孔凡斌 熊凱

[摘 要]本文闡述了開展我國大湖流域綜合開發和生態保護協調發展問題研究的重大理論和現實意義,分析了以鄱陽湖生態經濟區建設為范例,深入系統地開展我國大湖流域綜合開發新模式與生物多樣性保護重大課題研究的典型示范意義;從經濟學、環境科學、地理學、生態學、資源科學、管理學等不同學科和理論視角,全面系統地分析了大湖流域綜合開發與生物多樣性保護研究的學科交叉特點及國內外多學科研究的主要成果和重要觀點;從研究視角、研究內容和研究方法等三個重要方面對相關研究存在的主要問題給出了綜合評價與展望;在上述分析的基礎之上,提出了當前我國大湖流域綜合開發實踐中存在的三大主要矛盾和問題,并以鄱陽湖生態經濟區建設為具體研究對象,提出了基于總體把握、重點突破和總結歸納的研究思路,設計出我國大湖流域綜合開發新模式與生物多樣性保護研究的總體框架。
[關鍵詞]大湖流域;綜合開發模式;生物多樣性保護;鄱陽湖生態經濟區
[中圖分類號]F127;X176;X321 [文獻標識碼]A [文章編號]1674-6848(2013)06-0062-19
[作者簡介]孔凡斌(1967—),男,江西九江人,江西財經大學鄱陽湖生態經濟研究院院長、教授,博士研究生導師,博士后合作導師,主要從事生態經濟理論與政策、林業經濟理論與政策研究;熊 凱(1987—),男,江西南昌人,江西財經大學鄱陽湖生態經濟研究院人口、資源與環境經濟學博士研究生。(江西南昌 330032)。
[基金項目]國家社會科學基金重大項目“我國大湖流域綜合開發新模式與生物多樣性保護研究:以鄱陽湖生態經濟區建設為例”(12&ZD213)和江西財經大學鄱陽湖生態經濟區發展研究跨學科創新團隊資助項目的階段性成果。
一、引言
大湖流域的開發和保護,是當今世界面臨的重大課題。探索我國大湖流域綜合開發與生態保護協調發展的新模式是一項緊迫的戰略任務。縱觀國內外大湖流域的開發歷程,既有成功的經驗,也有失誤的深刻教訓。我國大湖流域自然條件好,資源開發潛力大,以湖泊為核心加強流域綜合開發,是推動我國經濟發展的重要著力點。同時,我國多數湖泊面臨著水體富營養化、水質污染、湖泊萎縮與劇減、湖水咸化四大環境問題,以及由此帶來的湖泊及流域生態系統功能退化、生物多樣性喪失等嚴峻的生態問題,湖泊流域開發過程中所顯現的不可持續態勢令人堪憂。《我國國民經濟和社會發展十二五規劃綱要》明確提出,要以科學發展觀為主題,以加快轉變經濟發展方式為主線,提高發展的全面性、協調性、可持續性,實現經濟社會又好又快發展。大湖流域通常是全球生物多樣性的關鍵地區,也是人類活動與全球氣候變化的極端敏感地區。對于我國大湖流域發展而言,落實科學發展觀的直接體現就是把流域綜合開發與生態環境改善緊密結合起來,走出一條流域經濟增長與生物多樣性保護協調發展的新路子,創造出有利于生物多樣性保護的流域資源綜合開發新模式。因此,如何協調好流域綜合開發與生物多樣性保護之間的關系,是關乎未來我國大湖流域地區乃至我國整體社會經濟健康發展的重大問題,是我國一項重大的戰略任務。
從可持續利用與管理視角看,造成流域開發過程中生物多樣性損失的主要原因在于缺乏流域綜合開發管理的理念和系統設計。從表面上看,生境破壞、資源過度開發、環境質量惡化和外來物種入侵是造成生物多樣性損失的直接原因,但是從可持續利用與管理,以及政府環境保護的公共服務角度來審視的話,造成流域開發過程中生物多樣性損失的主要原因在于缺乏流域綜合開發管理的理念和系統設計。流域開發模式粗放、流域生態系統功能與開發秩序錯亂、土地資源及水資源利用結構不合理、產業結構和產業布局錯亂無序、市場經濟條件下生態環保機制的制度力度不足、缺乏以生物多樣性保護為核心的流域綜合開發管理機制體制等問題大大降低了流域綜合開發的效益和生態環境保護的成效。
國外流域綜合開發的成功經驗表明,以流域為單元構建有利于生物多樣性保護的流域綜合開發新模式是實現資源、環境與經濟社會協調發展的重要途徑。近些年來,我國有關流域綜合開發和生物多樣性保護的技術開發、集成和示范取得了顯著發展,并在一些地區取得了成效。但從總體上看,有關流域綜合開發、生物多樣性保護的管理與政策方面的研究則十分零散和薄弱,已成為制約我國大湖流域科學發展理論和政策創新的重要瓶頸。因此,客觀上迫切需要提出一套大湖流域綜合開發與生物多樣性保護的理論框架、內容體系和政策建議,并針對流域綜合開發中的主要資源與環境經濟問題提出切實可行的解決方案。
鄱陽湖流域是長江中下游流域的重要組成部分,是生物多樣性非常豐富的國際重要濕地,被列為全球生物多樣性關鍵地區。在世界大湖流域的開發浪潮中,作為我國第一大淡水湖的鄱陽湖流域在全國乃至世界大湖流域開發中占有十分重要的地位。鄱陽湖流域是由江西省境內的贛江、撫河、信江、饒河、修河等“五河”注入鄱陽湖而形成的一個相對完整、獨立的鄱陽湖流域水系。鄱陽湖流域面積16.22萬km2,約占長江流域面積的9%,江西省流域面積的97%;其水系年均徑流量為1525億立方米,約占長江流域年均徑流量的16.3%。鄱陽湖流域是亞洲最大的候鳥越冬地、洄游魚類和大型水生哺乳動物遷徙重點區、江河魚類產卵后幼魚洄游通道,它對保護全球生物多樣性(特別是鳥類和魚類等重要類群)、確保長江下游地區生態安全以及實現國家水資源合理配置等方面具有舉足輕重的作用。近年來,隨著鄱陽湖流域社會經濟的快速發展,流域生物多樣性損失嚴重,經濟發展與生物多樣性保護的矛盾格外突出,這在較大程度上威脅著區域和長江流域社會經濟的可持續發展。
鄱陽湖生態經濟區建設是我國首次系統探索大湖流域綜合開發治理新模式的重大發展戰略,也是一項具有全國乃至全球意義的國家行動。2009年12月12日,國務院正式批復《鄱陽湖生態經濟區規劃》,建設鄱陽湖生態經濟區上升為國家戰略。《鄱陽湖生態經濟區規劃》對鄱陽湖生態經濟區的發展定位是:全國大湖流域綜合開發示范區、長江中下游水生態安全保障區、中部崛起重要帶動區、國際生態經濟合作重要平臺。推進鄱陽湖生態經濟區建設,標志著我國探索生態與經濟協調發展的大湖流域綜合開發治理新模式進入全面實施階段,將為我國乃至世界積累大湖流域綜合開發治理的先進經驗,意義十分重大。因此,在全面比較和充分吸納國內外大湖流域綜合開發和治理研究優秀成果的基礎上,以鄱陽湖生態經濟區建設這一偉大實踐為生動案例,深入系統地開展“我國大湖流域綜合開發新模式與生物多樣性保護”這一重大課題研究,具有典型示范意義。
鑒于此,本著“探討理論基礎、評價國外經驗、完善總體框架、分析實施難點”的指導思想,采用“定性與定量相結合、案例研究與理論探討相結合、系統科學和行為科學相結合的綜合集成”的研究方法,將土地利用模式、水資源利用模式、產業發展模式等作為建立有利于生物多樣性保護的鄱陽湖生態經濟區及流域綜合開發新模式的關鍵節點,提出有利于生物多樣性保護的鄱陽湖生態經濟區及流域綜合開發新模式的構建對策;同時對生態補償機制、公眾參與機制等關鍵性生態環保機制進行系統性分析,最終提出有利于生物多樣性保護的流域綜合開發新模式和相應的政策保障體系,研究結果對促進我國大湖流域綜合開發與生物多樣性的協調發展具有重大的現實指導意義。
二、國內外相關研究代表性觀點及評述
流域綜合開發與生物多樣性保護研究具有強烈的學科交叉性,是經濟學、環境科學、地理學、生態學、資源科學、管理學、系統科學中的傳統研究主題。由于學科傳統的不同和研究范式的差異,各項研究在基本概念、研究論域、話語習慣上都存在著區別。環境科學家和生態學家比較注重生物多樣性的評價與機理分析,旨在更好地進行生物多樣性保護;地理學家比較注重區域,往往從資源利用與生物多樣性保護的角度進行研究,目的是協調好地區經濟發展和環境保護之間的關系;社會經濟學者和管理學者則更多地從社會、經濟等角度分析流域綜合開發和生物多樣性保護的影響因素,提出地區經濟發展和環境保護的政策保障機制。這些研究雖然分布在不同的學科,但它們之間卻具有邏輯上的一致性。學科交叉是大湖流域綜合開發新模式與生物多樣性保護重大課題研究的前提條件,現對流域綜合開發與生物多樣性保護研究領域中的多學科研究內容梳理如下。
(一)流域綜合開發過程中生物多樣性損失的成因和協調性評價研究
1.流域綜合開發過程中生物多樣性損失的成因研究
大湖流域綜合開發過程中的生物多樣性問題是跨越時空的自然演變與社會經濟發展共同作用的結果,它伴隨著人類長期、持續的社會經濟活動而不斷以或強或弱的形式在世界各地發生,成為世界各國研究的熱點問題。國內外學者普遍認為流域綜合開發過程中生物多樣性損失的主要原因有以下幾個方面:
(1)資源的過度開發。隨著城市化和工業化進程的加速,為滿足不斷增長的人口需求,人類大量開采包括生物資源在內的各種資源,過度放牧、過度捕撈、圍海造田、偷獵走私、濫采濫挖等資源的過度開發使生物的棲息地喪失,并形成大量的退化生態系統,從而改變了生態系統中的種類組成、群落或系統結構,導致自然生態破壞和大規模的物種滅絕。據估計,人類的活動使物種滅絕的速度不斷加快,當前全球物種滅絕的速度是人類出現以前的100~1000倍。①
(2)生境退化和喪失。這是造成大量動物、植物以至微生物受威脅和大量滅絕的首要原因。②據統計,全球大約90%的已知臨近滅絕物種的災難是由于生境喪失所引起的。③伯克利大學著名的生態經濟學家Daily發表在science上的文章,對造成生物多樣性減少的人類活動進行了如下排序:過度開發(含直接破壞和環境污染等)占35%、毀林占30%、農業活動占28%、過度收獲薪材占6%、生物工業占1%。其中前3項人類活動占93%,而這些破壞最直觀的結果是造成了物種生境的破碎化和棲息地環境的島嶼化,從而直接導致生物多樣性損失。④
(3)環境污染。環境污染不僅降低了人類的生活質量,而且會通過改變生物原有的進化和適應模式,影響生態系統各個層次的結構、功能和動態,進而導致生態生物多樣性在遺傳、種群和生態系統三個層次上降低。⑤
(4)外來物種入侵。外來物種入侵不僅導致其侵入生態系統的組成和結構的改變,而且能徹底改變生態系統的基本功能和性質,最終導致本地種的滅絕和群落多樣性的降低。⑥有研究表明:生物入侵造成了迄今為止最難以恢復的生態系統變異,這些改變是導致全球生物多樣性喪失的主要原因。外來物種入侵對生物多樣性的影響僅次于生境破壞,而且其對生物多樣性的影響在未來將會更加突出。⑦
以上學者的研究表明:生境破壞、資源過度開發、環境質量惡化和物種入侵是生物多樣性損失的“災害四重奏”,而這些因素都與人類的活動息息相關,是人類為滿足自身利益和發展需求而采取的不合理的利用資源方式所致。因此,如何在流域綜合開發過程中減少生物多樣性損失是我國經濟發展中面臨的重大問題,而且具有較大的改進空間。
2.流域綜合開發和生物多樣性保護協調性評價研究
大湖流域綜合開發新模式的本質是建立起經濟增長與生態環境保護協調發展的新模式,力圖達到資源、環境與社會經濟三者的統籌協調發展。建立科學、合理的指標體系測度大湖流域綜合開發和生物多樣性保護的協調性,有利于評價大湖流域開發是否朝著經濟增長與生態環境保護協調發展的方向推進,并能通過決策系統反映出的信息來強化適當的決策,建立有利于資源環境保護的流域綜合開發新模式。因此,大湖流域的綜合開發和生物多樣性保護的協調性的測度和評價,成為有利于生物多樣性保護的流域綜合開發新模式研究中迫切需要解決的問題之一。
國外學者對經濟增長與生態環境保護協調性的研究不多。以Brock和Taylor為主要代表的經濟學家們研究了經濟與環境可協調發展條件的問題,他們分別利用新古典增長模型和內生經濟增長模型,建立了綠色Solow、強化減排、源頭與末端、誘發創新四個模型,分別從經濟增長的質量、外部控制以及增長的內在需求角度解釋經濟與環境協調發展的內在機制和外部控制,從而為如何尋求經濟與環境協調發展提供支持;①Bretschger、Machiba的研究認為,結構轉變、生態創新能夠使資源重生,并能保持經濟綠色增長,實現資源環境與經濟的協調可持續發展;②Hoang和Alauddin通過對OECD30個國家農業生產的經濟效益、環境效益和生態效益進行評價后認為,這些國家的環境和經濟可持續發展的空間很大,可以通過技術創新或改變投入組合提高環境生態和經濟發展的協調性。③
國內學者在這方面的研究比較踴躍,研究主要集中在協調發展的評價以及促進協調發展的對策研究,并且采用了不同的數學模型,如有的采用模糊數學方法、有的采用灰色關聯方法、有的采用統計學中的相關分析法等。曾嶸,魏一鳴等建立了北京市人口、資源、環境與經濟協調發展的評價指標體系,并通過多目標規劃模型求解對北京市若干年后的協調發展進行了規劃;④李雪銘、李婉娜利用主成分分析法和模糊數學法,定量分析了1990年以來大連城市人居環境與經濟系統的協調發展問題;⑤傅必玲等比較了中國各省區和沿海11個發達省區經濟與環境的協調性;⑥黃一綏對2000-2007年福州市的環境與經濟協調發展進行了評價;⑦李智國、趙煜、韓桂蘭等分別對云南、甘肅、新疆等省區的經濟與環境協調發展進行了分析;⑧歐結敏運用耦合協調度模型、熵變方程法和灰色關聯度模型,對廣州市經濟和環境的協調性進行了研究;⑨宋建波、武春友研究了長江三角洲的城市化與生態環境協調發展評價問題;⑩聶春霞等、許宏等研究了新疆、云南的區域城市化與環境、社會協調發展評價問題。①利用數學模型從各種角度對區域的資源環境與經濟發展的協調性進行評價,在很大程度上依賴于數學模型構造的合理性和科學性,不同的數學模型可能得到的結果未必一致,這給政策決策者帶來了困惑,因此一些學者試圖從系統論角度、經濟學角度對區域發展的協調路徑進行探索,這方面的代表性學者有李鶴、張平宇、王國印、聶強等。②
然而,現有對經濟增長與生態環境保護協調性的研究更多關注的是環境保護方面,對生物多樣性的關注較少;同時,目前學術界關于協調性的研究大部分集中在概念闡述和應用不同數學模型進行評價研究,對協調性影響因素的研究較少,從而無法切實有力地提出提升經濟增長與生態環境保護協調性的政策建議。
(二)土地利用和生物多樣性保護研究
經濟發展過程中快速城市化、產業結構與布局、制度與政策等人文因素的復雜變化,深刻影響著區域土地利用變化③,并產生了相應的環境負效應④。王建英等的研究指出,土地利用變化對生物多樣性的巨大影響超過了其他任何全球變化成分對其的影響,土地利用優化是生物多樣性保護的重要預防性措施。⑤現階段土地利用方面的研究主要可以概括為以下兩個方面:
1.土地利用變化的生態環境效應研究
人類活動作用下的土地利用變化會反過來對地球系統環境造成持續的、多層次的影響,這主要體現在土地利用變化對氣候、地形等自然條件,水文、土壤等生態環境條件,以及產業、人口等人文因素的影響。土地利用變化通過作用于地表能量流和濕度等因素而影響區域氣候條件⑥;從較長時間尺度來看,某些特殊區域土地利用變化還會對地形條件產生一定的影響。土地利用變化對生態環境條件的影響更是當前學術界一大熱點議題。研究表明,在澳大利亞昆士蘭洲典型流域,近半個世紀的土地利用變化尤其是森林采伐已使該區域地表徑流約增加40%;⑦我國太湖流域土地利用變化導致太湖流域產流量平均增加4.11%,而蘇錫常地區增加產流量平均增加10.07%;⑧土地利用變化會影響區域地下水和水質;⑨土地利用變化還會深刻影響土壤質量及C、N循環。⑩
近年來,隨著生物多樣性問題的不斷突出,土地利用變化對生物多樣性的影響也得到了學者的關注。國內外學者逐步將生物多樣性保護理念融入土地利用結構規劃中,并從不同的角度對土地利用結構優化中的生物多樣性保護問題展開研究。歐盟最先提出將生物多樣性保護理念應用于生物多樣性豐富地區的土地利用規劃,并指出因人類土地利用活動加劇而導致生物多樣性急劇減少的行為應該得到正確評估;①Snyder等的研究指出:土地利用特別是城市和農業用地對生物多樣性和生境完整性的影響最深刻;②Michelsen通過對一個開放的森林系統中影響生物多樣性的關鍵因素的了解,建立了生物多樣性變化與土地利用結構規劃的趨勢模型;③Haines-Young借鑒“驅動力—壓力—狀態—影響—響應”(DPSIR)模型,系統性地分析了土地數量、土地結構和土地空間分布對生物多樣性不同組成部分的影響,并探討了哪些因素會導致這種影響發生變化,研究指出:土地利用變化和生物多樣性之間的關系是理解人類發展和環境保護的基礎,到2100年,土地利用因素將超過氣候變化、環境污染等因素而成為對生物多樣性影響最重要的因素;④ Vackár 等人使用空間相關分析方法對捷克共和國的土地利用、人口密度和生物多樣性之間的關系進行了實證檢驗,發現土地覆蓋和生物多樣性之間存在著顯著的空間相關性;⑤Geyer等、De Baan等則提出通過GIS和生命周期評價(LCA)相結合的新方法評估土地利用對生物多樣性的影響,并將其應用到加利福尼亞州乙醇生產的土地利用變化對生物多樣性影響的評價中,研究指出:GIS和生命周期評價(LCA)相結合的新方法解決了傳統生命周期評價中空間位置數據缺失的問題,可以更好地從生命周期的角度評估土地利用的生物多樣性效應。⑥
2.土地利用變化模擬與預測研究
隨著遙感、GIS和計算機技術的飛速發展,土地利用變化研究已不僅僅局限于揭示其歷史變化過程,而是在了解過去和當前變化的基礎上,逐漸向探索未來變化趨勢的方向轉變。早在1980年代末,美國學者就通過建立時空模型開展土地利用變化模擬和預測研究。此后,荷蘭瓦赫寧根大學Veldkamp等提出了著名的CLUE模型⑦,并用它模擬構建了未來不同發展時期的土地利用變化情景,該模型當前已被廣泛應用于歐洲、南美、非洲、大洋洲和東南亞等國家和地區。此外,Hazen開發了基于平行虛擬機的LUCAS土地利用變化分析系統模型⑧,用于模擬前后100年田納西州小流域尺度土地利用變化情景;Pontius構建了GEOMOD2模型①,用于模擬和預測該國土地利用變化情景;Stéphenne和Lambin構建了基于土地投入—產出分析空間綜合決策模型②,在蘇丹薩赫勒地區模擬了不同土地集約利用水平下的土地利用變化趨勢和情景。2000年以后,以美國學者為代表的諸多學者開展了大量的模擬和預測研究,例如基于Logistic regression模型的馬薩諸塞州典型流域③、基于CLUE模型的美國中部地區④、基于SLEUTH模型的加亞福尼亞地區⑤、基于多層線性模型的蒙大納地區⑥、基于FORE-SCE模型的美國東南部地區⑦等,這些研究為人類在探測自身發展進程中所帶來的土地利用變化過程與趨勢問題作出了重大貢獻。盡管此類研究都是針對不同區域、運用不同方法,但大多數都是以人文因素對土地利用變化的劇烈影響為切入點,探索不同假設條件下的未來變化情景,從而為指導區域土地利用和管理提供決策參考。
為探測區域土地利用變化的趨勢與情景,我國學者也積極展開了土地利用變化模擬及預測研究,且研究思路與國外大體類似,即集成GIS、時空模型和計算機技術,對土地利用變化歷史過程進行學習和反演,并結合對區域自然條件與人文因素發展趨勢的綜合判斷,構建土地利用變化的未來情景。國內代表性研究有基于Markov模型的縣級尺度土地利用空間格局變化模擬⑧、基于CLUE-S模型的奈曼旗地區土地利用時空動態變化模擬⑨、基于SD模型的中國北方土地利用變化情景模擬⑩、基于CA的城市演變知識挖掘及規劃情景模擬①等。
縱觀國內研究成果,現有對土地利用生態環境效應的研究更多采取定性的研究方法,土地利用對生物多樣性的影響機理和定量測度研究相對薄弱,同時目前學術界對土地利用優化配置的研究主要側重于土地利用數量結構的優化,而忽視了土地利用空間布局的優化,也很少探討生物多樣性約束下的土地利用優化問題。
(三)水資源利用和生物多樣性保護研究
自20世紀50年代以來,人為因素對水資源轉化的干預作用愈來愈明顯,使自然條件下的水資源轉化路徑、層次和格局發生了深刻變化,水通過循環與自然環境諸要素相互作用、相互影響,其負面效應已嚴重影響著流域的生態環境安全。②因此,分析水資源利用現狀及生態環境效應,制定合理的開發利用措施,維持流域健全的水循環系統,已成為流域水資源可持續利用和生態環境建設的主要科學問題。現階段水資源利用方面的研究主要可以概括為以下兩個方面:
1.水資源開發利用的生態環境效應研究
該類研究可以分為兩大類。
第一類研究是綜合性地評價水資源開發利用對生態環境系統的某一種或幾種關鍵要素的影響,主要包括水資源開發利用引起的土地利用與土地覆被變化、水系和水域面積變化、動植物生境與多樣性變化、地表水和地下水質變化、土壤質量變化、局部氣候和空氣質量變化等。這類研究起源較早,研究人數較多,研究的時空尺度和研究手段隨著觀測數據的積累、觀測儀器的改進以及RS、GIS等新技術的進步而不斷拓展。Dixon早在1892年就分析了澳大利亞干旱區殖民地進行牧場和水資源開發對本土植物種類造成的影響;③Rodríguez-Iturbe和Porporato對水資源控制下的地區生態系統尤其是土壤濕度和植物動態變化進行了探討;④Snyder 和 Tartowski則集中分析了不同時間尺度下地區可利用水資源量變化對植被動態變化的影響。⑤這一類型的研究,大多由特定專業領域的生態學者和環境學者完成,內容較微觀,研究側重于自然科學領域。⑥
第二類研究是具體分析不同類型的水資源開發利用活動對生態環境的影響,主要包括修建水庫、開采地下水、調水、灌溉、排水、增加城市和工業用水等對生態環境造成的影響。例如,Matete和Hassan提出了將環境的可持續發展融入經濟發展計劃的整體層次框架中,并以跨流域調水的水資源開采作為案例進行了分析,應用并發展了生態經濟核算矩陣以評價萊索托高地水利工程的生態經濟影響,同時還應用經濟成本收益法進行了兩個項目的比較分析,其研究成果進一步判定了跨流域調水對生態經濟的直接、間接及潛在影響的程度;⑦Hu等和Li等利用環境流體動力學模型(EFDC模型)分析了引江濟太調水工程對太湖水動力調控和水質量的影響;①李亦秋等在提出貓跳河流域梯級開發生態效應區域響應概念模型的基礎上,比較全面地分析了貓跳河流域河流生態系統中水文情勢與水量、水質與水環境、水生生物群落等非生態和生態變量的區域響應,結果表明:貓跳河流域開發在帶來流域人口增長、產業集聚和社會發展的同時,也出現了一系列不可逆轉的生態環境問題,人地矛盾更加突出;②高永年、高俊峰采用層次分析法測算了南水北調中線工程對漢江中下游流域生態環境影響的綜合影響,研究發現:南水北調中線工程的實施對漢江中下游流域生態環境產生了負面影響,各生態環境的影響程度大小排序依次為水質變量、土壤地質變量、社會生產變量、水生生物變量、水資源變量和氣候變量;③馬芳冰、王烜總結歸納了國外跨流域調水工程的生態環境影響。④
綜合分析以上文獻可以發現,國內外按照“發生的問題—產生的機理—調控的標準—過程模擬—情景預測—響應對策”這一邏輯思路,圍繞水資源開發利用對生物多樣性的影響進行了大量研究,并取得了明顯進展。但水資源開發利用對生物多樣性的影響機理研究相對薄弱,仍難以精確刻畫水資源開發利用與生物多樣性之間的定量關系,難以動態模擬和有效預測水資源開發利用對生物多樣性的影響,面向生物多樣性保護的水資源開發利用對策研究在實踐中仍面臨著較多障礙。因此,未來應以機理研究為基礎,以過程模擬和情景預測為突破口,以綜合集成的對策體系建設為落腳點,不斷加強水資源開發利用對生物多樣性影響的研究。
2.資源環境約束下水資源開發利用的合理閥值研究
該類研究主要集中探討水資源開發利用的合理標準,即水資源開發利用到何等程度會對生態環境造成脅迫作用、脅迫強度如何,何種程度會對生態環境產生驅動作用、改善程度如何等問題。水資源開發利用合理閾值、生態環境需水或與之類似的概念不斷出現,并成為相關研究領域的熱點。
生態環境需水量的計算是研究水資源與生態環境之間相互作用與關系的核心。只要計算出流域的生態環境需水,就可以根據流域的水資源總量和已經開發利用的水資源量,來準確判斷水資源開發利用對生態環境的影響程度。基于生態保護目標的生態環境需水量是指為解決生態問題及實現環境保護目標所需要的水量。目前,國內外已經從理論、方法與實踐等多個層面對生態環境需水進行了大量研究。⑤在國內學者中,湯潔等論述了國內外生態環境需水研究的進展,分析了生態環境需水的內涵、概念、分類和特征,并總結了河流、植被、湖泊、濕地和城市生態系統生態環境需水量計算的理論基礎和方法;⑥劉金鵬、費良軍將民勤盆地生態功能區和生態環境需水類型需水優先次序進行了劃分,并根據盆地實際情況,制定了各生態環境需水類型需水量的需水原則;⑦黎聰等、宋松等結合濕地分類分級計算,分析計算了不同層次生態保護目標下衡水湖濕地生態環境需水量,并在此基礎上對研究區最小、最優以及最大幾個典型狀態下生態環境需水量進行了分析評估。①
應該說國內外生態環境需水在概念界定、分類、計算方法、實證研究及生態系統和水文過程的相互反饋作用研究等方面都取得了大量的成果,但由于不同學者對生態環境需水的概念理解不同,生態環境需水量的計算方法存在顯著差異,亟待從機理剖析的角度,結合區域水資源的科學配置與管理實踐,從而構建適合的理論框架與技術體系以測算生態環境需水量。
(四)產業發展和生物多樣性保護研究
區域產業的發展及其組合類型、強度的變化在顯著促進社會經濟繁榮的同時,也對生態環境產生重要影響。產業發展和生物多樣性保護之間的研究對于建設資源節約和環境友好型社會,實現“效率國土”具有重要意義。現階段產業發展和生物多樣性保護方面的研究主要可以概括為以下兩個方面:
1.產業結構和生物多樣性保護研究
產業結構是一個“資源配置器”,同時也是資源環境的消耗和污染物產業的質和量的“控制體”。產業結構對生物多樣性種類、規模以及形成原因存在直接或間接影響,其組合類型和強度在很大程度上決定了經濟效益、資源利用效率和對環境的脅迫程度。目前國內外有關產業結構與資源環境問題的研究分為兩類,一類是探討產業結構演變的資源環境效應,另一類則集中分析資源與環境約束下的產業結構調整及主導產業選擇。
(1)產業結構演變的資源環境效應研究。彭建等依據不同產業發展對生態環境影響的定性分析,構建不同產業類型的生態環境影響系數和區域產業結構的總體生態環境影響指數,以麗江為例,證實了重工業等高污染產業比例的下降對生態環境產生了明顯的正效應;②趙雪雁分析了甘肅省產業變化軌跡以及不同產業發展對生態環境的影響,利用不同產業的生態環境影響指數,計算了甘肅省產業轉型的生態環境效應,結果表明:產業轉型軌跡及其引起的生態環境效應軌跡在變化趨勢上存在一致性,呈明顯波浪形,產業轉型對生態環境影響滯后于產業轉型;③張海峰等、湯進華、鐘儒剛借鑒趙雪雁的思路,利用產業生態環境影響指數,計算了青海省和武漢市產業轉型的生態環境效應;④韓峰、李浩運用轉移份額分析法與主成分分析法,分別測算了產業結構效應系數和生態環境質量綜合指數,進而通過建立動態計量模型,分析了湖南省產業結構對生態環境的作用機制。⑤
(2)資源與環境約束下的產業結構生態化調整研究。此類研究逐步由定性分析向定量與定性結合的方向發展,目前主要的方法有基于投入產出法的計量模型和基于博弈論的產業結構優化模型、多目標規劃計量模型、灰色系統分析法、一般均衡法、基于系統動力學理論的計量模型等。⑥陳樹良等以經濟增長和充分就業為目標,基于投入產出法的線性規劃模型對區域產業結構進行了優化設計;①王光凈等以合作博弈理論為工具,從宏觀和動態的角度來建立三次產業結構優化模型,提出了相關求解算法,并以溫州產業為例進行分析,驗證了所建模型的可行性和有效性;②代偉等采用多目標規劃方法,構建了秦皇島市水資源約束條件下的產業結構優化模型,提出了秦皇島市產業結構優化方案;③唐志鵬等利用北京市1987-2007年的投入產出表,在能源消耗總量約束條件下,采用灰色系統分析法,比較了各個歷史時期的真實產業結構與優化產業結構的相似程度,提出了北京市產業結構未來調整的方向。④
總體來看,現有關于產業結構與生物多樣性的研究主要以特定區域的實證研究為主,機理分析尚未展開。對資源環境約束下產業結構如何調整優化問題研究較少,多數為定性闡述,深度不夠,缺乏系統性分析。
2.產業布局和生物多樣性保護研究
產業布局是產業與生態環境相互作用的連接點。產業在空間的轉移和集聚會引起資源空間配置效率及環境污染空間擴散和轉移,從而導致區域環境污染結構的轉變,對區域生態環境的可持續發展具有重要影響。目前有關產業布局與資源環境關系的研究主要側重于產業布局的環境影響與評價、基于資源環境承載力的產業布局適宜性研究兩個方面。
(1)產業布局的資源環境效應研究。合理的產業布局和集聚通過發揮規模效應、集聚效應、關聯效應和擴散效應,是區域經濟發展的重要推動力量;然而一些研究表明,當產業高度集中,超過了該區域的資源環境承載力時,產業布局對環境的不良影響也會累積,例如誘發水環境惡化、大氣污染、土壤污染、生物多樣性減少等一系列生態環境惡化問題,產業布局所帶來的外部不經濟性增強。⑤目前國內外學者對產業空間集聚格局的生態環境響應進行了一定的理論和實證研究。研究內容側重于產業的動態變化對生態環境影響的評價,多將產業集聚作為可持續發展的重要因素來評價環境對產業布局的響應。如Freeman提出產業集聚要研究其與環境外部性的相互作用,并考慮區位、生產等因素與環境污染的作用關系;⑥Rigina對不同發育階段城市群地區采礦業對大氣、土壤、河流等生態環境要素的影響進行了動態評價;⑦Grazi等將產業集聚作為評價可持續發展的一個因子,結合外部性以及社會福利等指標,構建了較為全面的評價城市可持續發展的模型;⑧王樹功等的研究認為,產業集聚空間布局不合理是造成長江三角洲地區水資源短缺和環境污染日益嚴重、生態安全受威脅的主要原因,而合理的工業布局是協調工業發展和水環境污染的重要措施。⑨然而,現有研究多局限于產業集聚與環境污染相互關系的定性識別,產業集聚對環境影響的內在機理缺乏深入研究。
(2)基于資源環境承載力的產業布局適宜性研究。王云等利用區域環境承載力理論對城市工業布局進行探討,提出工業布局合理度概念,并將其應用于北海市的城市環境規劃之中,對其工業布局現狀進行評價;①高爽等通過構建污染企業分布密度-COD排放量的雙變量空間自相關模型,以江蘇省無錫市作為案例,揭示了制造業產業集聚和水污染的空間關聯關系,并提出了環境約束下的制造業產業結構調整方向;②陳誠等以江蘇沿江地區為例,在提取生態功能保護區和產業分布空間信息的基礎上,運用矩陣分類和空間分析方法研究了生態保護與產業分布的空間匹配特點,總結了生態保護約束下產業空間布局的調整思路;③趙海霞等以產業集聚發達、水網密集但水環境敏感性強的太湖流域為例,通過空間疊加分析,依據水環境容量支撐強度和產業集聚污染壓力的對應關系,分別劃分了農業、工業集聚空間優化類型區。④上述研究為制定產業布局優化調整以及環境保護方針政策提供了重要依據,然而關于基于生物多樣性保護目標的產業布局優化的研究則較少涉及。
(五)流域綜合開發過程中的生態環保機制研究
生態補償機制和公眾參與機制是我國建立有利于生物多樣性保護的流域綜合開發新模式的重要生態環保機制,本部分擬對這兩種生態環保機制的國內外文獻進行簡單回顧。
1.流域綜合開發過程中的生態環保機制之一:生態補償機制
生態補償機制作為一種新型的生態環境管理創新模式,受到學術界的持久關注。目前國內外對生態補償的研究主要集中在以下幾個方面:
(1)生態補償標準問題研究。由于生態補償對象的多樣性以及范圍的不確定性等原因,目前在學術界并沒有形成公認的生態補償標準的確定方法。比較常用的方法包括生態系統服務功能價值法、機會成本法、意愿調查法、市場法等。以生態服務價值作為補償定價的依據是國際上的通常做法,在我國則是必然的選擇。⑤隨著遙感技術和GIS技術的發展,把遙感技術和GIS技術應用于生態系統服務價值評估受到越來越多學者的青睞,國內已有不少學者利用遙感技術和不同的遙感數據源進行了生態系統生物多樣性服務功能價值評估,⑥并取得了具有重要價值的研究成果。基于市場法確定生態補償標準的案例主要集中于水資源交易和碳排放權交易的生態補償,⑦用市場法確定生態補償的標準能夠兼顧兩方面的利益,在雙方都能達到滿意的條件下開展生態補償,具有其他方法所不具備的優點。①
目前,盡管生態補償的理論研究和實踐活動越來越多,但學者們對確定生態補償標準的方法仍處于研究的初始階段。從文獻中看,目前在這個方面研究存在的主要問題有:一是整個研究的系統性不夠強,沒有形成統一的科學體系;二是現行研究生態補償標準的方法在獲得最終結果的過程中需要大量復雜的數據和計算,而復雜的數據計算容易產生結果的誤差;三是按照現行確定生態補償標準的方法來進行實際的研究,其結果的認可度不高。②盡管如此,基于生態系統服務功能價值確定生態補償標準是流域生態補償機制研究的主流方向。
(2)生態補償的空間對象選擇研究。生態補償對象的空間選擇可以理解為一種空間定位技術,指在眾多潛在的生態系統服務提供者中,依據其區域或個體條件差異,確定最有效的補償區域或生態服務供給者。③此前,針對生態補償對象的空間選擇研究多數為定性描述和理論探討,近幾年一些學者開始了定量的討論和研究。從發展過程來看,國際上對生態補償對象的空間選擇研究經歷了由單目標、單準則發展到多目標、多準則的過程。得分函數法、距離函數法和GAP分析法是國外生態補償控件對象選擇的常用方法。近年來逐漸發展和完善起來的探索性空間數據分析(Exploratory Spatial Data Analysis,ESDA)技術是一系列空間分析方法和技術的集成,通過對事物或現象空間分布格局的描述與可視化,發現空間集聚和空間異常,解釋研究對象之間的空間相互作用機制,ESDA技術已開始應用到區域經濟發展問題研究,這為區域生態補償的空間選擇方法提供了新思路。④生態補償對象的選擇方案既要從經濟學角度考慮,也要從社會學、生態學角度考慮,既要注重經濟效率性,又要注重公平性,更要重視生態效益和社會效益。
生態補償標準始終是生態補償機制的核心內容,且至今仍未形成學界和決策層能夠普遍接受的方法體系,因此也成為學術研究的重點和難點。當前,需要尋找到適當的函數關系將生態系統服務功能價值轉變為生態補償標準,這是生態補償標準研究的重要選擇。生態補償空間定位及優化研究至關重要,是影響生態補償機制有效性的關鍵內容,但是目前的研究還處于起步階段。探索并明確影響補償空間定位的關鍵因子,確定生態補償的區域優先序列,是流域生態補償空間選擇研究的必然趨勢。同時,現有生態補償的研究大多立足于宏觀和中觀層面的分析,缺乏對微觀主體行為與選擇問題的實證研究,從而嚴重影響到生態補償政策的實施績效和可持續性。
2.流域綜合開發過程中的生態環保機制之二:公眾參與機制
公眾參與機制是指在政策過程中公民與政府之間相互作用的關系,涉及公共政策參與的范圍、途徑、手段、政府的回應方式等。在民主社會,公眾參與機制是公共政策過程的重要組成部分。國際上,公眾參與原則作為環境保護的一項基本原則已為國際社會所普遍接受,它是民主思想在環境保護領域的延伸。公眾參與是發達國家環境保護事業的基礎,是推動環境保護事業發展的重要動力。采用何種模式實現流域開發過程中利益相關者(Stakeholders)的廣泛參與,也成為流域綜合開發和生物多樣性保護研究中理論和實踐的熱點和前沿,比較有代表性的如當前正在美國的五大湖(Great lakes)、印度尼西亞的多巴湖(Toba)、俄羅斯和愛沙尼亞邊界的楚德湖(Peipsi)等進行的積極探索。從某種意義上來講,公眾參與程度已經成為一個國家或者地區環境保護事業發達程度和環境管理水平高低的一個重要標志。
文獻資料分析表明,我國政府在公眾參與環境保護政策這一課題上已經取得了一定的成就,但不容忽視的是,公眾在參與生態環境保護的每個環節中都存在一定的問題,主要包括生態環境保護目標無法對公眾需求進行確認、公眾對環境保護實施過程監督缺位、公眾作為評估主體參與環節少發揮作用小以及公眾意見被忽視。①相關法律法規文本分析表明,我國的憲法和環境保護法已經對公眾參與制度有了一些原則性的規定,其他單行法、部門規章中也有相關規定,《環境影響評價公眾參與暫行辦法》中公眾參與制度的確立對我國環境法治建設有著非同尋常的意義。可以說,我國環境保護公眾參與制度已初步建立,但是還不完善。
理論研究文獻顯示,我國公眾參與環境保護的研究直至20世紀90年代才開始興起,關于這項制度的一些理論、概念和觀點被引入我國后,立刻引起了當時學界的廣泛關注和研究。② 早期的研究成果主要是對國外公眾參與環境管理的先進理念和成功案例進行介紹,近期也開始在實證方面作了一些研究,③但是研究缺乏廣度和深度,尤其缺少對公眾參與環境保護的途徑、模式及參與效果等內容的深入研究,④生物多樣性保護中公眾參與機制的理論研究仍然處于初步階段,大多研究側重于公眾參與的定性分析,對參與形式、參與程度、參與程度影響因素的定量研究較為缺乏,無法從實證的角度提出促進生物多樣性保護中公眾廣泛參與的有效政策建議。
(六)鄱陽湖生態經濟區及流域的相關研究
自從2009年12月鄱陽湖生態經濟區建設上升為國家戰略以來,鄱陽湖生態經濟區綜合開發和生態保護問題受到了政府、學術界和產業界的高度關注。黃金國、郭志永分析了鄱陽湖濕地生物多樣性現狀及其面臨的威脅,從控制濕地開發規模、搞好濕地生態環境建設、加大資金投入、提高公眾參與度等方面提出了鄱陽湖濕地生物多樣性保護及其可持續利用的主要對策;⑤鐘業喜、肖加超從國家的退田還湖政策、人口文化素質、農業生產方式等方面分析了鄱陽湖自然保護區生物多樣性變化的影響因素,并在此基礎上提出了保護鄱陽湖自然保護區生物多樣性的對策建議;⑥蔡海生等采用RS與GIS技術計算出了鄱陽湖自然保護區相應年份的生態承載力,并結合生態盈虧情況和生態協調情況,對鄱陽湖自然保護區可持續發展情況進行了評價;①李志強、陳曉玲、廖富強、李松志、游文蓀等分別從人口、資源、環境與經濟大系統,區域可持續發展、環境脆弱性、水生態安全和縣域經濟發展水平等方面對鄱陽湖生態區的發展現狀進行了評價,為研究鄱陽湖生態經濟區的協調發展提供了基礎數據;②盧杰借鑒國外大河大湖區域治理經驗,提出加強綜合規劃、綜合開發,加大經濟與法律手段的運用以及逐步建立合理有效的組織管理體系的鄱陽湖開發利用的指導思想。②
為了保障鄱陽湖生態經濟區的經濟開發和生物多樣性和協調發展,一些學者在生態環保機制方面作了系統的探索。賀思源在分析了鄱陽湖區實施的以命令控制和排污收費為主的傳統水污染防治制度存在許多弊端后,從排污權交易制度角度,研究了鄱陽湖水污染物排污權的交易制度,認為鄱陽湖水污染物排污權交易制度構建應關注排污權初始分配、交易市場培育、政府監管以及相關配套措施完善等方面的問題;④董云鶴認為鄱陽湖生態經濟區節能減排應處理好企業經濟效益與社會效益、保護環境與保障就業、加速發展與持續發展、守法成本高與違法成本低、“硬政策”與“軟執行”等五大關系;⑤傅春、周迪從鄱陽湖提供的生態經濟價值、保障“長三角”水生態安全及促進江西經濟更好更快發展這三個角度,分析了建立鄱陽湖流域生態補償機制的必要性,提出了建立鄱陽湖流域生態補償機制的具體財稅政策;⑥邱潤根、舒小慶認為鄱陽湖生態經濟區的建設理應走優先發展現代服務業、重點發展低碳工業、全面發展生態農業的低碳經濟之路,并且要以立法的形式來保障鄱陽湖生態經濟區的建設;⑦王喬、伍紅的研究認為,面對鄱陽湖生態經濟區大規模建設和鄱陽湖水質不斷下降這一現實,應適時擇機出臺水污染稅,運用環境稅收手段,矯正外部不經濟,保護自然資本,促進代際間公平,實現經濟的可持續發展。⑧
為進一步擴大鄱陽湖生態經濟區研究的學術交流平臺,江西省社科院還專門創辦了《鄱陽湖學刊》雜志,讓學者們暢所欲言,為鄱陽湖生態經濟區的建設紛紛建言獻策,為政府決策提供支持。姬鵬程、孫長學研究了鄱陽湖生態經濟區建設的體制機制創新問題,提出了六項體制、八項機制創新的重點建議,以及生態經濟區體制機制建設的政策支撐體系和綜合配套改革方案;⑨李周從生態產業發展理論透視鄱陽湖生態經濟區建設的基本思路,認為建設鄱陽湖生態經濟區必須構建有利于環保和可持續發展的生態產業體系;⑩李志萌從理論層面探討了鄱陽湖流域環境保護與經濟發展互動協調的基礎及其支持體系建設;①鄢幫有、嚴玉平研究了新中國成立六十年來鄱陽湖的生態環境變遷,回顧了近三十年來圍繞鄱陽湖流域生態環境保護開展的實踐和探索工作,提出了當前鄱陽湖生態經濟區建設的可持續發展對策。②鄱陽湖生態區的研究正從各個角度、不同層面不斷地推進與深化。
總體來看,從2009年鄱陽湖生態經濟區建設上升為國家戰略以來,鄱陽湖生態經濟區的相關研究也如雨后春筍般繁榮起來。這些研究無論是在理論方面還是在實證方面都為未來研究提供了諸多寶貴的資源和探索性的研究成果。但是鮮有研究系統性地探討鄱陽湖生態經濟區綜合開發與生物多樣性保護問題,這與鄱陽湖生態經濟區“全國大湖流域綜合開發示范區”的重要性地位極不相稱,迫切需要進一步的深入研究。
三、綜合述評與研究展望
應該說,近十幾年以來,國內外學者對流域綜合開發和生物多樣性保護方面的重大理論和現實問題進行了卓有成效的艱苦探索,取得了不少有重要價值的研究成果,為后續研究提供了很好的借鑒。然而從力所能及的文獻閱讀和分析情況來看,流域綜合開發和生物多樣性保護仍存在較大拓展空間。
第一,從研究視角來看,目前各項研究之間缺乏學科交叉,缺乏有效對接。流域綜合開發的研究廣泛分布于經濟學、社會學、管理學、環境科學、系統科學之中,生物多樣性保護的研究則主要分布在生態學、地理學、資源科學之中,各項研究之間缺少交流、缺乏對話,不注重對其他學科成果的借鑒,導致研究既不全面,也缺乏層次感。因此,急需搭建一個跨學科的研究平臺,共同探討流域綜合開發和生物多樣性保護的研究。
第二,從研究內容來看,目前國內外學者對流域綜合開發和生態環境保護的研究更多關注的是環境保護方面,對生物多樣性的關注較少;對有利于生物多樣性保護的流域綜合開發的內涵、模式構建方向以及相應的政策保障體系完善的研究還較為薄弱。因此,客觀上迫切需要提出一套大湖流域綜合開發與生物多樣性保護的理論框架、內容體系和政策建議,并針對流域綜合開發中的主要資源與環境經濟問題提出切實可行的解決方案。
第三,從研究方法來看,國內流域綜合開發與生物多樣性保護研究以人文社會科學理論為基礎的定性研究為多,流域綜合開發與生物多樣性保護之間的影響機理研究相對薄弱,仍難以精確刻畫流域綜合開發與生物多樣性之間的定量關系,難以動態模擬和有效預測流域綜合開發對生物多樣性的影響。
四、鄱陽湖生態經濟區及流域綜合開發新模式與生物多樣性保護研究的總體框架
大湖流域綜合開發和生物多樣性保護的協調發展是世界性難題。當前我國大湖流域綜合開發主要存在著以下三個方面的問題:一是如何協調好流域綜合開發和生物多樣性保護之間的關系,二是如何設計出有利于生物多樣性保護的大湖流域綜合開發新模式,三是如何從政策上保證有利于生物多樣性保護的大湖流域綜合開發新模式的有效運行,
為解決這三個方面的問題,本文認為:首先,需要總結和借鑒典型國家及我國典型地區的可利用經驗,并基于經濟學、生態學、環境科學、資源科學、地理學、系統科學等多學科的理論,對大湖流域綜合開發和生物多樣性保護給出統一的解釋框架。其次,在此基礎上,以鄱陽湖生態經濟區建設為具體研究對象,重點從土地利用模式、水資源利用模式、產業發展模式等有利于生物多樣性保護的鄱陽湖生態經濟區及流域綜合開發新模式建立的關鍵節點出發,提出有利于生物多樣性保護的鄱陽湖生態經濟區及流域綜合開發新模式的構建對策。同時,為保證有利于生物多樣性保護的鄱陽湖生態經濟區綜合開發新模式的有效運行,需要進一步分析生態補償機制、公眾參與機制等關鍵性生態環保機制的創新政策,最終提出有利于生物多樣性保護的鄱陽湖生態經濟區及流域綜合開發新模式和相應的政策保障體系。
根據上述邏輯,未來研究可采取總體把握、重點突破和總結歸納的思路。據此,本文提出如下總體研究框架(見圖1),在此框架下開展五個子課題的研究:(1)大湖流域綜合開發模式與生物多樣性保護作用機制分析;(2)鄱陽湖生態經濟區及流域土地及水資源開發利用模式與生物多樣性保護;(3)鄱陽湖生態經濟區及流域產業發展模式與生物多樣性保護;(4)鄱陽湖生態經濟區及流域生態補償機制、公眾參與機制與生物多樣性保護;(5)有利于生物多樣性保護的鄱陽湖生態經濟區及流域綜合開發新模式的政策選擇。
上述五個子課題之間有密切的邏輯關聯:子課題一從國際比較和歷史經驗出發,廓清我國建立有利于生物多樣性保護的大湖流域綜合開發新模式的內涵、理念和關鍵影響因子,為后續的子課題設計提供理論依據;子課題二、三分別從土地利用模式、水資源利用模式、產業發展模式等方面,拓展提出具體的有利于生物多樣性保護的大湖流域綜合開發新模式;子課題四則從生態補償機制、公眾參與機制等方面,拓展分析保證有利于生物多樣性保護的大湖流域綜合開發新模式有效運行的生態環保機制;在上述基礎上,子課題五拓展歸納出有利于生物多樣性保護的大湖流域綜合開發新模式的整體制度框架和適合不同區域的分類政策體系。