資源環(huán)境承載力評價

區(qū)域資源環(huán)境承載力評價研究1.目錄區(qū)域資源環(huán)境承載力內(nèi)涵01國內(nèi)外研究前沿02案例分析04總結(jié)與思考05區(qū)域資源環(huán)境承載力評價方法032.01區(qū)域資源環(huán)境承載力內(nèi)涵3.區(qū)域資源環(huán)境承載力概念所謂資源環(huán)境承載力，是指在一定的時期和一定的區(qū)域范圍內(nèi)，在維持區(qū)域資源結(jié)構(gòu)符合持續(xù)開展需要區(qū)域環(huán)境功能仍具有維持其穩(wěn)態(tài)效應(yīng)能力的條件下，區(qū)域資源環(huán)境系統(tǒng)所能承受人類各種社會經(jīng)濟活動的能力。區(qū)域資源環(huán)境承載力的分析，實質(zhì)上就是尋求在特定時空條件下，對區(qū)域資源環(huán)境進行深入研究，以定性和定量相結(jié)合的方法來表征區(qū)域資源環(huán)境系統(tǒng)對社會經(jīng)濟的承受能力。目前人類所依存的有兩個系統(tǒng)，一個是資源系統(tǒng)，一個是環(huán)境系統(tǒng)，資源環(huán)境承載力就是這兩種系統(tǒng)的復(fù)合承載力。4.資源資源環(huán)境承載力評價內(nèi)容Z自然資源變量社會條件變量環(huán)境資源變量資源維度水資源、土地資源、礦產(chǎn)資源、生物資源的種類、數(shù)量和開發(fā)量社會經(jīng)濟維度工業(yè)產(chǎn)值、能源、人口、交通、通訊等生態(tài)環(huán)境維度水、氣、土壤的自凈能力5.02國內(nèi)外研究前沿6.資源及環(huán)境綜合承載力研究的主要方向綜合研究方法在相關(guān)研究領(lǐng)域的應(yīng)用資源環(huán)境承載力的時空動態(tài)資源環(huán)境綜合承載力與人地關(guān)系的調(diào)適資源環(huán)境承載力評價指標(biāo)體系的擴張及綜合性7.資源環(huán)境承載力評價指標(biāo)體系的擴展及綜合性目前，資源環(huán)境綜合承載能力研究中指標(biāo)體系包含內(nèi)容愈加廣泛。根據(jù)承載對象的不同，研究者從經(jīng)濟、社會、環(huán)境和資源條件等方面進行不同目標(biāo)層或要素層的設(shè)定。針對大型煤礦礦區(qū)，吳良興(2021)以綜合評價法為手段，通過分析研究區(qū)的資源環(huán)境現(xiàn)狀，構(gòu)建礦區(qū)資源環(huán)境承載力評價指標(biāo)體系，包括礦產(chǎn)資源、水資源、土地資源、林業(yè)資源、旅游資源、大氣環(huán)境、水環(huán)境、土壤環(huán)境8個方面；并選取了儲采比、人均煤炭資源占有量、人均耕地面積占有量、森林覆蓋率、單位面積年客流量、CO2年排放總量、COD排放總量、工業(yè)固廢處置利用率等20個主要評價指標(biāo)，評價其資源環(huán)境承載力水平。針對近海環(huán)境，Lin等(2021)在中國轉(zhuǎn)型開展迅速的環(huán)渤海地區(qū)的13個城市，選取水資源、大氣、地表水和近海環(huán)境四大要素，通過整合的綜合指數(shù)來定量表征資源環(huán)境承載力。8.9.資源環(huán)境綜合承載力與人地關(guān)系的調(diào)適城市開展與資源環(huán)境承載力的交互是人地關(guān)系的典型表現(xiàn)形式。近年來，城市開展的超承載力問題已呈蔓延趨勢，如何為城市居民提供優(yōu)質(zhì)生活環(huán)境，合理的對人地關(guān)系進行調(diào)適已然成為一個重要課題。10.案例舉例人工堤防清淤污廢水排除家畜生產(chǎn)氨氮排放河流徑流WangSP等(2021)建立了沿海地區(qū)污染源、匯、運移及轉(zhuǎn)換等自然關(guān)系的綜合定量評價指標(biāo)體系，明確了21個控制因素中的5個高級別控制因子研究揭示了青島資源環(huán)境的超載現(xiàn)象，并提出未來緩解人地矛盾的環(huán)境修復(fù)任務(wù)擴大公共污水處理系統(tǒng)增加污水處理量調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)自然海岸線修復(fù)廢水處理11.資源環(huán)境綜合承載力的研究方法進展綜合研究理論與方法的興起，推動了資源環(huán)境承載力模型研究的開展。目前層次分析法、主成分分析法以及DPSIR(驅(qū)動—壓力—狀態(tài)—影響—響應(yīng))等分析框架和概念模型在文獻中使用頻率較高。綜合的定量評價方法包括：生態(tài)足跡法、能值分析法、系統(tǒng)動態(tài)模型等資源環(huán)境承載力預(yù)警方法：生態(tài)系統(tǒng)效勞評估、信息論等12.資源環(huán)境綜合承載力的時空動態(tài)研究當(dāng)前，綜合資源環(huán)境承載力時空動態(tài)研究呈現(xiàn)出長期監(jiān)測結(jié)果與多因子預(yù)測相融合的研究趨勢。采用基于時間序列的因子分析方法說明：不同區(qū)域的綜合承載力呈現(xiàn)出動態(tài)變化區(qū)域及空間分異特征。舉例：2021年Liu等對長江三角洲16座城市不同時期的城市聚集區(qū)主要影響因素進行了資源環(huán)境綜合承載力評價在空間上呈顯著的梯度變化：上海、蘇州、杭州、寧波等興旺城市面臨較高的承載力壓力在時間維度，變異系數(shù)呈明顯擴大趨勢：2000年到2021年，土地及水資源承載力已成為制約社會經(jīng)濟開展的兩大關(guān)鍵因素。13.03評價方法概述14.主要評價方法人口論系列01040302生態(tài)足跡系列初級資產(chǎn)賬戶系列其它評價方法標(biāo)題15.人口論系列人口論系列研究采用資源環(huán)境所能支撐的最大人口量表征承載力，即人口承載力。人口論的鼻祖Malthus認為，人口以幾何級數(shù)增加，生活資料以算術(shù)級數(shù)增加，人口增長必然超過生活資料增長，人口過剩和食物匱乏是必然。馬氏理論包含有三個根本假設(shè)：1：食物是人類生存的必需品，并且是人口增長的唯一限制因素；2：人口以指數(shù)級速度增長3：食物生產(chǎn)只能線性速度增長。Malthus理論中人口的增長只會受到自然資源的限制，進行分析時需要剝離出社會經(jīng)濟系統(tǒng)對本地資源環(huán)境的影響，而這正是目前區(qū)域資源環(huán)境承載力評價要答復(fù)的問題。16.生態(tài)足跡系列任何人口〔個人、國家或地區(qū)〕的生態(tài)足跡是生產(chǎn)這些人口消費的所有資源及吸納這些人口產(chǎn)生廢棄物所必需的生態(tài)生產(chǎn)性土地面積和水域面積的總和優(yōu)點：生態(tài)足跡是提供了一個資源利用清算工具，用于計算特定的人口使用了多少的生態(tài)生產(chǎn)性土地和水域面積，而不管其發(fā)生在地球的哪里。生態(tài)足跡可用于計算特定區(qū)域生態(tài)盈余和生態(tài)赤字，在計算全球生態(tài)環(huán)境承載力、國家或地區(qū)自然資源負債情況以及比較不同人群的生態(tài)消耗方面可以發(fā)揮很好的作用。缺乏該方法存在區(qū)域尺度問題，由于涉及跨區(qū)占用問題，未能反映本地生態(tài)環(huán)境的承載狀態(tài)〔對當(dāng)?shù)氐膲毫Α?。例如一個高收入的城市或國家的生態(tài)足跡會超出其自身的土地或水域面積，但其當(dāng)?shù)氐馁Y源環(huán)境可能并未超載。17.初級資產(chǎn)賬戶系列Peter等學(xué)者從生物學(xué)角度提出初級凈產(chǎn)出〔NPP〕〔或稱初級資產(chǎn)賬戶〕概念，用于度量人類對地球生物圈層的影響。NPP是生物〔通常為植物〕吸收太陽能減去其呼吸作用消耗的能量而剩下的能量。優(yōu)點：將NPP看作是區(qū)域的能量輸入，而把人類的消耗看作是輸出，并在全球尺度開展了研究。如果將地球看作一個封閉的系統(tǒng)，除了其儲藏的能源，其能源來源只有太陽能。從這個角度而言，假設(shè)人類消耗的地球能量的速度高過了NPP，地球能量儲藏肯定是會逐漸減少的，并最終枯竭。因此NPP為可持續(xù)開展研究提供了很好的工具。缺乏：該方法評價人類活動對地球資源的消耗情況，可用于比較不同地區(qū)的能值消耗，但對于區(qū)域當(dāng)?shù)刭Y源環(huán)境的承壓狀態(tài)未作關(guān)注。由于地區(qū)的開放性，其消耗資源可能來自于其他地區(qū)，即壓力不在本地，因此該方法難以直接應(yīng)用于區(qū)域資源環(huán)境承載力評價。18.其他評價方法除了上述視角外，學(xué)者還提出其它諸多資源環(huán)境承載力評價方法，常用的包括綜合指數(shù)法、比較法。①綜合指數(shù)法，具體包括數(shù)學(xué)模型處理法和指標(biāo)加權(quán)法。選取一系列指標(biāo)，通過數(shù)學(xué)處理或直接加權(quán)得出一個綜合指數(shù)，表征資源環(huán)境承載力。綜合指數(shù)法得出的評價結(jié)果通常為一個無量綱的表征值。物理意義不明確，導(dǎo)致分級閾值的率定缺乏說服力，對政策具體指導(dǎo)意義不強。②比較法，首先選定一個資源環(huán)境承載狀態(tài)合理的區(qū)域，然后將研究區(qū)域的各項指標(biāo)與其比照，評價研究區(qū)的承載情況。但承載狀態(tài)合理的區(qū)域難以選定，且沒有答復(fù)承載力是多少的問題。19.04案例分析中國欠興旺地區(qū)資源環(huán)境承載力評估——以寧夏西海固地區(qū)和云南怒江州為例20.案例背景怒江州地區(qū)地處滇西北橫斷山脈縱谷地帶，是中國僳族、怒族和獨龍族等少數(shù)民族主要聚居區(qū)域，也是中國特有物種最為富集的地區(qū)、世界生物多樣性保護的關(guān)鍵地區(qū)。西海固地區(qū)地處半干旱黃土高原向干旱風(fēng)沙荒漠區(qū)的過渡地帶，是中國旱災(zāi)發(fā)生最頻繁、最嚴重的地區(qū)之一，全區(qū)各縣均屬資源環(huán)境綜合約束型，主要體現(xiàn)在水資源和生態(tài)地質(zhì)環(huán)境組合約束。21.案例背景兩個案例區(qū)分別屬于南北方欠興旺的典型區(qū)域，均被納入國家劃定的連片特困地區(qū)。區(qū)內(nèi)經(jīng)濟開展與居民收入水平整體偏低，政府財政收支嚴重失衡，人均GDP、農(nóng)民人均純收入遠低于全省水平，財政支出額度遠高于地方財政支付能力：表12021年怒江州與西海固地區(qū)根本概況22.欠興旺地區(qū)空間分布格局與資源環(huán)境空間耦合特征相關(guān)標(biāo)題文字點擊添加相關(guān)標(biāo)題文字，點擊添加相關(guān)標(biāo)題文字，點擊添加相關(guān)標(biāo)題文字，點擊添加相關(guān)標(biāo)題文字。欠興旺地區(qū)受資源環(huán)境承載力制約十分顯著，其分布格局與資源環(huán)境要素約束具有較強空間耦合性。這些區(qū)域地理條件復(fù)雜、生態(tài)環(huán)境脆弱，資源環(huán)境本底對社會經(jīng)濟格局的影響更加直接和深刻。故通過對欠興旺地區(qū)資源環(huán)境承載力評估，客觀認識國土空間開發(fā)利用條件，重塑地域保護和開發(fā)空間結(jié)構(gòu)及總體布局方案顯得十分重要。圖1國家級貧困縣資源環(huán)境約束類型分布圖2國家級貧困縣資源環(huán)境約束類型分布23.1.區(qū)域總體承載力較弱中國欠興旺地區(qū)地形地貌復(fù)雜多樣，資源環(huán)境要素的空間匹配狀態(tài)欠佳，承載力受短板要素制約的同時，空間分異特征十分顯著。5.超載后修復(fù)代價巨大

資源環(huán)境承載力的演化呈現(xiàn)了演替速度快、預(yù)警期短、超載后修復(fù)難度大周期長的特點。2.資源環(huán)境負荷超載人口快速增長過程給欠興旺地區(qū)本來就較低的承載力帶來巨大壓力，目前，欠興旺地區(qū)資源環(huán)境超載問題日趨嚴重，局部地區(qū)人口總量已超出人口合理容量的最大閾值。4.承載力提升潛力受限以山地丘陵為主的地貌結(jié)構(gòu)，通常為江河流域的分水嶺和源地，遠離社會經(jīng)濟較先進的區(qū)域性中心城市這種邊緣性和封閉性阻礙了區(qū)外物質(zhì)與能量輸入，對資源環(huán)境本底高度依賴，承載力提升潛力受限，加劇了區(qū)域資源緊缺和環(huán)境退化。3.要素間變化響應(yīng)敏感資源環(huán)境承載力各構(gòu)成要素間聯(lián)系緊密，人口開展、經(jīng)濟增長、污染物排放等承載對象的壓力，易觸發(fā)區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)、地質(zhì)環(huán)境、環(huán)境容量等承載體的響應(yīng)，造成生態(tài)環(huán)境退化、人地關(guān)系失調(diào)。2資源環(huán)境負荷超載24.1區(qū)域總體承載力弱在怒江州，山地面積占全州總面積的98%以上，受怒江、瀾滄江及其支流切割，境內(nèi)平壩、階地和河漫灘等可利用土地稀缺，且分布零散、地塊較小。除地形限制外，怒江州土地資源還受制于生態(tài)保護、梯級電站開發(fā)淹沒區(qū)等因素。西海固地區(qū)雖土地資源未受地形條件顯著約束，但土壤貧瘠、蒸發(fā)強烈、水資源稀缺，北部干旱區(qū)資源型、水質(zhì)型缺水并存，降水稀少、苦咸水分布廣泛，而南部山區(qū)資源型、工程型缺水突出，水量較為豐富的涇河由于六盤山山脈相隔且缺乏大型調(diào)水工程，使本來量少質(zhì)差的水資源可利用量更少。人均水資源占有量耕地畝均占有水量西海固地區(qū)380m3108m3全國（平均）1000m3(重度缺水區(qū))864m3[注]適宜建設(shè)用地空間范圍測算公式：[適宜建設(shè)用地]＝([地形坡度]∩[海拔高度])－[河湖庫等水域]－[各類保護區(qū)]－[優(yōu)質(zhì)耕地]－[梯級電站開發(fā)淹沒區(qū)]。表2怒江州適宜建設(shè)用地規(guī)模與比重25.2資源環(huán)境負荷超載同時，通過水資源承載指數(shù)測算，西海固地區(qū)水資源負載指數(shù)為18.07，表示水資源利用程度很高、開發(fā)潛力極低。人口增長的壓力集中反映在了資資源環(huán)境負荷上，怒江州人均適宜建設(shè)用地僅441.81m3/人，而現(xiàn)狀人均建設(shè)用地達447.29m3/人，說明怒江州的用地開展空間已經(jīng)超出可承載規(guī)模。圖31960年以來怒江州與西海固地區(qū)人口密度變動情況[注]水資源負載指數(shù)測算公式：[水資源負載指數(shù)]=K[人口]×[GDP][水資源總量]K為與降水有關(guān)的系數(shù)。26.3要素間變化響應(yīng)敏感與興旺地區(qū)相比，欠興旺地區(qū)人口增長過快、居民勞動技能偏低，大局部人口被束縛在當(dāng)?shù)剡M行粗放式農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，由此導(dǎo)致區(qū)域開展陷入“人口增長—貧困加劇—生態(tài)退化〞的惡性循環(huán)〔如圖4〕。以怒江州為例，州內(nèi)人口分布與重點生態(tài)功能區(qū)在空間上局部重疊，人類活動的輕微擾動就可能對保護區(qū)生態(tài)系統(tǒng)造成顯著影響。其中，能源消費需求過剩帶來的區(qū)域生態(tài)環(huán)境響應(yīng)具有很強的典型性。長期以來，怒江州能源結(jié)構(gòu)單一，主要靠砍伐樹木來滿足根本的燃料需求，對當(dāng)?shù)厣种脖缓蜕鷳B(tài)系統(tǒng)造成明顯破壞。圖4欠興旺地區(qū)資源環(huán)境承載力要素響應(yīng)示意圖27.相關(guān)標(biāo)題文字以水資源為例，西海固地區(qū)水資源利用結(jié)構(gòu)同寧夏其他區(qū)域相似，以灌溉農(nóng)業(yè)為主，農(nóng)業(yè)灌溉用水占總用水量的比重均在90%以上，但西海固地區(qū)主要供水來源為本地水。從水資源開發(fā)利用設(shè)施來看，西海固147座中小型水庫中，絕大局部建于20世紀(jì)50年代后期和70年代初期，運行年久、淤積嚴重，總庫容以每年1000萬m3逐年減少，水庫蓄水能力由20世紀(jì)80年代的1億m3下降到2021年的0.31億m3，而灌溉水利用系數(shù)僅0.47，缺水又浪費水的問題并存，技術(shù)與設(shè)備投入缺乏顯著制約了稀缺性資源的利用潛力。4承載力提升潛力受限28.4承載力提升潛力受限29.5超載后修復(fù)代價巨大圖6資源環(huán)境承載力的演化特征比照承載力從充裕向飽和再向超載狀態(tài)更迭迅速，對人地關(guān)系的響應(yīng)極為敏感，且資源環(huán)境承載力的預(yù)警區(qū)間〔Eu-Ou〕較之興旺地區(qū)為短，在此期間，假設(shè)錯失主動轉(zhuǎn)型時機