基于生态位适宜度的辽宁省生态环境负荷水平测度

赵 奥

(1.大连民族大学 经济管理学院，辽宁 大连 116650；2.大连理工大学 管理与经济学部，辽宁 大连 116023)

基于生态位适宜度的辽宁省生态环境负荷水平测度

赵 奥1,2

(1.大连民族大学 经济管理学院，辽宁 大连 116650；2.大连理工大学 管理与经济学部，辽宁 大连 116023)

辽宁省作为东北老工业基地的重点区域，自上世纪新中国建立以来，产业结构一直处于重化工行业压倒性发展态势，并且在盲目追求经济高增长的发展目标指引下，环境污染愈发严重。长久以来，畸形化的产业结构与生态保护认知盲区，使得辽宁经济发展福祉被生态环境负荷逐渐侵蚀掉，从而造成整个省域范围内生态系统的脆弱性。将生态学中的生态位模型应用于辽宁省生态环境负荷的适宜度研究，通过适宜度水平的测度，准确把握辽宁省1995～2014年生态系统的运行状况以及环境污染问题的症结所在，最后从产业结构、公众认知和技术创新等角度，提出提升辽宁省生态环境负荷适宜度的具体措施。

生态位适宜度;生态环境负荷;辽宁省

自21世纪90年代以来，经济增长是以无序、快速消耗大量不可再生资源为代价的，必然会引发诸多生态环境和社会安全问题。资源依赖型增长方式的持续，虽然成就了中国30年经济高速增长的奇迹，但也使得环境污染所造成的经济损失占GDP总量高达10%。特别是中国民族地区，资源诅咒和环境污染等问题同时并存，在一定程度上阻碍着地区经济的可持续发展[1]。辽宁省作为中国最早一批发展重工业的典型之一，是国家重点进行经济发展转型的试验区域。随着辽宁省工业化、城市化进程的加快，一方面，依赖于工业增加值对GDP的拉动效应，另一方面，在国家建设小康社会、提高公众福祉的政策带动下，省内多数重化工城市采取粗放型的工业化发展方式和跃进式的城市化进程方式，寄希望于通过快速工业化和城市化来实现地区经济发展和居民生活水平的提高，致使许多城市面临资源枯竭、生态环境严重破坏的发展局面，例如鞍山、本溪、阜新等。因此，本研究定位于辽宁省生态环境负荷这一视角，力求通过生态位适宜度模型，测算出辽宁省1995～2014年整体的生态环境负荷水平，直观展示出辽宁省近20年的生态环境系统的健康状况，并提出相应的对策措施，以达到提升辽宁省生态环境适宜度、维护生态系统平衡运转的发展目标。

一、文献综述

生态位适宜性评价核心也是客观评估现实生态环境条件与物种需求条件之间的匹配性，取决于生物单元的“态”和“势”两个方面的重要影响。最早的生态位适宜度模型是基于生态学、植物学、动物学领域而提出的，1917年Grinnel[2]首次提出生态位这一概念，1927年Elton[3]在其著作《动物生态学》中，首次将生态位的概念重点放在生物群落中来，描述一种生物在环境中地位。之后，生态位适宜度模型多用于土地资源评价、城市发展评价、林地资源评价等领域，例如王筱明[4]以济南市域内的现状耕地为研究对象，在耕地适宜性评价中引入生态位理论，建立耕地生态位适宜度评价模型，界定区域内需退耕还林的地块。孙鹏举、陈英[5]运用生态位适宜度理论，在前人研究的基础上，构建了草地生态系统适宜度与进化动量测算数学模型，测度了甘南草地生态系统生态位适宜度和进化动量。牛海鹏、赵同谦[6]等人基于生态位理论，从区域耕地生态系统整体性出发，提出耕地生态元和耕地生态位的概念，并在此基础上构建了耕地可持续利用生态位适宜度评价模型。王瑞燕、赵庚星[7]等人构建各土地利用方式的生态位适宜度模型，在此基础上，对各土地利用生态单元的生态环境现实条件与现状土地利用方式所要求的最佳生态环境进行比较计算生态位适宜度，获得土地利用环境脆弱性效应分布。王莉莉[8]从区域层面深入探讨和拓展了生态位理论在城市研究中的方法和途径，对江苏省13个城市进行生态位适宜度的比较研究。叶琼、郭熙[9]等人以江西省鄱阳湖及周边经济区的园地为研究对象，将生态位适宜度方法引入到多宜性评价研究中，采用加权平均模型对各评价单元的茶叶和雪梨两种作物的生态位适宜度值进行了定量分析。冯茹、宋刚[10]将生态位适宜度理论引入到自然保护区周边社区居民生计可持续发展的定量评价中，并据此构建可持续生计的生态位适宜度模型。

虽然国内外对生态位适宜度模型的研究成果颇丰，但真正应用到生态环境评价领域的研究则非常少，基本没有涉猎。

二、研究模型及数据

1.生态位模型[11,12]

生态位评估模型的建立是以经典的生态位理论为基础，通过扩展经典生态位理论的内涵，用数学抽象方法分析系统最佳生态位点与现实生态位点的贴近度，这对于了解和掌握系统各要素的发展概况起着非常重要的作用，生态位评估模型的这一特征与生态环境负荷的适宜度研究目标相一致，因此，本文选取生态位评估模型对辽宁省生态环境负荷的适宜度进行评估分析。

设有m个评估年份，yij(i=1,2,…,m;j=1,2,…,n)表示第i个生态系统(年份)在生态因子j上的观测数据值，在实际研究中，将数据进行标准化处理后得到生态因子的现实生态位，其中ymax表示yij中的最大值。

(1)

(2)

则辽宁省生态环境负荷的适宜度可通过如下模型得出：

(3)

(4)

(5)

2.研究数据及处理

本文选取辽宁省1995～2014年工业固体废弃物排放量、工业废水排放量、二氧化硫排放量、工业烟尘(粉尘)排放总量以及二氧化碳排放量指标作为衡量辽宁省生态环境污染负荷水平的评价指标。由于二氧化碳排放量数据在省际层面的统计工作开展较晚，无法直接从统计年鉴中获取，因此，本文根据联合国政府间气候变化专门委员会IPCC数据库关于二氧化碳的估算方法，标煤的CO2排放因子可计算为：29.3076GJ/t*94.6kgCO2/GJ/1000 =2.7725tCO2/tce。根据此估算方法，本文将1995～2014年间辽宁省能源消耗总量进行二氧化碳折标计算，估算出1995～2014年辽宁省二氧化碳排放量。具体研究数据见表1。

表1 研究数据

数据来源：辽宁统计年鉴(1996-2015)

三、实证研究结果分析

按照公式(1)、(2)分别计算出各个变量的现实生态位和最佳生态位，代入到公式(3)中进行计算,估算出模型中参数ε的值，经测算ε=0.3987，最终分别计算出辽宁省1995～2014年生态环境负荷适宜度，具体计算结果见表2。变化走势如图1。

表2 辽宁省1995-2014年生态环境负荷适宜度计算结果

图1 辽宁省1995-2014年生态环境负荷

由于生态位适宜度水平介于0到1之间，故根据模糊聚类中的K距离方法，将辽宁省1995～2014年生态环境负荷的适宜度水平进行简单聚类，得到了处于[0，0.4]之间的适宜度水平属于低度适宜，处于(0.4,0.7]之间的适宜度水平属于中度适宜，而处于(0.7,1]之间的适宜度水平属于高度适宜。

因此如表2和图1所示，辽宁省1995～2014年生态环境负荷适宜度整体呈现波动变化趋势，平均适宜度水平约为0.68，属于中等适宜；1995、2006两年的适宜度水平处于低谷，2004年的适宜度水平最为理想。

1995～1998年，辽宁省生态环境负荷适宜度水平普遍偏低，平均值处于0.65左右，这一测算结果的出现主要源于以下几方面：一是在2000年之前，辽宁省作为东北老工业基地的重化工省，产业结构畸形化发展现象尤为突出，第二产业特别是重化工、高污染、高耗能的行业比重较高，由此产生的环境污染物总量也相应较多；二是上世纪90年代后期，全国层面上的环保意识都是比较淡薄的，无论是法律层面上的还是产业规制层面上的政策都相对缺失，因而一些破坏环境的产业作为、企业作为都无法得到有效约束；三是由于技术层面的落后，污染物减排工作在技术层面无法顺利开展。

1999～2004年，辽宁省生态环境负荷适宜度水平处于波动上升态势，平均适宜度水平约为0.81，由此表明辽宁省整个生态环境系统运行良好，生态环境负荷水平与生态承载力相适应。这一测算结果的出现主要源于以下几方面原因：一是进入21世纪后，国家层面上的环境立法也相应完善，特别是2000年之后国家层面上可持续发展、循环经济的研究工作也在积极展开，愈来愈多的政府机构、企事业单位乃至研究机构愈发重视环境保护工作，因而污染物排放量总体呈现总量增长放缓态势；二是自2001年西部大开发以及2003年提出的振兴东北老工业战略举措以来，辽宁省也在积极进行产业结构优化升级，特别是对建国初期的落后产能、高污染行业进行淘汰和整改，重化工行业比重有所下降；三是在汲取西方发达国家先污染后治理的经验教训后，中国也在积极开展环境治理的技术创新工作，例如针对工业废水二次处理、工业脱硫技术等，无疑大大降低了工业污染物的排放量。

2005～2008年，辽宁省生态环境负荷适宜度水平呈现波动下降趋势，工业废水、二氧化硫排放量总体偏高，因而适宜度水平基本处于中等适宜。这一测算结果的出现主要源于以下几方面原因：一是2005～2008年是辽宁省整体经济增长比较快的年份，地区生产总值的增长速度逐年攀升，重化工行业产值比重也较高，因而污染物排放总量较多；二是产业结构优化升级工作进展较慢，辽宁省第二产业比重仍然较高，特别是重化工、高污染行业的比重。

随着2009年哥本哈根气峰会后，低碳经济理念逐渐进入政府、企业和社会公共视野，因而2009年辽宁省生态环境负荷适宜度水平出现短暂的回升，省内的大多数城市都在积极响应国家号召，争创低碳城市，一些重化工企业也在积极进行技术减排工作。特别在国家号召减排45 %-50 %的目标下，辽宁省也在积极进行产业结构调整和减排技术的创新工作。自2009年之后，2010-2014年间辽宁省生态环境负荷适宜度整体水平开始进入跌宕式下滑趋势，平均适宜度水平不足0.65。主要原因在于产业结构优化升级后劲不足以及减排技术推广力度不足，很多重化工企业在经历短暂的低碳经济发展约束后，为了追求产值和利润，不重视污染物排放对环境造成的不良影响，因而各类污染物排放量都较之前年份有所增加。

四、结 语

辽宁省生态环境负荷适宜度水平在1995～2014年经历了低潮、复苏、波动、回升和下降等阶段，每一时期的适宜度水平变化都与当期的产业结构调整、经济发展规模乃至技术创新进展相关，但究其主要原因还是在于产业结构不合理和畸形化发展，如果不从根本上解决产业结构不合理问题，光靠减排技术根本实现不了辽宁省生态环境系统地整体适宜度水平的提升。因此，本文提出下列解决措施，以期有效提升辽宁省生态环境负荷适宜度水平。具体措施如下：

首先，辽宁省要尽快进行产业结构优化升级，特别在经济新常态背景下，一味地追求高速度经济增长已经不符合时代需要，必须从产业结构入手，降低第二产业比重，特别是重化工行业比重，淘汰落后的高污染、高能耗行业，提高技术密集型产业比重。

其次，辽宁省要重视环境保护认知的社会普及工作，通过社区大学、环保展览、企事业宣传的活动，使得社会公众都认识到环境保护和生态系统平衡的重要性，与此同时，也使公众提升自身参与环境治理的积极性，只有这样，辽宁省的环境保护工作才能从根本上得以改善。

最后，辽宁省重化工企业要积极进行节能减排技术的技术创新工作，特别是在创新人才的培育、创新成果的孵化与应用、技术专利的保护等方面，都要有的放矢地制定技术创新战略规划，提升节能减排技术在生态环境治理领域的渗透力度。

[1] 杨玉文.民族地区资源开发与经济增长[M].人民出版社,2013.

[2]GRINNELLJ.ThenicherelationshipoftheCaliforniaThrasher[J].Auk,1917,34:27-433.

[3]ELTONC.Animalecology[M].Londo;SidgwickandJackon,1927:63-68.

[4] 王筱明. 生态位适宜度评价模型在退耕还林决策中的应用[J]. 农业工程学报,2007(8):113-116.

[5] 孙鹏举,陈英. 甘南草地生态系统生态位适宜度及其空间差异分析[J]. 草业科学,2009(4):1-5.

[6] 牛海鹏,赵同谦,张安录,等. 基于生态位适宜度的耕地可持续利用评价[J]. 生态学报,2009(10):5535-5543.[7] 王瑞燕,赵庚星,于振文,张玉婷,张海洋. 利用生态位适宜度模型评价土地利用环境脆弱性效应[J]. 农业工程学报,2012(11):218-224.

[8] 王莉莉. 城市生态位适宜度的对比分析——以江苏省13城市为例[J]. 现代城市研究,2007(3):73-80. [9] 叶琼,郭熙,刘伟. 生态位适宜度法在园地多宜性评价中的应用[J]. 资源开发与市场,2008(11):973-974+978.

[10] 冯茹,宋刚. 自然保护区周边社区居民生计状况的生态位适宜度评价[J]. 西北林学院学报,2010(3):204-209.

[11]LEIBOLDMA.TheNicheConceptRevisited:MechanisticModelsandCommunityContext[J].Ecology, 1995,76(5):1371- 1382.

[12] 李自珍, 施维林, 唐海萍, 等. 干旱区植物水分生态位适宜度的数学模型及其过程数值模拟试验研究[J].中国沙漠, 2001,21(3):281-285.

(责任编辑 董邦国)

Measurement of the Ecological Environment Loading Suitability Level in Liaoning Province Based on Ecological Niche Model

ZHAO Ao1，2

(1. College of Economics and Management, Dalian Minzu University, Dalian Liaoning 116650, China;2. Faculty of Management and Economics, Dalian Technology University, Dalian Liaoning 116023, China)

Liaoning, as a key area in Northeast China's old industrial base, since the founding of our country, has undergone overwhelming development in heavy chemical industry and blindly pursued the economic growth target, which has contributed to the serious environmental pollution in the area. For a long time, the deformed industrial structure and a blind cognition of environmental protection have eroded its economic development and resulted in the fragility of its ecological system. Therefore, this paper applies niche model to the study of its ecological environment loading niche level and environmental pollution. The niche level test has accurately showed the ecological system and environmental pollution problems during 1995-2014. Finally, strategies to improve the ecological environment loading niche level are provided from the perspectives of industrial structure, public awareness and technological innovation.

ecological niche level; ecological environment loading; Liaoning province

2016-08-22；最后

2017-01-08

辽宁省社科规划基金资助项目(L13DJY087)；辽宁省教育厅人文社科一般项目(W2015091)；中央高校自主科研基金资助项目(20150406)。

赵奥(1984-)，女，辽宁大连人，讲师，管理学博士，大连理工大学管理科学与工程博士后流动站博士后，主要从事资源经济及环境管理研究。

2096-1383(2017)02-0119-05

F062.2

A