范小杉, 何 萍
中國環(huán)境科學(xué)研究院, 環(huán)境基準(zhǔn)與風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 國家環(huán)境保護(hù)區(qū)域生態(tài)過程與功能評(píng)估重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 北京 100012
生態(tài)承載力環(huán)評(píng):研究進(jìn)展·存在問題·修正對(duì)策
范小杉, 何 萍*
中國環(huán)境科學(xué)研究院, 環(huán)境基準(zhǔn)與風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 國家環(huán)境保護(hù)區(qū)域生態(tài)過程與功能評(píng)估重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 北京 100012
環(huán)評(píng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的科學(xué)性和完備性是決定環(huán)評(píng)文件質(zhì)量及應(yīng)用價(jià)值的關(guān)鍵,但長期以來生態(tài)承載力環(huán)評(píng)技術(shù)一直是環(huán)評(píng)標(biāo)準(zhǔn)體系中最薄弱的環(huán)節(jié). 通過回顧國內(nèi)外生態(tài)承載力研究發(fā)展歷程,解析生態(tài)承載力概念和內(nèi)涵,介紹自然植被凈第一性生產(chǎn)力評(píng)估法、生態(tài)足跡法、資源供需平衡法與綜合指數(shù)法等常用生態(tài)承載力評(píng)估方法的評(píng)價(jià)原理、技術(shù)流程,指明上述各類方法片面注重“承載力”極值的量化或超載與否的評(píng)估,但卻忽視人類經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展產(chǎn)生壓力指標(biāo)與區(qū)域自然承載能力對(duì)應(yīng)關(guān)鍵指標(biāo)在指標(biāo)類型、大小及空間上的矛盾對(duì)立性研究,以致評(píng)價(jià)過程不清晰、評(píng)估成果對(duì)于優(yōu)化區(qū)域人地關(guān)系的參考價(jià)值十分有限. 在此基礎(chǔ)上結(jié)合我國生態(tài)承載力環(huán)評(píng)制度、技術(shù)導(dǎo)向及研究實(shí)踐狀況論述,指出現(xiàn)有生態(tài)承載力環(huán)評(píng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)存在技術(shù)方案不完整、評(píng)價(jià)內(nèi)容項(xiàng)目針對(duì)性弱、評(píng)價(jià)空間尺度與項(xiàng)目影響范圍不匹配等問題,以此為前提,提出重新界定規(guī)劃環(huán)評(píng)領(lǐng)域生態(tài)承載力概念,以提升科學(xué)性與實(shí)用性為目標(biāo)革新生態(tài)承載力環(huán)評(píng)技術(shù)框架體系,針對(duì)項(xiàng)目生態(tài)壓力類型及空間格局確立生態(tài)承載力評(píng)價(jià)內(nèi)容,充分利用3S等新技術(shù)開展生態(tài)承載力定量化評(píng)估等修正對(duì)策建議. 研究旨在為開展生態(tài)承載力評(píng)估技術(shù)革新與探索研究提供借鑒.
生態(tài)承載力; 環(huán)評(píng); 技術(shù); 方案; 框架; 改進(jìn); 對(duì)策
生態(tài)承載力(ecologicalcarrying capacity,ECC)評(píng)估是基于既定研究區(qū)資源稟賦、生態(tài)環(huán)境背景和經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展?fàn)顩r對(duì)區(qū)域可持續(xù)發(fā)展水平的定性定量評(píng)價(jià)技術(shù)過程[1];環(huán)境影響評(píng)價(jià)(environmental impact assessment,EIA)是對(duì)規(guī)劃或建設(shè)項(xiàng)目可能產(chǎn)生的資源、環(huán)境及生態(tài)效應(yīng)做出分析、預(yù)測(cè)和評(píng)估,并提出預(yù)防或者減輕不良環(huán)境影響的對(duì)策和措施的方法與制度[2]. 由于長期以來生態(tài)承載力在概念界定、評(píng)估技術(shù)及實(shí)踐應(yīng)用方面存在較多爭(zhēng)議,因此迄今為止國際綱領(lǐng)性環(huán)評(píng)指導(dǎo)文件[3-4]及西方發(fā)達(dá)國家環(huán)評(píng)指南[5]尚未將“生態(tài)承載力”正式納入環(huán)評(píng)制度體系. 而鑒于20世紀(jì)末期以來我國國內(nèi)高速經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展導(dǎo)致日趨激烈的人地矛盾關(guān)系和可持續(xù)發(fā)展的緊迫需求,2003年國家環(huán)境保護(hù)總局發(fā)布的HJT 130—2003《規(guī)劃環(huán)境影響評(píng)價(jià)技術(shù)導(dǎo)則(試行)》[6]開始涉及到與生態(tài)承載力相關(guān)的內(nèi)容;其后國家環(huán)保部發(fā)布的HJ 130—2014《規(guī)劃環(huán)境影響評(píng)價(jià)技術(shù)導(dǎo)則 總綱》[7]也對(duì)生態(tài)承載力評(píng)估內(nèi)容、技術(shù)方法、指標(biāo)體系等提出指導(dǎo)性意見. 但生態(tài)承載力評(píng)估一直是環(huán)評(píng)標(biāo)準(zhǔn)方法體系中技術(shù)基礎(chǔ)最薄弱的環(huán)節(jié),生態(tài)承載力評(píng)估在環(huán)評(píng)實(shí)踐及成果應(yīng)用中遭遇諸多困境[8-10]. 在此論述分析生態(tài)承載力評(píng)估研究發(fā)展歷程,分析相關(guān)問題并提出應(yīng)對(duì)措施,以期推動(dòng)生態(tài)承載力環(huán)評(píng)技術(shù)方法研究進(jìn)而有效提升環(huán)評(píng)成果應(yīng)用價(jià)值.
1798年英國經(jīng)濟(jì)學(xué)家Malthus[11]指出,資源、環(huán)境因子對(duì)人口數(shù)量及人類物質(zhì)財(cái)富的增長有決定性的限制作用;此后西方國家學(xué)者[12-13]開始對(duì)人口數(shù)量、物種種群數(shù)量及約束因子開展廣泛的理論與實(shí)踐探索,并提出logistic增長曲線方程;1922年美國學(xué)者Hadwen等[14]在研究阿拉斯加的馴鹿種群數(shù)量時(shí)最早提出“承載力”(carrying apacity)一詞;20世紀(jì)30年代初Leopold[15]、Errington[16]先繼將其介紹進(jìn)野生生物研究領(lǐng)域;1953年Odum[17]將其明確定義并納入全世界第一本系統(tǒng)講述生態(tài)學(xué)原理的教材,至此“承載力”成為生態(tài)學(xué)研究的重要內(nèi)容.
二戰(zhàn)后世界經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展,以致20世紀(jì)六七十年代發(fā)達(dá)國家普遍面臨嚴(yán)重的資源枯竭、環(huán)境污染和生態(tài)破壞問題.1968年日本學(xué)者將“環(huán)境容量(environmental capacity)”的概念引入到環(huán)境科學(xué)中[18],1972年羅馬俱樂部《增長的極限》指出土地、可供開采的資源和容納環(huán)境污染能力的有限性不能支持人類經(jīng)濟(jì)的無限增長[19],同年聯(lián)合國在瑞典斯德哥爾摩召開“人類環(huán)境會(huì)議”提出“可持續(xù)發(fā)展(sustainable development)”一詞[20];1985年聯(lián)合國教科文組織(UNESCO)和世界糧農(nóng)組織(FAO)提出了“資源承載力(resources carrying capacity)”的概念[21];1987年世界環(huán)境與發(fā)展委員會(huì)出版《我們共同的未來》對(duì)“可持續(xù)發(fā)展”作出了科學(xué)定義[22],此后“可持續(xù)發(fā)展”成為“承載力”研究的核心理念. 承載力研究領(lǐng)域涵蓋自然資源、環(huán)境污染及生態(tài)系統(tǒng)承載力范疇,研究范圍逐漸從定性轉(zhuǎn)為定量、從單一要素轉(zhuǎn)向綜合性多要素、從以生物種群、人口數(shù)量及經(jīng)濟(jì)增長極限探索逐漸轉(zhuǎn)向人類經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展面臨紛繁復(fù)雜現(xiàn)實(shí)問題的研究[23].
20世紀(jì)80年代末以來,生態(tài)承載力被定義為在一定區(qū)域范圍內(nèi),自然資源、生態(tài)環(huán)境、經(jīng)濟(jì)社會(huì)各子項(xiàng)協(xié)調(diào)、可持續(xù)發(fā)展的前提下,自然-經(jīng)濟(jì)-社會(huì)復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)所能容納的人類活動(dòng)的最大限度[24-27],具有“生態(tài)閾值”“資源可開發(fā)極值”與“環(huán)境容量”等學(xué)術(shù)內(nèi)涵[28-29],即我國國內(nèi)學(xué)者普遍理解的廣義的“生態(tài)承載力(ecological carry capacity)”概念;而狹義的生態(tài)承載力概念單指生態(tài)系統(tǒng)承載力,指特定研究區(qū)域維持其物種、生態(tài)系統(tǒng)生存、繁衍和持續(xù)發(fā)展為前提的人類經(jīng)濟(jì)社會(huì)活動(dòng)開發(fā)利用特定類別自然資源的最大規(guī)模和強(qiáng)度,或特定類型污染物的最大排放量.
但即使是狹義的“生態(tài)承載力”概念,生態(tài)承載力評(píng)估范疇也會(huì)與自然資源(開發(fā))承載力、環(huán)境(污染物排放)承載力有錯(cuò)綜復(fù)雜的關(guān)系,常規(guī)理解的資源承載力、環(huán)境承載力與生態(tài)系統(tǒng)承載力并非完全獨(dú)立、彼此割裂的關(guān)系,而是彼此之間存在緊密聯(lián)系的系統(tǒng)性關(guān)系,其根源在于:人類開發(fā)利用的任何空間區(qū)域都是由資源、環(huán)境與生態(tài)要素所構(gòu)成、并具有統(tǒng)一性特征的自然地域整體;人類開發(fā)利用某種資源的同時(shí)必然影響附著于該類資源的生態(tài)、環(huán)境要素,排放污染物也必然影響該污染排放地及臨近空間區(qū)域自然資源的可利用性,并對(duì)當(dāng)?shù)匚锓N、生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生直接或間接影響;所以資源承載力、環(huán)境承載力與生態(tài)系統(tǒng)承載力三者之間實(shí)際并沒有清晰的界限關(guān)系,只是在實(shí)際評(píng)估過程中根據(jù)環(huán)評(píng)需求側(cè)重承載力評(píng)估內(nèi)容不同而存在差異;同時(shí)由于可持續(xù)發(fā)展是以人類及其生態(tài)環(huán)境可持續(xù)生存發(fā)展為核心,而人類生存發(fā)展關(guān)鍵依賴于物種與生態(tài)系統(tǒng)健康、穩(wěn)定的可持續(xù)生存和繁衍,因此資源承載力、環(huán)境承載力的評(píng)估都以人類為核心生態(tài)系統(tǒng)承載力評(píng)估為前提,這就是廣義承載力概念命名為生態(tài)承載力并在國內(nèi)外廣泛應(yīng)用的根源.
鑒于上述對(duì)生態(tài)承載力概念的理解,長期以來國內(nèi)外生態(tài)承載力多采用廣義生態(tài)承載力開展承載力研究,生態(tài)承載力評(píng)估致力于在某一區(qū)域在既定的資源、環(huán)境及生態(tài)條件下,以資源可持續(xù)開發(fā)利用與人類經(jīng)濟(jì)社會(huì)及生態(tài)環(huán)境健康、穩(wěn)定、和諧可持續(xù)發(fā)展為前提,探索預(yù)測(cè)人口數(shù)量、人類物質(zhì)財(cái)富增長極值、產(chǎn)業(yè)發(fā)展最大規(guī)模,或評(píng)估某地區(qū)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展強(qiáng)度是否超過資源環(huán)境承載能力,處于“生態(tài)赤字(超載)”或“生態(tài)盈余(弱載)”狀態(tài).
因其研究目標(biāo)差異,生態(tài)承載力評(píng)估內(nèi)容、評(píng)估方法各不相同,以下分別予以論述.
1.3.1生態(tài)系統(tǒng)承載力研究
1.3.1.1生態(tài)閾值法
生態(tài)閾值是指促使生態(tài)系統(tǒng)(或特定物種)正常生長繁殖狀況從一種狀態(tài)快速轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪环N狀態(tài)的某特定生態(tài)因子所在的點(diǎn)或一段區(qū)間,是生態(tài)系統(tǒng)承載力概念模型的基礎(chǔ)[30]. 生態(tài)閾值的確定主要是以長期野外觀測(cè)、數(shù)據(jù)獲取(遙感監(jiān)測(cè)、大尺度的觀測(cè)網(wǎng)絡(luò))為前提,以問題導(dǎo)向,通過統(tǒng)計(jì)分析、模型模擬等多種方法確定生態(tài)閾值[31-32]. 但目前國內(nèi)外關(guān)于生態(tài)閾值的研究還局限于小尺度野外生態(tài)空間,并由于全球范圍內(nèi)物種、生態(tài)系統(tǒng)及其生態(tài)環(huán)境背景的復(fù)雜多樣性,針對(duì)某一地域特定物種、生態(tài)系統(tǒng)類型生態(tài)閾值研究成果很難應(yīng)用于另一區(qū)域,以致基于生態(tài)閾值研究成果開展生態(tài)承載力定量研究目前尚處于探索階段.
1.3.1.2物種種群數(shù)量承載力評(píng)估法
1838年比利時(shí)數(shù)學(xué)家Verhulst[12]首次構(gòu)建Logistic數(shù)學(xué)模型,并用19世紀(jì)初法國、比利時(shí)、俄羅斯等國的人口數(shù)據(jù)驗(yàn)證Malthus人口理論.20世紀(jì)早期歐美科研人員對(duì)實(shí)驗(yàn)室和野外條件下的生物種群數(shù)據(jù)開展Logistic方程擬合與實(shí)證研究,卻發(fā)現(xiàn)自然界生物種群增長并不符合Logistic曲線特征,只適用于計(jì)算封閉的、極為穩(wěn)定的系統(tǒng)[33-34],因此該計(jì)量方法逐漸淡出承載力量化研究舞臺(tái),只作為一種理論性的描述公式予以介紹.
1.3.1.3物種及生態(tài)系統(tǒng)適宜生境評(píng)估法
生境適宜性評(píng)價(jià)是根據(jù)特定物種或生態(tài)系統(tǒng)適宜生態(tài)因子(溫度、濕度、海拔等)范圍評(píng)估其適宜生存空間范圍的技術(shù)方法.1981年美國魚類和野生動(dòng)物局(US Fish and Wildlife Service)研制出第一款HSI(habitat suitability index)模型以評(píng)價(jià)墨西哥灣北部褐蝦和白蝦生境適宜性[35],其后該技術(shù)得以不斷修正和完善.21世紀(jì)初以來,以遙感影像為載體的3S技術(shù)成為大尺度評(píng)價(jià)野生動(dòng)物棲息地適宜性的主流技術(shù),其中普林斯頓大學(xué)Phillips等基于生態(tài)位原理用JAVA語言編寫了MaxEnt(maximum entropy models)模型軟件,結(jié)合GIS軟件平臺(tái),將已知物種分布點(diǎn)單元的生態(tài)因子條件作為樣點(diǎn)得出物種或生態(tài)系統(tǒng)生境約束條件,通過尋找與物種分布點(diǎn)的環(huán)境變量特征相同的單元預(yù)測(cè)物種適宜分布區(qū),自動(dòng)完成物種生境預(yù)測(cè)圖制作、主導(dǎo)生態(tài)環(huán)境因子分析[36],因此目前在全世界得到較廣泛的運(yùn)用.
1.3.1.4自然植被凈第一性生產(chǎn)力估測(cè)法
NPP(net primary productivity,凈第一性生產(chǎn)力)是指綠色植物在單位時(shí)間單位面積內(nèi)從光合作用產(chǎn)生的有機(jī)物總量中扣除自養(yǎng)呼吸后的剩余部分[37]. NPP作為保證植物活動(dòng)的關(guān)鍵變量,是陸地生態(tài)系統(tǒng)中物質(zhì)與能量運(yùn)轉(zhuǎn)研究的重要環(huán)節(jié),是地球生態(tài)系統(tǒng)中其他生物成員生存和繁衍的物質(zhì)基礎(chǔ). 目前全世界計(jì)算NPP的模型總共有20多種,大體分為氣候統(tǒng)計(jì)模型、過程模型、光能利用率模型[38]. 但NPP模型不考慮生態(tài)系統(tǒng)與物種多樣性及人類直接、間接、循環(huán)反復(fù)利用凈初級(jí)生產(chǎn)力方式的紛繁復(fù)雜性,因此用于承載力評(píng)估具有很大的局限性[39].
1.3.2資源承載力評(píng)估方法
1.3.2.1供需平衡法
供需平衡法的原理:通過區(qū)域各種資源存量與目前經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展中產(chǎn)生的資源需求量之間的差距以及區(qū)域生態(tài)環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀與期望生態(tài)環(huán)境質(zhì)量目標(biāo)之間的相對(duì)差距來評(píng)估區(qū)域承載力[40]. 但局限于靜態(tài)研究,且僅從資源的角度出發(fā),沒有考慮區(qū)域自然-經(jīng)濟(jì)社會(huì)系統(tǒng)的內(nèi)部機(jī)制和多方面因素,因此應(yīng)用范圍較為狹小.
1.3.2.2生態(tài)足跡法
加拿大生態(tài)經(jīng)濟(jì)學(xué)家Rees等[41]在1992年提出生態(tài)足跡分析法(ecological footprint):①按生產(chǎn)力類型、大小差異將研究區(qū)土地分為耕地、草地、林地、漁業(yè)用地、建設(shè)用地和能源用地(即碳吸收用地)6類,并折合成全球統(tǒng)一的、具有生產(chǎn)力的地域面積表征區(qū)域生態(tài)承載力(或生態(tài)足跡總供給);②將研究區(qū)內(nèi)人類社會(huì)生產(chǎn)消費(fèi)活動(dòng)按其對(duì)自然的影響類別分別折合成與前述承載力折算一致的生態(tài)壓力或生態(tài)足跡. 此方法把人類經(jīng)濟(jì)社會(huì)活動(dòng)對(duì)資源環(huán)境的影響簡(jiǎn)單歸結(jié)為對(duì)土地資源類型、規(guī)模數(shù)量和質(zhì)量的影響,在國內(nèi)外應(yīng)用較廣;但卻忽視了人類生產(chǎn)生活中各種污染物(并不僅僅是碳排放)對(duì)環(huán)境的影響,且采用國際均衡因子和產(chǎn)量因子作為轉(zhuǎn)換率或調(diào)節(jié)因子反映區(qū)域特征的量化方式過分粗略,因此遭受較多質(zhì)疑與爭(zhēng)議[42].
1.3.3環(huán)境承載力評(píng)估方法
環(huán)境承載力理論是以可持續(xù)發(fā)展為核心的區(qū)域生態(tài)環(huán)境對(duì)人類各種經(jīng)濟(jì)社會(huì)活動(dòng)類型、規(guī)模和強(qiáng)度,以水體、大氣、土壤等環(huán)境要素環(huán)境容量(即最大納污能力或允許污染負(fù)荷量)為理論基礎(chǔ);而環(huán)境容量指能夠被繼續(xù)使用(多以不同環(huán)境功能區(qū)特定類型污染物濃度控制標(biāo)準(zhǔn)為依據(jù))并仍保持良好生態(tài)系統(tǒng)并能夠持續(xù)支撐經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展規(guī)模時(shí),所能夠容納污染物的最大能力[43-45]. 目前在水環(huán)境容量、大氣環(huán)境容量評(píng)估方面,國內(nèi)外學(xué)者已研究構(gòu)建了一些評(píng)估應(yīng)用較廣、認(rèn)同度較高的評(píng)估模型[46-47],而土壤環(huán)境容量研究目前尚集中在土壤背景值、臨界值、污染物遷移系數(shù)和數(shù)學(xué)模型等方面[48],或以GB 15618—1995《土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》為基礎(chǔ),開展土壤對(duì)重金屬等污染物承載力等方面研究[49].
1.3.4綜合承載力評(píng)估方法
綜合承載力評(píng)估是把前述生態(tài)系統(tǒng)承載力、資源承載力、環(huán)境承載力作為區(qū)域綜合承載力的組成三要素,根據(jù)研究特點(diǎn)分別賦以值與權(quán)重進(jìn)而得到區(qū)域綜合承載力大小(多為指數(shù))的一種方法,目前國內(nèi)應(yīng)用較廣的主要有綜合指數(shù)法(也稱“高吉喜法”)[1]與狀態(tài)空間法[50].
1.3.4.1綜合指數(shù)法
首先計(jì)算研究區(qū)生態(tài)承載指數(shù):鑒于區(qū)域生態(tài)環(huán)境對(duì)人類經(jīng)濟(jì)社會(huì)活動(dòng)支持能力大小(生態(tài)承載指數(shù))取決于生態(tài)彈性能力、資源承載能力和環(huán)境承載能力3個(gè)方面,對(duì)地形地貌、土壤、植被、氣候和水文要素特征劃分級(jí)別并賦以相應(yīng)值和權(quán)重以評(píng)估生態(tài)彈性指數(shù),對(duì)土地資源、水資源、旅游資源和礦產(chǎn)資源情況賦以相應(yīng)值和權(quán)重以評(píng)估資源承載指數(shù),并用同樣的方法評(píng)價(jià)環(huán)境承載指數(shù);上述3類承載指數(shù)值再按區(qū)域特征分別賦以不同權(quán)重,即得研究區(qū)生態(tài)承載指數(shù). 其次計(jì)算研究區(qū)生態(tài)壓力指數(shù):由于承載對(duì)象是具有一定生活質(zhì)量的人口數(shù)量,所以生態(tài)系統(tǒng)壓力指數(shù)可通過承載的人口數(shù)量和相應(yīng)的生活質(zhì)量分別賦值和權(quán)重進(jìn)行計(jì)量. 最后以上述計(jì)算所得的生態(tài)壓力指數(shù)與生態(tài)承載力指數(shù)的比值反映生態(tài)壓力度[1].
該方法把研究區(qū)錯(cuò)綜復(fù)雜、不具統(tǒng)一度量衡的自然資源、生態(tài)環(huán)境與人類經(jīng)濟(jì)社會(huì)之間的關(guān)系簡(jiǎn)化為簡(jiǎn)單明了的指數(shù)關(guān)系,所需數(shù)據(jù)來源于研究區(qū)容易獲取的資源環(huán)境、生態(tài)背景數(shù)據(jù)和經(jīng)濟(jì)社會(huì)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),因此在國內(nèi)得到較多推廣和實(shí)踐應(yīng)用;但該方法只能大體反映區(qū)域人類經(jīng)濟(jì)社會(huì)活動(dòng)與區(qū)域之間超載與否,但不能揭示區(qū)域資源、環(huán)境、生態(tài)系統(tǒng)及不同類別人類經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展類型、規(guī)模之間的具體細(xì)節(jié)與矛盾對(duì)立關(guān)系,問題針對(duì)性不足,對(duì)于進(jìn)一步調(diào)整優(yōu)化區(qū)域人地關(guān)系的參考價(jià)值十分有限.
1.3.4.2狀態(tài)空間法
研究原理、評(píng)估程序與綜合指數(shù)法類似,但基于歐式幾何學(xué)利用三維狀態(tài)空間制圖表示作為受載體的人口及其經(jīng)濟(jì)社會(huì)活動(dòng)和作為承載體的區(qū)域資源、環(huán)境共3個(gè)軸,通過構(gòu)建理想空間曲面,用現(xiàn)狀點(diǎn)與理想空間曲面比較,以直觀反映人類經(jīng)濟(jì)社會(huì)活動(dòng)壓力與資源環(huán)境承載力超載、滿載或可載3種情況[51].
在承載力評(píng)估模型方面,1991年OECD提出的P-S-R(pressure-state-response analysis)模型及1993年提出的D(driving)-P-S-I(impact)-R模型[52]、系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型[53]、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型[54]等應(yīng)用較廣.
總體而言,多年來我國廣泛開展的以行政區(qū)尺度的生態(tài)承載力評(píng)價(jià)多屬于宏觀、大尺度研究,側(cè)重研究區(qū)資源、環(huán)境、生態(tài)系統(tǒng)對(duì)人類經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展規(guī)模、強(qiáng)度“承載力”極值的量化或超載與否的評(píng)估,而相對(duì)忽視資源、環(huán)境、生態(tài)系統(tǒng)承載能力指標(biāo)與人類經(jīng)濟(jì)社會(huì)開發(fā)利用資源、環(huán)境、生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生的壓力指標(biāo)在指標(biāo)類型、大小及其空間上的對(duì)應(yīng)性研究. 但由于區(qū)域資源環(huán)境及生態(tài)系統(tǒng)的復(fù)雜性、開放性、動(dòng)態(tài)性以及人類生產(chǎn)生活利用資源環(huán)境形式的多樣性和差異性,且人類不斷通過科技進(jìn)步、貿(mào)易流通及管理制度革新等方式調(diào)整自身與自然資源與生態(tài)環(huán)境的關(guān)系,以致力求通過一定區(qū)域范圍的自然資源及生態(tài)環(huán)境背景評(píng)估人類經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展極值研究的在社會(huì)實(shí)踐應(yīng)用中遭遇到了普遍質(zhì)疑.
1.4.1制度發(fā)布
生態(tài)承載力涵蓋資源、環(huán)境及生態(tài)系統(tǒng)承載力評(píng)估范疇,具有綜合性. 在1993年國家環(huán)境保護(hù)總局發(fā)布的HJT 2.2—1993《環(huán)境影響評(píng)價(jià)技術(shù)導(dǎo)則 大氣環(huán)境》[55]、HJT 2.3—1993《環(huán)境影響評(píng)價(jià)技術(shù)導(dǎo)則 地表水環(huán)境》[56])”以及HJT 2.1—1993《環(huán)境影響評(píng)價(jià)技術(shù)導(dǎo)則 總綱》[57]”都未提及“承載力”相關(guān)評(píng)價(jià)內(nèi)容. HJT 130—2003[6]始有涉及,界定“環(huán)境承載力”為“在某一時(shí)期、某種狀態(tài)下、某一區(qū)域環(huán)境對(duì)人類社會(huì)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)支持能力的閾值”,“承載力的大小可用人類行動(dòng)的方向、強(qiáng)度和規(guī)模等來表示”.2011年4月環(huán)境保護(hù)部發(fā)布HJ 616—2011《建設(shè)項(xiàng)目環(huán)境影響評(píng)估導(dǎo)則》[58]”,指出“需從環(huán)境容量和環(huán)境承載力角度考慮項(xiàng)目的環(huán)境可行性”.2011年9月環(huán)境保護(hù)部發(fā)布HJ 2.1—2011《環(huán)境影響評(píng)價(jià)技術(shù)導(dǎo)則 總綱》[59]”,強(qiáng)調(diào)需“根據(jù)建設(shè)項(xiàng)目所在區(qū)域的資源稟賦,量化分析建設(shè)項(xiàng)目所在區(qū)域資源承載能力的相容性”.2014年6月環(huán)境保護(hù)部發(fā)布HJ 130—2014對(duì)生態(tài)承載力環(huán)評(píng)內(nèi)容、技術(shù)方法、評(píng)價(jià)指標(biāo)體系等做出詳細(xì)規(guī)定;但2016年12月環(huán)境保護(hù)部部發(fā)布的用于替代“HJ2.1—2011”的HJ2.1—2016《建設(shè)項(xiàng)目環(huán)境影響評(píng)價(jià)技術(shù)導(dǎo)則 總綱》[60]未涉及承載力任何相關(guān)內(nèi)容.
1.4.2技術(shù)方法
1.4.3研究實(shí)踐
目前,國內(nèi)所能查到的生態(tài)承載力環(huán)評(píng)研究文獻(xiàn)數(shù)量較為有限,涉及規(guī)劃主題類型的主要有煤炭資源開發(fā)規(guī)劃[61-64]、土地利用規(guī)劃[65-69]和城市規(guī)劃[70-73]、港口規(guī)劃[29,74-75]4類,建設(shè)項(xiàng)目環(huán)評(píng)未查到承載力研究文獻(xiàn);研究方法并不局限于HJ 130—2014的指定方法,而多采用生態(tài)足跡法、綜合指數(shù)法,其余方法應(yīng)用較少;在研究中多數(shù)學(xué)者指出生態(tài)承載力評(píng)估普遍存在定位不準(zhǔn)確、指標(biāo)體系不完善、與環(huán)評(píng)項(xiàng)目關(guān)聯(lián)度低、指導(dǎo)性和實(shí)用價(jià)值不強(qiáng)等問題;大部分學(xué)者都指出現(xiàn)有規(guī)劃環(huán)評(píng)承載力評(píng)估技術(shù)方法滯后于當(dāng)前經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展需求,強(qiáng)調(diào)進(jìn)一步深入開展相關(guān)研究的必要性和緊迫性.
迄今為止,我國國內(nèi)雖構(gòu)筑了生態(tài)承載力環(huán)評(píng)技術(shù)框架,但并未針對(duì)規(guī)劃或建設(shè)項(xiàng)目類型、特點(diǎn)及其開發(fā)自然資源類別、利用生態(tài)環(huán)境方式及其對(duì)應(yīng)資源承載力、環(huán)境承載力和生態(tài)系統(tǒng)承載力相關(guān)評(píng)估技術(shù)和方法展開進(jìn)一步分析、探索和說明,因此在理論體系構(gòu)建方面尚欠完備性,其評(píng)估技術(shù)方法的科學(xué)性、合理性和可操作性方面也存在諸多不足,以下分別予以論述.
1.5.1傳統(tǒng)生態(tài)承載力宏觀尺度性的概念界定不適用于中觀、微觀尺度環(huán)評(píng)領(lǐng)域
傳統(tǒng)生態(tài)承載力的概念被界定為“以可持續(xù)發(fā)展為前提下的區(qū)域自然-經(jīng)濟(jì)-社會(huì)復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)所能容納的人類活動(dòng)的最大限度”[76],“區(qū)域”的空間尺度多為不同大小級(jí)別的行政區(qū)甚至多個(gè)行政區(qū),生態(tài)承載力評(píng)估所需考慮的評(píng)估指標(biāo)涵蓋評(píng)估區(qū)全部自然、生態(tài)、資源因子及與人類活動(dòng)相關(guān)的所有經(jīng)濟(jì)、社會(huì)要素;但規(guī)劃或項(xiàng)目環(huán)評(píng)所涉及的空間領(lǐng)域多為中觀或微觀尺度的空間尺度,生態(tài)承載力環(huán)評(píng)只需考慮環(huán)境影響評(píng)估區(qū)內(nèi)與規(guī)劃或環(huán)評(píng)項(xiàng)目直接或間接相關(guān)的資源、環(huán)境、生態(tài)要素. 因此,傳統(tǒng)宏觀尺度性生態(tài)承載力概念界定應(yīng)用于環(huán)評(píng)領(lǐng)域必然導(dǎo)致生態(tài)承載力環(huán)評(píng)空間尺度與規(guī)劃環(huán)評(píng)、項(xiàng)目環(huán)評(píng)尺度不匹配、評(píng)價(jià)指標(biāo)項(xiàng)目針對(duì)性弱、評(píng)價(jià)成果應(yīng)用價(jià)值有限等問題;因此,環(huán)評(píng)領(lǐng)域生態(tài)承載力概念的界定必須有別于傳統(tǒng)生態(tài)承載力概念,以從根源上規(guī)避由于概念混亂引發(fā)的諸多問題.
1.5.2技術(shù)方案不盡完善,科學(xué)性亟需增強(qiáng)
1.5.2.1缺失生態(tài)系統(tǒng)壓力評(píng)價(jià)凸顯現(xiàn)有生態(tài)承載力評(píng)估框架不完整
圖1 HJ 130—2014《規(guī)劃環(huán)境影響評(píng)價(jià)技術(shù)導(dǎo)則總綱》構(gòu)建的承載力環(huán)評(píng)技術(shù)框架Fig.1 EIA technical framework of carrying capacity in HJ 130-2014 General Guideline of EIA about Plan
現(xiàn)有生態(tài)承載力環(huán)評(píng)技術(shù)框架包括承載力評(píng)價(jià)與壓力評(píng)價(jià)兩個(gè)評(píng)價(jià)單元(見圖1);其中,承載力評(píng)價(jià)包括生態(tài)系統(tǒng)承載力(HJ 130—2014稱之為生態(tài)彈性)、資源承載力與環(huán)境承載力評(píng)價(jià)三部分內(nèi)容;壓力評(píng)價(jià)包括資源壓力與環(huán)境壓力兩部分內(nèi)容,明顯缺失生態(tài)系統(tǒng)壓力評(píng)價(jià)內(nèi)容(見圖1). 從評(píng)價(jià)指標(biāo)看,資源承載力與資源壓力、環(huán)境承載力與環(huán)境壓力具有一一對(duì)應(yīng)性(但具體對(duì)應(yīng)性分析、評(píng)價(jià)并未展開),但生態(tài)系統(tǒng)承載力評(píng)價(jià)卻沒有生態(tài)系統(tǒng)壓力評(píng)價(jià)與之相對(duì),生態(tài)承載力環(huán)評(píng)技術(shù)框架不能反映評(píng)價(jià)區(qū)主要生態(tài)系統(tǒng)(包括水域、陸域及濕地生態(tài)系統(tǒng)等)就因規(guī)劃或建設(shè)項(xiàng)目面臨的生態(tài)壓力情況. 而生態(tài)系統(tǒng)破壞、生境喪失和物種多樣性減少是當(dāng)前我國經(jīng)濟(jì)社會(huì)轉(zhuǎn)型發(fā)展過程中亟需解決的緊迫問題[77];生態(tài)系統(tǒng)壓力評(píng)價(jià)內(nèi)容缺失使生態(tài)承載力環(huán)評(píng)不能反映評(píng)估區(qū)生態(tài)系統(tǒng)因規(guī)劃或建設(shè)項(xiàng)目實(shí)施可能面臨的壓力類型、強(qiáng)度及空間格局[78-80],進(jìn)而不能針對(duì)重要、典型生態(tài)系統(tǒng)面臨的壓力展開經(jīng)濟(jì)社會(huì)驅(qū)動(dòng)因子分析進(jìn)而有針對(duì)性地提出規(guī)劃、建設(shè)項(xiàng)目優(yōu)化調(diào)整對(duì)策,因此喪失了生態(tài)承載力環(huán)評(píng)的部分意義.
1.5.2.2評(píng)估技術(shù)方案科學(xué)性、合理性有待增強(qiáng)
HJ 130—2014中提出的生態(tài)彈性評(píng)價(jià)不具有客觀性偏離評(píng)價(jià)目標(biāo)而缺失評(píng)價(jià)意義:生態(tài)彈性評(píng)價(jià)將區(qū)域自然環(huán)境背景指標(biāo)如海拔、坡度、降雨量、干燥度、積溫等與表征區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)的植被類型、植被覆蓋度等具有不同度量衡的指標(biāo)采用分層次打分、賦權(quán)重、綜合核算方式予以度量;評(píng)價(jià)全過程依賴于評(píng)價(jià)者主觀判斷而缺少客觀性,評(píng)價(jià)結(jié)果雖有量化數(shù)值,但沒有反映區(qū)域亟需保護(hù)的主要生態(tài)系統(tǒng)類型、規(guī)模數(shù)量與空間格局,因此應(yīng)用指導(dǎo)價(jià)值極其有限[81]. 同時(shí)評(píng)價(jià)指標(biāo)不夠確切具體以致評(píng)價(jià)內(nèi)容模糊不清:未對(duì)特定類型的評(píng)價(jià)項(xiàng)目資源壓力、環(huán)境壓力相關(guān)評(píng)價(jià)內(nèi)容、評(píng)價(jià)空間尺度范圍界限做出清晰界定[82]. 另外,采用綜合評(píng)價(jià)法、生態(tài)足跡法等方式核算承載力和壓力,側(cè)重于采用標(biāo)準(zhǔn)化統(tǒng)一數(shù)值衡量區(qū)域生態(tài)承載力和生態(tài)壓力總體情況,讓原本清晰的不同類別資源、環(huán)境承載力與其壓力指標(biāo)之間一一對(duì)應(yīng)關(guān)系趨于混亂,使環(huán)評(píng)成果結(jié)論與建議依據(jù)不足,流于形式.
1.5.3項(xiàng)目針對(duì)性較弱使評(píng)價(jià)結(jié)果指導(dǎo)性較弱、應(yīng)用性不強(qiáng)
生態(tài)承載力環(huán)評(píng)的最終目的是在規(guī)劃與建設(shè)項(xiàng)目可能對(duì)生態(tài)系統(tǒng)、自然資源、環(huán)境承載力的影響情況科學(xué)分析的基礎(chǔ)上,提出有效減弱或消除不良影響的對(duì)策和措施. 區(qū)域規(guī)劃與建設(shè)項(xiàng)目類型眾多(如經(jīng)濟(jì)社會(huì)總體發(fā)展規(guī)劃[83]、城鎮(zhèn)發(fā)展建設(shè)規(guī)劃[84]、交通發(fā)展建設(shè)規(guī)劃[85],農(nóng)業(yè)[86]、工業(yè)[87]、旅游業(yè)[88]等);不同規(guī)劃、建設(shè)項(xiàng)目類型不同,利用自然資源類型、規(guī)模數(shù)量、生態(tài)環(huán)境的方式必然存在較大差異,因此其資源、環(huán)境、生態(tài)影響效應(yīng)也存在巨大差別. 但現(xiàn)有生態(tài)承載力環(huán)評(píng)研究成果常用的綜合評(píng)價(jià)法、生態(tài)足跡等評(píng)價(jià)方法體系側(cè)重于區(qū)域生態(tài)承載力評(píng)估常規(guī)技術(shù)流程的處理、指標(biāo)體系的構(gòu)建和計(jì)量模型的核算,對(duì)特定規(guī)劃或建設(shè)項(xiàng)目在特定自然資源及生態(tài)環(huán)境背景下產(chǎn)生的資源、環(huán)境、生態(tài)壓力類型界定不清,對(duì)環(huán)評(píng)區(qū)域資源、環(huán)境、生態(tài)系統(tǒng)對(duì)該規(guī)劃或建設(shè)項(xiàng)目的承載能力缺少對(duì)應(yīng)性分析和研究,缺失對(duì)規(guī)劃、建設(shè)項(xiàng)目產(chǎn)生的生態(tài)壓力與區(qū)域生態(tài)承載力矛盾機(jī)制和過程的深入探討;以致環(huán)評(píng)成果只能用主觀賦分、綜合核算獲得的數(shù)據(jù)簡(jiǎn)單說明區(qū)域資源環(huán)境承載力超載與否,但科學(xué)性卻嚴(yán)重不足,卻不能結(jié)合規(guī)劃項(xiàng)目內(nèi)容與區(qū)域資源環(huán)境背景具體詳細(xì)說明超載與否原因,也難以對(duì)規(guī)劃或項(xiàng)目建設(shè)方案提出具體有效優(yōu)化調(diào)整建議.
1.5.4環(huán)評(píng)空間尺度與項(xiàng)目影響范圍不匹配使評(píng)價(jià)結(jié)果存在較大誤差
常規(guī)規(guī)劃或建設(shè)項(xiàng)目環(huán)評(píng)中,除區(qū)域(一般是縣級(jí)以上行政區(qū)尺度)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展總體規(guī)劃建設(shè)內(nèi)容所涉及影響尺度是全區(qū)域尺度的資源、環(huán)境及生態(tài)系統(tǒng)以外,其余類型(如城鎮(zhèn)、交通建設(shè)及產(chǎn)業(yè)發(fā)展等)規(guī)劃或建設(shè)項(xiàng)目所開發(fā)利用的資源、環(huán)境及生態(tài)要素并非全行政區(qū)尺度的,而是局限于規(guī)劃與建設(shè)項(xiàng)目方案所涉及的特定空間區(qū)域內(nèi),且局限行政區(qū)內(nèi)部的規(guī)劃、建設(shè)項(xiàng)目所涉及的空間尺度范圍一般遠(yuǎn)比全區(qū)域尺度小,而跨行政區(qū)尺度的規(guī)劃項(xiàng)目所影響資源環(huán)境空間范圍則超越行政區(qū)邊界. 因此,以行政區(qū)范圍內(nèi)統(tǒng)計(jì)的資源環(huán)境背景、數(shù)據(jù)作為規(guī)劃或建設(shè)項(xiàng)目生態(tài)承載力環(huán)評(píng)依據(jù),必然與規(guī)劃與建設(shè)項(xiàng)目涉及影響區(qū)的實(shí)際生態(tài)承載力存在較大差異;且評(píng)估過程忽視生態(tài)壓力與生態(tài)承載力空間屬性特征,未對(duì)生態(tài)壓力、生態(tài)承載力量化評(píng)估過程、結(jié)果予以制圖可視化展示,因此評(píng)估過程不透明,壓力與承載力在空間上的對(duì)立統(tǒng)一特征辨析不清,以致評(píng)估結(jié)果缺少說服力和可信度.
圖2 生態(tài)承載力環(huán)評(píng)技術(shù)框架修正方案Fig.2 The revised EIA technical framework of ecological carrying capacity
考慮到當(dāng)我國國內(nèi)資源、環(huán)境及生態(tài)環(huán)境問題的嚴(yán)重性及其之間的錯(cuò)綜復(fù)雜關(guān)系,同時(shí)為尊重我國學(xué)者的研究習(xí)慣,在此將環(huán)評(píng)領(lǐng)域“生態(tài)承載力”概念定義為:在確保資源可持續(xù)利用、環(huán)境質(zhì)量不惡化、重要生態(tài)系統(tǒng)及物種得以保護(hù)和持續(xù)維持的條件下,環(huán)境影響評(píng)估區(qū)內(nèi)自然資源(土地資源等)、生態(tài)環(huán)境所能承受該環(huán)評(píng)項(xiàng)目開發(fā)利用的規(guī)模、強(qiáng)度及空間分布格局[32-33].
上述定義較以往常規(guī)“生態(tài)承載力”概念界定相比具有兩大特點(diǎn):①明確生態(tài)承載力環(huán)評(píng)目標(biāo)是確定“以可持續(xù)發(fā)展為基礎(chǔ)的該環(huán)評(píng)項(xiàng)目所能開發(fā)利用的自然資源、生態(tài)環(huán)境最大規(guī)模(數(shù)量)、強(qiáng)度”,而不是“預(yù)測(cè)人類經(jīng)濟(jì)社會(huì)最大發(fā)展規(guī)?!? ②強(qiáng)調(diào)生態(tài)承載力環(huán)評(píng)的空間尺度特性:首先將生態(tài)承載力環(huán)評(píng)的空間尺度界定在該規(guī)劃換建設(shè)項(xiàng)目影響涉及的中觀或微觀的環(huán)評(píng)空間尺度內(nèi),而不是傳統(tǒng)生態(tài)承載力評(píng)估的宏觀行政區(qū)尺度;其次特別指出評(píng)估區(qū)域內(nèi)不同類別的資源、環(huán)境、生態(tài)要素都具有空間位置屬性,因此生態(tài)承載力評(píng)估需要明確指出可開發(fā)與不可開發(fā)利用源、環(huán)境、生態(tài)要素的空間分布格局,并通過客觀、科學(xué)的評(píng)價(jià)過程展示、分析其原因. 以此提高生態(tài)承載力環(huán)評(píng)的科學(xué)性及其與規(guī)劃或建設(shè)項(xiàng)目的關(guān)聯(lián)度,提升評(píng)估成果應(yīng)用價(jià)值[75].
a) 以規(guī)劃或建設(shè)項(xiàng)目方案為依據(jù)評(píng)價(jià)其所在區(qū)域自然資源及生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)產(chǎn)生的壓力(見圖2). 針對(duì)項(xiàng)目開發(fā)利用土自然資源情況、排放污染物類型和特征、破壞生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)途徑和形式及空間分布格局,量化評(píng)估規(guī)劃項(xiàng)目資源開發(fā)利用、污染排放情況以及占用、破壞土地資源及重要物種與生態(tài)系統(tǒng)生境情況,評(píng)價(jià)規(guī)劃項(xiàng)目對(duì)其所在區(qū)域自然資源、生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)產(chǎn)生的壓力大小等.
b) 基于規(guī)劃或建設(shè)項(xiàng)目可能受影響的空間區(qū)域區(qū)內(nèi)自然資源及生態(tài)環(huán)境背景狀況評(píng)估生態(tài)承載力(見圖2). 基于規(guī)劃項(xiàng)目所在區(qū)域資源環(huán)境背景,包括開發(fā)土地資源的開發(fā)利用適宜性及空間分布,原生植被、生態(tài)系統(tǒng)及敏感物種規(guī)模、數(shù)量及空間分布狀況等,以重要物種及生態(tài)系統(tǒng)生境保護(hù)為核心[74],評(píng)估區(qū)域?qū)σ?guī)劃項(xiàng)目所具有的資源承載力、環(huán)境承載力和生態(tài)承載力.
c) 結(jié)合上述生態(tài)壓力與生態(tài)承載力評(píng)價(jià)成果,評(píng)價(jià)規(guī)劃項(xiàng)目對(duì)規(guī)劃區(qū)資源承載力、環(huán)境承載力和生態(tài)承載力的影響情況(見圖2). 確立基于規(guī)劃項(xiàng)目資源承載力、環(huán)境承載力和生態(tài)系統(tǒng)承載力的評(píng)估方法,構(gòu)建規(guī)劃項(xiàng)目生態(tài)承載力評(píng)價(jià)技術(shù)指南,使從空間上可視化反映規(guī)劃項(xiàng)目資源環(huán)境適宜開發(fā)程度與強(qiáng)度成為可能,為提升區(qū)域開發(fā)總體規(guī)劃項(xiàng)目方案的可持續(xù)性、科學(xué)性提供支撐.
不同類型的規(guī)劃或建設(shè)項(xiàng)目對(duì)所利用的自然資源(水資源、土地資源等)、所影響區(qū)域的生態(tài)系統(tǒng)(包括水域生態(tài)系統(tǒng)和陸域生態(tài)系統(tǒng)等)、環(huán)境容量及類別(水環(huán)境、大氣環(huán)境、土壤環(huán)境等)途徑、方式和程度具有較大差異. 為提升生態(tài)承載力環(huán)評(píng)指標(biāo)體系的項(xiàng)目針對(duì)性,提高生態(tài)承載力環(huán)評(píng)成果應(yīng)用價(jià)值,突破生態(tài)承載力環(huán)評(píng)理論及技術(shù)瓶頸,確保資源可持續(xù)利用、環(huán)境質(zhì)量不惡化、重要生態(tài)系統(tǒng)及物種得以保護(hù)和持續(xù)維持,并強(qiáng)調(diào)生態(tài)承載力空間特征;建議在全面深入分析特定規(guī)劃或建設(shè)項(xiàng)目產(chǎn)生的資源環(huán)境及生態(tài)壓力類型的基礎(chǔ)上,確立生態(tài)承載力環(huán)評(píng)內(nèi)容[75](見圖2),分別針對(duì)不同生態(tài)空間面臨的生態(tài)、資源、環(huán)境壓力類型、壓力大小及其相應(yīng)的承載能力、超載與否狀況展開量化評(píng)價(jià),從而使生態(tài)承載力環(huán)評(píng)過程更加清晰,評(píng)價(jià)結(jié)果更加科學(xué)可信且指導(dǎo)意義更強(qiáng).
生態(tài)承載力環(huán)評(píng)評(píng)估區(qū)內(nèi)的每一類自然資源、環(huán)境及生態(tài)要素都有其空間位置,并在既定的時(shí)間點(diǎn)、特定的空間位置呈現(xiàn)其屬性特征;環(huán)評(píng)所針對(duì)的規(guī)劃或項(xiàng)目建設(shè)方案大都會(huì)對(duì)其開發(fā)利用資源、環(huán)境及生態(tài)要素的類型、規(guī)模數(shù)量、空間位置做出詳實(shí)、具體的規(guī)定. 因此,生態(tài)承載力環(huán)評(píng)生態(tài)壓力評(píng)估須就規(guī)劃或項(xiàng)目建設(shè)方案,確定特定自然資源開發(fā)類型、位置、規(guī)模與污染物排放類型、排放位置、排放量及生態(tài)系統(tǒng)空間占用或破壞類型、位置、規(guī)模和強(qiáng)度;生態(tài)承載力評(píng)估須就生態(tài)壓力評(píng)估涉及的資源、環(huán)境及生態(tài)壓力類型及其各項(xiàng)特征,逐一反映環(huán)境影響評(píng)估區(qū)的承載能力;生態(tài)承載力環(huán)境影響評(píng)估則須在空間上一一疊加各項(xiàng)生態(tài)壓力、生態(tài)承載力特征,評(píng)估、分析規(guī)劃或建設(shè)項(xiàng)目可能對(duì)環(huán)評(píng)區(qū)域生態(tài)承載力產(chǎn)生的影響情況. 上述各類自然資源、環(huán)境與生態(tài)要素的特征及生態(tài)承載力環(huán)評(píng)全過程都可借助遙感(RS)、全球定位系統(tǒng)(GPS)、地理信息系統(tǒng)(GlS)技術(shù)得以快速、高效實(shí)現(xiàn).3S技術(shù)不但可以可視化制圖實(shí)時(shí)反映生態(tài)承載力環(huán)評(píng)的具體內(nèi)容、評(píng)估指標(biāo)特性及生態(tài)壓力與生態(tài)承載力之間的矛盾對(duì)立具體、關(guān)鍵環(huán)節(jié),且采用3S技術(shù)制圖的前提是建立評(píng)估內(nèi)容及具體評(píng)估指標(biāo)屬性的定量化、數(shù)字化、信息化數(shù)據(jù)庫,故充分利用3S技術(shù)開展生態(tài)承載力環(huán)評(píng),是實(shí)現(xiàn)評(píng)估指標(biāo)和評(píng)估結(jié)果科學(xué)定量化、評(píng)估過程透明化與可視化的關(guān)鍵. 因此,依托3S技術(shù)的生境適宜性評(píng)價(jià)(habitat suitability index)模型[29,89-90]、MaxEnt(maximunentropy model)模型[36]等越來越多地應(yīng)用于生態(tài)承載力評(píng)估[74].
a) 現(xiàn)有生態(tài)承載力環(huán)評(píng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)在總體技術(shù)方案設(shè)計(jì)和技術(shù)方法體系方面存在較大缺陷,亟待革新. 主要問題:①生態(tài)承載力傳統(tǒng)宏觀尺度性的概念界定不適用于中觀、微觀尺度環(huán)評(píng)領(lǐng)域;②現(xiàn)有的環(huán)評(píng)制度、標(biāo)準(zhǔn)缺失規(guī)劃或建設(shè)項(xiàng)目對(duì)區(qū)域生態(tài)承載力壓力評(píng)估內(nèi)容導(dǎo)致評(píng)估框架不完整;③沒有針對(duì)規(guī)劃、建設(shè)項(xiàng)目開發(fā)利用資源環(huán)境類型、特點(diǎn)和約束限制條件確立生態(tài)承載力評(píng)估內(nèi)容評(píng)價(jià)、研究區(qū)生態(tài)承載能力及空間分布格局,導(dǎo)致評(píng)價(jià)成果應(yīng)用指導(dǎo)價(jià)值較低;④生態(tài)承載力評(píng)估空間尺度與項(xiàng)目影響范圍不匹配易致較大誤差,以致社會(huì)認(rèn)同度嚴(yán)重不足,因此生態(tài)承載力環(huán)評(píng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)亟需革新.
b) 建議針對(duì)上述生態(tài)承載力技術(shù)方法體系中存在的問題開展深入研究,修正、完善生態(tài)承載力環(huán)評(píng)標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)體系:①重新界定環(huán)評(píng)領(lǐng)域生態(tài)承載力概念以明確評(píng)估目標(biāo)避免爭(zhēng)議;②以提升科學(xué)性與實(shí)用性為目標(biāo)革新生態(tài)承載力環(huán)評(píng)技術(shù)體系,重建生態(tài)承載力環(huán)評(píng)技術(shù)方案;③針對(duì)項(xiàng)目生態(tài)壓力類型確立生態(tài)承載力環(huán)評(píng)內(nèi)容;④充分利用3S等新技術(shù)開展生態(tài)承載力定量化評(píng)估,以建立評(píng)估指標(biāo)屬性數(shù)字化信息數(shù)據(jù)庫為前提,通過不斷引進(jìn)新評(píng)估技術(shù)模型制圖可視化展示評(píng)估全過程,在空間上定量化揭示生態(tài)壓力與生態(tài)承載力多重矛盾關(guān)系,進(jìn)而全面增強(qiáng)環(huán)評(píng)成果的可信度,提升環(huán)評(píng)成果對(duì)于進(jìn)一步優(yōu)化規(guī)劃或項(xiàng)目建設(shè)方案的參考價(jià)值.
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ResearchAdvances,DefectsandCountermeasuresforEnvironmentalImpactAssessmentofEcologicalCarryingCapacity
FAN Xiaoshan, HE Ping*
State Key Laboratory of Environmental Criteria and Risk Assessment, State Environment Protection Key Laboratory of Regional Eco-Process and Function Assessment, Chinese Research Academy of Environmental Sciences, Beijing 100012, China
The scientificity and completeness of EIA technical standards determine the quality and application value of Environmental Impact Assessment (EIA) documents. EIA technology for ecological carrying capacity (ECC) has always been the weakest section in the EIA technology standard system. Based on detailed investigation into research advances in ECC, the concept and connotation of ECC were analyzed. The commonly used technical methods to evaluate ECC at home and abroad, including ‘net primary productivity assessment of natural vegetation’, ‘ecological footprint’, ‘supply and demand balance’ and ‘comprehensive index’, were introduced with their according assessment theories and accounting procedures. The methods focus on accounting the extreme value of ECC or confirming whether overloading has occurred or not. However, the key corresponding opposition indices between the pressure exerted by human economic and social development and the carry capacity possessed by nature, as well as their characters, size and spatially distributed pattern were neglected. Research results without clear assessment of these methods cannot offer valuable suggestions for promoting the coordination of humans and nature. By thorough analysis of EIA regulations, technologies and methods of ECC and their applications in practice in China, problems were revealed, such as incomplete technical framework, low correlation between assessment contents and EIA plans or projects, spatial scale of EIA not matching influence range of EIA plans or projects, etc. Subsequently, the concept of ECC in EIA was redefined, a new EIA technical framework of ECC was proposed for enhancing rationality, practical value and operability of EIA results, and suggestions were offered, including:the EIA contents should be decided according to pressure types analysis about the assessed plan or project, and 3S and other new technologies should be used to carry out quantitative assessment of ECC. The research scheme can provide references for technology innovation about ECC assessment exploration.
ecological carrying capacity; EIA; technology; solutions; framework; reform; countermeasures
2016-12-07
2017-09-28
國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目(2017YFC0506601;國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(41501581);國家環(huán)境保護(hù)公益性行業(yè)科研專項(xiàng)(210409100)
范小杉(1976-),女,四川南充人,副研究員,博士,主要從事生態(tài)經(jīng)濟(jì)、環(huán)境管理研究,fanxiaoshan@126.com.
*責(zé)任作者,何萍(1968-),女,遼寧凌海人,研究員,博士,主要從事流域生態(tài)研究,heping@craes.org.cn
范小杉,何萍.生態(tài)承載力環(huán)評(píng):研究進(jìn)展·存在問題·修正對(duì)策[J].環(huán)境科學(xué)研究,2017,30(12):1869-1879.
FAN Xiaoshan,HE Ping.Research advances,defects and countermeasures for environmental impact assessment of ecological carrying capacity[J].Research of Environmental Sciences,2017,30(12):1869-1879.
X86
1001-6929(2017)12-1869-12
A
10.13198j.issn.1001-6929.2017.03.53