工业设施选址的景观生态研究，本文主要内容关键词为：景观论文,设施论文,生态论文,工业论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
中图分类号：F124.5文献标识码：A文章编号：1671-0169（2003）06-0018-03
在工业生产中，厂址选择是一个十分重要的环节。工业设施建设不仅会对区域生态造成长久的影响，而且还会影响到景观内的物质流、能量流和物种流。一旦不当，会造成或加速景观荒漠化；另外，投资固定资产要沉淀大量资金，对于工厂建成后的生产经营费用、产品、服务质量以及成本都有极大而长久的影响，任何决策的失误都会带来难以消除的后果。从现有资料来看，工业设施选址大多从工厂的需用条件来进行考虑，没有从整体环境、从生态系统的角度进行研究。文献查询表明，工业设施的选址对区域生态系统的影响方面少有研究和论述。
本文力图通过工业设施在景观格局与尺度上的物流、能流对生态系统的影响以及对区域生态承载力的研究，将生态学的思想引入工业设施的选址中，从而使工业设施建设既不危害生态系统安全，又能促进经济的发展，使工业生态环境实现持续发展。
区域景观格局的变化会对生态景观产生极为深刻的影响，致使景观空间格局、能量流动、物质循环均发生改变。特别是不合理的工业土地开发，会造成严重的生态环境问题，如大气质量下降、土壤侵蚀和土地沙化、湿地减少、水资源短缺、非点源污染等严重后果。所以，首先应考虑所规划的工业设施在区域景观中对景观的整体影响力，综合考虑镶嵌异质体嵌入景观后，景观格局在时空上的关系和变化趋势以及镶嵌异质体对景观的干扰破坏力，达到既要维持景观的结构、功能和生态过程，又要满足土地持续利用的目的。其次要研究景观的生态承载能力，即环境对工业生产所造成的环境压力是否有足够的弹性，是否有可持续的承压能力。根据自然资源与环境的实际承载能力，确定人口与社会经济的发展速度，从而步入良性循环。再次是景观中资源状况能否满足设施建设的要求，是否靠近资源、能源、市场等。其研究框架如图1所示。
图1 工业设施景观生态选址研究框架
一、景观生态阀值现象
生态阀值现象是指某一事件或过程（因变量）在影响因素或环境条件（自变量）达到一定程度（阀值）时突然地进入另一种状态的情形。它往往是一个由量变到质变的过程，从一种状态过渡到另一种截然不同状态的过程。对于景观生态学过程而言，存在某一临界景观连接度，从而产生阀值现象[1～2]。
根据四邻判定规则，当非生境缀块总面积占景观面积的比例小于40％时，景观中存在由单个生境细胞互相连接而形成的横贯两端的特大生境缀块；当非生境缀块总面积占景观面积的比例增加到40％时，景观中的特大生境缀块会突然离析为众多面积小、离散性高的生境缀块，产生景观破碎化效应。由于景观连接度降低，使得能量、物质和物种在景观中的运动受到阻碍，当这种情况不能得到有效改善时，就会向景观荒漠化的方向变化。
从四邻规则来看，当非生境面积达到40％时，生境破碎化效应会强烈地影响景观内物种的多样性。但对于有限大的二维栅格，当非生境面积进入P[，C]值的邻域内时，离散缀块出现的概率只表现出迅速变化的趋势（如图2所示）。
图2 渗透理论中的阀值和离散缀块概率
二、景观破碎化与异质种群动态
景观生境破碎化主要表现为生境斑块数量增加而面积减少，斑块形状趋于不规则，内部生境面积缩小，形成生境岛屿[3～4]。
景观破碎化是破坏生物多样性的最重要的原因之一。由于人类侵袭，使原来完整的景观破碎化。一些物种在破碎化的景观中由于找不到合适的栖息地、足够的食物和运动空间而面临着更大的外界干扰的压力。对于那些扩散能力较弱的物种来说，破碎化意味着其原来的完整的种群被分割为在离散生境斑块中生存的小种群。
由于破碎化的栖息生境的随机变化，致使那些被分割的小的局部种群随时都有可能发生灭绝。下面我们用生境斑块数破碎化指数来描述某一生境类型的破碎化程度[5]：
FN[，1]=（N[，p]-1）/N[，c]
FN[，2]=MPS（N[，f]-1）/N[，c]
式中：FN[，1]和FN[，2]是两个生境斑块数破碎化指数：N[，c]是景观数据矩阵的方格网中格子总数；N[，p]是景观中各类斑块（包括森林、采伐基地、灌丛、农田和居民区等）的总数；MPS是景观中各类斑块的平均斑块面积（以方格网的格子数为单位）；N[，f]是景观中特定生境斑块总数。
生境破碎化指数的取值从0到1，0代表无生境破碎化存在，即在景观中存在横贯两端的特大生境缀块：1代表特定生境类型已完全破碎化。生境破碎化对于工业设施选址的判断标准应根据不同生境类型具体确定。
三、景观基质生态承载力综合评价
在分析判断了工业设施对景观生态格局的影响之后，我们还需确定景观对于工业设施所造成的生态压力的持续承载能力。由于设施建成后要长期使用，其排放物等也是长期存在的，所以其持续承载能力对于生态系统是十分重要的。评价的基本原则是：①压力作用不超过生态系统的弹性度；②资源供给能力大于需求量；③环境对污染物的容纳能力大于排放量[6]。
承载力概念可通俗地理解为承载媒体对承载对象的支持能力。我们通过计算承载景观的客观承载能力以及工业设施对景观的压力，并进行比较，就可以判定生态系统是否超载或低载。我们可以用承载指数、压力指数和承压度来判定某一生态系统的负荷状况。
假设承载媒体S的承载指数为CCS，承载对象C的压力指数为CCP，承压度为CCPS，那么
CCPS=CCP/CCS
当CCPS＞1时，承载超负荷，不能进行设施建设；CCPS=1时，承载压力平衡，由于系统处于临界状态，暂时不适宜建厂；CCPS＜1时，承载低负荷，可以建厂，但要注意生态保护。
1.生态承载指数表达模式。我们用生态承载指数来计算和判断生态承载力的大小。生态承载力的大小取决于以下三个方面的因素——生态弹性能力、资源承载能力和环境承载能力。因此，生态承载指数也须从这三个方面确定，分别是生态弹性力指数CSI[eco]、资源承载指数CSI[res]和环境承载指数CSI[env]。其表达式分别为：
类污染物权重值。
由于生态系统和工业污染等各要素还包含若干个分要素，所以实际组成要素是分层次构成的多个要素，因此，权重的确定采用层次分析法（AHP）较为适宜[7]。
四、工业设施所需景观资源状况分析
这一部分是传统工业设施选址所研究的内容，现做一简要介绍。我们从设施需求的角度出发来研究景观是否适合建厂。厂址选择作为建立、组织和管理企业的第一步，其重要性不必赘述。国内外大量成功和失败的实例从正反两方面充分证明了这一点。据美国对各种中小企业失败原因的调查，15％左右就是由于厂址选择不当造成的[8]。所以，为了获得一个合理、满意的厂址方案，必须对众多影响因素进行全面和深入的分析，主要有：劳动力条件；市场条件；原材料供应状况；基础设施条件；地理条件；气候条件；交通运输条件；科技依托条件；可扩展性；政策法规，等等[9]。在评价方法上主要有定性研究方法、模糊评价法、分级加权评分法等。
长期以来，工业设施的选址问题并没有得到足够的重视，虽然在许多工业工程及物流工程等的论著和文章中都强调其重要性，但仅仅是做出一些定性的原则或几个选址方案的模糊判断选优，其出发点都是站在自然环境为工业设施服务的视角上，这是由人们主客体二元论的思维方式造成的。它把人与自然区分开来，强调人对自然的主宰力、自然对人类的从属性[10]。我们认为人是自然的一部分，我们必须尊重和保护自然，服从自然规律。自然界的多样性具有其自身（内在）的价值，不能因为追求物质利益而不顾自然环境。不加区别的经济增长是不可取的，会因耗尽了有限的资源和产生污染而不能持续增长。要实现环境保护与经济增长的相互协调，从而实现社会和经济的可持续发展。工业设施的选址要充分考虑设施对景观生态的影响，利用景观生态学的知识及原理管理景观，以达到既要维持景观的结构、功能和生态过程，又满足土地持续利用的目的。