黄河流域环境承载力的评价及进一步提升的政策取向

任保平，邹起浩

(1.西北大学 西部经济发展研究院,陕西 西安 710127;2.西北大学 经济管理学院,陕西 西安 710127)

黄河流域是我国重要的经济地带,也构成了北方地区重要的生态屏障。加强黄河流域的生态保护和环境治理、提高黄河流域环境承载力，对于维护我国生态安全，推动流域各省、区经济社会高质量发展具有十分重要的现实意义。

2020年1月,习近平总书记在中央财经委员会第六次会议上强调,黄河流域必须下大气力进行大保护、大治理,走生态保护和高质量发展的路子,这为黄河流域生态保护和环境治理提供了基本遵循。当前,黄河流域整体发展基础薄弱、生态环境脆弱、水资源短缺、环境治理能力不足,沿黄各省区的生态修复治理工作和未来经济社会发展面临严峻挑战。只有准确把握沿黄各省区和流域整体的环境承载力现状、诊断阻碍流域环境承载力提高的制约因素和根源,才能因势利导,对症下药,进而缓解黄河流域资源承载压力、释放环境容纳空间,促进生态保护和经济社会协同发展。

1 黄河流域环境承载力评价的理论维度确定

1.1 环境承载力的界定

自工业革命以来,人类社会的生产力水平得到了前所未有的巨大提升,但日益严峻的生态破坏和环境恶化问题对人类的生存和发展构成了严重威胁。如何认知人类社会经济活动和环境系统之间的关系以及如何评估环境系统的承载能力引发了学者们的深思。环境承载力是一个综合性概念,明确环境承载力的定义是进行环境承载力研究的前提。由于研究视角和侧重点的差异,对于环境承载力的概念界定至今没有定论。曾维华、叶文虎等认为，环境承载力是指在某一时期,某种状态或条件下,某地区的环境所能承受人类活动作用的阈值[1]。彭再德等认为，区域环境承载力是指在一定的时期和一定区域范围内,在维持区域环境系统结构不发生质的改变,区域环境功能不朝恶性方向转变的条件下,区域环境系统所能承受的人类各种社会经济活动的能力[2]。高吉喜认为，环境承载力是指在一定生活水平和环境质量要求下,在不超出生态系统弹性限度条件下环境子系统所能承纳的污染物数量,以及可支撑的经济规模与相应人口数量[3]。以上3种定义分别从阈值、能力和容量的角度对环境承载力的内涵进行了界定,目前在学术界应用较为广泛。

环境承载力是评判人类社会经济活动和环境系统协调程度的重要依据,对于区域经济高质量发展的战略规划和路径选择具有重大的参考价值。环境承载力具有以下特性[4]:一是客观性。一定时期某一区域的环境承载力是客观存在的,是可以量化和评价的。二是主观性。由于不同区域的自然禀赋、发展状况、主要矛盾等存在差异,对于环境承载力的评价标准和量化方法也不尽相同,因此针对环境承载力的评价分析具有主观性。三是动态性。环境承载力并非固定不变的,而是随着时间、空间、生产力水平的变化而变化的。人类可以通过转变发展方式、提高环境治理能力等手段来提高区域环境承载能力,增强人类社会经济活动和环境系统的协调度,进而推动区域经济的高质量发展。

鉴于前人的研究成果,结合环境承载力的特征,本文将环境承载力定义为:在不超出环境系统弹性限度的前提下,一定时期某一区域提供的资源储备和生态环境所能容纳的最大人口规模和经济发展总量,体现了该区域环境系统对人类各种社会建设及经济活动的承受能力。因此,评价区域环境承载力不能就环境论环境,必须立足客观现状,坚持问题导向,着眼于长远发展,从资源-环境-社会经济复合系统的角度来进行研究分析。

1.2 黄河流域环境承载力的界定

黄河流经青海、四川、甘肃、宁夏、内蒙古、陕西、山西、河南、山东九省区,干流全长5 464 km。地理学角度的黄河流域范围是明确的,但从经济学视角考察区域环境承载力时,对于黄河流域的研究范围应适度扩大。本文以自然形成的黄河流域为基础,综合考虑行政区划的完整性、统计数据的可得性、环境治理的协同性和流域经济社会发展的整体性等因素,采用广义的黄河流域概念,其范围包括九省区的全部地域。

黄河流域横跨西部、中部、东部三大地带,地理范围广,生态安全任务重,沿黄各省区生态环境禀赋不一,且发展不具备典型的流域经济特征。因此,黄河流域环境承载力既不同于一省一区的环境承载力,又不等于沿黄九省区环境承载力的简单加总,与具备典型流域经济特征的长江流域环境承载力也存在显著差异。评判黄河流域环境承载力必须在一般环境承载力基本内涵的基础上兼顾黄河流域对构筑北方生态屏障、维护国家生态安全的支撑作用。本文将黄河流域环境承载力定义为:在不超出环境系统弹性限度的前提下,黄河流域提供的资源储备和生态环境所能容纳的最大人口规模和经济发展总量,体现了黄河流域环境系统对沿黄九省区经济社会发展的承受能力和对构筑我国生态安全屏障的支撑能力。

1.3 黄河流域环境承载力的影响因素

科学、准确、有效地识别决定环境承载力的影响因素是评价区域环境承载力的基础和前提,能够为区域研判其承载力现状进而提升其承载力水平提供理论支撑和现实依据。决定黄河流域环境承载力的影响因素主要有以下5个方面。

1.3.1 水资源供给 水资源作为极为关键的基础性资源,对于保障生态系统的正常运转和支撑人类经济社会发展意义重大。由于自然条件限制和人类活动影响,黄河流域严峻的水资源供需矛盾长期存在。黄河以占全国河川径流2%的水资源,承担着全国12%的人口、17%的耕地和沿黄五十多座大中型城市的供水任务。黄河水资源总量不到长江的7%,流域人均水资源占有量仅为全国平均水平的27%,其水资源开发利用率高达80%,远超一般流域40%的生态警戒线,水环境过载,水生态治理压力大。2020年8月31日,中共中央政治局召开会议,审议了《黄河流域生态保护和高质量发展规划纲要》,强调要大力推进黄河水资源集约节约利用,把水资源作为最大的刚性约束,以节约用水扩大发展空间。因此,水资源对于黄河流域的环境承载力水平有着举足轻重的作用。

1.3.2 人口规模和人口结构 对于一个区域的发展而言,在任何时期都客观存在着一个合理且适度的人口容量,它一方面与该区域的资源禀赋和生态环境相协调,另一方面与区域经济的发展阶段和发展水平相适应。人口过多、人口分布不均或人口结构不合理都会在一定程度上影响人类经济社会活动和环境系统的协调性,并且阻碍区域经济的高质量发展。

由于受到自然条件的限制,黄河流域的总体发展相对滞后,流域存在的资源型缺水、生态屏障受损、经济活力不足等问题都与流域的人口数量和人口结构息息相关。2019年,黄河流域九省区总人口42 180万人,占全国总人口的30.13%,其中乡村人口为18 181万人,占流域总人口的43.10%,高于全国39.40%的平均水平。维持合理的人口数量、人口结构和适当的人口增长率以使生态环境系统不至于承受太大的压力对于提升黄河流域人类经济社会活动和环境系统的协调性十分关键。因此,在评价黄河流域的环境承载力时必须将人口和水资源、土地资源、粮食产量等要素结合起来综合研判。

1.3.3 生态系统服务功能 黄河流域生态系统具有多样化特征,流域内草地生态系统、森林生态系统、湿地生态系统、农田生态系统和荒漠生态系统并存。作为我国北方地区的生态“廊道”,黄河以其有限的水资源为改善流域生态、构筑生态屏障发挥着重要作用。但由于沿黄地区工业化进程加速、黄河水资源的过度开发、流域内城镇生活和农业面源污染等原因,黄河流域的生态系统退化、服务功能减弱。黄河上游的森林覆盖率偏低、天然草地退化,森林和草地系统防风固沙、保持水土、维系生态平衡的作用明显降低。由于水资源减少、中小洪水规律变化、河滩关系改变、工农业和生活用水挤压生态用水等原因,上游水源涵养湿地、中下游沿河及洪漫湿地、河口三角洲咸淡水湿地的面积、结构和功能皆出现了不同程度的退化。

生态屏障受损造成了水土流失、水域污染、“地上悬河”等一系列环境问题,对于黄河流域的环境承载力造成了极大的负面影响。农田生态系统的建设情况、湿地湖泊的面积和生物多样性、草原植被覆盖情况和生产力水平、水系生态是否得到有效保护、沙漠的生态功能得到发挥与否,这都会影响生态屏障的服务功能,进而影响黄河流域的环境承载力水平。因此,在考察和分析流域环境承载力现状时,必须把这些因素囊括进来,以保证评价结果的完整性和准确性。

1.3.4 环境治理能力 区域的环境承载力一方面取决于环境系统本身,另一方面取决于环境治理能力。提高对人与自然关系的认知水平,并充分发挥主观能动性可以使人类经济社会活动和环境系统的和谐程度极大提高。环境治理能力集中体现了区域的战略规划能力、空间管控能力和组织协调能力。

黄河流域整体发展不充分和内部发展不平衡的矛盾在很大程度上制约了其环境治理的力度和效率:一是生态环保财力薄弱。2019年,黄河流域上游的青海、甘肃、宁夏三省区地方财政节能环保支出分别为69.38亿元、106.52亿元和54.04亿元,同期对比下游省区和中东部其他省区,在数值上相差悬殊,与其承担的水源涵养、生态修复等环保重任不相匹配。二是资源开发与环境保护的矛盾、城镇化和工业化快速发展同资源环境承载压力增大的矛盾较为突出。黄河流域尤其是中上游地区多以传统资源密集型产业为主,产业结构呈现明显的重化工倾向,主导产业存在高耗能、高耗水、排污量大等问题[5]。加之流域内人口快速增长、农业用水效率不高、农业面源污染等问题给黄河流域水资源和水环境带来了较大负荷。如何兼顾发展规模和环境治理以及如何协调发展模式和生态环境要求都是亟待解决的问题。三是治理模式相对分散,利益协调机制有待完善。黄河流域流经9个行政区,流域内生态环境治理呈现出条块分割、纵向分级、横向分散的碎片化特征[6]。流域内九省区的自然条件和治理重点都有所不同,且环境治理存在明显的外部性特征,上游治理而中下游受益的现象可能使得上游省区环境治理的动力不足。目前的“分河段”治理机制使得九省区各自为政,没有形成合理高效的分工机制和生态效益的利益协调机制。各省区内部也常常出现令出多门、权责不清的治理乱象和利益摩擦问题。

习近平总书记曾多次指出,“治理黄河,重在保护,要在治理”。黄河流域九省区如何贯彻新发展理念,在尊重自然规律、立足客观现状的前提下加大环境治理力度、提高环境治理能力将直接影响黄河流域的环境承载力水平。

1.3.5 经济发展水平 经济发展水平是评价区域环境承载力时不可忽视的一部分,它主要从以下3个方面影响环境承载力水平:一是资源利用效率。经济发达地区相对于欠发达地区而言,其产业结构普遍更为合理、劳动生产率更高、环保设施相对完善,往往更倾向于绿色、集约的生产方式,对资源的依赖程度较低、资源利用效率更高、对生态环境的破坏较小。二是环境治理能力。环境治理需要投入精力和资源,而由于公共预算的有限性,环境治理必须与其他公共职能相协调。经济发达地区的税基更大、税源更广、地方财政收入更多,其财政支出中用于环境治理方面资金的空间更大,伸缩性更强,往往表现出更强的环境治理能力。三是经济发展方式。欠发达地区的经济内生动力不足,传统产业转型升级步伐滞后,时常面临经济增长和环境保护的两难选择。而发达地区在度过数量型增长阶段之后,对生态环境的需求程度和重视程度通常更强。

1.4 黄河流域环境承载力评价的统计维度确定

随着环境承载力理论研究的不断深入,近年来环境承载力评价取得了大量成果,形成了多样化的评价方法。从目前的研究成果来看,环境承载力的评价方法大致可以归纳为指标体系评价法、系统模拟法、供需平衡法和环境容量法4个类别[7]。其中,以指标体系评价法最为常见,该方法能够综合反映区域环境承载状况,适用于区域环境承载力的宏观评价。对于黄河流域环境承载力评价而言,运用指标体系评价法易于抓住流域环境系统的突出矛盾、统筹影响流域环境承载力的决定因素,进而形成对流域环境承载力现状的总体把握。

黄河流域环境承载力涉及资源、环境、社会、经济等诸多方面,各方面相互促进、相互制约,共同构成了一个复杂的整体。资源系统为社会经济系统提供生产生活资料,而环境系统既是资源的载体,又为人类活动提供了空间场所。社会经济系统对资源、环境系统的作用既有负向作用也有正向作用,在开采资源、向环境排放废弃物的同时,也需要投入资金、人力等以改善资源环境状况,调节资源环境对人类压力的应对能力,从而满足其对人类生产生活的支撑[8]。社会经济系统依赖于资源系统的保障和环境系统的容纳,而资源能否高效利用、环境能否持续净化又取决于社会经济系统是否协调运转,三者紧密联系、相互影响。黄河流域环境承载力评价必须要体现出资源系统、环境系统和社会经济系统之间的物质、能量和信息交换。相关统计维度的确定应从系统的整体性、稳定性和可持续性出发,以沿黄省区资源环境和经济发展的客观实际为依据,以流域在国家层面承担的生态安全重任为基本遵循,以资源-环境-社会经济复合系统的协调发展为目标,进行综合考察,从而保证指标体系的合理性和评价结果的准确性。因此,本文选取经济社会承载、资源承载、环境容纳3个统计维度来构建黄河流域环境承载力的评价指标体系。

1.4.1 经济社会承载维度 黄河流域横跨我国东部、中部、西部三大区域,是我国重要的经济地带。从流域整体来看,其经济总量在全国占有相当比重，但主要经济指标占全国比重普遍低于人口占比。黄河流域中上游七省区都是发展不充分的地区,同东部地区及长江流域相比存在明显差距。从流域内部来看,沿黄九省区之间自然条件和经济基础各有差异,其发展阶段和发展水平也各不相同。经济发展水平和人口规模、人口增长趋势是否协调将直接决定社会经济系统的负荷,进而影响整体的环境承载力水平。因此,本文通过设立经济社会承载这一统计维度来体现黄河流域环境承载力的社会属性。

1.4.2 资源承载维度 水资源短缺、土地资源在空间上分布不均、对矿产等资源的粗放式利用一直是制约黄河流域环境承载力的瓶颈因素。黄河大部分河道位于干旱、半干旱地区,地理跨度大,海拔差异明显,其中黄河流经的西北、华北地区是严重缺水地区。在过去几十年经济快速增长的大趋势下,九省区的水资源需求量急剧上升且水资源利用效率不高,加之生态屏障受损、水源涵养能力下降,进一步加剧了流域水资源的供需矛盾。黄河流域尤其是中上游地区的产业结构呈现明显的重化工倾向,主导产业存在的高耗能、高耗水、排污量大等问题直接影响着流域自然资源的可持续利用。因此,本文通过设立资源承载这一统计维度来考察流域资源系统保障生产生活的能力和稳定性。

1.4.3 环境容纳维度 环境系统一方面作为资源的载体对资源的使用价值产生重要影响,另一方面为人类经济社会活动提供了容纳空间。环境系统有吸纳污染物和促进资源再生的自净能力。当人类经济社会活动对环境的损耗是在其可以恢复的限度内进行时,环境系统的承载能力并不会下降。通过加强对环境的治理力度来维持环境系统的自净能力将有助于在环境系统、资源系统和社会经济系统之间形成良性循环的回路。黄河流域的环境系统一方面承担着吸纳沿黄省区经济社会活动产生的废弃物的重任,另一方面其自净能力带来的外部性效应将直接影响我国北方生态安全屏障的构建。因此,本文通过设立环境容纳这一统计维度来评判黄河流域环境系统的容纳空间和自净能力。

2 黄河流域环境承载力评价的指标体系构建及测度

要探究黄河流域环境承载力的现状,就必须在经济社会承载、资源承载和环境容纳3大统计维度下选取关键要素构建评价指标体系。本文基于对环境承载力研究的理论梳理,结合黄河流域发展过程中在生态环境方面存在的突出问题,在基本统计维度下设立了7个分项维度,选取了24项基础指标,并使用层次分析法和熵权法对各基础指标进行主客观综合赋权,以测度黄河流域环境承载力指数。

2.1 评价指标体系构建

在构建环境承载力评价指标体系时,必须结合区域内各省区的自然条件和发展状况,同时兼顾指标之间的内在联系和数据可得性,选取具有普适性的指标,以保证评价结果的科学性和准确性。

本文在经济社会承载维度下设立了人口承载和经济增长两个分项维度,代表性地选取了人口自然增长率、人均GDP增长率(以2014年为基期)等6个基础指标来集中反映黄河流域各省区的人口状况和经济发展的大致情况。在资源承载维度下,以水、土地等基础资源为核心,紧抓黄河流域水资源短缺这一刚性约束,设立水资源、土地资源和资源代价3个分项维度,并选取人均水资源量、单位GDP能耗同比增长等10个基础指标。其中,由于部分省份农田灌溉有效利用系数这一指标的数据缺失,因此本文选用有效灌溉面积占耕地面积比重这一指标来间接反映农业的用水效率和农业生产的稳定性。同时,土地资源承载指数这一指标的计算借鉴了卜晓燕等[9]在《黄河流域城市群资源承载力综合评价报告》中的处理方法。在环境容纳维度下,本文设立了生态安全屏障和环境治理能力2个分项维度,选取了森林覆盖率等8个基础指标。湿地和草原对于黄河流域的水源涵养十分关键,是生态安全屏障的重要组成部分。但由于2018、2019两年各省区湿地和草原面积的数据缺失,本文选择采用生态用水量占比这一指标来间接替代,结合森林覆盖率和造林总面积占辖区面积比重等指标,从侧面反映区域生态系统的服务功能。同时,工业“三废”、农业化肥及城镇居民的生活污水排放直接影响环境容纳和环境质量。考虑到近年来部分省区的数据缺失,本文从环境污染的对立面着手,选取地方财政节能环保支出占GDP比重和工业污染治理总额占GDP比重等环境治理指标,结合地表水监测断面Ⅰ～Ⅲ类水质占比来综合判断黄河流域的环境容纳情况。具体的黄河流域环境承载力评价指标体系如下表所示(见表1)。

表1 黄河流域环境承载力评价指标体系及权重Tab.1 Indicator system and weights for evaluating the environmental carrying capacity of the Yellow River Basin

2.2 数据说明及综合评价方法选择

本文选取了黄河流域九省区2015—2019年的指标数据进行分析处理,数据来源主要为国家统计局、黄河流域九省区2015—2019年的水资源公报和环境状况公报、2015—2019年的《中国水资源公报》和《中国水土保持公报》等。

在进行指标赋权之前,对各指标数据进行以下处理。首先,由于部分重要指标数据存在一定程度上的缺失,本文只能做必要处理。2018年,九省区工业污染治理总额数据缺失,采用2017年和2019年的平均值代替;2018年和2019年九省区耕地面积数据缺失,考虑到每年耕地面积变化幅度不大,采用2017年的耕地面积代替;2017年以前分省区的水土流失总面积缺失,由于我们主要关注每年新增的水土流失治理面积,而流失总面积仅为参照,因此采用2018年各省区的水土流失总面积来近似反映2015—2017年各省区水土流失的严重程度。其次,考虑到部分基础指标数据呈现出严重的偏态,为了尽量减轻极端值对评价结果造成的不利影响,对所有基础指标5%至95%以外的观测值进行缩尾(winsorize)处理。最后,为了消除量纲的影响,借鉴王小鲁等[10]的处理方法,采用如下所示的极差标准化方法对所有基础指标数据进行无量纲化处理:

对于正指标xj:xij|无量纲=

对于逆指标xj:xij|无量纲=

经过处理之后,所有指标均与总指数正相关且每一指标的得分均在0至100之间。在取得有

效数据的基础上,本文采用主观赋权和客观赋权相结合的方法,对2015—2019年黄河流域环境承载力指数进行测度。首先,运用层次分析法对指标体系中的方面维度和分项维度进行专家赋权,以保证评价指标体系的专业性和科学性;其次,运用熵权法对同一分项维度下的基础指标进行客观赋权,以规避主观矛盾和人为误差。层次分析法和熵权法的具体操作主要参阅杜栋[11]、何逢标[12]及其他相关综合评价资料。使用上述权重,通过线性加权求和的方式对缩尾和无量纲化后的基础指标数据进行降维处理,进而得到黄河流域环境承载力指数以及经济社会承载等3方面的分项指数。

3 黄河流域环境承载力的综合评价分析

通过层次分析法和熵权法的综合运用,本文测算出2015—2019年黄河流域环境承载力指数及各分项维度指数(见表2～5),并绘制了黄河流域环境承载力指数折线图和各分项维度指数折线图(见图1～4)。

表2 黄河流域环境承载力指数及各省区排名Tab.2 Environmental carrying capacity index of the Yellow River Basin and ranking of provinces and regions

表3 经济社会承载维度指数及各省区排名Tab.3 Economic and social bearing dimension index and ranking of provinces and regions

表4 资源承载维度指数及各省区排名Tab.4 Resource carrying dimension index and ranking of provinces and regions

表5 环境容纳维度指数及各省区排名Tab.5 Environmental accommodation dimension index and ranking of provinces and regions

3.1 黄河流域环境承载力整体分析

从测算结果来看,黄河流域环境承载力指数整体表现出稳步增长的发展趋势,空间上呈现上游持续追赶、中下游稳中有进的基本格局(见图1)。这表明近年来黄河治理已见成效,流域生态环境不断改善,区域发展长期向好。

流域内各省区除内蒙古之外,其余省区的环境承载力指数皆在不同程度上有所提高。其中青海由2015年的41.40提高到2019年的56.07,增长最快,2016年以后其环境承载力指数在黄河流域九省区中始终保持第一(见表2)。青海是“三江之源”,是我国重要的淡水资源补给地,也是全球气候变化敏感区和重要启动区。2015年12月,中央全面深化改革领导小组审议通过的《三江源国家公园体制试点方案》开启了青海环境治理的新篇章。青海牢牢把握住这一机遇,把建设国家公园体制作为深化生态文明改革和维护生态安全的突破口,通过机构整合、健全地方法规、制定标准化体系等手段进一步完善了生态保护体制机制,按照生态系统的不同功能和保护目标进行区域划分和差别治理,系统推进生态保护和建设工程,使得青海三江源的生态退化趋势得到了有效遏制,生态安全屏障进一步修复。2017—2018年,国家发改委发布的《关于青海三江源生态保护和建设二期工程规划实施情况的中期咨询评估报告》认为,通过实施草地、森林、湿地等生态系统保护和建设工程,三江源生态系统退化趋势得到遏制,生态服务功能进一步凸显。三江源生态保护和国家公园体制试点取得的一系列成效是青海环境承载力水平不断提升且领先于流域其他省区的关键原因。

图1 黄河流域环境承载力指数折线图Fig.1 Yellow River Basin environmental carrying capacity index line chart

四川、山西、河南三省近年来的环境治理成效也十分显著,其环境承载力指数快速提升,提升幅度高于同期流域内大多数省区(见表2)。尽管四川境内黄河流域面积只有1.87×104km2,仅涉及5个县23万多人口,但其以仅占全流域2.4%的流域面积为黄河干流枯水期贡献了40%的水量,为丰水期贡献了26%的水量。黄河流域四川段对于维护流域生态安全、打造黄河上游生态屏障具有举足轻重的作用。与以往的许多研究不同,本文综合考虑生态保护的系统性、流域治理的协同性和环境政策的有效性,将四川全境纳入分析框架。测算结果也表明,四川环境承载力水平的变化趋势与黄河上游总体一致。由于黄河流域四川段的特殊地位,把四川纳入黄河流域上游水源涵养地一体化治理将有助于提高上游地区环境承载力的整体水平。“十三五“以来,四川省推行生态环境机构改革,完善环境治理法律法规,推进环境治理市场建设,辖区内长江流域和黄河流域的生态保护和综合治理取得了一定成效。若尔盖湿地的退化萎缩得到了一定程度的遏制,出川黄河水达到了二类标准,自然生态系统总体稳定向好,有力支撑了省域环境承载力水平的大幅提升。2019年底,四川省又明确了17项修复保护黄河生态环境重点任务,涉及重大生态保护修复和建设工程、农村人居环境整治、生态管护人员全覆盖等诸多方面,这对于黄河上游地区生态安全格局的构建具有十分重要的现实意义。山西黄河流域地区属于我国北方干旱半干旱区,生态环境敏感脆弱,水土流失严重,加之多年来对煤炭资源的高强度开采、对地下水的过分依赖,其生态保护任务十分艰巨。但是,近年来山西积极推进能源革命综合改革试点,加大力度实施煤炭清洁高效利用和节能降耗,2015—2019年其单位GDP电力消费量和单位GDP能耗逐年递减,地方财政节能环保支出占GDP比重由2015年的0.84%上升到2019年的1.33%,环境治理力度不断加大。与此同时,山西贯彻实施节水优先发展战略,实施了最严格的水资源管理制度,大力推进各领域节水行动,用水总量得到控制,用水效率不断提升。其地下水供水比例由2015年的45.11%下降到2019年的38.42%,生态用水占比由2015年的3.13%上升到2019年的6.45%,万元GDP用水量由2015年的62.2 m3下降到2019年的44.8 m3,全省水资源压力得到了一定程度的缓解,水资源配置实现了进一步优化。2018年山西又启动实施了“两山七河一流域”生态环境修复治理计划,实施山水林田湖草的系统综合治理,全流域布局、整区域推进的生态修复保护格局正逐步形成。目前,山西环境承载力水平在黄河流域各省区中相对领先,但其产业结构相对单一、经济增长的新动能尚未形成等问题仍然制约着全省乃至整个流域的生态保护和高质量发展。山西在强化环境治理的同时必须进一步深化供给侧结构性改革,加快推进产业结构转型升级,才能从根本上解决流域生态资源透支和生态环境问题,不断提升人类经济社会活动和环境系统的协调程度,实现高质量发展。2016年以后,河南环境承载力指数快速提升,至2018年已超越同样位于黄河下游的山东,并高于黄河流域平均水平。河南地处中原,辖区内黄河流域地质水情复杂、灾害多发、地上悬河生态脆弱,加之人口众多、城镇化水平不高,长期以来水资源短缺与用水粗放并存。近年来其环境承载力水平之所以能够得到快速提升,主要源于以下几个方面的原因:①加大了对水域环境和黄河生态系统的保护力度。一方面通过划定467.15 km2生态保护红线,为水源涵养、湿地生态系统构筑起坚实屏障;另一方面统筹推进水资源、水生态、水环境、水灾害“四水同治”,实施饮用水水源地保护、黑臭水体整治、全域清洁流域等攻坚行动,使得全省地表水监测断面中Ⅰ～Ⅲ类水质占比由2015年的43.4%提升到2019年的63.1%,水域环境明显改善。②大力倡导水资源节约利用,实行了严格的水资源管理制度。通过全面推行河长制,实施水资源消耗总量和强度双控行动,全省地下水开发利用得到了有效管理,水资源集约利用水平明显提高,其地下水供水比例5年间下降7个百分点,万元GDP用水量由2015年的60.1 m3下降至2019年的44.3 m3。③推进产业转型升级成效显著。沿黄地区形成了以洛阳动力谷、中原电器谷等为代表的装备制造、新材料、高端石化等一批千亿级产业基地和多个特色产业集群。新兴产业的崛起显著降低了其经济增长的资源环境代价,2015—2019年河南单位GDP能耗年均下降7%以上,万元工业增加值用水量由2015年的35.5 m3下降到2019年的25.2 m3。

陕西、山东两省环境承载基础较好,2015年其环境承载力指数在黄河流域九省区中分别排名第一和第二,近年来两省积极推进生态文明建设,尽管环境承载力指数略有波动,但总体稳中有进(见表2)。面对兄弟省区追赶超越的压力,两省的环境承载力指数排名不断下滑,但其环境承载力仍高于流域平均水平。陕西重点流域“一河一策”方案治理效果显著,地表水监测断面中Ⅰ～Ⅲ类水质占比由2015年的56.5%上升到2019年的82.8%,水域环境大幅改善;水土流失综合治理初见成效,黄河水系各支流年输沙量虽有波动,但占黄河流域输沙总量的比例呈下降趋势;环境风险监控预警体系进一步升级,生态保护管理制度体系不断完善。但是，由于陕西沿黄地区沟壑纵横、植被覆盖较差、水土流失敏感程度高、资源承载力有限、人地矛盾尖锐、生态资源空间差异明显,其生态治理任务依然十分艰巨。尤其以榆林为代表的北部沿黄地区产业结构存在明显的重化工倾向,生态脆弱、水资源短缺、农业面源污染严重、水土流失问题没有得到根本性解决,这都制约着陕西乃至整个黄河中游地区环境承载力水平的进一步提升。山东区位开放优势明显,产业门类齐全,经济基础稳固,齐鲁文化兴盛,对于推进黄河流域高质量发展能够起到很好的示范和带动作用。山东对接黄河生态保护和高质量发展战略,进一步提升区域环境承载力水平,应继续从以下3个方面寻求突破:一是下更大力气消除黄河下游水沙比例不协调的长期影响,解决“地上悬河”问题。沿黄九市大部分耕地靠黄河水灌溉,携带的泥沙量过多,会严重影响农业的灌溉效果。如果水沙不协调问题不能得到很好解决,黄河下游山东段的水资源过境水量将持续递减,水灾水患、土地风沙化等问题也将更加严重。二是继续加强黄河三角洲的生态保护。聚焦盐碱地治理开发,优化农业资源配置,构建健康农业生态系统;加快实施湿地修复和黄河故道生态调水工程,增强三角洲地区的生态服务功能。三是深化供给侧结构性改革,加快新旧动能转化。近年来山东围绕实施新旧动能转换重大工程,建设新旧动能转换综合试验区、自由贸易试验区等,有力推动了产业结构转型升级。但沿黄九市重化工业占比持续偏高,经济发展对资源、能源的依赖依然很强,对生态环境保护造成了较大压力。培育沿黄九市经济增长的新动能将大幅度缓解区域的生态环境压力,从而提升山东全省和黄河下游地区的环境承载力水平。

甘肃、宁夏、内蒙古三省区环境承载力指数总体偏低,该区域也是黄河流域环境治理的重点和难点所在。从指数变化情况来看,甘肃环境承载力基础较差,但发展形势总体较好,其环境承载力指数快速提升;宁夏环境承载力指数呈曲折上升的态势,变化幅度不大;内蒙古环境承载力指数则是停滞不前,2016年以后甚至有缓慢下行的趋势(见表2)。近年来,甘肃在全省普遍建立用水总量、用水效率、纳污能力“三条红线”体系,水资源利用由粗放向集约转变,农业用水效率逐步提高;2015—2019年治理水土流失面积2×104km2,沿黄流域水土保持和生态质量有了新提高;2019年以来又启动实施了两江一水、渭河源区及玛曲沙化草原治理等重点生态工程,在黄河干流、渭河、泾河、马莲河等重点流域实施21项治理工程,全省生态保护力度在不断加大,环境承载力水平有长期向好的趋势。但是,甘肃经济社会整体发展水平较低,辖区内临夏回族自治县、甘南藏族自治州等17个州县都是国家划定的“三区三州”贫困地区,而这些地区大多属于重要的生态服务功能区,生态涵养任务繁重,生态保护与经济发展之间的矛盾突出。加之草地退化、植被破坏、水土流失、水资源短缺等生态问题尽管在一定程度上得到了缓解,但并未从根本上得到解决。今后一段时期,如何协调生态保护和经济发展之间的矛盾、如何提高环境治理的能力和效率是进一步提升区域环境承载力的关键所在。宁夏、内蒙古沿黄地区产业资源化、重型化特点显著,能耗高、污染大,产业结构不合理,产业转型升级动力不足。宁夏整体综合能耗水平高于全国平均水平,2017—2019年其单位GDP能耗不降反增,分别同比增长7.65%、2.85%、1.19%;内蒙古2018年单位GDP能耗同比增长高达10.86%,2019年同比增长4.49%,这与西北省区能耗普遍下降的大趋势背道而驰。黄河宁蒙河段水沙异源、水沙量年内分配不均。近年来上游天然来水减少、沿河工农业用水增加,使得宁蒙河段水沙关系不协调问题加剧,河道由冲淤平衡逐渐转变为持续淤积。内蒙古大部分河段河床高出地面1～4 m,河槽萎缩,洪凌灾害频发,有形成新“悬河”的趋势。加快宁蒙地区产业转型升级、强化对黄河宁蒙河段的治理力度、提高宁蒙沿黄地区的用水效率是亟需解决的问题,这对于补齐黄河流域生态环境短板、提升流域整体环境承载力水平意义重大。

3.2 黄河流域环境承载力分项维度分析

从经济社会承载维度来看,黄河流域整体及各省区的经济社会承载指数均保持上升态势,下游、上游、中游呈现出由低到高的阶梯型分布(见表3和图2)。位于黄河流域下游的河南、山东两省地理位置优越、交通发达、经济基础稳固、综合实力增长强劲,两省丰富的劳动力资源为推动其快速发展起到了强有力的支撑作用。但两省人口密度过高、人口增长势头不减,相应给环境系统带来的压力也更大。尤其是河南,城镇化发展水平偏低、城镇化质量不高,在资源集约节约利用、城镇居民生活污水处理等方面还存在诸多短板。由于本文主要从人口承载和经济增长两个方面来评判经济社会承载现状,且赋予了人口承载较高权重,因此下游地区河南、山东两省的经济社会承载指数普遍较低。上游地区的青海、甘肃、宁夏三省区,人口密度较低,人口增长速度较快,相较于下游地区其环境容纳人口的空间相对充裕。但三省区经济社会整体发展水平较低,经济总量较小,产业整体质量不高,且区域内大多属于重要的生态服务功能区,承担的生态安全、生态涵养任务较重,经济社会承载能力受到了一定程度的制约。四川、山西、陕西三省人口密度适中,人口增长速度适度,经济综合实力稳步提升,因此在经济社会承载方面表现出较强能力。内蒙古地域辽阔,人口少而集中,其2019年城镇化率高达63.35%,高于同期黄河流域其他省区。但综合考虑内蒙古经济社会发展状况,产业转型升级困难多、生产要素供给不足等问题依然突出,其在经济社会承载方面潜力巨大,但有待进一步挖掘。

图2 经济社会承载指数折线图Fig.2 Economic and social carrying index line chart

从资源承载维度来看,近年来黄河流域整体资源承载能力稳步提升,水资源短缺问题得到了一定程度缓解,经济增长的资源代价总体呈下降趋势,其中下游地区资源承载能力普遍高于中上游地区(见表4和图3)。山东、河南两省的土地资源承载指数分别保持在0.75和0.58左右,其人口-粮食-土地处于粮食数量盈余状态;2019年两省的农业有效灌溉面积占辖区面积比重分别为69.45%和65.69%,其农业发达程度和农业用水效率远高于同期黄河流域其他省份;在产业转型升级和经济增长新动能培育方面也走在了黄河流域前列,2015—2019年两省的万元GDP用水量、单位GDP电力消费量、单位GDP能耗均显著下降,经济增长的资源代价不断降低。青海、四川两省水资源丰富,人均水资源占有量较高,且近年来在节能、节水方面成效显著,因此两省的资源承载力保持在较高水平。宁夏、甘肃、内蒙古三省区人均综合用水量较高,农业用水粗放,其万元GDP用水量虽逐年递减,但其绝对值远高于同期流域内其他省份。尤其是宁夏、内蒙古两区,近年来综合能耗不降反增,加重了区域资源承载的压力。陕西、山西两省资源承载力水平稳中有进,但山西和陕西北部沿黄地区产业转型任务艰巨,资源承载压力有待进一步释放。

图3 资源承载指数折线图Fig.3 Resource carrying index line chart

从环境容纳维度来看,黄河流域整体环境容纳能力呈上升趋势,其中山西、陕西两省表现抢眼(见表5和图4)。本文在考察环境容纳能力时,主要着眼于区域生态安全屏障和环境治理能力两个方面,且赋予了环境治理能力较高权重。通常我们认为,经济发达地区地方财政收入更多,其财政支出中用于环境治理方面资金的空间更大、伸缩性更强,往往表现出更强的环境治理能力。但是,从测算结果来看,山东、河南等经济基础较好的地区,其环境容纳指数明显低于预期。本文认为上述现象主要由以下两方面原因导致:一是本文在评价环境治理能力时采用了地方财政节能环保支出占GDP比重、工业污染治理总额占GDP比重这两个指标,且两指标的综合权重相对较高。而山东、河南、四川三省经济体量较大,容易拉低两指标的绝对值,造成对其环境治理能力的较低估计。以2019年为例,山东、河南、四川的地方财政环保支出分别为306.5亿元、352.29亿元、267.01亿元,远高于西北诸省区,但其地方财政环保支出占GDP比重却相对较低(见表6)。二是山东、河南、四川三省近年来在推动产业转型升级,加快新旧动能转换方面成效显著,不可避免在一定程度上相对弱化了生态环境治理。但其通过对过剩产能淘汰,培育绿色发展新动能,从源头上缓解了资源承载压力,降低了生态安全屏障被破坏的风险。因此,尽管其环境容纳指数低于预期,但其总体环境承载力水平仍在不断提升。陕西、山西两省环境容纳指数能够保持在较高水平,源于两省近年来在水土流失综合治理、推进国土绿化等方面的努力,尤其山西2018年以后启动实施了“两山七河一流域”修复治理工程,其环境治理能力得到进一步提升。内蒙古自2016年以后,环境容纳指数出现下滑趋势,其生态安全屏障亟需修复巩固,环境治理能力有待提升。

图4 环境容纳指数折线图Fig.4 Environmental accommodation index line chart

表6 2019年黄河流域各省份地方财政环保支出Tab.6 Local financial expenditure on environmental protection in the Yellow River Basin provinces in 2019

4 进一步提升黄河流域环境承载力的政策取向

本文以2015—2019年黄河流域环境承载力指数及各分项维度指数为依据,结合黄河流域各省区实际,在流域层面和省级层面上对黄河流域环境承载力进行了评价分析。结果显示,近年来黄河流域环境承载力持续提升,发展趋势长期向好,空间上呈现上游持续追赶、中下游稳中有进的基本格局。上游地区青海三江源生态保护与国家公园体制试点建设成效显著,黄河四川段自然生态系统总体稳定向好,甘肃一批重大生态治理工程顺利实施、水资源节约集约利用取得新突破,宁夏“三山一带”生态格局基本形成;中游地区水土流失综合治理已见成效,内蒙古黄河干流水质有所改善、荒漠化治理取得新进展,陕西重点流域“一河一策”方案治理效果显著,山西“两山七河一流域”生态修复工程扎实推进;下游地区河南黄河沿线生态环境明显改善、“四水同治”统筹推进,山东黄河防洪工程体系日臻完善、黄河滩区湿地修复有序开展、新旧动能转换走在九省区前列。

但是,当前黄河流域生态保护和协同治理方面依然存在诸多短板。资源性缺水、水沙关系不协调、生态系统服务功能减弱等矛盾尽管得到了一定程度的缓解,但并未从根本上解决。流域生态保护与经济发展的矛盾依然突出,协同治理的机制尚不完善。宁夏、内蒙古整体综合能耗水平偏高,资源承载压力较大,宁蒙河段面临“新悬河”的危险;山西、甘肃、陕西北部沿黄地区产业转型升级压力巨大,生态治理任务艰巨;河南、甘肃、山西水资源短缺现象依然存在,水资源利用效率有待进一步提高;青海国家公园体制试点初见成效,但仍然在管理机制运行、资金投入机制等方面存在突出问题;山东黄河三角洲生态保护力度还需进一步加强。持续提升黄河流域环境承载力水平事关我国北方生态安全屏障的构建和流域九省区的高质量发展,必须坚持“生态优先、保护优先”的发展原则,因地制宜、分类施策,着眼于九省区的生态现状和发展水平,统筹谋划、协同治理,共同抓好大保护,构建山水林田湖草生态空间一体化保护的生态保护新格局。

4.1 完善省际联通、上下协同的生态环境治理体系

黄河流域生态系统具有整体性和关联性的特征,只有扭转流域各省份各自为战的局面,打破水利、环保等职能部门的条块分割管理格局,形成流域各省份协同治理的新格局,才能从根本上破除“九龙治水”的困境,提高流域整体环境治理的能力和效率。一是要建立黄河流域九省区生态环境治理的联席会议制度。通过联席会议制度的建立为各省区提供一个交流合作、经验互鉴的平台,促进各省区在流域生态环境治理的战略规划、空间管控、重点分工等方面达成共识,避免重复建设和利益冲突。二是要建立并推行生态环境保护的目标责任制。流域各省区要制定详细的生态红线管理办法,强化各层级行政区域的生态环境治理责任,明确生态保护与治理的相关绩效考核指标与要求,健全生态责任监督问责机制,为环保政策的实施提供制度激励。三是要建立黄河流域统一转移支付制度,健全生态补偿长效机制。要注重生态补偿机制的顶层设计,在中央层面出台政策。一方面将三江源国家公园等生态功能区的建设运行经费纳入中央预算,另一方面引导黄河流域生态受益地区和保护地区、上游地区和中下游地区间的生态横向补偿。通过构建横纵向结合的支付补偿机制,有效调动流域各省区尤其是上游省区生态保护的积极性。

4.2 加快产业转型升级步伐

黄河流域各省区要坚定践行新发展理念,以供给侧结构性改革为主线,聚焦重点领域,加快新旧动能转换,建立清洁安全、高效集约的资源利用方式和绿色发展方式,打造鲁豫引领、晋陕呼应、青甘宁蒙川联动的产业发展新格局。一是要加快推进宁夏、内蒙古、山西、陕西北部等区域能源化工核心产业链提档升级,巩固黄河流域对国家能源安全的保障功能。聚焦煤炭深加工、石油化工技术改造和新能源产业发展,一方面对传统能源产业加大兼并重组和技术改造力度,强化科技支撑,走纵向延伸的精深加工路线,优化横向补链延链工作;另一方面支持新能源产业优先发展,带动能源产业绿色化转型。二是要打造特色鲜明、生态友好的农牧业生产基地。在上游河套、关中平原和下游平原地区,鼓励各地发挥比较优势,打造富有区域特色和竞争优势的农牧业生产基地,提升粮食和重要农产品生产的质量和规模[5]。三是要积极承接东部地区产业集群转移。鼓励流域内有基础、有条件的地区设立国家级承接产业转移试验区,吸引东部地区资本、人才、技术等要素聚集,提升黄河流域整体产业能级和竞争力。四是要大力培育战略性新兴产业。九省区要结合自身禀赋和发展现状,以新材料、新能源、新一代信息技术、先进装备制造等为重点,发展一批技术密集型、新兴先导型、循环高效型和低碳清洁型产业。

4.3 提高流域整体环境治理能力

改善黄河流域生态环境、提升流域环境承载力水平、构筑北方生态屏障的关键在于提高九省区的环境治理能力。通过加强生态修复与治理,调整流域环境系统与人类经济社会活动的协调度,进而促进流域生态保护与经济社会协同发展。一是要明确黄河流域上中下游区域生态保护的重点,分类施策[14]。上游地区要加大三江源、祁连山等重点生态保护工程的实施力度,推进天然林保护、湿地保护修复、沙化土地植被修复等,巩固提升水源涵养能力;中游地区要聚焦水土流失综合治理,提高保持水土的能力,缓解下游“地上悬河”压力,同时与上游协同强化宁蒙河段的治理保护工作;下游地区要围绕滩区治理、洪涝旱碱治理以及黄河三角洲湿地保护等相互关联的生态工程,进行生态修复和重建[15]。二是要加强农田、湖泊湿地和草原生态建设。沿黄地区要加快高标准农田建设步伐,大力发展节水型农业,提高引黄灌区的经济效益;加强对四川若尔盖湿地、宁夏平原湿地、内蒙古河套平原湿地、陕西毛乌素沙漠湿地等重要湿地的保护力度,提高其保护水源、净化水质和保持水土的能力;在内蒙古、宁夏等部分地区推行草原禁牧封育,促进草原生物多样性,逐步提高草原生产力。三是要积极争取、推动、配合黑山峡水利枢纽、南水北调西线工程等重大水利枢纽工程落地实施。通过发挥水利枢纽工程作用,调节黄河中上游水沙关系、化解水沙不协调矛盾、解决沿黄地区发展的用水瓶颈问题。四是要推进水资源、水生态、水环境、水灾害“四水同治”,加强水系生态保护。各省区要结合区域水域污染情况,制定水污染防治重点行业清洁化改造方案,控制农业面源污染和工业污染,提高工业园区和城镇污水处理能力;因地制宜地采取建淤坝田、建梯田、造林、种草、封禁治理等措施,加强山西、陕西、甘肃、内蒙古等地的水土保持;完善黄河沿线尤其是下游地区的防洪工程体系,降低洪水灾害造成的生态破坏和经济损失;通过水利、农业、生物等技术改良宁蒙段河套平原和黄河三角洲地区的土壤盐碱化问题;借鉴山西经验,贯彻落实节水优先发展战略,实施严格的水资源管理制度,优化水资源配置,推进各领域节水行动,促进农业节水增效、工业节水减排、城镇节水降损,打造节水型社会。