[摘 要]本文定義了區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)承載力,構(gòu)建了“區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)承載力評價模型”,并通過支撐力與壓力的相對變化趨勢表達區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)維系其健康水平的能力。以唐山市為例,計算了唐山市2000—2006年區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)承載力指數(shù),結(jié)果表明,唐山市基本上處于一種經(jīng)濟發(fā)展與區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)承載力同步發(fā)展的良性狀態(tài)。
[關(guān)鍵詞]區(qū)域生態(tài)系統(tǒng);承載力;模糊綜合評判法;唐山市
[中圖分類號]Q148.32 [文獻標識碼]A [文章編號]1005-6432(2008)44-0082-02
“承載力”一詞最早出自生態(tài)學,其含義是用以衡量特定區(qū)域在某一環(huán)境條件下可維持某一物種個體的最大數(shù)量,早期應用范圍也只限于生態(tài)領(lǐng)域,但隨著土地退化、環(huán)境污染、人口膨脹等現(xiàn)象的出現(xiàn),承載力的概念發(fā)展并應用到人類生態(tài)學中。尤其是近20年來,承載力研究及其在生態(tài)學、環(huán)境科學和可持續(xù)發(fā)展領(lǐng)域的應用備受矚目,承載力概念的發(fā)展也經(jīng)歷了從自然生態(tài)系統(tǒng)的種群承載力、人類生態(tài)系統(tǒng)的資源承載力、環(huán)境承載力,到生態(tài)系統(tǒng)承載力這一過程。因此,對區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)承載力進行評價,對于協(xié)調(diào)人與自然的關(guān)系,實現(xiàn)人類經(jīng)濟和社會的可持續(xù)發(fā)展,具有非常重要的現(xiàn)實意義。
1 區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)承載力的含義
區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)承載力是指正常情況下,區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)維系其自身健康、穩(wěn)定發(fā)展的潛在能力,主要表現(xiàn)為區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)對可能影響甚至破壞其健康狀態(tài)的壓力產(chǎn)生的防御能力、在壓力消失后的恢復能力及為達到某一適宜目標的發(fā)展能力。
區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)是地球生態(tài)系統(tǒng)的一個組成部分,而地球生態(tài)系統(tǒng)卻是一個封閉的生態(tài)系統(tǒng)。因此,從全球角度來講,區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)可獲得的外界物質(zhì)輸入和廢物轉(zhuǎn)移仍然是有限的。當這種輸入與轉(zhuǎn)移的速度不能滿足區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)的生存與發(fā)展需求速度時,便會產(chǎn)生階段性特征的生態(tài)環(huán)境問題,而當這種脅迫累積至一定限度仍無減弱或消失的趨勢時,超過了其承受能力,將導致區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)崩潰而難于恢復。同時,區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)區(qū)別于自然生態(tài)系統(tǒng)的是其承載對象是社會—經(jīng)濟—自然復合生態(tài)系統(tǒng),在結(jié)構(gòu)上包含了大量的人工環(huán)境成分,在功能上更側(cè)重于服務人類社會的供給功能,并且通過人工的主觀努力可以提高區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)的自然調(diào)控與恢復力。
2 區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)承載力的評價模型
區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)承載力(Region Ecological SystemBearing Capacity)是一種維系區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)健康發(fā)展的能力,是一個相對概念而不是一個絕對值,因此很難對某一區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)到底能承受多大的壓力而進行絕對化的評價。區(qū)域的發(fā)展是要發(fā)揮人類的能動作用,實現(xiàn)社會經(jīng)濟發(fā)展與區(qū)域生態(tài)承載力相適應,所以,我們可以通過區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)支撐力與相應的壓力之間的關(guān)系而獲得一相對值,并通過一段時期的時間序列值的變化情況獲知系統(tǒng)是否保持或向健康方向發(fā)展。
2.1 區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)承載力指數(shù)
區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)支撐力(Region Ecological SystemHold i n g Power)由自然支撐力和獲得性支撐力耦合而成,自然支撐力包括生態(tài)彈性、資源供給和環(huán)境容量等方面;獲得性支撐力包括社會經(jīng)濟發(fā)展、居民生活質(zhì)量等方面。區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)壓力(Region Ecological SystemP r e s s u r e)是相對于區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)支撐力存在的,壓力產(chǎn)生的根源是區(qū)域人口的增加和經(jīng)濟活動的加強,主要包括人類經(jīng)濟發(fā)展、人口增加、環(huán)境污染、生態(tài)破壞等要素對生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生的壓力。
區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)承載力指數(shù)(R S B C I)=區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)支撐力指數(shù)(RSHPI)/區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)壓力指數(shù)(RSPI)R S B C I<1,說明區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)的社會經(jīng)濟活動產(chǎn)生的壓力超過了目標值,超出了區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)的承載能力,并且該值越大表明超載的程度越大,區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)遭受破壞的可能性越大;RSBCI=1,說明區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)的社會經(jīng)濟活動產(chǎn)生的壓力與系統(tǒng)的支撐力相等,處于承載能力范圍之內(nèi);RSBCI>1,說明區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)的社會經(jīng)濟活動產(chǎn)生的壓力與目標值距離較遠,處于區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)可承載的能力范圍之內(nèi),區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)健康穩(wěn)定地發(fā)展。
2.2 模糊綜合評判法
由于區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)支撐力和壓力是多層次的動態(tài)系統(tǒng),涉及評價績效的因素眾多,為了能夠更好地反映各因素間的聯(lián)系, 我們采用模糊綜合評判,來對區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)支撐力和壓力進行綜合評價。
2.2.1 設定區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)支撐力和壓力的綜合評價指標集為U,把U按指標體系劃分成n個子集合,我們在這里假定為4個,記作U1,U2,U3,U4。另外,設M為評定程度等級的模糊集合,M={M1,M2,M3,M4}={優(yōu),良,中,差}。
2.2.2 確定區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)支撐力和壓力各評價指標體系中的各指標權(quán)重。我們采用A H P 法來進行權(quán)重的計算,A H P法的基本步驟不再贅述。其中,主因素層權(quán)數(shù)分別為:K= [K1,K2,…,K4],子因素層權(quán)數(shù)分別為: ,… ,] i=1,…,4,j=1,…,4。
2.2.3 模糊矩陣的統(tǒng)計確定。應用專家評判法與統(tǒng)計方法確定模糊矩陣。區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)支撐力和壓力的評價二級指標模糊矩陣統(tǒng)計如下:選擇一定數(shù)量的咨詢專家,在評語集上相應的某個評語下面畫“√”。評判人員在某個評語等級下畫的人數(shù)與總?cè)藬?shù)的比值為評定專家對被評價技術(shù)第j項評價指標給第i級評定程度, 也稱為隸屬度。這樣,便得到一個隸屬度矩陣,也叫做模糊矩陣R={ }。
2.2.4 區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)支撐力和壓力的模糊決策。設綜合評價矩陣為T,則T=K·R=(K1,K2,…,K4)。在式子中,我們用到的合成運算的模型通常有三種,即。在實際中,如果權(quán)重最大的因
素起主導作用,可以選用模型1和模型2,如果總體因素比較均衡,可以選用模型3。也可以選用幾種模型進行評價后再比較結(jié)果。
得出運算結(jié)果后,就可以計算出區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)支撐力指數(shù)和壓力指數(shù),進而得出區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)支撐力如何,并根據(jù)不同時間點的運算,找出縱向的發(fā)展趨勢,使政府做出相應的決策。
3 案例研究
以唐山市生態(tài)系統(tǒng)承載力評價為例。在對唐山市發(fā)展現(xiàn)狀進行具體分析以后,考慮唐山市的環(huán)境、資源特點和社會經(jīng)濟發(fā)展水平,特別是指標數(shù)據(jù)的可獲得性,參考2000—2006年的《河北經(jīng)濟年鑒》和《唐山統(tǒng)計年鑒》等資料,依據(jù)科學性、代表性、可操作性、可比性等原則,選取了評價指標,分別構(gòu)建了生態(tài)系統(tǒng)支撐力評價指標體系和生態(tài)系統(tǒng)壓力評價指標體系。各項指標體系具體如下。
生態(tài)系統(tǒng)支撐力評價指標體系由生態(tài)彈性、資源供給、環(huán)境容量和社會經(jīng)濟發(fā)展四部分構(gòu)成。生態(tài)彈性指標包括生物豐富度、植被覆蓋度、水域密度、土地退化程度。資源供給指標包括人均水資源量、人均耕地面積、人均典型礦產(chǎn)資源量。環(huán)境容量指標包括空氣環(huán)境質(zhì)量達標率、集中飲用水水質(zhì)達標率、噪聲達標區(qū)覆蓋率。社會經(jīng)濟發(fā)展指標包括人均G D P、人均可支配收入、城市人才密度指數(shù)、人均居住面積。生態(tài)系統(tǒng)壓力評價指標體系由資源消耗和環(huán)境污染兩部分構(gòu)成。資源消耗指標包括單位GDP能耗、單位G D P水耗、單位G D P電耗、單位G D P占用土地面積。環(huán)境污染指標包括萬元工業(yè)產(chǎn)值廢水排放量、萬元工業(yè)產(chǎn)值廢氣排放量、未達標污水排放量、環(huán)保投資占G D P的比重。
以選取數(shù)據(jù)的初始年度2000年為基準,按照前述介紹的方法(選用模型3)對唐山市不同年份的生態(tài)系統(tǒng)支撐力和壓力進行了綜合評價。2000—2006年唐山市生態(tài)系統(tǒng)支撐力指數(shù)分別為0.746,0.775,0.803,0.798,0.811,0.832,0.841;生態(tài)系統(tǒng)壓力指數(shù)分別為0.918,0.912,0.879,0.866,0.873,0.854,0.838;得出生態(tài)系統(tǒng)承載力指數(shù)分別為0.812636,0.849781,0.913538,0.921478,0.928981,0.974239,1.00358。
上述的計算結(jié)果表明,唐山市生態(tài)系統(tǒng)承載力呈現(xiàn)波動上升的趨勢。唐山市是資源型重工業(yè)區(qū)域,隨著節(jié)能降耗的推廣和循環(huán)經(jīng)濟發(fā)展模式的實施,經(jīng)濟發(fā)展和社會生活水平提高帶來的壓力呈緩慢、波動下降的趨勢。由于獲得性支撐力的不斷提高,唐山市區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)支撐力呈緩慢上升的趨勢,但是,唐山市礦產(chǎn)資源分布不均勻、開發(fā)過度,環(huán)境污染較嚴重等問題,亦成為區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)良性發(fā)展的根本障礙。雖然現(xiàn)在區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)承載力逐年上升,若不對系統(tǒng)發(fā)展的均衡性加以控制,逐漸降低壓力指數(shù),將來會導致區(qū)域系統(tǒng)發(fā)展的停滯不前,甚至是下降。唐山市應實施資源保護與資源節(jié)約政策;調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、提升區(qū)域經(jīng)濟能級、實現(xiàn)優(yōu)勢轉(zhuǎn)換,以保證系統(tǒng)發(fā)展的均衡,逐漸提高區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)的承載力。
參考文獻:
[1]徐琳瑜,楊志峰,李巍.區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)承載力理論與評價方法[J].生態(tài)學報,2005,25(4):771-777.
[2]孟旭光,強真,呂賓.區(qū)域土地資源生態(tài)承載力評價初探[J].中國國土資源經(jīng)濟,2006(5):28-30.
[3]黃光宇,陳勇.生態(tài)區(qū)域理論與規(guī)劃設計方法[M].北京:科學出版社,2002:101-108.