我国生态承载力的综合评价与比较

王彦彭

（郑州大学 西亚斯国际学院，郑州451150）

0 引言

目前我国处于全面建设小康社会的关键时期，面临最突出的挑战就是资源、环境对经济发展的制约。长期以来虽然对生态环境保护的投入不断提高，但经济增长对资源的消耗已经超过生态环境的承载能力和自我恢复能力，我国生态环境处于“局部好转、总体恶化”的状况中，生态环境治理能力赶不上破坏速度，生态赤字不断扩大。生态环境的恶化与承载能力的弱化日益凸显，越来越成为制约经济社会发展的瓶颈。国内外有关资源承载力的研究主要集中在土地资源、水资源和矿产资源等自然资源领域，其中又以第一产业中土地资源承载力（土地资源人口承载量）、水资源的研究最多。随着科技进步和全球经济一体化的发展，一定区域内人们的生活和生产对区域内已有自然资源存量的依赖性将越来越低。资源承载力的研究范围开始扩展到经济资源。从各种实际情况和研究对象来看，研究人员提出了各种各样资源环境承载力的概念和内涵，并进行了测度和量化研究。此外，国内学者缺乏对中国生态承载力的跟踪评价研究。本文针对上述研究不足，欲做出更深入、更有价值的探索。

1 我国生态承载力指标体系与理想参比值的确定

1.1 生态承载力指标体系的构建

生态承载力的评价，需要有一套相对科学的评价指标，指标体系的构建直接关系到我国不同地区生态承载力量化结论的正确性。我国生态承载力指标体系分为目标层、分目标层、准则层和指标层。其中，目标层为生态承载力，分目标层为环境纳污能力、资源供给能力以及人类支持能力。

（1）环境纳污能力指标

环境纳污能力主要体现在大气环境、水环境和土壤环境三个方面，所以我们从该三个方面选择与环境质量状态和环境容量相关的代表性指标。环境质量越好，剩余环境容量越大，区域的环境纳污能力就越大。其中，既有污染单因子指标，也有环境质量综合指标，各指标的相关性主要从定性分析。

我们选择可吸入颗粒日均浓度、二氧化氮日均浓度、空气质量达到及好于二级以上的天数、二氧化硫排放量四项指标来反映大气环境纳污能力状况，由于指标数据可得性的局限，进行评价时只选择二氧化硫排放量、烟尘排放量和粉尘排放量三项指标。我们选择饮用水源水质达标率、COD年排放量、氨氮年排放量来反映水环境纳污能力状况，由于指标数据可得性的局限，进行评价时只选择COD年排放量、氨氮年排放量两项指标。我们选择化肥施用量、农药施用量来反映土壤环境纳污能力状况。由于我国土壤环境质量评价与监测制度正处于逐步建立时期，农药施用量的数据没有在土壤环境统计数据中予以公布，所

（2）资源供给能力指标

资源供给能力主要考虑各类资源对人类的供给水平，包括能源矿产资源、水资源、土地资源和植被资源，各类资源占有量或可调用量越大，资源供给能力就越强。这不仅与自然条件有关，而且与区域外部输入资源的能力有关。我们选择人均能源基础储量、人均黑色金属矿产基础储量、清洁能源比例、能源自给率来反映能源矿产资源供给能力状况，由于指标数据可得性的局限，进行评价时只选择人均能源基础储量、人均黑色金属矿产基础储量两项指标。我们选择人均水资源拥有量来反映水资源供给能力状况。选择可开发的土地面积比例、湿地面积比例、人均耕地面积来反映土地资源供给能力状况，由于指标数据可得性的局限，进行评价时只选择人均耕地面积。我们选择森林覆盖率、自然保护区面积比例、人均公共绿地面积来反映植被资源供给能力状况，由于指标数据可得性的局限，进行评价时用城市人均公共绿地面积来替代人均公共绿地面积。

（3）人类支持能力指标

分别从管理与建设水平、技术进步和社会经济进步三个方面选取，侧重人类对资源利用、污染排放控制、污染治理以及生态建设的支持。这些方面能力的提高，一方面降低污染物排放、提高资源供给能力，另一方面提高相同环境纳污能力和资源供给状态下的人类活的总量。环境管理与建设类指标主要为污染处理水平和生态建设水平的考核类指标，这些指标的理想值主要通过各类规划设定的目标获取；技术进步表现在资源利用率的提高和排放系数的降低，这些指标的理想值通过设定的标准或目标获取；社会经济进步指标的改善可以为环境保护提供技术和资金支持，有利于提高资源利用效率和建设污染排放。

1.2 理想参比值的确定

如何确定各指标的理想参比值，是生态承载力评价的重点与难点之一。我们参照四个方面的依据，确定了生态承载力指标的理想参比值。

（1）根据《“十一五”规划纲要》、《国家环境保护“十一五”规划》和《“十一五”资源综合利用指导意见》等发展规划，采用与发展阶段目标相应的国家标准和行业规定作为参比值。

（2）参照2000年左右世界或中等发达国家有关指标的平均水平，或者我国人均GDP已经达到3000美元地区的有关指标水平。

之前，厂团委在调研过程中了解到，宋凯在新岗位上遇到一些难题：身为一名主操，他在思考问题时，不能够全方面地分析，自然也就无法做出准确的判断。而和他同在一个单位的马存功也曾经有过同样的困惑。

（3）根据现有国家或行业标准，结合资源、社会经济发展状况和规划预测，计算得到参比值。

（4）征询有关专家、学者和政府决策者的意见，并转化为相应的定量化数据。

按照上述思想，遵循科学性、可操作性、必要性和充分性等原则，根据生态承载力的内涵，参照已有的生态承载力指标体系及相关研究成果，突出我国的现状特点及发展能力，构建了我国生态承载力指标体系，如表1所示。

2 我国生态承载力的评价方法

2.1 我国生态承载力指标权重的确定

利用2006～2009年我国各地区生态承载力评价指标的数据，采用熵权决策法和德尔菲法相结合的综合集成赋权法，通过加法集成计算得出指标权重，如表2所示。

表1 我国生态承载力指标体系

表2 综合集成赋权法确定的指标权重

2.2 我国生态承载力指数的评价方法

生态承载力指标体系涉及大量相互关联、相互影响、相互制约的因素，各指标性质不同、单位不同，而且数量级存在明显差异，不能进行直接比较。因此，在进行生态承载力评价之前，应对指标原始数据进行无量纲化处理，消除原始数据间的量纲影响，缩小指标间的数量级差。

我们采用状态空间法对我国生态承载力进行综合测度。状态空间通常由欧式几何空间中表示系统各要素状态向量的多维状态空间轴组成。在三维状态空间中，每一个点代表某一时刻资源环境与人类活动状况的空间组合，而通过点的位置，可以判定相应条件下生态系统的承载状况。不同的经济技术条件下，以可持续发展为准则，状态空间中存在承载力曲面XmaxOYmax，使得曲面上任意一点的人类活动（表现为人类社会对资源和环境的需求和正负反馈）同当时的资源、环境的配置状况达到完全的均衡。判断空间内一点同曲面XmaxOYmax的位置关系，可以通过比较原点到该状态点和状态点在XmaxOYmax上的投影之间的矢量模的大小来得到；其中状态点与原点之间的距离代表了此状态下的生态承载力。数学表达式为：

式中，xir表示“自然－经济－社会”复合系统中各指标处于理想状态时在状态空间中的坐标值（i＝1，2，…，n）；n为指标个数； ||M代表某区域生态承载力的有向矢量的模；RCC表示区域承载力的大小。由于复合系统中各指标对生态承载力所起的作用不同，状态轴的权重也不一样，考虑到状态轴的权重，则生态承载力可表达为：式中，Wi为x2ir轴的权重值。值得注意的是，人类活动需要同时考虑对承载体正向和负向的反馈，例如对资源环境的不合理利用，以及技术进步带来资源消耗与环境治理效率的提高，从提高承载体的承载能力。

经过无量纲化处理后的指标理想值为：1，1，1，…，1（共n个），则区域理想生态承载力大小为

现实的区域生态承载状况与状态空间中理想的区域承载力存在一定的差异，其计算公式为：

式中，x′ir为人类活动与资源环境在现实状态的空间坐标值（i＝1，2，…，n）， ||M′为现实状态区域承载力的有向矢量的模。区域承载状况与理想的区域承载力直接的差距反映了现实状态下的区域承载状况。一般认为：当RCC′＞1时，可载；当RCC′=1时，满载；当RCC′＜1时，超载。考虑到“自然－经济－社会”系统的复杂性和发展的波动性，一般将承载标准的容差设定为0.3：当RCC′＞1.2时，可载；当 0.9＜RCC′＜1.2时，满载；当RCC′＜0.9时，超载。

3 我国生态承载状况的综合评价结果

表3 2003～2008年我国生态承载力值

2003～2009 年我国生态承载力值如表3所示。可以看出，2003～2009年各历史年份的生态承载力值在0.7～0.9之间，处于超载状态，但随着年份增加呈缓慢上涨的趋势，承载状况由超载向满载靠近。从生态承载力的分目标来看，2003～2009年我国生态承载状况整体上表现为环境纳污能力和人类支持能力好于资源供给能力的特点，但是都处于超载状态。其中，人类支持能力发展较快，环境纳污能力和资源供给能力发展缓慢。人类支持能力的承载力值从2003年的0.695增加到2009年的0.964，处于从低于全国整体生态承载水平向略高于全国水平的转变过程；环境纳污的历史年份承载力值处于0.8～0.9之间，略高于全国整体生态承载水平；资源供给的承载力值则处于0.7～0.79之间，低于全国整体生态承载水平。从以上分析可知，2003～2008年人类支持能力发展较快，对我国整体生态状况改善的贡献最大，环境纳污能力和资源供给能力是我国生态承载力中的薄弱环节，尤其是资源供给能力需重点关注并加以改善。

这与我国经济发展的现实情况是吻合的，随着我国经济的高速增长，资源供需缺口越来越大，尤其是国际市场资源价格的不断上涨，更进一步加剧了我国的资源供需矛盾。例如，1993年中国成为石油净进口国，此后原油进口量逐年增加，由1996年的2622万吨增加到2009年的20365.29万吨，在11年的时间里，石油净进口量为1996年的7.77倍，外贸依存度达到47.6%。1990～2000年，国际市场原油现货价格波动较小，2001～2011年，国际市场原油现货价格不断攀升，2011年突破了120美元/桶。此外，铁矿石等众多资源产品价格也保持上涨的趋势。2003年底，宝钢开始参与国际定价谈判，但没有发挥实质性的作用，接受了新日铁公司的谈判结果：价格涨幅18.6%。2005～2008年，国际铁矿石供应价格涨幅分别为71.5%、19%、9.5%、65%，2009年价格有所回落，但是2010年铁矿石供应价格在2009年基础上上调30～35%，2011年1月中国进口铁矿石均价同比涨幅高达68.45%。原油、铁矿石等资源产品价格的持续上涨，一方面增加了我国的进口成本，另一方面加剧了我国资源的短缺，影响了我国生态承载中的资源供给能力的提高。

4 我国生态承载力的发展特征分析

4.1 环境纳污能力承载状况

环境纳污能力的承载状况主要从大气环境、水环境和土壤环境三个方面进行分析。2003～2008年我国环境纳污承载力值如表4所示。可以看出，2003年以来，我国环境纳污能力一直处于超载状态，大气环境和水环境处于满载状态，承载力值在0.9～1.2之间，处于比较危险的警戒水平。“十五”时期我国环境保护计划指标没有全部实现，二氧化硫排放量比2000年增加了27.8%，化学需氧量仅减少2.1%，未完成削减10%的控制目标。“十一五”时期，我国实施节能减排政策，但是在各地实施的《节能减排统计监测及考核实施方案和办法》主要关注单位GDP能耗、化学需氧量排放总量与二氧化硫排放量三项指标的降低与削减情况，造成各地区该三项指标降低而同期其它类似指标却逆向增高的结果，犯了“以偏概全”的错误，违背了节能减排的初衷。因此，节能减排政策的实施对改善我国环境纳污能力的效果不明显。为此，“十二五”规划纲要，对单位GDP能源消耗、单位GDP二氧化碳排放的降低，对化学需氧量、二氧化硫、氨氮与氮氧化物等主要污染物排放量的减少有了更明确的要求。随着新型节能减排政策的实施，“十二五”时期我国环境纳污能力将会有较为明显的提升。

表4 2003～2008年我国环境纳污承载力值

土壤环境承载力值一直处于低于0.5的低水平，并且有恶化的趋势，主要原因是化肥施用量没有得到有效控制，大大超过了生态建设标准，极大影响了土壤环境质量。大气环境质量和水环境质量明显好于土壤环境质量，但是其改善并不明显，对总体环境质量的影响较小。

4.2 资源供给能力分析

表5 2003～2008年我国资源承载力值

资源承载状况主要从水、土地、能源、植被4个方面进行分析。2003～2009年我国资源承载力值如表5所示。2003年以来，我国资源承载力值一直处于0.7～0.75之间，变化很小，资源供需矛盾较为突出。从表5可以看出，我国各项资源一直处于超载状态。能源与矿产资源承载力值一直在0.8～0.9之间，变化较小。

水资源承载力值在0.54～0.63之间，并且在2004年、2006～2007年有所恶化。本文中衡量水资源状况的指标为人均水资源拥有量，考虑到我国水资源利用效率低、水资源时空分布不均以及由水体污染造成的水质型缺水等因素，水资源的承载能力会有所降低，总体只能维持在超载的水平。

土地资源承载状态有所下降，承载力值从2003年的0.431下降到2009年的0.384。2009年我国人均耕地面积仅为1.375亩，不足世界平均水平的40%。2003～2006年我国耕地面积（总资源）约为1.3亿公顷，2007年减少到1.217亿公顷。在土地资源日趋紧张的情况下，今后的土地利用方式如何调整和生产效率能否提高，将是能否保持土地资源承载力的关键所在。

相对于“十一五”规划纲要中提出的森林覆盖率20%的目标而言，目前我国植被状况较差，尽管2004年略有增加，但是随后我国森林覆盖率一直维持在18.21%的水平。2003年我国植树造林面积达到911.89万公顷，是2000年以来的最高水平，2004年开始植树造林面积明显下降，由2004年的559.8万公顷下降到2007年的390.77万公顷，2008年又恢复到535.44万公顷的水平。但是，2003年以来我国持续的林业建设对植被资源承载状况的改善非常有限，并没有扭转森林覆盖率低的局面。2009年我国自然保护区面积比例为15.13%，实现了“十一五”规划纲要中提出的15%的目标。2009年我国城市人均公共绿地面积为10.66平方米，与2003年相比提高4.15平方米，实现《国务院关于加强城市建设的通知》中要求的2010年不低于10平方米的目标，但是距离国家林业标准以及联合国生物圈生态与环境组织提出的目标差距较大，是提升植被承载力要求中薄弱的一环。

2003～2009 年期间，我国社会经济发展迅速，人民生活水平提高较快，对各类资源的需求是十分巨大的，并且会随着经济的发展而不断增长。根据我国资源承载现状，可以认为：一方面我国在建设资源节约型社会方面取得了一定成效，资源并没有因经济的快速发展而受到严重破坏，整体承载状况保持了稳定和略有好转的态势。另一方面，资源承载能力不高，一直处于超载状态，要满足不断攀升的资源需求需要采取多项措施，如加强资源的综合利用，积极开拓国际市场等。就单资源而言，水资源、土地资源日趋紧张，能源和矿产资源紧缺状况显得更为迫切，必须改变高消耗、低效益和不合理开发的现状。

4.3 人类支持能力分析

表6 2003～2008年我国人类支持承载力值

人类支持承载状况主要从管理建设水平、技术进步和社会经济进步3个方面进行分析。2003～2009年我国人类支持承载力值如表6所示。2003年以来，我国人类支持承载状况进步较快，人类支持能力分目标层下管理与建设水平、技术进步、社会技术进步水平保持了较为稳定的发展趋势。管理与建设水平承载力值提高较快，由0.77提高到1.253，社会经济进步承载力值在0.75～1.0左右，技术进步承载力值在0.55～0.85之间，整体上表现为管理与建设水平、社会经济进步好于技术进步的特点。

从具体指标来看，2009年我国工业固体废物综合利用率、城市生活垃圾无害化处理率和环保投资占GDP比重三项指标，均超过“十一五”规划纲要中提出的目标。除万元GDP氨氮排放量外，万元GDP能耗、水耗和万元GDP污染物排放量，以及研发投入占GDP比重距离理想参比值的差距还较大。结合具体指标的变动情况，可知人类支持能力的提升主要源于政府管理与建设水平的提升与经济发展。管理建设水平对社会经济乃至整个生态承载力有着直接而重要的影响，环保方面的管理建设投入与科技进步共同影响到环境质量的改善。几年来，我国污染治理的难度不断加大，环境治理的成本不断增大，污染的性质也发生了明显的变化。因此，需进一步提高环境污染治理投资和研发投入的规模，提高技术进步对改善环境质量和经济发展的贡献。

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