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基于生态足迹模型的福建省森林旅游低碳化

王慧1,陈秋华1,修新田2,林萍萍1,黄颖瑜1,刘理明1

（1.福建农林大学管理学院,福州350002;2.福建农林大学科研院,福州350002）

摘要：福建省拥有丰富的森林资源,森林旅游低碳化发展潜力巨大,且实践较早.基于福建省2003—2014年森林旅游业相关统计数据,运用生态足迹（模型）综合法对福建省森林旅游低碳化可持续发展程度从森林（公园）旅游地生态足迹、生态承载力、生态赤字、生态足迹指数和生态压力指数四个维度对其进行了研究.结果发现,生态足迹和生态承载力总量总体呈上升趋势,但生态赤字绝对值数额在不断减少,森林（公园）旅游地生态足迹占比碳吸收地（林地）生态足迹比例越来越小,生态足迹指数和生态压力指数都处于不安全状态.但从各项指数变化的趋势来看,福建省森林低碳旅游化目前虽处于不可持续发展状态,但生态压力正逐步减小,逐步走向可持续发展状态.

关键词：森林旅游；低碳化；可持续发展；生态足迹

中图分类号：F592文献标识码：A文章编号：1673-5919（2016）06-0077-07

DOI：10.13691/j. cnki. cn23-1539/f. 2016.06.025

随着全球人口增加和经济规模的扩大,大量能源的消耗所排放的CO2引起全球气候变暖,给人类的生存环境带来了威胁和挑战,低碳化发展成为世界各国的共识.旅游产业关联性强,可快速促进地区经济发展,但如今的旅游业已不是“无烟工业”.反之,根据一项调查研究,全球旅游业在2005年排放的CO2占全球总排放量的5%,该排放量造成的影响大约可以达到全球温室效应的14%.旅游业若以当前模式继续发展下去,在将来其他产业经济部门完成节能减排计划后,其将会成为温室气体的主要来源.因此,旅游业应致力于解决环境问题,积极发展低碳旅游,为减少碳排放量承担责任,维护和创造清洁健康的环境,从而实现旅游业的可持续发展[1].在应对全球气候变化中,林业具有特殊的地位,其作为陆地生态系统的主体,在光合作用中可吸收CO2,具有强大的碳汇功能,在低碳旅游发展中起着不可或缺的作用,越来越受到旅游者的青睐.

福建省森林旅游资源丰富,森林覆盖率多年来超过60%,始终位居全国首位,森林碳汇潜力巨大,是森林旅游低碳化发展的基础性保障和独特优势,且对低碳旅游较早进行了探索和实践.如武夷山国家森林公园于2010年成功举办的海峡旅游武夷山杯环景区自行车嘉年华活动,倡导“低碳旅游,健康养生”出游新方式.尤其近年来随着社会各界对“森林低碳旅游”的关注和社会公众生态环保意识的提高,福建省森林旅游低碳化发展显有成效.而在福建省森林旅游低碳化发展势头良好的背景下,其可持续发展程度更应得到重视和关注.

森林公园作为森林旅游景区的主体,不仅是森林生态系统服务功能的主要载体,更是发展森林旅游的最重要阵地[2].根据福建省森林旅游现实情况,本文以福建省森林公园旅游作为其森林旅游的代表,对其低碳化可持续发展程度进行研究.

1研究区概况与研究方法

1.1研究区概况

福建省位于我国东南沿海,陆地平面形状似一斜长方形.东隔台湾海峡与台湾省相望,东西最大间距约480 km,南北最大间距约530 km.全省大部分属中亚热带,闽东南部分地区属南亚热带.得天独厚的湿热气候为福建省丰富的森林资源奠定了坚实的基础,森林面积801.27万hm2,森林覆盖率达到65.95%（第八次全国资源清查）,居全国首位.截至2014年底,福建省已建设森林公园178处,其中国家级森林公园30处,省级森林公园127处,县级森林公园21处,总面积达到238 714.65 hm2.

1.2研究方法

1.2.1方法的比较与选取

本文中选取生态足迹模型对福建省森林旅游低碳化可持续发展程度进行研究.

生态足迹亦称“生态占用”,不仅能全面衡量人类对自然资源和能源的消耗程度,且可测算出为了满足这些人类资源消费和吸纳废弃物所需要的生物生产性土地面积.可形象地理解为一只巨脚踏在地球上脚印的大小,巨脚表示负载的是人类及人类产生的能耗.比如,一个人的粮食消费量可以转换为生产这些粮食所需要的耕地面积,他所排放的CO2总量可以转换成吸收这些CO2所需要的森林、草地或农田的面积.通过对地区或部门生态占

用（需求）与生态承载力（生态供给）的比较,对其发展的可持续性进行判断.

森林旅游低碳化发展强调尽量减少森林旅游活动中的碳排放量.对于碳排放量的测算,较为流行的一种方法是碳足迹,可用来测量社会活动或某产品一生命周期过程中产生的CO2排放量,主要反映人类某项活动或某种产品对生态环境的压力程度[3].我国学者较多采用此种方法对地区、部门和产业的碳排放量进行测算.但随着人类对生态认识的发展,尤其是生态足迹可较为方便地进行一定时段的动态分析,现已普遍采用更全面的生态足迹来代替碳足迹.鉴于本文主要研究森林旅游低碳化的动态发展程度,比起单纯对碳排放量的测算——碳足迹,更具权威和全面性,故本研究中选择“生态足迹模型”对福建省森林旅游低碳化发展程度进行研究.

1.2.2生态足迹模型介绍

生态足迹理论于20世纪末引入国内,是基于可持续发展思想,最早由加拿大生态经济学家里

斯（Rees）于1992年提出,后由其博士生瓦克纳格

尔（Wackernagel）进一步完善的一种可测量人类社会可持续发展程度的一种重要理论和方法[4],是人类为满足其需求而利用的所有生物生产性土地的总和,包括耕地、草地、建设用地、渔业用地、林木产品生产所需的林地,以及吸收海洋无法吸收的二氧化碳所需的林地[5].

生态足迹模型以供需理论为基础,从需求面计算生态足迹（EF）的大小,表示在现有生活水平下人类占用的能提供资源或消纳废物的、具有生态生产力的地域空间；从供给面计算生态承载力（EC）的大小,表示在保持生存、发展条件下能够持续提供资源或消纳废物的、具有生态生产力的地域空间；通过对二者的比较来评价研究对象发展的可持续性.当 EF＞EC时,意味着人类对自然资源过度利用,产生生态赤字,是一种不可持续的资源消费,反之则表明对自然资源的利用程度没有超出其更新速率,处于生态盈余中[6-9].

生态足迹模型现已广泛应用于不同领域、不同尺度的生态可持续发展程度的测度中.研究领域已由单一的生态研究扩展到与生态相关的能源、土地、旅游等领域.研究层面既有宏观的全球、国家、省市地区,也有学校、企业、个人等微观层面.

1.2.3生态足迹模型计算方法

根据数据来源和研究尺度的不同,生态足迹模型有成分法和综合法两种计算方法.成分法适合于小尺度的生态足迹模型计算,以人类的衣食住行活动为出发点,一般通过实地调查获取人均消费数据[10],如研究某一森林公园的旅游生态足迹,可从“食、住、行、游、娱、购”6个方面分别进行测算.综合法由Rees和Wackernagel于20世纪末提出,是根据一定区域性统计资料获取消费项目的总量数据,结合人口数计算人均消费量,适合大尺度生态足迹模型的计算[11].考虑到本文中研究尺度及数据的获得方式,本研究中采用综合法.

森林（公园）旅游主要以森林用地资源为依托.本文生态足迹模型的计算均以林地此种土地利用类型为基础.生态足迹模型测算的主要指标包括生态足迹（EF）、生态承载力（EC）、生态赤字（ED）、生态盈余（ES）、生态足迹指数（EFI）、生态压力指

数（EFI）.

1.2.3.1生态足迹（EF）

根据Wackernagel完善的生态足迹模型,生态足迹是通过测定现今人类为了维持自身生存而利用自然的量来评估人类对生态系统的影响.以生态生产性土地（ecological productive area）为统一度量基准.在其计算中,各种资源和能源消费项目被折算成耕地、草地、建筑用地、渔业用地、林地和化石燃料地6种生物生产面积类型,跟踪6类基本需求：农作物,畜牧产品,鱼类,建设面积,林产品和碳足迹.其中后面两种需求竞争同一类生物承载力：林地.

一般性计算公式如下[以全球公顷计(global hectares,gha)]：

其中EF为生态足迹,N为区域人口数,ef为人均生态足迹,i为消费项目的类型,ei为人均生态足迹分量,Ai为第i种消费项目折算的人均生态足迹分量（hm2/人）,Pi、Ii、Ei分别为第 i 种消费项目的年生产量、年进口量和年出口量,Yi为生物生产土地生产第i种消费项目的世界年均产量( kg/hm2).YFj为各类型土地的均衡因子,均衡因子EQF亦称为等价因子,是为使不同类型的生态生产性土地面积转化为在生态生产力上等价的面积,以便于加总求

和[12].具体指某一类土地的单位面积产量和世界上所有类型土地的单位面积产量的比率[13],计算公式如下：

其中Pi为第i类土地的平均生产力,P为区域全部土地的平均生产力,Qi表示第i类土地的总生物产量,Si为第i类土地的生物生产面积.

在生态足迹账户中,除农地外,所有其他土地使用类型仅提供单一的初级产品[15].结合本文研究,修正以上生态足迹（EF）计算公式如下：

其中EF为生态足迹,ef为人均生态足迹,N为人口数,本文选用福建省森林公园总旅游人数,YF为均衡因子,P为消费项目年生产量,本文选用福建省森林公园区域旅游人数（不包括海外旅游人数）,I为年进口量,本文选用福建省森林公园海外旅游人数,E为年出口量,本文选用福建省到国外森林旅游人数,Y为年国家平均产量,本文选用全国森林旅游单位面积年均旅游人数.由于福建省每年到海外森林旅游人数过少,对结果影响微乎其微,不纳入计算.

1.2.3.2生态承载力（EC）

生态承载力是指在不损害有关生态系统生产力和功能完整的前提下,生态系统生产可提供人类消费的生物资源和吸纳人类产生废物的生产性土地面积的总和[15-16].结合本文研究,对其一般性计算公式修正如下：

EC等于N×ec 等于N×（A×EQF×YF）（4）

其中EC为生态承载力,ec为人均生态承载力,N为福建省森林公园总旅游人数,人均生态需求分量A为福建省森林公园游客人均面积,EQF为均衡因子,YF为产量因子.产量因子YF亦称生产系数,由于生态生产性面积不能直接进行比较,需先计算出一个参数以转化为全球平均水平,具体通过比较同类生物生产性土地的本地平均产量与全球平均产量而得到.本研究中产量因子的计算公式沿用学者邱寿丰、朱远于2012年依据国家生态足迹账户提出的福建省林地产量因子的计算方法,对于林地,其产量因子计算公式如下：

其中YN为国家或地区某类生物生产性土地区域产量,YW为某类生物生产性土地全球产量.

1.2.3.3生态赤字（ED）与生态盈余（ES)

这两项指标通过生态总需求（EF）与生态总供给（EC）比较得来,能够直观反映某一区域生产的自然资源是否足够支持该区域的消费和生产活动,可定量反映一个地区的可持续发展水平.计算公式如下：

ED等于EF-EC＜0

ES等于EF-EC＞0（6）

当生态总需求超过生态总供给时,即产生生态赤字（ED）,意味着该地区人类对自然资源造成过度使用,处于不可持续发展状态,反之说明其处于可持续发展状态.

1.2.3.4生态足迹指数（EFI）与生态压力指数（ETI）

生态足迹指数（EFI）是指区域生态总需求与生态总供给差额(即生态盈余)和生态总供给的比值,也即某区域生态系统尚未被利用的生态供给占生态总供给的百分比[17].计算公式如下：

当EFI>0时,说明该区域处于可持续发展状态,反之,则属于不可持续状态.

生态压力指数（ETI）,亦称为生态安全评价指标,是指某一地区人均生态足迹与生态承载力的比值,并制定有相应的指标等级划分标准（见表1）.计算公式如下：

1.2.4均衡因子与产量因子的计算

1.2.4.1均衡因子

鉴于每年全球生物生产性土地面积产量都在变化,年度统计数据无法准确获得,且均衡因子变化微小.本研究中森林（公园）旅游林业用地均衡因子沿用世界自然基金会（WWF）近几年来统计的林地均衡因子值,如表2.

本文研究中2003年林地均衡因子采用WWF2002年统计的均衡因子,即1.35gha/wha；2004—2005年采用WWF2004年统计的均衡因子,即1.38gha/wha；2006—2014年采用WWF2006年统计的均衡因子,即1.34gha/wha.

1.2.4.2产量因子

本研究中福建省2003—2009年林业地产量因子直接沿用学者邱寿丰、朱远于2012年根据国家生态足迹账户计算出的数值,2010—2014年福建省林业用地产量因子根据公式（5）计算.对福建省2003-2014年林业地产量因子归纳如表3.

2计算结果与分析

2.1数据来源

本研究数据均来自于2003—2014年《中国林业统计年鉴（2003—2014）》、《中国统计年鉴（2004—2015）》、《福建省统计年鉴（2011—2015）》引用数据包括福建省森林公园年度旅游人数、海外旅游人数、中国森林公园年度旅游总人数、中国森林公园总面积、林地木材和竹材总产量、福建省林地面积等.

2.2结果分析

根据上文中生态足迹模型各指标计算公式,得到福建省2003—2014年森林旅游低碳化发展情况如表4.

2.2.1生态足迹（EF）与生态承载力（EC）

根据表4及图1,福建省2003—2014年森林旅游低碳化生态承载力总体呈上升趋势,年均增长3.03%,波动较厉害的两次出现在2005—2008年间,但总体平稳.生态承载力的增长在可认知范围内,近些年来福建省森林旅游游客数量大幅增加,额外增加的旅游活动中CO2的排放量是生态足迹总体呈上升趋势原因之一.但根据图1,2013年后森林旅游低碳化发展生态承载力总量开始下降.人均生态足迹基本呈直线式下降趋势,年均减少率为15.26%.表明福建省近年来虽然游客数量大增,但其不断鼓励和提倡的森林低碳旅游理念深入人心,游客森林旅游活动低碳和环保化,取得显著成效.

根据图1,福建省森林旅游低碳化生态供给总量除了2008—2009年间有过下降外,其余年份均保持上升趋势.尤其是2011年后上升趋势增大,由35.255 8万hm2增加至2014年的49.581 0万hm2,增长了40.63%.人均生态承载力波动较小,2009年前基本呈下降趋势,2009年后虽基本平稳,但总体呈上升趋势.这主要与近年来福建省不断增加的森林公园面积有关.

2.2.2生态赤字

根据图1和图2,生态需求总量始终保持在生态供给总量之上,存在生态赤字,基本呈倒U形,振荡式波动明显,最小值出现在2005年,为-48.376 1万hm2,最大值出现在2014年,为-25.746 7万hm2.说明2003—2014年福建省森林（公园）旅游低碳化发展始终处于不可持续性状态,且游客旅游活动超出了森林公园自然生态环境的可纳容量范围.生态需求总量增长速度于2009年后变缓且在2013年后开始下降.而生态供给总量增长速度加快,生态赤字绝对值数额变小.表明福建省森林旅游低碳化发展目前虽处于不可持续状态,但这种现状正在缓慢地改变,不可持续性发展程度正在逐步减小.

2.2.3生态足迹指数与生态压力指数

根据图3显示,福建省2003-2014年森林旅游低碳化发展生态足迹指数（EFI）均为负,生态压力指数（ETI）均在1.5以上,且同时在2009年达到其最小值（-0.699 9）与最大值（3.331 8）,根据生态足迹指数模型与生态压力指数模型,福建省森林（公园）旅游呈极不可持续发展状态.

根据表1,福建省2003—2014年生态足迹指数波动范围介于-70%~ -34%,这种情况符合基本中国现实国情.根据陈成忠等2003年在《地球生命力报告》调查数据的基础上对世界多个国家进行生态足迹指数（EFI）测算的结果,中国为-100%,美国为-104.3%,英国为-250%,日本为-528.6%[18].福建省林业资源丰富,森林旅游低碳化发展前景良好,相较于全国,其森林旅游低碳化可持续发展程度较高.

福建省2003—2014年森林旅游低碳化生态压力指数（ETI）波动范围介于1.52~3.33之间.根据赵先贵等2001年[19]同样以《地球生命力报告》的调查数据为基础,对多个国家的生态压力指数进行核算的结果,中国为1,美国为0.61,日本为1.75.这说明福建省森林旅游低碳化发展相较于全国仍处于极不安全状态,但生态压力指数呈下降趋势,尤其是2011年后趋势变化明显,生态压力在逐步减小.

综合两项指标总体发展趋势,福建省森林（公园）旅游低碳化不可持续发展状态呈减弱趋势.

3结论与启示

福建省丰富的森林资源是发展森林旅游低碳化发展得天独厚的条件,发展潜力巨大.根据以上福建省森林旅游低碳化发展生态足迹结果,福建省森林旅游低碳化发展一直处于供不应求的状态,但近年尤其是2010年后供求差额逐渐缩小,不可持续发展程度减弱.

生态足迹的变化与森林公园面积、游客数量、人均森林公园面积、均衡因子、产量因子等指标有关.对上述结果进一步分析发现,近年来,福建省森林旅游低碳化发展生态承载力与其森林公园面积和游客数量的增长趋势一致,生态足迹发展趋势先缓慢增长后下降,是近年来森林低碳旅游活动综合影响的结果.因此,福建省森林旅游低碳化发展目前虽处于不可持续状态,但这种状态正得以改善,朝可持续发展状态延伸.为进一步提高福建省森林旅游低碳化可持续发展程度,还应做到以下几点：

3.1加强对森林公园项目的管控

对森林公园内旅游项目的运营主体（旅游企业）提供激励性保障政策,保证其对旅游项目的规划以低碳化发展理念为指导,以生态承载力为前提进行开发.旅游项目的运营在生态环境容量范围内兼顾社会、生态和经济效益.倡导和践行低碳旅游理念,完善森林公园内排水、供电、燃气、供热及环卫等旅游基础设施,配备一整套低碳化旅游基础设施,不断提高森林旅游低碳化发展的生态承载力.

3.2加强对游客的管理

游客是森林旅游最重要的参与主体,其旅游活动、旅游消费偏好、旅游行为方式等都会给森林旅游环境带来压力,对森林旅游低碳化发展产生影响.持续过量的非低碳环保性旅游活动会对森林公园生态环境造成一系列负面影响,包括对大气、水资源等的直接污染,对生物多样性和生物栖息地造成破坏,直接威胁森林生态系统的生态安全.因此为了减小生态压力,提高森林旅游低碳化可持续发展程度,对森林公园要进行科学的功能分区,合理的线路设计,降低热门景区的游客分布密度,有必要时采取强制措施控制游客数量,降低生态足迹；通过制定一系列行为规范制度对游客的行为进行约束和控制,起到引导游客低碳行为的作用；通过完善合理的解说系统进一步提高游客的碳排放意识和低碳旅游意识,改变非低碳旅游消费偏好和行为方式,降低对自然资源和环境的消费与依存度.

3.3加强对资源与环境的管理

通过研发森林碳汇检测计量技术及测评旅游环境容量,建立生态补偿机制.对于生态赤字严重和生态环境破坏严重的景区,将旅游活动严格控制在环境容量范围内,大力提倡和鼓励游客低碳旅游活动,同时建立人、车、楼、宅等配种绿树制度,增加森林的固碳功能.

在不会对环境造成破坏的前提下,种树造林,增加森林公园的数量和质量,促进福建省森林生态系统的发展,实现森林资源的可持续利用,提高森林旅游低碳化发展的生态承载力供给总量.同时,为了缩减森林旅游低碳化发展生态赤字,森林公园景区需要调整能源消费结构以及调控游客消费活动,发展绿色能源及相关产业来维护森林生态系统的稳定和健康发展.

3.4构建旅游环境承载力预警机制

森林旅游可持续发展既要考虑满足当前旅游需要,又要考虑旅游环境承载力等限制性因素.而森林旅游低碳化发展作为森林旅游实现可持续发展的一种新型方式,一方面要提倡和鼓励游客进行低碳旅游活动,另一方面要求将旅游活动严格控制在旅游环境承载力范围内,有必要根据森林旅游景区现状建立一套合理的旅游环境承载力预警机制.

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［责任编辑：鹿鸣］

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