基于PS-DR-DP理论模型的毕节市资源环境承载状况评估

王雅敬,王金艳,任 豪,肖小林,姚世梅,杨 惠

(铜仁市自然资源局，贵州 铜仁 554300)

0 引言

在社会经济快速发展，区域生态环境及产业结构发生变化的背景下，如何实现区域可持续发展已成为景观生态学研究的热点问题[1]。Wackernagel和Rees等[2-3]在1992年首次提出“生态足迹”的概念和评价指标，生态足迹模型已成为定量评估区域可持续发展状况的重要方法[4-5]，可用于区域之间对比研究，但其无法全面反映社会经济活动因素对生态环境承载力的影响[6]。王亮、刘慧[7]综合考虑增长极限问题和人地关系稳定系统，构建PS-DR-DP正六边形相互作用理论模型，对现有的评价指标体系进行了优化，为区域资源环境承载力评价提出了新思路。研究借鉴该思路对毕节市1990—2018年资源环境承载状况进行评估，了解毕节市资源环境承载状况及发展变化趋势，以期为毕节市国土空间总体规划编制提供决策依据。

1 研究区概况

毕节市位于贵州省西北部，地处川、滇、黔三省交界处，东靠贵阳市、遵义市、南连安顺市、六盘水市，西邻云南省昭通市、曲靖市，北接四川省泸州市，地跨105°36′～106°43′E、26°21′～27°46′N之间。主要土壤类型有黄棕壤、黄壤、石灰土、紫色土、潮土等；气候属于亚热带季风湿润性气候，夏无酷暑，冬无严寒，降雨量较为充沛，年均降水量在849～1 399 mm之间，多年平均温度在10～15 ℃，对该地区资源环境承载状况进行评估，有助于深入了解毕节市生态环境现状及发展变化趋势。

2 研究方法、数据来源及处理

2.1 模型概念

区域资源环境承载力模拟研究经常用到PSR(Pressure-state-response)与DPSIR(Driving force-pressur-state-impact-response)2个模型[8-9]。王亮、刘慧在综合考虑这2个模型优缺点基础上，提出的资源环境承载PS-DR-DP(Pressure-support; Destructiveness-resilience; Degradation-promotion)正六边形相互作用力模型回归了承载力的原始概念，将承载力分解为多个力的合力之和，同时考虑“结构稳定”和“增长极限”两个问题，用正六边形模型的填充程度模拟资源环境承载力的动态变化，最终形成“预警导向式”的资源环境承载评价体系[7]。

2.2 研究思路

2.2.1 选取指标的信度分析

信度是指测验结果的稳定性和可靠性，多用内部一致性来表征该测验信度的高低，信度系数愈高则表明该测验结果愈一致、稳定与可靠[10]。为降低个人主观判断对指标选择的影响，需要对所选取的指标体系做信度分析。本文采用目前较为常用的Cronbacha信度系数对基于标准化项的指标体系内在一致性进行评估，计算公式[11]为：

(1)

(2)

2.2.2 承载力贡献值计算

基于生态评价的全排列多边形图示指标评价方法[12]，设共有N个标准化指标，以原点O为中心，以标准化的上限值1为半径形成多边形，各指标在原点与中心N多边形顶点之间取值，各指标值连线可以组成不规则的N多边形，根据分类排列乘法原理，N个指标可形成(N-1)！/ 2个不同的不规则N多边形。定义各不规则N多边形面积的均值与中心N多边形面积之比为各分项承载力的贡献值，计算公式[13]为：

(3)

(4)

2.2.3 指标体系构建

资源环境承载力是一个包含了资源、环境要素的综合承载力概念[14]，王亮等将资源环境承载力定义为：在一定时期内的特定条件下，资源利用达到“最具效率”与“完全充填”双重优势且维持人地关系地域系统稳定态势的最大人口规模[15]。本文遵循动态性、科学性、区域性、开放性等基本原则，在借鉴现有文献研究基础上[16-18]，以单位GDP能耗与全社会劳动生产率表征当前社会经济条件下的资源“最具效率”的程度(表1)，以区域内土地、水源、能源资源的拥有量和使用量表征资源的“完全填充”状态，以综合指标体系表征区域人地关系中环境与生态的稳定态势(表2、表3)[19]。

表1 支撑力与压力评价指标体系Tab.1 Evaluation index system of supporting force and pressure

表2 破坏力与恢复力评价指标体系Tab.2 Evaluation index system of destructive power and resilience

表3 退化力与提升力评价指标体系Tab.3 Evaluation index system of degradation power and lifting power

2.3 数据来源

研究数据主要来源于1990—2018年的《贵州统计年鉴》、《毕节统计年鉴》、《贵州省环境统计公报》、《中国水土保持公报》。石漠化数据获取，参考贵州师范大学熊康宁等提出的石漠化强度等级划分标准及贵州省发改委制定的石漠化等级划分标准[20]，通过遥感影像解译获得。

2.4 所选指标的可信度分析

利用Min-Max方法对毕节市1990—2018年每个年份资源环境承载力指标体系各分力的原始数据做标准化处理，结果如表4所示。同时，利用SPSS对标准化后的数据做可信度分析，各指标项可信度系数均高于0.9(表5)，表明所选指标的可信度较高，能够较为客观地评价毕节市资源环境承载状况。

表4 1990—2018年毕节市资源环境承载力综合指标体系标准化值Tab.4 Standardized value of comprehensive index system of resources and environmental carrying capacity in Bijie City from 1990 to 2018

表5 指标可信度分析结果Tab.5 Index credibility analysis results

3 结果分析

从表6可以看出，1990—2018年毕节市资源环境承载状态值均大于1，表明资源环境承载状态良好，没有出现超载情况。正向因子和负向因子作用力都呈现增强趋势，正向因子作用力由1990年的1.256 1增加到2018年的1.280 5，负向因子作用力由0.812 1增加到0.952 6。除退化力和提升力之外，存在负向因子作用力增大(小)，则正向因子作用力同样呈现增大(小)的趋势，表明正向因子作用力有随负向因子作用力被动变化的特征。退化力和破坏力均呈现减弱趋势，表明毕节市石漠化治理及生态环境保护取得一定成效。

表6 毕节市1990—2018年承载状态比较Tab.6 Comparison of Carrying Capacity in Bijie City from 1990 to 2018

PS-DR-DP模型评估结果表明，28年来毕节市资源环境承载状态良好，没有出现超载的状况。这是因为随着社会经济发展及科学技术不断进步，人地关系早已突破特定区域，以“流”的形式与周边甚至更远地区之间进行物质资源交换[21]。伴随着我国大规模的交通基础设施建设，现代人地系统的开放性不断增强，人口和社会经济活动的区域性转移及资源要素跨区域调配的能力不断提高，进入了“一方水土养几方人”或者“几方水土养一方人”的时代[22]，人地关系区际转移的新特征，在开展区域资源环境承载状况评估时不可忽略[23]，如毕节市煤炭、电能资源丰富，每年都运往省外进行销售，然而石油资源短缺，需从省外运入(表7)。整体上，28年来毕节市资源环境承载状况没有超载，但变化呈现不好趋势，承载状态值由1990年的1.546 7降低到2018年的1.344 2，这是因为人类社会经济活动对生态环境的破坏力，远高于恢复力，废气、废水及固体废弃物等排放量逐年增加，虽然科学技术进步对废弃物等的处理能力在不断提高，但仍然无法达到100%。

表7 1990—2018年毕节市能源资源调入调出情况Tab.7 Import and export of energy resources in Bijie City from 1990 to 2018

4 结论与建议

4.1 结论

借助PS-DR-DP理论模型，对毕节市资源环境承载状况进行评估研究，结论表明：1990—2018年，毕节市资源环境承载状态良好，未出现超载情况。但变化趋势呈现不良态势，资源环境承载能力逐渐降低，承载状态值由1990年的1.546 7降低到2018年的1.344 2。

4.2 对策建议

1)转变能源利用方式，提高利用效率。毕节市能源消耗结构中，煤炭资源消耗量始终保持在85%以上。因此，要以“去产能”为契机，实行资源、能源分区域综合治理模式，落实“控煤工程”，严格控制煤炭消费增量，建立能源消费总量和能源消耗强度双控机制，有步骤地降低各个工业园区能源消耗总量，降低煤炭等高碳化石能源的消费比例[23]。大力推进工业锅炉节能减排改造，余热余压利用、能量系统优化、绿色照明、燃煤锅炉能效测试等节能工程建设，积极开发利用太阳能、风能、地热能等清洁能源。

2)加快产业结构转型升级。目前毕节市的产业结构呈现资源型、初级化和产业关联度低的特征。经济发展过度依赖自然资源，导致自然资源存量消耗过大，区域生态赤字增加。“十三五”期间，贵州省委、省政府明确指出要充分利用大数据和“互联网”技术，推动贵州旅游业“井喷”增长。因此，毕节市在经济发展过程中要注重大生态与大数据相结合，提高大数据开发应用水平，利用大数据保护生态环境，运用大数据改造提升传统产业。

3)加强耕地保护，提高耕地生态承载力。由于基础设施建设占用所致，毕节市耕地数量呈现逐年减少的趋势，因此在推动城镇化建设进程中要明确监管责任，落实用途管制，引导建设项目尽量不占或者少占优质耕地资源，严格落实耕地占补平衡，提高耕地利用效率。

4)继续加大石漠化治理力度。要依托退耕还林、天然林保护、长江防护林建设、坡改梯、水土保持以及农业综合开发等工程，积极开展石漠化治理，探索石漠化景观多途径利用方式，使石漠化土地向耕地、草地、林地、水域及建设用地转变，提高生态承载力。