黄河口区域综合承载力评估指标体系初步构建及应用

张继民，刘霜，尹韦翰，杨建强，叶属峰

（1.山东省海洋生态环境与防灾减灾重点实验室，山东 青岛 266033；2.国家海洋局北海环境监测中心，山东 青岛 266033；3.国家海洋局东海环境监测中心，上海 200137）

黄河口区域综合承载力评估指标体系初步构建及应用

张继民1，2，刘霜1，2，尹韦翰1，2，杨建强1，叶属峰3

（1.山东省海洋生态环境与防灾减灾重点实验室，山东 青岛 266033；2.国家海洋局北海环境监测中心，山东 青岛 266033；3.国家海洋局东海环境监测中心，上海 200137）

为进一步推动综合承载力的相关研究工作，应用“压力-状态-响应”（PSR）模型构建黄河口区域综合承载力评估指标体系，采用综合指数法评估了2007-2009年黄河口区域的综合承载力状态。结果表明，2007-2009年黄河口区域综合承载力指数在0.44～0.52之间，综合承载力状态处于满载状态。其中，2007年所受的压力比较大，主要表现在海水养殖面积较大，岸线利用强度过大；状态指数在0.43～0.51之间，主要表现在海洋环境质量现状较差，海域污染面积比例过大，富营养化程度较高；响应指数在0.39～0.54之间，表明人类对黄河口区域的压力和状态均采取了一定的响应措施，但响应措施的效果不是很理想，主要表现在科技创新能力较低和环境保护支出及基础设施支出所占国民经济比重较小。为提高黄河口区域综合承载力状况，需要优先控制海水养殖规模，降低自然岸线的利用程度，防治海域无机氮污染，提高科技创新能力，增加环境保护和基础设施投入。

黄河口；综合承载力；评估指标

Abstract：Based on the “pressure-state-response” framework，the primary indicators of integrated carrying capacity in the region of the Yellow River Estuary were studied and its integrated carrying capacity was assessed.The index of the integrated carrying capacity in the region of the Yellow River Estuary was among 0.44 and 0.52 in the year 2007 to 2009，showing that the integrated carrying capacity was full.The pressure was larger in the year of 2007，reflecting the larger area of marine culture and the intension of shoreline utilization.The index of the state was among 0.43 and 0.51，reflecting the poor marine environmental quality，the larger area of contaminated seawater and the severe eutrophication.The index of response was among 0.39 and 0.54，showing that the measure taken was poor，reflecting the poor innovation of science and technology and less expenses used to environmental protection and infrastructure.In order to improve the integrated carrying capacity，the prior measures should be taken，namely，controlling the area of marine culture and the intension of shoreline utilization，decreasing inorganic nitrogen contaminant，improving innovation of science and technology and increasing the invest on environmental protection and infrastructure.

Keywords：Yellow River Estuary； integrated carrying capacity； assessment indicator

20世纪90年代以来，承载力研究成为国内外学者关注的热点问题之一，其研究对象范围涉及到区域土地资源、水资源及环境等众多要素综合体（Daily et al，1992； Arow et al，1995； Cohen，1995；Costanza，1995；Sagoff，1995；Scidl et al,1999；张红，2007）。此外，国内有些学者从生态系统的角度出发，开展了生态承载力的研究，较为系统地开展了生态承载力的理论、方法研究，探索性地提出了生态承载力的判定模式与综合评估方法（高吉喜，2011；杨志峰等，2005）。从国内外最新研究进展来看，生态承载力的理论方法及定量化研究更加深入，但研究重点主要集中于陆域区域。在海洋领域，海洋承载力概念与陆域发展大体相似，取得了一定的研究成果（毛汉英等，2001；韩增林等，2006），但其在海洋领域的研究与应用明显不足。《国家“十一五”海洋科学与技术发展规划纲要》中首次出现了“综合承载力”这一概念，这是对生态承载力概念的一次重大发展。综合承载力这一概念有多个层次的理解，从承载力角度来看，它是指特定研究区域中两种或两种以上承载力的加和，如资源承载力（土地、旅游、水、能源、森林、矿产等）、环境承载力等；从内涵来看，可以说是广义上的生态承载力，它包括资源、环境、生态、经济和社会承载力5个方面内容，是一个有机的结合体。总体来看，综合承载力之综合应指的是空间上的综合、是要素上的综合、是影响上的综合、是政策上的综合、系统上的综合。目前，关于生态承载力评价方法主要有种群数量的Logistic法；资源供需平衡法，如生态足迹法、能值分析法；指标体系综合评价法，如直接求和法、状态空间法等；系统模型法，如系统动力学模型、多目标规划模型MOP等（石月珍等，2005；王开运等2007）。而关于综合承载力方面的研究刚刚起步，其评估理论和方法尚处于探索和发展阶段。

2009年12月1日国务院通过了《黄河三角洲高效生态经济区发展规划》，使黄河口区域成为我国实施国家战略开发建设的区域之一，这是继珠江三角洲、长江三角洲开发建设之后，成为新世纪开发建设的重点区域。而对于如何科学合理地评估黄河口区域的综合承载力状况，对于该区域的科学开发具有重要的指导意义。压力-状态-响应（PSR）框架模型以及评价指标体系因具有系统性、可操作性、易获取性、可比性等优点，已被广泛应用于土地可持续利用（周炳中等，2002）、生态系统健康评价研究中（颜利等，2008）。本文应用压力-状态-响应（PSR） 模型构建黄河口海域综合承载力评估指标体系与模型，突出了研究区域受到的压力和承载状态之间的因果关系，压力、状态、响应3个环节相互制约和相互影响，通过采用综合指数法初步评估了黄河口区域的综合承载力状态，以期进一步推动综合承载力的相关研究工作。

1 研究区概况

本文的研究区域为黄河口区域的生态系统（38°02′00″～37°20′00″N、119°03′24″～119°31′00″E）及陆域的河口区、垦利县及东营区（图1）。

图1 研究区域及2007-2009年8月的生态调查站位

2 评估指标体系与模型构建

2.1 评估指标体系与模型构建

应用PSR模型，遵循科学性、可表征性、可度量性以及可操作性的原则，筛选出评估指标体系中的关键因子，以黄河口区域综合承载力评估中各评估指标的综合指数为总目标层，以海岸带环境压力、海岸带开发强度、海岸带可利用资源、海洋环境质量现状、海岸带人口集聚度、海岸带经济发展水平、科技支撑条件和社会支撑条件为系统层，以综合承载力评估指标体系中的重要指标为指标层，建立黄河口区域综合承载力评估指标体系（表1）。

在PSR框架内，黄河口区域综合承载力状况由3个不同但又相互联系的指标类型来表达：压力指标反映人类活动给区域造成的负荷；状态指标表征区域海洋资源、海洋环境质量及经济状况；响应指标表征区域面临问题所采取的措施，该评估框架能够较好地突出三者间的因果关系。区域综合承载力评估指数的计算式为：，式中：C为综合承载力评估指数，Ei为i因素的评分值，Wi为i因素的权重值。其中，，Xj为 i评估因素中j因子的作用值；Wi为j因子的权重值。评估指标权重的确定采用传统的层次分析法确定，首先用标度的方法构造出矩阵，其次，根据有实践经验的专家技术人员对分因子层各分因子的的重要性判断结果，得到判断矩阵，并对矩阵进行一致性检验，最后，再进行层次单排序和总排序的计算（表 1）。

表1 黄河口区域综合承载力评估指标体系及权重

2.2 评估指标标准化

考虑到指标体系中的各项评估指标的类型复杂，各系数之间的量纲不统一，各指标之间缺乏可比性，如淡水入海量、滩涂湿地面积、人均水资源量、人均耕地面积、海洋初级生产力、生物多样性指数及响应指标与区域综合承载力指数成正相关，压力指标中除淡水入海量指标外，均与区域综合承载力指数成负相关。因此，在利用上述指标时，必须对参评因子进行标准化处理。为了简便、明确、易于计算，首先对它们的实际数值进行等级划分，分为5级，然后根据它们对区域综合承载力指数的大小及相关关系对每个等级给定标准化分值，标准化分值设定在0～1之间（表2）。标准化分值计算采用插值法确定（表3）。

表2 各评估指标标准化取值

2.3 承载力综合评估等级划分

按照综合指数从高到低排序，反映其从优到劣的变化，共分为5个等级：C≥0.8，为较好承载状态；0.6≤C﹤0.8，为可承载状态；0.4≤C﹤0.6，为满载状态；0.2≤C﹤0.4，为超载状态；0≤C﹤0.2，为严重超载状态。根据评估结果所对应的等级，确定区域承载能力状况。

3 综合评估结果

黄河口区域综合承载力指数计算结果见表4。

结果表明，2007-2009年黄河口区域综合承载力指数在0.44～0.52之间，表明综合承载力状态处于满载状态。其中，2007年所受的压力比较大，主要表现在万元GDP能耗和捕捞量较大；状态指数在0.43～0.51之间，主要表现在海洋环境质量现状较差，海域污染面积比例过大，富营养化程度较高；响应指数在0.39～0.54之间，表明人类对黄河口区域的压力和状态均采取了一定的响应措施，但响应措施的效果不是很理想，主要表现在科技创新能力较低和环境保护支出及基础设施支出所占国民经济比重较小。

表3 各评估指标标准化分值

表4 黄河口区域综合承载力指数

4 结论

本文采用综合指数法初步评估了黄河口区域的综合承载力状况，结果表明，2007-2009年期间黄河口区域综合承载力状态处于满载状态。2007-2009年，黄河口区域工业废水排放达标率和工业固体废物综合利用率程度较高，对区域综合承载力状态造成的压力不大，但是万元GDP能耗和捕捞量较高，海水养殖面积较大，另一方面，由于围填海活动增加，导致自然岸线减少，人工岸线增加，对区域综合承载力状态造成的压力很大。2007年至2009年8月，黄河口海域海洋环境质量现状较差，海水主要污染物质为无机氮，绝大部分监测站位均超出海洋功能区要求的一类海水水质标准，甚至局部海域为劣四类海水水质；海水富营养化程度较高，2009年8月富营养化指数（EI） 达到3.06，主要还是由于无机氮浓度过高所致；大型底栖生物多样性指数（H′） 持续下降，从2007年8月的2.35下降到2009年8月的1.82。此外，东营地区从事科技活动人数占区域总人口的比例较低，环境保护支出占区域GDP的比重较低和基础设施支出比例较低。上述因素均成为制约黄河口区域综合承载力提高的重要因素。在目前黄河口区域综合承载力处于满载状态且持续下降的情况下，需要优先控制海水养殖规模，降低捕捞量和自然岸线的利用程度，防治海域无机氮污染，增加环境保护和基础设施投入，进而提高区域综合承载力，为区域经济与海洋环境的和谐发展提供保障。

目前，综合承载力研究领域方兴未艾，其概念、内涵、评价指标体系、模型构建及其应用等问题有待进一步深入探讨。如何更加科学与合理地评价某个区域综合承载力状况，对于实施该区域的经济发展、环境保护与管理具重要的指导作用，本文由于获取数据的限制，三级评价指标体系共选择了24个指标，其中，压力指标选取了8个指标，状态指标选取了11个指标，响应指标选择了5个指标，评价结果可能不能够全面反映黄河口区域综合承载力状态，但对于评估该区域综合承载力状况的发展趋势仍具有重要的借鉴意义。此外，综合承载力评估等级划分的阈值确定也是一个比较困难的问题，需要在以后的研究与实践中修正完善。

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（本文编辑：袁泽轶）

Primary indicators of integrated carrying capacity in the region of the Yellow River Estuary and its application

ZHANG Ji-min1，2，LIU Shuang1，2，YIN Wei-han1，2，YANG Jian-qiang1，YE Shu-feng3

（1.Key Laboratory of Marine Ecology and Environment&Disaster Prevention and Mitigation of Shandong Province，Qingdao 266033，China；2.North China Sea Environment Monitoring Center，SOA，Qingdao 266033，China；3.East China Sea Environment Monitoring Center，SOA，Shanghai 200137，China）

P72

A

1001-6932（2012）05-0496-06

2012-02-07；

2012-06-18

海洋公益性行业科研专项（200805080，201005009，201105005）。

张继民（1976-），男，高级工程师，主要从事海洋生态评价与海洋管理研究工作。电子邮箱：zhang_ji_min@163.com。