（环境工程专业论文）苏州市经济与环境承载力关系研究.pdf

m a s t e rd i s s e r t a t i o no fs u z h o u u n i v e r s i t yo f s c i e n c ea n d t e c h n o l o g y t h e s t u d y o nr e l a t i o n s h i pb e t 、v e e ne c o n o m ya n d e n v i r o n m e n t a lc a r r y i n gc a p a c i t yi ns u z h o u m a s t e r c a n d i d a t e ：z h e n gy i s u p e r v i s o r ：p r o l ix i n m a j o r ：e n v i r o n m e n t a le n g i n e e r i n g s c h o o lo fe n v i r o n m e n t a ls c i e n c ea n de n g i n e e r i n g s u z h o uu n i v e r s i t yo fs c i e n c ea n dt e c h n o l o g y j u n e ，2 0 1 l 苏州科技学院学位论文独创性声明和使用授权书 独创性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所 取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表 或撰写过的研究成果。对本文的研究作出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方 式标明。本声明的法律结果由本人承担。 论文作者签名：础日期：排触日 学位论文使用授权书 苏州科技学院、国家图书馆、中国科学技术信息研究所的中国学位论文全 文数据库等国家有关部门或机构有权保留本人所送交论文的复印件和电子文 档，允许论文被查阅和借阅。本人完全了解苏州科技学院关于收集、保存、使用 学位论文的规定，即：按照学校要求提交学位论文的印刷本和电子版本；学校有 权保存学位论文的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用 影印、缩印、数字化或其他复制手段保存汇编学位论文；同意学校在不以赢利为 目的的前提下，用不同方式在不同媒体上公布论文的部分或全部内容。 ( 保密论文在解密后遵守此规定) 论文作者签名：兰圣篷日期：三丑年厶月j 三日 指导教师签名：排日期：巡年厶月上王日 苏州科技学院硕i j 学f 节论文 摘要 摘要 苏州地处长三角的核心区域，随着改革开放，其经济有了长足发展， 1 9 7 8 2 0 0 9 年，苏州的地区生产总值与三次产业的增加值高速增长。然而，苏州 在g d p 每年都以两位数的速度增长，经济取得巨大成功的背后，也付出了较大 的资源、环境代价。在发展经济、提高城市环境质量、扩大城市规模过程中，对 经济增长和环境承载力关系方面的研究还不完善。 本文运用层次矢量分析法，首先确立评价苏州市环境承载力的指标体系，然 后按照指标体系的各个层次，由低到高逐层进行矢量分析，最后估算出苏州市 2 0 0 0 2 0 0 9 年的环境承载量及承载力，并结合主要经济指标，拟合出苏州市经济 与环境承载力的关系。最终，得出以下结论： ( 1 ) 2 0 0 0 2 0 0 9 年，苏州市环境承载率均落在区间 9 4 ，9 7 】内，连续多年 处于强载状态，环境承载力总体上陷入了极度不容乐观的承载困境； ( 2 ) 随着苏州市经济的增长，环境承载力会逐年下降，经济发展到一定阶段 后，环境承载力又会提升，但经济再进一步发展后，环境承载力将会降低。从模 拟结果来看，苏州市环境承载力有所改善； ( 3 ) 苏州市环境承载力会随着二产占g d p 比重的增大而降低； ( 4 ) 苏州市g d p 中二三产比与环境承载力的关系为三次曲线关系，且该曲线 存在两个拐点( x l = 1 7 6 ，x 2 = 1 9 1 ) 。因此，要改善苏州市环境承载力，应保证 g d p 中二三产比在区间【1 7 6 ，1 9 1 1 内。 关键词：环境承载力，指标体系，经济发展，经济指标，苏州 苏州科技学院硕f ：学f 矗论文 a b s t r a c t a b s t r a c t s u z h o ui sl o c a t e di nt l l ec o r e 盯e ao ft l l ey a n 昏z e 砌v e rd e l t a i t se c o n o m yh 嬲 m 缸i eg r e a tp r o g r e s s 、i t l lt h er e f o m 舡l do p e m n gu p f r o m19 7 8t 02 0 0 9 ，t l l eg d p a n dt l l ea d d e dv a l u eo ft h et 1 1 】r e ei n d u s t r i e so fs u z l l o uh a v e 印w n r a p i d l y h o w e v e r ， w 淌t l l eg d p g r o w i n ga td o u b l e d i g i tr a t e se v e 巧y c a ra 1 1 dt h e 伊e a ts u c c e s sh 硒b e e n m a d ei nt 1 1 ee c o n o m y ，b u t 也ec o s t so fr e s o u r c e sa n de n v i r o n m e n t 、e r ei n c r e 嬲e d 伊e a t l y2 l l s o n s1 1 0 tp e r l e c tt 0r e s e a r c ht 1 1 er c l a t i o n s l l i pb e t w e e ne c o i l o m i c 霉0 w t t l 锄d e n v i r o n m e n t a jc a 玎y i n gc 印a c i t ) ，幻m ep r o c e s so fe c o n o m i c d e v e l o p m e n t ，i m p r o v i n g u r b a ne n v i r 0 衄e n t a lq 眦l 时锄d e x p 锄d i n gt t l ec 时s i z e h i e r a r c h y 觚dv e c t o ra i l a l y t i c a lm e t l l o dw 鹳u s e di nt l l i sr e s e a r c h f i r s t l y ，i i l d e x s y s t e mw a se s t a b l i s h e dt 0 弱s e s st l l ee n v i r 0 砌e n t a lc a r 巧i n gc a p a c i t yo fs u 2 血o u t h e n c o r d i n gt ot l l e 逾d e x 夥s t e mo fv a r i o u sl e v e l s ，t l l ee n v i r o i l i l l e n t a lc a n y i n gq u a n t i t ) r 觚de n v i r o m n e n t a lc a r d ，i n gc a p a c i t yo fs u 2 h o u 舶m2 0 0 0t 02 0 0 9w 弱e s t i m a t e db y v e c t o r 锄【a l y s i sf r o mi o wt 0t l i 曲l e v e l f i l l a l l y ，c o m b i n e d 、 ，i mt l l em a i ne c o n 0 i i l i c i n d i c a t o r s ，f i to u tt l l e r e l a t i o n s h i p o ft h e e c o n o m ya 1 1 de r i r o m n e n t a lc a u r d ，i n g c 印a c 时o f s u z l l o u t h er e s e a r c hc o n c l u s i o n sa r e 鹊f o l l o w s ： ( 1 ) f r o m2 0 0 0t 02 0 0 9 ，e n v i r 0 啪e n tc 哪r i i l gr a t eo fs u 2 血o u2 l l lf e ni i li m e r v a l 【9 4 ，9 7 】，c o n t a i m n g i l l s t r o n g s t a _ t ef o rm a i l y y e a r s o v e r a l l ，e n v i r o n m e n t a l c a 玎叮i n gc 印a c 毋c a u g h ti i la i le x 仃e m e l yp e s s i m i s t i cd i l e m m a ( 2 ) w i t l lt l l ee c o n o m i cg r o w mo fs u z h o ue n v i r o m n e n t a lc a r 叮i n gc a p a c i 够嘶1 l 伊a d u a j l yd e c r e 鹤e ，t l l e nw h e ni ti n c r e a l s e st oac e r t a i ns 切g eo fe c o n o m i cd e v e l o p m e n t ， e n v i r o n m e n t a l c a n y i n gc a p a c 时 谢l li n c r e a s e h o w e v e r ，矗j n h e re c o n o m i c d e v e l o p m e n t 谢ul e a dt 0t 1 1 er e d u c i n go fe n v i r 0 i m l e n t a lc a r d r i n gc 印a c i t y f r o mt h e s i m u l a t i o nr e s u l t s ，t l l ee n v i r o n m e n t a lc a n y i n gc 印a c i t ) ，o fs u 2 血o uh 2 u si m p r o v e d ( 3 ) e n v i r o r u t l e n t a lc a r 拶i n gc 印a c i t ) ro fs u z h o u 晰ud e c r e a s ew i t ht h ei n c r e a s eo f t l l es h a r eo fm es e c o n d a r yi n d u s 仃yi ng d p ( 4 ) t h er e l a t i o n s h i pb e t w e e nt h er a t i oo fm es e c o n d a 巧a n dt e r t i a 拶i n d u s t 巧i n g d pa n dt h ee n v i r o n i i l e n t a lc 锄眵i n gc a p a c 时o fs u z h o ui s 仉r e et i m e sc u n r e ，锄dt 1 1 e c u n ，eh 嬲t 、7 旧 i n n e x i o np o i n t s ( x l = 1 7 6 ， x 2 = 1 9 1 ) t h e r e f o r e ， t o i m p r o v et l l e e n v i r o 啪e n t a lc a r 巧i n gc 印a c 时o fs u z h o u ，t h er a t i oo f 也es e c o n ( 1 a 叮锄dt e n i a 巧 i n d u s t d ro f g d ps h o u l db ef e l li ni n t e r v a l 【1 7 6 ， 1 9 1 】 1 ( e yw o r d s ：e n v i r o l l i n e n 谢c a n 蜘n gc 印a c i t y ，i n d e xs y s t e m ，e c o n o m i cd e v e l o p m e 眦， e c o n o m i ci n d i c a t o r s u z h o u h 目录 摘要i a b s t r a c t i i 第一章绪论1 1 1 选题背景1 1 2 研究意义。2 1 2 1 理论意义2 1 2 2 实践意义3 1 3 国内外研究现状3 1 3 1 国外研究现状3 1 3 2 国内研究现状5 1 4 研究思路及技术路线6 1 4 1 研究思路6 1 4 2 技术路线7 第二章环境承载力及计算方法8 2 1 环境承载力的定义8 2 2 环境承载力的承载对象与承载介质8 2 2 1 承载对象8 2 2 2 承载介质一9 2 3 环境承载力的特点9 2 4 环境承载力计算方法1 1 2 4 1 概念模型分析法1 1 2 4 2 单要素加权分析法1 2 2 4 3 矢量分析法1 3 2 4 4 地理信息系统分析法1 4 第三章苏州市环境承载力量化分析l5 3 1 苏州市自然环境与社会经济特征1 5 3 1 1 苏州市自然环境15 3 1 2 苏州市社会经济1 6 3 2 环境承载力评价指标的选取l7 3 2 1 选取原则1 7 3 2 2 苏州市环境承载力指标体系l7 3 3 苏州市环境承载量与环境承载力估算2 1 3 3 1 数据分析与权重分配。2 1 3 3 2 环境承载量与环境承载力估算2 8 3 4 苏州市环境承载力估算结果分析3 0 3 4 1 环境承载率计算3 0 3 4 2 环境承载状态分类3 0 3 4 3 环境承载状态分析3l 第四章苏州主要经济指标与环境承载力关系3 2 4 1 主要经济指标的选取3 2 4 22 0 0 0 2 0 0 9 年苏州经济发展趋势。- 3 2 4 3 模型构建3 3 4 4 苏州主要经济指标与环境承载力拟合结果及分析3 4 4 4 1 人均g d p 与环境承载力的数量模型3 4 4 4 2 二产占g d p 比重与环境承载力的数量模型3 5 4 4 3g d p 中二三产比与环境承载力的数量模型3 6 第五章结论3 8 参考文献3 9 致谢4 2 作者简介4 3 苏州科技学院硕f j 学化论文第一章绪论 1 1 选题背景 第一章绪论 城市是一个国家或地区政治、经济和文化的中心，是社会生产力在发展到某 种阶段后，由于生产关系的改变、劳动分工的加深而产生的，是人们进行生产和 生活等各类活动的空间，同时也是人们对自然改造最剧烈、人造环境占优势地位 的生存空间。它的特点为复合性、开放性、依赖性、脆弱性等【i j 。城市能够不停 地运转与发展的动力是人类的经济活动，而经济活动可简单概述为：人们通过输 入原材料、劳动力、资金和服务等，最终产出生产产品或者服务。不过，所输入 一 的物质只有一部分被生产或服务过程所利用，剩余部分则被遗留到环境中产生污 染。当人类经济发展还比较落后，即在城市初步发展阶段，人类对自然环境的改 造还未超过城市其本身的承载能力，生态环境问题还不十分显著。但随着经济不 断发展，城市无休止的外扩，加上人类对生态环境保护意识不够，日新月异的城 市化在给人类带来方便与惊喜的同时，也随之带来了许多生态环境问题【2 】。 目前，我国正处于经济高速发展时期，一些地区以超常规的高增长速度发展 经济，工业化、城市化进程日益加快。而苏州地处长三角的核心区域，随着改革 开放，其经济有了长足发展，从1 9 7 8 2 0 0 9 年，苏州的地区生产总值与三次产业 的增加值高速增长。其中g d p 由1 9 7 8 年的3 1 9 5 亿元增长到2 0 0 9 年的7 7 4 0 2 0 亿元，增长了2 4 1 2 6 倍。其中，第一产业由1 9 7 8 年的8 9 7 亿元增长到2 0 0 9 年 的1 4 2 8 2 亿元，增长了1 4 9 2 倍；第二产业由1 9 7 8 年的1 7 7 9 亿元增长到2 0 0 9 年的4 5 4 7 1 2 亿元，增长了2 5 4 6 0 倍；第三产业由1 9 7 8 年的5 1 8 亿元增长到2 0 0 9 年的3 0 5 0 2 6 亿元，增长了5 8 7 8 5 倍【引。 然而，从改革开放至今，苏州在保持g d p 每年都高速增长，取得经济巨大 成功的同时，也牺牲了较多的资源环境，付出了沉痛的代价，表现为：苏州排放 的污染物种类逐渐变多，环境日益恶化，许多原本风光秀丽的地方现在黯然失色， 人们正常的生产生活受到影响。虽然苏州城区现在已不重点发展化工、造纸、冶 金等行业，但目前大力发展的电子通讯制造业，对生态环境的危害更强，因为该 产业生产过程排放的废水中含有大量的重金属及放射性元素。由于工业废水的随 意排放，被誉为“东方威尼斯 、“江南水乡 ，水域面积占到总面积4 0 以上的 苏州，却成为了典型的水质型缺水城市。此外，由于近些年大力注重招商引资来 发展经济，资源开发过度，资源短缺的问题日趋凸显。据某权威机构报到，苏州 在g d p 每增加1 的同时，将减少2 6 01 1 i i l 2 以上的耕地。苏州的经济每年都以两 位数的速度飞增，但耕地却以每年近6 7 0 0 l n l 2 的速度在递减。自上世纪八十年 苏州科技学院硕l j 学化论文第一章绪论 代至今，苏州的耕地面积共下降了近8 0 0 0 0 2 ，人均拥有耕地面积更是由上世 纪八十年代的o 0 7 5l l i n z 下降到现在的0 0 5 4h n l 2 ，减少幅度达3 0 以上，人均拥 有耕地面积显著低于全省及全国的人均水平，逼近于联合国粮农组织给出的人均 拥有耕地面积的警戒线【4 】( 0 0 5h m 2 ) 。与此同时，苏州市的能源消耗也令人堪 忧。苏州市的能源储量本身就相对较少，且人均能源可采储量远远低于世界平均 水平，发展经济必需的能源大部分都由兄弟省市的提供，有的甚至进口于国外。 由于经济发展导致能源短缺的问题更加显著。由此可见，水资源的污染和能源的 短缺问题令人堪忧，渐渐成为束缚苏州市经济发展的瓶颈【5 】。 城市经济发展所产生的资源环境问题的实质是人类经济行为与资源环境关 系上的短见；资源代谢在空间、时间尺度上的滞留【6 】。怎样把城市这个高度复合 的生态系统调控好，使经济、环境、资源、人口之间互相促进、协调发展，继而 使城市的发展能够可持续呢? 这个命题向来是学者和政府官员们想解决的。现 在，专家学者们已经达成了共识，即若要使城市能够可持续发展就必须保证城市 中各种人类社会活动的强度之和必须不能超过城市的环境承载能力【l 】。 因此，研究城市环境承载力及经济与环境承载力关系对解决我国城市化问 题，指导我国城市的可持续发展具有重要的理论价值和现实意义。并且苏州市目 前正开展“三区三城 的目标建设和节能减排等工作，而在发展经济、提高城市 环境质量、扩大城市规模过程中，在研究经济增长和环境承载力关系方面还不完 善，有必要做深入研究。研究成果对苏州市根据环境承载力合理调控经济发展， 合理评价环境承载力、区域可持续发展具有实际意义。所以，把苏州市选作研究 地域能够增强研究的实用性，更能够体现科研的实践意义。 1 2 研究意义 对经济发展与环境承载力关系的研究，是实现在环境承载力承载能力下制定 最佳经济增长计划的先决条件，也是处理好经济增长与环境保护二者关系的必由 之路。 1 2 1 理论意义 环境承载力理论是伴随着日趋严峻的环境形势应运而生的。近些年来，通过 各国专家的不断研究，虽然已经取得了不小的成果，但仍没有形成成熟的理论及 计算方法，因此，还具有较为宽广的研究空间。 目前，学者们对环境承载力的研究所取得的学术成果大多是关于环境承载力 的基本性质，而对环境承载力理论的难点问题即环境承载力的量化研究还不够成 2 苏州 ： 技学院硕i j 学1 移论文第一章绪论 熟。因此，本论文的研究重点之一为环境承载力的量化分析，大致步骤为：先构 建评价苏州市环境承载力的多层次指标体系，继而运用层次矢量分析法估算出 2 0 0 0 2 0 0 9 年苏州市环境承载力的相关数值。本研究中拟采用的层次矢量分析法 相对而言是比较适用的环境承载力计算方法，它在进行矢量分析的基础上，把从 低到高逐层分析的思想融入其中，这不仅丰富了计算环境承载力的方法，而且该 方法具有简明易行、容易被应用等优点【7 】。 本论文以建立苏州市主要经济指标与环境承载力关系的量化模型为另一重 点，运用已估算出的2 0 0 0 2 0 0 9 年的苏州市环境承载力结合相应的经济指标拟合 出曲线，并分析出苏州市经济与环境承载力的潜在关系，为指导经济与环境协调 发展提供理论依据，也为其它地区相关问题的研究提供参考。 - 一 。 1 2 2 实践意义 理论研究的目的只有一个，那就是应用于现实。而环境承载力理论及经济与 环境承载力关系研究，正是以解决现实中日益严峻的环境问题及缓解经济增长与 资源环境之间矛盾为最终目的。 人类对环境系统及经济增长与环境系统的关系的认知程度是有效解决目前 环境问题的关键。而且，环境承载力的量化研究对环境保护、环境规划与管理及 制定适宜的经济增长计划等许多关乎民生大计的重要问题更具备强烈的指导意 义。在可以对环境承载力进行定量估算后，结合经济指标确定出的经济与环境承 载力之间的关系，能够确定出因时制宜、因地制宜的经济、环境等工作任务，制 定出实事求是的、可持续增长的经济目标。 本文采用的计算环境承载力量的方法不但容易理解，便于有关应用者迅速掌 握；并且计算步骤简单，可以在同一个计算过程当中一并求得环境承载量与环境 承载力，通过简单快捷的量化计算过程得到较为全面的计算分析结果。对于 2 0 0 0 2 0 0 9 年苏州市环境承载力与经济关系的深入研究分析，有利于反映苏州市 经济与环境系统关系的现状和近十年来两者的变化趋势，继而为苏州市的环境保 护工作和经济增长政策提供理论指导，促进苏州市在经济可持续增长的道路上大 步前进。 1 3 国内外研究现状 1 3 1 国外研究现状 环境容量概念是环境承载力的理论雏形，上世纪六十年代末，环境容量的概 苏州科技院硕l ? 学1 节论文第一章绪论 念被日本学者首次引入到环境保护理论之中【8 】。随着发达国家经济的飞速增长， 环境污染与资源短缺问题日渐突显出来，环境承载力的研究从上世纪七十年代起 在环境规划与环境管理当中逐渐兴起，1 9 7 4 年，b i s h o p 在自己的著作环境管理 中的承载力中指出1 9 】：“环境承载力是在保持一定生产和生活水平的状态下， 某区域能长时间承载人类社会活动作用的程度限值 。d s c h n e i d e r ( 1 9 7 4 ) 提出【1 0 1 ， 环境承载力是“在未受到严重退化的状态下，自然或人工环境容纳人口增长的能 力 。上世纪七十年代初，著名的“罗马俱乐部创始人美国麻省理工学院 的d m e a d o w s 等专家运用了系统动力学方法对全世界的水、粮食等资源及环境 与人类社会的关系做出了对应的分析评判【1 1 1 ，建立了众所周知的“世界模型 ， 该模型对经济增长、人口膨胀与资源过度利用、环境污染之间的关系进行了深入 分析。1 9 9 5 年，荣获诺贝尔经济学奖的a 舯w 与另处一些专家共同在s c i e n c e 上发表文章经济增长、承载力和环境【1 2 1 ，在学术界和政界都掀起了波澜， 又一次唤醒人类应对环境承载力的有关问题进行足够的重视，此后，大量的有关 环境承载力研究方法及案例分析的成果层出不穷。2 0 0 0 年，s a v e r i a d e s 以塞浦路 斯东海岸为研究对象，计算出了其旅游环境承载力的具体数值【1 4 1 。2 0 0 2 年，美 国环保局以四个镇区为研究对象，对其环境承载力进行了深入分析研究【l5 1 ，最 终得出了四个湖泊的具体环境承载力大小，还给出了对其水质进行改善和保护的 对策。2 0 0 3 年，f 唧y a 以日本北部的水产业为研究对象，计算出了该地区的环境 承载力1 1 6 】。综上所述，从环境承载力这一名词问世至今，通过不断地完善与发 展，其理论已在国内外的环境规划与管理当中被广泛应用。环境承载力这一概念 的出现是人类在不断发展过程当中对日益严峻的资源环境问题做出的回应，不过 因为环境承载力受多种因素的影响及其自身的复杂性，人们对环境承载力的研究 中还需进行承载力的动态变化分析。 上世纪五十年代，美国著名经济学家库兹涅茨通过对以往资料统计观察来分 析经济发展与收入差距之间的关系，模拟出了二者之间潜在的倒u 型曲线的规 律。上世纪九十年代初，研o s s m 锄和l ( m e g e r 对4 2 个国家相关数据进行系统分 析后，惊奇地发现环境污染与经济发展二者之间的长期关系也呈现出倒u 型曲 线型图形。随后，p a i l a y o t o u 等专家进一步证实了这个规律，并和m a l e r 借用表 示经济增长与收入差距之间的库兹涅茨曲线来反映环境污染与经济增长二者之 间的相关关系，这就是在环保领域被大家所熟知的环境库兹涅茨曲线( t 1 1 e e n v i r o m e n t a lk u z n e t sc u r v e ) ，缩写为e k c 【1 9 1 。 此后，许多学者对其进行了深入研究。研究结果也进一步证实：环境污染与 经济增长之间存在倒u 型的曲线关系，即在经济发展的初期，也就是前工业化 阶段，人们对自然环境造成的压力不是很大，但环境恶化不可避免的同步发生了。 4 苏州科技学院硕 。学化论文 第一章绪论 当进入工业化阶段后时，随着经济飞速发展，环境污染也越来越严重，陷入了两 难阶段，即发展经济必须要以牺牲环境为代价。但当经济又进一步发展到一定阶 段( 即曲线的转换点) ，进入后工业化时期时，环境将会得到改善，即进入双赢 区间。此时，由于污染的增大，环境已成为稀缺资源，环境的附加值提高，必然 使污染不能够持续进行。 环境库兹涅茨曲线呈现的倒u 型曲线形状，显示了经济发展与环境污染二 者之间正反两个方向的关系即：刚开始“两难 的正相关关系，接下来“双赢 的负相关关系。从西方发达国家的历史经历可以看出，随着人均收入水平的逐步 提高，环境污染也日趋严重，此时经济和环境两者处于“两难 阶段，二者不能 协调发展；当人均收入进一步提高，达到某阶段后，环境污染开始有所下降，经 济与环境两者进入“双赢”阶段。在“两难 阶段，二者不能互相促进，人类要 么以牺牲经济发展为代价来换回坏境质量，要么以牺牲环境质量为代价来换取经 济的发展。而在“双赢 区间内，情况则完全不同，人类不仅发展了经济，还没 有破坏环境，反而投入资金来改善环境，可以看出此时环境与经济相互促进、共 同发展。另外，从环境库兹涅茨曲线的弯曲程度也能反映经济发展对生态环境的 影响程度。平缓的倒u 型曲线反映出生态环境受经济发展的影响较小，而陡峭 的倒u 型曲线反映出生态环境受经济发展的影响较大【1 9 】。 1 3 2 国内研究现状 国内关于“环境承载力 的理论是在北京大学编制的福建省湄洲湾开发区 环境规划综合研究总报告中最早被提到的【1 7 】，即将环境承载力定义为“某地 区在某一时期和某种状态下，环境能够承载人类各种活动活动的极限值”。这里 的“某种状态”应理解为实际的环境系统不向明显对人类生存不利的方向变化； 而“能承受 应理解为环境系统正常功能的发挥不受到影响。因为环境系统所承 受的是人类社会的各种活动( 包括生产活动及生活活动) ，所以，环境承载力的 大小或强弱能够由人类活动的强度、规模、方向等来表示【1 8 】。某一环境系统能 够承载人类活动的能力是有限的，就是说环境承载力是一个应该能够计算所得、 客观存在的值。1 9 9 8 年，叶文虎和洪阳等学者为了能够较准确地计算出这个值的 具体大小，对环境承载力体系进行了大量分析研究【1 9 1 ，得出环境承载力的指标 体系大致能够分为三大类：( 1 ) 环境生产支持力指标，它包括在生产周期内可再 生资源的再生量，例如水、空气、生物资源等；( 2 ) 自然资源支持力指标，包括 在生产周期里不可以更新的可再生资源和不可再生资源，如土地资源、化石燃料 等；( 3 ) 社会经济技术支持水平指标，包括经济综合水平、产业结构、技术支持 系统等。 苏州科技学院硕 j 学化论文 第一章绪论 计算、分析环境承载力的数值，并提出相应的保持或改善的建议与对策是环 境承载力量化研究的实质性内容【2 0 】。通常来说，由于评价环境承载力的指标体 系与环境质量状态、经济发展活动之间的关系本身是非常复杂的，所以环境承载 力的数值是很难确定的。而且，所选择的指标不但与人类的生产、生活活动密切 相关，还受到很多偶然因素的影响，这些都对环境承载力的量化计算带来了一定 的麻烦。并且，环境承载力在某种程度上会受到自然和人为因素的影响，会在一 定时期内增大或减小，不同的承载力要素的稳定性也不同。至今，人类对环境承 载力非常科学性的量化分析研究还没有突破性的进展。 1 4 研究思路及技术路线 1 4 1 研究思路 本文主要采用调查研究和系统分析相结合的方法，具体的研究思路如下： ( 1 ) 收集国内外环境承载力及经济与环境承载力关系的相关研究成果，进行 分析总结，找出适合的相关分析数学模型； ( 2 ) 确立计算苏州市环境承载力的数学方法并建立相应的评价指标体系； ( 3 ) 运用所选的数学模型及环境承载力指标体系，结合苏州的统计数据，计 算出苏州2 0 0 0 一2 0 0 9 年的环境承载力相关数据； ( 4 ) 根据上一步计算出来的环境承载力数据，结合苏州主要经济指标，拟合 出苏州市经济与环境承载力的关系； ( 5 ) 得出结论，判断目前的经济发展规模及结构是否可以被资源环境所承受。 6 苏州科技学院硕 j 学化论文 第一章绪论 1 4 2 技术路线 图1 1 技术路线 7 苏州科技学院硕i j 学化论文 第二章环境承载力及计剪方法 第二章环境承载力及计算方法 2 1 环境承载力的定义 什么是环境承载力? 自“环境承载力 这一理论被提出以后，关于“环境承 载力 这一概念的描述版本繁多，考虑到权威性，本论文采用2 0 0 2 年出版的中 国大百科全书环境科学中关于环境承载力的定义，即“在维持环境系统结构 与功能不发生变化的前提下，整个地球生物圈或某一区域所能够承受的人类作用 在规模、强度和速度上的极限值【2 l 】”。 2 2 环境承载力的承载对象与承载介质 与环境承载力相关的承载双方为承载对象与承载介质。承载对象是指环境系 统所受到的承载压力的施加方。而承载介质，是指环境系统用以承载压力所依赖 的物质载体。简而言之，下面所要说明的问题就是环境承载力的承载对象通过什 么承载介质所承载。 2 2 1 承载对象 简单地说，环境系统的承载压力来源于人类的活动，即环境系统所承载的对 象是人类活动。而所指的“人类活动 到底是由哪些方面所构成呢? 下面进行详 细的分析。 纵观人类社会所有的活动，按其目的和性质为依据进行划分，终归能够总结 为生产和生活两大类。就生产活动而言，其在人类社会发展中始终占有着极为重 要的位置，是环境系统所承受压力的根本来源。从环境系统与生产活动之间的关 系进行分析，生产活动就是环境系统与经济系统进行能量、物质交换的过程，从 原辅材料的输入开始，然后利用生产工艺将其转换为产品，并向环境系统排入生 产过程当中生成的各种废弃物。不过，不同行业由于行业性质的差异对环境承载 力的施压方式不尽相同。资源型产业受影响最显著，表现出最直接的作用力，它 的先决条件是自然资源的丰富程度，所以对环境系统造成极大的资源需求压力， 而且在生产过程当中同时也给环境系统带来了巨大压力。而非资源型产业则具有 直接作用力和间接作用力，直接的作用力是由于非清洁的生产工艺，而间接的作 用力则是对于原材料而讲的。虽然非资源产业所投入的原材料大多数为初级产 品，但这些初级产品在生产当中都给环境系统带来了压力。另一方面，人类在日 常生活当中不断地向环境系统排放着各种生活垃圾废弃物，这必定会占据一定比 8 苏州 ： 技学院硕f j 学f 口论文第：1 ：章环境承载力及计算方法 例的环境承载力。况且，目前由于人口不断增长加之人们的消费水平的不断提高， 种类繁多的生活垃圾被人类制造出来，这也越来越成为环境系统所必须承受且不 可忽视的重要部分。 综上所述，环境系统是人类社会生存和发展的重要条件，环境所发生的绝大 多数变化都是人类造成的。而人类的生产和生活活动是环境承载力的两大承载对 象。 2 2 2 承载介质 从“环境承载力”这一名词的字面意思上来看，承载介质应该是环境，因此， 对“环境一词的定义是对承载介质认知的关键。“环境承载力 中所指的“环 境 是广义上的有关环境的概念，它既包含有狭义的自然环境系统，也包括人造 环境系统。 自然环境系统又被称为第一环境，是由物质生产支持系统和生命支持系统所 构成，其中，物质生产支持系统包括水资源、土地资源、森林资源、矿产资源等 要素【l9 3 3 】，而生命支持系统则包括水、空气、土壤、生物等要素。第二环境是 指人造环境系统，包括社会物质基础、公共设施、经济实力、交通条件等方面【8 硎，主要取决于人类社会的发展程度。 自然环境系统重点体现了环境的自然属性，其被破坏后要使其恢复所需的成 本相当高，有时甚至很可能付出再大的代价也于事无补【3 4 l ；而人造环境系统既 是当前社会的发展结果，又是后续发展的前提条件，因此相对而言较为容易改善。 不过，自然环境系统与人造环境系统都与人类的生存和发展息息相关，它们不仅 是生命存在的根本，也为人类社会的生产活动提供了必须的劳动资料和劳动对象 【1 9 1 ，是生命繁衍、社会前进的重要保证。 2 3 环境承载力的特点 作为连结人类活动与环境系统的桥梁，环境承载力具有确定性和变动性的统 一、客观性和主观性的统一、层次性和综合性于的统一。它既可以适度接受人类 的改造，又不能够完全任其随心所欲，既具有环境系统的某些基本特征，又与环 境系统的其它特点不尽相同。 第一，确定性和变动性的统一。在一定时期、一定区域、一定活动方式和强 度、一定科学技术条件下，环境承载力的大小是相对确定下来的。但是如果时间、 空间、作用方式和强度以及科技条件这四者当中一项或者多项发生改变时，环境 承载力就非常有可能随之发生变化。首先，不同的地区的环境因子( 大气、水文、 9 苏州 ： 技学院硕f ：学化论文 第二审环境承载力及计算方法 土壤、生物等) 的组合各不相同，由这些环境因子决定的环境承载力当然也会各 不相同：即便对同一地区来说，不同时期的环境承载力的大小也有可能不一样【2 1 2 5 】。一般来说，环境承载力的大小与该地区各类环境因子量的增加与减少或质的 改善与恶化呈相同方向发生改变【2 6 1 。其次，特定地区环境承载力的大小直接受 人类活动方式和强度的影响，高强度、高频率的人类活动对环境系统造成的影响 必定大于低强度、低频率的人类活动，即高强度、高频率的人类活动所占用的环 境承载力相对较多。因此，应与特定性质的人类活动相结合来评价某一区域的环 境承载力【z 5 2 7 j 。最后，能够改变环境承载力的又一重要因素是一定历史阶段下 的科技水平弘2 9 3 0 1 。容易看出，人类可以在充分掌握环境系统变化规律的前提 下，运用高超的科学技术手段来提高环境承载力【2 6 2 7 2 8 3 0 3 1 1 ，使其在量与质这 两方面都朝着预计的目标发生变化。不过，这种对人类活动有利的调控毕竟是有 限制的，肯定会受到环境系统本身所具有的客观条件所约束【2 6 】。 第二，客观性和主观性的统一。一方面，环境承载力是某一时期和某一状态 下环境系统用以约束人类生产、生活等活动的自然属性【2 1 、2 2 1 ，它是客观存在的， 不为人的意志所转移。并且，环境承载力反映的是环境系统的结构特征，其对量 与质两方面的规定也是客观的【2 3 、渊。在环境系统功能和结构没有发生本质变化 的情况下，对于某一区域来说，与生俱来的拥有支撑一定限度人类活动的承受能 力。而另一方面，具有客观性的环境承载力很容易受人类活动的影响而随之改变， 虽然其改变的结果也是客观的，但是否促成这种改变及向着什么方向改变，又在 极大程度上受人类活动的主观意志所操控，这正体现了其主观性。而且，客观存 在的环境承载力从理论上说应该是可以用数值度量的，但由于其自身的复杂性及 受影响因素的多样性而使得量化环境承载力的计算方法和评价标准又难免会带 有一定程度的主观性【2 1 1 。 第三，层次性【2 3 3 2 】和综合性的统一。首先，环境系统是包含多个子系统( 水 环境子系统、大气环境子系统、土地资源子系统、森林草场子系统、矿产资源子 系统等) 的多层次有机系统，并且各个子系统之间具有相对的独立性。因而，环 境承载力又可相应地细化为水环境承载力、大气环境承载力、土地资源承载力、 森林草场承载力和矿产资源承载力等，而每个二级目标还能够再分解为更明确、 更具体的指标，且每一层次的各个目标均能够单独进行求解，这正体现出了环境 承载力的层次性。但从另一角度分析，环境承载力的层次性也能够反过来理解为 这一概念的综合性。环境承载力作为判断人类社会进行的活动与环境系统是否协 调的重要评判指标，其最终数值含有高度浓缩的信息，有助于人类社会在宏观层 次上对自身活动进行评价，并予以进行调节和指导。 1 0 苏州科技学院硕l ：学位论文 第二章环境承载j 及计算方法 2 4 环境承载力计算方法 2 4 1 概念模型分析法 概念模型分析法是经过严密的逻辑思维而产生的，具备合理性、正确性的特 点，它以环境承载力理论的基本原理为出发点。不过该方法通常很难找到具体的 实证来进行检验，一般只不过是作为一种辅助指导性的量化思维。 较为熟悉的概念模型分析法如：可持续环境承载力( e c c s ) 模型、人口与 资源、经济的环境承载力模型( p e r ) 和环境承载率( e c r ) 模型是由北京大 学环境科学中心的叶文虎、洪阳【1 9 】等人首先提出的，下面分别予以介绍。 首先，可持续环境承载力( e c c s 模型) 的定义式如下： 一 ， 。 e c c s = f 埘s ，p s ，r s l 其中：。为无害于环境的技术经济体系，如环境友好技术、清洁生产工艺、 生态农业技术、绿色消费等。只为环境纳污能力、污染物许可排放量、能够再生 资源的持久利用量，r 。为替代不可再生资源的技术开发能力和可持续利用量。 其次，人口与资源、经济的环境承载力模型( p e r ) ，定义式如下： 。经济发展指标总量 一定标准下的人均经济指标 n 自然资源拥有总量 r | 一，= = 一 一 一定标准下的人均资源占有量 d d 人口经济承载力指数p = 等 也6 d d 人口资源承载力指数，= 等 肚 式中，醪表示经济社会技术人口容量，r e 表示自然资源人口容量，即表 示真实的人口规模。当e 1 ，r 1 时，表示承载力没有剩余：当e = 1 ，r = 1 时， 表示承载力刚好处于临界水平；当e 1 ，r 1