资源环境承载力应用领域综述
2013-01-30钟维琼
■ 钟维琼
(中国地质大学(北京),北京 100083)
0 引言
资源环境承载力的研究最早开始于20世纪20年代,60年代发展到一个较热的阶段,相继提出了区域承载力、生态系统承载力等概念,主要是单要素承载力。20世纪80年代初,我国开始进行资源环境承载力研究,早期研究关注较多的是水土资源承载力,90年代后,越来越多的学者开始研究资源环境综合承载力的理论和方法,并将其应用于土地、矿产、能源、环保等各个领域,取得了众多成果。
1 区域、城市、产业规划领域
1.1 区域资源环境承载力
区域资源环境承载力的研究对象是一个按地理位置划分的大区域。20世纪90年代以来,国内学者对区域资源环境承载力的概念、驱动机制、模式类型、评价指标体系、更替机理等进行了深入研究。目前国内对区域资源环境承载力的研究主要集中在我国几个典型的大区域,如长江三角洲、黄河三角洲、中部六省、京津冀、长株潭等。具体做法主要是建立评价体系对所研究区域的资源环境承载力进行评价,并提出政策建议[1-5]。采用定量方法对所研究区域的资源环境承载力进行定量测度,包括生态足迹分析法、主成分分析法和集对分析法[6-7]。学者们提出的主要的政策建议包括:建立统一的资源环境承载力预警系统;优化空间资源配置;提高全民环保意识;调整区域自然-经济-社会系统结构;保障性制度建设等。
区域承载力的研究对象也包括城市群,但是,目前我国对城市群资源环境承载力进行系统分析的研究成果有限,尚处于探索性研究阶段。唐凯等人[8]从社会经济、资源利用、环境保护三方面构建了资源环境承载力评价指标体系,运用集对分析法对长株潭城市群的资源环境承载力进行评价。
1.2 城市资源环境承载力
1.2.1 城市规模
我国城市化进程中存在的问题主要有:目标不清,缺乏系统规划,城市规模结构性失衡,资源和能耗激增等,因此利用资源环境承载力对城市规模进行研究不失为一种好方法。张臻汉等人[13]对不同规模城市人均资源消耗进行了实证研究,得出了中国城市的最优规模区间。另外,特定的资源环境承载力要素对城市规模的影响也不容忽视。石培基等人[14]基于可利用水量、水质及水权建立了水资源承载力模型,并构建了城市适度规模与实际人口的距离协调度评价模型,给出了评价区间标准,并以武威市凉州区为例,对未来可利用水量、未来可能配水量、未来城市适度规模、水资源超载度进行了分析和预测。
1.2.2 大城市综合承载力
大城市综合承载力评价指标体系的理论基础是:城市社会经济活动要与资源、环境、社会、经济承载力相适应;资源和环境是城市发展的基础要素,而社会和经济是城市系统持续发展的关键因素。在分析综合承载力影响因素的基础上,罗凤金等人[12]从资源、环境、经济和社会等要素对全国14个大城市进行综合承载力评价,并以广州为例研究大城市人口承载现状,进而提出了增强大城市承载力的途径和建议。
1.2.3 资源型城市深化绿色转型
资源型城市是指以不可再生的自然资源开采和加工产业为主导的工业城市。这类城市在产业发展过程中不可避免地会破坏当地自然资源和生态环境,其可持续发展一直备受关注,而基于资源环境承载力对这类城市进行研究也是近年来兴起的一个新热点。
我国西部资源型城市较多,且普遍存在生态赤字,因此对西部资源型城市的研究也相对较多。陈晨等人[9]运用调整后的生态足迹模型,计算了9个西部典型资源型城市的生态足迹和生态承载力,同时评价了这些城市资源利用和生态可持续发展状况。他们提出了造成西部资源型城市生态赤字的主要原因是经济发展对化石能源的高度依赖,能源需求量远远大于供给量。刘峰等人[10]对攀枝花市3个行政分区进行了生态环境承载力评价,进而提出了以工业园生态化推动城市可持续发展的观点,认为在城市转型过程中可以将现有工业园区向生态园区转化,构建生态产业链。
在转型预测方面,谢元博[11]对2015年阜新发展模式进行对比预测,提出阜新在发展循环经济基础上深化绿色转型,可实现承载力富余,为中国其他众多转型城市相关研究提供参考。
1.3 基于资源环境承载力的产业规划研究
1.3.1 产业结构调整
通过资源环境承载力对地区的产业结构和产业规划进行研究是一种比较有效的思路。毕岑岑等人[15]通过产业结构综合评价坐标系统对渤海海滨城市进行评价,得出了产业结构的变化对区域经济效益和环境效益造成的影响,天津市的主要问题是资源环境超载,而大连、唐山和烟台应该有效利用资源环境的支持能力。覃玲玲等人[16]从水资源、土地资源和矿产资源承载力,及环境容量和生态功能区划等方面对贵港市生态承载力进行了研究;并对限制农业与工业产业布局与结构优化的生态承载力约束因子进行了分析,进而对其工农业发展进行了空间布局规划,提出了产业结构优化策略。
生态足迹等概念同样也可以运用于基于资源环境承载力的产业规划研究。赵卉卉等人[17]结合物质流分析方法和生态足迹模型,构建了可持续发展指标体系,并利用因子分析法评价了安徽省铜陵市的可持续发展状况。最后,得出了铜陵市应调整三次产业关系、转变经济运行方式,实现真正意义上的可持续发展。
1.3.2 主体功能区研究
构建清晰的资源环境承载力空间框架,对促进我国主体功能区建设、理顺地区发展顺序具有重要的基础性、导向性作用。朱丽萌[18]基于县域经济发展的视角,研究了欠发达地区主体功能区划分的方法。以江西省为研究对象,以县为基本研究单元,提出了以“分类诊断”为核心的“发展阶段判断→时空演变特征→经济发展机制→区划方案确定”的技术路线,并将资源环境承载力和经济布局等因素综合考虑。
另外,穆松林等人[19]分析了北京市房山区自然地理格局、综合生态系统敏感性及服务功能,得出了深山区—两大流域区—浅山区的生态功能区划格局。在生态功能区划的基础上,评价其相对综合资源承载力,并提出从地域整体视角统筹区域发展,开发强度应控制在资源环境承载力范围之内。通过分析不同类型区的特征,分别制订产业准入门槛、产业规模和产业发展方向等调控政策。
2 矿产及能源领域
目前单独对矿产资源承载力以及能源承载力进行研究的文献较少,但是矿产及能源是资源承载力研究当中重要的一部分。
2.1 矿产资源承载力
矿产资源承载力指的是在一个可预见的时期内,在当时的科学技术、自然环境和社会经济条件下,矿产资源可支持的经济总量。矿产资源承载力近年来也受到越来越多的重视。近两年学者的研究大多是针对某一特定地区或城市的研究,比如:何政伟等人[20]对西部矿产资源开发的地质生态环境承载力可通过捕捉异常,揭示地质生态环境风险的形成机制,并运用包含物质、能量、信息的对流-扩散模型,结合实地遥感、野外调查以及室内实验等方法,对矿业活动及环境中要素-子系统联动进行数学模型拟合和虚拟显示推演,进而得出地质生态环境风险的形成机制。陈明曦等人[21]采用层次分析法对甘孜州矿产开发对资源环境承载力进行了评价,得出了甘孜州的矿产开发对资源环境承载力的影响在可接受范围之内。郭利君等人[22]分析了南川区的矿业、镁铝工业、现代制造业、现代农业等支柱产业的资源环境承载力,提出了延长矿业服务年限作为发展的缓冲阶段,发展旅游产业为替代产业的观点,并对城市发展架构与功能定位进行了构想。
比较系统和规范的研究是2012年刘叶志以矿产资源经济承载力水平为评价指标,构建了静态和动态相结合的矿产资源承载力评价模型,找出了生态环境承载力对其的约束机制,并采用情景分析法对福建省煤炭资源进行实证分析,结果表明了其2010年开始出现生态环境赤字,矿产资源承载力已经成为制约经济社会可持续发展的因素之一[23]。
2.2 能源承载力
能源承载力方面的研究比矿产资源承载力还要少,而且仅仅集中在电力能源方面。陈丹等人[24]研究了临海东部的经济、生态环境及能源消耗,以台州临海东部电网城市承载力为约束条件实现电网可持续发展。从能源承载力、环境承载力和经济发展承载力3个方面,利用层次分析法构建了电网发展生态承载力评估系统。石成春[25]对罗源湾区域天气系统和低空污染气象特征进行了研究,并对环罗源湾区域的环境空气质量现状进行了评价,根据该区域的火电能源规划设置了多种污染物排放总量情景,用A ERM OD模型模拟研究了其大气环境承载力。
3 农业及土地资源管理领域
将资源环境承载力用于农业发展及土地资源管理方面的研究比较多。具体包括以下几方面:
3.1 基于生态环境承载力的耕地研究
洪名勇[26]利用生态足迹模型研究了贵州1978~2008年的农业生态足迹和生态承载力。结果表明:贵州农业生态效率一直处于增长状态,其农业资源利用效率正逐年提高。白立佳等人[27]在前人生态足迹分析方法的基础上,提出了耕地可持续利用指数,用于定量评估耕地利用可持续发展状况。王建洪等人[28]修正了W ackernagel提出的耕地产量因子,利用生态足迹方法对西安市1997—2009年的生态足迹、生态承载力和生态赤字/盈余进行了测算,并建立了生态压力指数模型以及生态足迹、生态承载力、生态盈余和生态压力指数预测模型。
3.2 “人粮关系”
由于中国是一个人口大国,粮食问题至关重要,因此从“人粮关系”角度估算土地生产潜力,对耕地资源人口承载力进行研究的学者也不少。谢平等人[29]利用土地资源人口承载力和土地资源人口承载指数模型研究了湖南省2000—2008年耕地资源的“人粮关系”,得出湖南省耕地资源人口承载力地区差异较大,人口增长空间有限。李强[30]研究了不同人口、粮食产量及土地资源消费水平下,土地承载力的时间变化与空间分布,探讨了土地面积的有限性和土地需求的增长性之间的矛盾。
从土地功能视角出发,彭立等人[31]提出了基于三种不同视角的土地资源人口承载力评价体系:基于土地粮食视角、基于建设用地视角和基于土地经济关系视角。将土地经济关系引入到土地资源承载力评价中,基于不同土地类型与国民经济部门的关系进行人口测算,可以真实地反映当今经济社会下人口承载的实际状态。并以攀枝花市、六盘水市为例进行了实证研究,结果显示传统的土地粮食人口承载能力在此次评价中并不是最大的限制因素,最大限制因素是建设用地或土地经济关系等因素。
3.3 农业资源综合承载力
部分学者提出了农业资源综合承载力的概念,把农业资源看作一个由人口、资源、环境等几个子系统构成的大系统,而农业综合承载力可以用四个具有代表性的评价指标来表示:土地资源、水资源、气候资源、生物资源[32]。
3.4 土地资源管理
将资源、环境问题纳入综合的社会经济分析框架中,全面分析外部冲击或政策变动所造成的影响对如何科学地调控土地资源非常重要。韦燕飞等人[33]在传统的社会核算矩阵基础上引入了土地资源核算账户,基于南宁市2005年的相关数据,构建了土地-社会核算矩阵,在土地利用对社会经济的影响分析中加入资源与环境因素,使得该分析工具具有较强的通用性。
4 环保、旅游及其它领域
4.1 环保
在环保领域,主要涉及到的是环境承载力。张京美等人[34]基于协调度理论,利用经济与环境方面的评价指标、计算方法和模型,对辽宁省沿海经济带及其6市10年的17项指标进行技术处理和分析,对经济带各市的经济与环境协调发展度进行了时空演变研究。结果表明,经济带及其6市10年间协调发展度在时间维度上呈现逐年上升的趋势,其类型由中度失调衰退型和濒临失调衰退型逐渐演变成中级协调发展型和高级协调发展型,经济带经济环境协调发展度整体水平逐年提高,经济带的经济综合实力和环境承载力差距不大,经济发展与环境保护基本保持协调,在环境承载力范围内经济综合实力有发展空间。
4.2 旅游
旅游环境承载力是一个专门的概念,目前国内有大量对旅游环境承载力的研究,而资源环境承载力是旅游环境承载力其中的一个方面,其他方面还包括经济、社会、交通承载力等。例如姚仕萍等人[35]在旅游环境承载力的基础上,构建鄱阳湖生态经济区旅游环境承载力的实证模型,进行定量分析,为鄱阳湖生态经济区的旅游业发展提供对策与建议。刘佳等人[36]构建了由资源、生态、经济、社会四个承载子系统构成的滨海旅游环境承载力评价体系,按照评价体系的层次结构构造判断矩阵,利用层次分析法确定评价指标权重,并运用物元评价模型和灰色预测模型对山东半岛蓝色经济区滨海旅游环境承载力水平进行量化测度与系统分析。李文博等人[37]针对大昭寺景区的实际情况,构建了包含自然环境承载力、经济环境承载力、社会环境承载力3个承载力分量共27个评价指标的大昭寺景区旅游环境承载力评价指标体系,并采用层次分析法构造判断矩阵,构建了景区旅游环境承载力综合评价模型,建立了大昭寺景区旅游环境承载力评价等级标准,对大昭寺景区各项指标进行了测算。结果表明大昭寺景区旅游环境基本属于适载阶段。
根据旅游承载力计算的“木桶原理”及权重因素,张敏等人[38]根据旅游承载力评价指标体系,结合珠峰景区的实际数据,建立了基于自然条件的旅游承载力模型,并进行测算。结果显示在资源、设施、生态环境承载力中,资源承载力最小,设施承载力居中,生态环境承载力最大。在资源承载力方面,水、电承载力小,植被承载力较小,土地、空间承载力大;在设施承载力方面,道路交通、服务设施承载力小;在生态环境承载力方面,固体垃圾、大气承载力大,水环境、土地生态环境承载力相对较小。
4.3 其他
资源环境承载力还可用于其他行业的研究,这类文献不多,但也有一些比较典型的,比如余劲松[39]研究了宿松县的林下经济发展模式,提出相应的技术措施,认为林下经济产业发展应以生态为基础以效益为目标,与生态承载力相结合,保证林地的可持续发展。张勇[40]对海洋要素承载力进行了系统的分析,提出了应科学测算我国海洋要素的实际承载能力,在合理开发海洋资源的同时适当进行环境回补,保证海洋产业的可持续发展。
5 总结
资源环境承载力理论自提出以来,一直是生态学、经济学、管理学等研究的热点、难点和理论前沿。目前我国资源环境承载力研究应用较多的是在区域、城市、土地资源领域。本文通过文献分析得出,在资源环境承载力应用方面,预计国内的资源环境承载力研究未来将会出现更多农、林、牧、渔和其他应用领域,而矿业、地质、能源方向上的资源环境承载力应用研究也具有较高的实际价值。
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