竹產(chǎn)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及演化規(guī)律
——以貴州省赤水市為例

張 喜,文 弢,李 丹,李繼偉,霍 達(dá),姜 霞,楊守祿,沈曉君,袁克禮

1 貴州省林業(yè)科學(xué)研究院, 貴陽(yáng) 550005 2 泰盛集團(tuán)赤天化紙業(yè)有限公司,赤水 564700 3 貴州省赤水市林業(yè)局,赤水 564700 4 貴州省赤水市竹產(chǎn)業(yè)發(fā)展中心,赤水 564700

竹產(chǎn)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及演化規(guī)律
——以貴州省赤水市為例

張 喜1,*,文 弢1,李 丹1,李繼偉2,霍 達(dá)1,姜 霞1,楊守祿1,沈曉君3,袁克禮4

1 貴州省林業(yè)科學(xué)研究院, 貴陽(yáng) 550005 2 泰盛集團(tuán)赤天化紙業(yè)有限公司,赤水 564700 3 貴州省赤水市林業(yè)局,赤水 564700 4 貴州省赤水市竹產(chǎn)業(yè)發(fā)展中心,赤水 564700

以“中國(guó)竹子之鄉(xiāng)”命名的貴州省赤水市為例,研究了竹產(chǎn)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及演化規(guī)律。結(jié)果表明：(1)竹子各構(gòu)件都有開(kāi)發(fā)價(jià)值,包括生態(tài)服務(wù)、食藥、竹材加工和文化產(chǎn)品等5 方面,產(chǎn)業(yè)系統(tǒng)呈3 級(jí)鏈環(huán)模式,第二、第三產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)由近200 家加工企業(yè)及6 大系列近300 個(gè)竹加工品種組成,包括一般加工和深加工產(chǎn)品,第一產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)主要由占全市森林面積47.3%的竹林資源構(gòu)成。第一產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)是環(huán)境保障與原材料的基礎(chǔ),第二和第三產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)是產(chǎn)業(yè)化能力,三者互相依存。(2)竹產(chǎn)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)由環(huán)境資源、原生產(chǎn)業(yè)、外生產(chǎn)業(yè)、共生產(chǎn)業(yè)和產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新5 個(gè)子系統(tǒng)組成,子系統(tǒng)間相互作用、重要性不同,出現(xiàn)原生產(chǎn)業(yè)子系統(tǒng)為主(Ⅰ)、外生-原生產(chǎn)業(yè)子系統(tǒng)為主(Ⅱ)、原生-外生產(chǎn)業(yè)子系統(tǒng)為主(Ⅲ)和外生產(chǎn)業(yè)子系統(tǒng)為主(Ⅳ)4種狀態(tài),赤水市竹產(chǎn)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)處于Ⅱ→Ⅲ級(jí)狀態(tài)。竹外生產(chǎn)業(yè)子系統(tǒng)產(chǎn)值占全市GDP的40%以上、呈逐年上升的趨勢(shì),2014年竹產(chǎn)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)中原生、外生和共生產(chǎn)業(yè)子系統(tǒng)產(chǎn)值分別為0.95×109、2.85×109元和2.30×109元,總產(chǎn)值6.10×109元。(3)依據(jù)各子系統(tǒng)間相互作用及生產(chǎn)要素轉(zhuǎn)化過(guò)程,赤水市竹產(chǎn)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)演化過(guò)程劃分為4個(gè)階段。原始發(fā)展階段(約1950年以前)處于Ⅰ級(jí)狀態(tài),手工利用階段(1951—1980年)整體處于Ⅰ級(jí)、毛竹林資源及加工利用部分有向Ⅱ級(jí)轉(zhuǎn)化的趨勢(shì),工業(yè)利用階段(1981—2000年)處于Ⅱ級(jí)狀態(tài),系統(tǒng)利用階段(2001年至今)整體處于Ⅱ級(jí)、雜竹林資源及加工利用部分有向Ⅲ級(jí)轉(zhuǎn)化的趨勢(shì)?，F(xiàn)時(shí)竹產(chǎn)業(yè)發(fā)展需提高原生產(chǎn)業(yè)子系統(tǒng)規(guī)模與生產(chǎn)力,依靠產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新子系統(tǒng)引領(lǐng)竹產(chǎn)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)走創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)之路。

竹產(chǎn)業(yè)；產(chǎn)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)；演化階段；原生產(chǎn)業(yè)；外生產(chǎn)業(yè)；共生產(chǎn)業(yè)；產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新

竹子[1]是禾本科(Gramineae)竹亞科(Bambusoideae)植物的泛稱(chēng)、國(guó)內(nèi)分布者屬多年生木本植物,主要分布于熱帶及亞熱帶、少數(shù)可分布至溫帶及寒帶地區(qū),大致地理范圍47°S—46°N、垂直分布可達(dá)海拔4000 m,全球已知竹子約700 屬近10000 種以上,劃分為亞太竹區(qū)、美洲竹區(qū)和非洲竹區(qū),我國(guó)西南地區(qū)是亞太竹區(qū)的起源及分布中心[2]。我國(guó)竹子約200 屬1500 種以上、竹林面積達(dá)5×106hm2,竹產(chǎn)品從最初日常用品發(fā)展至今已擁有10 余類(lèi)1000 余品種的龐大產(chǎn)業(yè)集群[3]、產(chǎn)值達(dá)1.85×1011元/a,對(duì)其它國(guó)家及地區(qū)[4]的竹林資源培育與產(chǎn)業(yè)化開(kāi)發(fā)產(chǎn)生了較高的引領(lǐng)作用和指導(dǎo)價(jià)值。

國(guó)內(nèi)外部分城市[5- 6]和生態(tài)產(chǎn)業(yè)園區(qū)[7- 16]的產(chǎn)業(yè)生態(tài)學(xué)研究已有大量報(bào)道,重點(diǎn)關(guān)注了非再生型資源[5- 6,11-13,17]、卻較少關(guān)注可自然更新型資源[1- 5,18-19]城市及生態(tài)產(chǎn)業(yè)園區(qū)的產(chǎn)業(yè)生態(tài)問(wèn)題。研究涉及城市或園區(qū)物流[5,11-12,18-19]和能流分析[6],生態(tài)產(chǎn)業(yè)園規(guī)劃[13],產(chǎn)業(yè)類(lèi)型[9,14,16-17]與演化[7],產(chǎn)業(yè)共生模式及經(jīng)營(yíng)[8- 10,14-17],以及產(chǎn)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性[20]與脆弱性[21]等方面。國(guó)內(nèi)在竹產(chǎn)業(yè)模式[22]、產(chǎn)業(yè)鏈設(shè)計(jì)[23]和循環(huán)經(jīng)濟(jì)建設(shè)[24]等方面已有少量報(bào)道,但竹產(chǎn)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)要素組成、結(jié)構(gòu)及演化規(guī)律尚未見(jiàn)報(bào)道,這無(wú)疑對(duì)我國(guó)竹類(lèi)生態(tài)產(chǎn)業(yè)園建設(shè)和竹區(qū)“三農(nóng)”問(wèn)題解決是不利的。國(guó)家林業(yè)局[25]依據(jù)全國(guó)產(chǎn)竹縣(市)竹業(yè)管理、資源培育、加工利用和科技發(fā)展水平等指標(biāo)量化打分,貴州省赤水市于1996年和2006年連續(xù)2次獲“中國(guó)竹子之鄉(xiāng)”命名,也是西南地區(qū)唯一獲此殊譽(yù)的縣(市)。赤水市毛竹(Phyllostachyspubescens)和雜竹林資源量及在森林資源總量中的比重較高,竹林環(huán)境、竹漿業(yè)、竹材和竹筍利用領(lǐng)域的技術(shù)水平及產(chǎn)品系列和產(chǎn)值在中國(guó)竹子之鄉(xiāng)中也具有較高的顯示度,是研究竹產(chǎn)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及演化規(guī)律的理想模板。

從產(chǎn)業(yè)生態(tài)學(xué)視角分析赤水市竹產(chǎn)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)組成及演化規(guī)律、轉(zhuǎn)化要素及調(diào)控途徑,可進(jìn)一步豐富可自然更新型資源產(chǎn)業(yè)生態(tài)學(xué)內(nèi)容,為其它產(chǎn)竹縣(市)竹林資源培育規(guī)?；爱a(chǎn)品加工產(chǎn)業(yè)化提供可借鑒的案例,也可為其它類(lèi)可自然更新型資源占優(yōu)勢(shì)縣(市)的農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化發(fā)展提供參考。

1 研究區(qū)概況

赤水市[26]位于貴州省西北部、貴州高原北側(cè)向四川盆地的過(guò)渡地帶,地理范圍105°36′25”—106°14′56” E、28°15′02”—28°45′58” N,海拔高度變幅221—1730 m。屬中亞熱帶濕潤(rùn)季風(fēng)氣候區(qū),具有冬暖春早、夏季炎熱、全年日照少的特點(diǎn)。由于海拔高度變幅大,氣候的立體性和區(qū)域性差異明顯。年平均溫度(海拔高度293 m)18.1℃,1月平均溫度7.9℃、7月平均溫度28.0℃,∑≥10℃積溫5888.3℃、279 d,降雨量1286.8 mm/a、蒸發(fā)量1307.1 mm/a,日照時(shí)數(shù)1297.7 h/a、太陽(yáng)總輻射量2.7×103MJ m-2a-1。屬四川沉積湖盆邊緣,出露地層為侏羅系、白堊系和第四系,其中紫色土、黃壤和山地黃棕壤面積率達(dá)60.59%、27.79%和0.25%,土壤肥沃濕潤(rùn)、土層深厚、質(zhì)地適中,適宜多種竹類(lèi)植物生長(zhǎng)。

赤水市是我國(guó)第一批竹紙循環(huán)經(jīng)濟(jì)試點(diǎn)單位(2005年)和貴州省現(xiàn)代高效農(nóng)業(yè)示范園區(qū)內(nèi)的第一個(gè)竹產(chǎn)業(yè)示范園(2015年)。原生性竹類(lèi)植物有11 屬31 種,以剛竹屬(Phyllostachys)、刺竹屬(Bambusa)、慈竹屬(Neosinocalamus)和牡竹屬(Dendrocalmus)為主,引進(jìn)并生長(zhǎng)良好的竹品種約300余種。據(jù)赤水市竹產(chǎn)業(yè)發(fā)展中心統(tǒng)計(jì)近年竹加工業(yè)總產(chǎn)值占全市GDP的40%以上和竹農(nóng)收入的50%以上。竹產(chǎn)業(yè)發(fā)展也出現(xiàn)如下問(wèn)題：(1)竹林資源整體質(zhì)量有待提高。毛竹和雜竹低產(chǎn)林面積分別占50.3%和27.7%、有待定向改造,竹農(nóng)所有的毛竹和雜竹林面積分別占77.9%和99.1%、竹林資源培育聯(lián)系著竹區(qū)“三農(nóng)”問(wèn)題,竹林長(zhǎng)期單一目標(biāo)經(jīng)營(yíng)、地力下降明顯。(2)竹林資源利用率和深加工產(chǎn)品率低。竹材和竹筍利用率高、林地空間利用率低,竹材和竹筍構(gòu)件利用率高、全株利用率低,原材利用率高、成分提取利用率低,低中端產(chǎn)品多、高端產(chǎn)品少。(3)產(chǎn)能不穩(wěn)定。2013—2014年度因貴州新錦竹木制品有限公司[27]市內(nèi)異地搬遷和泰盛集團(tuán)貴州赤天化紙業(yè)股份有限公司[28]停產(chǎn)降低竹加工業(yè)產(chǎn)值超1.00×109元,其它中小型加工企業(yè)數(shù)量多、產(chǎn)能小、變幅大,對(duì)總量影響較小。(4)竹產(chǎn)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)有待優(yōu)化。竹產(chǎn)業(yè)發(fā)展主要依靠市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)利益驅(qū)動(dòng)和大型龍頭企業(yè)拉動(dòng),缺乏產(chǎn)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)理論指導(dǎo)與實(shí)踐。

2 研究方法

2.1 系統(tǒng)及邊界

現(xiàn)有赤水市行政區(qū)域?yàn)榻?分析數(shù)據(jù)由相關(guān)局(辦、中心)提供。

2.2 竹產(chǎn)業(yè)界定

竹產(chǎn)業(yè)是以竹為原材料進(jìn)行生產(chǎn),創(chuàng)造產(chǎn)出的一系列經(jīng)濟(jì)活動(dòng)總和。狹義竹產(chǎn)業(yè)就是竹加工業(yè),廣義竹產(chǎn)業(yè)包括竹林資源培育、竹產(chǎn)品加工和環(huán)境利用等產(chǎn)業(yè)鏈網(wǎng),后者是本文的研究對(duì)象。

2.3 資料收集方法

收集國(guó)內(nèi)外竹產(chǎn)業(yè)的期刊論文、專(zhuān)業(yè)書(shū)籍和網(wǎng)站[3- 4]資料,分析發(fā)展動(dòng)態(tài)；實(shí)地走訪赤水市竹產(chǎn)業(yè)龍頭企業(yè)[27- 29]和相關(guān)產(chǎn)業(yè)園,了解竹產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀、問(wèn)題與發(fā)展趨勢(shì)。

3 結(jié)果分析

3.1 竹資源利用途徑及產(chǎn)業(yè)系統(tǒng)

赤水市竹子各構(gòu)件[2- 4]用途不同,加工產(chǎn)品種類(lèi)豐富(圖1)。地下鞭根是竹雕工藝品的重要原料。市域內(nèi)大部分竹筍可食,以鮮筍和干筍及制品為主、部分為即食食品及飲料。竹稈或以原竹形式應(yīng)用于綠化、農(nóng)用和建筑領(lǐng)域,或是地板、膠合板、工藝品和編織品原料,其加工剩余物是竹碎料板、竹炭和竹漿原料。竹枝梢是掃把等生活用具原料,竹葉是動(dòng)物飼料和植物肥料原料、部分竹種的竹葉還是中藥和保鍵品原料。寄生于竹枝上的竹燕窩(Stromaengleromyceyis)是名貴的真菌類(lèi)食品,竹葉上的真菌類(lèi)竹黃(Shiratabambusicola)在臨床應(yīng)用上具有明顯的抗腫瘤作用,竹根上的隱花菌類(lèi)竹蓀(Dictyophoraindusiata)也是食療佳品。由地下鞭根、竹稈、枝梢和竹葉支撐的竹林系統(tǒng)具有較高的生態(tài)服務(wù)價(jià)值[30- 31],所形成的竹林環(huán)境是重要的林內(nèi)種植和養(yǎng)殖場(chǎng)所。竹稈和竹筍形態(tài)各異而虛心有節(jié)、姿態(tài)婀娜,是形成華夏竹文化的淵源之一。

圖1 赤水市竹子全株利用主要路徑圖Fig.1 Main utilization patterns map of bamboo plants in Chishui City, Guizhou Province

赤水市形成的毛竹林資源推動(dòng)竹產(chǎn)品加工和竹漿生產(chǎn)企業(yè)拉動(dòng)雜竹林資源培育的竹產(chǎn)業(yè)發(fā)展模式具有赤水特色,竹業(yè)循環(huán)經(jīng)濟(jì)工業(yè)園[24]和生態(tài)產(chǎn)業(yè)園建設(shè)初見(jiàn)成效。其竹產(chǎn)業(yè)系統(tǒng)呈3級(jí)鏈環(huán)模式(圖2)。第一、第二和第三鏈環(huán)相互依存與補(bǔ)充,耦合成完整的竹產(chǎn)業(yè)系統(tǒng)。第一鏈環(huán)產(chǎn)品是第二和第三鏈環(huán)的資源保障與環(huán)境基礎(chǔ),第二和第三鏈環(huán)產(chǎn)品工業(yè)化生產(chǎn)能力強(qiáng),有促進(jìn)第一鏈環(huán)發(fā)展的效用。

圖2 赤水市竹產(chǎn)業(yè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)模型Fig.2 Bamboo industrial products systematic model in Chishui City, Guizhou Province

竹產(chǎn)業(yè)第一鏈環(huán)屬基礎(chǔ)性產(chǎn)業(yè),包括立竹、竹林和林地,竹林資源是第一產(chǎn)業(yè)鏈的主要產(chǎn)品之一。主要內(nèi)容有竹種選育、竹林營(yíng)造、竹林經(jīng)營(yíng)、林內(nèi)種植和養(yǎng)殖,竹區(qū)生態(tài)旅游、農(nóng)戶為主的竹林休閑體驗(yàn)和竹家樂(lè)等,以及館(園)式竹文化展示。由于大部分竹林資源非屬生產(chǎn)性企業(yè)(林場(chǎng))所有,在沒(méi)有其他優(yōu)勢(shì)資源推動(dòng)區(qū)域社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展時(shí),實(shí)現(xiàn)竹林資源培育規(guī)?；椭裰破芳庸ぎa(chǎn)業(yè)化是當(dāng)?shù)厝罕姷钠惹行枨蠛椭駱I(yè)發(fā)展的強(qiáng)勁動(dòng)力,也是“竹子之鄉(xiāng)”美名盛傳不衰的根本原因之一。全市竹林占森林面積的47.3%,有竹海國(guó)家森林公園、沙欏(Alsophilaspinulosa)國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)、四洞溝和十丈洞及燕子巖風(fēng)景區(qū)等以竹為主體的生態(tài)旅游景區(qū)5個(gè),竹品種博覽園、竹文化博物館和黎理泰故居[32]等竹文化設(shè)施已運(yùn)營(yíng)或改造中。

竹產(chǎn)業(yè)第二鏈環(huán)屬一般加工業(yè)、具相當(dāng)規(guī)模,已構(gòu)成竹漿、竹材和竹筍加工業(yè)3條主要產(chǎn)業(yè)鏈。據(jù)赤水市竹產(chǎn)業(yè)發(fā)展中心統(tǒng)計(jì)2014 年全市竹業(yè)產(chǎn)能為竹筍3×104t/a,包括筍干、玉蘭片、特產(chǎn)禮包、酒店專(zhuān)供和休閑散裝系列,平竹和立竹砧板1.8×106個(gè)/a,漂白、雙生和工藝竹筷3×108雙/a,竹工藝品1.2×106件/a,竹沙發(fā)芯3×105套/a,精制家具3.5×104件(套)/a,竹漿2×105t/a、竹紙5×104t/a,竹編膠合板2.7×104m2/a,原竹和碳化竹地板4.1×105m2/a,雜竹料塊1.1×106t/a,箱板2.4×106塊/a。竹廢料肥合肥廠1 座。

竹產(chǎn)業(yè)第三鏈環(huán)屬深加工產(chǎn)業(yè)、已初現(xiàn)端倪,主要是竹成分利用和原料重組。包括竹重組材、竹炭制品、竹飲品、竹藥和竹纖維產(chǎn)品等。正在籌建利用竹漿生產(chǎn)生物基纖維及衣物面料和竹碳產(chǎn)品生產(chǎn)線,碳化竹地板和竹纖維生態(tài)木已規(guī)?；a(chǎn)。

3.2 竹產(chǎn)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)

竹林靠地下鞭芽出筍成竹,年年有竹材和竹筍等產(chǎn)品產(chǎn)出,不同于其它生物產(chǎn)業(yè)有采伐期長(zhǎng)短之分和采伐方式之變[18- 19]、所形成的產(chǎn)業(yè)鏈具有多樣性[22-24],屬可自然更新型資源產(chǎn)業(yè)生態(tài)系統(tǒng),有分布的區(qū)域性和對(duì)資源高度依賴(lài)性的特征,尋求經(jīng)濟(jì)和生態(tài)效益目標(biāo)最大化。不同于一般產(chǎn)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)利益最大化的單一目標(biāo),也不同于區(qū)域或園區(qū)產(chǎn)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的復(fù)合性及多目標(biāo)[5- 10,16-17]。竹產(chǎn)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)是竹林資源培育及竹產(chǎn)品加工為主導(dǎo)的產(chǎn)業(yè)系統(tǒng)和環(huán)境資源等系統(tǒng)相互作用、相互影響,形成的具有物質(zhì)循環(huán)、能量轉(zhuǎn)化和信息引導(dǎo)等特定功能的系統(tǒng),是協(xié)調(diào)竹產(chǎn)業(yè)發(fā)展和環(huán)境資源保護(hù)雙贏目標(biāo)的載體、促進(jìn)區(qū)域社會(huì)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的重要工具之一。

赤水市竹產(chǎn)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)由環(huán)境資源、原生產(chǎn)業(yè)、外生產(chǎn)業(yè)、共生產(chǎn)業(yè)和產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新子系統(tǒng)組成,呈網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)(圖3)。由“竹資源生產(chǎn)-竹產(chǎn)品加工-保障服務(wù)”和“廢物循環(huán)利用-環(huán)境恢復(fù)治理”2條產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)將環(huán)境資源、原生產(chǎn)業(yè)、外生產(chǎn)業(yè)和共生產(chǎn)業(yè)子系統(tǒng)相銜接,產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新子系統(tǒng)為其它4個(gè)子系統(tǒng)提供智力和管理創(chuàng)新,以實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)高效和生態(tài)和諧的有機(jī)統(tǒng)一。

圖3 赤水市竹產(chǎn)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)模型Fig.3 Bamboo industrial ecosystem model in Chishui City, Guizhou Province

竹產(chǎn)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)和一般產(chǎn)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)及資源型產(chǎn)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的主要區(qū)別之一在于資源獲得及利用的方式和產(chǎn)業(yè)經(jīng)營(yíng)目標(biāo),對(duì)竹產(chǎn)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)而言：

竹產(chǎn)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)

B=f(er,pi,ei,si,ii),V=Ver+Vpi+Vei+Vsi+Vii

(1)

環(huán)境資源子系統(tǒng)

(2)

原生產(chǎn)業(yè)子系統(tǒng)

(3)

外生產(chǎn)業(yè)子系統(tǒng)

(4)

經(jīng)營(yíng)目標(biāo)

E→最優(yōu)化,V→∞

(5)

式中,er、pi、ei、si和ii分別代表環(huán)境資源、原生產(chǎn)業(yè)、外生產(chǎn)業(yè)、共生產(chǎn)業(yè)和產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新子系統(tǒng),Ver、Vpi、Vei、Vsi和Vii為相應(yīng)子系統(tǒng)的產(chǎn)值,V為竹產(chǎn)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)值。E為環(huán)境資源量,ei為環(huán)境承載力因子。竹林資源量(Rb)是竹林資源現(xiàn)存量(rb)和竹林資源生產(chǎn)量(rp)之和,rb為研究區(qū)所有竹種構(gòu)件生物量密度(bjk)和面積(sj)之積的和,rp為研究區(qū)所有種竹林年出筍或成竹的構(gòu)件生物量之和,為竹林資源現(xiàn)存構(gòu)件生物量的函數(shù)。rk為竹株構(gòu)件生物量、同一竹種不同構(gòu)件生物量呈函數(shù)關(guān)系,1至多個(gè)竹構(gòu)件產(chǎn)品的生產(chǎn)或?qū)е峦昶渌鼧?gòu)件生物量的流失。竹林資源利用率(Cr)是年竹產(chǎn)品生產(chǎn)量(P)所需竹林資源量(Cp)占年竹林資源消耗量(C)的比率。Pjkl為j竹種k構(gòu)件生產(chǎn)的l類(lèi)產(chǎn)品量,vl為竹產(chǎn)品(pl)的單價(jià)。i=1、2、3,…,I,分別代表地質(zhì)地貌、母巖土壤、氣候、竹林資源現(xiàn)存量、其它生物資源現(xiàn)存量和人類(lèi)活動(dòng)等因子；j=1、2、3,…,J,分別代表不同竹種；k=1、2、3,…,K,分別代表不同竹種的竹稈、竹筍、竹枝和竹葉等構(gòu)件生物量；l=1、2、3,…,L,分別代表竹加工產(chǎn)品種類(lèi)。

上述模型系統(tǒng)分析表明：①竹林資源現(xiàn)存量(rb)不僅是原生產(chǎn)業(yè)子系統(tǒng)中竹林資源量的構(gòu)成要素、也是環(huán)境資源子系統(tǒng)的構(gòu)成要素,其生態(tài)服務(wù)功能涉及環(huán)境資源子系統(tǒng)(er)眾多方向,生態(tài)服務(wù)價(jià)值同竹林資源現(xiàn)存量(rb)成正比。②竹林資源生產(chǎn)量(rp)是竹林資源現(xiàn)存量(rb)的函數(shù),原生產(chǎn)業(yè)子系統(tǒng)(pi)維持一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定的竹林資源現(xiàn)存量(rb)必須是年竹林資源消耗量(C)≤生產(chǎn)量(rp)。③竹不同構(gòu)件的加工利用方向和產(chǎn)品價(jià)值(vl)不同、相同構(gòu)件的深加工產(chǎn)品附加值高,提高竹外生產(chǎn)業(yè)子系統(tǒng)產(chǎn)值(Vei)和竹林資源利用率(Cr)的有效途徑是多產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)及多產(chǎn)品(P)系列。④由于竹產(chǎn)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性及產(chǎn)品的多樣性、以及竹產(chǎn)業(yè)和其它產(chǎn)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)組成的復(fù)合性,除外生產(chǎn)業(yè)子系統(tǒng)產(chǎn)值(Vei)較能精確計(jì)量外、其它子系統(tǒng)產(chǎn)值僅能通過(guò)相應(yīng)模型估算。

不考慮竹產(chǎn)業(yè)系統(tǒng)內(nèi)部其它影響因素,竹產(chǎn)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)在環(huán)境保護(hù)和子系統(tǒng)發(fā)育及產(chǎn)值相對(duì)組成方面的表型可劃分為4種狀態(tài)：

(Ⅰ)原生產(chǎn)業(yè)子系統(tǒng)為主狀態(tài)Rb>>C、rp>>C,環(huán)境和竹林生態(tài)系統(tǒng)均處于健康狀態(tài)、屬可自然更新型資源產(chǎn)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)。竹林資源消耗量(C)遠(yuǎn)小于竹林資源量(Rb)及生產(chǎn)量(rp),竹業(yè)產(chǎn)值以原生產(chǎn)業(yè)子系統(tǒng)為主、外生和共生產(chǎn)業(yè)子系統(tǒng)極低,產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新子系統(tǒng)發(fā)育差?，F(xiàn)有竹產(chǎn)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)良性循環(huán),有擴(kuò)大竹加工產(chǎn)業(yè)的潛力；

(Ⅱ)外生-原生產(chǎn)業(yè)子系統(tǒng)為主狀態(tài)Rb>C、rp≥C,環(huán)境和竹林生態(tài)系統(tǒng)均處于健康狀態(tài),屬可自然更新型資源產(chǎn)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)。竹林資源消耗量(C)接近生產(chǎn)量(rp),竹業(yè)產(chǎn)值中原生和外生產(chǎn)業(yè)子系統(tǒng)比重高、共生產(chǎn)業(yè)子系統(tǒng)占有一定比例,產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新子系統(tǒng)較發(fā)育。現(xiàn)有竹產(chǎn)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)良性循環(huán)；

(Ⅲ)原生-外生產(chǎn)業(yè)子系統(tǒng)為主狀態(tài)Rb>C、rp

(Ⅳ)外生產(chǎn)業(yè)子系統(tǒng)為主狀態(tài)Rb<

3.2.1 環(huán)境資源子系統(tǒng)

環(huán)境資源子系統(tǒng)是竹產(chǎn)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)存在與發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ),不僅包括竹林資源,也包括土地、水、熱和其它生物資源等要素,是資源循環(huán)、環(huán)境保護(hù)和生態(tài)建設(shè)子系統(tǒng)。赤水市氣候和地質(zhì)地貌及土壤系統(tǒng)適宜多種竹類(lèi)植物生長(zhǎng),海拔高度變化形成的立體氣候[26]是影響竹種自然分布及生產(chǎn)力差異的重要因素之一(表1)。不同屬的竹種分布于相同或不同海拔區(qū)域,同一屬的不同竹種隨分布區(qū)海拔高度的降低、竹徑和高度呈增大趨勢(shì),同一竹種的林分質(zhì)量也隨海拔高度變化存在明顯差異[31]。竹林資源既是環(huán)境資源子系統(tǒng)的構(gòu)成要素之一,也是原生產(chǎn)業(yè)子系統(tǒng)的主要產(chǎn)品之一。

3.2.2 原生產(chǎn)業(yè)子系統(tǒng)

原生產(chǎn)業(yè)子系統(tǒng)是竹產(chǎn)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的生產(chǎn)者,具有基礎(chǔ)性產(chǎn)業(yè)地位。包括竹林資源培育、以及依托竹林環(huán)境的生態(tài)旅游、林內(nèi)種植和養(yǎng)殖等。以赤水市近40a竹林面積與稈材蓄積量指標(biāo)變化為例(表2),竹林面積經(jīng)歷了1985 年、蓄積經(jīng)歷了1995 年的低值期后,竹林面積和蓄積呈快速增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)。2013年竹林面積達(dá)8.70×104hm2,其中毛竹林占35.7%、大雜竹林占62.1%、小雜竹林占2.2%,竹林資源生產(chǎn)量為毛竹5.0×106根/a、雜竹5.0×105t/a。受海拔高度、巖組、坡向、坡位、坡度和土層厚度等環(huán)境因素[31]及經(jīng)營(yíng)水平的綜合影響,竹林生產(chǎn)力偏低[33-34],低產(chǎn)竹林改造和豐產(chǎn)竹林培育的增產(chǎn)空間很大。

除原生性規(guī)?；窳譃橹黧w的生態(tài)旅游外,赤水市近年引種實(shí)驗(yàn)表明許多外來(lái)竹品種也適應(yīng)當(dāng)?shù)貧夂颉⑸L(zhǎng)較好,除增加了竹筍和竹材生產(chǎn)品種庫(kù)外,還具有較高的觀賞價(jià)值。原生和引進(jìn)竹種中有觀色竹品種40 余種、觀稈竹品種50 余種、觀葉竹品種30 余種(表3)。既增加了赤水市竹主題公園和竹海生態(tài)園的珍奇竹類(lèi)資源,也豐富了市容市貌改善所需的綠化竹品種。

表1 赤水市部分自然分布竹種的海拔高度和生長(zhǎng)特性變化[1- 2]

*竹枝下高達(dá)胸高以上者為胸徑值,以下者為地徑值

表2 赤水市竹林資源現(xiàn)存量動(dòng)態(tài)

*1975—2005年數(shù)據(jù)為貴州省森林資源二類(lèi)調(diào)查數(shù)據(jù),2013年為年度林地變更調(diào)查數(shù)據(jù)

表3 赤水市主要觀賞竹種分類(lèi)表

此外,基于竹林生態(tài)系統(tǒng)生產(chǎn)的竹蓀、竹黃和竹燕窩等菌類(lèi)產(chǎn)品,竹雞(BambusicolaSP.)和竹鼠(Rhizomyssinensis)等動(dòng)物產(chǎn)品,以及林內(nèi)種植和養(yǎng)殖的其它產(chǎn)品雖不是本文分析的主要對(duì)象,也屬原生產(chǎn)業(yè)子系統(tǒng)的產(chǎn)品。

3.2.3 外生產(chǎn)業(yè)子系統(tǒng)

外生產(chǎn)業(yè)子系統(tǒng)屬竹產(chǎn)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的消費(fèi)者、是以原生產(chǎn)業(yè)子系統(tǒng)生產(chǎn)的竹筍和竹材等產(chǎn)品為原料的加工子系統(tǒng),產(chǎn)品包括竹產(chǎn)業(yè)系統(tǒng)中第二和第三鏈環(huán)的一般和深加工類(lèi)產(chǎn)品(圖2)。據(jù)赤水市竹產(chǎn)業(yè)發(fā)展中心統(tǒng)計(jì)全市各類(lèi)涉竹加工企業(yè)和專(zhuān)業(yè)合作社約160 余家、省級(jí)龍頭企業(yè)6 家,竹加工產(chǎn)品產(chǎn)值(元/a)在[1×107—5×107)、[5×107—10×107)和[10×107—∞)區(qū)間的企業(yè)數(shù)量分別為7 家、3 家和2 家。建成了亞洲規(guī)模第一和生產(chǎn)工藝達(dá)世界先進(jìn)水平的2×105t/a竹漿生產(chǎn)項(xiàng)目、以及紙制品企業(yè)8 家和竹漿原料加工企業(yè)19 家,擁有毛竹制品加工企業(yè)129 家、雜竹制品加工企業(yè)3 家,竹筍加工企業(yè)3 家。初步形成了竹建材、竹裝飾板材、竹造紙、竹工藝品、竹家具和竹筍加工6 大系列近300 個(gè)竹加工品種,產(chǎn)品暢銷(xiāo)國(guó)內(nèi)20 多個(gè)省(市、自治區(qū))和國(guó)外近20 個(gè)國(guó)家(地區(qū))。2014 年竹加工產(chǎn)品有10 大類(lèi)(表4),毛竹林資源消耗量3.04×106根、需求量7.94×106根,資源消耗量(C)<生產(chǎn)量(rp,5.0×106根)；雜竹林資源消耗量4.83×105t、需求量9.38×105t,資源消耗量(C)≤生產(chǎn)量(rp,5.0×105t)。表明赤水市竹外生產(chǎn)業(yè)子系統(tǒng)產(chǎn)能對(duì)毛竹和雜竹林資源需求量高于生產(chǎn)量、產(chǎn)能總量過(guò)剩,毛竹林資源消耗量小于生產(chǎn)量,雜竹林資源消耗量小于或接近生產(chǎn)量。

表4 赤水市2014 年竹產(chǎn)品及原料消耗量

*AC: Actual consumption,DQ: Demanded quantity;數(shù)據(jù)由赤水市竹產(chǎn)業(yè)發(fā)展中心提供

赤水市竹產(chǎn)業(yè)發(fā)展中心統(tǒng)計(jì)表明全市竹外生產(chǎn)業(yè)子系統(tǒng)產(chǎn)值在2010、2011、2012、2013年和2014 年分別為1.53×109、1.75×109、2.08×109、1.89×109元和2.85×109元,產(chǎn)值逐年上升。

3.2.4 共生產(chǎn)業(yè)子系統(tǒng)

共生產(chǎn)業(yè)子系統(tǒng)屬竹產(chǎn)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的服務(wù)型子系統(tǒng),包括資源勘察、建筑交通、財(cái)政金融、物流通信和環(huán)境管理等,是為其它子系統(tǒng)提供環(huán)境資源保護(hù)、基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、生產(chǎn)性和市場(chǎng)流通性服務(wù)等方面的支撐系統(tǒng),起著維護(hù)和穩(wěn)定竹產(chǎn)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的作用(圖4)。竹產(chǎn)業(yè)作為赤水市經(jīng)濟(jì)的主要支柱之一,市委和市政府先后出臺(tái)了多項(xiàng)利好政策,協(xié)調(diào)域內(nèi)銀行和竹企業(yè)建立“銀-企”聯(lián)盟,為企業(yè)提供財(cái)政支持與融資平臺(tái)。赤水河和習(xí)水河由東南至西北貫穿全境、赤水河僅60 km匯入長(zhǎng)江,市域公路里程達(dá)2329 km、其中等級(jí)公路615 km,距最近的瀘州機(jī)場(chǎng)僅50 km,水運(yùn)旅客周轉(zhuǎn)量1.94×105km 人-1a-1、貨物周轉(zhuǎn)量2.18×109km t-1a-1,公路旅客周轉(zhuǎn)量5.41×108km 人-1a-1、貨物周轉(zhuǎn)量1.65×108km t-1a-1,形成了較為發(fā)達(dá)的物流網(wǎng)絡(luò)。2014 年郵電業(yè)務(wù)量2.44×107元,擁有固定電話3.37×104戶、移動(dòng)電話2.41×105戶和國(guó)際互聯(lián)網(wǎng)1.83×104戶,通信網(wǎng)絡(luò)流暢。由市環(huán)保局、水利局、林業(yè)局和農(nóng)業(yè)局組建的市—鄉(xiāng)(鎮(zhèn))兩級(jí)服務(wù)體系覆蓋了產(chǎn)竹區(qū),基本滿足了竹產(chǎn)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的技術(shù)服務(wù)、資源管理與環(huán)境監(jiān)測(cè),市域空氣和水源質(zhì)量多年達(dá)到國(guó)家Ⅰ、Ⅱ級(jí)標(biāo)準(zhǔn),未發(fā)生大旱和洪澇災(zāi)害。

圖4 赤水市竹共生產(chǎn)業(yè)子系統(tǒng)模型Fig.4 Bamboo industrial support subsystem model in Chishui City, Guizhou Province

根據(jù)貴州省統(tǒng)計(jì)局發(fā)布的赤水市年度GDP中第一、第二和第三產(chǎn)業(yè)比例,以竹外生產(chǎn)業(yè)子系統(tǒng)產(chǎn)值為基數(shù)推算,竹共生產(chǎn)業(yè)子系統(tǒng)在2011、2012、2013 年和2014 年的估計(jì)產(chǎn)值分別為1.41×109、1.68×109、1.53×109元和2.30×109元,產(chǎn)值逐年增長(zhǎng)。

3.2.5 產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新子系統(tǒng)

產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新子系統(tǒng)屬竹產(chǎn)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的技術(shù)革新和能力創(chuàng)新子系統(tǒng),是推動(dòng)竹產(chǎn)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)自我完善、實(shí)現(xiàn)由資源啟動(dòng)型向創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)型發(fā)展的重要?jiǎng)恿W(xué)機(jī)制(圖5)。

圖5 赤水市竹產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新子系統(tǒng)模型Fig.5 Bamboo industrial innovation subsystem model in Chishui City, Guizhou Province

竹產(chǎn)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)生產(chǎn)要素流動(dòng)具有較強(qiáng)的路徑依賴(lài),需不斷引入新的變量建立能力創(chuàng)新機(jī)制,應(yīng)對(duì)不斷變化的市場(chǎng)需求及產(chǎn)品升級(jí)換代。赤水市成立了以中國(guó)工程院院士領(lǐng)銜的竹材制漿業(yè)博士后流動(dòng)工作站和竹材產(chǎn)品加工業(yè)院士工作站,建設(shè)不同產(chǎn)業(yè)鏈上下游企業(yè)-專(zhuān)業(yè)合作社集群,聯(lián)合與重組相近產(chǎn)品中小企業(yè)、規(guī)范生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)與提高竹產(chǎn)品規(guī)?；a(chǎn)能力,建立竹產(chǎn)業(yè)發(fā)展中心和產(chǎn)業(yè)示范園管委會(huì),創(chuàng)新了竹產(chǎn)業(yè)發(fā)展能力。

技術(shù)創(chuàng)新是提升竹林資源現(xiàn)存量與生產(chǎn)力及原料品質(zhì)、提高生態(tài)采收與環(huán)境保護(hù)水平、拓展與延長(zhǎng)產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)、增強(qiáng)產(chǎn)業(yè)技術(shù)優(yōu)勢(shì)和產(chǎn)品市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)的有效手段。《赤水市竹資源綜合利用標(biāo)準(zhǔn)體系》(DB520381—2005)包括6 個(gè)農(nóng)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、29 個(gè)工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和12 個(gè)文化旅游標(biāo)準(zhǔn),為竹產(chǎn)業(yè)的規(guī)模化和產(chǎn)業(yè)化發(fā)展提供了規(guī)范化依據(jù)。2014 年底止的國(guó)家發(fā)明專(zhuān)利中,竹漿業(yè)28 項(xiàng)、竹材加工業(yè)27 項(xiàng)、竹筍加工業(yè)4 項(xiàng)。竹產(chǎn)品重點(diǎn)加工企業(yè)[27- 29]通過(guò)了ISO9001—2000質(zhì)量管理體系和ISO14001—2004環(huán)境管理體系認(rèn)證,部分竹材加工產(chǎn)品獲出口免驗(yàn)資格[27]、竹筍加工原料[29]通過(guò)了有機(jī)食品認(rèn)證。以赤水市竹產(chǎn)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)為模板,由市內(nèi)相關(guān)局(辦)和企業(yè)領(lǐng)銜或參與的一大批國(guó)家及省(部)科研項(xiàng)目落戶赤水市,取得了眾多的科研成果、專(zhuān)利和規(guī)程(標(biāo)準(zhǔn)),在生產(chǎn)應(yīng)用中獲得了明顯的經(jīng)濟(jì)、生態(tài)和社會(huì)效益。正在制定與更新一大批涉及竹林資源培育與原料采收、產(chǎn)品加工、資源循環(huán)利用和環(huán)境保護(hù)的標(biāo)準(zhǔn)(規(guī)程),新產(chǎn)品和新工藝的專(zhuān)利申請(qǐng)保護(hù)等知識(shí)產(chǎn)權(quán)工作也日趨完善。

3.3 竹產(chǎn)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)演化

竹產(chǎn)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)演化是環(huán)境資源、原生產(chǎn)業(yè)、外生產(chǎn)業(yè)、共生產(chǎn)業(yè)和產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新子系統(tǒng)間相互影響、互相支撐和重要性交替出現(xiàn)的過(guò)程。赤水市自然分布竹種較多,自毛竹引入后,竹子的利用價(jià)值和開(kāi)發(fā)潛力日益彰顯。市域環(huán)境資源子系統(tǒng)狀態(tài)一直良好,竹產(chǎn)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)變化主要是原生產(chǎn)業(yè)、外生產(chǎn)業(yè)、共生產(chǎn)業(yè)和產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新子系統(tǒng)間的相互作用及生產(chǎn)要素轉(zhuǎn)化,采用主導(dǎo)因子法則、定性和定量因子相結(jié)合的方法分析赤水市竹產(chǎn)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的演化(Eb)規(guī)律：

演化模型

Eb=f(rb,rp,c,cr,p,pl,v,vei,…,)

(6)

赤水市竹產(chǎn)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)演化依據(jù)竹林資源量動(dòng)態(tài)及竹筍(材)加工方式和產(chǎn)值變化可劃分為4個(gè)階段。

(1)原始發(fā)展階段(1950 年以前)

自黎氏[32]引入毛竹至赤水市解放約200a左右,竹林資源主要處于自然發(fā)展?fàn)顟B(tài)。除部分毛竹材銷(xiāo)往四川自貢鹽礦外、其它竹材主要用于當(dāng)?shù)厣a(chǎn)與生活,大多數(shù)竹種沒(méi)有開(kāi)發(fā)利用。竹林資源利用率<10%。竹產(chǎn)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)整體處于Ⅰ(Rb>>C、rp>>C)級(jí)狀態(tài),竹業(yè)產(chǎn)值中原生產(chǎn)業(yè)子系統(tǒng)高,共生和外生產(chǎn)業(yè)子系統(tǒng)低,產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新子系統(tǒng)發(fā)育差。

(2)手工利用階段(1951—1980年)

除傳統(tǒng)竹林經(jīng)營(yíng)技術(shù)和竹產(chǎn)品加工方式外,竹產(chǎn)業(yè)的科技含量和機(jī)械化水平有所提高。集體手工式竹加工企業(yè)50 余家、造紙廠1 家,主要產(chǎn)品有竹紙、竹筷和包裝席等生活用品。竹林資源利用率10%—40%。竹產(chǎn)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)處于Ⅰ→Ⅱ級(jí)狀態(tài),竹業(yè)產(chǎn)值中原生產(chǎn)業(yè)子系統(tǒng)為主,其次是外生和共生產(chǎn)業(yè)子系統(tǒng),產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新子系統(tǒng)發(fā)育較差。毛竹林資源利用有向Ⅱ(Rb>C、rp≥C)級(jí)轉(zhuǎn)化的趨勢(shì)、雜竹林資源利用仍處于Ⅰ(Rb>>C、rp>>C)級(jí)狀態(tài)。

(3)工業(yè)利用階段(1981—2000年)

改革開(kāi)放促進(jìn)了企業(yè)和個(gè)人參與社會(huì)造竹活動(dòng),竹林資源量有較大提高。多種經(jīng)濟(jì)形式和竹產(chǎn)品加工方式引入竹加工領(lǐng)域,毛竹加工產(chǎn)品進(jìn)入多樣化、規(guī)?；同F(xiàn)代化階段。企業(yè)近100 家,主要產(chǎn)品有竹地板和竹編膠合板等。竹林資源利用率40%—70%。竹產(chǎn)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)整體處于Ⅱ(Rb>C、rp≥C)級(jí)狀態(tài),竹業(yè)產(chǎn)值中原生和外生產(chǎn)業(yè)子系統(tǒng)較高,其次是共生產(chǎn)業(yè)子系統(tǒng),產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新子系統(tǒng)較發(fā)育。

(4)系統(tǒng)利用階段(2001—至今)

2×105t竹漿生產(chǎn)項(xiàng)目投產(chǎn)較大地推動(dòng)了雜竹林資源發(fā)展。竹加工企業(yè)近200 家,包括竹漿、竹材和竹筍產(chǎn)品等6 系列近300 個(gè)品種,產(chǎn)值由2006 年的6×108元上升至2014 年的28.5×108元。竹林資源利用率70%—90%。竹產(chǎn)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)處于Ⅱ→Ⅲ級(jí)狀態(tài),毛竹林資源利用仍處于Ⅱ(Rb>C、rp≥C)級(jí)狀態(tài)、雜竹林資源利用向Ⅲ(Rb>C、rp

4 討論與建議

4.1 土地承載量和竹林資源量是制約竹產(chǎn)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)發(fā)育的基礎(chǔ)性要素。赤水市現(xiàn)有林地1.48×105hm2、森林覆蓋率達(dá)80.2%?？捎糜谛略炝值耐恋貎H3.04×103hm2,其中疏林地占8.0%、其它灌木林地占37.5%、無(wú)立木林地占8.9%、宜林荒山荒地占41.2%、≥25o坡耕地占4.3%,灌木林地和宜林荒山荒地的立地質(zhì)量較差、宜竹度較低、生產(chǎn)力不高,通過(guò)新造竹林增加竹林資源量的潛力有限。受天然林保護(hù)及長(zhǎng)江中上游防護(hù)林工程建設(shè)的制度性約束,通過(guò)采伐現(xiàn)有森林類(lèi)型、跡地更新竹林的規(guī)模較小,也不是增加竹林資源量的有效途徑。經(jīng)過(guò)低產(chǎn)林改造,毛竹林[33]可增加竹材150—450 根/hm2、雜竹林[34]可增加氣干竹材5—20 t/hm2、單位面積產(chǎn)量因立地質(zhì)量和經(jīng)營(yíng)水平而異,但是提高原生產(chǎn)業(yè)子系統(tǒng)竹林資源生產(chǎn)量與產(chǎn)值的有效途徑之一。另一方面,通過(guò)林內(nèi)種植或養(yǎng)殖、開(kāi)展竹家樂(lè)等生態(tài)游,也是增加原生產(chǎn)業(yè)子系統(tǒng)產(chǎn)值的有效途徑。受竹林資源量約束,竹林資源生產(chǎn)量和消費(fèi)量的最大值是影響環(huán)境資源子系統(tǒng)和制約原生產(chǎn)業(yè)子系統(tǒng)規(guī)模的閥值之一,也是赤水市實(shí)現(xiàn)環(huán)境、經(jīng)濟(jì)和社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的閥值之一。解決赤水市竹林資源消費(fèi)量不足的主要措施是提高竹林單產(chǎn)和竹林資源利用率,建立域外竹林專(zhuān)用林基地。

4.2 竹產(chǎn)業(yè)和其它產(chǎn)業(yè)系統(tǒng)組成的復(fù)合性以及竹產(chǎn)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與功能的多樣性導(dǎo)致系統(tǒng)產(chǎn)值計(jì)量困難。竹產(chǎn)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)中外生產(chǎn)業(yè)子系統(tǒng)產(chǎn)能、原料消耗量、產(chǎn)品產(chǎn)量及產(chǎn)值可由域內(nèi)企業(yè)年度報(bào)表分類(lèi)統(tǒng)計(jì),數(shù)值較為準(zhǔn)確。由于基礎(chǔ)設(shè)施和服務(wù)網(wǎng)絡(luò)的公用性,共生產(chǎn)業(yè)子系統(tǒng)產(chǎn)值很難從第三產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值中剝離出來(lái)。原生產(chǎn)業(yè)子系統(tǒng)產(chǎn)值包括竹材(筍)、生態(tài)旅游、林內(nèi)種植和養(yǎng)殖等,分屬域內(nèi)不同統(tǒng)計(jì)渠道、整合較為困難。環(huán)境資源和產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新子系統(tǒng)對(duì)其它子系統(tǒng)產(chǎn)值有重要影響,難以有型的數(shù)據(jù)說(shuō)明,如根據(jù)已有文獻(xiàn)[30- 31]推算赤水市竹林生態(tài)服務(wù)價(jià)值達(dá)4.19×109元/a以上,其中部分是環(huán)境資源子系統(tǒng)的存在產(chǎn)值之一、也是原生產(chǎn)業(yè)子系統(tǒng)的構(gòu)成產(chǎn)值之一,無(wú)法分割,官方也未列入產(chǎn)值統(tǒng)計(jì)。由于竹加工業(yè)產(chǎn)值占赤水市GDP的40%和竹農(nóng)收入的50%以上,竹產(chǎn)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)在全市國(guó)民經(jīng)濟(jì)構(gòu)成中具有舉足輕重的作用。依據(jù)GDP在第一、第二和第三產(chǎn)業(yè)的比重,以及竹加工業(yè)產(chǎn)值占第二產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值的比例,可推算出2014年竹原生、外生和共生產(chǎn)業(yè)子系統(tǒng)產(chǎn)值分別為0.95×109、2.85×109元和2.30×109元,竹產(chǎn)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)值為6.10×109元。盡管數(shù)據(jù)來(lái)源渠道與統(tǒng)計(jì)方法尚有待商榷及改進(jìn)之處,但此產(chǎn)值仍然是目前唯一較為接近現(xiàn)實(shí)的數(shù)據(jù),可信可用。

4.3 產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新子系統(tǒng)是引領(lǐng)竹產(chǎn)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)發(fā)育與提高竹業(yè)產(chǎn)值的引擎。在原生產(chǎn)業(yè)子系統(tǒng)中生產(chǎn)要素受到制約,竹產(chǎn)業(yè)第一、第二和第三鏈環(huán)共存的環(huán)境中,促進(jìn)赤水市竹產(chǎn)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)發(fā)育與提升產(chǎn)值水平的有效手段是產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新。增加與延伸產(chǎn)業(yè)鏈?zhǔn)鞘滓緩?延長(zhǎng)現(xiàn)有竹漿、竹材和竹筍產(chǎn)業(yè)鏈,增加深加工產(chǎn)品[23]種類(lèi)；發(fā)展生態(tài)旅游、林內(nèi)種植和養(yǎng)殖產(chǎn)業(yè)鏈,提高原生產(chǎn)業(yè)子系統(tǒng)產(chǎn)值。其次是系列化組裝與創(chuàng)新現(xiàn)有科技成果、專(zhuān)利和標(biāo)準(zhǔn)(規(guī)程),提升竹產(chǎn)品生產(chǎn)與產(chǎn)品質(zhì)量的標(biāo)準(zhǔn)化及專(zhuān)利化水平,以龍頭企業(yè)為主建立產(chǎn)業(yè)集群,對(duì)現(xiàn)有分散生產(chǎn)的中小型竹加工企業(yè)合并重組,以產(chǎn)品規(guī)模和品牌優(yōu)勢(shì)增強(qiáng)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力,提升外生產(chǎn)業(yè)子系統(tǒng)產(chǎn)值。再次是利用共生產(chǎn)業(yè)子系統(tǒng),擴(kuò)大產(chǎn)品展示[3- 4]與銷(xiāo)售渠道。最后是優(yōu)化現(xiàn)有竹產(chǎn)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)[9- 10,14- 16,22- 24],開(kāi)展肥料、農(nóng)藥、竹筍、竹稈和枝葉等物質(zhì)流[5]及重要元素流[11-12,18]與能值動(dòng)態(tài)[6]分析,淘汰低附加值產(chǎn)能、發(fā)展深加工產(chǎn)品。建立監(jiān)測(cè)與評(píng)價(jià)指標(biāo)體系[14-15]分析竹產(chǎn)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性[20]和脆弱性[21],及時(shí)調(diào)控竹產(chǎn)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)原料流向和產(chǎn)品輸出。

4.4 竹產(chǎn)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)演化規(guī)律與應(yīng)用。自20世紀(jì)50年代丹麥的卡倫堡(Kalundborg)工業(yè)園[7- 8]實(shí)現(xiàn)了園區(qū)內(nèi)物質(zhì)與能量自組織循環(huán)后,20世紀(jì)80年代后日本[9]、韓國(guó)[10]和我國(guó)[5- 6,11- 13,16]出現(xiàn)了不同類(lèi)型生態(tài)產(chǎn)業(yè)園,開(kāi)始了生態(tài)產(chǎn)業(yè)園規(guī)劃建設(shè)[13]與管理[14- 15]。赤水市竹產(chǎn)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)不同于卡倫堡工業(yè)園建設(shè)的自組織模式、也不同于其它工業(yè)園建設(shè)的規(guī)劃模式,屬“自組織+規(guī)劃”模式,同其它“竹子之鄉(xiāng)”的“竹林資源推動(dòng)竹產(chǎn)品加工、竹林資源培育和竹產(chǎn)品加工相協(xié)調(diào)”的產(chǎn)業(yè)發(fā)展模式有相似和相異之處。雖同屬竹產(chǎn)業(yè)生態(tài)系統(tǒng),演化過(guò)程受特定區(qū)域自然和社會(huì)經(jīng)濟(jì)因素的綜合影響,具有產(chǎn)業(yè)重點(diǎn)的異質(zhì)性、演替階段的相似性和經(jīng)歷時(shí)間的不等性,其演化規(guī)律仍然具有一般指示性與實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。竹產(chǎn)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)宜在適竹區(qū)或竹林資源量相對(duì)集聚區(qū)建設(shè),規(guī)劃先行、建設(shè)隨后。原生產(chǎn)業(yè)子系統(tǒng)以基地林建設(shè)為主,竹林資源消耗量和生產(chǎn)量相適應(yīng)。外生產(chǎn)業(yè)子系統(tǒng)以深加工和高附加值產(chǎn)品為主、規(guī)模適度,多產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展。共生產(chǎn)業(yè)和產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新子系統(tǒng)充分利用與優(yōu)化現(xiàn)有資源,提升服務(wù)質(zhì)量和創(chuàng)新水平。以實(shí)現(xiàn)竹產(chǎn)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的生態(tài)、經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益最大化。

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Bamboo industry ecosystem structure and evolution: an example of Chishui City, Guizhou Province, China

ZHANG Xi1,*, WEN Tao1, LI Dan1, LI Jiwei2, HUO Da1, JIANG Xia1, YANG Shoulu1, SHEN Xiaojun3, YUAN Keli4

1GuizhouProvincialAcademyofForestry,Guiyang550005,China2GuizhouCHTHPaperCO.,LTD,TightsenGroup,Chishui564700,China3ForestryBureauofChishuiCity,Chishui564700,China4CenterforBambooIndustryDevelopmentofChishuiCity,Chishui564700,China

China is a global leader in the production of bamboo forest resources and the bamboo products processing industry. China′s bamboo forests and industry play an important role in regional environmental protection and social economic development. This study analyzed the development of laws related to the bamboo industry and its related ecosystem in Chishui city, Guizhou Province, China, as an example. Chishui is referred to as “the hometown of bamboo in China” by the State Forestry Bureau in 1996 and 2006. The results show: (1) from a human perspective, there are five components of bamboo forest use including provision of ecological services, foods, medicines, timber products and cultural products. Bamboo processing involves three relative independent types of industries. The first type processes 47.3% of the bamboo forest resources produced in the city. It includes environmental protection and the harvest and processing of raw materials from bamboo. The second and third type involves nearly 200 bamboo—processing companies and 6 major industries that produce a wide variety of nearly 300 products requiring either minor or intense processing to create final products. (2) The five elements of the bamboo industry ecosystem include environmental resources, primary industry, exogenous industry, industrial support, and industrial innovation. Bamboo forest resources provide the main products for the primary industrial element and raw material for the exogenous industrial element. Bamboo forest resources are a component of, and are affected by, the environmental resources element. The industrial support element provides support services for infrastructure, finance, and businesses, that is, services for other industrial elements. The industrial innovation element provides innovative technology and institutional management for other industrial elements. These five elements interact and have different levels of importance with the following four states: the main state is the primary industrial element (I), the priority state to exogenous and primary industrial element (II), the priority state to primary and exogenous industrial element (III) and the main state of the exogenous industrial element (IV). Currently, the bamboo industry of Chishui city is overall in state II with a trend of transforming from state II to state III, including a part of miscellaneous bamboo forest resources and processing. In recent years, output values of the bamboo exogenous industry element accounted for more than 40% of the GDP of the city, with an increasing trend from year to year. In 2014, the demand for moso bamboo resources was 7.94×106clumps, with actual consumption (3.04×106clumps)

bamboo industry; industry ecosystem; evolutionary stage; primary industry; exogenous industry; industrial support; industrial innovation

貴州省林下經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式與保障措施(黔科合R字[2014]2034);毛竹低產(chǎn)林改造技術(shù)規(guī)程(黔林科合[2012]04);竹產(chǎn)業(yè)關(guān)鍵技術(shù)研究與示范(黔科合重大專(zhuān)項(xiàng)[2007]6002)

2015- 07- 17;

2016- 03- 24

10.5846/stxb201507171505

*通訊作者Corresponding author.E-mail: zhangxigzfa@tom.com

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