區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)承載力評(píng)價(jià)方法研究

[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(píng)價(jià)模型”，并通過(guò)支撐力與壓力的相對(duì)變化趨勢(shì)表達(dá)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(jì)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(jì)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(píng)判法；唐山市

[中圖分類(lèi)號(hào)]Q148.32 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]A [文章編號(hào)]1005-6432(2008)44-0082-02

“承載力”一詞最早出自生態(tài)學(xué)，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(gè)體的最大數(shù)量，早期應(yīng)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(yīng)用到人類(lèi)生態(tài)學(xué)中。尤其是近20年來(lái)，承載力研究及其在生態(tài)學(xué)、環(huán)境科學(xué)和可持續(xù)發(fā)展領(lǐng)域的應(yīng)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(lèi)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(guò)程。因此，對(duì)區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)承載力進(jìn)行評(píng)價(jià)，對(duì)于協(xié)調(diào)人與自然的關(guān)系，實(shí)現(xiàn)人類(lèi)經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展，具有非常重要的現(xiàn)實(shí)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(duì)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(fù)能力及為達(dá)到某一適宜目標(biāo)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(gè)組成部分，而地球生態(tài)系統(tǒng)卻是一個(gè)封閉的生態(tài)系統(tǒng)。因此，從全球角度來(lái)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(dāng)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(shí)，便會(huì)產(chǎn)生階段性特征的生態(tài)環(huán)境問(wèn)題，而當(dāng)這種脅迫累積至一定限度仍無(wú)減弱或消失的趨勢(shì)時(shí)，超過(guò)了其承受能力，將導(dǎo)致區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)崩潰而難于恢復(fù)。同時(shí)，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(duì)象是社會(huì)—經(jīng)濟(jì)—自然復(fù)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(wù)人類(lèi)社會(huì)的供給功能，并且通過(guò)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(fù)力。

2 區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)承載力的評(píng)價(jià)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(gè)相對(duì)概念而不是一個(gè)絕對(duì)值，因此很難對(duì)某一區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)到底能承受多大的壓力而進(jìn)行絕對(duì)化的評(píng)價(jià)。區(qū)域的發(fā)展是要發(fā)揮人類(lèi)的能動(dòng)作用，實(shí)現(xiàn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展與區(qū)域生態(tài)承載力相適應(yīng)，所以，我們可以通過(guò)區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)支撐力與相應(yīng)的壓力之間的關(guān)系而獲得一相對(duì)值，并通過(guò)一段時(shí)期的時(shí)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(huì)經(jīng)濟(jì)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(duì)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(jì)活動(dòng)的加強(qiáng)，主要包括人類(lèi)經(jīng)濟(jì)發(fā)展、人口增加、環(huán)境污染、生態(tài)破壞等要素對(duì)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(shuō)明區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)的社會(huì)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)產(chǎn)生的壓力超過(guò)了目標(biāo)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(shuō)明區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)的社會(huì)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)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(shuō)明區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)的社會(huì)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)產(chǎn)生的壓力與目標(biāo)值距離較遠(yuǎn)，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(píng)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(dòng)態(tài)系統(tǒng)，涉及評(píng)價(jià)績(jī)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(píng)判，來(lái)對(duì)區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)支撐力和壓力進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。

2.2.1 設(shè)定區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)支撐力和壓力的綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)集為U，把U按指標(biāo)體系劃分成n個(gè)子集合，我們?cè)谶@里假定為4個(gè)，記作U1，U2，U3，U4。另外，設(shè)M為評(píng)定程度等級(jí)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(píng)價(jià)指標(biāo)體系中的各指標(biāo)權(quán)重。我們采用A H P 法來(lái)進(jìn)行權(quán)重的計(jì)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(jì)確定。應(yīng)用專(zhuān)家評(píng)判法與統(tǒng)計(jì)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(píng)價(jià)二級(jí)指標(biāo)模糊矩陣統(tǒng)計(jì)如下：選擇一定數(shù)量的咨詢(xún)專(zhuān)家，在評(píng)語(yǔ)集上相應(yīng)的某個(gè)評(píng)語(yǔ)下面畫(huà)“√”。評(píng)判人員在某個(gè)評(píng)語(yǔ)等級(jí)下畫(huà)的人數(shù)與總?cè)藬?shù)的比值為評(píng)定專(zhuān)家對(duì)被評(píng)價(jià)技術(shù)第j項(xiàng)評(píng)價(jià)指標(biāo)給第i級(jí)評(píng)定程度， 也稱(chēng)為隸屬度。這樣，便得到一個(gè)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(shè)綜合評(píng)價(jià)矩陣為T(mén)，則T=K·R=（K1，K2，…，K4）。在式子中，我們用到的合成運(yùn)算的模型通常有三種，即。在實(shí)際中，如果權(quán)重最大的因

素起主導(dǎo)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(jìn)行評(píng)價(jià)后再比較結(jié)果。

得出運(yùn)算結(jié)果后，就可以計(jì)算出區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)支撐力指數(shù)和壓力指數(shù)，進(jìn)而得出區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)支撐力如何，并根據(jù)不同時(shí)間點(diǎn)的運(yùn)算，找出縱向的發(fā)展趨勢(shì)，使政府做出相應(yīng)的決策。

3 案例研究

以唐山市生態(tài)系統(tǒng)承載力評(píng)價(jià)為例。在對(duì)唐山市發(fā)展現(xiàn)狀進(jìn)行具體分析以后，考慮唐山市的環(huán)境、資源特點(diǎn)和社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平，特別是指標(biāo)數(shù)據(jù)的可獲得性，參考2000—2006年的《河北經(jīng)濟(jì)年鑒》和《唐山統(tǒng)計(jì)年鑒》等資料，依據(jù)科學(xué)性、代表性、可操作性、可比性等原則，選取了評(píng)價(jià)指標(biāo)，分別構(gòu)建了生態(tài)系統(tǒng)支撐力評(píng)價(jià)指標(biāo)體系和生態(tài)系統(tǒng)壓力評(píng)價(jià)指標(biāo)體系。各項(xiàng)指標(biāo)體系具體如下。

生態(tài)系統(tǒng)支撐力評(píng)價(jià)指標(biāo)體系由生態(tài)彈性、資源供給、環(huán)境容量和社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展四部分構(gòu)成。生態(tài)彈性指標(biāo)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(biāo)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(biāo)包括空氣環(huán)境質(zhì)量達(dá)標(biāo)率、集中飲用水水質(zhì)達(dá)標(biāo)率、噪聲達(dá)標(biāo)區(qū)覆蓋率。社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展指標(biāo)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(píng)價(jià)指標(biāo)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(biāo)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(biāo)包括萬(wàn)元工業(yè)產(chǎn)值廢水排放量、萬(wàn)元工業(yè)產(chǎn)值廢氣排放量、未達(dá)標(biāo)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(zhǔn)，按照前述介紹的方法（選用模型3）對(duì)唐山市不同年份的生態(tài)系統(tǒng)支撐力和壓力進(jìn)行了綜合評(píng)價(jià)。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(jì)算結(jié)果表明，唐山市生態(tài)系統(tǒng)承載力呈現(xiàn)波動(dòng)上升的趨勢(shì)。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(jì)發(fā)展模式的實(shí)施，經(jīng)濟(jì)發(fā)展和社會(huì)生活水平提高帶來(lái)的壓力呈緩慢、波動(dòng)下降的趨勢(shì)。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(shì)，但是，唐山市礦產(chǎn)資源分布不均勻、開(kāi)發(fā)過(guò)度，環(huán)境污染較嚴(yán)重等問(wèn)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(duì)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(lái)會(huì)導(dǎo)致區(qū)域系統(tǒng)發(fā)展的停滯不前，甚至是下降。唐山市應(yīng)實(shí)施資源保護(hù)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(jì)能級(jí)、實(shí)現(xiàn)優(yōu)勢(shì)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。

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