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生态安全的社会经济影响

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南四湖是我国北方最大的淡水湖泊,也是南水北调东线工程山东段中的重要输水通道和调蓄湖泊,在维护经济发展和区域生态平衡方面具有重大的战略意义。自20世纪80年代以来,由于周边地区各类高污染工业对湖水污染日趋严重,沿湖湿地盲目围垦,以及对湖区资源的掠夺性开发,致使南四湖的生态环境明显恶化,沿湖湿地大面积减少,湖泊生态安全受到严重威胁。调水前期,山东省和流域内各级地方政府对南四湖实施了一系列“治、用、保”的工程与措施,使南四湖水质得到了根本改善和促进。然而,由于南四湖流域处于工业化和城镇化进程加速、经济高速增长期,流域资源消耗、工业结构性污染、城镇生活污染和农村面源污染等问题,在今后较长时间内将持续影响南四湖的生态安全。因此,科学诊断流域社会经济对南四湖生态安全的影响程度,确定合理保护思路,对维护南四湖生态健康,确保南水北调水质有重要意义。当前,国内外在流域社会经济对湖泊生态安全的影响评估方面还没有形成一个统一的指标体系,国家江河湖泊生态环境保护专项《湖泊生态安全调查与评估技术指南》中的指标也在不断总结修改。本研究从驱动力和压力2个方面选择社会经济影响指标,建立湖泊生态安全的社会经济影响评价指标体系,以期为湖泊生态安全的社会经济影响评估提供方法借鉴;以南四湖流域2000-2010年社会经济发展数据为依据,科学评估近10年来流域社会经济活动对南四湖湖泊生态系统影响的状况,可为南四湖流域生态环境管理和决策提供更加科学的依据,促进南四湖流域社会经济与环境和谐发展,保障南水北调工程顺利实施。

1研究区域

南四湖位于山东省济宁市微山县,是我国华北地区最大的淡水湖泊,也是南水北调东线工程山东段中的重要输水通道和调蓄湖泊,是集水源供应、防洪灌溉、水产养殖、休闲旅游和航运等综合功能的水库型湖泊,其汇水流域包括山东、江苏、河南、安徽4省32个县市(区)。本研究中的南四湖流域是指在山东省境内的汇水流域,包含济宁、菏泽、枣庄3市和泰安宁阳1县,总面积2.89万km2。该区域以南四湖和京杭大运河为界分为湖东和湖西两部分,湖东为鲁中南低山丘陵和山前冲洪积平原区,地势由东北向湖区方向倾斜;湖西为黄河中下游冲积而成的黄泛平原,地势西高东低。流域地质构造上属华北地区鲁西南断块凹陷区,内部分布着大量的断裂构造和褶皱构造,各山之间分布有许多小型盆地和谷地。该区属暖温带季风气候,四季分明,多年陆地平均气温为13.3~15℃,平均无霜期为199~210d。年平均降水量在59~820mm左右,多年沿湖陆地的平均蒸发量为1702mm。南四湖流域水资源总量为55.91亿m3,其中地表水资源量22.45亿m3,地下水资源量33.49亿m3。河道属于淮河流域泅水系,主要河流有济水、濮水、沮水、雍水、菏水等。该区土壤类型有棕壤褐土、潮土、盐土、风沙土、砂姜黑土和水稻土6个土类。主要土地利用类型为耕地和建设用地,分别占流域总面积的67.72%和16.72%;水域湿地在该区域所占面积比重为6.75%,高于草地与林地所占比重;未利用地面积较小,占流域总面积的0.47%。南四湖流域共有28个区(市、县),401个乡镇(街道办事处),15723个村(居)委会。2010年,流域内总人口为2273.1万人,以农业人口为主,占总人口的72.60%;2000-2010年人口年增长率0.5%~1.6%。2010年流域国民经济总产值为5343亿元(占全省的12.8%),是2000年(1053亿元)的5倍多,年增长率9.6%~27.2%。2010年,南四湖流域城镇化率27.3%,比2000年增加6.3个百分点,但仍低于全国水平(36%~50%)。2010年流域内三大产业比重为13∶55∶32,与2000年(26∶41∶33)相比第二产业比重上升较快。区域内工业结构性污染较为突出,造纸、化工、农副食品加工业等重污染行业依然是工业点源的主要污染来源,2010年化学需氧量(COD)和氨氮排放负荷分别达到22.8万t和2.32万t。在社会经济的影响下,2010年南四湖高锰酸盐指数、COD、氨氮(NH3-N)、总氮(TN)和总磷(TP)的浓度分别为5.09、25.37、0.29、0.69、0.11和0.14mg/L,按照《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)分别属于Ⅲ类、Ⅳ类、Ⅱ类、Ⅲ类和Ⅴ类,其中COD和总磷尚未达到规划调水水质(Ⅲ)要求。

2数据与方法

2.1研究方法研究技术流程为:构建评价指标体系→选取评价因子/指标→评价因子/指标量化分级→因子/指标权重确定→单因子评价和综合评价。(1)评价指标体系构建。按照科学性、系统性、可获得性和代表性原则,从驱动力和压力2个方面选择社会经济影响指标。驱动力反映流域所处的人类社会经济系统的相关属性,可以分为人口、经济和社会3个部分;而压力指标反映人类社会对湖泊的直接影响,突出反映在流域污染负荷和入湖河流水质、水量2个方面(表1),其中,流域污染负荷为表征流域污染物排放压力的指标,包括单位面积点源或面源污染物入湖量。(2)权重获取。将评价指标做成调查表,邀请专家进行打分,满分为10分,分值越高表示越重要。通过对咨询结果进行整理,形成判断矩阵,计算指标的权重系数。在单要素层单因子分析基础上,运用加权求和方法进行逐级归并集成各因子的属性。

2.2数据获取与处理(1)社会经济:人口和经济数据来源于流域各县市(区)统计年鉴;城镇用地比重和耕地比重来源遥感调查和土地利用变更调查;水利影响指数通过水利投资总额占GDP的比重得到;入湖河流的污染物浓度和河流水量来源于主要河流监测断面数据。(2)流域污染负荷:点源污染物主要自于工业点源和生活点源污染,其总量分别用污水排放总量和污染物浓度(工业按照国家污水综合排放(GB8978-88)标准二级、生活按照国家生活污水排放标准(GB18918-2002)一级B)计算得出;工业和生活污水排放量来源于社会经济统计年鉴。面源污染物总量由农村生活污水、种植业污染和畜禽养殖污染三部分组成,其中农村生活污水污染物排放量照人均排污系数法计算;种植业污染按照化肥使用量及其有效成分含量计算得到;畜禽养殖污染物排放量计算按照畜禽类型和单体排污系数计算得到;农村人口、种植业化肥使用量和畜禽养殖情况来源于社会经济统计年鉴和农村统计年鉴。(3)主要入湖河流污染物浓度:南四湖主要入湖河流有53条,其中较大的有20余条,本研究选择城郭河、北沙河、新薛河、洸府河、泗河、白马河、西支河、洙水河、赵王河、洙赵新河、万福河、东渔河、韩庄运河、峄城沙河等14条入湖河流的最后一个省控断面数据为基础,根据浓度加权法获取入湖河流的污染物浓度。由于指标数据量纲差异较大,为了消除量纲的影响并充分体现指标值差异的影响,本研究将指标因子按照影响程度分为5级。各等级所对应的指标范围和赋分见表2。为了准确获取各指标值在各分级值(表2)上的取值,本研究按照实际值所在区间,按照区间比例获取各因素的分值。指标实际取值(X)与指标分级赋值(Y)的关系。根据评价体系和指标分级体系,结果值En的取值为[0,100]。为了更好地反映南四湖流域社会经济活动对湖泊影响的不同程度,最终评价结果分为5级。5级依次代表人类社会经济活动对南四湖影响的5种表征状态:轻微、较轻、一般、较重、严重;分别赋分为:80~100、60~80、40~60、20~40、0~20。

3结果分析

按照上述方法对2000-2010年南四湖流域社会经济对生态安全的影响进行评价(图1)。2010年南四湖流域社会经济影响评价结果得分为45.37,按照湖泊试点的等级术语为“一般”。这表明南四湖流域社会经济压力较大,接近生态阈值,系统尚稳定,但敏感性强,已有少量的生态异常出现,湖泊水质处于Ⅲ~Ⅳ水质状态。社会经济和水体环境经济两项因子得分分别为52.51和52.30,也属于“一般”级别,然而水体污染负荷评分值为28.93,属于“较重”级别,这说明流域点源、面源污染负荷是影响南四湖生态安全的最主要因素。2000-2010年,南四湖流域社会经济对南四湖生态安全的影响评分值区间一直处于[40,60]的“一般”影响程度,但是评分值呈现波动减少的趋势,这说明社会经济的影响不断增强。从社会经济、水体污染负荷、水体环境状态,3个单指标来看:(1)社会经济指标评分值呈现波动减少的趋势,影响级别由“较轻”转变为“一般”。这主要是随着社会经济的发展人口密度、人均GDP、城镇用地比重不断增加,而耕地比重不断减少造成的。(2)水体污染负荷评分呈现不断减少的趋势,影响级别由“一般”转变为“较重”。(3)入湖河流状态评分呈现先增后减再增加的趋势,并且这一趋势以2006年为拐点,这主要是2006年南四湖流域实施了新的《山东省南水北调沿线水污染物综合排放标准》使得污染排放要求加严,各地相应采取措施减少污染物排放,使得主要河流水体的水质大幅度改善。(4)3个指标之间存在因果关系,即社会社会经济压力的增大,导致水体污染负荷的加大,但是水体污染负荷得分小于社会经济压力得分,这说明流域农业(尤其是种植业和畜禽养殖)和工业在流域污染负荷方面放大了社会经济活动的影响。

4结论

(1)流域社会经济对南四湖生态安全的影响评估关键是指标因子的选择。人口密度、人口增长率和人均GDP是反映人口和经济发展的最通用指标,而将城镇用地比重、耕地比重和水利工程影响作为反映社会指标与以往研究有所差异,这主要是考虑耕地和城镇用地是各种土地利用类型中,受人类活动影响最大的2种土地利用类型,这2种土地类型的转换最能体现人类对地表的改造作用;而水利工程不仅对工程所在地、上下游、河口乃至全流域的自然环境和社会环境都会产生一定的影响,而且能够影响水环境容量、湖滨生态系统、水体自净能力及湖滨面源污染的截留能力。(2)南四湖流域社会经济对南四湖湖泊生态安全影响较为严重。2010年南四湖流域社会经济影响评价结果得分为45.37,按照湖泊试点的等级术语为“一般”。社会经济和水体环境经济两项影响属于“一般”级别,然而水体污染负荷属于“较重”级别,这说明当前南四湖流域点源、面源污染负荷是影响南四湖生态安全的最主要因素。(3)2000-2010年,南四湖流域社会经济对南四湖生态安全的影响评分值区间一直处于[40,60]的“一般”影响程度,但是评分值呈现波动减少的趋势,这说明社会经济的影响不断增强。社会经济影响的3个指标之间存在因果关系,即社会社会经济压力的增大,导致水体污染负荷的加大,但是水体污染负荷得分小于社会经济压力得分,这也从另外一个侧面说明了流域农业(尤其是种植业和畜禽养殖)和工业在流域污染负荷方面放大了社会经济的影响。

作者:张宝雷 梁凯 张淑敏 单位:山东师范大学人口 资源与环境学院 山东财经大学区域经济研究院

生态安全的社会经济影响责任编辑:杨雪    阅读:人次