我國生態承載力的綜合評價與比較

王彥彭

（鄭州大學 西亞斯國際學院，鄭州451150）

0 引言

目前我國處于全面建設小康社會的關鍵時期，面臨最突出的挑戰就是資源、環境對經濟發展的制約。長期以來雖然對生態環境保護的投入不斷提高，但經濟增長對資源的消耗已經超過生態環境的承載能力和自我恢復能力，我國生態環境處于“局部好轉、總體惡化”的狀況中，生態環境治理能力趕不上破壞速度，生態赤字不斷擴大。生態環境的惡化與承載能力的弱化日益凸顯，越來越成為制約經濟社會發展的瓶頸。國內外有關資源承載力的研究主要集中在土地資源、水資源和礦產資源等自然資源領域，其中又以第一產業中土地資源承載力（土地資源人口承載量）、水資源的研究最多。隨著科技進步和全球經濟一體化的發展，一定區域內人們的生活和生產對區域內已有自然資源存量的依賴性將越來越低。資源承載力的研究范圍開始擴展到經濟資源。從各種實際情況和研究對象來看，研究人員提出了各種各樣資源環境承載力的概念和內涵，并進行了測度和量化研究。此外，國內學者缺乏對中國生態承載力的跟蹤評價研究。本文針對上述研究不足，欲做出更深入、更有價值的探索。

1 我國生態承載力指標體系與理想參比值的確定

1.1 生態承載力指標體系的構建

生態承載力的評價，需要有一套相對科學的評價指標，指標體系的構建直接關系到我國不同地區生態承載力量化結論的正確性。我國生態承載力指標體系分為目標層、分目標層、準則層和指標層。其中，目標層為生態承載力，分目標層為環境納污能力、資源供給能力以及人類支持能力。

（1）環境納污能力指標

環境納污能力主要體現在大氣環境、水環境和土壤環境三個方面，所以我們從該三個方面選擇與環境質量狀態和環境容量相關的代表性指標。環境質量越好，剩余環境容量越大，區域的環境納污能力就越大。其中，既有污染單因子指標，也有環境質量綜合指標，各指標的相關性主要從定性分析。

我們選擇可吸入顆粒日均濃度、二氧化氮日均濃度、空氣質量達到及好于二級以上的天數、二氧化硫排放量四項指標來反映大氣環境納污能力狀況，由于指標數據可得性的局限，進行評價時只選擇二氧化硫排放量、煙塵排放量和粉塵排放量三項指標。我們選擇飲用水源水質達標率、COD年排放量、氨氮年排放量來反映水環境納污能力狀況，由于指標數據可得性的局限，進行評價時只選擇COD年排放量、氨氮年排放量兩項指標。我們選擇化肥施用量、農藥施用量來反映土壤環境納污能力狀況。由于我國土壤環境質量評價與監測制度正處于逐步建立時期，農藥施用量的數據沒有在土壤環境統計數據中予以公布，所

（2）資源供給能力指標

資源供給能力主要考慮各類資源對人類的供給水平，包括能源礦產資源、水資源、土地資源和植被資源，各類資源占有量或可調用量越大，資源供給能力就越強。這不僅與自然條件有關，而且與區域外部輸入資源的能力有關。我們選擇人均能源基礎儲量、人均黑色金屬礦產基礎儲量、清潔能源比例、能源自給率來反映能源礦產資源供給能力狀況，由于指標數據可得性的局限，進行評價時只選擇人均能源基礎儲量、人均黑色金屬礦產基礎儲量兩項指標。我們選擇人均水資源擁有量來反映水資源供給能力狀況。選擇可開發的土地面積比例、濕地面積比例、人均耕地面積來反映土地資源供給能力狀況，由于指標數據可得性的局限，進行評價時只選擇人均耕地面積。我們選擇森林覆蓋率、自然保護區面積比例、人均公共綠地面積來反映植被資源供給能力狀況，由于指標數據可得性的局限，進行評價時用城市人均公共綠地面積來替代人均公共綠地面積。

（3）人類支持能力指標

分別從管理與建設水平、技術進步和社會經濟進步三個方面選取，側重人類對資源利用、污染排放控制、污染治理以及生態建設的支持。這些方面能力的提高，一方面降低污染物排放、提高資源供給能力，另一方面提高相同環境納污能力和資源供給狀態下的人類活的總量。環境管理與建設類指標主要為污染處理水平和生態建設水平的考核類指標，這些指標的理想值主要通過各類規劃設定的目標獲??；技術進步表現在資源利用率的提高和排放系數的降低，這些指標的理想值通過設定的標準或目標獲取；社會經濟進步指標的改善可以為環境保護提供技術和資金支持，有利于提高資源利用效率和建設污染排放。

1.2 理想參比值的確定

如何確定各指標的理想參比值，是生態承載力評價的重點與難點之一。我們參照四個方面的依據，確定了生態承載力指標的理想參比值。

（1）根據《“十一五”規劃綱要》、《國家環境保護“十一五”規劃》和《“十一五”資源綜合利用指導意見》等發展規劃，采用與發展階段目標相應的國家標準和行業規定作為參比值。

（2）參照2000年左右世界或中等發達國家有關指標的平均水平，或者我國人均GDP已經達到3000美元地區的有關指標水平。

之前，廠團委在調研過程中了解到，宋凱在新崗位上遇到一些難題：身為一名主操，他在思考問題時，不能夠全方面地分析，自然也就無法做出準確的判斷。而和他同在一個單位的馬存功也曾經有過同樣的困惑。

（3）根據現有國家或行業標準，結合資源、社會經濟發展狀況和規劃預測，計算得到參比值。

（4）征詢有關專家、學者和政府決策者的意見，并轉化為相應的定量化數據。

按照上述思想，遵循科學性、可操作性、必要性和充分性等原則，根據生態承載力的內涵，參照已有的生態承載力指標體系及相關研究成果，突出我國的現狀特點及發展能力，構建了我國生態承載力指標體系，如表1所示。

2 我國生態承載力的評價方法

2.1 我國生態承載力指標權重的確定

利用2006～2009年我國各地區生態承載力評價指標的數據，采用熵權決策法和德爾菲法相結合的綜合集成賦權法，通過加法集成計算得出指標權重，如表2所示。

表1 我國生態承載力指標體系

表2 綜合集成賦權法確定的指標權重

2.2 我國生態承載力指數的評價方法

生態承載力指標體系涉及大量相互關聯、相互影響、相互制約的因素，各指標性質不同、單位不同，而且數量級存在明顯差異，不能進行直接比較。因此，在進行生態承載力評價之前，應對指標原始數據進行無量綱化處理，消除原始數據間的量綱影響，縮小指標間的數量級差。

我們采用狀態空間法對我國生態承載力進行綜合測度。狀態空間通常由歐式幾何空間中表示系統各要素狀態向量的多維狀態空間軸組成。在三維狀態空間中，每一個點代表某一時刻資源環境與人類活動狀況的空間組合，而通過點的位置，可以判定相應條件下生態系統的承載狀況。不同的經濟技術條件下，以可持續發展為準則，狀態空間中存在承載力曲面XmaxOYmax，使得曲面上任意一點的人類活動（表現為人類社會對資源和環境的需求和正負反饋）同當時的資源、環境的配置狀況達到完全的均衡。判斷空間內一點同曲面XmaxOYmax的位置關系，可以通過比較原點到該狀態點和狀態點在XmaxOYmax上的投影之間的矢量模的大小來得到；其中狀態點與原點之間的距離代表了此狀態下的生態承載力。數學表達式為：

式中，xir表示“自然－經濟－社會”復合系統中各指標處于理想狀態時在狀態空間中的坐標值（i＝1，2，…，n）；n為指標個數； ||M代表某區域生態承載力的有向矢量的模；RCC表示區域承載力的大小。由于復合系統中各指標對生態承載力所起的作用不同，狀態軸的權重也不一樣，考慮到狀態軸的權重，則生態承載力可表達為：式中，Wi為x2ir軸的權重值。值得注意的是，人類活動需要同時考慮對承載體正向和負向的反饋，例如對資源環境的不合理利用，以及技術進步帶來資源消耗與環境治理效率的提高，從提高承載體的承載能力。

經過無量綱化處理后的指標理想值為：1，1，1，…，1（共n個），則區域理想生態承載力大小為

現實的區域生態承載狀況與狀態空間中理想的區域承載力存在一定的差異，其計算公式為：

式中，x′ir為人類活動與資源環境在現實狀態的空間坐標值（i＝1，2，…，n）， ||M′為現實狀態區域承載力的有向矢量的模。區域承載狀況與理想的區域承載力直接的差距反映了現實狀態下的區域承載狀況。一般認為：當RCC′＞1時，可載；當RCC′=1時，滿載；當RCC′＜1時，超載。考慮到“自然－經濟－社會”系統的復雜性和發展的波動性，一般將承載標準的容差設定為0.3：當RCC′＞1.2時，可載；當 0.9＜RCC′＜1.2時，滿載；當RCC′＜0.9時，超載。

3 我國生態承載狀況的綜合評價結果

表3 2003～2008年我國生態承載力值

2003～2009 年我國生態承載力值如表3所示?？梢钥闯觯?003～2009年各歷史年份的生態承載力值在0.7～0.9之間，處于超載狀態，但隨著年份增加呈緩慢上漲的趨勢，承載狀況由超載向滿載靠近。從生態承載力的分目標來看，2003～2009年我國生態承載狀況整體上表現為環境納污能力和人類支持能力好于資源供給能力的特點，但是都處于超載狀態。其中，人類支持能力發展較快，環境納污能力和資源供給能力發展緩慢。人類支持能力的承載力值從2003年的0.695增加到2009年的0.964，處于從低于全國整體生態承載水平向略高于全國水平的轉變過程；環境納污的歷史年份承載力值處于0.8～0.9之間，略高于全國整體生態承載水平；資源供給的承載力值則處于0.7～0.79之間，低于全國整體生態承載水平。從以上分析可知，2003～2008年人類支持能力發展較快，對我國整體生態狀況改善的貢獻最大，環境納污能力和資源供給能力是我國生態承載力中的薄弱環節，尤其是資源供給能力需重點關注并加以改善。

這與我國經濟發展的現實情況是吻合的，隨著我國經濟的高速增長，資源供需缺口越來越大，尤其是國際市場資源價格的不斷上漲，更進一步加劇了我國的資源供需矛盾。例如，1993年中國成為石油凈進口國，此后原油進口量逐年增加，由1996年的2622萬噸增加到2009年的20365.29萬噸，在11年的時間里，石油凈進口量為1996年的7.77倍，外貿依存度達到47.6%。1990～2000年，國際市場原油現貨價格波動較小，2001～2011年，國際市場原油現貨價格不斷攀升，2011年突破了120美元/桶。此外，鐵礦石等眾多資源產品價格也保持上漲的趨勢。2003年底，寶鋼開始參與國際定價談判，但沒有發揮實質性的作用，接受了新日鐵公司的談判結果：價格漲幅18.6%。2005～2008年，國際鐵礦石供應價格漲幅分別為71.5%、19%、9.5%、65%，2009年價格有所回落，但是2010年鐵礦石供應價格在2009年基礎上上調30～35%，2011年1月中國進口鐵礦石均價同比漲幅高達68.45%。原油、鐵礦石等資源產品價格的持續上漲，一方面增加了我國的進口成本，另一方面加劇了我國資源的短缺，影響了我國生態承載中的資源供給能力的提高。

4 我國生態承載力的發展特征分析

4.1 環境納污能力承載狀況

環境納污能力的承載狀況主要從大氣環境、水環境和土壤環境三個方面進行分析。2003～2008年我國環境納污承載力值如表4所示?？梢钥闯?，2003年以來，我國環境納污能力一直處于超載狀態，大氣環境和水環境處于滿載狀態，承載力值在0.9～1.2之間，處于比較危險的警戒水平。“十五”時期我國環境保護計劃指標沒有全部實現，二氧化硫排放量比2000年增加了27.8%，化學需氧量僅減少2.1%，未完成削減10%的控制目標。“十一五”時期，我國實施節能減排政策，但是在各地實施的《節能減排統計監測及考核實施方案和辦法》主要關注單位GDP能耗、化學需氧量排放總量與二氧化硫排放量三項指標的降低與削減情況，造成各地區該三項指標降低而同期其它類似指標卻逆向增高的結果，犯了“以偏概全”的錯誤，違背了節能減排的初衷。因此，節能減排政策的實施對改善我國環境納污能力的效果不明顯。為此，“十二五”規劃綱要，對單位GDP能源消耗、單位GDP二氧化碳排放的降低，對化學需氧量、二氧化硫、氨氮與氮氧化物等主要污染物排放量的減少有了更明確的要求。隨著新型節能減排政策的實施，“十二五”時期我國環境納污能力將會有較為明顯的提升。

表4 2003～2008年我國環境納污承載力值

土壤環境承載力值一直處于低于0.5的低水平，并且有惡化的趨勢，主要原因是化肥施用量沒有得到有效控制，大大超過了生態建設標準，極大影響了土壤環境質量。大氣環境質量和水環境質量明顯好于土壤環境質量，但是其改善并不明顯，對總體環境質量的影響較小。

4.2 資源供給能力分析

表5 2003～2008年我國資源承載力值

資源承載狀況主要從水、土地、能源、植被4個方面進行分析。2003～2009年我國資源承載力值如表5所示。2003年以來，我國資源承載力值一直處于0.7～0.75之間，變化很小，資源供需矛盾較為突出。從表5可以看出，我國各項資源一直處于超載狀態。能源與礦產資源承載力值一直在0.8～0.9之間，變化較小。

水資源承載力值在0.54～0.63之間，并且在2004年、2006～2007年有所惡化。本文中衡量水資源狀況的指標為人均水資源擁有量，考慮到我國水資源利用效率低、水資源時空分布不均以及由水體污染造成的水質型缺水等因素，水資源的承載能力會有所降低，總體只能維持在超載的水平。

土地資源承載狀態有所下降，承載力值從2003年的0.431下降到2009年的0.384。2009年我國人均耕地面積僅為1.375畝，不足世界平均水平的40%。2003～2006年我國耕地面積（總資源）約為1.3億公頃，2007年減少到1.217億公頃。在土地資源日趨緊張的情況下，今后的土地利用方式如何調整和生產效率能否提高，將是能否保持土地資源承載力的關鍵所在。

相對于“十一五”規劃綱要中提出的森林覆蓋率20%的目標而言，目前我國植被狀況較差，盡管2004年略有增加，但是隨后我國森林覆蓋率一直維持在18.21%的水平。2003年我國植樹造林面積達到911.89萬公頃，是2000年以來的最高水平，2004年開始植樹造林面積明顯下降，由2004年的559.8萬公頃下降到2007年的390.77萬公頃，2008年又恢復到535.44萬公頃的水平。但是，2003年以來我國持續的林業建設對植被資源承載狀況的改善非常有限，并沒有扭轉森林覆蓋率低的局面。2009年我國自然保護區面積比例為15.13%，實現了“十一五”規劃綱要中提出的15%的目標。2009年我國城市人均公共綠地面積為10.66平方米，與2003年相比提高4.15平方米，實現《國務院關于加強城市建設的通知》中要求的2010年不低于10平方米的目標，但是距離國家林業標準以及聯合國生物圈生態與環境組織提出的目標差距較大，是提升植被承載力要求中薄弱的一環。

2003～2009 年期間，我國社會經濟發展迅速，人民生活水平提高較快，對各類資源的需求是十分巨大的，并且會隨著經濟的發展而不斷增長。根據我國資源承載現狀，可以認為：一方面我國在建設資源節約型社會方面取得了一定成效，資源并沒有因經濟的快速發展而受到嚴重破壞，整體承載狀況保持了穩定和略有好轉的態勢。另一方面，資源承載能力不高，一直處于超載狀態，要滿足不斷攀升的資源需求需要采取多項措施，如加強資源的綜合利用，積極開拓國際市場等。就單資源而言，水資源、土地資源日趨緊張，能源和礦產資源緊缺狀況顯得更為迫切，必須改變高消耗、低效益和不合理開發的現狀。

4.3 人類支持能力分析

表6 2003～2008年我國人類支持承載力值

人類支持承載狀況主要從管理建設水平、技術進步和社會經濟進步3個方面進行分析。2003～2009年我國人類支持承載力值如表6所示。2003年以來，我國人類支持承載狀況進步較快，人類支持能力分目標層下管理與建設水平、技術進步、社會技術進步水平保持了較為穩定的發展趨勢。管理與建設水平承載力值提高較快，由0.77提高到1.253，社會經濟進步承載力值在0.75～1.0左右，技術進步承載力值在0.55～0.85之間，整體上表現為管理與建設水平、社會經濟進步好于技術進步的特點。

從具體指標來看，2009年我國工業固體廢物綜合利用率、城市生活垃圾無害化處理率和環保投資占GDP比重三項指標，均超過“十一五”規劃綱要中提出的目標。除萬元GDP氨氮排放量外，萬元GDP能耗、水耗和萬元GDP污染物排放量，以及研發投入占GDP比重距離理想參比值的差距還較大。結合具體指標的變動情況，可知人類支持能力的提升主要源于政府管理與建設水平的提升與經濟發展。管理建設水平對社會經濟乃至整個生態承載力有著直接而重要的影響，環保方面的管理建設投入與科技進步共同影響到環境質量的改善。幾年來，我國污染治理的難度不斷加大，環境治理的成本不斷增大，污染的性質也發生了明顯的變化。因此，需進一步提高環境污染治理投資和研發投入的規模，提高技術進步對改善環境質量和經濟發展的貢獻。

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