生態承載力與崇明島生態建設
摘要：崇明島是我國第三大島，也是世界上最大的河口沖積島，位于長江流域和東部沿海地區 “T” 字形格局的交匯點， 是上海最具潛在戰略意義的 發展 空間之一。 崇明的 自然 資源數量，特別是灘涂土地面積，風能、太陽能和大量生物能等綠色能源供給狀況，以及綿長穩定的深水岸線在本區域都具有一定優勢……
關鍵詞：生態承載力 崇明島 生態建設
1 崇明島生態建設背景
崇明島是我國第三大島，也是世界上最大的河口沖積島，位于長江流域和東部沿海地區 “T” 字形格局的交匯點， 是上海最具潛在戰略意義的發展空間之一。 崇明的自然資源數量，特別是灘涂土地面積，風能、太陽能和大量生物能等綠色能源供給狀況，以及綿長穩定的深水岸線在本區域都具有一定優勢。此外，崇明島也是 目前 長三角地區受人類活動，特別是 工業 化 影響 較小的地區，素以 “ 水清、土潔、氣凈 ” 而著稱 [18] 。但是，由于崇明島遠離上海市中心，受 交通 條件的制約，人流，物流和信息流嚴重受阻，所受輻射影響較小，導致工業和第三產業的規模和 經濟 效益等方面在長江三角洲地區明顯缺乏競爭力 [41]，被稱為上海的“ 西部 ”，已嚴重制約了上海市 社會 經濟的全面騰飛。
因此，崇明的發展早已引起了有關方面的高度關注。 2002 年，上海市第八次黨代會提出 “ 積極做好崇明開發準備 ”，并隨后編制了《崇明島域總體規劃綱要》。 2004 年，國家主席胡錦濤對上海市提出把崇明島建設成 現代 化綜合性生態島的規劃給予了肯定，希望按照 科學 發展觀的要求，切實規劃好、建設好崇明島。同年，國務院對崇明越江通道可行性給予批復。依照《崇明島域總體發展規劃》，根據崇明島域自南向北的地帶性 規律 ，結合島域東西兩端的特色空間要求和道路布局特征，整個島域總體布局將形成五大功能分區：崇東分區，以生態示范，休閑運動，國際 教育 為主體的門戶景觀區;崇中分區，以森林度假，辦公總部，休閑居住為主體的中央森林區;崇北分區，以主題樂園和生態農業為主體的樂園 旅游 區;崇南分區，全島人口和產業高度聚集的田園式中心城區;崇西分區，以國際會議，濱湖度假為主體的東方日內瓦式景湖度假區。到 2020 年，崇明將基本建設成為以優美的生態環境為品牌，以聞名的游樂度假為主導，以發達的清潔生產為支撐，環境優美、經濟發達、文化繁榮、保障健全、城鄉融合的上海世界級城市的生態島區和最優美的 “ 海上花園 ” ，成為國內領先、國際一流的人類生態環境與 生態活動示范島區 。 科技 興島 ，從 20 04 年 7 月起，上海市科委組織十幾所高校、科研院所和 企業 的上百名專家，先后幾十次上島，實地調查，傾聽建議。十易其稿，一份《崇明生態島建設科技支撐實施方案 (2005-2007) 》日臻完善。目前，上海市崇明生態科技創新基地已初具規模，市科委布局的 包括“崇明島生態承載力與生態安全預警系統 研究 ”的一批科研項目正陸續展開，新成立的六大實驗室已經啟動， 生態崇明蓄勢待發。
2 崇明島生態經濟現狀及生態建設中的 科學 問題
崇明島自然條件、自然資源與環境，以及社會經濟狀況均有別于上海其它地區：
(1)從自然條件上，作為一個成陸 歷史 很短的河口島嶼，崇明植被群落構成單一，穩定性差，服務功能和抵御風險能力低 [26] [29] [32] [37] 。崇明島島嶼面積變化顯著，岸線不穩定。自公元 7 世紀露出水面以來，崇明島一直處于動態變化之中。其變化有兩大特點：一是面積不斷擴大，僅解放以來的半個多世紀面積就擴大了一倍，由建國初的600km 2 擴大為現在的1200km 2 。崇明東灘是歷史上淤漲最快的岸段，上世紀 50 年代至 90 年代，每年向海推進 200 ～300m。但是，近十余年來，由于長江入海泥沙急劇下降，崇明東灘淤漲減緩 [4] [28] [31] 。二是不斷移動，長期以來崇明島呈 “ 南坍北漲 ” 之勢，島嶼中心向北移動。演變不定的崇明島不僅關系到島嶼的空間擴展，還會給當地的生態系統帶來諸多生態風險。
(2)在自然資源和環境方面，突出的問題是水資源與水環境。首先，崇明生態島的建設面臨著淡水資源匱乏的嚴峻問題。雖然崇明島三面臨江，一面瀕海，境內河網密布，雨水充沛，水資源條件得天獨厚，但是崇明島水資源量和利用狀況卻不容樂觀。崇明地表水總量雖然豐富，可利用水資源總量約為 33.60×108m3 ，但其中約 90% 為 理論 上可利用長江引潮水量，本地徑流量僅占 10% 左右 [33] 。隨著長江沿岸耗水量的不斷增加，以及南水北調工程的實施，長江口咸潮入侵對崇明島的影響將進一步加劇，每年用于防潮、排漬等的水資源消耗量不斷增加，崇明淡水資源的季節性短缺會更加突出。同時，由于長期以來產業經營比較粗放，生產和生活用水利用率低，水資源浪費現象比較突出，不合理的利用導致崇明可利用水資源量呈現不斷減少的趨勢。其次，由于近年來長江流域高度密集的人口和產業的快速擴展，造成崇明沿岸水質不斷下降，其中三氮、活性磷酸鹽等營養鹽含量指標已接近或超過三類海水標準，油類含量相當于二類海水，海底的某些重金屬元素也出現不同程度的超標現象。而島內生活污水的隨意排放，有機污染和石油污染的范圍擴大等加重了河網水系的污染，近 40% 的河道水質不能達到功能要求。崇明每年排放生產和生活廢水 4292.62×10 4 m 3 ，絕大部分污水未經處理，直接排入河道水體，是造成河道水質污染嚴重的重要原因。這些問題已成為困擾崇明發展的主要環境問題之一 [42] 。最后，船行波淘刷、引排水帶進的泥沙、水土流失等，造成河道淤淺嚴重，加之道路和城鎮建設等導致的河道填堵等，使崇明島河網水系不斷衰減，水資源的調蓄和利用能力受到嚴重制約 [27] 。
(3)崇明島是長江河口海陸相互作用復雜系統的重要組成部分，一些特有的自然災害發生頻繁。影響最嚴重的是鹽水入侵。整個島嶼東側和北側每潮均受海水入侵之虞，西側和南側上段還要遭受北支鹽水倒灌之害。特別在枯水季節，嚴重的鹽水入侵可能會使崇明島被咸水圍困，給人民的日常生活和工農業生產帶來重大危害。如 1978 年正逢長江流域流量大幅減少，沿江各地大量抽水，致使長江口南、北港鹽水上溯強度大增，同時北支鹽水連續大量倒灌入南支，致使整個崇明島被鹽水包圍，眾多工廠被迫停產，居民飲水發生困難，崇明縣 2 萬畝水稻因此錯過種植季節。此次鹽水入侵造成的直接經濟損失達 1400 多萬元，間接損失不可估量。而近年來，隨著南水北調、三峽水庫及河口深水航道等許多重大工程的建設，鹽水入侵將進一步加劇。其次是風暴潮。崇明島毗鄰大海，地勢低洼，由強熱帶風暴或臺風造成的風暴潮來勢猛、速度快、強度大、破壞力強。風暴潮席卷之處，海水淹沒房屋等建筑設施，直接威脅到人民的生命財產安全。引起的海水倒灌造成農田鹽堿化，沿岸淡水資源受到污染，自然資源退化。風暴潮還增大沿岸泥沙的運移，加劇了對海岸的侵蝕。據有關資料統計，每年具影響力的臺風平均 6 ～ 7 次，特大風暴潮平均約 18 年出現 1 次。在全球變暖趨勢下，海平面上升抬高了風暴潮的基面，勢必會加劇風暴潮的破壞強度。
(4)經濟相對落后 [41] 。 2003 年，崇明縣的 GDP 增加值僅 70.1 億元，為全上海市 19 個區縣最低，是閔行區的 1/4 ，浦東新區的 1/8 [30] 。 農村 人口比重大。雖然人口是上海市各區縣中唯一長時期來持續減少的地區，但是，隨著滬崇蘇快速干道建設規劃的實施，橫沙、長興、崇明三島之間以及三島與浦東新區的聯系必將大大增強，產業分工與協作必將跨入一個全新的階段。投資的增長、工業化的推進，必然會帶來土地和人口的巨大壓力。
總之，在資源有限，經濟落后，災害頻繁，風險增大的情況下，如何保持經濟跨越式發展與資源的可持續利用的平衡關系是崇明新發展過程中必須正視的問題，也是實現崇明島生態建設目標的前提條件。 依照《崇明島域總體發展規劃》目標需求與崇明現狀，筆者認為急需解決以下重大科學問題： 崇明生態島建設的生態內涵應該怎樣落實?崇明重要資源、環境與社會承載力的潛勢和未來擴展空間如何變化?它們對新型產業和未來人口的支撐能力如何?規劃目標下，未來崇明適合的人口規模、能源、交通結構以及新產業結構、準入標準和布局應該是什么?如何建立承載力基礎上的崇明島生態安全預警和保障體系等等。這些科學問題和建設需求是關系到崇明島生態建設目標能否實現的首要問題，同時也決定了對崇明島人口和經濟發展與其資源和環境支撐能力關系進行深入研究的重要性和緊迫性。
3 生態承載力與崇明生態島建設
生態承載力強調特定生態系統所提供的資源和環境對人類 社會 系統良性 發展 的支持能力，是多種生態要素綜合形成的一種 自然 潛能 [1] 。與其它能力一樣，它可以發展，也可以衰退，取決于人類的資源利用方式。一定生態承載力基礎上，可以承載的人口和 經濟 總量是可變的，取決于人口與生產力的空間分布、不同土地利用方式之間的優化程度、以及產業結構與產業技術水平 [15] 。因此，生態承載力決定著一個區域經濟社會發展的速度和規模，而生態承載力的不斷提高是實現可持續發展的必要條件 [34] [38] 。如果在一定社會福利和經濟技術水平條件下，區域的人口和經濟規模超出其生態系統所能承載的范圍，將會導致生態環境的惡化和資源的匾竭，嚴重時會引起經濟社會的畸形發展甚至倒退。生態承載力 研究 是區域生態環境規劃、實現區域人口、經濟和環境協調發展的 科學 保障。 生態承載力研究注重人口、資源、環境和發展之間的關系，屬于評價、規劃與預測一體化的綜合研究，研究 內容 包括資源與環境子系統的共容、持續承載和時空變化特征，以及人類價值的選擇、社會目標、價值觀念、技術手段與承載力的互動。研究的根本目的在于找到一整套政策，使一個地區在人口和資源變化的情況下仍能保證持續穩定的發展，或根據區域承載力制定相應的人口、經濟政策，與區域經濟社會發展方向、速度和規模密切相關。
崇明生態島建設旨在實現社會經濟高度發展，生態環境得到有效保護和提升、居民生活品質明顯改善、人與社會和諧發展的、跨越式區域發展模式。這種發展模式對崇明的資源與環境提出了更高的要求，也帶來了明顯壓力 [24] 。首先， 交通 條件、流通環境的改善將會大大增加島上的人口數量。相應地，這將要求單位面積上的土地產出更多。但是，由于崇明島 目前 社會經濟文化水平均落后于上海市其他各區，從和諧社會統籌區域發展的要求，崇明縣要盡力趕上上海發展的節奏，也必須大大地提高土地的生產能力，土地承載壓力勢必增大。其次，生態島的建設目標對島嶼淡水水質和水環境提出了更高要求，加劇了原有的水資源矛盾和水環境 問題 ，資源性、工程性和水質型缺水等問題更加突出，水資源安全利用的風險將會成為 影響 崇明生態島建設的主要限制因素和戰略瓶頸。加快制定合理的水資源利用和開發規劃戰略，為崇明生態島建設提供安全的水資源保障，是一項十分迫切的戰略性任務。第三，根據《崇明島域發展規劃綱要》提出的森林花園島、 旅游 渡假島以及生態人居島的建設目標，未來崇明的森林生態系統不僅要提供更多、更好的林產品、果品以滿足更多人口消費和建設需求，還肩負著如何在人口壓力增大、各項工程帶來的生態風險增加情況下，維持和提升完備的生態涵養和防護的功能，同時能滿足人們欣賞風景、陶冶性情的旅游需求。根據《崇明島林業發展規劃》( 2003 ～ 2020 )，至 2020 年崇明森林覆蓋率要達到 55 %，屆時崇明島將有一半以上的土地被森林覆蓋，森林生態系統將成為崇明島最為重要的生態系統，也是崇明島生態建設的主要部分 [30] 。因此，崇明森林資源承載力研究對生態島的建設具有重大指導意義。最后，由于特殊的區位地理條件，崇明島還存在一些明顯的自然災害，如鹽水入侵、風暴潮等。因此，崇明生態島建設應該首先借鑒國際島嶼生態建設的成功經驗，提出自己的發展模式，建立與之相適應的新型產業結構、人口規模和布局方案，并對島嶼生態承載力進行綜合評估及閾值研究，提出具有可操作性的提升區域生態承載力的對策，構建崇明島重要生態系統的健康和風險評價指標體系和模型，建立、開發環境安全和災害預警系統，為崇明生態島經濟發展和環境資源可持續利用提供建議和戰略決策依據。
4 建議
依據生態學原理，在可持續發展的前提下，結合崇明島生態建設目標，考慮崇明島重要資源、環境、人口和產業現狀以及區域優勢，從生態承載力研究出發，我們提出以下建議：
4.1 崇明生態承載力研究要緊密結合區域特點
根據生態承載力的國際研究熱點，結合崇明島本身的特點和優勢，崇明島生態承載力的研究應注重以下方面：
(1)注重資源要素的 網絡 關系，開展區域生態承載力的綜合研究。早期關于生態承載力的研究，多側重單一資源要素，如水、土地和關鍵礦產等，忽略了資源各要素間的網絡關系以及系統的整體效應。隨著可持續發展思想和概念的提出，迫切需要從 “ 自然—經濟—社會 ” 更宏觀的復合巨系統層面上，探討資源和環境承載力同人口、經濟發展相協調的問題。崇明島面臨著良好的國際、區域發展機遇和挑戰，必須協調區域經濟社會發展同人口、資源、環境復合關系。隨著經濟全球化的不斷深化，三島聯動，特別是長江三角洲一體化進程的加快，加上崇明與浦東、蘇北交通聯系的改善，崇明與外界的聯系必將大大加強，崇明縣與上海市、長江三角洲、 中國 其它地區之間的經濟合作與競爭態勢、互利機制將增強，崇明島將有更多融入長三角一體化的機會，并會在未來長江流域經濟發展中發揮重大作用。機遇挑戰并行，崇明生態島良好的人流、物流、技術流、資金流、信息流的有利外部環境還將需要大量的協調與合作。因此，崇明島生態承載力研究要注重多目標、多情景系統模擬與動態預測。
(2)強調結果的動態及可預測性。以往生態承載力研究多偏重于靜態現狀 分析 ，缺乏對動態變化過程的預測，未能將現狀承載力同潛在承載力相結合。對于崇明島而言，作為一個沖積島嶼，其面積和岸線都處在不斷變化之中，而崇明島生態環境建設將給島上的人口、土地利用以及產業等社會經濟環境帶來巨大變化。動態的環境要求其承載力的研究結果是動態的，并且具有可預測性。
(3)考慮區域及國家政策等人為影響，強調經濟發展的跨越性。作為經濟發展的重點地區，崇明在相當長的一段時期內將享受到國家和上海市政府的青睞。優惠的政策，巨額的投資，將為崇明的發展創造良好的基礎，使崇明成為國際投資環境新熱點，并迎來一次跨越式的大發展。同時，勢必帶來人口規模、產業結構的大演變。因此研究崇明島生態承載力必須充分考慮區域及國家政策等人為影響因素，注重其時效性、滯后性和潛在性。
(4)從 “3R” 原則、 B 模式理念出發，探討提高崇明承載力的對策。 “3R” 原則是指循環經濟建立依賴于以 “減量化( Reducing )、再使用( Reusing )、再循環( Recycling )” 為內容的行為原則。與傳統經濟 “對資源的高開采、低利用、污染物的高排放” 相對，以 “3R” 原則為核心的循環經濟展示出的特征是 “對資源的低開采、高利用、污染物的低排放” 。相類似的，萊斯特 · R · 布朗提出的 B 模式是以太陽能、氫能為主要能源，廣泛再使用、再循環和穩定人口的經濟發展模式。布朗提出要通過市場的努力，促進新能源、新技術的開發和推廣，最重要的是要調整能源經濟結構，改變過去那種以高度能源消耗為特征的經濟發展模式。崇明生態島建設為一種跨越式的經濟發展模式，面臨許多資源與環境問題，必須遵從 “3R” 原則、 B 模式理念，積極尋求提高崇明生態承載力的對策與策略。
4.2 研究生態島資源節約型可持續發展模式
盡管具有自己的區域特色，崇明的發展也需要借鑒國際成功經驗。 美國紐約長島和崇明島的情況是最相似的，它是毗鄰大都市的島嶼經濟發展典范。它利用獨特的區位優勢、良好的環境和廣闊的土地，大力發展度假居住、 科技 研發等產業，成為紐約集投資移民和智力移民的后來居上的 現代 化綜合型生態島。通過對紐約長島生態島研究，分析如何利用毗鄰大都市島嶼的區位條件，發展以科技研發、度假旅游為主要內容的現代服務業，同時又保持良好生態環境的區域開發模式。重點應放在生態島與毗鄰大都市區互動的內部動力機制和外部政策文化環境。制定與區域生態承載力相適應的新型產業結構、人口規模的調整和優化布局方案，提出崇明生態島資源節約型可持續發展模式。
經濟的發展與環境的保護似乎是矛盾的，難以兩全。然而德國巴伐利亞州的發展模式給這一問題以圓滿的答案，巴州面積 7 萬平方公里，人口 1200 萬，是德國最大的“農業州”。 50 多年前，巴州 工業 貧乏，經濟落后，在經濟發展中“掉”在了德國國家經濟的最后面。但是，目前巴伐利亞州已成為德國經濟最具活力的地區，純農業占 GDP 的比重下降到 1 %，工業、科技及服務業所占比重增至 99 %。2003 年巴州的社會生產總值達 3709 億歐元，已超過歐盟 25 國中的 19 個國家。人均產值為 29917 歐元，也明顯高于德國和歐盟的平均水平。巴州在傳統農業的基礎上實現跨越式發展的模式也非常值得崇明島借鑒。此外，位于德國南部的“黑森林”地區不僅保持了森林覆蓋率高、生態環境優良的優勢，而且通過發展生態旅游、生態農業，建設生態城鎮，較好地解決了生態環境保護與區域經濟發展之間的矛盾和問題。崇明生態島建設應該借鑒國內外不同社會經濟發展模式的內容，結合崇明的自然和人文特色，重點分析與崇明島類似地區的區域發展軌跡，分析和 總結 生態島建設不同模式及其發展的成功經驗，探索崇明資源節約型生態島建設模式。總之，可以通過調研和模擬，分析西方主要發達國家地區在不同發展階段時的人口結構，環境污染，產業結構，經濟資源消耗密度與經濟總量(GDP 、人均 GDP)的關系，揭示“社會經濟發展-環境響應”的變遷模式和一般 規律 。最后，對比研究崇明島自身 歷史 、現狀與未來(生態島建設目標)。應通過實地調查、統計數據收集，對崇明島自然資源特點，土地利用方式、水土氣等環境因子狀況、經濟結構與空間形態、人口增長與分布、鄉土文化與公共管理等方面進行綜合調研與分析，建立生態資本帳目表與環境狀況動態監測及預警、預報系統，鑒明崇明歷史、現實與未來之間的相似與相異之處，以了解現實差距、明確薄弱環節、確立開發優勢，從而對崇明生態環境建設與經濟社會發展階段做出科學判定。
4.3 綜合 研究 崇明島生態承載力現狀和 發展 動態
近年來生態承載力的研究側重于模型模擬和區域承載力的綜合研究 [3] [5] [11] 。在模型研究方面，有 系統生態學的分室模型 [25] ， 生態足跡模型 [9] ， Logistic 模型 [6] 等。 英國蘇格蘭資源利用研究所( 英文 名) 應用 系統動力學 理論 ，建立了提高人口承載能力備選方案模型，即 ECCO(Enhancement of Carrying Capacity Options)模型 [19]。該模型在“一切都是能量”的假設前提下，模擬不同發展策略下，人口與資源環境承載力之間的彈性關系，從而確定以長遠發展為目標的區域發展優選方案。該模型在一些國家應用取得了較好效果，并得到聯合國開發計劃署的認可 [35]。在區域生態承載力研究方面也有很多報道 [7] [12] [13] [16] 。 Walker (1995)對 經濟 增長和環境之間的關系在國家、區域和地方三個尺度上進行了比較研究 [22];而 Harris 等(1999)在全球和區域尺度上對農業生態系統的承載力進行 分析 ，探討了農業產量、生態制約因素及人口等的關系，為研究區域生態承載力樹立了典范 [10]。因此崇明島生態承載力研究應緊跟國際前沿，直取生長點，建議從以下幾個方面開展研究：
(1)崇明島生態承載力現狀調查與分析
首先必須對崇明島生態承載力的現狀有清楚的了解。可以通過對現有 自然 、 社會 和經濟背景資料進行調研，采用網格法對島嶼生態環境與社會經濟要素調查、取樣、分析，獲得相對完整的水、氣、土、動植物、社會經濟數據以及它們的時空分布格局，并進行環境監測。對衛片、航片進行判讀和解譯，應用國內外成熟的商業數據管理系統和主流的商業 GIS 工具，以及成熟的 Web 服務技術框架，建立崇明島生態信息系統，以便為研究人員提供簡捷、高效的數據貯存、獲取、量化、分類，可視化分析和制圖，情景模擬以及輔助決策管理等綜合服務平臺。系統在設計和開發過程中，應充分考慮到與上海市數字城市基礎平臺的對接。系統主要由多源、分布式生態環境資源數據模塊，生態信息管理模塊，元數據庫和目錄服務模塊組成。基于生態信息系統，采用多種研究 方法 ，如生態足跡分析方法、自然植被凈第一性生產力估測方法、資源與需求差量方法、可持續環境承載力模型方法、生態承載力綜合評價方法及狀態空間法等對比 [14] [20] [21] [39] 研究崇明島生態承載力現狀。
(2)評價崇明島重要資源和環境要素承載力
崇明作為“社會-經濟-自然”復合系統，其重要資源和環境要素承載力應當建立 科學 完備的評價指標體系。可以通過評估模型研究，探討特定資源或環境要素的承載力與區域生態系統各要素之間的關系，以確定特定資源或環境對人口、產業的支撐能力和閾值。應包括以下 內容 ： i)土地資源承載力研究。土 地資源承載力分析應從資源、環境、人口、發展之間的關系入手，研究經濟發展、生態保護、資源開發速度與人口合理承載的動態關系，從而為人地關系的協調發展提供科學依據。包括 土地利用結構與人口、社會經濟發展水平及承載力的雙向互動關系;經濟發展的產業結構、經濟密度、空間結構與土地經濟承載力的互動關系;在特定前提條件下，人們的生活水平和生活方式與空間分布及其與土地的人口承載力的互動關系;在上述三方面分析研究基礎上，建立多目標、多因素綜合評估目標體系，提出可供選擇的決策咨詢方案。 ii)水資源承載力研究。根據崇明島生態環境功能分區，探討崇明島生態環境需水類型，研究崇明島不同功能區域各部分生態需水量。從水資源供水系統、需水系統和排放系統，篩選與社會經濟發展和環境保護相關的水資源承載力評價指標，構建崇明島水資源承載力評價指標體系。運用系統動力學(SD)方法，設立評價指標體系內各系統的反饋結構及其因果關系鏈，定量 計算 崇明水資源所能承載的社會經濟發展規模和生態資產維護目標，判斷崇明島社會經濟發展水資源承載可行性。研究制定崇明節水型社會的評價指標體系，從技術、經濟、政策、宣傳等角度，構建崇明島節水型社會建設的保障機制。 iii)森林資源承載力研究。森林是區域生態基礎設施之一，對生態環境改善具有重大意義。森林資源承載力應從島嶼森林資源現狀質、量調查入手，根據木材、果品、防護、景觀美化、道路養護等不同目的需求及其動態變化，基于島嶼不同的生態功能分區，采用 3S 系統，對整個島嶼的森林承載力進行評估、模擬和預測，為崇明島未來森林規劃與建設提供科學依據。
(3)崇明島區域生態承載力綜合評估和多目標系統模型預測
考慮崇明生態島建設的目標定位，應從整個島嶼的可持續利用管理出發對崇明島生態系統承載力現狀和發展動態進行綜合研究。通過探討崇明產業狀況、人口發展與生態承載力的協調機制，尋求提升崇明生態承載力的對策等。同時，應納入預測的 科技 發展、可利用的區域優勢，進行情景分析，預測崇明重要資源承載力在未來(2005-2020 年)的發展動態，并評估不同時段崇明資源承載力潛勢與預測人口、產業發展的耦合狀況，提出優化資源配置、利用途徑以及提升資源承載力的有效對策。具體內容應包括：社會、經濟、環境和可持續發展量化綜合指標體系建立;以 ECCO(Enhancement of Carrying Capacity Options)模型為基礎的崇明生態系統承載力數學模型的構建和參數化;崇明生態系統承載力的動態模擬及變化趨勢預測;崇明產業狀況、人口發展與生態承載力的優化配置等。
在人類社會高度發達的今天，任何生態系統都是一個存在人類經濟活動的開放性系統，因此研究區域承載力就不能過于局限，而應該把它放在更高一層的系統中綜合考慮。盡管崇明島是一個孤立的島嶼，它與周圍生態系統卻有著千絲萬縷的聯系，如上海市或整個長三角地區水資源的利用模式及水污染的狀況直接 影響 崇明島的水資源現狀。崇明島不斷與外界發生能量流、物質流、信息流和資金流，特別是當滬崇蘇快速干道和東海大橋建成之后，崇明與上海乃至整個長三角地區就會迅速融合為一個整體。因此研究崇明島區域生態承載力，必須從系統的觀點出發，綜合考慮整個上海市，甚至長三角地區的資源與環境要素狀況。
4.4 研究提高崇明島生態承載力的對策
生態承載力是可變的，但這種可變性在很大程度上是可以由人類活動加以控制，這體現出生態承載力具有人類價值的選擇性。人類在經濟活動中應有目的地尋求生態限制因子，并降低其限制強度，以使生態承載力在量和質上向人類預定的目標變化。但人類施加的影響和作用必須有一定的限度，必須在生態系統本身的自然 規律 范圍內，否則會降低系統的生態承載力，造成生態系統的退化。提高生態承載力的過程是人類在一定條件下，將生態承載力低的生態系統改造為生態承載力高的生態系統，且通過各種手段包括 法律 、行政、經濟等，阻止生態系統功能發生退化。因此可以從以下幾個方面考慮。
(1)增加自然植被覆蓋率，提高植被凈初級生產力
太陽能要通過綠色植物才能被固定下來，并在整個生態系統中流動。研究表明，植被覆蓋率將直接影響區域生態承載力的大小。因此，大幅度增加崇明島植被覆蓋率將有助于其承載力的提高。由于各植被類型固定太陽能的能力不同，其承載力也不同。森林是凈生產力最高的植被類型，生態承載力也最高。因此，為提升崇明島的生態承載力，應進行大規模的植樹造林。 目前 全島森林資源總量明顯不足，2003 年森林覆蓋率達 16.8% ，約為全球平均水平的一半，全國平均水平的三分之二。按照《崇明島林業發展規劃》，至 2020 年森林覆蓋率要達到 55 %。如何實現，怎樣實現這一目標呢?作者認為除了按規劃在島嶼中部建設100km 2 左右的森林休閑度假區外，在島嶼西、南、北面沿江200m范圍內建設防汛護岸的江防林，樹種以陽性、耐濕樹種為主，如濕地松(Pinus elliottii)、旱快柳(Salix matsudana)、加楊(Populus canadensis)等。東面在圍墾地邊緣建設保地防潮的海防林，選擇陽性、耐鹽堿、耐生理干旱、根系發達的樹種。以上兩種防護林應同時考慮配置灌木樹種來增強防護效果，樹種選擇耐陰、樹型優美、花期長久的品種，如檉柳(Tamarix hispida)、小葉黃楊(Buxus microphylla)、赤楊(Alnus tinctoria)(有固氮能力)。這樣，在崇明島不斷向東淤長的過程中，將在島嶼東部逐漸形成大面積的森林生態系統，也會大幅度提升東灘的 旅游 承載力。在道路兩側50m范圍內建設景觀優美的防護林;在農田中每隔 500~800m建設寬度為30m左右的農田防護林網，樹種以陽性樹種為主，枝葉繁茂，防風效果好。這些防護林不僅能直接提高生態承載力，同時通過抗災減災間接地提高了崇明島區域生態承載力。此外，優質牧草場、高產作物品種等也屬于承載力較高的植被類型。
(2)科學規劃園區建設，適度發展立體 交通
崇明島由泥沙淤積而成，成陸 歷史 很短，目前還在不斷向東擴展，面積以每年兩萬畝的速率逐年增加。但作為島嶼，它的發展空間還是受到限制， 生態環境比較脆弱，單位土地的生產能力明顯低于其他各區 。隨著人口的增加，城鎮建設規模的擴大，以及道路建設的增長，環境壓力將增大，對土地的需求將空前高漲。因此必須合理利用土地資源，寸土寸金。在城鎮建設和道路建設規劃中要有超前意識，充分發展空間結構，科學規劃園區建設，避免“住宅”污染，保證有大面積的土地以實施生態農業、集約經營的需求。在交通建設方面，應考慮崇明的長遠發展，須作到水、陸、空結合，立體發展。陸路交通要合理規劃，具有前瞻性，避免重復建設。
(3)開發利用無公害能源，提高能源利用率
能源的利用方式對區域生態承載力影響很大，很多能源 工業 會產生大量的工業“三廢”，嚴重污染環境，造成區域承載力下降，影響整個生態系統的健康發展，導致生態系統服務功能降低。所以必須提高能源的利用效率。同時開發崇明島具有優勢地位的清潔、無公害能源，如風能、太陽能，進行能源利用結構的優化和合理布局，使得能源高效、清潔利用與生態島建設以及人們的生活、生產方式緊密結合。
(4)發展生態農業、調整農業產業結構
生態農業有利于利用和保護自然資源，減少對環境的污染與破壞，避免掠奪式開發和經營，促進生態系統良性循環。因而生態農業能大大提高勞動生產率、資源利用率及區域生態系統承載力，充分合理地利用、保護和增殖自然資源，加速物質循環與能量轉化，投入少，產出多。在崇明這個一直以農業為主，今后以保護原生態為目標的相對落后的城市邊緣地區，發展生態農業是唯一可行的對策。因此必須調整現有的農業產業結構，發展資源節約型、集約化、科技含量高的規模化農業模式。在牧業方面，到目前為止，崇明島上的牧業(山羊)還是以散養為主，不僅效率低下，對生態系統破壞也很嚴重。對牧場的管理基本上采取只取不給的掠奪式經營。要提高生態承載力，達到可持續發展的目的首先要建立以人工或半人工草場為主的經濟型畜牧業生產基地，提高草場凈第一性生產力。草場管理集約化經營，牲畜采用圈養，不僅可發揮崇明畜牧業的原有優勢，還可大大提高其草場的生態承載力。
(5)產業結構的合理布局和優化
根據生態島建設的總體目標和要求，應用循環經濟、資源節約型、產業集群、新產業區、點軸模式等理論，以崇明島經濟社會基礎、資源和區域優勢、科技進步等為前提，進行崇明資源供給需求分析，崇明島經濟物質代謝對外界依賴度分析，以及經濟轉型后的資源利用模式情景分析，構建崇明經濟資源消耗密度評價和資源節約型經濟評價指標體系，確定崇明未來生態型經濟發展目標，優化產業結構，探討生態產業園區的組織模式以及生態產業的發展路徑，最終建立基于生態承載力和生態安全的崇明島產業集群發展戰略與模式。
(6)崇明生態島建設的適度人口規模和目標
雖然崇明人口是上海市各區縣中唯一長時期來持續減少的地區，但是，隨著崇明大發展的不斷深入，必然會帶來人口的大量集聚。 意味著消費的增加，也意味著人類向自然索取的遞增和向環境排放廢棄物的增多。因此，在開發建設過程中，如何確保資源與人口、經濟、環境之間的協調有序發展，是必須切實予以解決的首要 問題 。 在科學發展觀指導下，應深入研究適宜崇明生態島持續發展的產業與人口結構，探討崇明產業結構轉型、人口發展與生態承載力的互動機制 [23] 。同時，應制定與區域生態承載力相適應的新型產業結構、人口規模的調整和優化布局方案，對于實現崇明大開發的目標定位和宏偉藍圖，促進崇明人口與經濟社會協調和可持續發展、實現人與自然的和諧，具有重要的現實意義。
可以采用 P — S “可能—滿意度”法、“環境—就業”法，“趨勢—理想—目標”法等方法建立經濟適度人口規模理論模型，評估崇明島人口發展的壓力，并在多方案設計下，模擬和預測未來( 2005-2020 )的適度人口規模。應重點探討人口發展與產業發展的良性互動機制，人口發展與城市化過程關系，人口發展和資源承載力擴展以及人口發展與環境容量發展的協同關系。
(7)加強法制宣傳，增強法制觀念，運用法律、法規等保護環境
法律、法規在保護生態環境方面的作用越來越突出。在人們生態意識還不太強時，它是防止生態退化的重要方式。因此，應加強有關法律的執行檢查力度，依法打擊破壞資源與環境的違法行為。有關部門與 企業 在經濟發展和項目建設時，要充分考慮對周圍生態環境的影響，嚴格執行生態環境的有關法律法規。懲前是為了毖后，還應充分利用崇明縣前衛生態村生態學科普 教育 基地，加強示范和生態宣傳教育。
4.5 構建崇明島生態安全預警調控系統
與生態承載力密切相關的另一人類關注的問題是生態安全 [2] [8] [17] [36] [40] [43] 。隨著崇明生態島建設的實施，生態安全問題將日益顯現出來，特別是重要的資源生態系統、環境敏感區，如主要交通干線沿線區、重要濱岸濕地、淡水資源等。如何構建生態安全預警系統以確保生態島建設目標的實現將是當務之急。生態安全的基礎是生態承載力，在前兩項建議的基礎上，采取多種數據采集方式，進行不同尺度調查和過程模型分析，結合區域人口、產業、交通、能源和資源需求的動態發展狀況以及承載力閾值分析，開發多層次、多尺度以及兼備評價、預測、預警和對策等功能為一體的生態安全預警信息系統，主要應包括以下內容。
(1)評估淡水資源生態安全
應 參考 崇明島水資源承載力研究，進一步對崇明島淡水資源的狀況，供需平衡，重要風險源過程、影響進行模擬研究，結合宏觀經濟、社會、人口、生態環境等多因素預測，對崇明島淡水資源安全現狀和未來 20 年的變化進行生態安全評估。
(2)評估重要公路沿線生態環境安全
依照《崇明島域發展規劃綱要》，未來崇明交通狀況將發生巨大變化，如陳海公路和擬建中的滬崇蘇高速公路等，將大大改善崇明的交通狀況。作為一個生態島的建設，應充分考慮崇明島交通干線及沿線區域重要生態系統健康和風險狀況以及環境，對污染、土地占用和能源消耗等安全進行調查和綜合評估。在此基礎上，還要對滬崇蘇高速公路開通后崇明交通狀況進行情景模擬分析，預測和評估未來崇明主要交通干線區域生態環境安全狀況。從生態和資源環境角度對崇明交通的發展規模進行監控和預警，以促進崇明交通的可持續發展。
(3)評估重要濱岸濕地生態環境安全
濕地是崇明島重要的生態系統類型之一。應對崇明島重要濱岸濕地結構和功能，濕地生態服務價值，濕地在不同層次的安全閾值等進行評估。利用“ P-S-R ”法，從“壓力(P)”，如咸潮入侵、風暴潮沖淤頻率、圍墾強度、沉積物污染狀況、水體營養狀況、動植物污染狀況、灘涂養殖和捕撈等，濕地“狀態(S)”，如動植物資源、生物多樣性指數、灘地面積、灘地淤漲速率等，，以及“響應(R)”，如濕地保護措施的加強、恢復和管理水平的提高、治理經費的增加等，建立評估指標體系，對濱岸重要濕地生態安全進行綜合評估和預測。
(4)基于 3S 系統的崇明島生態安全風險管理與預警系統
作為 現代 信息技術， 3S 系統是區域研究中的重要工具與方法。運用 3S 技術，基于崇明生態信息系統，可以構建崇明島生態安全的風險評價、管理和預警信息系統，為崇明生態島建設提供安全管理的分析平臺。主要內容包括：用戶需求調研和分析，主要風險要素的識別，風險評價的方法和技術體系建立，生態環境風險評價，風險要素的制圖和地球觀測數據的使用和評估模型建立等。
5 結語
崇明島由于其獨特的區域位置和自然優勢，成為上海最具潛在戰略意義的發展空間。崇明生態島建設應通過對比研究國內外類似發展的成功模式，結合崇明島生態建設目標，以及崇明島重要資源、環境、人口和產業現狀以及區域優勢，提出適合崇明生態建設目標的發展途徑。通過確定崇明島重要資源的承載力，環境容量以及適宜的人口和經濟支撐能力，提出與區域生態承載力相適應的新型產業結構、人口規模和布局方案，并積極探討具有可操作性的提升區域生態系統承載力的對策。構建崇明島重要生態系統的健康和風險評價指標體系和評價模型，開發環境安全與災害預警系統，為崇明生態島經濟發展和環境資源可持續利用提供建議和戰略決策依據。
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