萬(wàn)里洋, 吳和成

南京航空航天大學(xué) 經(jīng)濟(jì)與管理學(xué)院, 南京 211106

20世紀(jì)后期以來(lái),世界經(jīng)濟(jì)迅猛發(fā)展,人類(lèi)對(duì)生態(tài)資源過(guò)度開(kāi)發(fā)導(dǎo)致的氣候變暖、自然災(zāi)害等生態(tài)環(huán)境問(wèn)題在全球范圍內(nèi)涌現(xiàn),許多地區(qū)對(duì)資源、環(huán)境的需求已超出當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)系統(tǒng)的服務(wù)能力,生態(tài)環(huán)境遭到嚴(yán)重破壞,系統(tǒng)功能不斷退化。為實(shí)現(xiàn)人類(lèi)社會(huì)與生態(tài)環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展,國(guó)內(nèi)外學(xué)者一直致力于生態(tài)環(huán)境研究。早期,Lee等[1]、Smith等[2]從評(píng)價(jià)方法入手,以尋求更有效客觀評(píng)價(jià)生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)的途徑;Bailey[3]探究生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)與外界環(huán)境關(guān)系,并將生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)按功能區(qū)進(jìn)行了劃分;Kumar等[4]則通過(guò)敏感性分析,反映了生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)對(duì)區(qū)域內(nèi)外部干擾的敏感程度。李長(zhǎng)安等[5]關(guān)注長(zhǎng)江流域生態(tài)環(huán)境惡化態(tài)勢(shì),對(duì)其復(fù)雜生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)的演變過(guò)程及退化機(jī)制展開(kāi)了研究并加以?xún)?yōu)化調(diào)控;曹雪琴[6]則在加速推進(jìn)城市化進(jìn)程中,著重探討了生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)的建設(shè)問(wèn)題。

近年來(lái),環(huán)境破壞、資源枯竭等問(wèn)題日益突出,加上人口數(shù)量激增,生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)的協(xié)調(diào)能力進(jìn)一步下降,脆弱性逐漸顯現(xiàn)并伴有愈演愈烈趨勢(shì)。如今,生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)脆弱性(Eco-environmental system vulnerability, EESV)作為一種新的研究范式成為生態(tài)環(huán)境領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)[7-8]并引起國(guó)際環(huán)保組織(IPCC, WMO, UNEP, WCED)的廣泛關(guān)注;大量研究也為決策者在區(qū)域環(huán)境保護(hù)及資源管理中提供了較為合理的決策工具及有針對(duì)的可行性政策建議,并將其有效納入到制定當(dāng)?shù)丨h(huán)保措施中。另外,回顧以往文獻(xiàn)發(fā)現(xiàn),生態(tài)環(huán)境脆弱性研究具有極強(qiáng)的區(qū)域針對(duì)性,均以明確具體研究對(duì)象、范圍為基本前提,如特定流域[9]、山區(qū)[10]、海域[11]、島嶼[12]以及公園[8]等;再以特定壓力擾動(dòng)為研究切入點(diǎn),如氣候變化[13]和自然災(zāi)害[14]等。

“十一五”期間,石化基地憑借企業(yè)關(guān)聯(lián)性強(qiáng),公共資源共享以及能夠綜合治理環(huán)境污染等優(yōu)勢(shì)迅速發(fā)展,成為我國(guó)石化產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展的主流形式;然而,其特殊屬性卻給區(qū)域生態(tài)環(huán)境埋下了巨大隱患,負(fù)面效應(yīng)制約著地區(qū)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。尤其是在欠發(fā)達(dá)地區(qū),石化基地是把雙刃劍,研究其EESV對(duì)于當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展及生態(tài)保護(hù)具有重要的指導(dǎo)意義。截至目前來(lái)看,有關(guān)石化基地脆弱性的研究主要涉及生產(chǎn)安全[15]、事故風(fēng)險(xiǎn)[16]以及應(yīng)急管理[17]等方面,卻鮮有文獻(xiàn)從系統(tǒng)視角來(lái)考察石化基地生態(tài)環(huán)境脆弱性問(wèn)題,忽略了石化基地經(jīng)濟(jì)效應(yīng)給區(qū)域生態(tài)環(huán)境所帶來(lái)的影響。雖然劉玒玒等[18]、李風(fēng)軍等[19]分別就陜北、寧東能源化工基地的生態(tài)環(huán)境脆弱性進(jìn)行了評(píng)價(jià),但他們側(cè)重于評(píng)價(jià)方法的應(yīng)用,理論研究卻相對(duì)滯后,未能揭示脆弱性的演化機(jī)理及其形成根源,致使評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的建立缺乏理論依據(jù),其結(jié)果能否為欠發(fā)達(dá)地區(qū)的經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展提供準(zhǔn)確有效的借鑒和參考,有待驗(yàn)證。

本文研究目的分為3個(gè)：首先,通過(guò)梳理傳統(tǒng)理論,探究脆弱性本質(zhì),提出具有普遍適用性的生態(tài)系統(tǒng)脆弱性理論框架。一方面彌補(bǔ)生態(tài)脆弱性理論研究的不足,豐富理論成果,嘗試從系統(tǒng)視角統(tǒng)一生態(tài)脆弱性?xún)?nèi)涵;另一方面為后續(xù)評(píng)價(jià)EESV奠定理論基礎(chǔ)。其次,基于生態(tài)系統(tǒng)脆弱性理論,從人-環(huán)境耦合的角度構(gòu)建石化基地EESV演化模型并對(duì)其演化機(jī)理進(jìn)行解析,挖掘脆弱性的潛在驅(qū)動(dòng)因素,揭示其演化特征,從而有助于準(zhǔn)確有效地預(yù)防系統(tǒng)脆弱性。最后,以欠發(fā)達(dá)地區(qū)連云港石化基地為例,模擬其EESV演化過(guò)程,并從壓力、暴露性、敏感性、自恢復(fù)能力和人工修復(fù)能力等方面構(gòu)建石化基地EESV評(píng)價(jià)指標(biāo)體系,為石化基地的建設(shè)和發(fā)展提供理論指導(dǎo),同時(shí)也為進(jìn)一步評(píng)價(jià)EESV時(shí)的指標(biāo)選取提供參考。

1 生態(tài)系統(tǒng)脆弱性理論框架

脆弱性(Vulnerability),在不同領(lǐng)域和學(xué)科中已有數(shù)十年的發(fā)展歷史,如今愈發(fā)流行于生態(tài)學(xué)領(lǐng)域。經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的探索與研究,生態(tài)脆弱性理論不斷豐富、拓展;其中,最具應(yīng)用代表性的有壓力-敏感性理論[20]、頻率-嚴(yán)重性-損失-適應(yīng)成本理論[21]、潛在沖擊-適應(yīng)能力理論[7, 22]、壓力-敏感性-彈性理論[23]、暴露性-敏感性-適應(yīng)能力理論[24]、暴露性-易損性-彈性理論[25]、敏感性-適應(yīng)能力理論[26]、驅(qū)動(dòng)力-壓力-狀態(tài)-沖擊-響應(yīng)-管理理論[27]以及壓力-狀態(tài)-響應(yīng)(PSR)理論[28]。通過(guò)整理、匯總傳統(tǒng)理論框架發(fā)現(xiàn),作為一個(gè)相對(duì)較新的概念,生態(tài)脆弱性?xún)?nèi)涵尚未被闡明,再加上不同生態(tài)固有的復(fù)雜性和差異性,致使生態(tài)脆弱性理論框架大相徑庭。生態(tài)脆弱性針對(duì)的是特定研究區(qū)域,無(wú)限制或無(wú)約束范圍的生態(tài)脆弱性評(píng)價(jià)是盲目而不切實(shí)際的,因此,考慮到區(qū)域范圍的整體性與復(fù)雜性,以系統(tǒng)視角探究區(qū)域生態(tài)脆弱性更具操作性,對(duì)于地區(qū)可持續(xù)發(fā)展也更有現(xiàn)實(shí)意義。但是,目前有關(guān)生態(tài)脆弱性的研究多偏重實(shí)證分析,強(qiáng)調(diào)評(píng)價(jià)方法而忽略理論研究,更缺乏從系統(tǒng)層面探討脆弱性的演化機(jī)理;這就是為什么盡管在生態(tài)脆弱性研究方面做出諸多努力,但其理論框架始終未能達(dá)成共識(shí)的原因。

圖1 生態(tài)系統(tǒng)脆弱性理論框架Fig.1 Theoretical framework of ecosystem vulnerability

事實(shí)證明,系統(tǒng)的正常運(yùn)行是一種動(dòng)態(tài)平衡,而其非孤立性特征決定了任一系統(tǒng)難免會(huì)受到來(lái)自?xún)?nèi)外部壓力的擾動(dòng)[8]。當(dāng)壓力影響(也稱(chēng)沖擊)逾越系統(tǒng)彈性閥值時(shí),平衡狀態(tài)將被打破,系統(tǒng)功能退化并短時(shí)間內(nèi)難以恢復(fù),從而產(chǎn)生系統(tǒng)脆弱性[24,26]。本質(zhì)上,壓力影響是系統(tǒng)暴露于一種或多種壓力以及對(duì)這些壓力敏感性的產(chǎn)物,而系統(tǒng)脆弱性則最終取決于系統(tǒng)構(gòu)成要素承受/吸收來(lái)自壓力不利影響的狀態(tài)[22]?；谙到y(tǒng)脆弱性本質(zhì)和現(xiàn)有理論成果,本文提出適用于解釋生態(tài)系統(tǒng)脆弱性(如生態(tài)社會(huì)系統(tǒng)、生態(tài)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)、生態(tài)環(huán)境系統(tǒng))的理論框架,即壓力-影響-彈性(Pressure-Impact-Resilience, PIR)(圖1)。從理論框架來(lái)看,生態(tài)系統(tǒng)所受擾動(dòng)源于系統(tǒng)內(nèi)外部壓力,而壓力對(duì)系統(tǒng)產(chǎn)生影響并通過(guò)系統(tǒng)暴露性與敏感性的聯(lián)合效應(yīng)得以體現(xiàn)。影響分為直接影響與潛在影響,直接影響是系統(tǒng)對(duì)壓力擾動(dòng)強(qiáng)烈響應(yīng)的結(jié)果,能在短期內(nèi)觀測(cè)到;相反,潛在影響則需長(zhǎng)期累積才能得以顯現(xiàn)。彈性是反映系統(tǒng)承受壓力沖擊,并在特定條件下仍能維持系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)和功能的能力,包括系統(tǒng)自我恢復(fù)能力和人工修復(fù)能力。

迄今為止,脆弱性應(yīng)用涵蓋多個(gè)學(xué)科、不同領(lǐng)域,雖然概念迥然相異,但其最基本含義仍是系統(tǒng)、子系統(tǒng)或系統(tǒng)元素因暴露于風(fēng)險(xiǎn)、擾動(dòng)、危險(xiǎn)或壓力而遭受傷害或損害的程度[29]。后來(lái),IPCC(2014)[30]給出官方界定,即“受到不利影響的傾向”,包括“含有敏感或易受傷害的各種概念和要素,以及缺乏應(yīng)對(duì)和適應(yīng)能力”。生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)是指在特定系統(tǒng)或區(qū)域范圍內(nèi)影響人類(lèi)生活和生產(chǎn)的各種自然資源及其作用的總稱(chēng),所以,對(duì)于EESV概念的界定要根據(jù)具體研究對(duì)象劃定特定區(qū)域范圍來(lái)進(jìn)行。就石化基地而言,脆弱性是其生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)中不可避免的特性,并由區(qū)域內(nèi)的人,物,環(huán)境等因素決定。因此,借鑒脆弱性本質(zhì)含義并結(jié)合生態(tài)系統(tǒng)脆弱性理論框架,本文將石化基地EESV概念簡(jiǎn)化為“在石化基地特定范圍內(nèi),暴露性要素容易遭受或無(wú)法應(yīng)對(duì)壓力擾動(dòng)而產(chǎn)生不利影響的狀態(tài)”。

2 石化基地生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)脆弱性演化機(jī)理

2.1 演化模型構(gòu)建與分析

基于PIR理論及石化基地EESV概念,本文構(gòu)建系統(tǒng)脆弱性演化模型,如圖2所示。該模型將石化基地生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)視為人類(lèi)-環(huán)境耦合系統(tǒng),強(qiáng)調(diào)內(nèi)外部驅(qū)動(dòng)因素的多重性以及跨尺度性,系統(tǒng)的呈現(xiàn)出脆弱性的演化過(guò)程及特征,是一個(gè)多要素構(gòu)成、多方向發(fā)展、跨尺度影響、多重循環(huán)的閉合回路。

石化基地生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)是人類(lèi)與自然環(huán)境耦合的產(chǎn)物,其脆弱性必然受到人文與環(huán)境兩方面因素影響。在演化模型的運(yùn)行中,區(qū)域內(nèi)外部人文、環(huán)境因素是EESV形成的潛在驅(qū)動(dòng)力。人文因素(如：規(guī)劃目標(biāo)、資源利用、文化意識(shí)、環(huán)境管理、科學(xué)技術(shù)和社會(huì)反映等)和環(huán)境因素(如：土壤類(lèi)別、地表水系、動(dòng)植物多樣性、地表植被量、海洋水質(zhì)以及臺(tái)風(fēng)、寒潮、雷雨大風(fēng)等氣候因素)的變化將形成數(shù)量、規(guī)模不確定性的系統(tǒng)壓力,壓力的相互作用擾動(dòng)生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)從而迫使系統(tǒng)暴露性要素做出響應(yīng)并加以調(diào)整、適應(yīng),其結(jié)果表現(xiàn)在系統(tǒng)敏感性;而系統(tǒng)對(duì)壓力沖擊的敏感程度又取決于暴露性要素的特征、位置、比例以及承載力情況。由此可見(jiàn),壓力對(duì)生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)所造成的影響通過(guò)其暴露性和敏感性的綜合效應(yīng)得以體現(xiàn)。敏感性低的暴露性要素對(duì)壓力響應(yīng)不顯著,影響在短時(shí)間內(nèi)難以顯現(xiàn),屬于潛在影響;憑借自身恢復(fù)能力,生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)能夠及時(shí)調(diào)整并適應(yīng),其脆弱性難以被察覺(jué)。隨著暴露性比例的擴(kuò)大,對(duì)壓力響應(yīng)強(qiáng)烈的元素也會(huì)增多,再加上累積效應(yīng),敏感性驟升,系統(tǒng)來(lái)不及調(diào)整更難以適應(yīng),最終引發(fā)毀滅性現(xiàn)象;此時(shí),壓力所造成的影響顯而易見(jiàn),視為直接影響。一系列不可逆結(jié)果的產(chǎn)生,導(dǎo)致生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)的自我恢復(fù)能力不斷退化,而欠發(fā)達(dá)地區(qū)又缺乏有效治理能力,生態(tài)環(huán)境持續(xù)惡化,系統(tǒng)功能難以修復(fù),其脆弱性加劇。此外,區(qū)域外部人文、環(huán)境因素也會(huì)根據(jù)系統(tǒng)脆弱性演化情況進(jìn)行調(diào)整與適應(yīng),其結(jié)果又將進(jìn)一步影響系統(tǒng)內(nèi)部人文與環(huán)境因素變化,從而形成脆弱性演化模型的閉合回路并展開(kāi)新一輪運(yùn)轉(zhuǎn)。

從系統(tǒng)整體來(lái)看,石化基地生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)是一個(gè)多層次系統(tǒng),歸屬于母系統(tǒng),也包含子系統(tǒng);而且不同系統(tǒng)間勢(shì)必存在橫向與縱向聯(lián)系。例如：系統(tǒng)在調(diào)整、適應(yīng)時(shí)期,壓力擾動(dòng)因素的擴(kuò)散效應(yīng)會(huì)波及區(qū)域外圍環(huán)境,引起外部環(huán)境條件變化;再者,鑒于石化基地的特殊屬性,一旦發(fā)生意外事故,區(qū)域生態(tài)環(huán)境將倍受社會(huì)關(guān)注,迫使政府采取緊急處理措施,從而影響著區(qū)域外部人文條件的變化。雖然EESV程度最終取決于系統(tǒng)自我恢復(fù)能力,但單純依靠自我調(diào)節(jié)和組織能力顯然已無(wú)法滿(mǎn)足當(dāng)下可持續(xù)發(fā)展要求,而跨系統(tǒng)間的人工修復(fù)能力在EESV演化中的作用日益彰顯。也正是這種多層次系統(tǒng)間的相互作用,使得石化基地生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)具有更多的不確定性,閥值也更為復(fù)雜;但同時(shí)也為石化基地EESV的調(diào)控提供了多元化渠道和機(jī)會(huì)。

從系統(tǒng)內(nèi)部來(lái)看,在脆弱性演化過(guò)程中,壓力擾動(dòng)下的系統(tǒng)暴露性、敏感性以及彈性間彼此緊密聯(lián)系且具有雙重導(dǎo)向關(guān)系,如圖3所示。一方面,系統(tǒng)暴露性特征關(guān)系著系統(tǒng)對(duì)壓力擾動(dòng)的敏感程度(即直接影響和潛在影響)及其彈性水平;而根據(jù)敏感性與彈性的狀態(tài)變化,系統(tǒng)內(nèi)暴露性元素也將會(huì)做出相應(yīng)調(diào)整,轉(zhuǎn)化成不同特征表現(xiàn)。另一方面,系統(tǒng)彈性取決于系統(tǒng)敏感性程度;相反,彈性的緩沖作用也會(huì)給敏感性一個(gè)反饋,從而降低壓力擾動(dòng)對(duì)生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)影響。隨著暴露性元素的增加,暴露性比例的增大以及暴露性元素與危險(xiǎn)源距離的縮短,壓力擾動(dòng)下的系統(tǒng)敏感性將會(huì)升高,區(qū)域生態(tài)環(huán)境遭到破壞的可能性也會(huì)越大;而當(dāng)系統(tǒng)彈性難以維持其基本結(jié)構(gòu)和功能時(shí),系統(tǒng)處于崩潰邊緣,脆弱性也將升至極值。因此,在壓力擾動(dòng)下,系統(tǒng)暴露性、敏感性和彈性的內(nèi)在聯(lián)系決定了石化基地EESV程度。

2.2 石化基地生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)脆弱性表征

從演化模型的運(yùn)行與解析中可以看出,石化基地EESV的形成與演化與系統(tǒng)承受壓力、暴露性、敏感性與彈性有關(guān);而石化產(chǎn)品的生產(chǎn)、加工、儲(chǔ)運(yùn)、銷(xiāo)售等活動(dòng)的增加,使得石化基地在追求經(jīng)濟(jì)效益過(guò)程中,難免會(huì)加劇其EESV,具體表現(xiàn)為：

2.2.1壓力源增多

壓力源是生態(tài)系統(tǒng)脆弱性形成的根本原因,其來(lái)源于驅(qū)動(dòng)因素直接刺激系統(tǒng),對(duì)系統(tǒng)產(chǎn)生負(fù)面擾動(dòng)。隨著化工生產(chǎn)的規(guī)?；?、持續(xù)化,石化基地使用和儲(chǔ)存大量易燃易爆、有毒有害的危險(xiǎn)化學(xué)產(chǎn)品,不可避免地導(dǎo)致生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)危險(xiǎn)源增多。另外,石化基地是許多石化企業(yè)集聚之地,其中一些企業(yè)共享基地內(nèi)物料輸送管網(wǎng)、設(shè)備等公用基礎(chǔ)設(shè)施,而在產(chǎn)品生產(chǎn)方面又存在非常密切的聯(lián)系;這就導(dǎo)致危險(xiǎn)源企業(yè)毗鄰且相互影響,一旦發(fā)生事故,很有可能產(chǎn)生多米諾連鎖效應(yīng),其后果將會(huì)對(duì)區(qū)域生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)造成嚴(yán)重破壞。眾多危險(xiǎn)源,加上內(nèi)外部人文與自然環(huán)境因素的驅(qū)動(dòng),將對(duì)石化基地生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)產(chǎn)生多重壓力,加劇系統(tǒng)脆弱性。

2.2.2暴露性比例擴(kuò)大

石化基地存有大量種類(lèi)繁多、性質(zhì)復(fù)雜的易燃易爆、有毒有害化學(xué)物質(zhì),且化工產(chǎn)品生產(chǎn)大多要在高溫、高壓等嚴(yán)苛條件下進(jìn)行,極易引發(fā)火災(zāi)、爆炸以及泄漏等事故;有害物質(zhì)的外泄將對(duì)區(qū)域生態(tài)環(huán)境造成嚴(yán)重后果。生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)是石化基地的構(gòu)成基礎(chǔ),其中主要包含動(dòng)植物、土地及水體等要素。環(huán)境要素暴露性比例越大,事故突發(fā)后的生態(tài)環(huán)境越容易遭受污染,系統(tǒng)破壞程度就會(huì)越嚴(yán)重,加劇EESV。例如：目前大多數(shù)石化基地趨向沿海、沿江或深水碼頭地區(qū)遷址,這使得石化基地生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)中水體占比較大,有毒有害化學(xué)物質(zhì)的外泄,很可能流入江海,造成區(qū)域水域大面積污染。2005年松花江流域污染事件就是典型案例。

2.2.3敏感性上升

經(jīng)濟(jì)發(fā)展是人類(lèi)社會(huì)活動(dòng)的本質(zhì)目的,而過(guò)度依賴(lài)生態(tài)環(huán)境的經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式已不再適合世界各國(guó)的發(fā)展策略。歷史經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)足以證明,石化基地的發(fā)展必須在一定生態(tài)環(huán)境“閥值”范圍內(nèi)進(jìn)行,否則生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)的敏感性將持續(xù)升高,最終打破系統(tǒng)平衡狀態(tài),導(dǎo)致區(qū)域生態(tài)環(huán)境質(zhì)量下降,系統(tǒng)服務(wù)性功能?chē)?yán)重退化,加劇EESV,從而威脅到人類(lèi)的正常生存和發(fā)展。面對(duì)石化基地多年來(lái)粗放式發(fā)展模式,生態(tài)環(huán)境已做出強(qiáng)烈回應(yīng),系統(tǒng)敏感性一直攀升,久居不下,例如：工業(yè)“三廢”引發(fā)的區(qū)域空氣質(zhì)量下降,水質(zhì)污染、固廢污染加重,耕地面積減少,土壤酸化、鹽堿化范圍擴(kuò)大等;突發(fā)性事故導(dǎo)致的區(qū)域地表水系嚴(yán)重污染,地表植被嚴(yán)重破壞,物種多樣性持續(xù)減少等。

2.2.4彈性退化

正常情況下,區(qū)域生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)擁有完善的組織機(jī)制,各構(gòu)成要素間良好的共生關(guān)系以及食物鏈的相對(duì)平衡,使系統(tǒng)具有較好的自我調(diào)控能力維持其基本結(jié)構(gòu)和功能。然而,石化基地是一個(gè)人類(lèi)與自然環(huán)境相融合的復(fù)雜生態(tài)環(huán)境系統(tǒng),除了先天具備的自然環(huán)境外還填充有大量的人工設(shè)施和化學(xué)產(chǎn)品。人類(lèi)活動(dòng)的參與極大擾亂了系統(tǒng)原有的共生關(guān)系,破壞了以往的食物鏈平衡。環(huán)境破壞與污染導(dǎo)致食物鏈底端的物種數(shù)量越來(lái)越少,大量廢棄物堆積而無(wú)法及時(shí)有效得到分解,而只能采取人為處理方式解決。技術(shù)的限制以及處理方法的不合理,又難免會(huì)產(chǎn)生新的污染物,處置不當(dāng)將威脅到生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)安全,最終造成不可逆轉(zhuǎn)后果,長(zhǎng)期以往,區(qū)域生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)難以修復(fù)再生,加劇EESV。

2.2.5生態(tài)環(huán)境治理能力不足

脆弱性上升還與區(qū)域生態(tài)環(huán)境治理能力不足有關(guān),主要體現(xiàn)在：(1)地方政府因財(cái)政問(wèn)題無(wú)法持續(xù)為環(huán)境治理提供資金支持。石化基地的生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)權(quán)一般歸屬?lài)?guó)家,而在欠發(fā)達(dá)地區(qū),政府財(cái)政收入方式單一,收入規(guī)模有限,一系列繁雜的民生問(wèn)題已經(jīng)讓財(cái)政入不敷出,政府更無(wú)力支撐生態(tài)環(huán)境治理工程。(2)石化企業(yè)作為生態(tài)環(huán)境治理的另一責(zé)任方,多年來(lái)將關(guān)注點(diǎn)過(guò)度聚焦在經(jīng)濟(jì)效益上,忽視自身對(duì)環(huán)境治理的社會(huì)責(zé)任,造成石化基地對(duì)生態(tài)環(huán)境欠賬積壓,無(wú)形間加重了生態(tài)環(huán)境治理壓力。(3)人才稀少,技術(shù)落后是治理能力欠缺的突出表現(xiàn)。從本質(zhì)上講,生態(tài)環(huán)境治理要從生產(chǎn)技術(shù)和設(shè)備入手,以及時(shí)有效地清理石化基地給生態(tài)環(huán)境帶來(lái)的負(fù)面效應(yīng);然而,實(shí)際情況是總會(huì)產(chǎn)生新一輪污染現(xiàn)象,無(wú)法從根本上解決環(huán)境惡化問(wèn)題。究其根源,就在于生產(chǎn)技術(shù)及設(shè)備沒(méi)有得到更新、改進(jìn),化工產(chǎn)品未能實(shí)現(xiàn)綠色清潔生產(chǎn);此外,缺少專(zhuān)業(yè)技術(shù)人才的配合,先進(jìn)技術(shù)和設(shè)備也難有成效,但由于實(shí)際工作性質(zhì)和環(huán)境等原因,石化基地在人才引進(jìn)和挽留方面尚有諸多壓力。

3 連云港石化基地生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)脆弱性演化過(guò)程

近年來(lái),連云港在工業(yè)經(jīng)濟(jì)方面取得了長(zhǎng)足發(fā)展,初步形成以臨港基礎(chǔ)工業(yè)和高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)為主的產(chǎn)業(yè)體系,規(guī)模以上工業(yè)增加值可達(dá)千億元,呈現(xiàn)出一定的經(jīng)濟(jì)實(shí)力與潛力;但是,相比發(fā)達(dá)地區(qū)仍存有一定差距,生產(chǎn)力發(fā)展不平衡,科技水平尚未達(dá)到先進(jìn)標(biāo)準(zhǔn),屬于欠發(fā)達(dá)地區(qū)。石化產(chǎn)業(yè)極強(qiáng)的產(chǎn)業(yè)關(guān)聯(lián)效應(yīng),能夠帶動(dòng)和引導(dǎo)大批相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,因此,石化基地的入駐不僅能彌補(bǔ)連云港在經(jīng)濟(jì)發(fā)展中的工業(yè)短板,還能推動(dòng)區(qū)域經(jīng)濟(jì)的進(jìn)一步發(fā)展。生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)為連云港石化基地提供了良好的發(fā)展平臺(tái)和資源保障,同時(shí)也對(duì)化工副產(chǎn)品進(jìn)行回收,對(duì)維護(hù)區(qū)域生態(tài)平衡具有至關(guān)重要的作用;從這點(diǎn)來(lái)考慮,以連云港石化基地為例,對(duì)其EESV演化過(guò)程進(jìn)行模擬(圖4),挖掘其影響因素,從而形成脆弱性評(píng)價(jià)指標(biāo)體系并深入研究顯得尤為重要。

目前,連云港石化基地正處于建設(shè)初期,由于人口稀少,商業(yè)活動(dòng)不多,尚未形成化工產(chǎn)品的生產(chǎn)、銷(xiāo)售等活動(dòng),所以,生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)具有較好的自我恢復(fù)能力,人類(lèi)活動(dòng)對(duì)區(qū)域生態(tài)環(huán)境所造成的擾動(dòng)并不明顯。但是,值得注意的是,附近海洋水質(zhì)存在磷酸鹽超標(biāo)現(xiàn)象,地表水系(如燒香支河、扁擔(dān)河、善后河)中也含有過(guò)量總磷、總氮和氯化物等污染物,大量鹽田和農(nóng)田被工業(yè)用地所取代,EESV正在萌發(fā)。

隨著石化基地竣工并投入運(yùn)營(yíng),原本“人類(lèi)-環(huán)境摩擦系數(shù)”較小區(qū)域逐漸演變?yōu)楸姸嗍髽I(yè)聚集之地,進(jìn)而成為集化工產(chǎn)品生產(chǎn)、加工、運(yùn)輸及銷(xiāo)售于一體的綜合貿(mào)易場(chǎng)所。大量人口的涌入將使得最初的自然環(huán)境系統(tǒng)轉(zhuǎn)變?yōu)槿祟?lèi)-自然環(huán)境耦合的生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)。一方面,由于人口增加,生活垃圾必然驟增,加上人員專(zhuān)業(yè)素質(zhì)、環(huán)保意識(shí)的差異化,無(wú)形中給生態(tài)環(huán)境帶來(lái)巨大壓力。另一方面,伴隨著化工制造業(yè)及其相關(guān)產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展,石化基地需要消耗大量資源(如土地、水、電、能源等)以滿(mǎn)足發(fā)展需要,并不斷產(chǎn)生工業(yè)廢氣(SO2、NOx、H2S、烴類(lèi)、煙塵等)、廢水(COD、石油類(lèi)、硫化物、氨氮、鹽類(lèi)等)、固廢(油泥和污泥等)。若環(huán)境管理機(jī)制不完善,不能徹底有效處理有毒有害物質(zhì),這將成為生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)的隱患,日積月累,會(huì)對(duì)區(qū)域環(huán)境帶來(lái)持久性污染,再考慮到自然環(huán)境(氣溫、降雨量等)變化,更加劇對(duì)生態(tài)環(huán)境的破壞。

人類(lèi)活動(dòng)、經(jīng)濟(jì)活動(dòng)、資源消耗以及環(huán)境變化作為連云港石化基地主要壓力源,對(duì)其生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)造成諸多壓力(如圖4所示),是脆弱性形成的直接驅(qū)動(dòng)因素。壓力的相互作用共同作用于系統(tǒng)暴露性要素(如地表水系、土地、動(dòng)植物、人口、空氣環(huán)境、海洋資源和災(zāi)害等)。此外,石化基地不僅是一個(gè)經(jīng)濟(jì)要素集聚之地,憑借其化工企業(yè)高度集中,易燃易爆化學(xué)原材料大量?jī)?chǔ)存,有毒有害化工產(chǎn)品大批生產(chǎn)等特點(diǎn),它也是安全事故易發(fā)之地。人員操作不當(dāng),生產(chǎn)技術(shù)不合理,設(shè)備可靠性下降以及現(xiàn)場(chǎng)安全防護(hù)工作疏忽等原因,都極有可能引發(fā)火災(zāi)(池火、噴射火、火球、閃火)、爆炸(蒸汽爆炸、沸騰液體爆炸、物理爆炸)等事故。而且,石化基地內(nèi)各危險(xiǎn)源企業(yè)往往位置相鄰且時(shí)常共享公共基礎(chǔ)設(shè)施,事故發(fā)生所帶來(lái)的多米諾效應(yīng)會(huì)導(dǎo)致大量有毒有害污染物的突發(fā)性泄漏,其后果可在短時(shí)間內(nèi)對(duì)石化基地生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)造成大規(guī)模污染和破壞。動(dòng)植物數(shù)量越多,植被、土地面積越大,生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)對(duì)于壓力擾動(dòng)時(shí)的敏感性就會(huì)越強(qiáng)。例如：區(qū)域范圍內(nèi)生物多樣性下降,霧霾天氣加重,地表植被面積退化,土壤酸化、鹽堿化加劇,農(nóng)田面積驟減等。地表水系、海岸線(xiàn)距離危險(xiǎn)源越近,則越容易出現(xiàn)地表水系沉積物堆積,水質(zhì)惡化,水中溶解氧量減少,細(xì)菌增多等現(xiàn)象;污染物也越有可能隨江河匯聚入海,從而進(jìn)一步破壞沿海海洋生態(tài),海水質(zhì)量下降,海洋物種減少。最終,環(huán)境的惡化可能演變成暴雨、寒潮、洪水等自然災(zāi)害,致使地表徑流量增大,水土流失嚴(yán)重,海平面上升;而受災(zāi)面積的不斷擴(kuò)大,

也將影響到區(qū)域居民的正常生活,導(dǎo)致財(cái)產(chǎn)受損、死亡率升高,石化基地生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)的敏感性急劇上升,壓力對(duì)系統(tǒng)的負(fù)面影響加重。

彈性,是石化基地生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)應(yīng)對(duì)負(fù)面影響的能力,包含兩個(gè)方面,即自我恢復(fù)能力和人工修復(fù)能力。從自我恢復(fù)能力來(lái)看(如水容量、森林覆蓋率、生物多樣性、植被覆蓋率、土壤有機(jī)含量等),歷史規(guī)律表明它會(huì)在石化基地的發(fā)展過(guò)程中逐漸退化。石化產(chǎn)業(yè)作為國(guó)家基礎(chǔ)工業(yè),其市場(chǎng)前景廣闊,經(jīng)濟(jì)效益可觀等特點(diǎn)使連云港石化基地持續(xù)發(fā)展成為必然;由此看來(lái),區(qū)域生態(tài)環(huán)境也將必定長(zhǎng)期受到來(lái)自化工產(chǎn)品生產(chǎn)、銷(xiāo)售及運(yùn)輸?shù)然顒?dòng)的擾動(dòng)。不可再生性環(huán)境資源不斷被消耗,可替代性產(chǎn)品卻發(fā)展緩慢,這種資源環(huán)境泡沫型的經(jīng)濟(jì)模式注定了系統(tǒng)自我恢復(fù)能力呈現(xiàn)退化趨勢(shì)。從人工修復(fù)能力來(lái)看,石化基地在發(fā)展初期如果缺乏全面、科學(xué)的規(guī)劃(如環(huán)境管理體系與應(yīng)急能力、土地開(kāi)發(fā)利用率),未能樹(shù)立區(qū)域生態(tài)環(huán)保意識(shí)和可持續(xù)發(fā)展思想(如教育水平、工業(yè)“三廢”處理率、生活垃圾處理率、污水集中處理率、重點(diǎn)企業(yè)清潔生產(chǎn)審核率、沿海環(huán)境功能區(qū)水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)率等),將加重生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)人工修復(fù)任務(wù)。人力、物力的巨大投入,給連云港地方政府帶來(lái)沉重負(fù)擔(dān)(如地方財(cái)政收入、環(huán)境污染治理占GDP比率);化工企業(yè)又缺乏環(huán)境治理的積極性,大都趨于政府壓力被動(dòng)接受以滿(mǎn)足環(huán)保排放標(biāo)準(zhǔn)(如廢水污染物達(dá)標(biāo)率、大氣環(huán)境功能區(qū)達(dá)標(biāo)率、工業(yè)SO2去除率等);而達(dá)標(biāo)企業(yè)對(duì)自身未能提有更高程度的環(huán)保要求(如工業(yè)固體廢棄物綜合利用率、工業(yè)用水重復(fù)利用率、危險(xiǎn)廢物安全處理率等)。一旦石化基地生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)敏感性驟升,生態(tài)環(huán)境遭到破壞,地方政府由于財(cái)政和效率等問(wèn)題也只能對(duì)系統(tǒng)的細(xì)枝末節(jié)部分進(jìn)行修復(fù)(如綠化率、人工造林面積等),而無(wú)法根治環(huán)境惡化問(wèn)題。自我恢復(fù)能力退化和人工修復(fù)能力不足是生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)彈性下降的突出表現(xiàn),以致系統(tǒng)無(wú)法從壓力影響中恢復(fù),加劇連云港石化基地EESV。

4 結(jié)論與建議

4.1 結(jié)論

本文以欠發(fā)達(dá)地區(qū)石化基地為視角,對(duì)其EESV演化機(jī)理進(jìn)行研究。從理論框架來(lái)看,生態(tài)系統(tǒng)脆弱性是壓力、影響、彈性共同作用下的一種狀態(tài)。其中,壓力是系統(tǒng)脆弱性的來(lái)源;影響是系統(tǒng)對(duì)壓力擾動(dòng)的響應(yīng)程度,通過(guò)系統(tǒng)暴露性和敏感性的綜合效應(yīng)得以體現(xiàn);彈性則是系統(tǒng)緩沖、調(diào)節(jié)、適應(yīng)壓力沖擊的能力。為便于理解和操作,本文提出由壓力、影響(即直接和潛在的影響)和彈性(即自我恢復(fù)能力和人工修復(fù)能力)構(gòu)成的普遍適用于生態(tài)系統(tǒng)脆弱性研究的理論框架。從演化機(jī)理來(lái)看,石化基地內(nèi)外部人文與自然環(huán)境因素的變化是其EESV的根源,而在此環(huán)境下給生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)帶來(lái)的諸多壓力(即人類(lèi)活動(dòng)壓力、經(jīng)濟(jì)活動(dòng)壓力、資源壓力以及環(huán)境壓力)則是EESV產(chǎn)生的直接驅(qū)動(dòng)力。在壓力擾動(dòng)下,系統(tǒng)的暴露性、敏感性及彈性彼此間的雙重導(dǎo)向關(guān)系決定了脆弱性的演化進(jìn)程,進(jìn)而揭示出加劇石化基地EESV的具體表征為壓力源增多,暴露性比例擴(kuò)大,敏感性上升,彈性退化以及生態(tài)環(huán)境治理能力不足。此外,石化基地生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)又是一個(gè)多層次的閉環(huán)系統(tǒng),不同系統(tǒng)間存在橫向和縱向聯(lián)系,而正是跨層次系統(tǒng)間的相互作用給系統(tǒng)帶來(lái)了更多的不確定性因素,使得脆弱性“閾值”更加復(fù)雜。因此,明確各系統(tǒng)間作用機(jī)理以及跨級(jí)間的相互關(guān)系能夠?yàn)槠浯嗳跣哉{(diào)控提供多元化渠道和機(jī)會(huì)。最后,通過(guò)模擬連云港石化基地EESV的演化過(guò)程,結(jié)合當(dāng)?shù)靥卣鞣謩e從壓力、直接影響、潛在影響、自恢復(fù)能力和人工修復(fù)能力等方面構(gòu)建了連云港石化基地EESV的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系,為進(jìn)一步脆弱性評(píng)價(jià)提供指標(biāo)選取的參考。

4.2 建議

在欠發(fā)達(dá)地區(qū),石化基地是地區(qū)經(jīng)濟(jì)的強(qiáng)力增長(zhǎng)點(diǎn)。要實(shí)現(xiàn)區(qū)域發(fā)展的可持續(xù)性,首先要從生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)脆弱性的根源入手,地方政府需要轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)區(qū)域發(fā)展觀念,提高綜合效益。一方面對(duì)石化基地進(jìn)行全面、科學(xué)的規(guī)劃,樹(shù)立區(qū)域生態(tài)環(huán)保意識(shí)和可持續(xù)發(fā)展思想,從源頭減少對(duì)生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)的壓力的形成;另一方面,將石化基地EESV評(píng)估規(guī)范化、定量化、行政化,并把評(píng)估結(jié)果作為考核政府績(jī)效的基本指標(biāo),達(dá)到監(jiān)督、指導(dǎo)、預(yù)警和管理的作用,從而使得生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)在有意保護(hù)下可持續(xù)地為人類(lèi)提供服務(wù)。從這個(gè)意義上來(lái)說(shuō),通過(guò)把控石化基地生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)內(nèi)外部人文、環(huán)境因素的變化,從源頭上減少壓力源,實(shí)現(xiàn)人類(lèi)與環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展,能夠提高社會(huì)經(jīng)濟(jì)和人類(lèi)福祉的綜合效益。其次,從系統(tǒng)的影響(暴露性和敏感性)角度考慮,石化基地在對(duì)化工原料、產(chǎn)品的存放地進(jìn)行選址時(shí),要綜合權(quán)衡系統(tǒng)內(nèi)暴露性元素的性質(zhì),盡量避開(kāi)環(huán)境敏感區(qū)域,減少石化基地內(nèi)敏感性元素的暴露比例;成立安全部門(mén),加大化工原料、產(chǎn)品運(yùn)輸和生產(chǎn)安全的審查;加強(qiáng)環(huán)境管控,做好高危地區(qū)通風(fēng)、防火、防水、防瓦斯等檢測(cè)手段,嚴(yán)格控制溫度、濕度和亮度,提高安全預(yù)防能力。然后,從系統(tǒng)的恢復(fù)能力考慮,地方政府要推動(dòng)石化企業(yè)提升技術(shù)和管理水平,實(shí)行自下而上的治理。單純依靠生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)的自我恢復(fù)能力已無(wú)法滿(mǎn)足當(dāng)前可持續(xù)發(fā)展的要求,有關(guān)部門(mén)要嚴(yán)格把關(guān)石化企業(yè)的技術(shù)和管理水平,提高環(huán)境保護(hù)和治理中的技術(shù)效益,實(shí)施自下而上治理;此外,還應(yīng)該充分了解跨級(jí)系統(tǒng)間的影響,注重人的發(fā)展,提高員工節(jié)約意識(shí),調(diào)動(dòng)員工環(huán)保積極性;這樣才能從源頭上檢測(cè),預(yù)防和治理石化基地EESV,從而提高生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)人工修復(fù)能力。最后,數(shù)據(jù)收集是實(shí)證研究的基礎(chǔ),為脆弱性評(píng)估提供科學(xué)有力的支撐,考慮到這點(diǎn),地方組織和機(jī)構(gòu)應(yīng)加以重視,需要定期收集石化基地內(nèi)相關(guān)指標(biāo)數(shù)據(jù),為區(qū)域EESV的研究奠定實(shí)證基礎(chǔ)。