時(shí)間:2022-04-08 12:59:11
開篇:寫作不僅是一種記錄,更是一種創(chuàng)造,它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感,將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇生態(tài)效應(yīng),希望這些內(nèi)容能成為您創(chuàng)作過程中的良師益友,陪伴您不斷探索和進(jìn)步。
生態(tài)理念設(shè)計(jì)的產(chǎn)生與發(fā)展是人們對(duì)個(gè)人實(shí)踐活動(dòng)的不好影響的反省與覺悟的結(jié)果,其來自全世界生態(tài)危機(jī)的發(fā)生與生態(tài)活動(dòng)的不斷發(fā)展壯大和有關(guān)生態(tài)原理的進(jìn)一步深入。生態(tài)設(shè)計(jì)包含著當(dāng)代生態(tài)學(xué)特點(diǎn),它的設(shè)計(jì)方式和生態(tài)設(shè)計(jì)間亦存在著自然的融合關(guān)聯(lián)。文章把西方的環(huán)境理論與我國(guó)以前的生態(tài)道德和包裝生態(tài)設(shè)計(jì)做了結(jié)合,且聯(lián)系美術(shù)學(xué)、設(shè)計(jì)學(xué)等有關(guān)方式原理,對(duì)生態(tài)方式做了敘述與說明,在包裝生態(tài)設(shè)計(jì)方式和生態(tài)原理的融合上做了深層次研究與一系列整理,在實(shí)踐方面對(duì)包裝生態(tài)設(shè)計(jì)的發(fā)展給予有利的原理支撐與方法支撐。文章從包裝生態(tài)設(shè)計(jì)的生態(tài)設(shè)計(jì)的含義、包裝生態(tài)設(shè)計(jì)思想、包裝生態(tài)設(shè)計(jì)的生態(tài)方式等進(jìn)行了研究與敘述。
關(guān)鍵詞:
經(jīng)濟(jì)效應(yīng)包裝;社會(huì)效應(yīng)包裝;生態(tài)設(shè)計(jì);思考
一、生態(tài)設(shè)計(jì)的含義
生態(tài)設(shè)計(jì)亦叫做綠色設(shè)計(jì),為二十世紀(jì)九十年展起來的一種設(shè)計(jì)形式。1996年,某兩位生物學(xué)家指出:“所有和生態(tài)環(huán)節(jié)相適應(yīng),盡可能讓它們對(duì)環(huán)境危害影響達(dá)到最低的設(shè)計(jì)方式均叫做生態(tài)設(shè)計(jì)。”生態(tài)設(shè)計(jì)旨在經(jīng)過和人們生活相關(guān)的每個(gè)行業(yè)的實(shí)際設(shè)計(jì)加以處理生態(tài)危機(jī)問題,達(dá)到人、社會(huì)與自然的和諧相處。亦有研究人員覺得:生態(tài)設(shè)計(jì)則是人們?cè)鯓釉谠O(shè)計(jì)行業(yè)處理生態(tài)問題的思維方式和開展流程,生態(tài)設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)結(jié)合生態(tài)學(xué)、生態(tài)美學(xué)和生態(tài)哲學(xué)等生態(tài)理念,是生態(tài)設(shè)計(jì)的實(shí)踐形式。生態(tài)設(shè)計(jì)把環(huán)保作為主旨,重視設(shè)計(jì)和人文、自然、環(huán)境等很多方面的統(tǒng)一和結(jié)合,大大滿足設(shè)計(jì)的可持續(xù)發(fā)展。生態(tài)設(shè)計(jì)關(guān)注人和自然的生態(tài)均衡關(guān)聯(lián),在設(shè)計(jì)流程的各個(gè)決策均要充足考慮資源的節(jié)省和環(huán)境的效應(yīng),盡可能降低對(duì)環(huán)境的危害。生態(tài)設(shè)計(jì)不但為一種實(shí)際的工藝和方式,更主要的是一種思想方面的革新。有關(guān)生態(tài)設(shè)計(jì)的思考,《城市公共空間設(shè)計(jì)》的作者覺得,不僅需要尊重自然,還需要尊重人們的文化觀念,不僅需要培養(yǎng)人們的環(huán)保理念,還需要達(dá)到大眾的審美要求。對(duì)于生態(tài)設(shè)計(jì)的理解應(yīng)該全方位,不可以過度重視某個(gè)角度,要么就會(huì)捉襟見肘。作者覺得,上面有關(guān)“生態(tài)設(shè)計(jì)”含義的理解,它的內(nèi)容大致類似。
二、包裝生態(tài)設(shè)計(jì)思想
2.1包裝生態(tài)設(shè)計(jì)的含義包裝生態(tài)設(shè)計(jì)為一種不僅滿足包裝的功效需要還足夠注重包裝的經(jīng)濟(jì)與社會(huì)適宜性,而且注重包裝原來工藝形象且探索以前文化和智慧的合乎生態(tài)道德教育的設(shè)計(jì)形式。包裝生態(tài)設(shè)計(jì)的含義關(guān)鍵包括以下幾個(gè)方面:第一,崇尚最簡(jiǎn)明的包裝構(gòu)造、最自然環(huán)保的包裝材料、最精煉的語言和最精準(zhǔn)的信息傳遞;第二,建議使用清楚、確切、簡(jiǎn)單的仿生方式與自然形象,探索東方精髓與百家爭(zhēng)鳴的民族特點(diǎn),從枯燥里追尋豐富,從簡(jiǎn)單里尋求端莊典雅;第三,重視“少就是多”的設(shè)計(jì)理念,包裝方式簡(jiǎn)單純潔、開闊,不需要多余的修飾,充足保存生態(tài)形象和美觀,進(jìn)而很好地防止了包裝產(chǎn)品經(jīng)歷多個(gè)環(huán)節(jié)而會(huì)發(fā)生的經(jīng)濟(jì)與社會(huì)不良問題;第四,掌握“適度”設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn),保證設(shè)計(jì)目的的表述直接、真實(shí),且由簡(jiǎn)單到位的設(shè)計(jì)使產(chǎn)品價(jià)格更加合理。包裝生態(tài)設(shè)計(jì)總體表現(xiàn)出精確簡(jiǎn)練、簡(jiǎn)單純粹、物美價(jià)廉和親近合理的特點(diǎn)。
2.2包裝生態(tài)設(shè)計(jì)的準(zhǔn)則
2.2.1經(jīng)濟(jì)準(zhǔn)則第一,用充足保存原料生態(tài)美與自然功效加以完成減量化設(shè)計(jì),減少成本還節(jié)約資源、降低廢物;第二,精準(zhǔn)掌握市場(chǎng)需要與方向,使用動(dòng)態(tài)化、針對(duì)性設(shè)計(jì)來滿足商業(yè)利益最優(yōu)化。
2.2.2設(shè)計(jì)準(zhǔn)則第一,體現(xiàn)環(huán)境理論鄉(xiāng)土化提倡下設(shè)計(jì)人員所應(yīng)該具有的生態(tài)人品與生態(tài)道德;第二,遵照法律法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)。
2.2.3環(huán)境準(zhǔn)則第一,包裝材料來源頗多、價(jià)格實(shí)惠;第二,生產(chǎn)技術(shù)精煉,所需加工流程里盡可能減少物品消耗與能源消耗,降低廢料生產(chǎn)與垃圾排出;第三,采用廢棄以后方便循環(huán)再利用或者在大自然里自主生態(tài)分解;第四,降低安全、健康風(fēng)險(xiǎn)。
2.2.4功能準(zhǔn)則第一,達(dá)到包裝內(nèi)容物的防護(hù)性能;第二,具有自然顏色、類型、原理等天然親近的修飾性能;第三,容易機(jī)械加工制造與成批生產(chǎn);第四,確保包裝質(zhì)量與反映高品味。
2.2.5美學(xué)準(zhǔn)則第一,合乎我國(guó)民族文化、民族素質(zhì)與民族藝術(shù);第二,符合如今社會(huì)的審美樂趣與生活習(xí)慣。
2.3包裝生態(tài)設(shè)計(jì)的實(shí)際作用大家都知道,一種產(chǎn)品或者制造生產(chǎn)流程的環(huán)境特征大大取決于設(shè)計(jì)環(huán)節(jié),之后的末尾解決形式是很難自本質(zhì)上清除它的環(huán)境問題的。包裝和物資流通緊密結(jié)合起來,包裝設(shè)計(jì)已經(jīng)是指引人們最后消費(fèi)的關(guān)鍵方式,是所有藝術(shù)設(shè)計(jì)行業(yè)最擁有市場(chǎng)思想與商業(yè)價(jià)值的設(shè)計(jì)。包裝生態(tài)設(shè)計(jì)的主張則是需要將環(huán)境理論與生態(tài)美學(xué)貫通在包裝與制造技術(shù)的設(shè)計(jì)里。其具有豐富的內(nèi)容與延伸,對(duì)當(dāng)今社會(huì)里的現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)和如今全球貿(mào)易里綠色壁壘的面臨擁有廣泛適宜價(jià)值。由包裝生態(tài)設(shè)計(jì),“美”和“性能”的對(duì)立在此尋找一個(gè)結(jié)合點(diǎn)。其不僅具有生態(tài)學(xué)的科學(xué)根據(jù),還具有美學(xué)的定性和直觀,緊密圍繞性能的需要,為美學(xué)和生態(tài)學(xué)相融合的結(jié)果。而且,包裝生態(tài)設(shè)計(jì)亦考慮環(huán)境理論責(zé)任與本土精神價(jià)值,由此,方能夠有利于在當(dāng)今社會(huì)里建立高品質(zhì)的生活習(xí)慣。
三、包裝生態(tài)設(shè)計(jì)的生態(tài)方式提議
3.1“回歸自然”的自然方式生態(tài)設(shè)計(jì)重視“回歸自然”,覺得:“設(shè)計(jì)流程里盡可能反映事物的原本特征,創(chuàng)造設(shè)計(jì)作品的天然美感,降低人為因素。”倡導(dǎo)尊重自然,順應(yīng)自然,重視人和自然的和諧相處,不倡導(dǎo)與自然過分不同的人為行為相脫節(jié),倡導(dǎo)對(duì)人與環(huán)境均沒有害處的設(shè)計(jì)方式。所以,包裝生態(tài)設(shè)計(jì)所提議的“回歸自然”的自然方式,和生態(tài)設(shè)計(jì)具有天然的吻合聯(lián)系,在實(shí)質(zhì)上是貫通的。有關(guān)生態(tài)的方式理解,一些研究人員覺得:“回歸自然的生態(tài)設(shè)計(jì)是一種時(shí)尚,是一種積極向上的生活觀念,是一種純樸的生活選擇,更多的是反映一種生態(tài)方式精神意境與理想追尋。”自此些研究人員的理解方面能夠發(fā)現(xiàn),包裝生態(tài)方式能夠反映出人對(duì)自然的感情與回歸自然、積極向上生活的精神追尋,生態(tài)方式和“生態(tài)主義”特色與“自然主義”特色具有密切的關(guān)聯(lián)。包裝生態(tài)的方式觀念倡導(dǎo)把自然看作有感情、有生命的可以和人公平溝通的不可分離的相互依賴的存在物,倡導(dǎo)再次向大自然學(xué)習(xí),學(xué)自然的生態(tài)方式與生態(tài)智慧,從自然索取,用于自然,進(jìn)一步創(chuàng)新,來適宜目前人們的心理和生理需求與環(huán)境的需求,讓生態(tài)的自然方式有它的新的時(shí)代意義。生態(tài)的自然方式倡議使用天然材料和天然的顏色、形態(tài)。在選材上倡導(dǎo)在自然里尋求有利于人與環(huán)境的天然材料,比如:土壤、石頭、竹子、草木、棉花等。在材料加工上,倡導(dǎo)潔凈、衛(wèi)生、恰當(dāng)、高效的材料加工形式,來適宜生態(tài)的需求。在材料的美感設(shè)計(jì)方面,倡導(dǎo)自然材料間的配合,來實(shí)現(xiàn)人的審美需求。在設(shè)計(jì)時(shí)盡可能保存物體自然的本質(zhì)與特性,巧妙使用自然物的自然特征,倡導(dǎo)恰當(dāng)?shù)耧棧从吵鲎匀晃锵蟮淖匀幻馈I鷳B(tài)除了倡導(dǎo)傳承人們已經(jīng)擁有的利用自然的有利經(jīng)驗(yàn)以外,還應(yīng)該創(chuàng)新對(duì)自然的利用形式。生態(tài)的表現(xiàn)方式擁有兩種,即直接利用直接體現(xiàn)和藝術(shù)加工藝術(shù)體現(xiàn)。
3.2“回歸”非“后退”包裝生態(tài)設(shè)計(jì)倡導(dǎo)“回歸自然”,不僅是傳承,亦是創(chuàng)新,是基于現(xiàn)代的回歸,卻非“后退”,更非“返祖”。此和一些研究人員給出的“我國(guó)以前生態(tài)包裝在當(dāng)今的繼承與創(chuàng)新”的提議是相同的。“回歸”方式的包裝生態(tài)設(shè)計(jì)旨在符合現(xiàn)代人的感情需求與保護(hù)自然環(huán)境的需求。包裝的生態(tài)設(shè)計(jì)并非使包裝退至以前的包裝方式,卻是吸取以前包裝方式的精髓,設(shè)計(jì)出適宜當(dāng)代人需求的擁有“回歸特點(diǎn)”的包裝方式,此種包裝方式是藝術(shù)方式上的生態(tài)卻非實(shí)際世界里的生態(tài)。此種理解在一位作者《“生態(tài)”的生態(tài)追問》文章里得以解釋,該作者覺得:“藝術(shù)方式上的生態(tài)和實(shí)際世界里的生態(tài)并非在相同層次上”,此是由于藝術(shù)方式上的生態(tài)是由藝術(shù)家、設(shè)計(jì)師提煉加工的可以體現(xiàn)自然、本質(zhì)的藝術(shù)方式,在藝術(shù)化的流程里保存了生態(tài)的某些特點(diǎn),并且,此些保存了生態(tài)特點(diǎn)的藝術(shù)方式亦是生態(tài)的。在包裝生態(tài)設(shè)計(jì)里追尋的生態(tài)通過了藝術(shù)的加工與提煉,成為藝術(shù)方式的生態(tài),卻非實(shí)際里的生態(tài)。一些研究人員在生態(tài)設(shè)計(jì)評(píng)定里易于把實(shí)際里的生態(tài)理解為藝術(shù)方式的生態(tài)。在一些生態(tài)設(shè)計(jì)方式研究里理解的“外表粗陋”并非“粗糙”,“外表粗陋”只是生態(tài)的一個(gè)特點(diǎn),關(guān)鍵是由于生態(tài)環(huán)境下的技術(shù)限制引起的一種缺陷美,但是,當(dāng)代人無法將“外表的粗陋”理解為“濫造”,要么,則掉進(jìn)了“后退”的境地。
生態(tài)方式并非簡(jiǎn)單的回歸與“返祖”現(xiàn)象,退至初始狀態(tài),卻是反自然,向初始智慧學(xué)習(xí),吸取對(duì)人性對(duì)環(huán)境的好處,去延伸、傳承與創(chuàng)新生態(tài)方式,把生態(tài)方式轉(zhuǎn)變?yōu)閷?duì)人性、對(duì)自然和對(duì)生命的思索。“回歸自然”它的本質(zhì)是創(chuàng)新思想的深入,亦是基于人們對(duì)大自然的追求與仰慕情感。四、結(jié)束語綜上所述,包裝的真正現(xiàn)代化,是一種基于以前包裝,還不同于以前包裝的自內(nèi)涵方式至思想理念的新發(fā)展。此種包裝的現(xiàn)代化,需要包裝設(shè)計(jì)擁有合理性。亦是需要包裝的經(jīng)濟(jì)效應(yīng)和社會(huì)效應(yīng)融合,也就是性能包裝與生態(tài)包裝和合乎人們文化心理特點(diǎn)為設(shè)計(jì)準(zhǔn)則的全球文化包裝相融合。也可以說,包裝的真正現(xiàn)代化,則是在以前包裝的前提下加上把生態(tài)環(huán)境保護(hù)作為本質(zhì)的生態(tài)包裝與把社會(huì)消費(fèi)心理文化作為本質(zhì)的文化包裝,此是完成包裝生態(tài)設(shè)計(jì)的必要結(jié)果,亦是完成包裝生態(tài)設(shè)計(jì)的必要前提,更是人們社會(huì)生存與發(fā)展的需求。完成我國(guó)包裝生態(tài)設(shè)計(jì)的真正現(xiàn)代化,不僅是提倡它的包裝生態(tài)設(shè)計(jì)和維持人們本身生存與自然生態(tài)環(huán)境均衡發(fā)展間的關(guān)鍵價(jià)值,并且還需要包裝生態(tài)設(shè)計(jì)的包裝性能和環(huán)境保護(hù)性能足夠融合;而且,還由于人們社會(huì)世界性趨勢(shì)不斷加強(qiáng),全球化進(jìn)程不斷深入與拓展,特別是構(gòu)建在多區(qū)域、多民族、多國(guó)家前提下的人們共性文化開始興起,不斷拓展包裝現(xiàn)代化的豐富內(nèi)容以后,更要求作為人們社會(huì)文化關(guān)鍵特征的包裝生態(tài)文化,在它的文化形態(tài)方面的世界共享性。包裝是人們社會(huì)化的結(jié)果,是一個(gè)歷史的發(fā)展進(jìn)程。所以,我國(guó)當(dāng)代包裝生態(tài)設(shè)計(jì)本質(zhì)上亦是以前包裝性能和當(dāng)代環(huán)境保護(hù)思想與全球化文化審美心理的一致性。換句話講,把社會(huì)效應(yīng)與經(jīng)濟(jì)效應(yīng)相融合的生態(tài)包裝和把人們實(shí)際文化特點(diǎn)和相同文化心理特點(diǎn)作為創(chuàng)新前提,把對(duì)不一樣區(qū)域、不一樣民族、不一樣文化、不一樣國(guó)家服務(wù)的消費(fèi)體作為服務(wù)對(duì)象的全球文化包裝理念的呈現(xiàn),不僅是人們社會(huì)現(xiàn)代化發(fā)展的必要需求,亦是包裝實(shí)現(xiàn)生態(tài)發(fā)展的必要前提,是包裝從傳統(tǒng)進(jìn)入真正現(xiàn)代的特征。而且亦是對(duì)所有人們生存和生態(tài)發(fā)展問題提供的確切回答。
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關(guān)鍵詞:造林 投資 生態(tài) 供給效應(yīng) 分析
森林的生態(tài)功能表現(xiàn)在諸多方面,生態(tài)狀況的評(píng)價(jià)極其復(fù)雜,目前還缺乏專門的或可以涵蓋所有生態(tài)效益的評(píng)價(jià)指標(biāo)。由于森林生態(tài)效益及其增長(zhǎng)與森林資源的存量和增量密切相關(guān),學(xué)術(shù)界和實(shí)踐部門在反映一個(gè)國(guó)家或地區(qū)的森林生態(tài)狀況時(shí),通常用森林面積、森林覆蓋率(即森林面積占國(guó)土面積的百分比)和森林蓄積量等指標(biāo)來反映森林資源狀況。因此,營(yíng)林投資生態(tài)供給效應(yīng)的總體評(píng)價(jià)可以從營(yíng)林投資與森林資源發(fā)展的趨勢(shì)分析中得出結(jié)論。
一、營(yíng)林投資生態(tài)效應(yīng)的總體分析一基于森林資源存量的分析
分析所用的指標(biāo)既有反映森林資源數(shù)量的指標(biāo)(森林面積),又有反映森林資源質(zhì)量的指標(biāo)(森林蓄積量〉。選擇森林面積這個(gè)常用來評(píng)價(jià)一個(gè)國(guó)家或地區(qū)森林生態(tài)狀況的數(shù)量指標(biāo),而不用森林覆蓋率,原因是森林覆蓋率是個(gè)相對(duì)指標(biāo),在國(guó)土面積較小的情況下,即便森林面積增加不多,森林覆蓋率的增加也會(huì)較多,單純用森林覆蓋率這一指標(biāo)就會(huì)傳遞偏離實(shí)際情況的信號(hào)。
1、全國(guó)營(yíng)林投資與森林資源增長(zhǎng)的趨勢(shì)分析
由于森林資源狀況由每五年一次的全國(guó)性“森林資源清查”公布,其統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)五年才有一次調(diào)整。因此,我們以五年為一個(gè)時(shí)間單元來進(jìn)行分析,將年度營(yíng)林投資進(jìn)行匯總。
我國(guó)的森林資源清查從1973年開始,迄今已開展了七次。第一次: 1973—1976年;第二次:1977—1981年;第三次:1984—1988年;第四次:1989—1993年;第五次:1994一1998年;第六次:1999一2003 年;第七次:2004—2008年。根據(jù)前七次森林資源清查公布的結(jié)果,我國(guó)森林資源的面積從第一次的1. 22億公頃增加到第七次的1. 95億公頃,森林蓄積量眾87億立方米增長(zhǎng)到137億立方米。
顯然,營(yíng)林投資總量以及增長(zhǎng)速度的持續(xù)上升對(duì)我國(guó)森林資源數(shù)量和質(zhì)量的提高都產(chǎn)生了積極影響。從20世紀(jì)80年代開始,我國(guó)林業(yè)投資總量的變化趨勢(shì)與森林面積和蓄積量的變化趨勢(shì)基本保持一致,森林資源數(shù)量下滑的局面得到完全扭轉(zhuǎn)。
從1994一2008年的情況看,我國(guó)營(yíng)林固定資產(chǎn)投資大幅度增長(zhǎng),森林面積也有一定的增長(zhǎng)。但是,與同期營(yíng)林投資增長(zhǎng)幅度相比,我國(guó)森林資源面積的增幅明顯偏低,森林質(zhì)量的提高幅度也很小。
因此,雖然從總體上看,營(yíng)林投資與森林資源增長(zhǎng)呈現(xiàn)一致性,營(yíng)林投資有力地推動(dòng)了森林資源的增長(zhǎng),但在促進(jìn)森林資源增長(zhǎng)與發(fā)展效應(yīng)方面,營(yíng)林投資的效率卻在下降。
2、主要省區(qū)營(yíng)林投資與森林資源增長(zhǎng)趨勢(shì)的比較分析
鑒于主要林產(chǎn)區(qū)的森林資源數(shù)據(jù)在統(tǒng)計(jì)年鑒中迄今只有第五次和第六次森林資源清查的數(shù)據(jù),即1994一1998年和1999一2003年數(shù)據(jù),本節(jié)只能僅就這兩個(gè)時(shí)間段的營(yíng)林投資與森林資源增長(zhǎng)趨勢(shì)進(jìn)行分析,營(yíng)林投資仍然為5年累計(jì)數(shù)。1999一2003年與1994一1998年相比,各主要林區(qū)的營(yíng)林投資除廣東、浙江和福建三省以外,其他省區(qū)的增長(zhǎng)幅度都超過100%,尤以內(nèi)蒙古和四川兩省區(qū)為甚,分別達(dá)1244.18%和1053.66%,其次為陜西、黑龍江和河北三省,分別為924.36%、 891. 94%和853.37% 。
在營(yíng)林投資快速增長(zhǎng)的帶動(dòng)下,各地區(qū)森林面積和森林蓄積量的增長(zhǎng)幅度大不相同,森林面積增長(zhǎng)幅度最大的達(dá)39.04%,最小的河北省為﹣2.17%;森林蓄積量增幅最大的山東省達(dá)116. 18%,最小的黑龍江省竟為-2.53%。這種差異性可從各地區(qū)森林面積和森林蓄積量的投資彈性中得到反映。
由此可見,從森林資源存量的角度看,主要林產(chǎn)區(qū)多數(shù)省區(qū)的營(yíng)林投資沒有帶來相應(yīng)程度的森林資源的增長(zhǎng)。
當(dāng)然,除了營(yíng)林投資的總量,森林資源的存量還受營(yíng)林投資結(jié)構(gòu)(如森林撫育管理投資占比是否增加)、森林采伐方式和強(qiáng)度、自然力等影響。但是,據(jù)此可以說明1994一2003年間,多數(shù)省區(qū)森林資源的存量沒有隨著營(yíng)林投資的增長(zhǎng)而相應(yīng)提高。
二、造林投資的效率分析一基于森林資源增量的分析
造林是增加森林面積、形成森林資源增量的直接途徑,是營(yíng)林生產(chǎn)的核心內(nèi)容。營(yíng)林生產(chǎn)活動(dòng)包含了 18項(xiàng)以上的內(nèi)容,相應(yīng)地,營(yíng)林投資也分布到18個(gè)以上的領(lǐng)域氣在1998—2007年間,在18種以上的營(yíng)林生產(chǎn)中,全國(guó)造林投資占營(yíng)林總投資的比重平均達(dá)44.50%。造林規(guī)模通常用造林面積來衡量,造林面積也是林業(yè)部門反映林業(yè)生態(tài)建設(shè)常用的指標(biāo)。因此,通過對(duì)造林投資與造林面積增長(zhǎng)趨勢(shì)的分析,從增量上反映林業(yè)投資在生態(tài)供給方面的效率情況。
造林的結(jié)果是人工林面積的增加。截至目前,我國(guó)人工林已占到世界人工林面積的近1/3,年均增量占世界的53.2%,人工林保存面積0.62億公頃,居世界第一位。如此大規(guī)模的植樹造林,投入了多少資金,其投資效率如何?為了剔除價(jià)格的影響,各年度的造林投資均以1993年的不變價(jià)進(jìn)行了調(diào)整。
關(guān)鍵字:礦區(qū) 生態(tài)環(huán)境效應(yīng) 生態(tài)恢復(fù)
由于礦藏的不可移動(dòng)性,以致礦山開采長(zhǎng)期占用、破壞、污染土地,改變了區(qū)域水系結(jié)構(gòu),破壞了動(dòng)植物區(qū)系,引發(fā)一系列社會(huì)經(jīng)濟(jì)與生態(tài)環(huán)境問題,成為全球環(huán)境與發(fā)展面臨的焦點(diǎn)問題之一。我國(guó)礦區(qū)土地復(fù)墾工作起步較晚,土地復(fù)墾率較低,迫切要求探索適合我國(guó)國(guó)情的土地復(fù)墾技術(shù),提高土地復(fù)墾率和生產(chǎn)潛力。本文將在系統(tǒng)分析礦山開采生態(tài)環(huán)境效應(yīng)的基礎(chǔ)上,總結(jié)適合我國(guó)礦區(qū)土地復(fù)墾的典型技術(shù),以期推動(dòng)全國(guó)土地復(fù)墾工作的進(jìn)一步發(fā)展。
一、礦山開采的生態(tài)環(huán)境效應(yīng)
(一)誘發(fā)地質(zhì)災(zāi)害。由于地下采空,地面及邊坡開挖影響了山體、斜坡的穩(wěn)定,往往導(dǎo)致地面塌陷、開裂、崩塌和滑坡等頻繁發(fā)生。而礦山排放的廢渣堆積在山坡或溝谷,廢石與泥土混合堆放,使廢石的摩擦力減小,透水性變小而出現(xiàn)漬水,在暴雨下也極易誘發(fā)泥石流。
(二)水文地質(zhì)條件發(fā)生變化與水質(zhì)污染。礦區(qū)塌陷、裂縫與礦井疏干排水,使礦山開采地段的儲(chǔ)水構(gòu)造發(fā)生變化,造成地下水位下降,井泉干涸,形成大面積的疏干漏斗;地表徑流的變更,使水源枯竭,水利設(shè)施喪失原有功能,直接影響農(nóng)作物耕種。 同時(shí),礦山開采過程中產(chǎn)生的礦坑水、廢石淋濾水等,一般較少達(dá)到工業(yè)廢水排放標(biāo)準(zhǔn),嚴(yán)重影響水生生物的生存繁衍與人畜生活飲用。
(三)土壤退化與污染由于表土被清除采礦后留下的通常是新土或礦渣,加上大型采礦設(shè)備的重壓,往往使土壤堅(jiān)硬、板結(jié),有機(jī)質(zhì)、養(yǎng)分與水分缺乏。而地面塌陷導(dǎo)致地下水位下降、土壤裂隙產(chǎn)生。土壤中的營(yíng)養(yǎng)元素也隨著裂隙、地表徑流流入采空區(qū)或洼地,造成許多地方土壤養(yǎng)分短缺,土壤承載力下降。
礦山固體廢渣(煤矸石等)經(jīng)雨水沖刷、淋溶,極易將其中的有毒有害成分滲入土壤中,造成土壤的酸堿污染(主要是強(qiáng)酸性污染)、有機(jī)毒物污染與重金屬污染。而土壤的納污和自凈能力有限,當(dāng)污染物超過其臨界值時(shí),將向外界環(huán)境輸出污染物,其自身的組成結(jié)構(gòu)與功能也會(huì)發(fā)生變化,最終導(dǎo)致土壤資源的枯竭。并且,土壤污染在地表徑流和生物地球化學(xué)作用下還會(huì)發(fā)生遷移,危害毗鄰地區(qū)的環(huán)境質(zhì)量,受污染的農(nóng)產(chǎn)品則會(huì)通過食物鏈危害人體健康。
(四)水土流失加劇。礦山開采直接破壞地表植被,露天礦坑和井工礦抽排地下水使礦區(qū)地下水位大幅度下降,造成土地貧瘠,植被退化,最終導(dǎo)致礦區(qū)大面積人工裸地的形成,極易被雨水沖刷;由于排土場(chǎng)和尾礦占地,形成地面的起伏及溝槽的分布,增加了地表水的流速,使水土更易移動(dòng),沖刷加劇。
(五)生物多樣性損失。植被清除、土壤退化與污染、水土流失,對(duì)礦區(qū)生物多樣性的維持都是致命打擊,嚴(yán)重威脅了動(dòng)植物生存。
二、礦區(qū)生態(tài)恢復(fù)的典型技術(shù)
(一)礦區(qū)土壤污染的治理
1.礦區(qū)土壤重金屬污染的治理。國(guó)內(nèi)外礦區(qū)土壤重金屬污染治理主要包括物理、化學(xué)和生物治理技術(shù)三類。其中,生物治理技術(shù)包括微生物修復(fù)技術(shù)、動(dòng)物修復(fù)技術(shù)與植物修復(fù)技術(shù)。設(shè)施簡(jiǎn)便,投資少,對(duì)環(huán)境擾動(dòng)也少,被認(rèn)為是最有生命力的。
2.礦區(qū)土壤培肥改良技術(shù)。土壤培肥改良技術(shù)就是對(duì)土壤團(tuán)粒結(jié)構(gòu)、pH值等理化性質(zhì)的改良及土壤養(yǎng)分、有機(jī)質(zhì)等營(yíng)養(yǎng)狀況的改善,這是礦區(qū)生態(tài)恢復(fù)的最終目標(biāo)之一,具體包括:(1)表土轉(zhuǎn)換:在采礦前先把表層及亞表層土壤取走并加以保存,待工程結(jié)束后再放回原處,這樣雖破壞了植被,但土壤的物理性質(zhì)、營(yíng)養(yǎng)條件與種子庫基本保持原樣,本土植物能迅速定居。(2)客土覆蓋:廢棄地土層較薄時(shí),可采用異地熟土覆蓋,直接固定地表土層,并對(duì)土壤理化特性進(jìn)行改良,特別是引進(jìn)氮素、微生物和植物種子,為礦區(qū)重建植被提供了有利條件。(3)土壤物理性狀改良:土壤物理性狀改良的目標(biāo)是提高土壤孔隙度,降低土壤容重,改善土壤結(jié)構(gòu),短期內(nèi)可采用犁地和施用農(nóng)家肥等方法。(4)土壤pH值改良:對(duì)于pH值不太低的酸性土壤可施用碳酸氫鹽或石灰來調(diào)節(jié)酸性,增加土壤中的鈣含量,改善土壤結(jié)構(gòu)。(5)土壤營(yíng)養(yǎng)狀況改良:主要包括化學(xué)肥料、有機(jī)廢棄物、固氮植物、綠肥、微生物等。
(二)礦區(qū)植被的恢復(fù)。根據(jù)礦區(qū)的氣候和土壤條件,植被篩選應(yīng)著眼于植被品種的近期表現(xiàn),兼顧其長(zhǎng)期優(yōu)勢(shì),植物品種的選擇首先要根據(jù)生物學(xué)特性,考慮適地適樹原則,尤以選擇根系發(fā)達(dá)、固土固坡效果好、成活率高、速生的鄉(xiāng)土植物。
在配置植物時(shí)要考慮邊坡結(jié)構(gòu)、種植后的管護(hù)要求、自然條件等,以決定種植的形式和品種。同時(shí)要考慮與設(shè)計(jì)目的相適應(yīng);與附近的植被和風(fēng)景等條件相適應(yīng)。
(三)水土流失的綜合治理
1.固體廢棄物攔擋工程。在堆棄場(chǎng)地建設(shè)擋渣墻、攔渣壩和排水工程等,進(jìn)行攔擋與防漏處理。
2.坡面排水工程。對(duì)影響礦山安全的坡面,根據(jù)坡長(zhǎng)分段布設(shè)截流溝、排洪渠等工程,并配以防護(hù)林草帶,增加植被覆蓋,減少坡面徑流對(duì)地表的沖刷,保證礦業(yè)生產(chǎn)安全運(yùn)行。
3.邊坡防護(hù)工程。礦山開采形成的各類邊坡,除盡可能采取措施恢復(fù)植被外,根據(jù)邊坡穩(wěn)定程度及對(duì)周圍的影響,采取相應(yīng)的工程措施進(jìn)行防護(hù)。坡面防護(hù)根據(jù)坡度不同而采用石砌護(hù)坡或植被護(hù)坡。
4.土地整治工程。對(duì)礦山生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的大量廢石堆、廢棄工業(yè)場(chǎng)地及尾礦庫,采取排蓄結(jié)合的辦法,排水?dāng)r渣,有效解決“三廢”污染。同時(shí)對(duì)服務(wù)期滿的棄渣場(chǎng)、尾礦庫采取復(fù)墾措施,提高土地利用率。
5.植被恢復(fù)工程。對(duì)各類裸露面,分別采取不同的措施,加速植被恢復(fù)。
三、結(jié)語
礦山開采極大地改變了原生景觀生態(tài)系統(tǒng),導(dǎo)致礦區(qū)生態(tài)退化與環(huán)境污染。針對(duì)礦區(qū)生態(tài)環(huán)境特點(diǎn)。我國(guó)當(dāng)前礦區(qū)生態(tài)恢復(fù)的典型技術(shù)體系主要包括礦區(qū)土壤污染的治理及土壤環(huán)境質(zhì)量的改善,礦區(qū)植被的恢復(fù),水土流失的綜合治理等。
必須強(qiáng)調(diào)的是,礦區(qū)生態(tài)恢復(fù)不僅僅是一個(gè)技術(shù)工程層面的問題,而且與礦區(qū)的社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展密不可分,是一項(xiàng)耦合了社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、資源與環(huán)境的系統(tǒng)工程。因此,礦區(qū)土地復(fù)墾是以人類發(fā)展為核心,對(duì)土地自然、經(jīng)濟(jì)與社會(huì)屬性的綜合整治,在消除環(huán)境危害的同時(shí)重建生態(tài)平衡。
參考文獻(xiàn):
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關(guān)鍵詞:水利工程;生態(tài)環(huán)境;效應(yīng)
隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展,我國(guó)水利工程數(shù)量逐漸增多,并且規(guī)模也在逐漸擴(kuò)大,極大地推動(dòng)了我國(guó)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展,水利工程的興建對(duì)發(fā)電、防洪、供水以及旅游等都創(chuàng)造了便利的條件。但是水利工程在給人們帶來一定的經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí)也會(huì)對(duì)我國(guó)的生態(tài)環(huán)境帶來一定的破壞,需要對(duì)生態(tài)環(huán)境效應(yīng)進(jìn)行進(jìn)一步的探索與研究。考慮到我國(guó)的水利工程覆蓋范圍廣、包含的內(nèi)容多,會(huì)對(duì)我國(guó)的的生態(tài)環(huán)境帶來不同程度的的影響,進(jìn)一步影響我國(guó)整體的居住環(huán)境。盡管近幾年,我國(guó)的可再生能源得到普遍的應(yīng)用,廣泛應(yīng)用于我國(guó)的居民日常生活和工作,但是水利工程卻依然對(duì)我國(guó)的生態(tài)環(huán)境帶來一定程度的破壞。
一、水利工程生態(tài)環(huán)境的涵義與發(fā)展現(xiàn)狀
(一)水利工程生態(tài)環(huán)境效應(yīng)的涵義
只有明確好水利工程生態(tài)環(huán)境效應(yīng)的涵義才可以更好地為生態(tài)環(huán)境作出客觀的評(píng)價(jià)。同時(shí),水利工程的涵義的解析也非常值得研究,這直接反映了水利工程生態(tài)環(huán)境評(píng)價(jià)內(nèi)容中涉及的范圍。放眼國(guó)內(nèi)外,水利工程有關(guān)的研究學(xué)者一直進(jìn)行水利工程生態(tài)環(huán)境效應(yīng)的探索與研究,但是始終沒有明確的定義。但是根據(jù)人們對(duì)于水利工程的基本認(rèn)知角度,對(duì)水利工程生態(tài)環(huán)境效應(yīng)進(jìn)行了定義。認(rèn)為水利工程生態(tài)環(huán)境效應(yīng)一般指的是在水利工程的建設(shè)與實(shí)際運(yùn)行過程中,可能會(huì)對(duì)自然界生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生的破壞和影響,在這過程中要將水利工程的經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益先排除掉。而要著重驗(yàn)證水利工程對(duì)于生態(tài)環(huán)境的效應(yīng),進(jìn)而通過此映射出生態(tài)負(fù)效應(yīng)要比生態(tài)正效應(yīng)多很多。
(二)對(duì)水利工程生態(tài)環(huán)境的發(fā)展現(xiàn)狀分析
經(jīng)過調(diào)查可以顯示,我國(guó)已經(jīng)探索出多種對(duì)水利工程生態(tài)環(huán)境效應(yīng)的研究方法,并且關(guān)于水利工程相關(guān)的評(píng)價(jià)體系也在不斷地建立與完善,只是缺乏一定的具體案例的實(shí)質(zhì)性研究。盡管有關(guān)的工作人員在研究過程中一直探索,但是由于缺少明確的研究方法與選擇標(biāo)準(zhǔn),進(jìn)而導(dǎo)致水利工程的生態(tài)環(huán)境評(píng)價(jià)體系進(jìn)展緩慢。為此,要想從根本上解決這一問題就要針對(duì)不同的研究?jī)?nèi)容來選擇相對(duì)應(yīng)的研究方法,不能一味的按照水利工程生態(tài)環(huán)境效應(yīng)進(jìn)行統(tǒng)一的研究應(yīng)用。一定要結(jié)合研究的重點(diǎn)和難點(diǎn),突出水利工程評(píng)價(jià)體系當(dāng)中的細(xì)節(jié)部分,最終建立起完善的水利工程生態(tài)環(huán)境評(píng)價(jià)體系。一定要特別強(qiáng)調(diào)生態(tài)環(huán)境效應(yīng)研究對(duì)于評(píng)價(jià)水利工程生態(tài)環(huán)境效應(yīng)的重要作用,缺失水利工程生態(tài)環(huán)境的研究就會(huì)使評(píng)價(jià)體系的建立變得十分困難。
二、水利工程生態(tài)環(huán)境效應(yīng)的評(píng)價(jià)體系綜述
眾所周知,我國(guó)的水利工程生態(tài)環(huán)境效應(yīng)是一門融合生態(tài)、環(huán)境、社會(huì)、經(jīng)濟(jì)的龐大體系,因此需要全面、客觀地分析水利工程可能會(huì)給當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境和社會(huì)經(jīng)濟(jì)帶的影響。相對(duì)而言,水利工程生態(tài)效應(yīng)評(píng)價(jià)與工程建設(shè)、水電工程后評(píng)估也不盡相同,人居環(huán)境、野生動(dòng)植物影響、自然規(guī)律以及經(jīng)濟(jì)發(fā)展都會(huì)對(duì)其產(chǎn)生影響,本文主要從評(píng)價(jià)指標(biāo)體系、評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)和評(píng)價(jià)方法等幾部分來闡述。
(一)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系
為了更好地加強(qiáng)對(duì)于水利工程生態(tài)環(huán)境效應(yīng)的深入探究,很多知名專家和學(xué)者展開了對(duì)于水利工程生態(tài)環(huán)境評(píng)價(jià)指標(biāo)體系、評(píng)價(jià)方法和評(píng)價(jià)模型的而研究。但是目前為止仍存在一些爭(zhēng)議,因此確立一套科學(xué)、合理的指標(biāo)體系和評(píng)價(jià)方法勢(shì)在必行。經(jīng)過大量的實(shí)驗(yàn)以及探索,可以將水利工程生態(tài)環(huán)境效應(yīng)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系分為幾種,分別是基于傳統(tǒng)的生態(tài)環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)方法建立指標(biāo)體系、基于壓力-狀態(tài)-響應(yīng)模式及改進(jìn)模式建立指標(biāo)體系、基于生態(tài)足跡法建立指標(biāo)體系等幾個(gè)體系。
(二)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)
做好水利工程生態(tài)環(huán)境的評(píng)價(jià),一定要有足夠的依據(jù)和標(biāo)準(zhǔn),這是能否做好生態(tài)環(huán)境效應(yīng)評(píng)價(jià)工作的關(guān)鍵所在。因此一定要全面系統(tǒng)的建立起一套衡量生態(tài)環(huán)境質(zhì)量和人類活動(dòng)影響程度的定量參照體系,可以為決策者提供必要的參照來規(guī)范和采取措施減輕或消除生態(tài)負(fù)效應(yīng),逐步改善生態(tài)環(huán)境現(xiàn)狀。就目前而言,普遍存在著評(píng)價(jià)目的不同或者采用的評(píng)價(jià)模型不同的現(xiàn)象,導(dǎo)致生態(tài)環(huán)境效應(yīng)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)也有所不同。另外,不同的自然環(huán)境條件、經(jīng)濟(jì)發(fā)展?fàn)顩r、社會(huì)背景等不同也會(huì)使得評(píng)價(jià)體系標(biāo)準(zhǔn)存在不同。所以這就要求在具體的水利工程評(píng)價(jià)體系標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施時(shí)一定要結(jié)合具體實(shí)際,實(shí)事求是。
(三)評(píng)價(jià)方法
通常情況下,水利工程對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響并不僅僅是一方面的,單一的評(píng)價(jià)無法真正地概述水利工程的生態(tài)環(huán)境效應(yīng),這就需要踐行綜合評(píng)價(jià)方法。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)可知,綜合評(píng)價(jià)方法已經(jīng)有數(shù)十種之多,并且在多個(gè)學(xué)科領(lǐng)域都被廣泛應(yīng)用實(shí)施。就各種方法依據(jù)的理論及評(píng)判過程的特點(diǎn),一般可將其分為三類:基于經(jīng)驗(yàn)的綜合評(píng)價(jià)方法,主要依賴評(píng)價(jià)專家的經(jīng)驗(yàn)及其對(duì)評(píng)價(jià)對(duì)象、評(píng)價(jià)領(lǐng)域的通曉程度,代表性方法有專家打分法、德爾菲法。
相對(duì)來說,這種評(píng)價(jià)方法原理操作簡(jiǎn)單實(shí)用,比較適合大眾區(qū)域,可以最為直觀地展現(xiàn)在具體的應(yīng)用過程當(dāng)中。不足之處是具有較高的主觀性,因此會(huì)造成更多的時(shí)間、人力、物力浪費(fèi)。基于數(shù)值和統(tǒng)計(jì)的綜合評(píng)價(jià)方法,旨在通過運(yùn)用數(shù)學(xué)理論和解析方法系統(tǒng)地得出評(píng)價(jià)定量描述和計(jì)算,代表性方法有加權(quán)平均法、主成分分析法、灰色關(guān)聯(lián)度分析法。通常來講,這種評(píng)價(jià)方法具有很強(qiáng)的數(shù)學(xué)邏輯性,并且理論依據(jù)也足夠充分,可以依靠原有數(shù)據(jù)信息使得評(píng)價(jià)結(jié)果可信度高。但是不足之處就是對(duì)于數(shù)據(jù)及其定量化要求比較高,因此在具體的探究當(dāng)中約束條件比較多。基于決策和智能的綜合評(píng)價(jià)方法,更多的融合了人的主觀判斷,旨在模仿人類處理信息的思維能力來進(jìn)行決策數(shù)據(jù)支持,代表性方法有層次分析法、模糊綜合評(píng)價(jià)法、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法。這種評(píng)價(jià)方法適用的評(píng)價(jià)范圍較廣,并且具有較高的的評(píng)價(jià)可信度,但是要注意的是主觀性較強(qiáng),使得智能評(píng)價(jià)方法的邏輯思維推理過程清晰度不夠。
結(jié)語:
綜上所述,水利工程對(duì)于人類來說意義重大,不僅可以帶來巨大社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益,而且也可以對(duì)我國(guó)的生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生一定的影響,對(duì)于環(huán)境長(zhǎng)期形成的生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)的穩(wěn)定性作用明顯。這就需要我們處理好我國(guó)的水利工程與生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)之間的相互作用關(guān)系,從整體上推動(dòng)我國(guó)社會(huì)、自然環(huán)境健康和諧地發(fā)展。雖然目前仍然處于不斷地探索階段,但是隨著現(xiàn)代的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)的統(tǒng)一以及先進(jìn)的評(píng)價(jià)方法的引進(jìn),必將會(huì)使得我國(guó)的水利工程生態(tài)環(huán)境效應(yīng)的研究進(jìn)入一個(gè)全新的階段。
參考文獻(xiàn):
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關(guān)鍵詞:能源生態(tài)足跡;STIRPAT模型;空間計(jì)量
一、引言
進(jìn)入21世紀(jì)之后,中國(guó)的能源消費(fèi)總量開始快速增長(zhǎng),一般認(rèn)為,工業(yè)化是促使能源消費(fèi)快速增長(zhǎng)的核心因素[1],工業(yè)化的發(fā)展會(huì)提高工業(yè)利用規(guī)模,能源利用則是工業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵。隨著中國(guó)工業(yè)化進(jìn)程的推進(jìn),能源消費(fèi)的快速增長(zhǎng)帶來一系列的空氣污染、生態(tài)破壞、氣候變化等能源環(huán)境問題[2]。此外,雖然近年來中國(guó)的能源產(chǎn)量實(shí)現(xiàn)了快速增長(zhǎng),但是由于能源消費(fèi)增長(zhǎng)過快以至于超過了能源產(chǎn)量的增長(zhǎng)速度,使得中國(guó)的能源消費(fèi)出現(xiàn)供不應(yīng)求,人均能源生態(tài)足跡出現(xiàn)赤字,直接影響和制約新常態(tài)下中國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的穩(wěn)定發(fā)展[3]。能源生態(tài)足跡作為側(cè)重于生態(tài)理念的可持續(xù)發(fā)展量化指標(biāo),國(guó)內(nèi)外不少學(xué)者都通過對(duì)其測(cè)算來觀測(cè)能源的利用強(qiáng)度,進(jìn)而提出改變能源利用方式的政策建議。Folke等計(jì)算并分析了部分國(guó)家的生態(tài)足跡[4]、Wackernagel等計(jì)算并分析了歐洲波羅的海流域29個(gè)大城市、塞舌爾群島和瑞典等的生態(tài)足跡[5],并提出使用節(jié)能技術(shù)、提高垃圾回收利用率等建議。生態(tài)足跡概念引入國(guó)內(nèi)后,謝高地等介紹了生態(tài)足跡的理論、方法和計(jì)算模型,并對(duì)中國(guó)及其部分地區(qū)的生態(tài)足跡進(jìn)行了實(shí)證分析[6][7][8]。國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)生態(tài)足跡的研究自1991年便開始,但對(duì)能源生態(tài)足跡的空間效應(yīng)影響研究并不多見。現(xiàn)階段,地區(qū)能源生態(tài)足跡不僅會(huì)受到本地經(jīng)濟(jì)、社會(huì)等經(jīng)濟(jì)地理因素的影響,也可能還會(huì)受鄰近區(qū)域能源生態(tài)足跡的影響。近年來基于空間計(jì)量經(jīng)濟(jì)學(xué)方法研究我國(guó)能源消費(fèi)、碳排放問題的文獻(xiàn)并不少。鄭長(zhǎng)德等采用空間計(jì)量經(jīng)濟(jì)學(xué)的方法實(shí)證分析發(fā)現(xiàn),我國(guó)各省份的碳排放在空間分布上表現(xiàn)出一定的空間正自相關(guān)性[9]。程葉青等發(fā)現(xiàn)省域能源消費(fèi)碳排放強(qiáng)度具有明顯的空間集聚特征,且集聚程度有不斷增強(qiáng)的態(tài)勢(shì),能源強(qiáng)度、能源結(jié)構(gòu)、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和城市化率對(duì)能源消費(fèi)碳排放強(qiáng)度時(shí)空格局演變具有重要影響[10]。郝宇等基于面板數(shù)據(jù)的空間計(jì)量模型分析了中國(guó)能源消費(fèi)和電力消費(fèi)的環(huán)境庫茲涅茨曲線[11]。雖然這些文獻(xiàn)涉及能源消費(fèi)和碳排放的空間效應(yīng)及影響因素的研究,但針對(duì)能源生態(tài)足跡的空間效應(yīng)及影響因素的專門研究尚不多見。20世紀(jì)70年代美國(guó)生態(tài)學(xué)家Ehrlich等為研究社會(huì)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)與環(huán)境壓力之間的關(guān)系,提出IPAT模型[12](P89-157),揭示人口、人均財(cái)富和技術(shù)三者之間的相互作用會(huì)對(duì)環(huán)境產(chǎn)生重要影響。然而這一模型無法揭示單一因素對(duì)環(huán)境壓力的影響,因而Dietz等[13]在IPAT的基礎(chǔ)上又發(fā)展出了STIRPAT模型,該模型主要通過加入隨機(jī)性影響來分解各技術(shù)項(xiàng)的實(shí)際貢獻(xiàn)度,擴(kuò)展后的STIRPAT模型主要形式為:I=aPbt?Act?Tdt?eεt。STIRPAT模型在實(shí)際研究中應(yīng)用范圍較廣,展示出了良好的靈活性,可以通過增加其他控制因素來分析對(duì)觀測(cè)目標(biāo)的影響,國(guó)內(nèi)已有大量學(xué)者在此框架下研究中國(guó)碳排放的影響因素[14][15][16][17]。人均能源生態(tài)足跡亦是對(duì)環(huán)境狀況的一種體現(xiàn),因此本文通過擴(kuò)展該模型來分析人均能源生態(tài)足跡的影響因子以及其影響程度。本文首先對(duì)中國(guó)人均能源生態(tài)足跡進(jìn)行核算,然后構(gòu)建空間計(jì)量模型,選取影響人均能源生態(tài)足跡的指標(biāo)來分析中國(guó)人均能源生態(tài)足跡的空間效應(yīng),最后提出建議。
二、研究方法
(一)人均能源生態(tài)足跡核算本文涉及的能源生態(tài)足跡重點(diǎn)考慮化石能源消費(fèi)對(duì)生態(tài)環(huán)境的沖擊。能源生態(tài)足跡的計(jì)算方法是:分別計(jì)算人類生產(chǎn)生活活動(dòng)中各類能源的生態(tài)足跡占用面積(hm2),將各類能源的等價(jià)土地面積相加,得到某特定區(qū)域的能源生態(tài)足跡值[18]。具體人均能源生態(tài)足跡計(jì)算公式如下:f=∑(ri/Yi)*(Pi/N)(i=1,2,…,n)(1)其中,f為某一地區(qū)的能源生態(tài)足跡,i表示不同能源的編號(hào),依次為煤炭、焦煤、燃料油、電力和天然氣,ri表示不同能源的平均低位發(fā)熱量,Yi表示不同能源的生態(tài)足跡土地面積轉(zhuǎn)換系數(shù),Pi為不同能源的年消費(fèi)總量,N為各地區(qū)當(dāng)年人口總數(shù)。r1~r5=20.90GJ/t,28.44GJ/t,41.82GJ/t,3.6/105GJ/108kW?h,38.93*105GJ/108m3①Y1~Y5=55GJ/hm2,55GJ/hm2,71GJ/hm2,1000GJ/hm2,96GJ/hm2
(二)Moran’sI指數(shù)及其散點(diǎn)圖要了解人均能源生態(tài)足跡存在的空間集聚與相關(guān)特性,需要對(duì)被解釋變量進(jìn)行空間自相關(guān)檢驗(yàn),通常用Moran’sI或者Geary指數(shù)C來表示全域空間自相關(guān)性。Moran’sI是最早用于全局聚類檢驗(yàn)的方法,它用來檢驗(yàn)整個(gè)研究區(qū)中鄰近地區(qū)之間是相似、相異(空間正相關(guān)、負(fù)相關(guān)),還是相互獨(dú)立的,而Geary指數(shù)主要強(qiáng)調(diào)的是觀測(cè)值之間的離差。這里本文選用空間統(tǒng)計(jì)學(xué)相關(guān)指數(shù)Moran’sI對(duì)其進(jìn)行檢驗(yàn),其計(jì)算方法如下:I=n∑ni=1∑nj=1Wij|xi-x||xj-x|∑ni=1∑nj=1Wij∑ni=1|xj-x|2(2)其中,I為全局Moran指數(shù),xi、xj分別為區(qū)域i、j中的觀察值,x為各區(qū)域的平均值;Wij是單元i和j的空間關(guān)系測(cè)度(相鄰為1,不相鄰為0)。Moran’sI的取值范圍為[-1,1],大于0表示空間正相關(guān),小于0表示空間負(fù)相關(guān),等于0表示空間不相關(guān),其絕對(duì)值越大,空間排斥現(xiàn)象越嚴(yán)重。Moran’sI散點(diǎn)圖用來研究局部的空間不穩(wěn)定性,其中:第Ⅰ象限為高高(HH)型區(qū)域,第Ⅱ象限為低高(LH)型區(qū)域,第Ⅲ象限為低低(LL)型區(qū)域,第Ⅳ象限為高低(HL)型區(qū)域。第Ⅰ、Ⅲ象限存在空間正相關(guān),第Ⅱ、Ⅳ象限存在空間負(fù)相關(guān)。
(三)空間計(jì)量模型在對(duì)被解釋變量人均能源生態(tài)足跡進(jìn)行Moran’sI指數(shù)空間自相關(guān)性檢驗(yàn)之后,本文需要建立空間數(shù)據(jù)計(jì)量模型,來分析各解釋變量對(duì)被解釋變量的影響程度。一般空間計(jì)量模型可以分為空間滯后模型(SLM,也稱空間自回歸模型,SAR)和空間誤差模型(SEM),面板數(shù)據(jù)的空間計(jì)量模型表示如下:空間滯后模型(SAR):Yit=δ∑Nj=1wijyjt+xitβ+μi+εit(3)空間誤差模型(SEM):Yit=xitβ+μi+uituit=λ∑Nj=1wijujt+εit(4)其中,δ與λ分別為空間回歸系數(shù)與空間誤差系數(shù)。δ反映了樣本觀察值的空間依賴性,λ為被解釋變量的空間自相關(guān)系數(shù),反映了鄰接地區(qū)殘差項(xiàng)對(duì)于本地區(qū)殘差項(xiàng)的影響程度。Yit表示各空間單元(i=1,…,N)的解釋變量在時(shí)間t時(shí)(t=1,…,T)的觀測(cè)值所組成的N×1階因變量;Xit表示N×K階解釋變量矩陣的要素;Wij表示N×N階非負(fù)空間權(quán)重矩陣的元素。綜合的空間Durbin模型能充分整合SLM和SEM兩模型的特點(diǎn)[24]。空間Durbin模型的具體形式為:lneit=λ∑Nj=1wijejt+∑Nj=1wijXjtθ+αi+γt+εit(5)Durbin模型實(shí)際上是將各解釋變量的空間滯后項(xiàng)引入了SLM中。因而,若θ=0,則空間Durbin模型退化為SLM;若θ+λβ=0,則空間Durbin模型簡(jiǎn)化為SEM。在實(shí)證分析中,可以利用不同種類的LM統(tǒng)計(jì)量來檢驗(yàn)應(yīng)使用哪種空間計(jì)量模型進(jìn)行估計(jì)。
三、變量與數(shù)據(jù)
(一)變量選取及解釋改革開放以來,中國(guó)各省份為了加快工業(yè)發(fā)展,都紛紛采取了加快發(fā)展高耗能產(chǎn)業(yè)的刺激政策,導(dǎo)致能源需求進(jìn)一步上升,對(duì)生態(tài)沖擊不斷增強(qiáng),致使能源生態(tài)足跡不斷增大,如何在經(jīng)濟(jì)社會(huì)持續(xù)的發(fā)展中降低能源生態(tài)足跡,需要有效識(shí)別影響能源生態(tài)足跡的關(guān)鍵因素。一般認(rèn)為,影響能源生態(tài)足跡的因素包括經(jīng)濟(jì)因素、地理因素、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、技術(shù)因素等。經(jīng)濟(jì)因素影響能源生態(tài)足跡的機(jī)理主要是由于政府決策的原因。中國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展存在著地域差異,經(jīng)濟(jì)發(fā)展快的地區(qū)往往是消費(fèi)能源多的區(qū)域,為了發(fā)展本區(qū)域經(jīng)濟(jì)不僅消耗本區(qū)域的能源和生態(tài)環(huán)境,還對(duì)其他地區(qū)的生態(tài)造成了威脅。這些生態(tài)脆弱區(qū)往往也是經(jīng)濟(jì)貧困區(qū),其經(jīng)濟(jì)實(shí)力不足以支付生態(tài)建設(shè),因此形成了能源消費(fèi)與生態(tài)環(huán)境空間上的差異[19]。地理因素影響能源生態(tài)足跡的機(jī)理主要是由于中國(guó)地域廣闊,地區(qū)間經(jīng)濟(jì)發(fā)展存在很大差異,不同地區(qū)能源的需求不盡相同,而各地區(qū)社會(huì)經(jīng)濟(jì)、科技交通等方面的發(fā)展與進(jìn)步使得區(qū)域之間的交流更加頻繁,聯(lián)系更加緊密,因而很多經(jīng)濟(jì)、環(huán)境、生態(tài)等要素都可能存在空間相關(guān)性[20]。產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)影響能源生態(tài)足跡的機(jī)理主要是中國(guó)目前的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)不甚合理造成了能源的大量消耗乃至浪費(fèi)[21]。技術(shù)因素影響能源生態(tài)足跡的機(jī)理主要是我國(guó)能源強(qiáng)度變化的主要推動(dòng)力來自于技術(shù)進(jìn)步等引致的能源利用效率的提高[22]。此外,城鎮(zhèn)化和建筑業(yè)也是能源生態(tài)足跡的重要影響因素。隨著農(nóng)村人口向城市集聚、中小城市人口向大城市遷移,城市人口的規(guī)模不斷提高,快速城鎮(zhèn)化帶來大量能源資源的消耗,對(duì)能源的需求持續(xù)加大帶來的能源約束等問題日益突出。從全球范圍來看,建筑業(yè)消耗了世界40%的能源并排放了1/3的二氧化碳,是全球能源消耗和二氧化碳排放的主要產(chǎn)業(yè)部門,建筑業(yè)的節(jié)能和減排是全球節(jié)能減排的關(guān)鍵[23]。
在分析各因素對(duì)能源生態(tài)足跡的影響機(jī)理基礎(chǔ)上,本文選擇城鎮(zhèn)化率(ubr)、建筑業(yè)總產(chǎn)值(con)、人均GDP(gdp)、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)高度化(iss)、規(guī)模以上工業(yè)企業(yè)平均產(chǎn)值(aov)以及高新技術(shù)產(chǎn)值占GDP比例(roh)來分析各指標(biāo)對(duì)人均能源生態(tài)足跡的影響及程度。1.城鎮(zhèn)化率。從現(xiàn)有實(shí)證研究來看,城鎮(zhèn)化與能源消費(fèi)之間的傳導(dǎo)關(guān)系存在爭(zhēng)論。有的研究提出,城鎮(zhèn)化的不同模式將導(dǎo)致其對(duì)能源消費(fèi)產(chǎn)生不同的影響[24]。國(guó)內(nèi)一些學(xué)者也做了進(jìn)一步分析,認(rèn)為城鎮(zhèn)化是導(dǎo)致能源消費(fèi)變化的重要原因[25][26],證實(shí)了城鎮(zhèn)化水平與人均能源消費(fèi)水平存在高度相關(guān)性。在全國(guó)層面,中國(guó)城鎮(zhèn)化對(duì)能源消費(fèi)的凈效應(yīng)影響較為明顯[27]。2.建筑業(yè)總產(chǎn)值。建筑業(yè)是中國(guó)高耗能產(chǎn)業(yè)之一,研究表明中國(guó)建筑能耗在能源總消費(fèi)中的比例已由1970年代的10%上漲到目前的近30%。節(jié)能減排在我國(guó)作為一項(xiàng)基本國(guó)策在執(zhí)行,而建筑直接能耗和二氧化碳排放占我國(guó)總能耗和二氧化碳總排放的1/3[28]。建筑業(yè)的節(jié)能減排直接關(guān)系到國(guó)家應(yīng)對(duì)能源短缺和全球變暖戰(zhàn)略實(shí)施的成敗。而目前中國(guó)建筑業(yè)發(fā)展趨勢(shì)整體向上,以當(dāng)前建筑增速,預(yù)計(jì)到2020年中國(guó)建筑耗能將達(dá)到1089億噸標(biāo)準(zhǔn)煤①。3.人均GDP。一般而言,能源的消耗強(qiáng)度隨著人均GDP的增長(zhǎng)而增長(zhǎng)[29]。中國(guó)人均GDP以較高的速度增長(zhǎng),某種程度上中國(guó)人均GDP的高速增長(zhǎng)是以大量的能源消耗換取的[30]。伴隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,我國(guó)能源的需求消耗一直呈現(xiàn)上升趨勢(shì),并且由于技術(shù)原因,能源消耗長(zhǎng)期存在浪費(fèi)和效率低下的現(xiàn)象,這在一定程度上導(dǎo)致能源生態(tài)足跡的增加。4.產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)高度化。經(jīng)濟(jì)理論認(rèn)為,產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)與經(jīng)濟(jì)發(fā)展和穩(wěn)定存在著緊密的聯(lián)系,在實(shí)踐中也證實(shí)了產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的演進(jìn)會(huì)促進(jìn)經(jīng)濟(jì)向好發(fā)展。研究表明,中國(guó)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)演變對(duì)能源效率變動(dòng)影響程度大于能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)演變影響的程度,產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整與升級(jí)是影響中國(guó)能源效率提高、節(jié)能減排政策實(shí)施的關(guān)鍵環(huán)節(jié)[31]。5.規(guī)模以上工業(yè)企業(yè)平均產(chǎn)值。中國(guó)規(guī)模以上工業(yè)企業(yè)數(shù)量雖然只占全國(guó)工業(yè)企業(yè)數(shù)量的20%左右,但其貢獻(xiàn)的總產(chǎn)值占所有工業(yè)企業(yè)產(chǎn)值的比例超過90%,規(guī)模以上工業(yè)企業(yè)在中國(guó)經(jīng)濟(jì)中占有重要地位。國(guó)內(nèi)學(xué)者對(duì)規(guī)模以上工業(yè)企業(yè)能源消耗的碳排放進(jìn)行實(shí)證分析,結(jié)果顯示規(guī)模以上工業(yè)企業(yè)是降低能源消耗強(qiáng)度和碳排放的重要產(chǎn)業(yè)部門[32]。6.高新技術(shù)產(chǎn)值占GDP比例。研究認(rèn)為技術(shù)進(jìn)步對(duì)中國(guó)的節(jié)能減排工作具有顯著作用[33],通過產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整發(fā)展低能耗的高新技術(shù)產(chǎn)業(yè),能夠提高能源要素質(zhì)量和能源利用效率[34]。高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展能為中國(guó)調(diào)整一次能源消費(fèi)比例和使用清潔能源提供較好的技術(shù)基礎(chǔ),對(duì)優(yōu)化中國(guó)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)也有著重要意義。
(二)數(shù)據(jù)來源及處理本文數(shù)據(jù)主要來源于《中國(guó)統(tǒng)計(jì)年鑒》(2004—2015)、《中國(guó)能源統(tǒng)計(jì)年鑒》(2004—2015),由于能源消費(fèi)數(shù)據(jù)缺失較多,故本文只針對(duì)其他30個(gè)省、直轄市、自治區(qū)(除港、澳、臺(tái)外)的數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算分析。其中能源消費(fèi)量主要源自《中國(guó)統(tǒng)計(jì)年鑒》(2004—2015)、《中國(guó)能源統(tǒng)計(jì)年鑒》(2004—2015),人口數(shù)據(jù)來自《中國(guó)統(tǒng)計(jì)年鑒》(2004—2015)。為了消除異方差的影響,本文建立了雙對(duì)數(shù)空間計(jì)量模型。
四、結(jié)果分析
(一)中國(guó)能源生態(tài)足跡的基本分析根據(jù)人均能源生態(tài)足跡核算方法計(jì)算得出,各地區(qū)2003—2014年人均能源生態(tài)足跡基本情況(如圖1所示)。結(jié)果顯示,全國(guó)30個(gè)省、直轄市、自治區(qū)(除外)人均能源生態(tài)足跡呈現(xiàn)不斷上升的態(tài)勢(shì),全國(guó)平均人均能源生態(tài)足跡由2003年的0.3550hm2/人上升到2014年的1.0477hm2/人,年平均增加10.15%(如圖2所示),上升幅度較大,增速較快,這與中國(guó)能源消費(fèi)量快速增加不無關(guān)系(同時(shí)期中國(guó)能源消費(fèi)總量由183792萬噸標(biāo)準(zhǔn)煤上漲到425806萬噸標(biāo)準(zhǔn)煤)。此外,這12年間,全國(guó)平均人均能源生態(tài)足跡最高值為2013年的1.0565hm2/人,到2014年有所下降,全國(guó)平均人均能源生態(tài)足跡有達(dá)到峰值逐漸下降的趨勢(shì)。從省域?qū)用鎭砜矗魇∪司茉瓷鷳B(tài)足跡增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)基本與全國(guó)平均人均能源生態(tài)足跡相似,大部分省域從2003年逐年增加,到2014年后開始下降(黑龍江省人均能源生態(tài)足跡在這12年間不斷上升,未出現(xiàn)拐點(diǎn)),其中,增長(zhǎng)幅度最大的三個(gè)省份分別為福建、江蘇和內(nèi)蒙古,分別增長(zhǎng)了6.86倍、6.45倍和5.31倍。
(二)人均能源生態(tài)足跡空間自相關(guān)分析1.全局空間自相關(guān)測(cè)度。在前述計(jì)算基礎(chǔ)上,運(yùn)用GeoDa軟件分析計(jì)算中國(guó)2003—2014年間各地區(qū)人均能源生態(tài)足跡的全局Moran’sI指數(shù),空間權(quán)重矩陣的確定采用rook一階鄰接矩陣,并對(duì)12年來的Moran’sI指數(shù)進(jìn)行了顯著性檢驗(yàn)(如表1所示)。所有樣本年份的Moran’sI指數(shù)全部為正(系數(shù)在0.2558~0.3420間波動(dòng)),并且均通過P值小于0.01的顯著性水平檢驗(yàn),說明中國(guó)人均能源生態(tài)足跡并非處于完全隨機(jī)狀態(tài),而是存在著顯著的全局空間集聚效應(yīng)。2.局域空間自相關(guān)分析。通過Moran’sI指數(shù)測(cè)度的結(jié)果發(fā)現(xiàn),區(qū)域人均能源生態(tài)足跡存在著空間相關(guān)性,據(jù)此進(jìn)一步用局域Moran’sI散點(diǎn)圖分析區(qū)域人均能源生態(tài)足跡存在的局部空間相關(guān)性。由圖3可以看出中國(guó)各地區(qū)人均能源生態(tài)足跡的關(guān)聯(lián)模式,處于Moran’sI散點(diǎn)圖中第Ⅰ象限的地區(qū)代表該地區(qū)與其相鄰地區(qū)的人均能源生態(tài)足跡均相對(duì)較高,為高高聚集區(qū)(H-H),呈現(xiàn)出空間擴(kuò)散的關(guān)聯(lián)模式;處于第Ⅱ象限的地區(qū)代表該地區(qū)人均能源生態(tài)足跡低于相鄰地區(qū),為低高聚集區(qū)(L-H),呈現(xiàn)出空間過渡的關(guān)聯(lián)模式;處于第Ⅲ象限的地區(qū)代表該地區(qū)與其相鄰地區(qū)的人均能源生態(tài)足跡均相對(duì)較低,為低低聚集區(qū)(L-L),空間關(guān)聯(lián)模式為緩慢增長(zhǎng);處于第Ⅳ象限的地區(qū)代表該地區(qū)人均能源生態(tài)足跡高于相鄰地區(qū),為高低聚集區(qū)(H-L),呈現(xiàn)出空間極化的關(guān)聯(lián)模式。
(三)空間面板回歸結(jié)果分析由Moran’sI指數(shù)以及Moran’sI散點(diǎn)圖可以看出,中國(guó)人均能源生態(tài)足跡存在顯著的正空間自相關(guān)性,因此,需要建立空間計(jì)量模型來分析中國(guó)人均能源生態(tài)足跡的空間效應(yīng)及其影響因素。人均能源生態(tài)足跡的空間效應(yīng)明顯,經(jīng)豪斯曼檢驗(yàn),本文人均能源生態(tài)足跡六個(gè)指標(biāo)均采用固定效應(yīng)(FixedEffects)。1.未考慮空間因素的全樣本估計(jì)。首先,分別用混合OLS、空間固定效應(yīng)、時(shí)間固定效應(yīng)和空間時(shí)間雙固定效應(yīng)來分析,結(jié)果如表2所示。從表2可以看出,對(duì)于不同固定效應(yīng)回歸模型的LM和穩(wěn)健LM檢驗(yàn),大都通過了顯著性檢驗(yàn),并且對(duì)空間誤差模型的LM和穩(wěn)健LM檢驗(yàn)統(tǒng)計(jì)量都要大于空間滯后模型,根據(jù)空間回歸模型判別準(zhǔn)則,應(yīng)選擇空間誤差模型。進(jìn)一步通過Wald和LR統(tǒng)計(jì)量檢驗(yàn)判斷空間杜賓模型是否可以簡(jiǎn)化為空間滯后模型和空間誤差模型(如表3所示),檢驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn),Wald-spatial-lag和LR-spatial-lag的統(tǒng)計(jì)量分別為95.0337和93.2401,其伴隨概率值prob-spatial-lag分別為0和0,均在1%的顯著性水平拒絕的原假設(shè);Wald-spatial-error和LR-spa-tial-error的統(tǒng)計(jì)量分別為81.0438和85.1473,其伴隨概率值prob-spatial-error分別為2.2204e-15和3.3307e-16,也在1%的顯著性水平下拒絕θ=0和θ+λβ=0的原假設(shè)。綜上可知,固定效應(yīng)下的杜賓模型更適合于數(shù)據(jù)特征的刻畫。2.考慮空間要素的全樣本估計(jì)。由于空間效應(yīng)的存在,本文將空間因素引入回歸方程進(jìn)行估計(jì)。表3為考慮空間因素時(shí)的人均能源生態(tài)足跡全樣本估計(jì)結(jié)果,可以看出,考慮了空間因素的回歸估計(jì)更加顯著,高于未考慮空間因素的模型估計(jì)結(jié)果,同時(shí)LogL也較未考慮空間因素的模型有提高,模型中各解釋變量也更加顯著
。因此,考慮空間因素的空間杜賓模型能提高估計(jì)的有效性。通過對(duì)不同固定效應(yīng)下的空間杜賓模型的對(duì)比分析發(fā)現(xiàn),時(shí)間空間雙固定效應(yīng)下的空間杜賓模型的擬合優(yōu)度R2、離散度σ2以及LogL要優(yōu)于其他固定效應(yīng)模型,因此選擇時(shí)間空間雙固定效應(yīng)下的空間杜賓模型研究人均能源生態(tài)足跡的影響因素。回歸結(jié)果顯示,某一省份人均能源生態(tài)足跡的水平不僅受到城鎮(zhèn)化率、人均GDP等這些因素的影響,也受到其相鄰省份的人均能源生態(tài)足跡的影響。W*y的回歸系數(shù)顯著為正,說明中國(guó)的人均能源生態(tài)足跡存在著空間的互動(dòng)效應(yīng),某一個(gè)省份降低人均能源生態(tài)足跡對(duì)其周邊的省份降低各自的人均能源生態(tài)足跡有著積極的作用。表3回歸估計(jì)結(jié)果顯示,2005—2014年間,我國(guó)省域的新型城鎮(zhèn)化能有效降低人均能源生態(tài)足跡,統(tǒng)計(jì)的t值為-1.5229,通過了10%的顯著性水平檢驗(yàn),新型城鎮(zhèn)化的彈性系數(shù)為-0.4566,說明城鎮(zhèn)化率每增長(zhǎng)一個(gè)百分點(diǎn),人均能源生態(tài)足跡就會(huì)降低近0.5個(gè)百分點(diǎn)。對(duì)比表2可以看出,考慮了空間因素之后城鎮(zhèn)化率對(duì)人均能源生態(tài)足跡的負(fù)向影響要高于未考慮空間因素的估計(jì)結(jié)果,說明未考慮空間因素的城鎮(zhèn)化率對(duì)人均能源生態(tài)足跡影響被低估了,而中國(guó)新型城鎮(zhèn)化的推行有助于降低人均能源生態(tài)足跡,對(duì)改善中國(guó)資源環(huán)境約束有著積極作用。此外,城鎮(zhèn)化率的回歸系數(shù)在這幾個(gè)因素里最高,表明加快推進(jìn)新型城鎮(zhèn)化是解決我國(guó)當(dāng)前人均能源生態(tài)足跡過高的較為有效的手段之一。該結(jié)果也與中國(guó)推進(jìn)新型城鎮(zhèn)化發(fā)展的基本理念和核心思想不謀而合。相比傳統(tǒng)的城鎮(zhèn)化進(jìn)程,新型城鎮(zhèn)化道路實(shí)質(zhì)上是可持續(xù)發(fā)展的城鎮(zhèn)化,強(qiáng)調(diào)集約高效地利用能源,減輕對(duì)生態(tài)環(huán)境的污染和破壞。W*ubr的回歸結(jié)果也顯示,中國(guó)各省新型城鎮(zhèn)化的推進(jìn)與其周邊省份新型城鎮(zhèn)化速度之間有著良好的空間互動(dòng)關(guān)系,某一個(gè)省份推進(jìn)新型城鎮(zhèn)化對(duì)帶動(dòng)周邊省份加快建設(shè)新型城鎮(zhèn)化有著積極的影響,體現(xiàn)了我國(guó)新型城鎮(zhèn)化進(jìn)程中城市群、城市帶發(fā)展的思想。回歸結(jié)果顯示,省域經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)并不能降低人均能源生態(tài)足跡,反而對(duì)人均能源生態(tài)足跡有反向抑制作用,統(tǒng)計(jì)的t值為6.3434,通過了1%的顯著性水平檢驗(yàn),經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的彈性系數(shù)為0.8780,說明經(jīng)濟(jì)每增長(zhǎng)一個(gè)百分點(diǎn),人均能源生態(tài)足跡就會(huì)上升近1個(gè)百分點(diǎn)。而考慮空間因素之后的人均GDP對(duì)人均能源生態(tài)足跡的正向影響高于未考慮空間因素的估計(jì)結(jié)果,說明中國(guó)目前經(jīng)濟(jì)發(fā)展的整體仍然不夠“綠色”,經(jīng)濟(jì)發(fā)展的質(zhì)量不高,轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)方式迫在眉睫。
中國(guó)目前仍處于增長(zhǎng)速度換擋期、結(jié)構(gòu)調(diào)整陣痛期和前期刺激政策消化期的特殊時(shí)期,產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和消費(fèi)模式仍然處于優(yōu)化調(diào)整階段,要盡快挖掘新的增長(zhǎng)極,加快供給側(cè)改革,促進(jìn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)健康發(fā)展。W*gdp回歸結(jié)果較為顯著,說明各省之間經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有較好的聯(lián)動(dòng)機(jī)制,經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有較強(qiáng)的外部性和示范效應(yīng),某一省份經(jīng)濟(jì)發(fā)展越好,會(huì)對(duì)周邊省份經(jīng)濟(jì)發(fā)展起到積極影響。未考慮空間因素的規(guī)模以上工業(yè)企業(yè)平均產(chǎn)值和高新技術(shù)產(chǎn)值對(duì)人均能源生態(tài)足跡的負(fù)向影響均高于考慮了空間因素的估計(jì)結(jié)果,彈性系數(shù)分別為-0.2522和-0.0996,說明規(guī)模以上工業(yè)企業(yè)平均產(chǎn)值和高新技術(shù)產(chǎn)值每增長(zhǎng)一個(gè)百分點(diǎn),人均能源生態(tài)足跡就會(huì)降低近0.3和0.1個(gè)百分點(diǎn)。各個(gè)省份在規(guī)模以上工業(yè)企業(yè)平均產(chǎn)值和高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值方面存在的空間效應(yīng)不如城鎮(zhèn)化率和人均GDP的空間效應(yīng)強(qiáng),但提高規(guī)模以上工業(yè)企業(yè)平均產(chǎn)值和高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值對(duì)降低人均能源生態(tài)足跡仍有積極意義。規(guī)模以上工業(yè)企業(yè)是我國(guó)工業(yè)發(fā)展的標(biāo)桿,應(yīng)積極響應(yīng)國(guó)家有關(guān)政策,在生態(tài)文明理念的指導(dǎo)下轉(zhuǎn)型發(fā)展,提高能源利用效率,降低對(duì)生態(tài)環(huán)境的沖擊和影響。技術(shù)進(jìn)步有助于降低能源生態(tài)足跡[18],因而高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)規(guī)模的擴(kuò)大也將一定程度上緩解我國(guó)能源生態(tài)足跡較高的局面。W*aov回歸結(jié)果并不顯著,說明中國(guó)各省份之間的規(guī)模以上工業(yè)企業(yè)之間聯(lián)動(dòng)效應(yīng)不明顯,這也與各省的工業(yè)企業(yè)布局有著密切關(guān)系,例如山西是以資源開發(fā)利用為主導(dǎo)的工業(yè)企業(yè)為主,而廣東則主要以輕工業(yè)為主,基礎(chǔ)工業(yè)較少。在其他控制變量方面,產(chǎn)業(yè)高度化指標(biāo)的空間回歸估計(jì)結(jié)果符號(hào)不穩(wěn)定,說明中國(guó)產(chǎn)業(yè)高度化發(fā)展對(duì)降低人均能源生態(tài)足跡并沒有形成良好的省際聯(lián)動(dòng)效應(yīng),各省產(chǎn)業(yè)高度化進(jìn)程對(duì)其周邊省份產(chǎn)業(yè)高度化的發(fā)展缺乏有效輻射,且各省份較易出現(xiàn)產(chǎn)業(yè)過度同質(zhì)化現(xiàn)象,缺乏區(qū)域創(chuàng)新突破。而未考慮空間因素的建筑業(yè)總產(chǎn)值表現(xiàn)出對(duì)人均能源生態(tài)足跡強(qiáng)烈的正向影響,說明中國(guó)當(dāng)前的建筑業(yè)發(fā)展會(huì)使得人均能源生態(tài)足跡變高,但考慮空間要素之后的建筑業(yè)總產(chǎn)值統(tǒng)計(jì)的t值為-0.1199,說明建筑業(yè)總產(chǎn)值的影響并不顯著。
五、結(jié)論
根據(jù)2003—2014年中國(guó)統(tǒng)計(jì)年鑒和中國(guó)能源統(tǒng)計(jì)年鑒數(shù)據(jù),將STIRPAT模型和空間計(jì)量經(jīng)濟(jì)學(xué)方法結(jié)合,分析了中國(guó)省域12年間的人均能源生態(tài)足跡主要影響因素的空間效應(yīng)及其影響程度,揭示了各影響因素在不同時(shí)空上對(duì)人均能源生態(tài)足跡影響的差異性,得到以下主要結(jié)論:其一,利用GeoDa軟件分析計(jì)算中國(guó)2003—2014年間的人均能源生態(tài)足跡的總體空間關(guān)聯(lián)程度,由全局Moran’sI可以看出,中國(guó)人均能源生態(tài)足跡并非處于完全隨機(jī)狀態(tài),存在著顯著的全局空間集聚效應(yīng)。結(jié)合空間面板回歸結(jié)果表明,這種集聚效應(yīng)與我國(guó)城鎮(zhèn)化的加速和城市產(chǎn)業(yè)的集聚有著密切關(guān)系,城鎮(zhèn)化的加速使得我國(guó)大城市規(guī)模不斷擴(kuò)大,吸引規(guī)模以上工業(yè)和建筑業(yè)以及其他經(jīng)濟(jì)活動(dòng)不斷以大城市為中心集聚,這種情形同時(shí)也促進(jìn)了城市規(guī)模的擴(kuò)大。其二,根據(jù)局部自相關(guān)的聚集圖可以看出,省域之間存在著正的空間效應(yīng),使得各省與其周邊地區(qū)之間呈現(xiàn)出相互聯(lián)系且影響的態(tài)勢(shì),中國(guó)人均能源生態(tài)足跡存在較為顯著的空間溢出效應(yīng)。從2005、2008、2011、2014四年的人均能源生態(tài)足跡分布可以看出,中國(guó)人均能源生態(tài)足跡較高的地區(qū)集中在京津冀、上海等地,而中部地區(qū)人居能源生態(tài)足跡較其他地區(qū)整體偏小,能源利用對(duì)環(huán)境的沖擊和影響較小,擁有較好的產(chǎn)業(yè)承接潛力。產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移對(duì)于區(qū)域經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)調(diào)整及區(qū)域間經(jīng)濟(jì)關(guān)系的優(yōu)化具有重要意義,中、西部地區(qū)應(yīng)發(fā)揮資源豐富、要素成本低、市場(chǎng)潛力大的優(yōu)勢(shì),積極承接產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移,不僅有利于加速中、西部地區(qū)新型工業(yè)化和城鎮(zhèn)化進(jìn)程,促進(jìn)區(qū)域協(xié)調(diào)發(fā)展,而且有利于推動(dòng)?xùn)|部沿海地區(qū)經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型升級(jí),在全國(guó)范圍內(nèi)優(yōu)化產(chǎn)業(yè)分工格局,降低我國(guó)人均能源生態(tài)足跡,減少對(duì)生態(tài)環(huán)境的污染和破壞。其三,空間面板回歸結(jié)果表明,人均GDP和建筑業(yè)總產(chǎn)值對(duì)中國(guó)人均能源生態(tài)足跡存在正向依賴關(guān)系,需要正視經(jīng)濟(jì)發(fā)展的負(fù)外部效應(yīng),加快轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)模式,發(fā)展綠色GDP和大力推廣節(jié)能建筑技術(shù)。而城鎮(zhèn)化率、規(guī)模以上工業(yè)企業(yè)平均產(chǎn)值和高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值占GDP比重三項(xiàng)指標(biāo)的回歸結(jié)果表明,應(yīng)堅(jiān)持新型城鎮(zhèn)化發(fā)展道路,提升高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的比例,由內(nèi)生的技術(shù)進(jìn)步來推動(dòng)經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展,同時(shí)提高規(guī)模以上工業(yè)企業(yè)的產(chǎn)出效率,降低能耗,推進(jìn)節(jié)能減排。
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[關(guān)鍵字]產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu);生態(tài)環(huán)境影響系數(shù);生態(tài)環(huán)境影響指數(shù);生態(tài)效應(yīng);技術(shù)進(jìn)步
一、引言與文獻(xiàn)分析
通常認(rèn)為,第一產(chǎn)業(yè)發(fā)展對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響有弊有利。例如,農(nóng)業(yè)與林業(yè)生產(chǎn)中綠色植物的生長(zhǎng)有利于改善生態(tài)環(huán)境,而農(nóng)業(yè)面源污染則會(huì)破壞環(huán)境①。但從第一產(chǎn)業(yè)的發(fā)展歷程以及工業(yè)生產(chǎn)對(duì)環(huán)境的影響比較來看,第一產(chǎn)業(yè)發(fā)展在深度和廣度上ι態(tài)環(huán)境的影響均較為有限②。第二產(chǎn)業(yè)的生產(chǎn)方式與產(chǎn)出種類決定了其單位產(chǎn)出的污染程度遠(yuǎn)高于第一產(chǎn)業(yè)和第三產(chǎn)業(yè)。工業(yè)的發(fā)展尤其是重工業(yè)的發(fā)展相對(duì)于輕工業(yè)需要更多的能耗,對(duì)環(huán)境的污染也更為嚴(yán)重③。于是,處于高速工業(yè)化進(jìn)程中的社會(huì)通常會(huì)發(fā)生較為嚴(yán)重且難以避免的環(huán)境污染;服務(wù)業(yè)發(fā)達(dá)的地區(qū)則通常生態(tài)環(huán)境較為優(yōu)良,這是因?yàn)楝F(xiàn)代服務(wù)業(yè)對(duì)生態(tài)環(huán)境的負(fù)面影響較少④。然而,傳統(tǒng)服務(wù)業(yè)尤其是交通運(yùn)輸業(yè)及其相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展卻對(duì)生態(tài)環(huán)境造成了較大的壓力⑤。由于不同類型的產(chǎn)業(yè)發(fā)展對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響不同,一個(gè)地區(qū)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的變化會(huì)對(duì)本地區(qū)生態(tài)環(huán)境帶來不盡相同的影響,這被稱為產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)演變的生態(tài)效應(yīng)⑥。產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的變化既影響經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的可持續(xù)性,又改變經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)對(duì)生態(tài)環(huán)境的壓力,其重大的經(jīng)濟(jì)意義和學(xué)術(shù)價(jià)值引起了廣泛的關(guān)注,也產(chǎn)生了豐富的學(xué)術(shù)文獻(xiàn)。彭建首次確定了生態(tài)環(huán)境影響系數(shù)和生態(tài)環(huán)境影響指數(shù)①,其研究具有開創(chuàng)性,之后的研究多以此為基礎(chǔ)。趙雪雁和張海峰等利用生態(tài)環(huán)境影響指數(shù)對(duì)甘肅省和青海省的實(shí)證研究發(fā)現(xiàn),兩省的產(chǎn)業(yè)發(fā)展均對(duì)生態(tài)環(huán)境造成了很大的壓力②。以巢湖流域?yàn)檠芯繉?duì)象的實(shí)證分析表明,產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)變化給當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境帶來了較大的壓力③。也有研究發(fā)現(xiàn),產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)隨時(shí)間的演變并非只是給生態(tài)環(huán)境帶來越來越大的壓力,對(duì)鄂爾多斯市和武漢市的研究就表明,生態(tài)環(huán)境未來有改善的趨勢(shì)④。對(duì)其他地區(qū)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)演變的生態(tài)環(huán)境效應(yīng)的影響也得出了不盡相同甚至相互矛盾的結(jié)論⑤。
已有的研究在豐富人們認(rèn)識(shí)的同時(shí),在研究方法上卻也亟待改進(jìn)和提高,以單一省份為研究對(duì)象得出的相互矛盾的結(jié)論也造成認(rèn)識(shí)上的莫衷一是。基于此考慮,本文以全國(guó)31個(gè)省(市、區(qū))為研究對(duì)象,使用2000年至2013年的相關(guān)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),構(gòu)造面板數(shù)據(jù),進(jìn)行聚類分析,具有研究方法上的創(chuàng)新,研究結(jié)論的可信性也有望增強(qiáng)。
二、生態(tài)環(huán)境影響系數(shù)與生態(tài)環(huán)境影響指數(shù)
(一)生態(tài)環(huán)境影響系數(shù)的確定
由于國(guó)民經(jīng)濟(jì)不同行業(yè)的生產(chǎn)投入、產(chǎn)出種類與生產(chǎn)方法存在巨大差異,其生產(chǎn)過程中排放的污染物及其對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響程度不盡相同。因此,就需要對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)進(jìn)行行業(yè)上的細(xì)分,度量每一細(xì)分行業(yè)發(fā)展對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響,并進(jìn)而綜合分析產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)演變的生態(tài)效應(yīng)。表1為已有文獻(xiàn)中給不同細(xì)分行業(yè)賦予的生態(tài)環(huán)境影響系數(shù)的代表性觀點(diǎn)。
由于學(xué)者們對(duì)于同一細(xì)分行業(yè)的生態(tài)環(huán)境影響程度持有不同看法,因此所賦予的生態(tài)環(huán)境影響系數(shù)存在差異。學(xué)者們通常按照行業(yè)發(fā)展對(duì)生態(tài)環(huán)境影響程度的高低進(jìn)行排列,既有按百分制的系數(shù)賦值,也有五分制的系數(shù)賦值。通過比較分析表1中所列的4種典型的生態(tài)環(huán)境影響系數(shù)賦值,本文認(rèn)為,許正松等所給出的生態(tài)環(huán)境影響系數(shù)對(duì)此前的生態(tài)環(huán)境影響系數(shù)作了較為明顯的改進(jìn)和調(diào)整⑥,影響系數(shù)賦值更加科學(xué)合理。本文接下來的分析均采用此影響系數(shù)。
(二)生態(tài)環(huán)境影響指數(shù)
在確定各細(xì)分行業(yè)生態(tài)環(huán)境影響系數(shù)的基礎(chǔ)上,對(duì)其進(jìn)行加權(quán)求和,權(quán)數(shù)為各細(xì)分行業(yè)的增加值占GDP的比重,加權(quán)求和所得值被定義為產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)演變的生態(tài)環(huán)境影響指數(shù)(influence index of industrial structure on natural environment, IIISNE)。
其中,IIISNEkt為第k省第t年的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)演變的生態(tài)環(huán)境影響指數(shù);IISkit為第k省第t年第i行業(yè)的增加值占GDP的比重,該比重同時(shí)起著權(quán)數(shù)的作用;IEki為第k省第i行業(yè)的生態(tài)環(huán)境影響系數(shù)。
各行業(yè)增加值占GDP的比重之和為1,意味著權(quán)數(shù)之和為1,因此,生態(tài)環(huán)境影響指數(shù)的最小值為1,最大值為5,即該指數(shù)的取值范圍為[1,5]。該指數(shù)數(shù)值越小,表明產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)演變對(duì)生態(tài)環(huán)境的壓力越小;反之,則表明產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整對(duì)生態(tài)環(huán)境的壓力越大。將區(qū)間范圍[1,5]的生態(tài)環(huán)境影響指數(shù)分為5組,則可以大致劃分產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響程度,指數(shù)分組情況如表2所示。
三、中國(guó)各省份產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)演變的生態(tài)效應(yīng)的比較(2000―2013年)
按照本文第二部分所構(gòu)造的生態(tài)環(huán)境影響指數(shù)(IIISNE)的計(jì)算方法,通過查找中國(guó)31個(gè)省、直轄市和自治區(qū)2000年至2013年各細(xì)分行業(yè)的增加值數(shù)據(jù),計(jì)算得出中國(guó)31個(gè)省、直轄市和自治區(qū)2000年至2013年的生態(tài)環(huán)境影響指數(shù)。出于數(shù)據(jù)連續(xù)性和可得性的考慮,本文所用數(shù)據(jù)截止時(shí)期為2013年。
(一)中國(guó)各省份產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)演變的生態(tài)效應(yīng)(2000―2013年)
下頁表3為2000年至2013年中國(guó)各省、市、自治區(qū)生態(tài)環(huán)境影響指數(shù)的統(tǒng)計(jì)性描述。從統(tǒng)計(jì)性描述的結(jié)果來看,極小值隨時(shí)間增加呈遞減趨勢(shì),表明個(gè)別省份的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)從以工業(yè)為主逐漸轉(zhuǎn)向以第三產(chǎn)業(yè)為主。而極大值幾乎未隨時(shí)間發(fā)生變化,這表明依然有部分省份維持著以工業(yè)為主的生產(chǎn)格局。2000年至2013年,生態(tài)環(huán)境影響指數(shù)的均值呈現(xiàn)出緩慢波動(dòng)增加的趨勢(shì),維持在接近3的水平,生態(tài)環(huán)境影響等級(jí)整體呈中等;同時(shí),2010年至2013年,生態(tài)環(huán)境影響指數(shù)的眾數(shù)也較前幾年有所增加,這些變化意味著,從整體而言,中國(guó)以工業(yè)為主的國(guó)民經(jīng)濟(jì)不僅沒有發(fā)生根本性的改變,反而有所加強(qiáng),中國(guó)的工業(yè)化進(jìn)程遠(yuǎn)沒有完成,產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)變化與調(diào)整所帶來的生態(tài)環(huán)境壓力將會(huì)持續(xù)較長(zhǎng)時(shí)期。2005年之后的標(biāo)準(zhǔn)差系數(shù)較之前的年份有所變大,在均值有所增加的情況下,這表明各省份產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整對(duì)生態(tài)環(huán)境的壓力出現(xiàn)了兩極分化的趨勢(shì),部分省份的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整對(duì)生態(tài)環(huán)境的壓力有所減小,而有些省份則出現(xiàn)了相反的情況。所有年份的偏度系數(shù)均小于0,中位數(shù)大于均值,這表明生態(tài)環(huán)境影響指數(shù)為左偏分布,即重尾在左側(cè)。
(二)不同區(qū)域代表性省份產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)演變的生態(tài)效應(yīng)的比較(2000―2013年)
除了整體上分析產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)演變的生態(tài)效應(yīng)之外,本文還選擇了北京、河北、廣東、貴州和四川5個(gè)省市分別作為不同區(qū)域的代表,比較分析產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)演變的生態(tài)效應(yīng),如圖1所示。作為中國(guó)的首都,北京在5個(gè)省市中生態(tài)環(huán)境影響指數(shù)最低,且呈緩慢下降的趨勢(shì);而河北省的生態(tài)環(huán)境影響指數(shù)卻為5個(gè)省市中最高。為什么北京與相鄰的河北卻出現(xiàn)了生態(tài)環(huán)境影響指數(shù)的天壤之別?一種可能的解釋是,作為經(jīng)濟(jì)、政治和文化中心,北京市在最近十幾年來不停地向河北轉(zhuǎn)移其非首都功能產(chǎn)業(yè),大量的污染型工業(yè)被轉(zhuǎn)移到河北。北京市的重工業(yè)增加值占GDP的比重從2000年的18.3%持續(xù)下降到2013年的不足12.2%;而河北省的重工業(yè)增加值占GDP的比重則從2000年的27.1%增加到2013年的35.1%。與之同時(shí),北京市的第三產(chǎn)業(yè)如旅游業(yè)和會(huì)展業(yè)等,以及總部經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展,逐漸成為其支柱產(chǎn)業(yè)。由于第三產(chǎn)業(yè)對(duì)生態(tài)環(huán)境的毫ο嘍越閑。使得北京市的生態(tài)環(huán)境影響指數(shù)也較低。
廣東、貴州和四川三省雖然分處于中國(guó)東部沿海、西南和西部地區(qū),經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平差距較大,但其生態(tài)環(huán)境影響指數(shù)卻比較接近。經(jīng)濟(jì)欠發(fā)達(dá)的貴州省其生態(tài)環(huán)境影響指數(shù)整體上低于廣東,2000年之后出現(xiàn)了逐漸趨同的勢(shì)頭,2013年兩省份的生態(tài)環(huán)境影響指數(shù)幾乎相同。2006年之前,四川省的生態(tài)環(huán)境影響指數(shù)略低于廣東省和貴州省,但之后的上升趨勢(shì)卻較為明顯,2010年超過廣東,差距越來越大。這可能與廣東省近幾年來一直持續(xù)推進(jìn)產(chǎn)業(yè)發(fā)展上的“騰籠換鳥”政策有關(guān),也可能與交通障礙逐漸解除之后,大量資本進(jìn)入四川發(fā)展工業(yè)有關(guān)。
四、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)演變的生態(tài)效應(yīng)的聚類分析
(一)聚類分析的結(jié)果
使用SPSS20.0對(duì)全國(guó)31個(gè)省(市、區(qū))的生態(tài)環(huán)境影響指數(shù)進(jìn)行聚類分析,劃分結(jié)果如表4所示。
由表4可以看出,劃分為3個(gè)集群和劃分為4個(gè)集群聚類結(jié)果的區(qū)別在于:將3個(gè)集群分類中原為一類成員的北京、海南和分為2個(gè)集群,劃分為5個(gè)集群的聚類分析則出現(xiàn)了結(jié)果上的較大變化。考慮到北京、和海南與其他省(市、區(qū))相比具有獨(dú)特性,將除北京、和海南之外的其他省(市、區(qū))分為3個(gè)集群較為合適。
(二)分類結(jié)果的統(tǒng)計(jì)性描述與分析
劃分為5個(gè)集群后的統(tǒng)計(jì)性描述如下頁表5所示。集群1和集群2分別由北京、和海南組成,產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)變化與調(diào)整對(duì)生態(tài)環(huán)境影響的等級(jí)為較弱。北京作為全國(guó)首都,其主要承擔(dān)的是首都功能,經(jīng)濟(jì)上的發(fā)展方向以總部經(jīng)濟(jì)、高端服務(wù)業(yè)、先進(jìn)制造業(yè)等為主,其特殊的歷史和政治地位,使得北京在全國(guó)不具有較強(qiáng)的代表性。地域?qū)拸V、人口稀少,較少的生產(chǎn)活動(dòng)對(duì)環(huán)境的影響和破壞也較小。同時(shí),的國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值也不以工業(yè)為主,2013年其工業(yè)增加值占國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值的比重不足8%。雖然的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)演變對(duì)生態(tài)環(huán)境的壓力較小,但其特殊的地理位置使其不具有可模仿性。海南省全境為一島嶼,其國(guó)民經(jīng)濟(jì)以農(nóng)業(yè)、漁業(yè)和旅游服務(wù)業(yè)為主,工業(yè)不是經(jīng)濟(jì)的主流,且漁業(yè)生產(chǎn)地主要在海洋,對(duì)本省和周邊區(qū)域的生態(tài)環(huán)境影響微弱。同樣因?yàn)榈乩砦恢玫奶厥庑裕D弦膊豢赡艹蔀槠渌》莓a(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整的學(xué)習(xí)對(duì)象。
集群3、集群4和集群5的成員為中國(guó)省份的主體。整體上而言,2000年至2013年,集群3的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)變化對(duì)生態(tài)環(huán)境造成中等的壓力,而組成集群5的9個(gè)省份其產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)變化帶來的生態(tài)環(huán)境壓力最大。集群4和集群5主要由中西部的省份組成,這些中西部省份雖然總的產(chǎn)值較低,但工業(yè)尤其是重工業(yè)的比重較高;同時(shí),近十幾年來,東部沿海省份向中西部地區(qū)轉(zhuǎn)移了大量的資源型產(chǎn)業(yè),對(duì)當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境造成較為嚴(yán)重的破壞。天津和河北雖位于環(huán)渤海灣地區(qū),但天津的制造業(yè)和重化工業(yè)非常發(fā)達(dá),河北的鋼鐵產(chǎn)業(yè)占到了全國(guó)比重的一半,這使得天津和河北在聚類分析時(shí)被分在了同一個(gè)集群。江蘇、山東和福建的重工業(yè)比重明顯高于廣東和上海,這是該3個(gè)省份未能與浙江和上海分在同一集群的主要因素。集群3中的貴州、云南、江西和廣西因山區(qū)面積比例明顯高于全國(guó)其他省份,雖然這4個(gè)省份經(jīng)濟(jì)欠發(fā)達(dá),也與浙江、上海和廣東等經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)省、市分在同一類中。中部的安徽、湖北和湖南,以及西部的重慶和四川,分別在中部崛起和西部大開發(fā)中表現(xiàn)出色;同時(shí),其產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)變化及其對(duì)生態(tài)環(huán)境的壓力也相對(duì)較小,應(yīng)該成為中西部其他省份的學(xué)習(xí)榜樣。沿海發(fā)達(dá)地區(qū)的上海、浙江和廣東,在實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)領(lǐng)先發(fā)展的同時(shí),還較為成功地實(shí)現(xiàn)了經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型,一定程度上實(shí)現(xiàn)了經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)與環(huán)境優(yōu)化的同時(shí)實(shí)現(xiàn)。例如近十幾年來,上海的生態(tài)環(huán)境影響指數(shù)持續(xù)下降,從2000年的2.83一直減少到2013年的2.48。這幾個(gè)省、市應(yīng)該成為經(jīng)濟(jì)欠發(fā)達(dá)且生態(tài)環(huán)境壓力較大省份的追趕對(duì)象。
五、結(jié)論與政策建議
本文在回顧產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)演變的生態(tài)效應(yīng)相關(guān)研究文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上,確定了國(guó)民經(jīng)濟(jì)細(xì)分行業(yè)的生態(tài)環(huán)境影響系數(shù),并利用所構(gòu)造的生態(tài)環(huán)境影響指數(shù),使用中國(guó)全部31個(gè)省(市、區(qū))2000年至2013年的相關(guān)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),計(jì)算出了相對(duì)應(yīng)的生態(tài)環(huán)境影響指數(shù),進(jìn)而利用SPSS統(tǒng)計(jì)軟件對(duì)面板數(shù)據(jù)進(jìn)行了聚類分析。基于對(duì)聚類結(jié)果的討論,本文提出如下政策建議。
第一,應(yīng)加快產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級(jí)步伐。工業(yè)尤其是重工業(yè)對(duì)環(huán)境的壓力顯著大于先進(jìn)制造業(yè)和服務(wù)業(yè),因此,除了要對(duì)現(xiàn)有工業(yè)企業(yè)進(jìn)行環(huán)境升級(jí)改造之外,更重要的是還應(yīng)逐步降低石化、金屬冶煉與加工、水泥及水泥制品等傳統(tǒng)重化工業(yè)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的比重,逐步降低污染排放強(qiáng)度。
關(guān)鍵詞:有機(jī)肥料;林業(yè)育苗;生態(tài)效應(yīng)
中圖分類號(hào):S723.1
文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1674-9944(2017)07-0187-02
1 引言
20世紀(jì)以來,人類社會(huì)工業(yè)化的程度就在不斷地加深,經(jīng)濟(jì)建設(shè)以及科學(xué)技術(shù)得到了飛速發(fā)展。經(jīng)濟(jì)的增長(zhǎng)以及科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步為人類的生存創(chuàng)造出各式各樣的新型技術(shù)同時(shí)也帶來了一些問題。其中資源的消耗以及環(huán)境的污染就是當(dāng)前人類社會(huì)所面臨的嚴(yán)峻問題之一。從當(dāng)前全球的形式來看,環(huán)境污染的惡果影響著每一個(gè)國(guó)家和地區(qū)。臭氧層空洞、水土流失、空氣污染、溫室效應(yīng)等,這些問題都威脅著人類的生存。因此,任何一個(gè)國(guó)家以及個(gè)人都應(yīng)當(dāng)重視自然生態(tài)環(huán)境的保護(hù)。林業(yè)的發(fā)展對(duì)自然生態(tài)環(huán)境的保護(hù)十分重要。
發(fā)展林業(yè)的工作中最主要的工作內(nèi)容就是森林資源的保護(hù)及可再生。森林不僅是一個(gè)巨大的生物資源寶庫,同時(shí)對(duì)于生態(tài)自然環(huán)境的保護(hù)也有著極為重要的作用。保持水土、凈化空氣、含蓄水源、過濾塵埃、制造氧氣等都是森林本身具有的作用。因此,通過森林的保護(hù)以及建設(shè)能夠有效改善當(dāng)?shù)氐淖匀画h(huán)境,從而為整個(gè)大的生態(tài)環(huán)境的保護(hù)起到作用。而在森林的建設(shè)當(dāng)中,生物有機(jī)肥的施入是十分重要的。這是因?yàn)椋镉袡C(jī)肥的施入既能夠保障森林中的植物資源在生長(zhǎng)過程中有充分的影響,同時(shí)生物有機(jī)肥與傳統(tǒng)肥料相比也能夠起到保護(hù)自然環(huán)境的作用。因此,在這樣的情況下,必須要加強(qiáng)有機(jī)肥料在林業(yè)育苗中的應(yīng)用,這樣才能更好地進(jìn)行林業(yè)產(chǎn)業(yè)的建設(shè),確保林業(yè)生態(tài)效益與經(jīng)濟(jì)效益的共同實(shí)現(xiàn)。
2 我國(guó)肥料施用現(xiàn)狀及對(duì)環(huán)境的影響
我國(guó)幅員遼闊,各項(xiàng)資源的儲(chǔ)量都十分豐富,居于世界前列。然而,按照人均來計(jì)算,我國(guó)的人均資源占有量卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于全球平均水平。根據(jù)2014年的第八次全國(guó)森林資源清查結(jié)果顯示,我國(guó)森林資源面積總量2.08億hm2,森林的覆蓋率為21.63%,人均森林面積僅為世界人均面積的1/4。除此之外,我國(guó)森林的分布也極為的不均,大多數(shù)森林資源集中分布在東北、西南等地區(qū),而在西北地區(qū)森林資源是極為匱乏的。從這些數(shù)據(jù)可以看出,我國(guó)無論是當(dāng)前森林資源的建設(shè)以及保護(hù)工作依然是十分嚴(yán)峻的。不過,從第八次全國(guó)森林資源清查結(jié)果中同樣可以發(fā)現(xiàn)一個(gè)特點(diǎn)就是我國(guó)的天然林面積在穩(wěn)步增加,而且人工林面積的發(fā)展也十分迅速。從以往的6169萬hm2增加到了6933萬hm2,我國(guó)的人工林面積依然居于世界首位。
我國(guó)的人工林面積增長(zhǎng)之所以能夠如此迅速,與我國(guó)化肥工業(yè)的興起是息息相關(guān)的。這是因?yàn)椋使I(yè)的興起給我國(guó)林業(yè)的發(fā)展提供了強(qiáng)而有力的保障,為作物的生長(zhǎng)提供了充分的營(yíng)養(yǎng)。隨著我國(guó)化肥工業(yè)的不斷完善和發(fā)展,越來越多的弊端也顯現(xiàn)出來。譬如說化肥的過度使用或者是錯(cuò)誤使用,不僅不會(huì)給作物的生長(zhǎng)提供幫助,嚴(yán)重的會(huì)對(duì)土壤產(chǎn)生影響,從而導(dǎo)致環(huán)境遭到破壞,這對(duì)于我國(guó)林業(yè)的可持續(xù)發(fā)展是極為不利的。截止到2015年,從數(shù)據(jù)上來看我國(guó)每年需要使用化肥達(dá)到了1.2億t。化肥使用的量雖多,但是利用率卻往往只在30%~50%之間,其他的化肥施入則造成了土壤中微量元素平衡的破壞,對(duì)自然生態(tài)環(huán)境以及作物的生長(zhǎng)造成了極為不利的影響。為避免生態(tài)環(huán)境的破壞,大力提倡在林業(yè)育苗中使用有機(jī)肥料以替代工業(yè)化肥的使用。
3 有機(jī)肥料的特點(diǎn)
3.1 無污染、無公害
有機(jī)肥料極為突出的一個(gè)特點(diǎn)就是無污染和無公害。之所以能夠達(dá)到這樣的效果是因?yàn)橛袡C(jī)肥料是通過相關(guān)的科學(xué)技術(shù)對(duì)天然的有機(jī)物質(zhì)進(jìn)行再加工、再生產(chǎn)出來的化肥。因此,相比起傳統(tǒng)的化肥來說,有機(jī)肥料不僅對(duì)于能源的消耗較低,同時(shí)其成本也是較低的。除此之外,由于有機(jī)肥料是對(duì)天然有機(jī)物質(zhì)的再加工,因此也可以將有機(jī)廢棄物進(jìn)行再加工,實(shí)現(xiàn)有機(jī)肥料的生長(zhǎng)。使用有機(jī)肥料不僅能夠減少有機(jī)廢棄物帶給生態(tài)自然環(huán)境的破壞,同時(shí)也能夠?qū)崿F(xiàn)節(jié)約資源的目的。最后,由于有機(jī)肥料中富含某種菌劑,而這些菌劑對(duì)于加速有機(jī)物的分解有著極大的作用。因此,通過這一點(diǎn)能夠?yàn)槊缒镜纳L(zhǎng)提供充足的營(yíng)養(yǎng),以此保障苗木更好地生長(zhǎng),為我國(guó)林業(yè)的發(fā)展提供幫助。
3.2 配方科學(xué)、養(yǎng)分齊全
配方科學(xué)、養(yǎng)分齊全也是有機(jī)肥料顯著的特點(diǎn)之一。之所以會(huì)有這樣的效果是因?yàn)樵谶M(jìn)行有機(jī)肥料的配比時(shí),都會(huì)按照苗木生長(zhǎng)所需的實(shí)際情況來進(jìn)行,這樣一來就可以更有針對(duì)性地幫助苗木的生長(zhǎng)。同r,有機(jī)肥料中還包含了大量的微量元素,比如說鎂、鈣、鐵等,這些微量元素能夠?yàn)槊缒镜纳L(zhǎng)提供更加均衡的營(yíng)養(yǎng),使得苗木在生長(zhǎng)過程中能夠充分獲得自己所需的營(yíng)養(yǎng),從而促進(jìn)我國(guó)林業(yè)的發(fā)展。
3.3 活化土壤、增加肥效
活化土壤、增加肥料是有機(jī)肥料施入的重要特點(diǎn)之一。這是因?yàn)椋谑┤胗袡C(jī)肥的時(shí)候,能夠?qū)⑼寥乐械臓I(yíng)養(yǎng)成分全部釋放出來。比如說,土壤中氮的轉(zhuǎn)化率就能夠達(dá)到10%~15%左右。而通過這樣的轉(zhuǎn)化能夠增加土壤中的營(yíng)養(yǎng)成分,讓苗木在生長(zhǎng)過程中獲得充足的營(yíng)養(yǎng),從而更加建狀地生長(zhǎng)。
3.4 提高產(chǎn)品質(zhì)量、降低有害積累
有機(jī)肥料在苗木生長(zhǎng)中的應(yīng)用還能夠有效提高苗木的產(chǎn)量以及質(zhì)量,從而幫助林業(yè)經(jīng)濟(jì)效益與生態(tài)效益的共同實(shí)現(xiàn)。之所以能夠做到這一點(diǎn)是因?yàn)樵谟袡C(jī)肥中一般含有保肥增效劑和活化劑,而這些劑量的作用就在于可以促進(jìn)苗木中硝酸鹽的轉(zhuǎn)化,從而提高產(chǎn)品的產(chǎn)量。
3.5 有效提高土壤肥力、改變土壤供肥環(huán)境
在有機(jī)肥料當(dāng)中包含了許多的活化菌。而這些活化菌則能夠充當(dāng)土壤團(tuán)粒之間的粘合劑。這樣一來,就能夠讓有機(jī)肥料的施入起到疏松土壤的作用,同時(shí)還可以增強(qiáng)土壤團(tuán)粒之間的結(jié)構(gòu)。而土壤團(tuán)粒結(jié)構(gòu)的增強(qiáng)能夠起到保水保肥的作用,從而實(shí)現(xiàn)提高土壤肥力改變土壤供肥環(huán)境的作用。
3.6 抑制土傳病害
在苗木的生長(zhǎng)過程中,使用有機(jī)肥對(duì)于病蟲害也有著明顯的抑制作用。這是因?yàn)椋谑┤胗袡C(jī)肥的時(shí)候,能夠改善樹木根系之間的微生物狀態(tài),同時(shí)促進(jìn)有益微生物的增長(zhǎng),這樣一來對(duì)于改善當(dāng)?shù)氐淖匀画h(huán)境就有了促進(jìn)作用。同時(shí),在實(shí)現(xiàn)有益微生物的增長(zhǎng)同時(shí),還能夠?qū)Σ≡⑸锏姆敝钞a(chǎn)生一定的抑制作用,通過這樣的方法能夠有效降低苗木的病蟲害,幫助苗木更好地生長(zhǎng)。
4 有機(jī)肥應(yīng)用上的生態(tài)效應(yīng)研究
從有機(jī)肥料的應(yīng)用歷史來看,最早開始使用有機(jī)肥料來進(jìn)行施肥的是農(nóng)業(yè)和園藝。由于農(nóng)業(yè)和園藝作物的生長(zhǎng)周期較短,因此有機(jī)肥料的使用能夠看到明顯的作用和效果。如此一來,就導(dǎo)致在有機(jī)肥料的應(yīng)用當(dāng)中,農(nóng)業(yè)和園藝的應(yīng)用要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于林業(yè)生產(chǎn)的肥料施入。
從我國(guó)的實(shí)際情況來看,在進(jìn)行林業(yè)生長(zhǎng)中,行業(yè)內(nèi)更加傾向于微生物有機(jī)肥料的應(yīng)用與研究。早在20世紀(jì)的70年代,胡炳福教授就已經(jīng)分裂出了PGPRT菌類,并且隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步,該項(xiàng)技術(shù)也已經(jīng)投入實(shí)際的工業(yè)生產(chǎn)當(dāng)中。而在長(zhǎng)年累月的應(yīng)用過程中,可以發(fā)現(xiàn),這一類細(xì)菌在林業(yè)生長(zhǎng)中的應(yīng)用,不僅可以幫助苗木更好地吸收土壤中所包含的營(yíng)養(yǎng)成分,同時(shí)也可以起到保護(hù)環(huán)境的作用。在實(shí)際的應(yīng)用過程中也發(fā)現(xiàn),這一類有機(jī)肥料的使用能夠?qū)χ参锏牟【M(jìn)行控制,從而有效減少病蟲害的威脅。而在苗木的種植過程中,沾根以及拌種工作是十分重要的。通過這兩項(xiàng)工作的實(shí)施,能夠減少病蟲害帶給苗木的威脅,同時(shí)也能夠起到環(huán)境保護(hù)的作用。
生物有機(jī)肥以及為生物有機(jī)肥的使用對(duì)于不同的土壤以及不同的作物都有著不同的影響。比如,生物有機(jī)肥能夠促進(jìn)生物的生長(zhǎng),還能夠維系不同植物之間的動(dòng)態(tài)平衡,確保每一株植物在生長(zhǎng)過程中都能夠從土壤中吸收到足夠的營(yíng)養(yǎng)。而微生物有機(jī)肥的使用則是使用的越多,植物生長(zhǎng)得越明顯。同時(shí),隨著微生物有機(jī)肥施入量的增多,那么苗木生長(zhǎng)過程中靜態(tài)微生物的量也會(huì)越來越多。需要注意的是,在苗木生長(zhǎng)的過程中,土壤中微生物的活動(dòng)是十分必要的。這是因?yàn)橥ㄟ^微生物活動(dòng)能夠形成相互的促進(jìn)作用,在確保土壤中的營(yíng)養(yǎng)成分全部釋放出來的同時(shí)也能夠讓植物能夠充分地吸收營(yíng)養(yǎng)。此外,當(dāng)土壤中出現(xiàn)營(yíng)養(yǎng)成分不足的狀況時(shí),工作人員一定要及時(shí)施入生物有機(jī)肥料,這樣才能夠改善苗木生長(zhǎng)的狀況,為苗木提供更加充足的營(yíng)養(yǎng)。
5 結(jié)語
森林資源的保護(hù)是十分重要,而要想進(jìn)一步促進(jìn)森林資源的保護(hù),擴(kuò)大我國(guó)的森林覆蓋率,那么就需要大面積的人工造林,在注重有機(jī)肥料的使用。通過有機(jī)肥料的使用不僅能夠有效提高森林資源的產(chǎn)量,同時(shí)也能夠減少化肥對(duì)環(huán)境所帶來的負(fù)擔(dān),進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)保護(hù)生態(tài)自然環(huán)境的目的。
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城市園林建設(shè)主要包括幾方面內(nèi)容:道路、種植、建筑、景觀和水等,而這些因素都必然會(huì)對(duì)原始環(huán)境造成一定程度的影響。本章節(jié)根據(jù)上述建設(shè)內(nèi)容,結(jié)合幾類影響進(jìn)行分析。
1.1水資源影響分析“水是生命的源泉”,其不僅是對(duì)人類而言,對(duì)于動(dòng)植物也有著相同的意義。在園林建設(shè)中,主要會(huì)對(duì)水產(chǎn)生三類影響:一是堅(jiān)持水消耗,在水設(shè)計(jì)和植被種植中,都會(huì)消耗大量的水資源,而在道路、建筑和景觀建設(shè)中,也會(huì)有所消耗,當(dāng)水資源取自地表水時(shí),應(yīng)在設(shè)計(jì)上有效的預(yù)算消耗量,并根據(jù)地表水流量選擇城市供水管道,以免破壞園林水源;二是維持水消耗,園林在正式使用后,也需要一定的水源,如植被灌溉,工作用水等,設(shè)計(jì)師也應(yīng)對(duì)此進(jìn)行核算,保障園林自然水源的充足,在沒有自然水源的情況下,可采用循環(huán)方式利用水設(shè)計(jì);三是水污染,地表水自然水源或水設(shè)計(jì)極有可能遭到污染,特別是游客使用中的垃圾等,而水設(shè)計(jì)的死水也會(huì)在一定時(shí)間后,隨著污染和微生物的繁殖,已經(jīng)無法用于凈化園林,甚至對(duì)周邊植被將造成非常惡劣的影響。因此,應(yīng)有效的設(shè)計(jì)水污染解決方案,定時(shí)更換死水,并采取積極的方式引導(dǎo)游客,以免造成人為污染等狀況。
1.2周邊環(huán)境影響分析園林除了本身能夠提供優(yōu)質(zhì)環(huán)境外,還應(yīng)該對(duì)城市作出貢獻(xiàn)。周邊環(huán)境主要包括水、大氣、土壤和聲等幾個(gè)方面,如在針對(duì)除塵、御風(fēng)等方面,多采用喬木。再如灌木類植物,能夠有效的減少水土流失狀況,保持土壤水分充足。以往我國(guó)北方城市大量采用楊樹,但是春季會(huì)產(chǎn)生大量的楊樹,對(duì)城市衛(wèi)生有著不良的影響。因此,在園林設(shè)計(jì)時(shí),無論是植物還是建筑景觀,都應(yīng)該充分考慮到當(dāng)?shù)氐默F(xiàn)狀狀況,采取相對(duì)應(yīng)的解決方式,如無法積極改善周邊環(huán)境,則以降低環(huán)境不利影響為先決條件。
1.3生物多樣性目前園林在設(shè)計(jì)中,主要采取地被植物,以多種植物組合種植,既提升了園林的美觀性,同時(shí)也能夠豐富園林植物,而在植物的選擇上,應(yīng)該避免出現(xiàn)競(jìng)爭(zhēng)問題,因此需要根據(jù)植物品種有效的搭配。同時(shí)要考慮植物對(duì)動(dòng)物的影響,必須在原有生態(tài)結(jié)構(gòu)中,增添相應(yīng)的植被。動(dòng)物引入時(shí),則需進(jìn)行充分的理論研究后才可以執(zhí)行。
2城市園林設(shè)計(jì)中生態(tài)效應(yīng)的優(yōu)化建議
城市園林無論進(jìn)行任何的設(shè)計(jì),都會(huì)對(duì)生態(tài)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生一定的負(fù)面影響,而通常所采取的方式為抵消,以積極影響抵消負(fù)面影響,但是對(duì)于生態(tài)環(huán)境而言,不可逆的破壞是積極影響所難以彌補(bǔ)的,因此在本章節(jié)著重于減少負(fù)面影響,并將積極影響引入到自然規(guī)則,希望能夠在一定程度上維護(hù)自然的平衡。
2.1節(jié)約利用水資源我國(guó)雖然有著引以為傲的數(shù)條大江,但是由于人口基數(shù)的龐大,水資源仍舊十分困乏,特別是對(duì)于西北地區(qū),常年干旱少雨,飲用水資源都將成為問題,再以大量的水源建設(shè)和維護(hù)園林,顯然難以達(dá)成園林生態(tài)效應(yīng)改善城市的初衷。因此,需要采取適當(dāng)?shù)姆绞剑行У墓?jié)約用水,并將部分水循環(huán)利用,如水設(shè)計(jì)水用于植被澆灌等。同時(shí)可以采取科技結(jié)合的方式,如地下集雨、雨水回用等,盡可能的提升水使用效率,已達(dá)成節(jié)約和改善城市環(huán)境的目的。
2.2改善周邊環(huán)境質(zhì)量園林對(duì)于環(huán)境的影響相對(duì)角度,不能夠一概而論,具體內(nèi)容如下:
(1)水環(huán)境園林的水設(shè)計(jì)一般包括兩類,一是天然水引用;二是灌水設(shè)計(jì)。其主要目的是為了達(dá)成理想中的景觀。而水的存在,還能夠降低園林內(nèi)污染,降低植物養(yǎng)護(hù)成本等,就我國(guó)園林水設(shè)計(jì)的普遍狀況,本文建議采用UXO系統(tǒng),以景觀水作為園林中心,實(shí)現(xiàn)園林的綜合環(huán)境管理,該管理方式還能夠保證水質(zhì),因此也可以引入魚類、兩棲動(dòng)物等生物,已達(dá)成水資源內(nèi)部生態(tài)平衡。
(2)大氣環(huán)境通過植被調(diào)節(jié)大氣環(huán)境是園林建設(shè)的主要目的之一。選擇最為適合的植被,需要滿足兩個(gè)條件:一是地域適應(yīng)性,需要根據(jù)地理位置、水資源、氣候狀況等因素,篩選出適合的植物類型;二是盡可能的選擇喬木,首先是喬木高大,吸收二氧化碳能力較強(qiáng),同時(shí)能夠通過巨大的樹冠產(chǎn)生更多的氧氣,相比而言,楊樹、松樹、柏樹等有所不及。而上文中所述,喬木還能夠當(dāng)分和除塵,對(duì)于環(huán)境污染城市將具有更好的效果。
(3)聲環(huán)境城市噪音問題一直以來沒有得到有效的解決,城市化進(jìn)程必然會(huì)出現(xiàn)噪音,從源頭抓起無意是阻擋了人類進(jìn)步的腳步。在這樣的狀況下,最好的方式便只有采取消音,而植物則有著較好的消音效果,特別是由多種植物組成的樹墻,效果最為出眾。
2.3保護(hù)生物多樣性除了保證陸地上植物和動(dòng)物的多樣性外,也應(yīng)該考慮到水中的植物和動(dòng)物,雖然水植物、魚類和兩棲動(dòng)物難以直接提升園林的美觀程度,但是能夠吸引大量的鳥類入住,在引入量極少的情況下,由自然機(jī)理實(shí)現(xiàn)新的生態(tài)平衡結(jié)構(gòu)。
3結(jié)語
關(guān)鍵詞 茶園;免耕覆蓋;農(nóng)作物秸稈;生態(tài)效應(yīng)
中圖分類號(hào) S571.1;S38 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1007-5739(2011)21-0310-02
農(nóng)作物秸稈覆蓋是近年來國(guó)內(nèi)外迅速發(fā)展起來的一種生態(tài)高效農(nóng)業(yè)的栽培模式,具有改善生態(tài)、保育土壤、優(yōu)化環(huán)境、調(diào)節(jié)生態(tài)小氣候等多種功能。農(nóng)作物秸稈覆蓋是利用農(nóng)作物秸稈通過粉碎、加工處理后鋪設(shè)于園藝植物或樹木周圍土壤表面,起保持土壤水分、吸附揚(yáng)塵、調(diào)節(jié)溫度、增加土壤肥力、抑制雜草、促進(jìn)植物生長(zhǎng)、防止雨水侵蝕等作用。茶園實(shí)施免耕覆蓋農(nóng)作物秸稈是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的重要栽培措施之一[1],具有良好的社會(huì)、經(jīng)濟(jì)和生態(tài)效益。通過連年不間斷地在茶行間覆蓋有機(jī)物使茶園原有的地表逐步形成一層逐年加厚的腐殖質(zhì)層,有利于改善茶園土壤結(jié)構(gòu)、提高水肥條件、抗旱保墑、培肥茶園地力,大大減少病害發(fā)生和降低蟲口密度,從而減少農(nóng)藥、化肥的使用,達(dá)到茶園病蟲害生態(tài)控制的目的[2-3]。
1 覆蓋農(nóng)作物秸稈對(duì)茶園土壤理化性質(zhì)的影響
1.1 茶園土壤化學(xué)性狀的變化
土壤微生物新陳代謝和有機(jī)質(zhì)的分解過程中產(chǎn)生的多種有機(jī)酸,可促進(jìn)土壤礦物溶解和釋放養(yǎng)分;提高多種元素的有效性,使鐵、鋁、鉬、鋅等多價(jià)離子保留在土壤溶液中,并減輕茶園土壤的堿化。
1.2 茶園土壤物理性狀的變化
有機(jī)物逐漸礦化,由于土壤微生物的參與和腐殖質(zhì)的增加,土壤形成團(tuán)粒結(jié)構(gòu)和大量孔隙,茶園土壤逐漸轉(zhuǎn)變成海綿田,土壤的容重逐步減小,耕性增強(qiáng),黏性降低,透氣透水和保肥保水能力相應(yīng)增強(qiáng)。
1.3 對(duì)茶園土壤營(yíng)養(yǎng)的影響
茶園土壤通過免耕覆蓋處理,土壤中的營(yíng)養(yǎng)種類和數(shù)量有所增加。茶園土壤有機(jī)肥料的主要來源是茶園免耕覆蓋農(nóng)作物秸稈。通過秸稈覆蓋后,土壤中腐殖質(zhì)含量會(huì)明顯增加,能改良土壤理化性狀和水熱狀況,有效防止土壤板結(jié),避免雨水沖擊地面的情況,使茶樹根系生活環(huán)境優(yōu)化。
2 覆蓋農(nóng)作物秸稈對(duì)茶園水分的影響
2.1 茶園地表徑流和水土流失減少
茶園行間實(shí)施農(nóng)作物免耕覆蓋后,覆蓋物會(huì)固定自然降水,多余的水分會(huì)沿土壤孔隙、生物孔穴進(jìn)入土壤深層,保蓄在土壤之中,減少地表徑流,降低雨水對(duì)土壤的直接沖刷,從而保持茶園水土流失,提高茶園生態(tài)效益。
2.2 促使茶園土壤水分蒸發(fā)量減少
農(nóng)作物秸稈覆蓋可以避免土壤與大氣直接接觸,不接受太陽光的直接輻射,可顯著降低土壤水分的蒸發(fā)速度。由于阻擋了陽光的照射,干旱季節(jié)會(huì)減少土壤水分的蒸發(fā)損失,有利于提高抗旱減災(zāi)能力。再者農(nóng)作物秸稈具有蓄水、保水作用,可以有效提高水分利用率,它自身所含有的水分不易散失。
2.3 增加茶園近地表空氣濕度
茶園行間開展免耕覆蓋農(nóng)作物秸稈,由于覆蓋物具有保水、蓄水作用,會(huì)導(dǎo)致土壤長(zhǎng)期含水量較高,近地表的空氣濕度會(huì)比地的空氣濕度要大[4],這有利于減少茶樹對(duì)夾葉的產(chǎn)生,促使春茶開采時(shí)間提前。
2.4 茶園土壤水分供應(yīng)產(chǎn)生季節(jié)性變化
采用農(nóng)作物秸稈覆蓋后,等于在茶園中建立了一個(gè)小小的“茶園水庫”,增加了蓄積在覆蓋物、土壤中的水分,產(chǎn)生雨季水旱季用、冬季水春季用的作用,可以達(dá)到滴灌、噴灌的供水效果。可以減少茶園的極端干旱,相當(dāng)于給茶園裝上了一個(gè)“供水器”,穩(wěn)定的水分保證,有效提高了茶園產(chǎn)量和品質(zhì)。
3 農(nóng)作物秸稈覆蓋對(duì)土壤溫度的影響
明顯改變土壤溫度的日變化和季節(jié)變化,由于農(nóng)作物秸稈覆蓋物攔截、吸收太陽直接輻射和地面有效輻射,春季回升較快,夏季炎熱土壤溫度較低,秋冬季土壤溫度較高,減弱地溫散失,促使茶樹提前發(fā)芽,防止或減緩茶樹凍害的產(chǎn)生,使茶樹根系安全過冬;夏季避免太陽直射,使地表溫度比不覆蓋低,防止晚霜,根系總是處于適宜生長(zhǎng)狀態(tài),有利于茶樹吸收營(yíng)養(yǎng),壯根壯樹。
又由于覆蓋物的特殊熱學(xué)特性,使根系在早春提早解除休眠,冬季延遲進(jìn)入休眠,樹體年生長(zhǎng)活動(dòng)期加長(zhǎng)。夏季花芽分化時(shí)間加長(zhǎng),花芽質(zhì)量高。秋季光合時(shí)間加長(zhǎng),貯藏營(yíng)養(yǎng)增多,有利于春茶提前開采,延長(zhǎng)茶樹采摘期,提高茶樹的產(chǎn)量和質(zhì)量。
4 農(nóng)作物秸稈覆蓋對(duì)茶園病蟲害的影響
覆蓋農(nóng)作物秸稈,使茶園土壤微生物如細(xì)菌、真菌的群體數(shù)量迅速擴(kuò)大、活動(dòng)加強(qiáng),土壤動(dòng)物種類增加,茶園節(jié)肢動(dòng)物數(shù)量增多,生物多樣性增強(qiáng),種間競(jìng)爭(zhēng)增強(qiáng),病蟲害大發(fā)生幾率變小[5]。蚯蚓數(shù)量明顯增多,蚯蚓作為土壤工程生物,能激活土壤生態(tài)系統(tǒng),覆蓋物能轉(zhuǎn)變成蚯蚓有機(jī)物料,為蚯蚓的生存提供了較適宜的生存條件,從而改變了土壤的耕性,隨著土壤生境的改變,喜好隱蔽、陰濕環(huán)境的昆蟲和其他生物也不斷遷入。地衣、苔蘚等低等生物也在茶園中扎下根來,為茶園生物多樣性提供了群落保障。綜上所述,茶園覆蓋農(nóng)作物秸稈有利于形成生態(tài)茶園,提高物種多樣性,提高光合效率,促進(jìn)生態(tài)平衡,增強(qiáng)整個(gè)茶園系統(tǒng)的生物多樣性和可持續(xù)性,豐富天敵資源,減輕蟲害,為保證茶葉增產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)奠定良好基礎(chǔ)。
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關(guān)鍵詞:植被;防風(fēng)固沙;生態(tài)效應(yīng)
中圖分類號(hào): S288 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A DOI:10.11974/nyyjs.20150932027
1 防風(fēng)固沙對(duì)于水土保持的重要涵義
防風(fēng)固沙,顧名思義,其包括了2層含義,地面以上無遮擋物所引起的風(fēng)沙流動(dòng);地表無綠色植物、缺乏根系盤結(jié),在大雨沖刷后坡地所引起的砂石流失,后者是我們水土保持工作防治的重點(diǎn)內(nèi)容。坡地和大雨后的徑流是水土流失的兩大必備條件,而徑流調(diào)控正是水土保持工作的重中之重,也是防治手段的精髓。盡管水土保持與其它學(xué)科有著極為密切的內(nèi)容交叉和滲透,但是其與周邊學(xué)科最大的區(qū)別就在于能科學(xué)調(diào)控和合理利用坡面徑流,依照徑流的調(diào)控理論來削弱水土流失的原動(dòng)力,在同等降雨條件下,可有序聚集和分散坡面徑流,最終達(dá)到水土流失控制和水土資源保護(hù)的總體目標(biāo)。為達(dá)到此目的,我們不能僅局限于單一的技術(shù)治理和工程措施,為保證較大范圍區(qū)域內(nèi)的協(xié)調(diào)統(tǒng)一,我們需要對(duì)區(qū)域進(jìn)一步細(xì)致劃分,結(jié)合區(qū)塊的內(nèi)容特點(diǎn)采用小流域綜合治理措施來取得理想的治理效果,進(jìn)而使不同水土流失類型區(qū)的各項(xiàng)小流域治理措施優(yōu)化配置,形成符合水土流失規(guī)律和特點(diǎn)的預(yù)防體系。
水土治理是公益性事業(yè),是國(guó)家惠民的重大舉措,其與生態(tài)環(huán)境安全和國(guó)土資源整治開發(fā)密切相關(guān)。水土保持學(xué)科建立的初衷在于為國(guó)家土地資源保護(hù)、改良和合理利用水土資源提供有用之才,通過人才支撐來合理配置整治資金,花最少的錢發(fā)揮最佳的效果,進(jìn)而促進(jìn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展[1]。水土保持學(xué)科并不是孤立存在的,其可從土壤學(xué)擴(kuò)大到生物、地質(zhì)、水文,近年來又與環(huán)境科學(xué)、材料科學(xué)、工程科學(xué)、信息技術(shù)科學(xué)等學(xué)科相互融合,與社會(huì)人文科學(xué)、大氣及水環(huán)境、全球氣象學(xué)等內(nèi)容相互交叉。在現(xiàn)實(shí)水土保持防治方案的制定上,我們不得不采用高新技術(shù)在防、治、管等三方面對(duì)水土進(jìn)行綜合監(jiān)測(cè),在水土保持預(yù)防和監(jiān)督上注入社會(huì)管理學(xué)內(nèi)容來加強(qiáng)執(zhí)法,在監(jiān)測(cè)和預(yù)報(bào)國(guó)家大型水體設(shè)施方面,我們有必要采用衛(wèi)星遙感技術(shù),在水土管理過程中,還不時(shí)引入新的設(shè)備和材料進(jìn)行設(shè)備更新,另外,一些植物的引種栽培對(duì)于防止水土也會(huì)起到事半功倍的效果。現(xiàn)今,水土保持工作正在逐步演變?yōu)橐粋€(gè)涉及工農(nóng)業(yè)、資源環(huán)境業(yè)、社會(huì)經(jīng)濟(jì)業(yè)、人文地質(zhì)業(yè)等在內(nèi)的綜合性事業(yè)。
以往,人們對(duì)水土保持的關(guān)注僅停留在山區(qū)、丘陵區(qū)、風(fēng)沙區(qū)以及與農(nóng)田水利有關(guān)的區(qū)域,但現(xiàn)階段,水土保持的研究領(lǐng)域正逐漸向非農(nóng)領(lǐng)域以及平原地區(qū)延伸。21世紀(jì),國(guó)家在水土保持相關(guān)的各類基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、資源的合理開發(fā)以及城鎮(zhèn)化進(jìn)程擴(kuò)張等方面均有所投入,然而,在城市的開發(fā)建設(shè)中,人為造成的水土流失現(xiàn)象較為嚴(yán)重,這就要求我們?cè)陂_發(fā)建設(shè)各類項(xiàng)目的同時(shí),要提早做好水土流失的估算及預(yù)防工作,由相關(guān)部門做好技術(shù)審批,在可控范圍內(nèi)對(duì)施工后引起的流失現(xiàn)象做好綜合治理。比如在平原流域進(jìn)行礦業(yè)開采,就必須要做好地表徑流和降雨疏導(dǎo)、分流的防治工作,通過攔截式工程有效預(yù)防水土流失,同時(shí)針對(duì)邊坡、礦渣以及棄土石場(chǎng),我們不僅需要考慮雨水的走向問題,還要考慮到風(fēng)蝕,在治理措施上,不僅要配套堅(jiān)固的水土保持工程,還要注重工程與植物的科學(xué)配伍,搭配的美感時(shí)常給開發(fā)建設(shè)增加正面效益,在發(fā)揮水土保護(hù)功能的同時(shí),給人們提供觀賞、休憩的人文環(huán)境。
2 防風(fēng)固沙的技術(shù)措施
2.1 設(shè)置有效的沙障
主要的沙障模式有籬笆、草方格、黏土、立式及平鋪等,其中草方格沙障就是使用蘆葦、稻草或麥草等材料,在流動(dòng)沙丘上扎成擋風(fēng)墻以削弱風(fēng)力的侵蝕,同時(shí)有截留降雨的作用,能有效提高沙層的含水量,為沙生植物生長(zhǎng)提供有利環(huán)境。黏土沙障就是將黏土在沙丘上堆成高20~30m的土埂,間距為1~2 m,走向與風(fēng)向垂直,黏土固沙因工程施工簡(jiǎn)單、固沙效果明顯,而廣受親睞,但對(duì)黏土需求的數(shù)量較大。
2.2 在沙面上覆蓋致密物
致密物我們可選擇塑料薄膜進(jìn)行,就是將其覆蓋于沙漠表層,隨后用巖石等重物壓住,這種方法可有效防治水分散失,但塑料薄膜易被風(fēng)刮起,在喪失固沙和保水功能以后,若監(jiān)管不嚴(yán),則易造成二次污染。
2.3 植物治理
在沙漠地區(qū)栽種適宜的沙生植物以阻止沙漠?dāng)U張并逐步改良沙漠土地。沙生植物具有水分蒸騰少,機(jī)械和輸導(dǎo)組織發(fā)達(dá)等特點(diǎn),可抵御狂風(fēng)侵襲并迅速將水分和養(yǎng)料輸送到指定器官,其細(xì)胞內(nèi)經(jīng)常保持較高的滲透壓,具有很強(qiáng)的持續(xù)吸水能力,使植物不易失水,能夠適應(yīng)干旱少雨的環(huán)境。在沙漠地區(qū)有計(jì)劃地栽植沙生植物,即在沙丘迎風(fēng)坡上種植低矮的灌木或草本植物,固住松散的沙粒,在背風(fēng)坡低洼地上種植高大的樹木,阻止沙丘移動(dòng)。此外,還可在沙漠邊緣地帶營(yíng)造防風(fēng)林以削弱沙漠地區(qū)的風(fēng)力,進(jìn)而阻止沙漠?dāng)U張。防風(fēng)林的效果與林帶的高度有關(guān),樹木越高、栽植越密,其防風(fēng)效果越好。植物治理的效果重點(diǎn)在于選擇適宜的樹種和科學(xué)的林帶結(jié)構(gòu)。
3 植被在防風(fēng)固沙方面所發(fā)揮的特殊作用
植被是人類生存環(huán)境的重要組分,是進(jìn)行自然與人為區(qū)劃不可或缺的重要標(biāo)識(shí)。目前,植物治沙被認(rèn)為是眾多治沙措施中最經(jīng)濟(jì)、最有效、最持久的技術(shù)措施。固沙植物在風(fēng)蝕防治中起著至關(guān)重要的作用,而且植物構(gòu)型特征對(duì)于防風(fēng)固沙所起的效果亦有所不同。
王貴霞等[2]研究結(jié)果表明,不同植被類型下的土壤侵蝕深度和侵蝕模數(shù)均低于裸地,植被恢復(fù)措施對(duì)于土壤物理結(jié)構(gòu)和蓄水性能均有明顯改善效果,農(nóng)林間作模式具有較好的蓄水保土和改良土壤效應(yīng)。香根草栽植能顯著降低土壤容重,增加土壤含水率,減少土壤養(yǎng)分流失,其蓄水率和保土率均可得到提高,能夠作為植被建設(shè)的首選物種[3]。劉平樂[4]在其報(bào)道中指出,當(dāng)?shù)毓o植被時(shí),抗蝕能力差,但當(dāng)?shù)毓∮辛肆己玫闹脖桓采w后,可有效防止土壤沖刷,進(jìn)而起到較好的水土保持作用。沙蒿與油蒿廣泛分布于我國(guó)沙漠地區(qū),是沙地植被的重要建群種和優(yōu)勢(shì)種,馬全林等[5]在其報(bào)道中指出,比照沙蒿灌叢,油蒿灌叢可作為更加理想的防風(fēng)固沙植物,其灌叢分枝數(shù)較多、分枝角度略小、生物量大且分布于近地表層。實(shí)踐表明,通過封育恢復(fù)天然植被[6],是治理和控制土地沙漠化的一項(xiàng)最為有效的措施。
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[關(guān)鍵詞]海洋生態(tài)環(huán)境;評(píng)價(jià)指標(biāo);預(yù)測(cè);山東省
[中圖分類號(hào)]X55 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]A [文章編號(hào)]1671-8372(2017)01-0057-05
海洋生態(tài)系統(tǒng)健康是海洋經(jīng)濟(jì)發(fā)展的前提。然而,近年來海洋經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展卻使得海洋生態(tài)環(huán)境狀況衰退明顯,如何權(quán)衡好海洋經(jīng)濟(jì)發(fā)展與海洋生態(tài)環(huán)境的平衡關(guān)系已經(jīng)成為人們關(guān)注的焦點(diǎn)問題。20世紀(jì)90年代后期,國(guó)內(nèi)外學(xué)者廣泛開展了對(duì)兩者關(guān)系的研究,為海洋經(jīng)濟(jì)發(fā)展與生態(tài)環(huán)境保護(hù)提供了充分的理論支撐。國(guó)外的相關(guān)研究主要涉及海洋生態(tài)環(huán)境現(xiàn)狀[1-2]、海洋生態(tài)環(huán)境評(píng)價(jià)[3],并形成了相對(duì)完整的概念體系和研究方法[4]。與國(guó)外研究有所區(qū)別的是,國(guó)內(nèi)的研究重點(diǎn)包括海洋生態(tài)環(huán)境承載力研究[5-6]、海洋生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能及價(jià)值評(píng)估[7]、海洋生態(tài)環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)[8]、海洋生態(tài)監(jiān)控區(qū)區(qū)劃研究以及重要資源的安全問題探討等內(nèi)容。就海洋生態(tài)環(huán)境的綜合效應(yīng)而言,中國(guó)的相關(guān)研究起步較晚,研究?jī)?nèi)容涉及海洋生態(tài)環(huán)境評(píng)價(jià)的理論和指標(biāo)、評(píng)價(jià)信息系統(tǒng)研究、評(píng)價(jià)模型管理系統(tǒng)研究、海洋相關(guān)產(chǎn)業(yè)的安全評(píng)價(jià),在海洋經(jīng)濟(jì)活動(dòng)的生態(tài)環(huán)境效應(yīng)評(píng)估及預(yù)測(cè)等方面,相關(guān)研究仍較為匱乏,因此,有必要加強(qiáng)這方面的研究。
近年來,生態(tài)環(huán)境效應(yīng)評(píng)價(jià)研究已經(jīng)成為生態(tài)學(xué)和環(huán)境科學(xué)的熱點(diǎn)之一,但是由于海洋范圍廣、人類認(rèn)識(shí)的局限性,海洋經(jīng)濟(jì)活動(dòng)的生態(tài)環(huán)境效應(yīng)評(píng)估及預(yù)測(cè)尚處于探索階段,成熟的方法不多,大多采用線性或者指數(shù)模型等回歸統(tǒng)計(jì)方法進(jìn)行評(píng)價(jià)和預(yù)測(cè)。海洋經(jīng)濟(jì)活動(dòng)的生態(tài)環(huán)境效應(yīng)影響因素之間的關(guān)系往往是非線性的,傳統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型很難對(duì)其進(jìn)行充分表述。本文采用壓力―狀態(tài)―響應(yīng)(P-S-R)模型和層次分析法建立海洋經(jīng)濟(jì)活動(dòng)的生態(tài)環(huán)境效應(yīng)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系,同時(shí)基于BP人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)山東省2013―2020年海洋經(jīng)濟(jì)活動(dòng)的生態(tài)環(huán)境效應(yīng)進(jìn)行模擬預(yù)測(cè),系統(tǒng)分析影響生態(tài)環(huán)境效應(yīng)的主要因素,以期對(duì)我國(guó)海洋經(jīng)濟(jì)開發(fā)活動(dòng)的調(diào)控與管理提供決策參考,實(shí)現(xiàn)海洋經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。
一、研究區(qū)概況
山東省位于中國(guó)東部沿海、黃河下游,東經(jīng)114°47.5′―122°42.3′,北緯34°22.9′―38°24.01′之間。境域包括半島和內(nèi)陸兩部分,總面積15.71萬平方公里,約占全國(guó)總面積的1.64%。山東半島三面環(huán)海,海岸線長(zhǎng)3024公里,占全國(guó)大陸海岸線的1/6,居全國(guó)第二位。全省近海海域17萬平方公里,占渤海和黃海總面積的37%,海洋物種資源豐富,生物種類繁多,為全省海洋經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和生態(tài)建設(shè)提供了重要的物質(zhì)基礎(chǔ)。然而,海洋經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展給海洋生態(tài)環(huán)境帶來了前所未有的挑戰(zhàn),同時(shí),海洋生態(tài)環(huán)境也嚴(yán)重制約著海洋經(jīng)濟(jì)的后續(xù)發(fā)展。
二、研究指標(biāo)體系與方法
(一)指標(biāo)體系
鑒于海洋經(jīng)濟(jì)活動(dòng)與海洋生態(tài)環(huán)境之間有著錯(cuò)綜復(fù)雜的關(guān)系,構(gòu)建科學(xué)合理的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系是順利開展山東省海洋經(jīng)濟(jì)活動(dòng)的生態(tài)環(huán)境效應(yīng)評(píng)價(jià)及預(yù)測(cè)的前提。海洋經(jīng)濟(jì)活動(dòng)的生態(tài)環(huán)境效應(yīng)評(píng)價(jià)及預(yù)測(cè)是為了實(shí)現(xiàn)海洋開發(fā)活動(dòng)的生態(tài)化,保護(hù)海洋生態(tài)環(huán)境,改善海域的環(huán)境質(zhì)量。因此,在借鑒以往研究成果[9-10]的基礎(chǔ)上,遵循科學(xué)性、時(shí)序性、階段性、可操作性及相對(duì)獨(dú)立性等原則,利用“壓力―狀態(tài)―響應(yīng)”(P-S-R)模型,結(jié)合山東省海域的實(shí)際情況,初步擬定一般評(píng)價(jià)指標(biāo)體系。隨后,借助SPSS21.0統(tǒng)計(jì)分析軟件對(duì)指標(biāo)進(jìn)行相關(guān)分析和主成分分析,最終得到相對(duì)獨(dú)立的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系。列舉的29個(gè)指標(biāo)基本能夠反映山東省沿海經(jīng)濟(jì)開發(fā)活動(dòng)狀況。在權(quán)重的計(jì)算上,為避免主觀因素的影響,本文選取客觀性較強(qiáng)的熵權(quán)法和變異系數(shù)法的綜合權(quán)重(見表1)。
(二)數(shù)據(jù)來源及預(yù)處理
根據(jù)預(yù)期的研究目的和設(shè)計(jì)的指標(biāo)體系,研究數(shù)據(jù)主要來源于2001―2013年《山東統(tǒng)計(jì)年鑒》《中國(guó)統(tǒng)計(jì)年鑒》《中國(guó)海洋統(tǒng)計(jì)年鑒》《中國(guó)環(huán)境統(tǒng)計(jì)年鑒》《海洋環(huán)境質(zhì)量公報(bào)》《海域使用管理公報(bào)》國(guó)家海洋局網(wǎng)站、國(guó)家統(tǒng)計(jì)局網(wǎng)站、山東統(tǒng)計(jì)信息網(wǎng),部分較難獲得的數(shù)據(jù)由筆者根據(jù)資料整理而得。
由于選取的指標(biāo)具有不同的量綱和數(shù)量級(jí),而BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)sigmoid函數(shù)的取值及最終輸出范圍是[0,1],因此首先需要對(duì)選取的指標(biāo)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理。根據(jù)指標(biāo)因子對(duì)海洋生態(tài)環(huán)境的影響,將選取的指標(biāo)劃分為正向指標(biāo)、逆向指標(biāo)和適中指標(biāo):正向指標(biāo)值越大,表明海洋生態(tài)環(huán)境狀況越好,如環(huán)保投入占GDP比重、海洋自然保護(hù)區(qū)面積比重等指標(biāo);逆向指標(biāo)值越大,表明海洋生態(tài)環(huán)境狀況越差,如單位海域疏浚物傾倒量、年均赤潮發(fā)生次數(shù)等指標(biāo);適中指標(biāo)是越接近某一個(gè)規(guī)定的值越好的指標(biāo),如人均固定資產(chǎn)投資的指標(biāo)值越接近國(guó)家宏觀調(diào)控規(guī)定的參考值越好。將部分指標(biāo)設(shè)定為適中指標(biāo),摒棄了現(xiàn)有研究單純的正、負(fù)指標(biāo)分類的傳統(tǒng)觀點(diǎn),能夠更加合理地評(píng)價(jià)海洋經(jīng)濟(jì)發(fā)展情況。
對(duì)于正向指標(biāo),公式為:
對(duì)于逆向指標(biāo),公式為:
對(duì)于適中指標(biāo),公式為:
式中,為指標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)值;為指標(biāo)的原始數(shù)值;、為評(píng)價(jià)區(qū)內(nèi)指標(biāo)的最大、最小值;為被評(píng)價(jià)的年份。以年份數(shù)據(jù)作為樣本,總樣本數(shù)為13,指標(biāo)數(shù)為29,即=1,2,...,29;=1,2,...,13。歸一化處理后的數(shù)據(jù)如表2所示。
(三)研究方法
1.指標(biāo)評(píng)價(jià)
定量u估海洋經(jīng)濟(jì)活動(dòng)的生態(tài)環(huán)境效應(yīng),先對(duì)29個(gè)指標(biāo)進(jìn)行單因素評(píng)價(jià),得到各準(zhǔn)則層系統(tǒng)狀態(tài)后,采用綜合指數(shù)法對(duì)總目標(biāo)層進(jìn)行評(píng)價(jià),由此構(gòu)建海洋經(jīng)濟(jì)活動(dòng)的生態(tài)環(huán)境效應(yīng)指數(shù)():
式(4)中,為第個(gè)指標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)值;為第個(gè)指標(biāo)對(duì)應(yīng)的綜合權(quán)重;為指標(biāo)的數(shù)量。
2.評(píng)價(jià)預(yù)測(cè)
BP人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是一種極其復(fù)雜的非線性系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型,其高度的仿真功能能有效修正誤差,避免傳統(tǒng)主觀評(píng)價(jià)對(duì)結(jié)果的影響。另外,BP人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的非線性運(yùn)算能更好地進(jìn)行數(shù)理回歸,便于厘清各變量之間的關(guān)系,用于海洋生態(tài)環(huán)境的模擬預(yù)測(cè)比傳統(tǒng)方法有較高的優(yōu)越性。BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)通常由輸入層、隱層、輸出層3層構(gòu)成,假設(shè)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)有個(gè)輸入層、個(gè)輸出層和個(gè)隱層,則神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸入表示為:
神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸出層表示為:
BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)激發(fā)函數(shù)一般采用對(duì)數(shù)sigmoid函數(shù):,輸出層誤差計(jì)算模型為:
式(6)中:代表相互兩層神經(jīng)元之間的權(quán)重,式(7)中,為期望輸出值。
對(duì)于海洋經(jīng)濟(jì)活動(dòng)的生態(tài)環(huán)境效應(yīng)等級(jí)標(biāo)準(zhǔn),目前尚未形成統(tǒng)一認(rèn)可的結(jié)論。本文在確定等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)時(shí),主要基于以下幾點(diǎn)[11-12]:(1)絕對(duì)確定法,指借鑒采用已有的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)或國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的指標(biāo)值;(2)相對(duì)確定法,指在綜述國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上,根據(jù)區(qū)域發(fā)展水平、區(qū)域環(huán)境背景和全國(guó)平均值等綜合確定;(3)替代法,指對(duì)那些較為重要但缺乏相關(guān)數(shù)據(jù)的指標(biāo),暫用近似或類似指標(biāo)值替代;(4)專家咨詢法,對(duì)部分沒有參考標(biāo)準(zhǔn)的指標(biāo),通過咨詢相關(guān)領(lǐng)域的專家學(xué)者進(jìn)行綜合判定。具體操作上,本文將海洋經(jīng)濟(jì)開發(fā)活動(dòng)的生態(tài)環(huán)境效應(yīng)分為4個(gè)等級(jí),即影響程度較小、影響一般、影響較大和影響極大,其描述及對(duì)應(yīng)分值如表 3。
三、實(shí)證結(jié)果與分析
(一)山東省海洋經(jīng)濟(jì)開發(fā)的生態(tài)環(huán)境效應(yīng)評(píng)價(jià)及預(yù)測(cè)
2013―2020年山東省海洋經(jīng)濟(jì)活動(dòng)的生態(tài)環(huán)境效應(yīng)預(yù)測(cè)模擬結(jié)果見圖1。
從圖1中可以看出,山東省自2000年以來,隨著海洋經(jīng)濟(jì)開發(fā)的不斷深入,海洋生態(tài)環(huán)境狀況逐年惡化,生態(tài)環(huán)境效應(yīng)綜合指數(shù)由2000年的0.3640上升到2012年的0.5146,沿海經(jīng)濟(jì)活動(dòng)對(duì)海洋生態(tài)環(huán)境的影響趨勢(shì)呈現(xiàn)從一般轉(zhuǎn)為較大,表明山東省海洋經(jīng)濟(jì)活動(dòng)對(duì)海洋生態(tài)環(huán)境的影響逐年加劇,這也與2000―2012年間山東省海洋經(jīng)濟(jì)活動(dòng)強(qiáng)度呈現(xiàn)明顯的正相關(guān)特征。
(二)山東省海洋經(jīng)濟(jì)活動(dòng)的生態(tài)環(huán)境效應(yīng)評(píng)估子系統(tǒng)
山東省海洋經(jīng)濟(jì)活動(dòng)的生態(tài)環(huán)境效應(yīng)的壓力子系統(tǒng)、狀態(tài)子系統(tǒng)和響應(yīng)子系統(tǒng)的評(píng)價(jià)結(jié)果如圖2所示。
自2000年以來,海洋生態(tài)環(huán)境的壓力子系統(tǒng)的評(píng)價(jià)結(jié)果呈現(xiàn)遞減趨勢(shì),表明人們對(duì)海洋資源的開發(fā)利用給海洋生態(tài)環(huán)境效應(yīng)帶來的脅迫作用日益強(qiáng)烈,其中沿海人口密度的膨脹、海洋產(chǎn)業(yè)發(fā)展、沿海經(jīng)濟(jì)開發(fā)活動(dòng)等方面對(duì)海洋生態(tài)環(huán)境的影響較為顯著。加之生境失衡、海平面上升、海洋生態(tài)系統(tǒng)健康狀況下降及嚴(yán)重污染海域面積的擴(kuò)大等脅迫因素給海洋生態(tài)環(huán)境帶來了極大壓力。
狀態(tài)子系統(tǒng)可以反映山東省海域生態(tài)環(huán)境質(zhì)量狀況。2000―2012年,狀態(tài)子系統(tǒng)的評(píng)價(jià)值呈現(xiàn)遞減趨勢(shì),表明海洋經(jīng)濟(jì)開發(fā)活動(dòng)與海洋生態(tài)環(huán)境質(zhì)量呈現(xiàn)負(fù)相關(guān)關(guān)系,海洋經(jīng)濟(jì)活動(dòng)的不斷深入造成海洋生態(tài)環(huán)境質(zhì)量的退化。對(duì)海洋生態(tài)環(huán)境狀態(tài)影響較大的因素主要有年均赤潮發(fā)生次數(shù)、生物多樣性及海水浴場(chǎng)健康指數(shù)。
響應(yīng)子系統(tǒng)表明人類已經(jīng)意識(shí)到海洋經(jīng)濟(jì)活動(dòng)給海洋生態(tài)環(huán)境造成的壓力,因而開始采取一系列措施進(jìn)行彌補(bǔ),改善近海海域生態(tài)環(huán)境狀況。2000~2012年山東省海洋經(jīng)濟(jì)活動(dòng)的響應(yīng)子系統(tǒng)呈現(xiàn)穩(wěn)步好轉(zhuǎn)的態(tài)勢(shì),對(duì)海洋生態(tài)環(huán)境響應(yīng)子系統(tǒng)影響較大的因素主要有海洋自然保護(hù)區(qū)面積、環(huán)保投入比重、海洋科技投入情況及出臺(tái)的海洋政策文件等。
四、結(jié)論與建議
通過分析山東省海洋經(jīng)濟(jì)活動(dòng)對(duì)海洋生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生的效應(yīng),構(gòu)建了海洋經(jīng)濟(jì)活動(dòng)生態(tài)環(huán)境效應(yīng)評(píng)價(jià)指標(biāo),利用綜合評(píng)價(jià)指數(shù)法進(jìn)行評(píng)價(jià),同時(shí)運(yùn)用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)山東省海洋生態(tài)環(huán)境效應(yīng)的發(fā)展態(tài)勢(shì)進(jìn)行預(yù)測(cè)。研究結(jié)果表明:1.2000―2012年,山東省海洋經(jīng)濟(jì)活動(dòng)給海洋生態(tài)環(huán)境帶來的影響由一般轉(zhuǎn)為較大且呈現(xiàn)逐步加大的趨勢(shì),海洋生態(tài)環(huán)境綜合評(píng)價(jià)結(jié)果呈現(xiàn)惡化的態(tài)勢(shì),但上升速度較為緩慢。且BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的預(yù)測(cè)結(jié)果不容樂觀,海洋經(jīng)濟(jì)活動(dòng)對(duì)海洋生態(tài)環(huán)境的影響越來越強(qiáng)烈。2.隨著海洋生態(tài)問題的逐漸凸顯,各種響應(yīng)措施也在不斷完善,響應(yīng)子系統(tǒng)綜合情況逐漸好轉(zhuǎn),但海洋經(jīng)濟(jì)活動(dòng)帶來的壓力子系統(tǒng)、狀態(tài)子系統(tǒng)發(fā)展態(tài)勢(shì)嚴(yán)峻,加之狀態(tài)對(duì)于響應(yīng)措施的反映存在一定的滯后性,海域質(zhì)量仍呈逐年退化趨勢(shì)。
為促進(jìn)山東省海洋生態(tài)環(huán)境向好的趨勢(shì)發(fā)展,建議如下:
1.立足于山東省的資源、環(huán)境條件和區(qū)域功能逐步構(gòu)建外來人口的調(diào)控機(jī)制,合理引導(dǎo)人口流向。
2.注重產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和區(qū)域經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化調(diào)整,推動(dòng)海洋產(chǎn)業(yè)發(fā)展由勞動(dòng)主導(dǎo)型經(jīng)濟(jì)向智力主導(dǎo)型經(jīng)濟(jì)、工業(yè)生產(chǎn)型經(jīng)濟(jì)向服務(wù)生產(chǎn)型經(jīng)濟(jì)的海洋產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí),促進(jìn)涉海就業(yè)。
3.積極推進(jìn)海洋資源環(huán)境領(lǐng)域的科技創(chuàng)新,加強(qiáng)海洋生態(tài)建設(shè)、新能源開發(fā)、綠色生產(chǎn)等方面的科技攻關(guān),鼓勵(lì)海洋技術(shù)創(chuàng)新。
4.加快海洋生態(tài)城市建設(shè)步伐,統(tǒng)籌改善海域生態(tài)環(huán)境,走資源節(jié)約與環(huán)境友好的可持續(xù)發(fā)展道路。
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關(guān) 鍵 詞: 植物多樣性; 灌排系統(tǒng); 生態(tài)效應(yīng); 銀川平原
水利工程建設(shè)是對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的人為改造,必然會(huì)產(chǎn)生各種各樣的生態(tài)影響。長(zhǎng)期以來,國(guó)內(nèi)研究者對(duì)水利水電工程的社會(huì)經(jīng)濟(jì)影響關(guān)注較多,而對(duì)生態(tài)環(huán)境影響研究則比較少。雖然我國(guó)的重大建設(shè)項(xiàng)目環(huán)境影響評(píng)價(jià)制度已經(jīng)實(shí)施了近 20 a,對(duì)工程建設(shè)和運(yùn)營(yíng)中可能產(chǎn)生的生態(tài)環(huán)境影響有了規(guī)范化的評(píng)價(jià)方法,但是對(duì)于工程項(xiàng)目實(shí)施后生態(tài)環(huán)境的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和評(píng)價(jià)工作的研究還較少[1 -4],有針對(duì)性地定量研究則更少[5 -6]。開展水利工程生態(tài)效應(yīng)的野外監(jiān)測(cè)和分析研究,是推行“水利工程生態(tài)化”和“生態(tài)水利”的基礎(chǔ)[7 -8],對(duì)于工程建設(shè)后的生態(tài)修復(fù)和同類工程的環(huán)境影響評(píng)價(jià),都具有重要的理論和實(shí)踐意義。
1 銀川平原及其灌排工程概況
銀川平原位于我國(guó)西北地區(qū)東部,是賀蘭山與鄂爾多斯高原之間的一塊沖積洪積平原,南北長(zhǎng)165 km,東西寬10 ~50 km,總面積為 7 978 km2,黃河縱貫其中。銀川平原海拔為1 100 ~1 200 m,地勢(shì)自西南向東北微傾,土層深厚。該區(qū)屬溫帶大陸性半干旱氣候區(qū),年平均降水量為 200 mm 左右,水面蒸發(fā)能力為2 000 mm 左右,光照充足,年平均氣溫為 9 ℃ ,氣溫年較差和日較差大,具有春遲秋早,冬長(zhǎng)夏短,干燥多風(fēng)的氣候特點(diǎn)。銀川平原的地帶性植被和土壤分別是荒漠草原植被和灰鈣土,隱域性的沙生、沼生、鹽生植被及風(fēng)沙土、潮土、鹽漬土等都很發(fā)育.
自秦漢時(shí)起,包括銀川平原與衛(wèi)寧平原在內(nèi)的寧夏平原就開始了自流灌溉工程建設(shè)和農(nóng)業(yè)開發(fā),2 000 多年來世代沿續(xù),形成了越來越完善的灌排體系,為發(fā)展灌溉農(nóng)業(yè)奠定了良好的水利基礎(chǔ),在唐代這里就有了“塞上江南”的美譽(yù)。到 20 世紀(jì)中期,銀川平原已有大小干渠 15 條,灌溉面積有 9. 6 萬 hm2。
1958 年青銅峽水庫建成后,結(jié)束了銀川平原無壩引水的歷史,水利事業(yè)得到突飛猛進(jìn)的發(fā)展。目前,銀川平原有總干渠、干渠和支干渠 18 條,總長(zhǎng)度為 1 084 km,總引水流量為 603m3/ s,灌溉面積為 33. 0 萬 hm2; 有骨干排水溝道 24 條,總長(zhǎng)度為 660 km,控制排水面積為 41. 9 萬 hm2,排水能力達(dá) 955m3/ s[9 -10]。完善的灌排體系為銀川平原的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)奠定了良好的基礎(chǔ),盡管其耕地面積僅占寧夏回族自治區(qū)耕地總面積的1 /4 左右,但是糧食產(chǎn)量則占到全區(qū)糧食總產(chǎn)量的 2 /3,糧食商品率在 30%以上。
2 灌排工程植物多樣性研究方法
2. 1 野外調(diào)查本次研究采用樣線與樣地相結(jié)合的野外調(diào)查方法,分別對(duì)銀川平原干、支、斗、農(nóng)四級(jí)灌渠和排水溝進(jìn)行選線,每個(gè)級(jí)別的溝渠視生境異質(zhì)性程度和土地利用方式,少則選擇 3 條、多則選擇 5 ~6 條。針對(duì)每一條溝渠樣線在其上、中、下游三段各選取 1 個(gè)斷面,斷面從溝渠一側(cè)堤壩頂部沿伸至另一側(cè)堤壩頂部,盡可能放在整修時(shí)間 3 a 以上的地段,按照生態(tài)序列的遞變特征,在斷面上布設(shè)樣方。草本群落取 1 m ×1 m 的樣方,灌木群落取 4 m ×4 m 的樣方,每個(gè)群系類型都在截面鄰近地段沿溝渠流向設(shè)置 3 個(gè)重復(fù)。在樣方調(diào)查中,陸生植物主要記錄物種的名稱、數(shù)量或多度、蓋度、高度、生活型; 水生植物主要記錄物種名稱和蓋度。
2. 2 多樣性指數(shù)
雖然多度、蓋度、密度、頻度等植物群落屬性指標(biāo)也能夠體現(xiàn)一定的生態(tài)效應(yīng),但是其內(nèi)涵相對(duì)簡(jiǎn)單和直接,不同樣地面積和群落類型之間可比性差,而物種多樣性指數(shù)則不然,它是測(cè)定生物多樣性程度及其空間分布特征的綜合數(shù)值指標(biāo),目前已有十多種表征意義不盡相同的物種多樣性指數(shù)。這里主要選用幾個(gè)常用的指數(shù),即 Margalef 物種豐富度指數(shù)、Simpson 物種優(yōu)勢(shì)度指數(shù)、Shannon-Wiener 物種多樣性指數(shù)和 Pielou 物種均勻度指數(shù),其計(jì)算公式如下。
Margalef 指數(shù):
R = ( S - 1) / ln NSimpson 指數(shù):D = 1 -∑P2iShannon-Wiener 指數(shù):H = -∑Pilb PiPielou 指數(shù):E = H / lb S式中: N 為 i 類植物所在樣方的各個(gè)種類的相對(duì)重要值之和; S為 i 類植物所在樣方的物種總數(shù); Pi為第 i 種植物的相對(duì)重要值。
草本和灌木的相對(duì)重要值 = ( 相對(duì)高度 + 相對(duì)蓋度) /2。
在計(jì)算出每個(gè)樣地的多樣性指數(shù)后,根據(jù)樣地所屬排灌系統(tǒng)類型,相加后求平均值,即得到不同等級(jí)溝渠的多樣性指數(shù)。支溝與斗溝、農(nóng)溝的等級(jí)排列關(guān)系在野外常難以區(qū)分,因此合并調(diào)查、計(jì)算。
3 不同灌排水系的植物多樣性特征及其影響因素3. 1 不同多樣性指數(shù)的計(jì)算結(jié)果及其含義Margalef 指數(shù)( R) 是反映群落內(nèi)部或環(huán)境中物種數(shù)目多少的指標(biāo),該數(shù)值越大,說明物種個(gè)體豐富度越高; 反之說明個(gè)體豐富度越低。從銀川平原不同類型灌排渠系的 Margalef 物種豐富度指數(shù)運(yùn)算結(jié)果( 圖 1( a) ) 來看,泄洪溝的值最大,干渠的值最小,兩者相差 1 倍左右。其他溝渠類型的物種豐富度為支 - 斗 - 農(nóng)溝 > 干溝 > 農(nóng) - 毛渠 > 支渠 > 斗渠。
圖 1 不同溝渠類型植物多樣性指數(shù)Simpson 指數(shù)( D) 是反映植物群落中物種優(yōu)勢(shì)程度的 指標(biāo),D 值越大,說明優(yōu)勢(shì)物種越少; 反之則說明優(yōu)勢(shì)物種越多。
銀川平原不同類型灌排渠系的 Simpson 指數(shù)運(yùn)算結(jié)果( 圖 1( b) ) 顯示,不同灌排渠系的物種優(yōu)勢(shì)度相差不大,比較而言支渠和干溝的 D 值更大一些,干渠的 D 值最小,優(yōu)勢(shì)物種的組成情況是干渠最突出,支渠和干溝最不突出,其他溝渠類型居中。
Shannon-Wiener 指數(shù)( H) 是基于物種數(shù)量反映群落種類多樣性的指標(biāo),H 值越大,表示群落中生物種類越多,群落的復(fù)雜程度越高; H 值越小,則表明群落中生物種類越少,群落的復(fù)雜程度越低。銀川平原不同類型灌排渠系的 Shannon-Wiener 指數(shù)運(yùn)算結(jié)果( 圖 1( c) ) 與 Margalef 物種豐富度指數(shù)類似,即泄洪溝最大,干渠最小,但兩者相差只有 1/3 左右。其他溝渠類型的物種多樣性指數(shù)大小為干溝 > 支 - 斗 - 農(nóng)溝 > 支渠 >農(nóng) - 毛渠 > 斗渠。
Pielou 指數(shù)( E) 為群落均勻度指標(biāo),一般用來指示群落中物種的空間分布是否均勻,是隨機(jī)散點(diǎn)分布還是聚合成不同大小的團(tuán)塊狀分布,E 值越大,植物分布越均勻,物種的生態(tài)貢獻(xiàn)也就越大。運(yùn)算結(jié)果顯示( 圖 1( d) ) ,銀川平原灌排系統(tǒng)的Pielou 指數(shù)大小為干溝 > 農(nóng) - 毛渠 > 支渠 > 泄洪溝 > 斗渠 >支 - 斗 - 農(nóng)溝 > 干渠,說明干溝的植物群落有較均勻的分布,干渠的植物分布最不均勻。
3. 2 影響灌排體系植物多樣性的因素水質(zhì)和土壤檢測(cè)結(jié)果表明,其與植物多樣性指數(shù)有較密切的相關(guān)關(guān)系。另外,水文和水利工程與植物多樣性指數(shù)也密切相關(guān)。對(duì)比不同排灌水系 200 多個(gè)樣地的多樣性指數(shù)值,發(fā)現(xiàn)生態(tài)序列越完整的溝渠,反映樣地中個(gè)體數(shù)量和種類的 R 值與H 值越大,如典型泄洪溝斷面( 圖 2) 自下而上出現(xiàn)從水生植物群落—濕生( 鹽生) 植物群落—中生植物群落—旱生( 鹽生) 植物群落的更替,缺失群落序列或生態(tài)序列狹窄的溝渠,其植物多樣性的 R 值與 H 值往往都偏小。反映種類優(yōu)勢(shì)程度的 D 值與反映個(gè)體分布均勻程度的 E 值在不同排灌水系的樣地中差異不太顯著,這可能與水生環(huán)境的隱域性和相似性有關(guān),總體上是支渠和干溝稍大,干渠稍小。生態(tài)序列的完整性主要受到水文和水利工程狀態(tài)的影響。
圖 2 高家閘泄洪溝典型斷面生態(tài)序列水文因素中,影響植物多樣性的首先是水量,全年有水的溝道相當(dāng)于常年河,具有相對(duì)穩(wěn)定的生態(tài)系統(tǒng)和比較完整的生態(tài)序列,因而植物多樣性比較豐富; 而各級(jí)引水渠道相當(dāng)于季節(jié)性河流,生境狀態(tài)年內(nèi)變化強(qiáng)烈,不能形成穩(wěn)定的生態(tài)系統(tǒng),因而植物群落類型簡(jiǎn)單。其次為水流流速,它與植物多樣性在一定程度上呈負(fù)相關(guān)關(guān)系,引水灌渠的水流流速一般是逐級(jí)遞減的,致使渠道水淹斷面的植物多樣性有逐級(jí)增強(qiáng)的趨勢(shì),干溝溝底幾無植物生存,迎水坡過水?dāng)嗝嫔喜坑袝r(shí)有楊、柳、紫穗槐、檉柳、蘆葦?shù)雀蛋l(fā)達(dá)的耐水淹植物生長(zhǎng); 支渠在粗糙度較大的溝底會(huì)有積水,伴生有挺水植物蘆葦、香蒲、扁桿藨草、水莎草等,迎水坡上中生、旱生植物生長(zhǎng)旺盛; 斗渠、農(nóng)渠和毛渠從底部和迎水坡上多生長(zhǎng)一年生和多年生草本及小半灌木; 排水溝水流普遍流速較慢,溝底水生植物群落生長(zhǎng)較好,流速越慢的地段沉水和浮葉植物種類越多。最后的影響因素為泥沙,主要體現(xiàn)在泥沙沉積對(duì)中生植物的生長(zhǎng)非常有利,有泥沙堆積的渠道底部及其邊坡上,中生植物種類較多,而無泥沙沉積的溝道兩側(cè)濕鹽生植物和旱生、鹽生植物較多。
灌排工程建設(shè)狀況與植物多樣性的關(guān)系也非常密切。第一,防滲措施處理過的溝渠底面和邊坡,一般在數(shù)年以內(nèi)植物都無法生長(zhǎng),經(jīng)過防滲處理后再采用混凝土預(yù)制板襯砌的 U 形或倒梯形渠系,往往能隔絕植物根莖十多年,但可減少渠道滲漏損失 60% 以上[11]。減少植物根莖阻滯并保持水流的通暢性,是現(xiàn)階段提高農(nóng)用水效率的重要水利措施,但其對(duì)植物多樣性的負(fù)面影響也是不言而喻的。用混凝土或其他新型保水保溫材料襯砌的灌溉渠系,過水?dāng)嗝嫔先鄙偎裆酥林猩诚碌闹参铩5诙吰缕露却笮∨c植物生物多樣性也有直接關(guān)系。調(diào)查顯示,坡度為 30°左右的標(biāo)準(zhǔn)邊坡能夠構(gòu)造出較好的生境梯度,斷面上生態(tài)序列完整,植物豐富度指數(shù) R 值和物種多樣性指數(shù) H 值都比較大; 階梯狀邊坡除 R 值和 H 值比較大外,優(yōu)勢(shì)度指數(shù) D 值也比較大; 邊坡小于 15°時(shí)濕鹽生植物群落發(fā)育較好; 邊坡大于 45°時(shí)繁殖體保存和植物扎根困難,大多只有根莖禾草植物生長(zhǎng)。第三,溝渠整修時(shí)間長(zhǎng)短與植物多樣性關(guān)系密切。一般施工后3 ~ 5 a,才能出現(xiàn)植物群落構(gòu)成比較完整的生態(tài)序列,這在排水溝道表現(xiàn)尤其明顯; 灌溉渠道整修頻繁,在未做防水處理的情況下,R 值和 H 值都比較大,但生態(tài)序列不完整,說明植物群落的生境分異還未形成,處在資源競(jìng)爭(zhēng)階段。
4 結(jié) 語
( 1) 在幾種植物多樣性指數(shù)中,Margalef 物種豐富度指數(shù)和 Shannon-Wiener 物種多樣性指數(shù)對(duì)植物多樣性的表征意義比較顯著,是指示灌排水系生態(tài)效應(yīng)的良好指標(biāo),應(yīng)優(yōu)先采用。
( 2) 各級(jí)排水溝地勢(shì)低、常年積水,加上襯砌程度低、邊坡穩(wěn)定性較強(qiáng)、以地下水補(bǔ)給為主,以及水流較慢等原因,植物多樣性指數(shù)普遍比各級(jí)灌渠大,生態(tài)效應(yīng)較好。
( 3) 溝渠砌護(hù)是對(duì)植物多樣性負(fù)面影響最大的水利工程措施,但在提高水資源利用效率和農(nóng)田灌溉保證率方面卻非常有效。由于干支兩級(jí)渠系滲漏的損失量占灌溉用水總損失量的60% ~ 70%[12],因此在綜合考慮節(jié)水和生態(tài)雙重效益的前提下,應(yīng)當(dāng)采取干支渠全面砌護(hù)、斗渠減少砌護(hù)、農(nóng)渠與毛渠不砌護(hù)的生態(tài)水工策略。
( 4) 適當(dāng)減緩溝渠迎水坡坡度,加長(zhǎng)坡面,或者采取階梯狀邊坡筑建模式,能較大幅度地提高灌排水系邊坡的植物多樣性,增強(qiáng)其生態(tài)效應(yīng)。以景觀和生態(tài)功能為核心的城鎮(zhèn)人工水系營(yíng)造中,尤其適合選取這一模式。
( 5) 灌排水系的修整間隔時(shí)間應(yīng)盡可能拉長(zhǎng),整修時(shí)對(duì)同一溝渠可分地段、分時(shí)段逐次進(jìn)行,排水溝和干溝、支溝尤其應(yīng)當(dāng)如此。另外,低級(jí)渠系實(shí)行歲修制度,有助于保持競(jìng)爭(zhēng)狀態(tài)下較大的植物多樣性指數(shù)值。