提升生态环境的承载力

甘肃的贫困区多属于生态环境脆弱的地区，可以说生态环境的承载力差既是甘肃贫困区贫困的最直接原因，又是甘肃贫困区贫困的后果。正如程宝良（2008）所说的，西部生态环境承载力不高，生态系统的自然生产力低下，造成了贫困，反过来，贫困又会进一步加剧西部生态环境承载力的下降，贫困与生态环境承载力呈现一个较为复杂的双向因果关系。

早在2010年颁布的《国务院办公厅关于进一步支持甘肃经济社会发展的若干意见》（国办发（2010）29号）文件中，对甘肃的地位做了明确规定：“甘肃是我国西北地区重要的生态屏障和战略通道”，为了落实这个精神，国家进一步加大了对甘肃生态建设的支持力度，包括加大退耕还林、退牧还草、天保工程、三北防护林、易地搬迁、生态修复等各领域的资金、项目和政策支持力度。在“1+17”文件中也明确提出加快发展加强生态保护与建设的一些具体对策。

因此，落实国办47条精神，提出具体实施“1+17”相关目标的措施，提升贫困区生态环境承载力就成为甘肃未来扶贫攻坚的一个重要领域。

一、生态环境承载力的内涵

（一）承载力概念的产生及发展

承载力（carrying capacity）概念源自古希腊，其所含的极限思想与“公地”（the commons）及其潜在过度利用有关。承载力思想萌芽历时久远，但作为术语被正式提出却在近百年以来。多数学者认为其最早出自生态学，将之定义为某一特定环境所能支持的某物种的最大数量。1812年马尔萨斯在“人口学原理”中阐述了人口再生产与粮食再生产的对应关系。1921年，帕克和伯吉斯在人类生态学杂志中首先引入承载力概念。随着人口快速增长、资源过度消耗、环境污染日益加重，可持续发展研究进一步强调承载力问题，特别是诺贝尔经济学奖获得者Arrow等（1998）在Science上发表的“经济增长、承载力和环境”一文，在学界和政界均产生了极大的反响，进一步引起了人们对环境承载力相关问题的关注。自此以来，承载力的概念逐渐扩展到生态学、生物学、人类学、地理学以及管理学等领域。在地球系统科学领域，经过多年的探索争鸣“区域系统对外部环境变化以及人类活动的最大承受可能阈值”作为承载力的概念被普遍接受。当然，一个系统的自然资源或环境对社会经济系统的承载力是一个与资源禀赋、技术手段、社会选择和价值观念等密切相关的、动态的概念。

（二）资源承载力

资源承载力是指一个国家或一个地区资源的数量和质量，对该空间内人口的基本生存和发展的支撑力，是可持续发展的重要体现。截至目前，国内外对资源承载力的研究主要集中在土地资源、水资源、森林资源和矿产资源的承载力方面。

1.土地（耕地）资源承载力

周锁铨等人（1998）认为土地资源承载能力指在一定科技水平、经济及社会诸因素综合制约下，以一定的生活水准为前提，生态系统处于合理状态下，土地资源所能持续、稳定供养的人口数量。

目前土地资源承载力的计算主要还是依照联合国粮农组织提供的农业生态区域法（AEZ），即将气候生产潜力和土壤生产潜力相结合，反映土地用于农业生产的实际潜力，并考虑对土地的投入水平和社会经济条件，从而对人口、资源和发展之间的关系进行定量评价。从已有的土地资源承载力研究成果中可以看出，土地资源承载力受四个因素制约，即时间、生活水平、土地生产能力与土地利用结构。因此，土地承载力的计算主要可分以下几个步骤：首先，明确研究的时间段，分现状评判和未来预测；其次，对生活水平划分为温饱型、小康型和富裕型（由营养标准与实物消费水平两部分组成）；土地生产能力与投入等有关，可分为低、中、高三种投入水平；土地利用结构较为复杂，如复种指数、灌溉条件等与投入、技术水平有关，因此可采用多模型专家组合预测。

2.水资源承载力^[47]

水资源承载力（Water Resources Carrying Capacity，WRCC）是承载力概念与水资源领域的自然结合，目前对区域水资源承载力的定义，国内外还没有一个统一的认识。就国外而言，美国的URS公司对佛罗里达keys流域的承载力研究时曾涉及承载力的定义。我国许多学者则根据自己的理解提出了多种水资源承载力的定义。施雅风等（1992）认为水资源承载力是指某一地区的水资源，在一定社会和科学技术发展阶段，在不破坏社会和生态系统时，最大可承载的农业、工业、城市规模和人口水平，是一个随社会经济和科学技术水平发展变化的综合目标。许新宜等（1997）认为水资源承载力是指在某一具体的历史发展阶段下，以可预见的技术、经济和社会发展水平为依据，以可持续发展为原则，以维护生态环境良性发展为前提，在水资源合理配置和高效利用的条件下，区域社会经济发展的最大人口容量。程国栋（2002）在研究西北内陆河流域的水资源问题时提出，考虑到西北地区水资源研究的现实和长远意义，由于水资源是西北地区内陆河流域生态经济系统演化发展最主要的限制因子、是联系生态问题和经济问题的桥梁和纽带，需要将水资源承载力的研究置于可持续发展的框架下讨论，因此，将水资源承载力定义为：某一区域在具体的历史发展阶段下，考虑可预见的技术、文化、体制和个人价值选择的影响，在采用合适的管理技术条件下，水资源对生态经济系统良性发展的支持能力。

3.森林资源承载力

欧阳勋志等（2003）认为森林承载力是一定时期、一定区域的森林对人类社会经济活动的支持能力的阈值及可供养的具有一定生活质量的人口最大数量。其要点在于（谷振宾等，2004）：首先，森林承载力研究都是以可持续发展为前提条件，强调森林资源自身质量不被破坏能够保证发挥其生态功能；其次森林承载力是客观存在的，所以森林承载力是在具体的时间范围内，一定生活水平、特定产出结构和消费方式下，森林能够承担的区域内人口数量和经济活动；第三把区域作为封闭的系统，不考虑人口和资源的区域间流动。实际中社会经济活动对森林资源的压力并非仅仅来自区域内部，区域之间资源优势互补也成为缓解社会经济活动对生态脆弱地区压力的有效途径，所以，森林承载力研究应该以开放的森林社会经济复合系统为研究对象。森林是一个复杂的生态系统，包括林地、林木、野生动植物和微生物等多种物质资源，具有重要的环保功能。

4.矿产资源承载力

矿产资源承载力指的是在一个可预见的时期内，在当时的科学技术、自然环境和社会经济条件下，矿产资源可支持的经济总量（王玉平等，1998）。

5.资源承载力的理论依据

资源承载力的理论基础可以归结为以下几个方面（朱一中等，2002）^[48]：一是可持续发展理论。可持续发展强调三个主题：代际公平、区域公平以及社会经济发展与人口、资源、环境间的协调性。在可持续发展理论的指导下，资源的可持续利用、人与环境的协调发展取代了以前片面追求经济增长的发展观念。可持续发展是一种哲学观，是关于自然界和人类社会发展的哲学观，可作为水资源承载力研究的指导思想和理论基础，而水资源承载力研究则是可持续发展理论在水资源管理领域的具体体现和应用。二是资源——生态——社会经济复合系统理论。区域（流域）是具有层次结构和整体功能的复合系统，由社会经济系统、生态环境系统和资源系统组成。资源既是该复合系统的基本组成要素，又是社会经济系统和自然生态系统存在和发展的支持条件。资源的承载力状况对地区的发展起着重要的作用，从资源系统——自然生态系统——社会经济系统耦合机理上综合考虑资源对地区人口、资源、环境和经济协调发展的支撑能力。

6.资源承载力的主要研究方法

自20世纪90年代以来，在资源承载力研究领域对水资源承载力研究得最多，在研究方法上取得了很大的突破，加之各资源承载力在理论基础方面的共性，可以认为，水资源承载力的研究方法即代表了该研究领域的主要方法。截至目前，所采用的研究方法主要有以下几种^[49]：一是常规趋势法。常规趋势法主要采用统计分析的方法，选择单项和多项指标来反映地区水资源承载力现状和阈值的一种方法。施雅风、曲耀光等主要采用这种方法研究了新疆乌鲁木齐河流域水资源的承载力。常规趋势法由于较多考虑的是单承载因子的发展趋势，而忽略各承载因子之间的相互联系，很难处理复杂巨系统之间的耦合关系，但其对某些承载因子的潜力估算的研究方法对复杂巨系统的协调研究仍有借鉴意义。二是系统动力学方法。即应用系统动力学原理采用动态系统反馈模拟评价一个地区水资源承载力的方法。张志良采用该方法对河西地区的土地人口承载力情况进行了研究。中国科学院地理研究所曾采用该方法分析了柴达木盆地的水资源承载力。该方法的优点在于，能定量地分析各类复杂系统的结构和功能的内在关系，能定量分析系统的各种特性，擅长处理高阶、非线性问题，比较适应宏观的长期动态趋势研究。缺点是系统动力学模型的建立受建模者对系统行为动态水平认识的影响，由于参变量不好掌握，易导致不合理的结论。三是多目标模型分析法。由水资源承载力的定义和特点可知，水资源承载力研究面对的系统是一个社会经济生态环境资源复杂巨系统，属于可持续发展研究范畴。因而水资源承载力的研究需要从可持续发展的角度，研究水资源与社会经济发展，与生态环境，以及其他资源之间的关系，因此水资源承载力问题是一典型的复合系统问题。这就为多目标模型进行承载力分析提供了理论依据。清华大学在“八五”攻关项目“华北地区水资源合理配置”研究中采用投入产出分析方法将水资源纳入了宏观经济系统集成研究并采用多目标分析技术对水资源进行合理配置，取得了重大研究成果。中国科学院寒区旱区环境与工程研究所在“九五”攻关项目“西北地区水资源合理配置和生态环境建设”中也采用了投入产出方法将水资源承载力的研究纳入了可持续发展的系统分析框架下，以投入产出方法为基础，采用情景基础的多目标分析框架研究了黑河流域水资源承载力。而且由于该方法综合考虑了区域水、土、气候等限制资源及资源相互之间作用的关系，而且决策分析中可考虑人类不同目标和价值取向，融入决策者的思想，是比较适合的处理社会经济生态水资源系统这类复杂的多属性多目标群决策问题的。四是数据包络分析（DEA）法。DEA方法在处理具有相同性质的部门（DMU）进行多输入、多输出的比较方面存在很大的优势，它可以用线性规划方法来判断决策单元间的相对有效性。实际应用中其特点为：①DEA各输入、输出的权重，是从最有利于被评价决策单元的角度进行决定的，从而避免了人为确定各指标权重的问题。②DEA不必确定输入、输出之间的显式表达式，其特点为排除主观因素的影响，具有很强的客观性。刘晓平、李磊（2008）将数据包络分析（DEA）模型引入到水资源承载力的研究中，并以2004年20个省级行政区为例，在现有的数据中选取相关指标，利用DEA模型分析方法，定量分析了20个行政区的水资源相对承载能力，为区域间的水资源承载力提供了研究依据及科学参考。五是BP神经网络评价法。许莉等（2008）^[50]，提出了一种基于BP神经网络的水资源承载力综合评价方法。该方法属于隐式数学处理方法，无需建立数学模型，它只需将处理过的数据输入训练好的网络中，通过相应的数学工具即可得出结果，评价过程更为方便、快捷。同时，由于该方法不需要人为地确定权重，这就大大降低了由于评价过程中的主观因素所导致的结果失真，使评价结果更为有效、客观和可靠。

（三）环境承载力

胡晓红等（2007）^[51]为，环境承载力（environmental Bearing capacity）是在某一时期，某种状态或条件下，某地区环境资源所能承受的人类活动作用的阀值。这里，某种状态或条件，是指现实的或拟定的环境结构系统正常功能的发挥。由于它所承载的是人类活动（主要是指人类经济发展行为）在规模、强度或速度上的限值，因而其大小可用人类活动的方向、速度、规模等量来表示。环境承载力这一概念的提出，其思想前提是环境的“资源观”和“价值观”。环境作为一种资源，包含了两层涵义，一是指环境的单个要素（如土地、水、气候、动植物、矿产等量齐观以及它们的组合方式（环境状态）；二是指与环境污染相对应的环境纳污能力，即“环境自净能力”。在我国，有许多学者认为环境承载力与环境容量统一适用，指出环境容量也就是“环境负载定额”；环境负载定额是指任何生态系统都有一个大致的负载（承受）能力的上限，包括一定的生物生产能力、吸收消化污染物能力、忍受一定程度的外部冲击的能力。1838年，比利时数学生物学家弗胡斯特（P.E.Verhust）认为种群可以利用的食物量总有一个最大值，它是种群增长的一个限制因素。种群增长愈是接近这个上限，增长速度愈慢，直到停止增长。这个值即为“环境容量”或“负荷量”（carrying capacity）。1920年美国的社会学家Pearl及Reed研究美国人口问题，得到逻辑斯谛方程（logisteeurre）：dN/dT=rN（1-（N/K）。其中K为环境容量。观察与实验表明，逻辑斯谛方程一般能反映生物界的实际情况。1968年，美国学者麦都斯（D.Meadeus）等人设计出“世界模型”，研究人类发展及其遭遇的环境阻力，尔后发表的研究报告题名为《增长的极限》，其涵义与环境容量概念在实质上相同。国内对环境承载力的研究主要集中在旅游环境承载力、水环境承载力、交通环境承载力等方面。

为了测算一个地区环境对人类经济社会发展的支撑能力，徐盈之和孙剑（2009）制定了一个由三级指标组成的环境承载力指标体系。

表4-11　环境承载力指标体系

（四）生态承载力

生态承载力是在资源承载力（Odum，1971）和环境承载力（Catton，1986；高吉喜，2001）基础上演化与发展形成的一个新概念（高鹭和张宏业，2007），意指生态系统的自我维持、自我调节能力、资源与环境子系统的供容能力以及其可维育的社会经济活动强度和具有一定生活水平的人口数量（高吉喜，2001；张传国，2002；程国栋，2002；王家骥，2000；方创琳，2003）。

生态承载力的理论基础是生态学理论、热力学第一及第二定律（Daly和 Farley，197 1 ；Costanza，1985）。截至目前，生态承载力的主要估算方法有：①生态足迹法。这是加拿大的Willian Rees和Wackernagel于1992年提出的一种基于土地面积的量化指标来度量可持续发展程度的生物物理方法，该法从需求面计算生态足迹的大小，从供给面计算生态承载力的大小，经过二者比较，评价研究对象的可持续发展状况。②能值分析法。③自然植被净第一性生产力测算法。该法是通过测算生态系统中植物的生产能力及与外界环境因子相互作用的结果，估算生态系统的恢复能力。④供需平衡法。该法是通过比较一个地区资源的供需关系、环境质量的供需关系，来判断生态环境承载的状态。⑤状态空间法。该法以人口、经济社会活动和区域资源环境状态向量为三维空间轴，度量承载状态。⑥模型预估法。这是目前应用最广泛的一类方法。该法通过构建模型，预测一个生态系统的承载力。常用的建模和计算方法有：分类统计法、比较密度法、趋势外推法、限制因子法、线性规划法、系统动力学方法。

自1986年中科院综考会等多家科研单位联合对中国土地生产能力及人口承载量进行大规模的研究以来，国内的研究在生态承载力的应用方面取得了较为丰硕的成果：陈念平（1989）、代全厚和刘明义（2000）等对国内一些区域的土地资源承载力进行了研究；许有鹏（1993）、傅湘（1999）、苏志勇等（2002）、韩俊丽和段文阁（2004）、程国栋等（2002）、徐中民（1999）等对区域性的水资源承载力进行了较深入的研究；徐德成（1993）和吴静和（1990）等对一些地区的森林承载力进行了评估；唐剑武等（1997）、彭再德等（1996）、高吉喜（1999）、谢高地（2011）、李金海（2001）、方创琳等（2003）、徐中民等（2001）、张志强等（2000）、陈东景等（2001）对区域或全国的生态环境承载力进行了估算。国务院制定颁发了以生态资源环境承载力测算为主要基础的《全国主体功能区规划》（国发〔2010〕46号）。

二、对甘肃连片贫困区生态环境承载力的基本判断

截至目前，对甘肃连片贫困区生态环境承载力的研究成果极为罕见。在仅有的少量成果中，徐中民（2003，2004，2006）、程国栋（2004，2005）、张志强（2008）、王文行（2011）等人对河西走廊的黑河流域、石羊河流域等内陆河流域的水资源承载力进行过较系统的研究。鉴于此，我们仅从资源环境特定目的的角度，以2014年《甘肃省情》和《甘肃农村年鉴》的统计数据为资料，对甘肃连片贫困区的生态环境承载力做一初步的定性分析。

（一）土地耕地承载力

根据直观的经验判断，以单位面积生产率指数为指标，甘肃连片贫困区的土地承载力不高。其中，六盘山区的土地按照地形划分，主要以坡地为主，在多数县区，占60%左右；按照土壤肥力划分，贫瘠地占70%以上；按照土壤退化度划分，退化土地占80%以上，重度退化的占40%左右。秦巴山区按照地形，坡地占70%以上，按照土壤退化度划分，退化土地占35%左右；藏区土地按照地形划分，坡地占70%以上，按照光照温度满足程度，光温不足土地占85%左右。造成甘肃连片贫困区土地承载力不高的原因综合起来有以下几个方面。（1）水土流失严重。坡地在汛期暴雨集中，春季风力较大，水蚀、风蚀和融冻侵蚀造成大面积的水土流失。（2）土壤盐渍化。随着天然来水量的减少，土壤水分状况变差，植被退化，覆盖率降低，导致潜水蒸发更加强烈，盐分在土壤中累积，当地下水位下降到临界蒸发深度以下时，土壤中的积盐便形成残遗积盐保留下来。（3）草原草地退化严重。旱害、鼠害和载畜量过大，导致草地载畜能力明显下降。

（二）水资源承载力

总体上看，甘肃各连片贫困区的水资源承载力难以满足经济社会的需求。表现为：（1）总量严重不足，具体见表4-12。超过500mm的仅临夏、天水、平凉、甘南和陇南。（2）季节分布不均。全年的降水多集中在秋季，特别是中部干旱地区，春季和夏季极度缺水，形成“卡脖子旱”；秋季形成洪涝，导致水土流失等自然灾害。（3）空间分布不均。全省从东到西（以六盘山-西秦岭-祁连山为分界线），以南为丰水区，以北为平水区及干涸区，从东南向西北内陆地区递减，年雨量由800mm以上减至50mm以下，点年雨量由1000mm以上减至40mm以下。（4）水资源的重复利用率不高。与发达地区相比较，连片贫困区的水资源利用多属于“一次性的”。

表4-12　各片区的多年平均降水量

资料来源：王宏权.从生态视角看甘肃水资源的现实选择.甘肃理论学刊，2007（4），p109

（三）森林承载力

甘肃连片贫困区的森林面积总量小，已有的天然林集中在太子山、子午岭、甘南、陇南等林区，人工林分散在连片贫困区的各地。植被相对稀疏，植被种类相对单一。天然林主要用于水源涵养、维护生物多样性等生态环境用途；仅陇南地区的部分森林用于经济开发。

（四）生态环境承载力

甘肃连片贫困区基本上全部属于生态环境极度脆弱地区，环境的承载力很低，因此，难以承担大规模的经济建设。

三、提升甘肃连片贫困区生态环境承载力的对策

（一）提升土地资源承载力的对策

1.实施大规模的梯田建设

在中部干旱地区、陇东地区、临夏等地的土质山区，开展梯田建设，有步骤地将坡地全部改造为水平梯田，以增加保水保土能力。

2.实施适度休耕制度

在陇南、甘南等地，有计划地实施休耕制度。其中，耕地坡度在15度以上的地带，全部实施退耕还林还草；在植被覆盖低于50%的草场，实施休牧或轮牧制度，增加耕地自我修复能力。

3.扩大植被覆盖

在田间地头，大规模地种植灌木和草本植物，提升固土涵养水分能力。

4.发展有机肥料

大规模地在空闲地、休耕地种植首蓿等植物，提高土壤肥力。

（二）提升水资源承载力的对策

1.扩大水资源的供给

在中部干旱地区，大力兴修提灌设施、集雨设施，增加水浇地。

2.大力发展节水农业

考虑推广地膜覆盖、喷灌、滴灌等技术，提高水资源的利用效率。

3.优化水资源配置

按照经济收益最大化的原则，在不同产业之间，不同作物之间进行水资源的配置，提高单位水资源的经济收益。

4.减少水资源的污染。扩大污水处理范围，提高水资源重复利用率。

（三）提升森林承载力的对策

1.划定人类活动的范围

结合国家环保部生态红线划定战略，根据生态脆弱区的实际情况，凡天然林区，禁止人类的任何经济活动；人工林区，限制人类经济活动。

2.大力发展新能源产业

充分利用各类条件，发展沼气、太阳能等设施，降低当地居民对薪柴的需求，减少对森林树木的砍伐。

3.扩大造林面积

利用好国家退耕还林政策，动员社会力量，在宜林地，扩大造林面积，改善生态环境质量；在一些自然气候条件适宜地区，大力发展特色林果等“林下经济”。据我们近些年在白银、兰州、平凉、定西、临夏等市州的调研，利用国家退耕还林的苗木补助，一些农户种植苹果、大枣、花椒等经济树木，种植2～3亩，五年时间即开始见效，8～10进入盛果期后，只要管理得当，既可进入小康水平。

（四）提升生态环境承载力的对策

提升生态环境承载力的最主要的途径是减轻对生态环境的压力。在生态极度脆弱地区，特别是生态保护核心区，禁止人类的生产经营活动，防止对生态环境造成不可逆转的破坏。在缓冲区，适度减少人类的生产经营活动。逐步扩大植被面积，通过退耕还林还草等措施，增加对生态环境的补偿。在生态极度脆弱区扩大移民规模，初步考虑以年度降水数量、人均耕地数量、耕地坡度、人口规模为指标划定移民的区域、确定移民数量。