萬里洋, 吳和成

南京航空航天大學(xué) 經(jīng)濟與管理學(xué)院, 南京 211106

20世紀(jì)后期以來,世界經(jīng)濟迅猛發(fā)展,人類對生態(tài)資源過度開發(fā)導(dǎo)致的氣候變暖、自然災(zāi)害等生態(tài)環(huán)境問題在全球范圍內(nèi)涌現(xiàn),許多地區(qū)對資源、環(huán)境的需求已超出當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)系統(tǒng)的服務(wù)能力,生態(tài)環(huán)境遭到嚴(yán)重破壞,系統(tǒng)功能不斷退化。為實現(xiàn)人類社會與生態(tài)環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展,國內(nèi)外學(xué)者一直致力于生態(tài)環(huán)境研究。早期,Lee等[1]、Smith等[2]從評價方法入手,以尋求更有效客觀評價生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)的途徑;Bailey[3]探究生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)與外界環(huán)境關(guān)系,并將生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)按功能區(qū)進行了劃分;Kumar等[4]則通過敏感性分析,反映了生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)對區(qū)域內(nèi)外部干擾的敏感程度。李長安等[5]關(guān)注長江流域生態(tài)環(huán)境惡化態(tài)勢,對其復(fù)雜生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)的演變過程及退化機制展開了研究并加以優(yōu)化調(diào)控;曹雪琴[6]則在加速推進城市化進程中,著重探討了生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)的建設(shè)問題。

近年來,環(huán)境破壞、資源枯竭等問題日益突出,加上人口數(shù)量激增,生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)的協(xié)調(diào)能力進一步下降,脆弱性逐漸顯現(xiàn)并伴有愈演愈烈趨勢。如今,生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)脆弱性(Eco-environmental system vulnerability, EESV)作為一種新的研究范式成為生態(tài)環(huán)境領(lǐng)域的研究熱點[7-8]并引起國際環(huán)保組織(IPCC, WMO, UNEP, WCED)的廣泛關(guān)注;大量研究也為決策者在區(qū)域環(huán)境保護及資源管理中提供了較為合理的決策工具及有針對的可行性政策建議,并將其有效納入到制定當(dāng)?shù)丨h(huán)保措施中。另外,回顧以往文獻發(fā)現(xiàn),生態(tài)環(huán)境脆弱性研究具有極強的區(qū)域針對性,均以明確具體研究對象、范圍為基本前提,如特定流域[9]、山區(qū)[10]、海域[11]、島嶼[12]以及公園[8]等;再以特定壓力擾動為研究切入點,如氣候變化[13]和自然災(zāi)害[14]等。

“十一五”期間,石化基地憑借企業(yè)關(guān)聯(lián)性強,公共資源共享以及能夠綜合治理環(huán)境污染等優(yōu)勢迅速發(fā)展,成為我國石化產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展的主流形式;然而,其特殊屬性卻給區(qū)域生態(tài)環(huán)境埋下了巨大隱患,負(fù)面效應(yīng)制約著地區(qū)經(jīng)濟的發(fā)展。尤其是在欠發(fā)達地區(qū),石化基地是把雙刃劍,研究其EESV對于當(dāng)?shù)亟?jīng)濟可持續(xù)發(fā)展及生態(tài)保護具有重要的指導(dǎo)意義。截至目前來看,有關(guān)石化基地脆弱性的研究主要涉及生產(chǎn)安全[15]、事故風(fēng)險[16]以及應(yīng)急管理[17]等方面,卻鮮有文獻從系統(tǒng)視角來考察石化基地生態(tài)環(huán)境脆弱性問題,忽略了石化基地經(jīng)濟效應(yīng)給區(qū)域生態(tài)環(huán)境所帶來的影響。雖然劉玒玒等[18]、李風(fēng)軍等[19]分別就陜北、寧東能源化工基地的生態(tài)環(huán)境脆弱性進行了評價,但他們側(cè)重于評價方法的應(yīng)用,理論研究卻相對滯后,未能揭示脆弱性的演化機理及其形成根源,致使評價指標(biāo)體系的建立缺乏理論依據(jù),其結(jié)果能否為欠發(fā)達地區(qū)的經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展提供準(zhǔn)確有效的借鑒和參考,有待驗證。

本文研究目的分為3個：首先,通過梳理傳統(tǒng)理論,探究脆弱性本質(zhì),提出具有普遍適用性的生態(tài)系統(tǒng)脆弱性理論框架。一方面彌補生態(tài)脆弱性理論研究的不足,豐富理論成果,嘗試從系統(tǒng)視角統(tǒng)一生態(tài)脆弱性內(nèi)涵;另一方面為后續(xù)評價EESV奠定理論基礎(chǔ)。其次,基于生態(tài)系統(tǒng)脆弱性理論,從人-環(huán)境耦合的角度構(gòu)建石化基地EESV演化模型并對其演化機理進行解析,挖掘脆弱性的潛在驅(qū)動因素,揭示其演化特征,從而有助于準(zhǔn)確有效地預(yù)防系統(tǒng)脆弱性。最后,以欠發(fā)達地區(qū)連云港石化基地為例,模擬其EESV演化過程,并從壓力、暴露性、敏感性、自恢復(fù)能力和人工修復(fù)能力等方面構(gòu)建石化基地EESV評價指標(biāo)體系,為石化基地的建設(shè)和發(fā)展提供理論指導(dǎo),同時也為進一步評價EESV時的指標(biāo)選取提供參考。

1 生態(tài)系統(tǒng)脆弱性理論框架

脆弱性(Vulnerability),在不同領(lǐng)域和學(xué)科中已有數(shù)十年的發(fā)展歷史,如今愈發(fā)流行于生態(tài)學(xué)領(lǐng)域。經(jīng)過長期的探索與研究,生態(tài)脆弱性理論不斷豐富、拓展;其中,最具應(yīng)用代表性的有壓力-敏感性理論[20]、頻率-嚴(yán)重性-損失-適應(yīng)成本理論[21]、潛在沖擊-適應(yīng)能力理論[7, 22]、壓力-敏感性-彈性理論[23]、暴露性-敏感性-適應(yīng)能力理論[24]、暴露性-易損性-彈性理論[25]、敏感性-適應(yīng)能力理論[26]、驅(qū)動力-壓力-狀態(tài)-沖擊-響應(yīng)-管理理論[27]以及壓力-狀態(tài)-響應(yīng)(PSR)理論[28]。通過整理、匯總傳統(tǒng)理論框架發(fā)現(xiàn),作為一個相對較新的概念,生態(tài)脆弱性內(nèi)涵尚未被闡明,再加上不同生態(tài)固有的復(fù)雜性和差異性,致使生態(tài)脆弱性理論框架大相徑庭。生態(tài)脆弱性針對的是特定研究區(qū)域,無限制或無約束范圍的生態(tài)脆弱性評價是盲目而不切實際的,因此,考慮到區(qū)域范圍的整體性與復(fù)雜性,以系統(tǒng)視角探究區(qū)域生態(tài)脆弱性更具操作性,對于地區(qū)可持續(xù)發(fā)展也更有現(xiàn)實意義。但是,目前有關(guān)生態(tài)脆弱性的研究多偏重實證分析,強調(diào)評價方法而忽略理論研究,更缺乏從系統(tǒng)層面探討脆弱性的演化機理;這就是為什么盡管在生態(tài)脆弱性研究方面做出諸多努力,但其理論框架始終未能達成共識的原因。

圖1 生態(tài)系統(tǒng)脆弱性理論框架Fig.1 Theoretical framework of ecosystem vulnerability

事實證明,系統(tǒng)的正常運行是一種動態(tài)平衡,而其非孤立性特征決定了任一系統(tǒng)難免會受到來自內(nèi)外部壓力的擾動[8]。當(dāng)壓力影響(也稱沖擊)逾越系統(tǒng)彈性閥值時,平衡狀態(tài)將被打破,系統(tǒng)功能退化并短時間內(nèi)難以恢復(fù),從而產(chǎn)生系統(tǒng)脆弱性[24,26]。本質(zhì)上,壓力影響是系統(tǒng)暴露于一種或多種壓力以及對這些壓力敏感性的產(chǎn)物,而系統(tǒng)脆弱性則最終取決于系統(tǒng)構(gòu)成要素承受/吸收來自壓力不利影響的狀態(tài)[22]?；谙到y(tǒng)脆弱性本質(zhì)和現(xiàn)有理論成果,本文提出適用于解釋生態(tài)系統(tǒng)脆弱性(如生態(tài)社會系統(tǒng)、生態(tài)經(jīng)濟系統(tǒng)、生態(tài)環(huán)境系統(tǒng))的理論框架,即壓力-影響-彈性(Pressure-Impact-Resilience, PIR)(圖1)。從理論框架來看,生態(tài)系統(tǒng)所受擾動源于系統(tǒng)內(nèi)外部壓力,而壓力對系統(tǒng)產(chǎn)生影響并通過系統(tǒng)暴露性與敏感性的聯(lián)合效應(yīng)得以體現(xiàn)。影響分為直接影響與潛在影響,直接影響是系統(tǒng)對壓力擾動強烈響應(yīng)的結(jié)果,能在短期內(nèi)觀測到;相反,潛在影響則需長期累積才能得以顯現(xiàn)。彈性是反映系統(tǒng)承受壓力沖擊,并在特定條件下仍能維持系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)和功能的能力,包括系統(tǒng)自我恢復(fù)能力和人工修復(fù)能力。

迄今為止,脆弱性應(yīng)用涵蓋多個學(xué)科、不同領(lǐng)域,雖然概念迥然相異,但其最基本含義仍是系統(tǒng)、子系統(tǒng)或系統(tǒng)元素因暴露于風(fēng)險、擾動、危險或壓力而遭受傷害或損害的程度[29]。后來,IPCC(2014)[30]給出官方界定,即“受到不利影響的傾向”,包括“含有敏感或易受傷害的各種概念和要素,以及缺乏應(yīng)對和適應(yīng)能力”。生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)是指在特定系統(tǒng)或區(qū)域范圍內(nèi)影響人類生活和生產(chǎn)的各種自然資源及其作用的總稱,所以,對于EESV概念的界定要根據(jù)具體研究對象劃定特定區(qū)域范圍來進行。就石化基地而言,脆弱性是其生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)中不可避免的特性,并由區(qū)域內(nèi)的人,物,環(huán)境等因素決定。因此,借鑒脆弱性本質(zhì)含義并結(jié)合生態(tài)系統(tǒng)脆弱性理論框架,本文將石化基地EESV概念簡化為“在石化基地特定范圍內(nèi),暴露性要素容易遭受或無法應(yīng)對壓力擾動而產(chǎn)生不利影響的狀態(tài)”。

2 石化基地生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)脆弱性演化機理

2.1 演化模型構(gòu)建與分析

基于PIR理論及石化基地EESV概念,本文構(gòu)建系統(tǒng)脆弱性演化模型,如圖2所示。該模型將石化基地生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)視為人類-環(huán)境耦合系統(tǒng),強調(diào)內(nèi)外部驅(qū)動因素的多重性以及跨尺度性,系統(tǒng)的呈現(xiàn)出脆弱性的演化過程及特征,是一個多要素構(gòu)成、多方向發(fā)展、跨尺度影響、多重循環(huán)的閉合回路。

石化基地生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)是人類與自然環(huán)境耦合的產(chǎn)物,其脆弱性必然受到人文與環(huán)境兩方面因素影響。在演化模型的運行中,區(qū)域內(nèi)外部人文、環(huán)境因素是EESV形成的潛在驅(qū)動力。人文因素(如：規(guī)劃目標(biāo)、資源利用、文化意識、環(huán)境管理、科學(xué)技術(shù)和社會反映等)和環(huán)境因素(如：土壤類別、地表水系、動植物多樣性、地表植被量、海洋水質(zhì)以及臺風(fēng)、寒潮、雷雨大風(fēng)等氣候因素)的變化將形成數(shù)量、規(guī)模不確定性的系統(tǒng)壓力,壓力的相互作用擾動生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)從而迫使系統(tǒng)暴露性要素做出響應(yīng)并加以調(diào)整、適應(yīng),其結(jié)果表現(xiàn)在系統(tǒng)敏感性;而系統(tǒng)對壓力沖擊的敏感程度又取決于暴露性要素的特征、位置、比例以及承載力情況。由此可見,壓力對生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)所造成的影響通過其暴露性和敏感性的綜合效應(yīng)得以體現(xiàn)。敏感性低的暴露性要素對壓力響應(yīng)不顯著,影響在短時間內(nèi)難以顯現(xiàn),屬于潛在影響;憑借自身恢復(fù)能力,生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)能夠及時調(diào)整并適應(yīng),其脆弱性難以被察覺。隨著暴露性比例的擴大,對壓力響應(yīng)強烈的元素也會增多,再加上累積效應(yīng),敏感性驟升,系統(tǒng)來不及調(diào)整更難以適應(yīng),最終引發(fā)毀滅性現(xiàn)象;此時,壓力所造成的影響顯而易見,視為直接影響。一系列不可逆結(jié)果的產(chǎn)生,導(dǎo)致生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)的自我恢復(fù)能力不斷退化,而欠發(fā)達地區(qū)又缺乏有效治理能力,生態(tài)環(huán)境持續(xù)惡化,系統(tǒng)功能難以修復(fù),其脆弱性加劇。此外,區(qū)域外部人文、環(huán)境因素也會根據(jù)系統(tǒng)脆弱性演化情況進行調(diào)整與適應(yīng),其結(jié)果又將進一步影響系統(tǒng)內(nèi)部人文與環(huán)境因素變化,從而形成脆弱性演化模型的閉合回路并展開新一輪運轉(zhuǎn)。

從系統(tǒng)整體來看,石化基地生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)是一個多層次系統(tǒng),歸屬于母系統(tǒng),也包含子系統(tǒng);而且不同系統(tǒng)間勢必存在橫向與縱向聯(lián)系。例如：系統(tǒng)在調(diào)整、適應(yīng)時期,壓力擾動因素的擴散效應(yīng)會波及區(qū)域外圍環(huán)境,引起外部環(huán)境條件變化;再者,鑒于石化基地的特殊屬性,一旦發(fā)生意外事故,區(qū)域生態(tài)環(huán)境將倍受社會關(guān)注,迫使政府采取緊急處理措施,從而影響著區(qū)域外部人文條件的變化。雖然EESV程度最終取決于系統(tǒng)自我恢復(fù)能力,但單純依靠自我調(diào)節(jié)和組織能力顯然已無法滿足當(dāng)下可持續(xù)發(fā)展要求,而跨系統(tǒng)間的人工修復(fù)能力在EESV演化中的作用日益彰顯。也正是這種多層次系統(tǒng)間的相互作用,使得石化基地生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)具有更多的不確定性,閥值也更為復(fù)雜;但同時也為石化基地EESV的調(diào)控提供了多元化渠道和機會。

從系統(tǒng)內(nèi)部來看,在脆弱性演化過程中,壓力擾動下的系統(tǒng)暴露性、敏感性以及彈性間彼此緊密聯(lián)系且具有雙重導(dǎo)向關(guān)系,如圖3所示。一方面,系統(tǒng)暴露性特征關(guān)系著系統(tǒng)對壓力擾動的敏感程度(即直接影響和潛在影響)及其彈性水平;而根據(jù)敏感性與彈性的狀態(tài)變化,系統(tǒng)內(nèi)暴露性元素也將會做出相應(yīng)調(diào)整,轉(zhuǎn)化成不同特征表現(xiàn)。另一方面,系統(tǒng)彈性取決于系統(tǒng)敏感性程度;相反,彈性的緩沖作用也會給敏感性一個反饋,從而降低壓力擾動對生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)影響。隨著暴露性元素的增加,暴露性比例的增大以及暴露性元素與危險源距離的縮短,壓力擾動下的系統(tǒng)敏感性將會升高,區(qū)域生態(tài)環(huán)境遭到破壞的可能性也會越大;而當(dāng)系統(tǒng)彈性難以維持其基本結(jié)構(gòu)和功能時,系統(tǒng)處于崩潰邊緣,脆弱性也將升至極值。因此,在壓力擾動下,系統(tǒng)暴露性、敏感性和彈性的內(nèi)在聯(lián)系決定了石化基地EESV程度。

2.2 石化基地生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)脆弱性表征

從演化模型的運行與解析中可以看出,石化基地EESV的形成與演化與系統(tǒng)承受壓力、暴露性、敏感性與彈性有關(guān);而石化產(chǎn)品的生產(chǎn)、加工、儲運、銷售等活動的增加,使得石化基地在追求經(jīng)濟效益過程中,難免會加劇其EESV,具體表現(xiàn)為：

2.2.1壓力源增多

壓力源是生態(tài)系統(tǒng)脆弱性形成的根本原因,其來源于驅(qū)動因素直接刺激系統(tǒng),對系統(tǒng)產(chǎn)生負(fù)面擾動。隨著化工生產(chǎn)的規(guī)?；?、持續(xù)化,石化基地使用和儲存大量易燃易爆、有毒有害的危險化學(xué)產(chǎn)品,不可避免地導(dǎo)致生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)危險源增多。另外,石化基地是許多石化企業(yè)集聚之地,其中一些企業(yè)共享基地內(nèi)物料輸送管網(wǎng)、設(shè)備等公用基礎(chǔ)設(shè)施,而在產(chǎn)品生產(chǎn)方面又存在非常密切的聯(lián)系;這就導(dǎo)致危險源企業(yè)毗鄰且相互影響,一旦發(fā)生事故,很有可能產(chǎn)生多米諾連鎖效應(yīng),其后果將會對區(qū)域生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)造成嚴(yán)重破壞。眾多危險源,加上內(nèi)外部人文與自然環(huán)境因素的驅(qū)動,將對石化基地生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)產(chǎn)生多重壓力,加劇系統(tǒng)脆弱性。

2.2.2暴露性比例擴大

石化基地存有大量種類繁多、性質(zhì)復(fù)雜的易燃易爆、有毒有害化學(xué)物質(zhì),且化工產(chǎn)品生產(chǎn)大多要在高溫、高壓等嚴(yán)苛條件下進行,極易引發(fā)火災(zāi)、爆炸以及泄漏等事故;有害物質(zhì)的外泄將對區(qū)域生態(tài)環(huán)境造成嚴(yán)重后果。生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)是石化基地的構(gòu)成基礎(chǔ),其中主要包含動植物、土地及水體等要素。環(huán)境要素暴露性比例越大,事故突發(fā)后的生態(tài)環(huán)境越容易遭受污染,系統(tǒng)破壞程度就會越嚴(yán)重,加劇EESV。例如：目前大多數(shù)石化基地趨向沿海、沿江或深水碼頭地區(qū)遷址,這使得石化基地生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)中水體占比較大,有毒有害化學(xué)物質(zhì)的外泄,很可能流入江海,造成區(qū)域水域大面積污染。2005年松花江流域污染事件就是典型案例。

2.2.3敏感性上升

經(jīng)濟發(fā)展是人類社會活動的本質(zhì)目的,而過度依賴生態(tài)環(huán)境的經(jīng)濟發(fā)展模式已不再適合世界各國的發(fā)展策略。歷史經(jīng)驗教訓(xùn)足以證明,石化基地的發(fā)展必須在一定生態(tài)環(huán)境“閥值”范圍內(nèi)進行,否則生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)的敏感性將持續(xù)升高,最終打破系統(tǒng)平衡狀態(tài),導(dǎo)致區(qū)域生態(tài)環(huán)境質(zhì)量下降,系統(tǒng)服務(wù)性功能嚴(yán)重退化,加劇EESV,從而威脅到人類的正常生存和發(fā)展。面對石化基地多年來粗放式發(fā)展模式,生態(tài)環(huán)境已做出強烈回應(yīng),系統(tǒng)敏感性一直攀升,久居不下,例如：工業(yè)“三廢”引發(fā)的區(qū)域空氣質(zhì)量下降,水質(zhì)污染、固廢污染加重,耕地面積減少,土壤酸化、鹽堿化范圍擴大等;突發(fā)性事故導(dǎo)致的區(qū)域地表水系嚴(yán)重污染,地表植被嚴(yán)重破壞,物種多樣性持續(xù)減少等。

2.2.4彈性退化

正常情況下,區(qū)域生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)擁有完善的組織機制,各構(gòu)成要素間良好的共生關(guān)系以及食物鏈的相對平衡,使系統(tǒng)具有較好的自我調(diào)控能力維持其基本結(jié)構(gòu)和功能。然而,石化基地是一個人類與自然環(huán)境相融合的復(fù)雜生態(tài)環(huán)境系統(tǒng),除了先天具備的自然環(huán)境外還填充有大量的人工設(shè)施和化學(xué)產(chǎn)品。人類活動的參與極大擾亂了系統(tǒng)原有的共生關(guān)系,破壞了以往的食物鏈平衡。環(huán)境破壞與污染導(dǎo)致食物鏈底端的物種數(shù)量越來越少,大量廢棄物堆積而無法及時有效得到分解,而只能采取人為處理方式解決。技術(shù)的限制以及處理方法的不合理,又難免會產(chǎn)生新的污染物,處置不當(dāng)將威脅到生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)安全,最終造成不可逆轉(zhuǎn)后果,長期以往,區(qū)域生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)難以修復(fù)再生,加劇EESV。

2.2.5生態(tài)環(huán)境治理能力不足

脆弱性上升還與區(qū)域生態(tài)環(huán)境治理能力不足有關(guān),主要體現(xiàn)在：(1)地方政府因財政問題無法持續(xù)為環(huán)境治理提供資金支持。石化基地的生產(chǎn)經(jīng)營權(quán)一般歸屬國家,而在欠發(fā)達地區(qū),政府財政收入方式單一,收入規(guī)模有限,一系列繁雜的民生問題已經(jīng)讓財政入不敷出,政府更無力支撐生態(tài)環(huán)境治理工程。(2)石化企業(yè)作為生態(tài)環(huán)境治理的另一責(zé)任方,多年來將關(guān)注點過度聚焦在經(jīng)濟效益上,忽視自身對環(huán)境治理的社會責(zé)任,造成石化基地對生態(tài)環(huán)境欠賬積壓,無形間加重了生態(tài)環(huán)境治理壓力。(3)人才稀少,技術(shù)落后是治理能力欠缺的突出表現(xiàn)。從本質(zhì)上講,生態(tài)環(huán)境治理要從生產(chǎn)技術(shù)和設(shè)備入手,以及時有效地清理石化基地給生態(tài)環(huán)境帶來的負(fù)面效應(yīng);然而,實際情況是總會產(chǎn)生新一輪污染現(xiàn)象,無法從根本上解決環(huán)境惡化問題。究其根源,就在于生產(chǎn)技術(shù)及設(shè)備沒有得到更新、改進,化工產(chǎn)品未能實現(xiàn)綠色清潔生產(chǎn);此外,缺少專業(yè)技術(shù)人才的配合,先進技術(shù)和設(shè)備也難有成效,但由于實際工作性質(zhì)和環(huán)境等原因,石化基地在人才引進和挽留方面尚有諸多壓力。

3 連云港石化基地生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)脆弱性演化過程

近年來,連云港在工業(yè)經(jīng)濟方面取得了長足發(fā)展,初步形成以臨港基礎(chǔ)工業(yè)和高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)為主的產(chǎn)業(yè)體系,規(guī)模以上工業(yè)增加值可達千億元,呈現(xiàn)出一定的經(jīng)濟實力與潛力;但是,相比發(fā)達地區(qū)仍存有一定差距,生產(chǎn)力發(fā)展不平衡,科技水平尚未達到先進標(biāo)準(zhǔn),屬于欠發(fā)達地區(qū)。石化產(chǎn)業(yè)極強的產(chǎn)業(yè)關(guān)聯(lián)效應(yīng),能夠帶動和引導(dǎo)大批相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,因此,石化基地的入駐不僅能彌補連云港在經(jīng)濟發(fā)展中的工業(yè)短板,還能推動區(qū)域經(jīng)濟的進一步發(fā)展。生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)為連云港石化基地提供了良好的發(fā)展平臺和資源保障,同時也對化工副產(chǎn)品進行回收,對維護區(qū)域生態(tài)平衡具有至關(guān)重要的作用;從這點來考慮,以連云港石化基地為例,對其EESV演化過程進行模擬(圖4),挖掘其影響因素,從而形成脆弱性評價指標(biāo)體系并深入研究顯得尤為重要。

目前,連云港石化基地正處于建設(shè)初期,由于人口稀少,商業(yè)活動不多,尚未形成化工產(chǎn)品的生產(chǎn)、銷售等活動,所以,生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)具有較好的自我恢復(fù)能力,人類活動對區(qū)域生態(tài)環(huán)境所造成的擾動并不明顯。但是,值得注意的是,附近海洋水質(zhì)存在磷酸鹽超標(biāo)現(xiàn)象,地表水系(如燒香支河、扁擔(dān)河、善后河)中也含有過量總磷、總氮和氯化物等污染物,大量鹽田和農(nóng)田被工業(yè)用地所取代,EESV正在萌發(fā)。

隨著石化基地竣工并投入運營,原本“人類-環(huán)境摩擦系數(shù)”較小區(qū)域逐漸演變?yōu)楸姸嗍髽I(yè)聚集之地,進而成為集化工產(chǎn)品生產(chǎn)、加工、運輸及銷售于一體的綜合貿(mào)易場所。大量人口的涌入將使得最初的自然環(huán)境系統(tǒng)轉(zhuǎn)變?yōu)槿祟?自然環(huán)境耦合的生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)。一方面,由于人口增加,生活垃圾必然驟增,加上人員專業(yè)素質(zhì)、環(huán)保意識的差異化,無形中給生態(tài)環(huán)境帶來巨大壓力。另一方面,伴隨著化工制造業(yè)及其相關(guān)產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展,石化基地需要消耗大量資源(如土地、水、電、能源等)以滿足發(fā)展需要,并不斷產(chǎn)生工業(yè)廢氣(SO2、NOx、H2S、烴類、煙塵等)、廢水(COD、石油類、硫化物、氨氮、鹽類等)、固廢(油泥和污泥等)。若環(huán)境管理機制不完善,不能徹底有效處理有毒有害物質(zhì),這將成為生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)的隱患,日積月累,會對區(qū)域環(huán)境帶來持久性污染,再考慮到自然環(huán)境(氣溫、降雨量等)變化,更加劇對生態(tài)環(huán)境的破壞。

人類活動、經(jīng)濟活動、資源消耗以及環(huán)境變化作為連云港石化基地主要壓力源,對其生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)造成諸多壓力(如圖4所示),是脆弱性形成的直接驅(qū)動因素。壓力的相互作用共同作用于系統(tǒng)暴露性要素(如地表水系、土地、動植物、人口、空氣環(huán)境、海洋資源和災(zāi)害等)。此外,石化基地不僅是一個經(jīng)濟要素集聚之地,憑借其化工企業(yè)高度集中,易燃易爆化學(xué)原材料大量儲存,有毒有害化工產(chǎn)品大批生產(chǎn)等特點,它也是安全事故易發(fā)之地。人員操作不當(dāng),生產(chǎn)技術(shù)不合理,設(shè)備可靠性下降以及現(xiàn)場安全防護工作疏忽等原因,都極有可能引發(fā)火災(zāi)(池火、噴射火、火球、閃火)、爆炸(蒸汽爆炸、沸騰液體爆炸、物理爆炸)等事故。而且,石化基地內(nèi)各危險源企業(yè)往往位置相鄰且時常共享公共基礎(chǔ)設(shè)施,事故發(fā)生所帶來的多米諾效應(yīng)會導(dǎo)致大量有毒有害污染物的突發(fā)性泄漏,其后果可在短時間內(nèi)對石化基地生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)造成大規(guī)模污染和破壞。動植物數(shù)量越多,植被、土地面積越大,生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)對于壓力擾動時的敏感性就會越強。例如：區(qū)域范圍內(nèi)生物多樣性下降,霧霾天氣加重,地表植被面積退化,土壤酸化、鹽堿化加劇,農(nóng)田面積驟減等。地表水系、海岸線距離危險源越近,則越容易出現(xiàn)地表水系沉積物堆積,水質(zhì)惡化,水中溶解氧量減少,細(xì)菌增多等現(xiàn)象;污染物也越有可能隨江河匯聚入海,從而進一步破壞沿海海洋生態(tài),海水質(zhì)量下降,海洋物種減少。最終,環(huán)境的惡化可能演變成暴雨、寒潮、洪水等自然災(zāi)害,致使地表徑流量增大,水土流失嚴(yán)重,海平面上升;而受災(zāi)面積的不斷擴大,

也將影響到區(qū)域居民的正常生活,導(dǎo)致財產(chǎn)受損、死亡率升高,石化基地生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)的敏感性急劇上升,壓力對系統(tǒng)的負(fù)面影響加重。

彈性,是石化基地生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)應(yīng)對負(fù)面影響的能力,包含兩個方面,即自我恢復(fù)能力和人工修復(fù)能力。從自我恢復(fù)能力來看(如水容量、森林覆蓋率、生物多樣性、植被覆蓋率、土壤有機含量等),歷史規(guī)律表明它會在石化基地的發(fā)展過程中逐漸退化。石化產(chǎn)業(yè)作為國家基礎(chǔ)工業(yè),其市場前景廣闊,經(jīng)濟效益可觀等特點使連云港石化基地持續(xù)發(fā)展成為必然;由此看來,區(qū)域生態(tài)環(huán)境也將必定長期受到來自化工產(chǎn)品生產(chǎn)、銷售及運輸?shù)然顒拥臄_動。不可再生性環(huán)境資源不斷被消耗,可替代性產(chǎn)品卻發(fā)展緩慢,這種資源環(huán)境泡沫型的經(jīng)濟模式注定了系統(tǒng)自我恢復(fù)能力呈現(xiàn)退化趨勢。從人工修復(fù)能力來看,石化基地在發(fā)展初期如果缺乏全面、科學(xué)的規(guī)劃(如環(huán)境管理體系與應(yīng)急能力、土地開發(fā)利用率),未能樹立區(qū)域生態(tài)環(huán)保意識和可持續(xù)發(fā)展思想(如教育水平、工業(yè)“三廢”處理率、生活垃圾處理率、污水集中處理率、重點企業(yè)清潔生產(chǎn)審核率、沿海環(huán)境功能區(qū)水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)率等),將加重生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)人工修復(fù)任務(wù)。人力、物力的巨大投入,給連云港地方政府帶來沉重負(fù)擔(dān)(如地方財政收入、環(huán)境污染治理占GDP比率);化工企業(yè)又缺乏環(huán)境治理的積極性,大都趨于政府壓力被動接受以滿足環(huán)保排放標(biāo)準(zhǔn)(如廢水污染物達標(biāo)率、大氣環(huán)境功能區(qū)達標(biāo)率、工業(yè)SO2去除率等);而達標(biāo)企業(yè)對自身未能提有更高程度的環(huán)保要求(如工業(yè)固體廢棄物綜合利用率、工業(yè)用水重復(fù)利用率、危險廢物安全處理率等)。一旦石化基地生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)敏感性驟升,生態(tài)環(huán)境遭到破壞,地方政府由于財政和效率等問題也只能對系統(tǒng)的細(xì)枝末節(jié)部分進行修復(fù)(如綠化率、人工造林面積等),而無法根治環(huán)境惡化問題。自我恢復(fù)能力退化和人工修復(fù)能力不足是生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)彈性下降的突出表現(xiàn),以致系統(tǒng)無法從壓力影響中恢復(fù),加劇連云港石化基地EESV。

4 結(jié)論與建議

4.1 結(jié)論

本文以欠發(fā)達地區(qū)石化基地為視角,對其EESV演化機理進行研究。從理論框架來看,生態(tài)系統(tǒng)脆弱性是壓力、影響、彈性共同作用下的一種狀態(tài)。其中,壓力是系統(tǒng)脆弱性的來源;影響是系統(tǒng)對壓力擾動的響應(yīng)程度,通過系統(tǒng)暴露性和敏感性的綜合效應(yīng)得以體現(xiàn);彈性則是系統(tǒng)緩沖、調(diào)節(jié)、適應(yīng)壓力沖擊的能力。為便于理解和操作,本文提出由壓力、影響(即直接和潛在的影響)和彈性(即自我恢復(fù)能力和人工修復(fù)能力)構(gòu)成的普遍適用于生態(tài)系統(tǒng)脆弱性研究的理論框架。從演化機理來看,石化基地內(nèi)外部人文與自然環(huán)境因素的變化是其EESV的根源,而在此環(huán)境下給生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)帶來的諸多壓力(即人類活動壓力、經(jīng)濟活動壓力、資源壓力以及環(huán)境壓力)則是EESV產(chǎn)生的直接驅(qū)動力。在壓力擾動下,系統(tǒng)的暴露性、敏感性及彈性彼此間的雙重導(dǎo)向關(guān)系決定了脆弱性的演化進程,進而揭示出加劇石化基地EESV的具體表征為壓力源增多,暴露性比例擴大,敏感性上升,彈性退化以及生態(tài)環(huán)境治理能力不足。此外,石化基地生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)又是一個多層次的閉環(huán)系統(tǒng),不同系統(tǒng)間存在橫向和縱向聯(lián)系,而正是跨層次系統(tǒng)間的相互作用給系統(tǒng)帶來了更多的不確定性因素,使得脆弱性“閾值”更加復(fù)雜。因此,明確各系統(tǒng)間作用機理以及跨級間的相互關(guān)系能夠為其脆弱性調(diào)控提供多元化渠道和機會。最后,通過模擬連云港石化基地EESV的演化過程,結(jié)合當(dāng)?shù)靥卣鞣謩e從壓力、直接影響、潛在影響、自恢復(fù)能力和人工修復(fù)能力等方面構(gòu)建了連云港石化基地EESV的評價指標(biāo)體系,為進一步脆弱性評價提供指標(biāo)選取的參考。

4.2 建議

在欠發(fā)達地區(qū),石化基地是地區(qū)經(jīng)濟的強力增長點。要實現(xiàn)區(qū)域發(fā)展的可持續(xù)性,首先要從生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)脆弱性的根源入手,地方政府需要轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)區(qū)域發(fā)展觀念,提高綜合效益。一方面對石化基地進行全面、科學(xué)的規(guī)劃,樹立區(qū)域生態(tài)環(huán)保意識和可持續(xù)發(fā)展思想,從源頭減少對生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)的壓力的形成;另一方面,將石化基地EESV評估規(guī)范化、定量化、行政化,并把評估結(jié)果作為考核政府績效的基本指標(biāo),達到監(jiān)督、指導(dǎo)、預(yù)警和管理的作用,從而使得生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)在有意保護下可持續(xù)地為人類提供服務(wù)。從這個意義上來說,通過把控石化基地生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)內(nèi)外部人文、環(huán)境因素的變化,從源頭上減少壓力源,實現(xiàn)人類與環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展,能夠提高社會經(jīng)濟和人類福祉的綜合效益。其次,從系統(tǒng)的影響(暴露性和敏感性)角度考慮,石化基地在對化工原料、產(chǎn)品的存放地進行選址時,要綜合權(quán)衡系統(tǒng)內(nèi)暴露性元素的性質(zhì),盡量避開環(huán)境敏感區(qū)域,減少石化基地內(nèi)敏感性元素的暴露比例;成立安全部門,加大化工原料、產(chǎn)品運輸和生產(chǎn)安全的審查;加強環(huán)境管控,做好高危地區(qū)通風(fēng)、防火、防水、防瓦斯等檢測手段,嚴(yán)格控制溫度、濕度和亮度,提高安全預(yù)防能力。然后,從系統(tǒng)的恢復(fù)能力考慮,地方政府要推動石化企業(yè)提升技術(shù)和管理水平,實行自下而上的治理。單純依靠生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)的自我恢復(fù)能力已無法滿足當(dāng)前可持續(xù)發(fā)展的要求,有關(guān)部門要嚴(yán)格把關(guān)石化企業(yè)的技術(shù)和管理水平,提高環(huán)境保護和治理中的技術(shù)效益,實施自下而上治理;此外,還應(yīng)該充分了解跨級系統(tǒng)間的影響,注重人的發(fā)展,提高員工節(jié)約意識,調(diào)動員工環(huán)保積極性;這樣才能從源頭上檢測,預(yù)防和治理石化基地EESV,從而提高生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)人工修復(fù)能力。最后,數(shù)據(jù)收集是實證研究的基礎(chǔ),為脆弱性評估提供科學(xué)有力的支撐,考慮到這點,地方組織和機構(gòu)應(yīng)加以重視,需要定期收集石化基地內(nèi)相關(guān)指標(biāo)數(shù)據(jù),為區(qū)域EESV的研究奠定實證基礎(chǔ)。