肖　俞，李卓卿，吳學(xué)燦，王　珺，宋福強(qiáng)，周盈濤

(云南省環(huán)境科學(xué)研究院生態(tài)保護(hù)研究中心，云南 昆明 650034)

?

區(qū)域生態(tài)承載力綜合評(píng)價(jià)及分析
——以云南省易門縣為例

肖俞，李卓卿，吳學(xué)燦，王珺，宋福強(qiáng)，周盈濤

(云南省環(huán)境科學(xué)研究院生態(tài)保護(hù)研究中心，云南 昆明 650034)

摘要：基于生態(tài)壓力、生態(tài)彈性力及社會(huì)生態(tài)發(fā)展水平之間的相互作用關(guān)系，利用綜合評(píng)價(jià)法構(gòu)建生態(tài)承載力評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，研究區(qū)域生態(tài)承載力水平，采用主成分分析法對(duì)指標(biāo)進(jìn)行賦權(quán)并求解易門縣生態(tài)承載力水平。針對(duì)易門縣主要的生態(tài)環(huán)境問(wèn)題利用GIS技術(shù)并結(jié)合相關(guān)數(shù)據(jù)，對(duì)該區(qū)域礦產(chǎn)資源承載力、耕地承載力和森林承載力進(jìn)行計(jì)算。結(jié)果顯示：2005—2013年，易門縣的生態(tài)承載力水平呈現(xiàn)先增大后減小的趨勢(shì)，并在2010年惡化為超載，但是社會(huì)生態(tài)發(fā)展水平保持持續(xù)增長(zhǎng)的態(tài)勢(shì)。2015年易門縣的銅礦可承載的經(jīng)濟(jì)能力為1200.932億元，保證年限為23.829a；最大允許耕地面積為13100.752km2；適合天然林生長(zhǎng)的生境面積為135470.780km2。

關(guān)鍵詞：生態(tài)壓力；生態(tài)彈性力；生態(tài)承載水平；社會(huì)生態(tài)發(fā)展水平；生態(tài)承載力；易門縣

生態(tài)承載力是生態(tài)系統(tǒng)的自我維持、自我調(diào)節(jié)能力, 資源與環(huán)境的供容能力及其可維系的社會(huì)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)強(qiáng)度和具有一定生活水平的人口數(shù)量[1]。區(qū)域的生態(tài)承載力指某一時(shí)期某一地域某一特定的生態(tài)系統(tǒng), 在確保資源的合理開(kāi)發(fā)利用和生態(tài)環(huán)境良性循環(huán)發(fā)展的條件下,可持續(xù)承載的人口數(shù)量、經(jīng)濟(jì)強(qiáng)度及社會(huì)總量的能力[1-2]。區(qū)域承載力具有系統(tǒng)性、開(kāi)放性、動(dòng)態(tài)性和綜合性等特點(diǎn), 它除受物質(zhì)基礎(chǔ)——區(qū)域資源環(huán)境制約外, 還受區(qū)域發(fā)展水平、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、科技水平、人口數(shù)量與素質(zhì)以及人民生活質(zhì)量等多種因素的影響[3]。關(guān)于區(qū)域生態(tài)承載力的研究方法較多，目前運(yùn)用比較廣泛的是生態(tài)足跡法[4-5]、 “驅(qū)動(dòng)力—狀態(tài)—響應(yīng)”法[3]、植被凈第一性生產(chǎn)力法[6-7]、狀態(tài)空間法[2,8]、生態(tài)承載力綜合分析法(高吉喜法)[9]。生態(tài)足跡法在考慮資源消費(fèi)時(shí)只注意到資源直接消費(fèi)而沒(méi)有注意間接消費(fèi)，并且沒(méi)有體現(xiàn)環(huán)境質(zhì)量的變化對(duì)生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生的影響；“驅(qū)動(dòng)力—狀態(tài)—響應(yīng)”往往不能夠反應(yīng)區(qū)域的生態(tài)承載的超載狀況；植被凈第一性生產(chǎn)力法從生物生產(chǎn)力角度研究生態(tài)承載力，不能反映環(huán)境質(zhì)量的變化以及人類各種社會(huì)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)對(duì)生態(tài)承載力產(chǎn)生的影響；狀態(tài)空間法不能得到具體的生態(tài)承載力大小，僅對(duì)是否超載做出評(píng)價(jià)，并且該方法需要選定標(biāo)準(zhǔn)參考值。運(yùn)用生態(tài)承載力綜合分析法既可以對(duì)區(qū)域的生態(tài)承載力水平做出評(píng)價(jià)，還可以求出具體的生態(tài)承載力值。

云南省易門縣作為云南省的滇中產(chǎn)業(yè)集聚區(qū)在《云南省主體功能區(qū)規(guī)劃》中被劃定為國(guó)家級(jí)集中連片重點(diǎn)開(kāi)發(fā)區(qū)域。重點(diǎn)開(kāi)發(fā)區(qū)要求有一定經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)，資源環(huán)境承載能力較強(qiáng)，發(fā)展?jié)摿Υ?，聚集人口和?jīng)濟(jì)條件較好，應(yīng)該重點(diǎn)進(jìn)行工業(yè)化、城鎮(zhèn)化開(kāi)發(fā)的城市化。為了實(shí)現(xiàn)易門縣可持續(xù)發(fā)展的目標(biāo)，本研究擬采用易門縣2005年、2010年和2013年相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，分析易門縣區(qū)域生態(tài)承載力的現(xiàn)狀、變化趨勢(shì)及礦產(chǎn)資源、耕地資源和森林資源的生態(tài)承載力。

1研究區(qū)域與研究方法

1.1研究區(qū)域

易門縣位于滇中高原西部，玉溪市西北，東經(jīng)101°54′～102°18′、北緯24°27′～24°57′。全境東西橫距44km，南北縱距57km，國(guó)土總面積1571km2，耕地資源面積23081.51km2，占全縣土地總面積的15.12%，2013年農(nóng)民人均耕地有0.198km2(2.97畝)[10]。易門縣森林植被屬高原亞熱帶北部常綠闊葉林地帶，滇中、滇東高原半濕潤(rùn)常綠闊葉林、云南松林區(qū)中的滇中高原盆谷滇青岡林、元江栲林、云南松林亞區(qū)。全縣植被可劃分為半濕潤(rùn)常綠闊葉林、落葉闊葉林、暖溫性針葉林、干熱河谷稀樹(shù)灌木草叢、暖性石灰?guī)r灌叢等類型。易門縣水資源總量11.086億m3(含過(guò)境水)，人均水資源量超過(guò)6000m3，是全省水資源較豐富的縣區(qū)之一[11,13]。易門縣礦產(chǎn)資源也較豐富，特別是銅礦資源，已探明的銅金屬儲(chǔ)量81.145萬(wàn)t，是整個(gè)云南省重要的銅礦產(chǎn)區(qū)[12]。易門縣主要的生態(tài)環(huán)境問(wèn)題一是由于坡耕地面積大，不合理的耕種模式造成坡耕地水土流失問(wèn)題較突出；二是礦山開(kāi)采對(duì)森林植被破壞大，礦山生態(tài)問(wèn)題突出；三是森林資源結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，現(xiàn)存植被主要是次生林和人工林，結(jié)構(gòu)組成簡(jiǎn)單，生態(tài)效益不高。

1.2研究方法

1.2.1綜合評(píng)價(jià)承載力模型

區(qū)域承載力可由生態(tài)承載力水平(ECL)和社會(huì)生態(tài)發(fā)展水平(EDL)來(lái)表征。區(qū)域生態(tài)承載水平(ECL)定量表征區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)的承載狀態(tài)，描述社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展與區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)協(xié)調(diào)狀況，揭示人類對(duì)區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)、利用的環(huán)境效益。區(qū)域生態(tài)發(fā)展水平(EDL)則用來(lái)衡量某一時(shí)間該區(qū)域社會(huì)、經(jīng)濟(jì)發(fā)展的規(guī)模、水平及其資源利用效率和排污水平等，描述人類對(duì)區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)利用的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益[15]。如果區(qū)域生態(tài)承載水平計(jì)算結(jié)果顯示區(qū)域生態(tài)承載力處于可承載水平，則區(qū)域社會(huì)生態(tài)發(fā)展水平(EDL)越高，說(shuō)明區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)利用的社會(huì)、經(jīng)濟(jì)效益越高。區(qū)域生態(tài)承載水平(ECL)可簡(jiǎn)單分為兩部分，一部分為承載媒體，另一部分為承載對(duì)象。要想確定一個(gè)區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)的承載狀況時(shí)，必須知道承載媒體的客觀承載能力大小，被承載的壓力對(duì)象的大小，然后才可以了解生態(tài)系統(tǒng)是否超載或是低載[9]。承載媒體的大小可用生態(tài)彈性力(ECE)來(lái)表征，承載對(duì)象則用生態(tài)壓力(ECP)來(lái)表征[14]。根據(jù)上述理論及方法建立生態(tài)壓力和生態(tài)彈性力評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，形成評(píng)價(jià)模型。

(1)

(2)

生態(tài)承載水平評(píng)價(jià)模型：IECL=IECE-IECP

(3)

式(1)～(3)中：IECP為生態(tài)壓力指數(shù)；IECPi為生態(tài)壓力指數(shù)第i類指標(biāo)；IECE為生態(tài)彈性力指數(shù)；IECEi為生態(tài)彈性力指數(shù)第i類指標(biāo)；IECL為生態(tài)承載水平指數(shù)；Wi為第i類指標(biāo)的權(quán)重；n為評(píng)價(jià)指標(biāo)總數(shù)。生態(tài)承載力評(píng)價(jià)結(jié)果以“紅、綠”2個(gè)等級(jí)表示。

表1　區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)承載力指數(shù)及其對(duì)應(yīng)狀態(tài)

1.2.2綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)體系建立

區(qū)域生態(tài)彈性力是抵抗環(huán)境干擾帶來(lái)的影響和破壞進(jìn)行自我調(diào)節(jié)、自我恢復(fù)和自我延續(xù)的能力，其能力大小不僅由自然環(huán)境和資源狀況提供，更重要的是受生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與功能，以及人類的社會(huì)經(jīng)濟(jì)行為所制約。生態(tài)壓力在實(shí)質(zhì)上會(huì)破壞生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能，其主要表現(xiàn)是資源占用和環(huán)境污染的狀況[15]。生態(tài)系統(tǒng)是一個(gè)完整的復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)，在考慮生態(tài)壓力時(shí)考慮總量的壓力。根據(jù)生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)承載力、生態(tài)壓力和區(qū)域社會(huì)生態(tài)發(fā)展水平的定義及其內(nèi)容，結(jié)合易門縣的資源環(huán)境狀況及其主要的生態(tài)環(huán)境問(wèn)題，在遵循指標(biāo)體系建立的代表性原則、簡(jiǎn)明易操作原則、易獲性原則、綜合性原則和系統(tǒng)性原則下，建立了易門縣區(qū)域生態(tài)承載力評(píng)價(jià)指標(biāo)體系[8，16-24]，如表2所示。指標(biāo)值中價(jià)格的計(jì)算利用GDP平減指數(shù)換算成2012年的價(jià)格。

1.2.3研究數(shù)據(jù)來(lái)源

本研究所使用的數(shù)據(jù)包括遙感數(shù)據(jù)、地形數(shù)據(jù)和土地利用數(shù)據(jù)等。遙感數(shù)據(jù)主要包括易門縣2005年、2010年和2013年DEM數(shù)據(jù)，分辨率30m×30m；TM數(shù)據(jù)，易門縣林業(yè)二調(diào)的數(shù)據(jù)。資源類、環(huán)境類、經(jīng)濟(jì)類數(shù)據(jù)主要為二類資源清查數(shù)據(jù)、環(huán)境公報(bào)數(shù)據(jù)等，通過(guò)對(duì)現(xiàn)有資料進(jìn)行收集和整理 。

1.2.4生態(tài)承載力計(jì)算

在區(qū)域生態(tài)承載力的評(píng)價(jià)中必須全面考慮表征生態(tài)彈性力、生態(tài)壓力以及社會(huì)生態(tài)發(fā)展水平的各個(gè)指標(biāo)要素。由于生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)部要素之間相互影響、相互制約形成了錯(cuò)綜復(fù)雜的關(guān)系，所以選取的評(píng)價(jià)指標(biāo)之間彼此有一定的相關(guān)性，因而所得的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)反映的信息在一定程度上有重疊。本研究應(yīng)用主成分分析方法對(duì)具體指標(biāo)得到易門縣區(qū)域生態(tài)承載水平指數(shù)和社會(huì)生態(tài)發(fā)展水平指數(shù)，該方法可以避免因選擇指標(biāo)過(guò)多信息重疊而導(dǎo)致評(píng)價(jià)結(jié)果不準(zhǔn)確的缺點(diǎn)，并且該方法的賦權(quán)方法為客觀賦權(quán)，避免了人為賦權(quán)的主觀因素影響，使評(píng)價(jià)結(jié)果更加真實(shí)、科學(xué)。主成分分析(principal component analysis)是將分散在一組變量上的信息，集中到某幾個(gè)綜合指標(biāo)(主成分)上的一種探索性統(tǒng)計(jì)分析方法。它利用降維的思想，將多個(gè)變量化為少數(shù)幾個(gè)互不相關(guān)的主成分，從而描述數(shù)據(jù)集的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，其數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化方法是直線式中的Z值得分法，在數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化時(shí)負(fù)向指標(biāo)首先取倒數(shù)轉(zhuǎn)換成正向指標(biāo)再進(jìn)行指標(biāo)數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)化[24]。

⑴ 成分提取

通過(guò)運(yùn)用 SPSS17.0軟件對(duì)易門縣區(qū)域生態(tài)彈性力指數(shù)、生態(tài)壓力指數(shù)和社會(huì)生態(tài)發(fā)展水平標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)分別進(jìn)行主成份分析，得到3個(gè)指數(shù)的方差分解主成分提取分析表。 根據(jù)初始特征根> 1 的原則，分別對(duì)3個(gè)指數(shù)提取2/1個(gè)主成分，如表3所示。

表2　區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)承載力評(píng)價(jià)指標(biāo)

(2)易門縣生態(tài)承載力計(jì)算

將得到的特征向量與標(biāo)準(zhǔn)化后生態(tài)彈性力、生態(tài)壓力和社會(huì)生態(tài)發(fā)展水平各指標(biāo)的數(shù)據(jù)相乘就可以得出主成分得分值。最后，以每個(gè)主成分所對(duì)應(yīng)的特征值占所提取主成分總的特征值之和的比例作為權(quán)重，就可以計(jì)算出易門縣生態(tài)承載水平指數(shù)和社會(huì)發(fā)展水平指數(shù)，其結(jié)果見(jiàn)表4。生態(tài)承載力等水平變化趨勢(shì)如圖1所示。

表3　主成分因子的方差貢獻(xiàn)率分析表

表4　生態(tài)承載力計(jì)算結(jié)果

2結(jié)果與分析

2.1生態(tài)承載水平分析

對(duì)比2005、2010、2013年易門縣生態(tài)承載水平指數(shù)，其結(jié)果顯示易門縣生態(tài)承載水平呈現(xiàn)先降低后提高的趨勢(shì)，這與生態(tài)彈性力變化的趨勢(shì)是一致的。2005年的生態(tài)承載水平是可承載的區(qū)域的發(fā)展處于一種可持續(xù)發(fā)展?fàn)顟B(tài)。到了2010年，該區(qū)域的生態(tài)承載水平進(jìn)一步降低，區(qū)域生態(tài)承載力超載，生態(tài)系統(tǒng)處于一種失衡的狀態(tài)。

易門縣生態(tài)承載水平降低的主要原因是生態(tài)壓力的迅速增大。2005—2013年，易門縣堅(jiān)持走“工業(yè)富縣”的路子，工業(yè)占GDP比重從2005年的35.52%持續(xù)增長(zhǎng)到2013年的48.8%，工業(yè)類型主要以鋼、鐵和陶瓷水泥等污染較大的類型為主，排放的污染物逐年大幅度增加。同時(shí)工業(yè)用水量也大大增加，從2005年的970萬(wàn)m3增加到2013年的1800萬(wàn)m3。礦業(yè)開(kāi)發(fā)強(qiáng)度的增大和耕地以及建設(shè)用地的進(jìn)一步開(kāi)發(fā)也增加了對(duì)生態(tài)系統(tǒng)資源承載力的壓力。與之相對(duì)應(yīng)的土地脅迫壓力增大，其帶來(lái)的水土流失面積也隨之增大?？傊?，2005—2013年，易門縣的社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展無(wú)論從資源的承載力還是環(huán)境的承載力上都給易門縣帶來(lái)了越來(lái)越大的壓力。

易門縣生態(tài)承載水平降低的另外一個(gè)原因歸咎于生態(tài)彈性力的減小。易門縣生態(tài)系統(tǒng)的彈性力2005—2013年呈現(xiàn)出先減小后增大的趨勢(shì)。2010年生態(tài)彈性力最小，其主要原因是2010年云南遭遇了百年一遇的大旱，氣溫和降水與常年值(1971—2013年)相比變化較大，在一定程度上影響了生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性，使其彈性力受到了影響。干旱使得易門縣生境質(zhì)量和植被覆蓋率降低，生態(tài)彈性力減小。 “十二五”期間，易門縣響應(yīng)“可持續(xù)發(fā)展”的戰(zhàn)略方針和生態(tài)文明建設(shè)的指導(dǎo)方案。在此期間，該區(qū)域增加了教育和環(huán)境保護(hù)的投資，加大了退耕還林和公益林管護(hù)，從而增加了生態(tài)穩(wěn)定性，提高了生態(tài)系統(tǒng)的生態(tài)彈性力。

從計(jì)算分析結(jié)果來(lái)看，雖然2013年生態(tài)彈性力相比2005年和2010年都增大了，但其增加的幅度沒(méi)有生態(tài)壓力增加的幅度大，所以最終的計(jì)算結(jié)果是2013年易門縣生態(tài)承載水平超載。由此看來(lái)，為了實(shí)現(xiàn)易門縣社會(huì)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展，易門縣首先應(yīng)該制定土地資源節(jié)約、集約利用方案，實(shí)施最嚴(yán)格的耕地保護(hù)制度和節(jié)約用地制度，積極創(chuàng)建“國(guó)土資源節(jié)約集約模范縣”。以城鎮(zhèn)、工業(yè)、旅游用地為主，加快推進(jìn)低丘緩坡土地綜合開(kāi)發(fā)利用試點(diǎn)項(xiàng)目，大力推進(jìn)“工業(yè)上山、城鎮(zhèn)上山”。建設(shè)完成節(jié)地型和緊湊型城鎮(zhèn)；其次制定“易門縣最嚴(yán)格水資源管理制度實(shí)施辦法”及水資源開(kāi)發(fā)利用控制、用水效率控制、水功能區(qū)限制納污“三條紅線”指標(biāo)。進(jìn)一步提高旱作農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉水平，擴(kuò)大節(jié)水灌溉示范面積。提高水資源重復(fù)利用率，降低工業(yè)新鮮水耗。再次實(shí)施總量控制和減排，加強(qiáng)對(duì)減排企業(yè)的監(jiān)管，同時(shí)，提高工業(yè)園區(qū)的環(huán)保準(zhǔn)入水平，盡量減少污染型企業(yè)進(jìn)入工業(yè)園區(qū)。最后，易門縣應(yīng)加大環(huán)保投資比重，加大治理水土流失及礦山的恢復(fù)力度，加大退耕還林和公益林管護(hù)的力度，增加易門縣生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性，提高生態(tài)系統(tǒng)的彈性力。

2.2生態(tài)發(fā)展水平分析

2005—2013年，易門縣的社會(huì)生態(tài)發(fā)展水平是顯著提高的，說(shuō)明人類對(duì)區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)利用的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益也是逐年提高的。隨著科學(xué)技術(shù)水平的提高，第三產(chǎn)業(yè)比重、經(jīng)濟(jì)密度、人均GDP和城市化率得到長(zhǎng)足的提高，隨著GDP的增長(zhǎng)和人民生活水平的提高，城市恩格爾系數(shù)也逐年呈大幅度降低的趨勢(shì)。計(jì)劃生育的政策實(shí)施后，人口增長(zhǎng)率得到削減，從而使易門縣人口密度得到了削減。總之，由于科技水平的提高，易門縣社會(huì)生態(tài)發(fā)展水平呈現(xiàn)逐年提高的趨勢(shì)。

2.3礦產(chǎn)資源承載力分析

目前對(duì)礦產(chǎn)資源承載力的研究主要從人口承載力和經(jīng)濟(jì)承載力兩個(gè)方面評(píng)價(jià)。礦產(chǎn)資源人口承載力是指在一定的社會(huì)經(jīng)濟(jì)條件下,一定區(qū)域的礦產(chǎn)資源存量用間接的方式可以維持人類消費(fèi)的人口數(shù)量。而人類對(duì)礦產(chǎn)資源的消費(fèi)主要是間接消費(fèi),即生產(chǎn)消費(fèi)。礦產(chǎn)資源消費(fèi)數(shù)量的大小主要取決于生產(chǎn)規(guī)模或經(jīng)濟(jì)規(guī)模。所以礦產(chǎn)資源人口承載力實(shí)際上由礦產(chǎn)資源經(jīng)濟(jì)承載力決定。鑒于此,本研究選擇評(píng)價(jià)礦產(chǎn)資源經(jīng)濟(jì)承載力[19]。通過(guò)兩個(gè)途徑評(píng)價(jià)重點(diǎn)礦業(yè)經(jīng)濟(jì)區(qū)的礦產(chǎn)資源經(jīng)濟(jì)承載力。①直接測(cè)算礦產(chǎn)資源的經(jīng)濟(jì)承載力。礦產(chǎn)資源經(jīng)濟(jì)承載力是指在一定時(shí)期內(nèi)某種礦產(chǎn)資源的剩余可采儲(chǔ)量所能支撐的經(jīng)濟(jì)規(guī)模。計(jì)算公式為:CE=R/RG。式中:CE為礦產(chǎn)資源經(jīng)濟(jì)承載力，值越大表示礦產(chǎn)資源對(duì)經(jīng)濟(jì)的承載力越大；R為某一時(shí)期礦產(chǎn)資源剩余可采儲(chǔ)量；RG為單位國(guó)民生產(chǎn)總值礦產(chǎn)資源消費(fèi)量。②測(cè)算礦產(chǎn)資源保證年限。礦產(chǎn)資源保證年限是指某一時(shí)期的礦產(chǎn)資源剩余可采儲(chǔ)量可以維持當(dāng)前的生產(chǎn)消費(fèi)規(guī)模的年限。計(jì)算公式為:Y=R/C。式中:Y為礦產(chǎn)資源保證年限；R為礦產(chǎn)資源剩余可采儲(chǔ)量；C為當(dāng)前的礦產(chǎn)資源年消費(fèi)量[19-20]。

玉溪市易門縣礦產(chǎn)資源勘察顯示：2007年易門縣銅金屬儲(chǔ)量為78.869萬(wàn)t，規(guī)劃到2015年，由于提升了資源勘察技術(shù)，易門縣的銅礦資源儲(chǔ)量將在2007年基礎(chǔ)上增加10萬(wàn)t，即2015年易門縣銅金屬儲(chǔ)量將達(dá)到88.869萬(wàn)t。2013年易門縣銅金屬的單位GDP消耗量為0.074t/萬(wàn)元[25]。按照2013年的資源消耗水平，截止2015年易門縣的銅礦資源可承載的經(jīng)濟(jì)能力為1200.932億元，從2015年起，易門縣銅礦資源的保證年限為23.829a。

2.4耕地承載力分析

根據(jù)以往的研究，耕地承載力最好的衡量指標(biāo)是最大允許耕地面積。最大耕地面積決定于水資源條件和土壤侵蝕等限制因素。其中水資源條件是首要限制因素。根據(jù)公式A=W/I(A為最大耕地面積，W為農(nóng)業(yè)用水量，I為單位面積耕地用水定額)，可以計(jì)算出水資源限制條件下的允許耕地開(kāi)墾面積。其次，土壤侵蝕也是耕地開(kāi)墾限制的重要條件，而水土流失主要跟地形坡度有關(guān)。根據(jù)以往研究，15°以上的坡地，水土流失的可能性將大大增加[15]。易門縣水土流失的問(wèn)題也比較嚴(yán)重，在進(jìn)行耕地承載力的計(jì)算時(shí)應(yīng)該將水土流失影響面積剔除。

易門縣豐水年除工業(yè)用水、生活用水外，農(nóng)業(yè)可供水量為1.291億m3，枯水年為0.724億m3，易門縣農(nóng)業(yè)額定用水定額平均為6750m3/km2，則豐水年易門縣在水資源限制條件下最大允許耕地面積為19125.926km2,枯水年為10725.926km2，本研究取枯水年數(shù)據(jù)[25]。

將易門縣土地利用類型圖與坡度圖進(jìn)行疊加剔除坡度>15°的坡地，考慮到易門縣水土流失嚴(yán)重的問(wèn)題，將坡度<15°的土地利用類型圖與易門縣水土流失侵蝕圖疊加剔除中度和重度水土流失土地。按照2013年的土地利用情況，易門縣在坡度和水土流失條件制約下最大允許開(kāi)墾的耕地面積為13100.7522km2。

綜合考慮水資源、坡度及水土流失問(wèn)題的限制，易門縣最大允許開(kāi)墾的耕地面積為10725.926km2，均勻分布在整個(gè)易門縣，如圖2所示。

2.5森林承載力分析

易門縣的天然林主要生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能為土壤保持和水源涵養(yǎng)，但林分結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單，云南松和油杉所占比重較高，森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)效益較低。為提高易門縣森林生態(tài)效益，應(yīng)補(bǔ)種其他具有水土保持和水源涵養(yǎng)功能的樹(shù)種，如雜灌、小石積、櫟類和其他闊葉林等。從自然保護(hù)的角度看，森林面積應(yīng)該盡可能大，但是滿足具有良好生態(tài)功能的森林生長(zhǎng)的生境是有限的[15]。本研究通過(guò)分析計(jì)算易門縣適合具有良好生態(tài)效益的天然林生長(zhǎng)的生境面積來(lái)計(jì)算其森林的生態(tài)承載力。

經(jīng)過(guò)分析，易門縣適合雜灌、小石積、櫟類和其他闊葉林等天然林生長(zhǎng)的生境較為廣泛，條件是海拔1059～2536m，坡度為6°～46°。將符合條件的森林植被覆蓋圖與土地利用類型圖疊加剔除不能進(jìn)行植樹(shù)的采礦用地、建設(shè)用地、河流水庫(kù)和灘地等土地利用類型。經(jīng)過(guò)疊圖計(jì)算易門縣適合雜灌、小石積、櫟類和其他闊葉林等天然林生長(zhǎng)的生境面積為135470.780km2，這些生境均勻分布于整個(gè)易門縣，如圖3所示。易門縣有較好的恢復(fù)原生植被的潛力。

3小結(jié)與討論

本研究以生態(tài)彈性力和生態(tài)壓力為切入點(diǎn)，充分考慮人的能動(dòng)作用和政策制定的影響，制定綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)對(duì)易門縣的生態(tài)承載水平和生態(tài)發(fā)展水平進(jìn)行評(píng)估，并結(jié)合GIS技術(shù)手段估算出易門縣銅礦資源的承載力、最大允許開(kāi)墾的耕地面積和范圍、易門縣最適合具有較好生態(tài)效益的原生森林的生境面積及范圍。

(1)對(duì)易門縣2005、2010和2013年的生態(tài)承載水平的計(jì)算顯示易門縣生態(tài)承載水平呈現(xiàn)先減小后增大的趨勢(shì)。原因是地區(qū)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展使得生態(tài)壓力大幅度增加，而生態(tài)彈性力由于氣候和人為的原因在2010年達(dá)到最小，導(dǎo)致2010年生態(tài)承載力最低?！笆濉逼陂g由于環(huán)保投資的加大和生態(tài)環(huán)保措施的執(zhí)行，使得生態(tài)承載力水平有緩慢提高。

(2)遴選社會(huì)和經(jīng)濟(jì)指標(biāo)對(duì)生態(tài)發(fā)展水平進(jìn)行評(píng)價(jià)，揭示了易門縣2005—2013年生態(tài)發(fā)展水平是逐年提高的，說(shuō)明易門縣利用生態(tài)系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)效率和社會(huì)效率是逐年提高的。其原因也該歸功于科技的發(fā)展帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。

(3)礦產(chǎn)資源消費(fèi)數(shù)量的大小主要取決于生產(chǎn)規(guī)?；蚪?jīng)濟(jì)規(guī)模，其人口承載力實(shí)際上由礦產(chǎn)資源經(jīng)濟(jì)承載力決定。本研究利用相關(guān)規(guī)劃數(shù)據(jù)和年鑒數(shù)據(jù)計(jì)算出易門縣2015年銅礦資源可承載的經(jīng)濟(jì)能力為1200.932億元，可保證年限為23.829a。雖然本研究對(duì)易門縣2015年的銅礦資源承載力進(jìn)行了估算，但是礦產(chǎn)資源的儲(chǔ)量由于資源勘察能力的變化，每年的儲(chǔ)量數(shù)據(jù)是不一致的。盡管如此，一個(gè)地區(qū)的礦產(chǎn)資源不是取之不盡用之不竭的。所以礦產(chǎn)資源開(kāi)發(fā)地區(qū)應(yīng)該每年進(jìn)行礦產(chǎn)資源承載力的評(píng)估，以判斷對(duì)礦產(chǎn)資源的開(kāi)采是否過(guò)量，是否會(huì)導(dǎo)致礦產(chǎn)資源的提早枯竭而讓整個(gè)地區(qū)的發(fā)展陷入絕境。

(4)本研究利用GIS手段，綜合考慮水資源和地形因素，計(jì)算出易門縣最大允許開(kāi)墾耕地面積為10725.926km2。實(shí)際上除了水資源和水土流失這兩個(gè)因素，限制耕地開(kāi)墾的因素還有很多，例如沙化和石漠化的限制，此外每個(gè)地區(qū)在考慮發(fā)展時(shí)應(yīng)該留有一定的林地保有量。在充分考慮上述因素時(shí)才能評(píng)估一個(gè)地區(qū)的允許最大開(kāi)墾的耕地面積。所以，本研究計(jì)算出的易門縣的最大允許開(kāi)墾的耕地?cái)?shù)量是偏大的。

(5)本研究利用GIS手段對(duì)易門縣適合雜灌、小石積、櫟類和其他闊葉林等天然林生長(zhǎng)的生境面積進(jìn)行計(jì)算，為135470.780km2。本研究中考慮的因素為海拔和坡度，但在一個(gè)縣級(jí)行政區(qū)域里面還有坡相、土壤等因素，所以本研究計(jì)算出的生境面積偏大。希望后續(xù)有更好的工作團(tuán)隊(duì)能夠?qū)⒂?jì)算森林生態(tài)承載力的工作做得更加完善和細(xì)致。

參考文獻(xiàn)：

[1]楊志峰,隋欣.基于生態(tài)系統(tǒng)健康的生態(tài)承載力評(píng)價(jià)[J].環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào),2005,25(5):586-594.

[2]高吉喜.新世紀(jì)生態(tài)環(huán)境管理的理論與方法[J].環(huán)境保護(hù),2002(7):9-13.

[3]毛漢英，余林丹.環(huán)渤海地區(qū)區(qū)域承載力研究[J].地理學(xué)報(bào),2001,56(3):363-371.

[4]徐中民，程國(guó)棟，張志強(qiáng).生態(tài)足跡方法:可持續(xù)性定量研究的新方法——以張掖地區(qū)1995年的生態(tài)足跡計(jì)算為例[J].生態(tài)學(xué)報(bào),2001,21(9):1484-1493.

[5]董澤琴，孫鐵珩.生態(tài)足跡研究——遼寧省生態(tài)足跡計(jì)算與分析[J].生態(tài)學(xué)報(bào),2004,24(12):2735 -2739.

[6]王家驥，姚小紅, 李京榮,等.黑河流域生態(tài)承載力估測(cè)[J].環(huán)境科學(xué)研究,2000,13(2):44 -48.

[7]周廣勝,袁文平,周莉,等.東北地區(qū)陸地生態(tài)系統(tǒng)生產(chǎn)力及其人口承載力分析[J].植物生態(tài)學(xué)報(bào),2008,32 (1)：65-72.

[8]曹茂林.基于狀態(tài)空間法的揚(yáng)州市生態(tài)承載力定量評(píng)價(jià)[J].三峽環(huán)境與生態(tài),2012,34(2):47-50.

[9]高吉喜.可持續(xù)發(fā)展理論探索：生態(tài)承載力理論、方法與運(yùn)用[M].北京：中國(guó)環(huán)境科學(xué)出版社,2001：88-90.

[10]易門縣人民政府.玉溪市易門縣土地利用總體規(guī)劃(2006-2020)[R].2010.

[11] 易門縣人民政府.易門縣水利發(fā)展“十二五”規(guī)劃(2011-2015)[R].2010.

[12] 易門縣人民政府.玉溪市易門縣礦產(chǎn)資源利用規(guī)劃(2008-2015)[R].2010.

[13] 易門縣人民政府.易門縣水資源保護(hù)規(guī)劃(2003-2020[R].2010.

[14] 燕守廣，沈渭?jí)?，鄒長(zhǎng)新,等.長(zhǎng)江三角洲地區(qū)復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)承載力研究[J].生態(tài)與農(nóng)村環(huán)境學(xué), 2010，26(6)：529-533.

[15] 沈渭濤，張慧，鄒長(zhǎng)新,等.區(qū)域生態(tài)承載力及生態(tài)安全研究[M].北京：中國(guó)環(huán)境科學(xué)出版社,2010：63-162.

[16] 張瑞斌, 王三洲, 趙言文,等.基于SPSS的灌河口區(qū)域生態(tài)承載力評(píng)價(jià)[J].南京林業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),2010, 34(1):586 -594.

[17] 毛漢英，余丹林.環(huán)渤海地區(qū)區(qū)域承載力研究[J].地理學(xué)報(bào),2001,56(3):363 -371.

[18] 吳浩，候威，錢忠華,等.基于氣候變化綜合指數(shù)的中國(guó)近50年來(lái)氣候變化敏感性研究[J].物理學(xué)報(bào),2012, 64(14):1 -9.

[19] 余敬，姚書振.礦產(chǎn)資源可持續(xù)力及其系統(tǒng)構(gòu)建[J].地球科學(xué)—中國(guó)地質(zhì)大學(xué)學(xué)報(bào),2002,27(1):85-89.

[20] 嚴(yán)也舟,成金華.重點(diǎn)礦業(yè)經(jīng)濟(jì)區(qū)礦產(chǎn)資源承載力評(píng)價(jià)[J].國(guó)土資源科技管理,2014,31(4):29-33.

[21] HJ192-2015生態(tài)環(huán)境狀況評(píng)價(jià)技術(shù)規(guī)范[S].北京：中國(guó)環(huán)境保護(hù)部，2015.

[22] HJ623-2011區(qū)域生物多樣性評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)[S].北京：中國(guó)環(huán)境保護(hù)部，2011.

[23] 丁暉，秦衛(wèi)華.生物多樣性評(píng)估指標(biāo)及其案例研究[M].北京：中國(guó)環(huán)境科學(xué)出版社,2009：41.

[24] 邱東.多指標(biāo)總體評(píng)價(jià)方法的系統(tǒng)分析[M].北京：中國(guó)統(tǒng)計(jì)出版社,1991:74-79.

[25] 易門縣統(tǒng)計(jì)局.云南省易門縣2013年統(tǒng)計(jì)資料年鑒[R].2014.

The Comprehensive Evaluation and Analysis of Regional Ecological Carrying Capacity--Taking Yi Men County as a Case

XIAO Yu, LI Zhuo-qing, WU Xue-can, WANG Jun, SONG Fu-qing, ZHOU Ying-tao

(Yunnan Institute of Environment Science, Kunming Yunnan 650034 ,China)

Abstract：Ecological Pressure, ecological elasticity and ecological development level are the three important forces affecting ecosystem. Based on the relationship among them, an index system was established using the method of comprehensive evaluation to weight the indices to evaluate the ecological carrying capacity of Yi Men County. Based on the ecological problem of Yi Men County, ecological carrying capacity of mineral resources, farmland and forest were calculated with the aid of the GIS technology and the relevant data. The results showed that the ecological carrying level of Yi Men County firstly increases and then decreases from 2005 to 2013, and it overloaded in 2010. However the social ecological development demonstrated a rising trend. The economic carrying capacity of copper resource in 2015 will be 120.0932 billion Yuan, the guarantee time of copper resource will be 23.829 years; The maximum allowable cultivated land area will be 13,100.752 hm2；The habitat area suitable for the growth of the natural forest will be 135,470.780 hm2.

Key words：ecological pressure; ecological elasticity; ecological carrying level; ecological development level; ecological carrying capacity; Yi Men County

中圖分類號(hào)：X821

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號(hào)：1673-9655(2016)01-0067-08

收稿日期：2015-09-09