基于生態位適宜度的遼寧省生態環境負荷水平測度

趙 奧

(1.大連民族大學 經濟管理學院，遼寧 大連 116650；2.大連理工大學 管理與經濟學部，遼寧 大連 116023)

基于生態位適宜度的遼寧省生態環境負荷水平測度

趙 奧1,2

(1.大連民族大學 經濟管理學院，遼寧 大連 116650；2.大連理工大學 管理與經濟學部，遼寧 大連 116023)

遼寧省作為東北老工業基地的重點區域，自上世紀新中國建立以來，產業結構一直處于重化工行業壓倒性發展態勢，并且在盲目追求經濟高增長的發展目標指引下，環境污染愈發嚴重。長久以來，畸形化的產業結構與生態保護認知盲區，使得遼寧經濟發展福祉被生態環境負荷逐漸侵蝕掉，從而造成整個省域范圍內生態系統的脆弱性。將生態學中的生態位模型應用于遼寧省生態環境負荷的適宜度研究，通過適宜度水平的測度，準確把握遼寧省1995～2014年生態系統的運行狀況以及環境污染問題的癥結所在，最后從產業結構、公眾認知和技術創新等角度，提出提升遼寧省生態環境負荷適宜度的具體措施。

生態位適宜度;生態環境負荷;遼寧省

自21世紀90年代以來，經濟增長是以無序、快速消耗大量不可再生資源為代價的，必然會引發諸多生態環境和社會安全問題。資源依賴型增長方式的持續，雖然成就了中國30年經濟高速增長的奇跡，但也使得環境污染所造成的經濟損失占GDP總量高達10%。特別是中國民族地區，資源詛咒和環境污染等問題同時并存，在一定程度上阻礙著地區經濟的可持續發展[1]。遼寧省作為中國最早一批發展重工業的典型之一，是國家重點進行經濟發展轉型的試驗區域。隨著遼寧省工業化、城市化進程的加快，一方面，依賴于工業增加值對GDP的拉動效應，另一方面，在國家建設小康社會、提高公眾福祉的政策帶動下，省內多數重化工城市采取粗放型的工業化發展方式和躍進式的城市化進程方式，寄希望于通過快速工業化和城市化來實現地區經濟發展和居民生活水平的提高，致使許多城市面臨資源枯竭、生態環境嚴重破壞的發展局面，例如鞍山、本溪、阜新等。因此，本研究定位于遼寧省生態環境負荷這一視角，力求通過生態位適宜度模型，測算出遼寧省1995～2014年整體的生態環境負荷水平，直觀展示出遼寧省近20年的生態環境系統的健康狀況，并提出相應的對策措施，以達到提升遼寧省生態環境適宜度、維護生態系統平衡運轉的發展目標。

一、文獻綜述

生態位適宜性評價核心也是客觀評估現實生態環境條件與物種需求條件之間的匹配性，取決于生物單元的“態”和“勢”兩個方面的重要影響。最早的生態位適宜度模型是基于生態學、植物學、動物學領域而提出的，1917年Grinnel[2]首次提出生態位這一概念，1927年Elton[3]在其著作《動物生態學》中，首次將生態位的概念重點放在生物群落中來，描述一種生物在環境中地位。之后，生態位適宜度模型多用于土地資源評價、城市發展評價、林地資源評價等領域，例如王筱明[4]以濟南市域內的現狀耕地為研究對象，在耕地適宜性評價中引入生態位理論，建立耕地生態位適宜度評價模型，界定區域內需退耕還林的地塊。孫鵬舉、陳英[5]運用生態位適宜度理論，在前人研究的基礎上，構建了草地生態系統適宜度與進化動量測算數學模型，測度了甘南草地生態系統生態位適宜度和進化動量。牛海鵬、趙同謙[6]等人基于生態位理論，從區域耕地生態系統整體性出發，提出耕地生態元和耕地生態位的概念，并在此基礎上構建了耕地可持續利用生態位適宜度評價模型。王瑞燕、趙庚星[7]等人構建各土地利用方式的生態位適宜度模型，在此基礎上，對各土地利用生態單元的生態環境現實條件與現狀土地利用方式所要求的最佳生態環境進行比較計算生態位適宜度，獲得土地利用環境脆弱性效應分布。王莉莉[8]從區域層面深入探討和拓展了生態位理論在城市研究中的方法和途徑，對江蘇省13個城市進行生態位適宜度的比較研究。葉瓊、郭熙[9]等人以江西省鄱陽湖及周邊經濟區的園地為研究對象，將生態位適宜度方法引入到多宜性評價研究中，采用加權平均模型對各評價單元的茶葉和雪梨兩種作物的生態位適宜度值進行了定量分析。馮茹、宋剛[10]將生態位適宜度理論引入到自然保護區周邊社區居民生計可持續發展的定量評價中，并據此構建可持續生計的生態位適宜度模型。

雖然國內外對生態位適宜度模型的研究成果頗豐，但真正應用到生態環境評價領域的研究則非常少，基本沒有涉獵。

二、研究模型及數據

1.生態位模型[11,12]

生態位評估模型的建立是以經典的生態位理論為基礎，通過擴展經典生態位理論的內涵，用數學抽象方法分析系統最佳生態位點與現實生態位點的貼近度，這對于了解和掌握系統各要素的發展概況起著非常重要的作用，生態位評估模型的這一特征與生態環境負荷的適宜度研究目標相一致，因此，本文選取生態位評估模型對遼寧省生態環境負荷的適宜度進行評估分析。

設有m個評估年份，yij(i=1,2,…,m;j=1,2,…,n)表示第i個生態系統(年份)在生態因子j上的觀測數據值，在實際研究中，將數據進行標準化處理后得到生態因子的現實生態位，其中ymax表示yij中的最大值。

(1)

(2)

則遼寧省生態環境負荷的適宜度可通過如下模型得出：

(3)

(4)

(5)

2.研究數據及處理

本文選取遼寧省1995～2014年工業固體廢棄物排放量、工業廢水排放量、二氧化硫排放量、工業煙塵(粉塵)排放總量以及二氧化碳排放量指標作為衡量遼寧省生態環境污染負荷水平的評價指標。由于二氧化碳排放量數據在省際層面的統計工作開展較晚，無法直接從統計年鑒中獲取，因此，本文根據聯合國政府間氣候變化專門委員會IPCC數據庫關于二氧化碳的估算方法，標煤的CO2排放因子可計算為：29.3076GJ/t*94.6kgCO2/GJ/1000 =2.7725tCO2/tce。根據此估算方法，本文將1995～2014年間遼寧省能源消耗總量進行二氧化碳折標計算，估算出1995～2014年遼寧省二氧化碳排放量。具體研究數據見表1。

表1 研究數據

數據來源：遼寧統計年鑒(1996-2015)

三、實證研究結果分析

按照公式(1)、(2)分別計算出各個變量的現實生態位和最佳生態位，代入到公式(3)中進行計算,估算出模型中參數ε的值，經測算ε=0.3987，最終分別計算出遼寧省1995～2014年生態環境負荷適宜度，具體計算結果見表2。變化走勢如圖1。

表2 遼寧省1995-2014年生態環境負荷適宜度計算結果

圖1 遼寧省1995-2014年生態環境負荷

由于生態位適宜度水平介于0到1之間，故根據模糊聚類中的K距離方法，將遼寧省1995～2014年生態環境負荷的適宜度水平進行簡單聚類，得到了處于[0，0.4]之間的適宜度水平屬于低度適宜，處于(0.4,0.7]之間的適宜度水平屬于中度適宜，而處于(0.7,1]之間的適宜度水平屬于高度適宜。

因此如表2和圖1所示，遼寧省1995～2014年生態環境負荷適宜度整體呈現波動變化趨勢，平均適宜度水平約為0.68，屬于中等適宜；1995、2006兩年的適宜度水平處于低谷，2004年的適宜度水平最為理想。

1995～1998年，遼寧省生態環境負荷適宜度水平普遍偏低，平均值處于0.65左右，這一測算結果的出現主要源于以下幾方面：一是在2000年之前，遼寧省作為東北老工業基地的重化工省，產業結構畸形化發展現象尤為突出，第二產業特別是重化工、高污染、高耗能的行業比重較高，由此產生的環境污染物總量也相應較多；二是上世紀90年代后期，全國層面上的環保意識都是比較淡薄的，無論是法律層面上的還是產業規制層面上的政策都相對缺失，因而一些破壞環境的產業作為、企業作為都無法得到有效約束；三是由于技術層面的落后，污染物減排工作在技術層面無法順利開展。

1999～2004年，遼寧省生態環境負荷適宜度水平處于波動上升態勢，平均適宜度水平約為0.81，由此表明遼寧省整個生態環境系統運行良好，生態環境負荷水平與生態承載力相適應。這一測算結果的出現主要源于以下幾方面原因：一是進入21世紀后，國家層面上的環境立法也相應完善，特別是2000年之后國家層面上可持續發展、循環經濟的研究工作也在積極展開，愈來愈多的政府機構、企事業單位乃至研究機構愈發重視環境保護工作，因而污染物排放量總體呈現總量增長放緩態勢；二是自2001年西部大開發以及2003年提出的振興東北老工業戰略舉措以來，遼寧省也在積極進行產業結構優化升級，特別是對建國初期的落后產能、高污染行業進行淘汰和整改，重化工行業比重有所下降；三是在汲取西方發達國家先污染后治理的經驗教訓后，中國也在積極開展環境治理的技術創新工作，例如針對工業廢水二次處理、工業脫硫技術等，無疑大大降低了工業污染物的排放量。

2005～2008年，遼寧省生態環境負荷適宜度水平呈現波動下降趨勢，工業廢水、二氧化硫排放量總體偏高，因而適宜度水平基本處于中等適宜。這一測算結果的出現主要源于以下幾方面原因：一是2005～2008年是遼寧省整體經濟增長比較快的年份，地區生產總值的增長速度逐年攀升，重化工行業產值比重也較高，因而污染物排放總量較多；二是產業結構優化升級工作進展較慢，遼寧省第二產業比重仍然較高，特別是重化工、高污染行業的比重。

隨著2009年哥本哈根氣峰會后，低碳經濟理念逐漸進入政府、企業和社會公共視野，因而2009年遼寧省生態環境負荷適宜度水平出現短暫的回升，省內的大多數城市都在積極響應國家號召，爭創低碳城市，一些重化工企業也在積極進行技術減排工作。特別在國家號召減排45 %-50 %的目標下，遼寧省也在積極進行產業結構調整和減排技術的創新工作。自2009年之后，2010-2014年間遼寧省生態環境負荷適宜度整體水平開始進入跌宕式下滑趨勢，平均適宜度水平不足0.65。主要原因在于產業結構優化升級后勁不足以及減排技術推廣力度不足，很多重化工企業在經歷短暫的低碳經濟發展約束后，為了追求產值和利潤，不重視污染物排放對環境造成的不良影響，因而各類污染物排放量都較之前年份有所增加。

四、結 語

遼寧省生態環境負荷適宜度水平在1995～2014年經歷了低潮、復蘇、波動、回升和下降等階段，每一時期的適宜度水平變化都與當期的產業結構調整、經濟發展規模乃至技術創新進展相關，但究其主要原因還是在于產業結構不合理和畸形化發展，如果不從根本上解決產業結構不合理問題，光靠減排技術根本實現不了遼寧省生態環境系統地整體適宜度水平的提升。因此，本文提出下列解決措施，以期有效提升遼寧省生態環境負荷適宜度水平。具體措施如下：

首先，遼寧省要盡快進行產業結構優化升級，特別在經濟新常態背景下，一味地追求高速度經濟增長已經不符合時代需要，必須從產業結構入手，降低第二產業比重，特別是重化工行業比重，淘汰落后的高污染、高能耗行業，提高技術密集型產業比重。

其次，遼寧省要重視環境保護認知的社會普及工作，通過社區大學、環保展覽、企事業宣傳的活動，使得社會公眾都認識到環境保護和生態系統平衡的重要性，與此同時，也使公眾提升自身參與環境治理的積極性，只有這樣，遼寧省的環境保護工作才能從根本上得以改善。

最后，遼寧省重化工企業要積極進行節能減排技術的技術創新工作，特別是在創新人才的培育、創新成果的孵化與應用、技術專利的保護等方面，都要有的放矢地制定技術創新戰略規劃，提升節能減排技術在生態環境治理領域的滲透力度。

[1] 楊玉文.民族地區資源開發與經濟增長[M].人民出版社,2013.

[2]GRINNELLJ.ThenicherelationshipoftheCaliforniaThrasher[J].Auk,1917,34:27-433.

[3]ELTONC.Animalecology[M].Londo;SidgwickandJackon,1927:63-68.

[4] 王筱明. 生態位適宜度評價模型在退耕還林決策中的應用[J]. 農業工程學報,2007(8):113-116.

[5] 孫鵬舉,陳英. 甘南草地生態系統生態位適宜度及其空間差異分析[J]. 草業科學,2009(4):1-5.

[6] 牛海鵬,趙同謙,張安錄,等. 基于生態位適宜度的耕地可持續利用評價[J]. 生態學報,2009(10):5535-5543.[7] 王瑞燕,趙庚星,于振文,張玉婷,張海洋. 利用生態位適宜度模型評價土地利用環境脆弱性效應[J]. 農業工程學報,2012(11):218-224.

[8] 王莉莉. 城市生態位適宜度的對比分析——以江蘇省13城市為例[J]. 現代城市研究,2007(3):73-80. [9] 葉瓊,郭熙,劉偉. 生態位適宜度法在園地多宜性評價中的應用[J]. 資源開發與市場,2008(11):973-974+978.

[10] 馮茹,宋剛. 自然保護區周邊社區居民生計狀況的生態位適宜度評價[J]. 西北林學院學報,2010(3):204-209.

[11]LEIBOLDMA.TheNicheConceptRevisited:MechanisticModelsandCommunityContext[J].Ecology, 1995,76(5):1371- 1382.

[12] 李自珍, 施維林, 唐海萍, 等. 干旱區植物水分生態位適宜度的數學模型及其過程數值模擬試驗研究[J].中國沙漠, 2001,21(3):281-285.

(責任編輯 董邦國)

Measurement of the Ecological Environment Loading Suitability Level in Liaoning Province Based on Ecological Niche Model

ZHAO Ao1，2

(1. College of Economics and Management, Dalian Minzu University, Dalian Liaoning 116650, China;2. Faculty of Management and Economics, Dalian Technology University, Dalian Liaoning 116023, China)

Liaoning, as a key area in Northeast China's old industrial base, since the founding of our country, has undergone overwhelming development in heavy chemical industry and blindly pursued the economic growth target, which has contributed to the serious environmental pollution in the area. For a long time, the deformed industrial structure and a blind cognition of environmental protection have eroded its economic development and resulted in the fragility of its ecological system. Therefore, this paper applies niche model to the study of its ecological environment loading niche level and environmental pollution. The niche level test has accurately showed the ecological system and environmental pollution problems during 1995-2014. Finally, strategies to improve the ecological environment loading niche level are provided from the perspectives of industrial structure, public awareness and technological innovation.

ecological niche level; ecological environment loading; Liaoning province

2016-08-22；最后

2017-01-08

遼寧省社科規劃基金資助項目(L13DJY087)；遼寧省教育廳人文社科一般項目(W2015091)；中央高校自主科研基金資助項目(20150406)。

趙奧(1984-)，女，遼寧大連人，講師，管理學博士，大連理工大學管理科學與工程博士后流動站博士后，主要從事資源經濟及環境管理研究。

2096-1383(2017)02-0119-05

F062.2

A