长三角地区生态承载力评价

乐晖; 金文龙; 陈亢利

doi:10.12153/j.issn.1674-991X.20210654

长三角地区生态承载力评价—以苏州市为例

doi: 10.12153/j.issn.1674-991X.20210654

乐晖^1,,
金文龙²,
陈亢利^1, ,

1.
苏州科技大学环境科学与工程学院
2.
苏州市环境科学研究所

基金项目: 国家水体污染控制与治理科技重大专项（2017ZX07205-002）

详细信息

作者简介:
乐晖（1996—），女，硕士研究生，研究方向为环境规划与管理，845240791@qq.com

通讯作者:
陈亢利（1963—），男，教授，硕士，研究方向为环境规划与管理，kanglichen@163.com

中图分类号: X321
计量
- 文章访问数: 285
- HTML全文浏览量: 193
- PDF下载量: 45
- 被引次数: 0
出版历程
- 收稿日期: 2022-09-15

Evaluation of ecological carrying capacity in Yangtze River Delta: a case study of Suzhou City

YUE Hui^1
,,
JIN Wenlong²,
CHEN Kangli^{1
, ,}

1.
School of Environmental Science and Engineering, Suzhou University of Science and Technology
2.
Suzhou Institute of Environmental Science

摘要

摘要:
基于生态弹性力、承载媒体的支撑力和承载对象的压力3个方面，选取气候条件、水文情况、地物覆被、资源供给、环境治理、社会发展、资源耗损、环境污染、人口压力和经济增长10个影响因素，构建了包含35项指标的长三角地区生态承载力指标体系，使用层次分析法(AHP)和主成分分析法(PCA)确定评价因子的主、客观权重，以苏州市为例，开展生态承载力评价和障碍因子分析。结果表明：苏州市2011—2018年的生态承载力指数总体趋势平稳，承载力水平处于中承载状态；生态弹性力子系统经历了弱稳定—高稳定—中稳定的演变过程，承载媒体的支撑力子系统经历了低支撑—中支撑—较强支撑—中支撑的演变过程，承载对象的压力子系统经历了较低压—中压—较高压的演变过程。结合苏州市生态承载力障碍因子分析发现，承载媒体的支撑力是苏州市生态承载力的主要影响层，因素层中主要障碍因子有水文情况、环境治理和环境污染，指标层中主要障碍因子有工业烟尘排放量、城区区域环境噪声、工业废水排放量和人均水资源量。研究成果客观反映了苏州市生态承载力状况，对苏州市可持续发展提出合理的对策和建议，可为长三角地区生态承载力研究提供一定借鉴。
- 生态承载力 /
- AHP-PCA法 /
- 指标体系 /
- 障碍因子 /
- 可持续发展
Abstract:
Based on three aspects of ecological elasticity, supporting capacity of carrying media and pressure of carrying objects, ten influencing factors were selected, including climate conditions, hydrological conditions, ground cover, resource supply, environmental governance, social development, resource consumption, environmental pollution, population pressure and economic growth, to construct an index system of ecological carrying capacity in the Yangtze River Delta. The index system included 35 indexes. The subjective and objective weights of the evaluation factors were determined by the analytic hierarchy process (AHP) and principal component analysis (PCA). Taking Suzhou City as an example, ecological carrying capacity evaluation and obstacle factor analysis were carried out. The results showed that the overall trend of the ecological carrying capacity index of Suzhou from 2011 to 2018 was stable, and the carrying capacity level was in a medium carrying state. The subsystem of ecological elasticity had experienced the evolution process of weak stability, high stability and medium stability; the supporting capacity subsystem of carrying media had the evolution process of low support, medium support, strong support and medium support; the pressure subsystem of the bearing object showed the evolution process of lower pressure, medium pressure and higher pressure. Combined with the analysis of the obstacle factor of the ecological carrying capacity of Suzhou, it was found that the supporting capacity of bearing media was the main influencing layer of the ecological carrying capacity of Suzhou. The main obstacle factors in the factor layer included hydrological conditions, environmental treatment and environmental pollution, while the main obstacle factors in the index layer included industrial smoke and dust emission, urban regional environmental noise value and industrial wastewater emission and per capita water resources. The research results objectively reflected the status of ecological carrying capacity of Suzhou. Finally, reasonable countermeasures and suggestions were put forward for the sustainable development of Suzhou, which could provide some reference for the study of ecological carrying capacity in the Yangtze River Delta.
- ecological carrying capacity /
- AHP-PCA method /
- index system /
- obstacle factors /
- sustainable development

HTML全文

图 1 生态承载力内涵示意

Figure 1. Illustration of the ecological carrying capacity

下载: 全尺寸图片幻灯片

图 2 2011—2018年苏州市生态承载力准则层障碍度变化

Figure 2. Variation of obstacle degree of criterion layer of ecological carrying capacity in Suzhou in 2011-2018

下载: 全尺寸图片幻灯片

图 3 2011—2018年苏州市生态承载力因素层障碍度变化

Figure 3. Variation of obstacle degree of factor layer of ecological carrying capacity in Suzhou in 2011-2018

下载: 全尺寸图片幻灯片

表 1 长三角地区生态承载力评价指标体系及权重

Table 1. Assessment index system and their weights of the ecological carrying capacity in the Yangtze River Delta

目标层	准则层	因素层	指标层
生态承载力	生态弹性力（0.095）	气候条件（0.212）	年平均降水量（D1）
		气候条件（0.212）	年日照时数（D2）
		水文情况（0.505）	地表水资源量（D3）
		水文情况（0.505）	地下水资源量（D4）
		地物覆被（0.283）	陆地森林覆盖率（D5）
	承载媒体的支撑力（0.481）	资源供给（0.133）	人均水资源量（D6）
			人均公园绿地面积（D7）
			人均城市道路面积（D8）
		环境治理（0.600）	地表水优于Ⅲ类水质的比例^1）（D9）
			空气质量优于二级及以上天数的比例^2）（D10）
			环境噪声达标区面积占建成区总面积的比例（D11）
			生态环境状况指数（D12）
			生活污水处理率（D13）
			工业固体综合利用率（D14）
			建成区绿化覆盖率（D15）
			生活垃圾无害化处理量（D16）
			环境污染治理投资总额（D17）
			环保投资占GDP比例（D18）
		社会发展（0.267）	城镇居民人均可支配收入（D19）
			农村居民人均可支配收入（D20）
			普通高等院校本专科毕业生人数占总人口比例（D21）
			人均GDP（D22）
			第三产业GDP占比（D23）
			社会消费品零售额（D24）
	承载对象的压力（0.424）	资源耗损（0.121）	工业原煤消耗量（D25）
			全社会用水总量（D26）
			全社会用电总量（D27）
		环境污染（0.111）	工业废水排放量（D28）
			工业烟尘排放量（D29）
			工业固废排放量（D30）
			城区区域环境噪声值（D31）
		人口压力（0.567）	人口密度（D32）
		人口压力（0.567）	人口自然增长率（D33）
		经济增长（0.201）	GDP年增长率（D34）
		经济增长（0.201）	第二产业占GDP比例（D35）
注：括号中数字为权重。　　1）GB 3838—2002《地表水环境质量标准》；2）GB 3095—2012 　　《环境空气质量标准》。

下载: 导出CSV

表 2 生态承载力综合分级评价标准

Table 2. Comprehensive grading evaluation standard of the ecological carrying capacity

目标层与准则层指数	生态弹性力	承载媒体的支撑力	承载对象的压力	生态承载力
<0.2	弱稳定	弱支撑	高压	弱承载
0.2~0.4	低稳定	低支撑	较高压	低承载
0.4~0.6	中稳定	中支撑	中压	中承载
0.6~0.8	较稳定	较强支撑	较低压	较高承载
0.8~1	高稳定	强支撑	低压	高承载

下载: 导出CSV

表 3 苏州市生态承载力及子系统年度指数及承载状态

Table 3. Annual index and carrying status of ecological carrying capacity and subsystems in Suzhou

年份	生态弹性力		承载媒体的支撑力		承载对象的压力		生态承载力
年份	指数	状态	指数	状态	指数	状态	指数	状态
2011	0.136	弱稳定	0.33	低支撑	0.709	较低压	0.472	中承载
2012	0.307	低稳定	0.371	低支撑	0.588	中压	0.457	中承载
2013	0.331	低稳定	0.502	中支撑	0.500	中压	0.485	中承载
2014	0.367	低稳定	0.547	中支撑	0.410	中压	0.472	中承载
2015	0.565	中稳定	0.553	中支撑	0.596	中压	0.572	中承载
2016	0.807	高稳定	0.709	较强支撑	0.416	中压	0.594	中承载
2017	0.285	低稳定	0.601	较强支撑	0.358	较高压	0.468	中承载
2018	0.504	中稳定	0.561	中支撑	0.469	中压	0.516	中承载

下载: 导出CSV

表 4 2011—2018年苏州市生态承载力指标层障碍因子障碍度变化

Table 4. Variation of obstacle degree of index layer of ecological carrying capacity in Suzhou in 2011-2018

年份	指标障碍度排序
年份	第一	第二	第三	第四	第五
2011	D29（10.73）	D28（10.36）	D31（7.16）	D18（6.48）	D6（5.10）
2012	D29（10.36）	D28（10.08）	D11（6.16）	D17（5.76）	D6（5.56）
2013	D29（11.10）	D28（9.85）	D31（7.34）	D6（7.09）	D25（5.26）
2014	D29（12.26）	D28（8.57）	D11（7.52）	D31（6.29）	D6（5.27）
2015	D29（13.90）	D8（11.13）	D28（8.68）	D17（6.68）	D25（5.44）
2016	D30（15.79）	D31（8.98）	D25（7.25）	D29（6.86）	D14（6.63）
2017	D30（11.76）	D31（8.80）	D6（6.89）	D7（5.80）	D25（5.05）
2018	D30（12.71）	D31（8.41）	D18（7.89）	D7（7.39）	D17（5.87）
注：括号中数字为障碍度，%。

下载: 导出CSV

参考文献(39)

[1]	PARK R E, BURGESS E W. Introduction to the science of sociology[M]. Chicago: University of Chicago Press, 1921.
[2]	BAILEY J. Principles of wildlife management[M]. New York: John Wiley & Sons, 1984.
[3]	Jr CATTON W R. Carrying capacity and the death of a culture: a tale of two autopsies[J]. Sociological Inquiry,1993,63(2):202-223. doi: 10.1111/j.1475-682X.1993.tb00303.x
[4]	姚治君, 王建华, 江东, 等.区域水资源承载力的研究进展及其理论探析[J]. 水科学进展,2002,13(1):111-115. doi: 10.3321/j.issn:1001-6791.2002.01.019 YAO Z J, WANG J H, JIANG D, et al. Advances in study on regional water resources carrying capacity and research on its theory[J]. Advances in Water Science,2002,13(1):111-115. doi: 10.3321/j.issn:1001-6791.2002.01.019
[5]	FENG L H, ZHANG X C, LUO G Y. Application of system dynamics in analyzing the carrying capacity of water resources in Yiwu City, China[J]. Mathematics and Computers in Simulation,2008,79(3):269-278. doi: 10.1016/j.matcom.2007.11.018
[6]	王书华, 毛汉英.土地综合承载力指标体系设计及评价: 中国东部沿海地区案例研究[J]. 自然资源学报,2001,16(3):248-254. doi: 10.3321/j.issn:1000-3037.2001.03.009 WANG S H, MAO H Y. Design and evaluation on the indicator system of land comprehensive carrying capacity[J]. Journal of Natural Resources,2001,16(3):248-254. doi: 10.3321/j.issn:1000-3037.2001.03.009
[7]	王中根, 夏军.区域生态环境承载力的量化方法研究[J]. 长江职工大学学报,1999,16(4):9-12. WANG Z G, XIA J. Quantitative analysis on bearing capacity of ecological environment[J]. Journal of Changjiang Vocational University,1999,16(4):9-12.
[8]	齐亚彬.资源环境承载力研究进展及其主要问题剖析[J]. 中国国土资源经济,2005,18(5):7-11. doi: 10.3969/j.issn.1672-6995.2005.05.003 QI Y B. The present situation of resource environmental bearing-capacity research and analysis of its main problems[J]. Natural Resource Economics of China,2005,18(5):7-11. doi: 10.3969/j.issn.1672-6995.2005.05.003
[9]	沈渭寿, 张慧, 邹长新. 区域生态承载力与生态安全研究[M]. 北京: 中国环境科学出版社, 2010.
[10]	谢高地, 曹淑艳, 鲁春霞, 等. 中国生态资源承载力研究[M]. 北京: 科学出版社, 2011.
[11]	朱悦.基于“三水”内涵的水环境承载力指标体系构建: 以辽河流域为例[J]. 环境工程技术学报,2020,10(6):1029-1035. doi: 10.12153/j.issn.1674-991X.20200124 ZHU Y. Constitution of index system for water environmental carrying capacity based on "Three Waters" connotation: taking Liaohe River Basin as an example[J]. Journal of Environmental Engineering Technology,2020,10(6):1029-1035. doi: 10.12153/j.issn.1674-991X.20200124
[12]	顾康康.生态承载力的概念及其研究方法[J]. 生态环境学报,2012,21(2):389-396. doi: 10.3969/j.issn.1674-5906.2012.02.031 GU K K. Concepts and assessment methods of ecological carrying capacity[J]. Ecology and Environmental Sciences,2012,21(2):389-396. doi: 10.3969/j.issn.1674-5906.2012.02.031
[13]	RAJARAM T, DAS A. Screening for EIA in India: enhancing effectiveness through ecological carrying capacity approach[J]. Journal of Environmental Management,2011,92(1):140-148. doi: 10.1016/j.jenvman.2010.08.024
[14]	XU L Y, XIE X D. Theoretic research on the relevant concepts of urban ecosystem carrying capacity[J]. Procedia Environmental Sciences,2012,13:863-872. doi: 10.1016/j.proenv.2012.01.080
[15]	闻熠, 高峻, 姚扬, 等.基于改进参数的长三角城市群生态足迹时空动态及驱动因子分析[J]. 环境工程技术学报,2020,10(1):133-141. doi: 10.12153/j.issn.1674-991X.20190061 WEN Y, GAO J, YAO Y, et al. Spatial and temporal dynamics and driving factor analysis of ecological footprint of Yangtze River Delta urban agglomeration based on improved parameters[J]. Journal of Environmental Engineering Technology,2020,10(1):133-141. doi: 10.12153/j.issn.1674-991X.20190061
[16]	纪荣婷, 陈梅, 刘溪, 等.基于能值生态足迹分析的宁海县可持续发展潜力评价[J]. 环境科学研究,2020,33(12):2752-2760. JI R T, CHEN M, LIU X, et al. Sustainable development potential assessment of Ninghai County using an emergy ecological footprint analysis[J]. Research of Environmental Sciences,2020,33(12):2752-2760.
[17]	张振龙, 孙慧, 苏洋.新疆干旱区水资源生态足迹与承载力的动态特征与预测[J]. 环境科学研究,2017,30(12):1880-1888. ZHANG Z L, SUN H, SU Y. Dynamic characteristics and prediction of ecological footprint and carrying capacity of water resources in arid areas of Xinjiang[J]. Research of Environmental Sciences,2017,30(12):1880-1888.
[18]	姜诗慧, 彭剑峰, 宋永会, 等.沈阳市2005—2012年水足迹与水资源承载力分析[J]. 环境工程技术学报,2017,7(1):15-23. doi: 10.3969/j.issn.1674-991X.2017.01.003 JIANG S H, PENG J F, SONG Y H, et al. Analysis of water footprint and water resources carrying capacity in Shenyang in 2005-2012[J]. Journal of Environmental Engineering Technology,2017,7(1):15-23. doi: 10.3969/j.issn.1674-991X.2017.01.003
[19]	毛汉英, 余丹林.环渤海地区区域承载力研究[J]. 地理学报,2001,56(3):363-371. doi: 10.3321/j.issn:0375-5444.2001.03.013 MAO H Y, YU D L. Regional carrying capacity in Bohai rim[J]. Acta Geographica Sinica,2001,56(3):363-371. doi: 10.3321/j.issn:0375-5444.2001.03.013
[20]	胡婵娟, 郭雷, 杜军.河南省沿黄区域生态承载力分析[J]. 河南科学,2021,39(11):1797-1801. HU C J, GUO L, DU J. Analysis on ecological carrying capacity of the region along the Yellow River in Henan Province[J]. Henan Science,2021,39(11):1797-1801.
[21]	高吉喜. 可持续发展理论探索: 生态承载力理论、方法与应用[M]. 北京: 中国环境科学出版社, 2001.
[22]	金悦, 陆兆华, 檀菲菲, 等.典型资源型城市生态承载力评价: 以唐山市为例[J]. 生态学报,2015,35(14):4852-4859. JIN Y, LU Z H, TAN F F, et al. Assessment of ecological carrying capacity on the typical resources-based cities: a case study of Tangshan City[J]. Acta Ecologica Sinica,2015,35(14):4852-4859.
[23]	VETTER S, BOND W J. Changing predictors of spatial and temporal variability in stocking rates in a severely degraded communal rangeland[J]. Land Degradation & Development,2012,23(2):190-199.
[24]	符琳蓉, 王咏, 陆林, 等.基于参数修正的安徽省生态承载力演化特征及影响因素[J]. 长江流域资源与环境,2021,30(10):2438-2451. FU L R, WANG Y, LU L, et al. Study on the evolution characteristics and influencing factors of ecological carrying capacity in Anhui Province based on parameter modification[J]. Resources and Environment in the Yangtze Basin,2021,30(10):2438-2451.
[25]	曹智, 闵庆文, 刘某承, 等.基于生态系统服务的生态承载力: 概念、内涵与评估模型及应用[J]. 自然资源学报,2015,30(1):1-11. CAO Z, MIN Q W, LIU M C, et al. Ecosystem-service-based ecological carrying capacity: concept, content, assessment model and application[J]. Journal of Natural Resources,2015,30(1):1-11.
[26]	WANG L Y, LI F X, GONG Y, et al. A quality assessment of national territory use at the city level: a planning review perspective[J]. Sustainability,2016,8(2):145. doi: 10.3390/su8020145
[27]	曲修齐, 刘淼, 李春林, 等.生态承载力评估方法研究进展[J]. 气象与环境学报,2019,35(4):113-119. doi: 10.3969/j.issn.1673-503X.2019.04.016 QU X Q, LIU M, LI C L, et al. Review of the research on ecological carrying capacity evaluation methods[J]. Journal of Meteorology and Environment,2019,35(4):113-119. doi: 10.3969/j.issn.1673-503X.2019.04.016
[28]	熊淳涛.金融集聚、产业升级与绿色发展: 以长三角地区为例[J]. 统计与管理,2021,36(11):18-23.
[29]	张楠楠, 石水莲, 李博, 等.基于“压力-状态-响应”模型的土地生态安全评价及预测: 以沈阳市为例[J]. 土壤通报,2022,53(1):28-35. ZHANG N N, SHI S L, LI B, et al. Evaluation and prediction of land ecological security based on PSR model: take Shenyang as an example[J]. Chinese Journal of Soil Science,2022,53(1):28-35.
[30]	闻熠, 高峻, 徐迪, 等.基于改进参数的长三角城市生态足迹分析及其可持续性评价[J]. 水土保持研究,2020,27(1):312-318. doi: 10.13869/j.cnki.rswc.2020.01.043 WEN Y, GAO J, XU D, et al. Analysis on ecological footprint and evaluation of sustainability of typical cities in Yangtze River Delta based on improved parameters[J]. Research of Soil and Water Conservation,2020,27(1):312-318. doi: 10.13869/j.cnki.rswc.2020.01.043
[31]	温飞, 邵月花, 谈存峰.渭河干流甘肃段生态足迹与承载力评价分析[J]. 环境工程技术学报,2021,11(5):983-991. doi: 10.12153/j.issn.1674-991X.20210236 WEN F, SHAO Y H, TAN C F. Evaluation and analysis of ecological footprint and carrying capacity of the mainstream of Weihe River in Gansu Province[J]. Journal of Environmental Engineering Technology,2021,11(5):983-991. doi: 10.12153/j.issn.1674-991X.20210236
[32]	郭宗亮, 刘亚楠, 张璐, 等.生态系统服务研究进展与展望[J]. 环境工程技术学报,2022,12(3):928-936. GUO Z L, LIU Y N, ZHANG L, et al. Research progress and prospect of ecosystem services[J]. Journal of Environmental Engineering Technology,2022,12(3):928-936.
[33]	张璟垚.生态绿色目标下长三角一体化示范区资源环境承载力评价[J]. 低碳世界,2020,10(8):1-3.
[34]	曲超, 刘桂环, 吴文俊, 等.长江经济带国家重点生态功能区生态补偿环境效率评价[J]. 环境科学研究,2020,33(2):471-477. QU C, LIU G H, WU W J, et al. Environmental efficiency evaluation of ecological compensation for national key ecological functional zones in the Yangtze River economic belt[J]. Research of Environmental Sciences,2020,33(2):471-477.
[35]	山成菊, 董增川, 樊孔明, 等.组合赋权法在河流健康评价权重计算中的应用[J]. 河海大学学报(自然科学版),2012,40(6):622-628. SHAN C J, DONG Z C, FAN K M, et al. Application of combination weighting method to weight calculation in river health evaluation[J]. Journal of Hohai University (Natural Sciences),2012,40(6):622-628.
[36]	王云霞. 北京市生态承载力与可持续发展研究[D]. 北京: 中国矿业大学(北京), 2010.
[37]	汝绪伟, 武红智, 张青.济南市城市生态承载力综合评价[J]. 山东科学,2013,26(1):87-92. doi: 10.3976/j.issn.1002-4026.2013.01.018 RU X W, WU H Z, ZHANG Q. Comprehensive evaluation for ecological carrying capacity of Jinan[J]. Shandong Science,2013,26(1):87-92. doi: 10.3976/j.issn.1002-4026.2013.01.018
[38]	孙桂平, 元利, 李琪琛.基于可持续发展视角的河北省武安市生态承载力研究[J]. 国土资源科技管理,2015,32(3):118-125. doi: 10.3969/j.issn.1009-4210.2015.03.018 SUN G P, YUAN L, LI Q C. Ecological carrying capacity of Wu'an City from the sustainable development perspective[J]. Scientific and Technological Management of Land and Resources,2015,32(3):118-125. doi: 10.3969/j.issn.1009-4210.2015.03.018
[39]	廖雨辰, 谢雨, 刘俊雁, 等.九寨沟自然保护区生态安全动态评价及障碍因子[J]. 生态学报,2021,41(15):5950-5960. LIAO Y C, XIE Y, LIU J Y, et al. Ecological security dynamic assessment and obstacle factors analysis in Jiuzhaigou National Nature Reserve[J]. Acta Ecologica Sinica,2021,41(15):5950-5960. ⊕