资源环境承载力评价

,区域资源环境承载力评价研究,目录,区域资源环境承载力内涵,区域资源环境承载力概念,所谓资源环境承载力，是指在一定的时期和一定的区域范围内，在维持区域资源结构符合持续发展需要区域环境功能仍具有维持其稳态效应能力的条件下，区域资源环境系统所能承受人类各种社会经济活动的能力。,区域资源环境承载力的分析，实质上就是寻求在特定时空条件下，对区域资源环境进行深入研究，以定性和定量相结合的方法来表征区域资源环境系统对社会经济的承受能力。目前人类所依存的有两个系统，一个是资源系统，一个是环境系统，资源环境承载力就是这两种系统的复合承载力。,资源资源环境承载力评价内容,国内外研究前沿,资源及环境综合承载力研究的主要方向,综合研究方法在相关研究领域的应用,资源环境承载力的时空动态,资源环境综合承载力与人地关系的调适,资源环境承载力评价指标体系的扩张及综合性,资源环境承载力评价指标体系的扩展及综合性,目前，资源环境综合承载能力研究中指标体系包含内容愈加广泛。根据承载对象的不同，研究者从经济、社会、环境和资源条件等方面进行不同目标层或要素层的设定。,针对大型煤矿矿区，吴良兴(2009)以综合评价法为手段，通过分析研究区的资源环境现状，构建矿区资源环境承载力评价指标体系，包括矿产资源、水资源、土地资源、林业资源、旅游资源、大气环境、水环境、土壤环境8个方面；并选取了储采比、人均煤炭资源占有量、人均耕地面积占有量、森林覆盖率、单位面积年客流量、CO2年排放总量、COD排放总量、工业固废处置利用率等20个主要评价指标，评价其资源环境承载力水平。,针对近海环境，Lin等(2011)在中国转型发展迅速的环渤海地区的13个城市，选取水资源、大气、地表水和近海环境四大要素，通过整合的综合指数来定量表征资源环境承载力。,资源环境综合承载力与人地关系的调适,城市发展与资源环境承载力的交互是人地关系的典型表现形式。近年来，城市发展的超承载力问题已呈蔓延趋势，如何为城市居民提供优质生活环境，合理的对人地关系进行调适已然成为一个重要课题。,案例举例,人工堤防清淤,污废水排除,家畜生产,氨氮排放,河流径流,WangSP等(2017)建立了沿海地区污染源、汇、运移及转换等自然关系的综合定量评价指标体系，明确了21个控制因素中的5个高级别控制因子,研究揭示了青岛资源环境的超载现象，并提出未来缓解人地矛盾的环境修复任务,扩大公共污水处理系统,增加污水处理量,调整产业结构,自然海岸线修复,废水处理,资源环境综合承载力的研究方法进展,综合研究理论与方法的兴起，推动了资源环境承载力模型研究的发展。目前层次分析法、主成分分析法以及DPSIR(驱动压力状态影响响应)等分析框架和概念模型在文献中使用频率较高。,综合的定量评价方法包括：生态足迹法、能值分析法、系统动态模型等,资源环境承载力预警方法：生态系统服务评估、信息论等,资源环境综合承载力的时空动态研究,当前，综合资源环境承载力时空动态研究呈现出长期监测结果与多因子预测相融合的研究趋势。采用基于时间序列的因子分析方法表明：不同区域的综合承载力呈现出动态变化区域及空间分异特征。,举例：,2012年Liu等对长江三角洲16座城市不同时期的城市聚集区主要影响因素进行了资源环境综合承载力评价,在空间上呈显著的梯度变化：上海、苏州、杭州、宁波等发达城市面临较高的承载力压力,在时间维度，变异系数呈明显扩大趋势：2000年到2008年，土地及水资源承载力已成为制约社会经济发展的两大关键因素。,评价方法概述,主要评价方法,人口论系列,生态足迹系列,初级资产账户系列,其它评价方法,人口论系列,人口论系列研究采用资源环境所能支撑的最大人口量表征承载力，即人口承载力。,人口论的鼻祖Malthus认为，人口以几何级数增加，生活资料以算术级数增加，人口增长必然超过生活资料增长，人口过剩和食物匮乏是必然。,马氏理论包含有三个基本假设：1：食物是人类生存的必需品，并且是人口增长的唯一限制因素；2：人口以指数级速度增长3：食物生产只能线性速度增长。,Malthus理论中人口的增长只会受到自然资源的限制，进行分析时需要剥离出社会经济系统对本地资源环境的影响，而这正是目前区域资源环境承载力评价要回答的问题。,生态足迹系列,任何已知人口（个人、国家或地区）的生态足迹是生产这些人口消费的所有资源及吸纳这些人口产生废弃物所必需的生态生产性土地面积和水域面积的总和,优点：生态足迹是提供了一个资源利用清算工具，用于计算特定的人口使用了多少的生态生产性土地和水域面积，而不论其发生在地球的哪里。生态足迹可用于计算特定区域生态盈余和生态赤字，在计算全球生态环境承载力、国家或地区自然资源负债情况以及比较不同人群的生态消耗方面可以发挥很好的作用。,不足该方法存在区域尺度问题，由于涉及跨区占用问题，未能反映本地生态环境的承载状态（对当地的压力）。例如一个高收入的城市或国家的生态足迹会超出其自身的土地或水域面积，但其当地的资源环境可能并未超载。,初级资产账户系列,Peter等学者从生物学角度提出初级净产出（NPP）（或称初级资产账户）概念，用于度量人类对地球生物圈层的影响。NPP是生物（通常为植物）吸收太阳能减去其呼吸作用消耗的能量而剩下的能量。,优点：将NPP看作是区域的能量输入，而把人类的消耗看作是输出，并在全球尺度开展了研究。如果将地球看作一个封闭的系统，除了其储备的能源，其能源来源只有太阳能。从这个角度而言，若人类消耗的地球能量的速度高过了NPP，地球能量储备肯定是会逐渐减少的，并最终枯竭。因此NPP为可持续发展研究提供了很好的工具。,不足：该方法评价人类活动对地球资源的消耗情况，可用于比较不同地区的能值消耗，但对于区域当地资源环境的承压状态未作关注。由于地区的开放性，其消耗资源可能来自于其他地区，即压力不在本地，因此该方法难以直接应用于区域资源环境承载力评价。,其他评价方法,除了上述视角外，学者还提出其它诸多资源环境承载力评价方法，常用的包括综合指数法、比较法。,综合指数法，具体包括数学模型处理法和指标加权法。选取一系列指标，通过数学处理或直接加权得出一个综合指数，表征资源环境承载力。综合指数法得出的评价结果通常为一个无量纲的表征值。物理意义不明确，导致分级阈值的率定缺乏说服力，对政策具体指导意义不强。,比较法，首先选定一个资源环境承载状态合理的区域，然后将研究区域的各项指标与其对比，评价研究区的承载情况。但承载状态合理的区域难以选定，且没有回答承载力是多少的问题。,案例分析,中国欠发达地区资源环境承载力评估以宁夏西海固地区和云南怒江州为例,案例背景,案例背景,两个案例区分别属于南北方欠发达的典型区域，均被纳入国家划定的连片特困地区。区内经济发展与居民收入水平整体偏低，政府财政收支严重失衡，人均GDP、农民人均纯收入远低于全省水平，财政支出额度远高于地方财政支付能力：,表12011年怒江州与西海固地区基本概况,欠发达地区空间分布格局与资源环境空间耦合特征,欠发达地区受资源环境承载力制约十分显著，其分布格局与资源环境要素约束具有较强空间耦合性。这些区域地理条件复杂、生态环境脆弱，资源环境本底对社会经济格局的影响更加直接和深刻。故通过对欠发达地区资源环境承载力评估，客观认识国土空间开发利用条件，重塑地域保护和开发空间结构及总体布局方案显得十分重要。,图1国家级贫困县资源环境约束类型分布,图2国家级贫困县资源环境约束类型分布,1.区域总体承载力较弱中国欠发达地区地形地貌复杂多样，资源环境要素的空间匹配状态欠佳，承载力受短板要素制约的同时，空间分异特征十分显著。,5.超载后修复代价巨大资源环境承载力的演化呈现了演替速度快、预警期短、超载后修复难度大周期长的特点。,2.资源环境负荷超载人口快速增长过程给欠发达地区本来就较低的承载力带来巨大压力，目前，欠发达地区资源环境超载问题日趋严重，部分地区人口总量已超出人口合理容量的最大阈值。,4.承载力提升潜力受限以山地丘陵为主的地貌结构，通常为江河流域的分水岭和源地，远离社会经济较先进的区域性中心城市这种边缘性和封闭性阻碍了区外物质与能量输入，对资源环境本底高度依赖，承载力提升潜力受限，加剧了区域资源紧缺和环境退化。,3.要素间变化响应敏感资源环境承载力各构成要素间联系紧密，人口发展、经济增长、污染物排放等承载对象的压力，易触发区域生态系统、地质环境、环境容量等承载体的响应，造成生态环境退化、人地关系失调。,2资源环境负荷超载,1区域总体承载力弱,在怒江州，山地面积占全州总面积的98%以上，受怒江、澜沧江及其支流切割，境内平坝、阶地和河漫滩等可利用土地稀缺，且分布零散、地块较小。除地形限制外，怒江州土地资源还受制于生态保护、梯级电站开发淹没区等因素。,西海固地区虽土地资源未受地形条件显著约束，但土壤贫瘠、蒸发强烈、水资源稀缺，北部干旱区资源型、水质型缺水并存，降水稀少、苦咸水分布广泛，而南部山区资源型、工程型缺水突出，水量较为丰富的泾河由于六盘山山脉相隔且缺乏大型调水工程，使本来量少质差的水资源可利用量更少。,注适宜建设用地空间范围测算公式：适宜建设用地(地形坡度海拔高度)河湖库等水域各类保护区优质耕地梯级电站开发淹没区。,表2怒江州适宜建设用地规模与比重,2资源环境负荷超载,同时，通过水资源承载指数测算，西海固地区水资源负载指数为18.07，表示水资源利用程度很高、开发潜力极低。,人口增长的压力集中反映在了资资源环境负荷上，怒江州人均适宜建设用地仅441.81m3/人，而现状人均建设用地达447.29m3/人，表明怒江州的用地发展空间已经超出可承载规模。,图31960年以来怒江州与西海固地区人口密度变动情况,注水资源负载指数测算公式：水资源负载指数=K人口GDP水资源总量K为与降水有关的系数。,3要素间变化响应敏感,与发达地区相比，欠发达地区人口增长过快、居民劳动技能偏低，大部分人口被束缚在当地进行粗放式农业生产，由此导致区域发展陷入“人口增长贫困加剧生态退化”的恶性循环（如图4）。,以怒江州为例，州内人口分布与重点生态功能区在空间上部分重叠，人类活动的轻微扰动就可能对保护区生态系统造成显著影响。其中，能源消费需求过剩带来的区域生态环境响应具有很强的典型性。长期以来，怒江州能源结构单一，主要靠砍伐树木来满足基本的燃料需求，对当地森林植被和生态系统造成明显破坏。,图4欠发达地区资源环境承载力要素响应示意图,相关标题文字,以水资源为例，西海固地区水资源利用结构同宁夏其他区域相似，以灌溉农业为主，农业灌溉用水占总用水量的比重均在90%以上，但西海固地区主要供水来源为本地水。从水资源开发利用设施来看，西海固147座中小型水库中，绝大部分建于20世纪50年代后期和70年代初期，运行年久、淤积严重，总库容以每年1000万m3逐年减少，水库蓄水能力由20世纪80年代的1亿m3下降到2009年的0.31亿m3，而灌溉水利用系数仅0.47，缺水又浪费水的问题并存，技术与设备投入不足显著制约了稀缺性资源的利用潜力。,4承载力提升潜力受限,4承载力提升潜力受限,5超载后修复代价巨大,图6资源环境承载力的演化特征对比,承载力从富余向饱和再向超载状态更迭迅速，对人地关系的响应极为敏感，且资源环境承载力的预警区间（Eu-Ou）较之发达地区为短，在此期间，若错失主动转型时机（Iu）直至达到临界点（Ou），将导致资源环境系统衰退风险大增，需要支付更高额的成本代价才能出现资源环境压力缓解的拐点（Pu），甚至对生态类地区造成不可逆地破坏性影响,影响欠发达地区资源环境承载力的因素,超载人口流动与迁移,区域生态环境综合治理,资源环境要素区际交互,大规模工程建设过程,自然灾害突发与气候变暖,总结与思考,总结与思考,随着区域社会经济发展以及国家扶贫攻坚战略深化，影响欠发达地区资源环境承载力的因素在形态和内容上都进一步扩展，除水土条件、生态环境、资源赋存等传统地理环境要素外，科技进步、区际要素交流、制度与政策安排以及自然灾害等不确定性因素的影响逐渐显现，,政策引导：引导人口适度集聚；增强条件较好的城镇综合承载