劉桂村，楊 渺，龍 泉，劉思宇，賀 斌

（四川省環(huán)境保護(hù)科學(xué)研究院，四川 成都 610041）

重點生態(tài)功能區(qū)資源環(huán)境承載力評價
——以若爾蓋縣為例

劉桂村，楊 渺，龍 泉，劉思宇，賀 斌

（四川省環(huán)境保護(hù)科學(xué)研究院，四川 成都 610041）

立足于若爾蓋縣生態(tài)功能區(qū)現(xiàn)狀，在資源、環(huán)境、生態(tài)和社會經(jīng)濟(jì)4個方面選取12項指標(biāo)，利用主成分分析方法對該縣生態(tài)功能區(qū)進(jìn)行資源環(huán)境承載力研究。分析結(jié)果表明：若爾蓋縣資源環(huán)境承載力最好的是凍列鄉(xiāng)，東部各鄉(xiāng)鎮(zhèn)資源環(huán)境承載力比西部各鄉(xiāng)鎮(zhèn)好。

生態(tài)功能區(qū)；資源環(huán)境承載力；評價；主成分分析

近年來，隨著經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，環(huán)境污染、生態(tài)環(huán)境破壞、資源短缺等問題日益突出。如何協(xié)調(diào)經(jīng)濟(jì)發(fā)展與生態(tài)環(huán)境的關(guān)系，保護(hù)好資源環(huán)境成為推進(jìn)生態(tài)文明建設(shè)和維護(hù)國家長治久安的重要內(nèi)容。

資源環(huán)境承載力是指在一定的時期和一定的區(qū)域范圍內(nèi)，在維持區(qū)域資源結(jié)構(gòu)符合持續(xù)發(fā)展需要、區(qū)域環(huán)境功能仍具有維持其穩(wěn)態(tài)效應(yīng)能力的條件下，區(qū)域資源環(huán)境系統(tǒng)所能承受人類各種社會經(jīng)濟(jì)活動的能力。國內(nèi)對資源環(huán)境承載力的研究開始于20世紀(jì)90年代，王云等[1]利用區(qū)域環(huán)境承載力理論探討北海市工業(yè)布局，并指導(dǎo)當(dāng)?shù)爻鞘协h(huán)境規(guī)劃。齊亞彬[2]通過資源環(huán)境承載力研究進(jìn)展及其主要問題進(jìn)行剖析，認(rèn)為資源環(huán)境承載力的指標(biāo)體系可分為三類指標(biāo)：自然資源支持了指標(biāo)、環(huán)境生產(chǎn)支持力指標(biāo)及社會經(jīng)濟(jì)技術(shù)支持水平指標(biāo)。劉芳等[3]利用主成分分析法對江西省資源環(huán)境承載力進(jìn)行研究分析，得出各地級市的資源環(huán)境承載力得分。王威等[4]建立了灌區(qū)地下水資源承載力評價指標(biāo)體系，并利用主成分分析法對寶雞峽灌區(qū)的地下水資源承載力進(jìn)行了評價。孫磊[5]利用主成分分析法對揚州市區(qū)域水資源環(huán)境承載力進(jìn)行了評價分析，得出影響當(dāng)?shù)厮Y源承載力的三大主成分。

按照2010年國務(wù)院印發(fā)的《全國主體功能區(qū)規(guī)劃》，若爾蓋縣功能區(qū)劃屬于限制開發(fā)區(qū)中的若爾蓋草原濕地生態(tài)功能區(qū)，擁有國家級濕地自然保護(hù)區(qū)，主要保護(hù)對象為高寒沼澤濕地生態(tài)系統(tǒng)和黑頸鶴等珍稀動物。該縣不僅是我國生物多樣性關(guān)鍵地區(qū)和世界高山帶物種最豐富的地區(qū)之一，也是重要的水源涵養(yǎng)區(qū)。若爾蓋縣境內(nèi)谷地開闊，河曲發(fā)達(dá)，水草豐茂，適宜放牧，以飼養(yǎng)牦牛、綿羊和馬為主，是我國三大草原牧區(qū)之一。但該區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)異常脆弱，一旦破壞極難恢復(fù)，研究該區(qū)域的資源環(huán)境承載力具有重要意義。因此，結(jié)合若爾蓋縣資源環(huán)境現(xiàn)狀，研究該區(qū)域的資源環(huán)境承載力狀況，實現(xiàn)生態(tài)功能區(qū)的科學(xué)管理、利用和發(fā)展，對維護(hù)該地區(qū)的生態(tài)平衡性、穩(wěn)定性和可持續(xù)發(fā)展性具有重要意義。

1 區(qū)域概況

若爾蓋縣位于青藏高原東部邊緣地帶，四川省阿壩藏族羌族自治州北部，系四川通往西北省區(qū)的北大門，地理坐標(biāo)介于東經(jīng)102°08′～103°39′、北緯32°56′～34°19′之間，四鄰分別與甘肅省瑪曲縣、碌曲縣、卓尼縣、迭部縣和阿壩州內(nèi)阿壩縣、紅原縣、松潘縣、九寨溝縣接壤。黃河與長江分水嶺將其劃為東西兩部，縣城達(dá)扎寺鎮(zhèn)距成都469.2 km，距蘭州475.3 km，土地總面積10 436.58 km2，監(jiān)測范圍如圖1所示。

圖1若爾蓋縣地理位置

2 若爾蓋縣資源環(huán)境承載力分析與評價

2.1 研究方法

資源環(huán)境承載力的評價方法有多種：如差量分析法、生態(tài)足跡法、綜合評價法、狀態(tài)空間法、主成分分析法等。筆者立足于若爾蓋縣生態(tài)功能區(qū)現(xiàn)狀，以下屬17個鄉(xiāng)鎮(zhèn)為研究對象，結(jié)合資源、環(huán)境、生態(tài)和社會經(jīng)濟(jì)4個方面選取生態(tài)系統(tǒng)脆弱性、生物豐度指數(shù)、水源涵養(yǎng)指數(shù)，以及植被覆蓋指數(shù)等12項指標(biāo)，利用主成分分析方法對若爾蓋縣生態(tài)功能區(qū)進(jìn)行資源環(huán)境承載力研究。

主成分分析法實質(zhì)就是選取盡可能少的主成分進(jìn)行綜合分析，對于主成分個數(shù)的確定，主要通過以下方法：

式中：xij為第i個樣本的第j個指標(biāo)的原始數(shù)據(jù)；和sj分別為第i個指標(biāo)原始數(shù)據(jù)的平均值和樣本標(biāo)準(zhǔn)差。

（2）求出標(biāo)準(zhǔn)化矩陣yij的相關(guān)矩陣R；

（3）求出R矩陣的特征值：λ1≥λ2≥…λj，及對應(yīng)的特征向量U1≥U2≥…Uj；

指標(biāo)數(shù)確定為主成分；

（5）求主成分權(quán)重：

2.2 指標(biāo)構(gòu)建

根據(jù)科學(xué)性、系統(tǒng)性、可行性的原則，結(jié)合若爾蓋縣實際情況，建立12項指標(biāo)進(jìn)行資源環(huán)境承載力評價（表1）。設(shè)若爾蓋資源環(huán)境承載力評價綜合表征矩陣為y，（i=1，2，…I；j=1，2，…J）為第i個待評價單元，第j項評價指標(biāo)值。

表1重點生態(tài)功能區(qū)資源環(huán)境承載力指標(biāo)

各指標(biāo)含義及算法主要參照《省級主體功能區(qū)規(guī)劃技術(shù)規(guī)程》、《四川省縣域經(jīng)濟(jì)發(fā)展考核辦法》、《生態(tài)環(huán)境狀況評價技術(shù)規(guī)范》（HJ 192—2015）、《市縣經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展總體規(guī)劃技術(shù)規(guī)范與編制導(dǎo)則（試行）》等技術(shù)文件。

2.3 結(jié)果與分析

利用MATLAB統(tǒng)計軟件對若爾蓋縣17個鄉(xiāng)鎮(zhèn)2010年及2014年的數(shù)據(jù)進(jìn)行主成分分析計算，得出評價指標(biāo)體系相關(guān)矩陣特征值和貢獻(xiàn)率選取主成分并得到主成分權(quán)重，最后計算綜合評價指數(shù)，得到各鄉(xiāng)鎮(zhèn)的資源環(huán)境承載力結(jié)果。

2.3.1 2010年資源環(huán)境承載力評價結(jié)果通過MATLAB統(tǒng)計軟件對2010年評價因子數(shù)據(jù)進(jìn)行分析計算，得出變量的特征值、貢獻(xiàn)率和累計貢獻(xiàn)率（見表2）。結(jié)合表2數(shù)據(jù)，根據(jù)累積解釋率大于85%的原則可知：2010年的數(shù)據(jù)中，前4個主成分的累積貢獻(xiàn)率已達(dá)到85.98%，故選取前4個主成分F1～F4代表原指標(biāo)體系的綜合信息。

表2 2010年評價指標(biāo)體系成分特征值及貢獻(xiàn)率

將各主成分貢獻(xiàn)率值歸一化得到各主成分權(quán)重：

同理，W2=0.288，W3=0.178，W4=0.119

主成分荷載矩陣反應(yīng)了個各指標(biāo)在各公因子上的權(quán)重，通過對初始因子權(quán)重矩陣進(jìn)行方差最大旋轉(zhuǎn)，使矩陣中系數(shù)向0-1分化。旋轉(zhuǎn)后的評價體系主成分荷載見表3。

表3 2010年評價體系主成分荷載

根據(jù)表3中各評價指標(biāo)主成分荷載數(shù)據(jù)，結(jié)合各鄉(xiāng)鎮(zhèn)的評價指標(biāo)數(shù)據(jù)計算得出4個主成分因子的得分，但單獨某一個主成分并不反映綜合情況，因此，按各主成分對應(yīng)的方差貢獻(xiàn)率為權(quán)數(shù)計算綜合統(tǒng)計量，最終得出若爾蓋縣17個鄉(xiāng)鎮(zhèn)資源承載力結(jié)果（表4，圖2）。

2.3.2 2014年資源環(huán)境承載力評價結(jié)果通過

MATLAB統(tǒng)計軟件對2014年評價因子數(shù)據(jù)進(jìn)行分析計算，得出變量的特征值、貢獻(xiàn)率和累計貢獻(xiàn)率（見表5）。

表4若爾蓋縣17個鄉(xiāng)鎮(zhèn)資源承載力結(jié)果及排名

圖2 2010年若爾蓋縣各鄉(xiāng)鎮(zhèn)資源承載力結(jié)果

結(jié)合表5數(shù)據(jù)，根據(jù)累積解釋率大于85%的原則可知：2014年的數(shù)據(jù)中，前5個主成分的累積貢獻(xiàn)率達(dá)到90.31%，故選取前5個主成分F1～F5代表原指標(biāo)體系的綜合信息。評價體系主成分荷載見表6。

表5 2014年評價指標(biāo)體系主成分特征值及貢獻(xiàn)率

按各主成分對應(yīng)的方差貢獻(xiàn)率為權(quán)數(shù)計算綜合統(tǒng)計量，最終得出若爾蓋縣2014年17個鄉(xiāng)鎮(zhèn)資源承載力結(jié)果（表7，圖3）。

表6 2014年評價體系主成分荷載

圖3 2014年若爾蓋縣各鄉(xiāng)鎮(zhèn)資源承載力結(jié)果

表7若爾蓋縣17個鄉(xiāng)鎮(zhèn)資源承載力結(jié)果及排名

2.4 資源環(huán)境承載力變化情況

對比2010年及2014年主成分分析結(jié)果可知，凍列鄉(xiāng)資源環(huán)境承載力一直位列各鄉(xiāng)鎮(zhèn)第一，崇爾鄉(xiāng)、求吉鄉(xiāng)變化不大。資源環(huán)境承載力改善最好的為包座鄉(xiāng)，包座鄉(xiāng)由2010年排名全縣最末提高到2014年排名第八。嫩哇鄉(xiāng)、達(dá)扎寺鎮(zhèn)、麥溪鄉(xiāng)這3個鄉(xiāng)鎮(zhèn)資源環(huán)境承載力有變差的趨勢。

3 結(jié)論與建議

通過對若爾蓋縣資源環(huán)境承載力綜合分析發(fā)現(xiàn)，2010年，資源環(huán)境承載力得分最高的是凍列鄉(xiāng)，得分最低的是包座鄉(xiāng)。與2010年相比，2014年，凍列鄉(xiāng)的資源環(huán)境承載力得分依然最高，得分最低的為嫩哇鄉(xiāng)，包座鄉(xiāng)有所好轉(zhuǎn)?？傮w來看，若爾蓋縣資源環(huán)境承載力最好的是凍列鄉(xiāng)，東部各鄉(xiāng)鎮(zhèn)資源環(huán)境承載力比西部各鄉(xiāng)鎮(zhèn)要好。

為提升若爾蓋縣資源環(huán)境承載力水平，提出如下四個建議：一是大力開展資源環(huán)境承載力監(jiān)測工作。實時監(jiān)測生態(tài)環(huán)境質(zhì)量，從而幫助相關(guān)部門及時地制定出符合國情的管理政策，并根據(jù)實際情況實時調(diào)整。二是加大生態(tài)建設(shè)與環(huán)境保護(hù)的宣傳力度，加強(qiáng)民眾的保護(hù)意識，做到生態(tài)旅游、文明旅游。三是加強(qiáng)資源環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展。若爾蓋縣各鄉(xiāng)鎮(zhèn)應(yīng)根據(jù)自身資源狀況，尋找適宜的發(fā)展模式和產(chǎn)業(yè)，盡可能減少資源開發(fā)利用對環(huán)境的破壞，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。四是嚴(yán)格保護(hù)生態(tài)用地，保障生態(tài)安全和環(huán)境安全。

[1] 王 云，冉圣宏，王華東. 區(qū)域環(huán)境承載力與工業(yè)布局研究[J]. 環(huán)境保護(hù)科學(xué)，1998，（4）：6-9.

[2] 齊亞彬. 資源環(huán)境承載力研究進(jìn)展及其主要問題剖析[J]. 中國國土資源經(jīng)濟(jì)，2005，（5）：7-11.

[3] 劉 芳，王慧芳，張利國. 基于主成分分析法的江西資源環(huán)境承載力研究[J]. 鄱陽湖學(xué)刊，2015，（6）：99-104.

[4] 王 威，張 鑫，胡笑濤. 基于主成分分析法的灌區(qū)地下水資源承載力評價[J]. 水利與建筑工程學(xué)報，2010，8（1）：4-6.

[5] 孫 磊，薛 梅，朱 麗，等. 主成分分析法在區(qū)域水資源承載力評價中的應(yīng)用[C]. 西安：2017第九屆全國河湖治理與水生態(tài)發(fā)展論壇論文集，2017.

（責(zé)任編輯：肖彥資）

Evaluation of Resource Environmental Bearing Capacity of Key Ecological Function Area —Taking Ruoergai County as an Example

LIU Gui-cun，YANG Miao，LONG Quan，LIU Si-yu，HE Bin
（Sichuan Academy of Environmental Sciences, Chengdu 610041, PRC）

Based on the present status of ecological function area in Ruoergai County, this artical selected 12 index from resource, environment, ecology and social economy, studied Ruoergai's resource environment bearing capacity by using PCA method. The results showed that the resource environment bearing capacity of Dongliexiang is the highest, and the resource environment bearing capacity of east is higher than that of west.

ecological function area; resource environmental bearing capacity; Evaluation; principal component analysis

F205

：A

：1006-060X（2017）08-0048-05

10.16498/j.cnki.hnnykx.2017.008.013

2017-05-31

四川省環(huán)保專項資金資助項目（2017）

劉桂村（1989-），女，四川簡陽市人，助理工程師，主要從事生態(tài)環(huán)境保護(hù)等方面工作。