我國西部省區(qū)森林生態(tài)承載力與環(huán)境污染壓力的動(dòng)態(tài)關(guān)系

崔海濤，崔譯丹，曾文程，望飛勇，熊 娜*

(1.廣西民族大學(xué)管理學(xué)院，廣西 南寧 530006；2.廣西民族大學(xué)經(jīng)濟(jì)學(xué)院，廣西 南寧 530006；3.廣西農(nóng)業(yè)科學(xué)院園藝研究所，廣西 南寧 530007)

【研究意義】森林生態(tài)系統(tǒng)能吸收環(huán)境中被污染的空氣，并通過光合作用產(chǎn)生更多氧氣釋放到大氣中凈化空氣，還能針對不同氣候進(jìn)行適當(dāng)?shù)淖詣?dòng)調(diào)節(jié)以維持氣候穩(wěn)定，為人類正常生活提供氣候環(huán)境保障。但是，森林生態(tài)系統(tǒng)本身的承載力有限，當(dāng)人類社會帶來的資源環(huán)境壓力超過其可承受閾值時(shí)，森林生態(tài)系統(tǒng)便失去自動(dòng)調(diào)節(jié)功能，導(dǎo)致整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)失衡，進(jìn)而阻礙經(jīng)濟(jì)社會的可持續(xù)發(fā)展[1]。2018年我國SO2排放量約為516.1萬t，氮氧化物排放量為1288.4萬t，顆粒物排放總量為1132.3萬t[2]，與2017年比分別減少15.5%、4.4%和11.9%。在國家環(huán)保政策的推動(dòng)下，我國環(huán)境治理成效明顯，生態(tài)環(huán)境惡化趨勢有所好轉(zhuǎn)，但大氣污染仍是不可小覷的污染源之一。我國西部地區(qū)擁有豐富的森林資源，但由于過度砍伐植被及東部沿海地區(qū)制造業(yè)轉(zhuǎn)移，導(dǎo)致生態(tài)環(huán)境脆弱、水土流失及土地沙漠化嚴(yán)重，阻礙了國家西部生態(tài)安全屏障目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。因此，分析我國西部地區(qū)森林生態(tài)承載率的演變規(guī)律及其省(市、區(qū))際間差異，對我國西部地區(qū)生態(tài)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展及環(huán)境友好型經(jīng)濟(jì)社會建設(shè)具有重要意義?！厩叭搜芯窟M(jìn)展】前人關(guān)于我國對森林生態(tài)承載力與環(huán)境污染壓力的研究主要集中在森林生態(tài)承載力涵義和森林生態(tài)承載力對經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展影響兩方面。顧康康[1]研究認(rèn)為，生態(tài)承載力是指在一定時(shí)間和空間范圍內(nèi)，生態(tài)系統(tǒng)在自我調(diào)節(jié)能力和人類正常有序生產(chǎn)生活條件下所能支持的環(huán)境污染程度、資源消耗程度、社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展強(qiáng)度和一定消費(fèi)水平的人口數(shù)量。森林承載力蘊(yùn)含兩層含義，一是森林生態(tài)系統(tǒng)自身調(diào)節(jié)與維持能力，二是由外界壓力引起的森林生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)部社會和經(jīng)濟(jì)子系統(tǒng)發(fā)展能力[3-4]。祝凌云和張大紅[5]研究表明，森林生態(tài)承載力是森林生態(tài)系統(tǒng)對社會發(fā)展過程中造成負(fù)面影響的承載能力。谷振賓[6]研究發(fā)現(xiàn)，隨著經(jīng)濟(jì)增長水平的提高，森林資源增加到一定程度后會開始遞減。楊潔亮等[7]從經(jīng)濟(jì)、社會、環(huán)境和資源4個(gè)角度探究甘肅省資源環(huán)境承載力情況，發(fā)現(xiàn)環(huán)境子系統(tǒng)對資源環(huán)境綜合承載力產(chǎn)生基礎(chǔ)性影響。焦雯珺等[8]、于廣華等[9]從資源類型角度分別研究浙江省湖州市的水生態(tài)承載力和環(huán)渤海地區(qū)土地生態(tài)承載力，結(jié)果發(fā)現(xiàn)湖州市水生態(tài)承載力處于超載狀態(tài)，而環(huán)渤海地區(qū)土地生態(tài)承載力整體呈持續(xù)上升趨勢。王瑩和郭晨星[10]研究顯示，陜西省各市土地承載力差異較明顯，區(qū)域發(fā)展不平衡，土地承載力總體上偏低。廖文梅等[11]運(yùn)用熵權(quán)法測算長江經(jīng)濟(jì)帶的森林生態(tài)承載力水平，結(jié)果表明，長江經(jīng)濟(jì)帶地區(qū)整體森林生態(tài)承載水平具有良好的發(fā)展趨勢。劉夢和冉清紅[12]采用綜合評價(jià)法，從資源環(huán)境壓力和資源環(huán)境承載力兩方面構(gòu)建評價(jià)體系對陜西省域及其省內(nèi)市區(qū)的資源環(huán)境承載狀態(tài)進(jìn)行了評價(jià)。王少銳[13]研究顯示，京津冀地區(qū)環(huán)境污染壓力較大，使得森林超過可承載范圍，其中河北省的森林超載情況最明顯。米鋒等[14]構(gòu)建森林生態(tài)承載力指標(biāo)和人類行為指標(biāo)體系對我國各省(市、區(qū))森林生態(tài)安全狀況進(jìn)行評價(jià)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)我國大部分地區(qū)森林整體狀況有所好轉(zhuǎn)，但一些地區(qū)出現(xiàn)兩極分化現(xiàn)象。馮彥等[15]基于PSR模型計(jì)算認(rèn)為，湖北省縣域森林生態(tài)安全狀況整體良好。李巖[16]利用熵權(quán)法與專家法確定綜合權(quán)重以評估浙江省森林生態(tài)承載力，得出浙江省森林生態(tài)系統(tǒng)整體上處于適度可載區(qū)且有向好趨勢的結(jié)論?！颈狙芯壳腥朦c(diǎn)】目前，關(guān)于生態(tài)承載力的研究主要集中在海洋生態(tài)承載力、水生態(tài)承載力和土地生態(tài)承載力方面，且多數(shù)圍繞浙江和京津冀等經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平較高的地區(qū)展開，針對西部地區(qū)森林承載力的研究鮮見報(bào)道?！緮M解決的關(guān)鍵問題】建立森林生態(tài)承載力和環(huán)境污染壓力評價(jià)指標(biāo)體系，運(yùn)用熵權(quán)TOPSIS方法計(jì)算西部12個(gè)省(市、區(qū))森林承載力與環(huán)境污染壓力指數(shù)進(jìn)而計(jì)算森林生態(tài)承載率，分析我國西部省(市、區(qū))森林承載狀態(tài)、演變規(guī)律及省際間差異，為我國生態(tài)環(huán)境保護(hù)、治理及可持續(xù)發(fā)展提供參考依據(jù)。

1 材料與方法

本研究對象為我國西部12個(gè)省(市、區(qū))(廣西、四川、陜西、云南、貴州、甘肅、青海、寧夏、西藏、新疆、內(nèi)蒙古和重慶)的森林生態(tài)承載力和環(huán)境污染壓力指標(biāo)，時(shí)間跨度為2014—2017年。

1.1 模型思想與構(gòu)建

1.1.1 模型思想 采用客觀賦權(quán)法和熵權(quán)法能客觀描述某項(xiàng)指標(biāo)在指標(biāo)體系中的重要程度，熵越小，表示該指標(biāo)的權(quán)重越大，反之，該指標(biāo)的權(quán)重越小。TOPSIS(Technique for order preference by similarity to ideal solution)的基本思路是定義決策問題的正理想解和負(fù)理想解，最優(yōu)結(jié)果是離正理想解最近，離負(fù)理想解最遠(yuǎn)。而將熵權(quán)法和TOPSIS模型結(jié)合構(gòu)建熵權(quán)TOPSIS模型，不僅能體現(xiàn)各指標(biāo)的重要程度，還能全面反映評價(jià)體系的動(dòng)態(tài)演變趨勢。

1.1.2 研究方法 標(biāo)準(zhǔn)化處理：由于指標(biāo)量綱不同，因此在對指標(biāo)進(jìn)行綜合計(jì)算前需進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理。

正指標(biāo)：Rijt=(Xmax-Xijt)/(Xmax-Xmin)

負(fù)指標(biāo)：Rijt=-(Xmax-Xijt)/(Xmax-Xmin)

式中，Rijt和Xijt分別為第i個(gè)省份第t年森林承載力第j個(gè)指標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)化值與原始值，Xmax和Xmin分別為第j個(gè)指標(biāo)的最大值和最小值。

熵權(quán)法計(jì)算：

式中，Pijt、eijt和Wijt分別表示第i個(gè)省份第t年森林承載力第j個(gè)指標(biāo)下的比重、熵值和權(quán)重，k=1/lnm，m表示省份個(gè)數(shù)，n為指標(biāo)個(gè)數(shù)。

TOPSIS模型：首先運(yùn)用熵權(quán)Wijt構(gòu)建加權(quán)規(guī)范化矩陣Zijt，其次確定森林承載力評價(jià)指標(biāo)的正理想解(Sj+)和負(fù)理想解(Sj-)，計(jì)算森林承載力評價(jià)指標(biāo)與理想解的正(sepi+)負(fù)(sepi-)歐氏距離，最后采用計(jì)算第i個(gè)省份第t年的森林承載力指數(shù)(Cit)。

Zijt=WijtRijt

Sj+=max(z1j,z2j,z3j,…zn j)

Sj-=min(z1j,z2j,z3j,…zn j)

Cit=(Sepi++Sepi-)，Ci=∈(0,1)

森林生態(tài)承載率：森林生態(tài)承載率是指以森林生態(tài)系統(tǒng)為承載物承載人類生產(chǎn)生活過程中對森林生態(tài)系統(tǒng)造成的影響，包括正向和負(fù)向影響及環(huán)境污染壓力是否超過森林承載極限。利用前文計(jì)算出的森林承載力和環(huán)境污染壓力指數(shù)，計(jì)算森林生態(tài)承載率(I)，以評價(jià)區(qū)域森林生態(tài)承載能力。森林生態(tài)承載率(I)=森林承載力(B1)/環(huán)境污染壓力(B2)。式中，當(dāng)I>1.0時(shí)，森林承載能力處于富余狀態(tài)；0.8

1.2 指標(biāo)體系構(gòu)建

1.2.1 森林生態(tài)承載力評價(jià)指標(biāo)體系建立 森林生態(tài)承載力子系統(tǒng)主要包括資源性指標(biāo)、受害率指標(biāo)和區(qū)位指標(biāo)[5]。氣候、地形、土壤、降水和光照等自然因素是影響森林?jǐn)?shù)量與分布及決定森林承載力大小的重要因素[18]。參考李凱等[19]、謝劍英[20]、廖文梅等[21 ]的方法，選取森林覆蓋率、森林單位面積儲蓄量和林業(yè)用地面積率等11個(gè)指標(biāo)構(gòu)建森林生態(tài)承載力子系統(tǒng)。其中，森林覆蓋率(X1)、森林單位面積蓄積量(X2)、林業(yè)用地面積率(X3)、自然保護(hù)區(qū)率(X4)、天然林比重(X5)和公益林比重(X6)為資源性指標(biāo)，火災(zāi)受害率(X7)和病蟲害受害率(X8)為受害率指標(biāo)，年均降水量(X9)、平均氣溫(X10)和年日照時(shí)數(shù)(X11)為區(qū)位指標(biāo)。森林生態(tài)承載力評價(jià)指標(biāo)體系(表1)由一些與森林?jǐn)?shù)量、質(zhì)量和分布等問題息息相關(guān)的不同指標(biāo)組成，用以充分全面地反映森林生態(tài)系統(tǒng)的基本特征、受害情況和區(qū)位因素等。

1.2.2 環(huán)境污染壓力評價(jià)指標(biāo)體系建立 參考金悅等[22]、袁菲等[23]的方法，對工廠主要污染物廢水排放量(Y1)(包括工業(yè)廢水和生活污水)、一般固體廢物傾倒丟棄量(Y2)、SO2排放量(Y3)和煙塵(粉塵)排放量(Y4)4個(gè)指標(biāo)進(jìn)行分析即可掌握工廠污染物對森林承載力的影響程度。環(huán)境污染壓力評價(jià)指標(biāo)體系(表1)是衡量人類生產(chǎn)生活對森林生態(tài)系統(tǒng)造成環(huán)境壓力的指標(biāo)體系，以環(huán)境污染源作為評價(jià)指標(biāo)衡量污染情況而構(gòu)建。

表1中，目標(biāo)層(A)為森林生態(tài)承載率，準(zhǔn)則層(B)為森林承載力子系統(tǒng)(B1)和環(huán)境污染壓力子系統(tǒng)(B2)，分別用于評價(jià)森林生態(tài)系統(tǒng)自身狀況和所承載的壓力。森林承載力子系統(tǒng)包括資源性指標(biāo)(C1)、受害率指標(biāo)(C2)和區(qū)位指標(biāo)(C3)3個(gè)狀態(tài)層，環(huán)境污染壓力子系統(tǒng)以環(huán)境污染壓力指標(biāo)(C4)為狀態(tài)層。在森林承載力子系統(tǒng)權(quán)重確定中，資源性指標(biāo)(0.9263)>區(qū)位指標(biāo)(0.2500)>受害率指標(biāo)(0.1763)，總體上以林業(yè)用地面積率、天然林比重和森林單位面積蓄積量的權(quán)重較大[6]，即森林本身的資源擁有量對森林承載力更重要，也是決定森林承載力水平的關(guān)鍵因素。在環(huán)境污染壓力指標(biāo)子系統(tǒng)權(quán)重確定中，4個(gè)指標(biāo)(Y1～Y4)的性質(zhì)均為負(fù)向作用，且一般固體廢物排放量和SO2排放量的權(quán)重較大，即人類活動(dòng)對森林造成的影響主要為負(fù)面影響。

表1 森林生態(tài)承載力和環(huán)境污染壓力評價(jià)指標(biāo)體系

1.3 數(shù)據(jù)來源

用于計(jì)算森林承載力指數(shù)和環(huán)境污染壓力指數(shù)(表1中的指標(biāo)層)的數(shù)據(jù)均采用2014—2018年西部12個(gè)省(市、區(qū))面板數(shù)據(jù)，主要來源于西部地區(qū)各省(市、區(qū))的統(tǒng)計(jì)年鑒、《中國林業(yè)統(tǒng)計(jì)年鑒》和《中國環(huán)境統(tǒng)計(jì)年鑒》。但個(gè)別地區(qū)(西藏和新疆)的指標(biāo)層數(shù)據(jù)不齊全且年份長短不一，而研究區(qū)域各項(xiàng)指標(biāo)在2014—2017年變化較明顯，具有一定代表性，因此，從數(shù)據(jù)的可得性和研究的合理性考慮，本研究以2014—2017年跨度的數(shù)據(jù)為主開展相關(guān)研究。

2 結(jié)果與分析

2.1 森林承載力指數(shù)評價(jià)結(jié)果

從圖1可看出，寧夏、四川、陜西、云南、新疆和內(nèi)蒙古的森林承載力指數(shù)呈倒“N”形三段式變化，青海省的森林承載力指數(shù)呈“N”形三段式變化。其中，寧夏的森的林承載力指數(shù)在2014—2015年和2016—2018年為下降階段，在2015—2016年為上升階段，森林承載力指數(shù)從0.6916降至0.6126后，又升至0.6535，再降至0.2124；四川、陜西、云南、新疆和內(nèi)蒙古的森林承載力指數(shù)均在2014—2015年和2017—2018年為下降階段，在2015—2017年為上升階段。而貴州的森林承載力指數(shù)呈“M”形四段式變化，在2014—2015年從0.1636升至0.3511，在2015—2016年降至0.2425，在2016—2017年升至0.3528，在2017—2018年降至0.2042；甘肅的森林承載力指數(shù)呈“W”形四段式變化，在2014—2015年從0.2435降至0.2040，在2015—2016年升至0.2498，在2016—2017年降至0.1756，在2017—2018年升至0.2137；重慶的森林承載力指數(shù)也呈“W”形四段式變化，在2014—2015年從0.2681降至0.2091，在2015—2016年升至0.2786，在2016—2017年降至0.2171，在2017—2018年升至0.5936；廣西和西藏的森林承載力指數(shù)呈倒“U”形兩段式變化，其中廣西從2014年的0.2024升至2016年的0.7126，而后降至2018年的0.1835；西藏從2014年的0.2451升至2017年的0.4624，而后降至2018年的0.1766?？梢姡鞑?2個(gè)省(市、區(qū))的森林生態(tài)承載力變化差異較明顯，其中重慶的森林生態(tài)承載力在2017年迅速增加，青海和甘肅的森林生態(tài)承載力呈增加趨勢，這3個(gè)省(市)應(yīng)保護(hù)好森林資源，維持較高的森林覆蓋率和林業(yè)用地面積；寧夏、廣西、新疆、西藏和貴州的森林生態(tài)承載力降幅較大，云南、內(nèi)蒙古、陜西和四川的森林生態(tài)承載力呈下降趨勢，但降幅較小，應(yīng)多植樹造林，增加林木資源。

2.2 環(huán)境污染壓力指數(shù)評價(jià)結(jié)果

由表2可知，西部地區(qū)環(huán)境污染壓力指數(shù)變化情況分化為兩種類型：重慶、四川和陜西的環(huán)境污染壓力指數(shù)隨著年限變化呈緩慢下降趨勢，而云南、貴州、廣西、西藏、甘肅、青海、寧夏、新疆和內(nèi)蒙古的環(huán)境污染壓力指數(shù)隨著年限變化呈緩慢上升趨勢。在環(huán)境污染壓力指數(shù)上升的省(市、區(qū))中，甘肅、寧夏和內(nèi)蒙古的環(huán)境污染壓力指數(shù)升幅較大，分別上升419.12%、111.95%和103.3%，屬于第一梯隊(duì)；云南、貴州、青海和新疆的升幅居中，分別上升64.96%、67.65%、50.58%和39.50%，屬于第二梯度；廣西和西藏的環(huán)境污染壓力指數(shù)升幅較小，分別上升11.52%和7.53%，屬于第三梯隊(duì)。

圖1 2014—2018年西部12個(gè)省(市、區(qū))的森林生態(tài)承載力動(dòng)態(tài)變化趨勢Fig.1 The dynamic change trend of forest ecological carrying capacity in 12 western provinces(cities，regions) from 2014 to 2018

從表2還可看出，西部地區(qū)總體的環(huán)境污染壓力指數(shù)在2016年以前呈穩(wěn)定上升趨勢，在2017年有所下降，由2014年的0.3124升至2016年的0.5795，又降至2017年的0.4387，但仍較2014年上升40.47%。

從圖2-A可看出，重慶、陜西和四川的環(huán)境污染壓力指數(shù)呈倒“N”形變化，其中，2014—2015年和2016—2017年為下降階段，2015—2016年為上升階段。從圖2-B可看出，云南、廣西、西藏、新疆、內(nèi)蒙古和貴州的環(huán)境污染壓力指數(shù)呈現(xiàn)倒“U”形變化，其中，貴州、新疆、內(nèi)蒙古、廣西和云南的環(huán)境污染壓力指數(shù)在2014—2016年處于上升階段，在2016—2017年處于下降階段，而西藏的環(huán)境污染壓力指數(shù)在2015年之前為上升階段，2015年之后為下降階段。從圖2-C可看出，寧夏和甘肅的環(huán)境污染壓力指數(shù)一直呈現(xiàn)上升趨勢，其中，2014—2015年寧夏的環(huán)境污染壓力指數(shù)增長速度高于甘肅，2015—2016年甘肅的環(huán)境污染壓力指數(shù)增長速度高于寧夏，但寧夏的增幅大于甘肅，而2016—2017年兩省(區(qū))的環(huán)境污染壓力指數(shù)增速相當(dāng)。從圖2-D可看出，青海的環(huán)境污染壓力指數(shù)呈“N”形變化，其中，在2014—2015年和2016—2017年均為上升階段，在2015—2016年為下降階段?？梢姡?014—2017年期間，西部12個(gè)省(市、區(qū))的環(huán)境污染壓力指數(shù)存在較大差異，其中甘肅、寧夏和青海的環(huán)境污染壓力指數(shù)呈折線上升趨勢，這3個(gè)省(區(qū))應(yīng)減少工業(yè)廢氣廢水排放；重慶、四川和陜西的環(huán)境污染壓力指數(shù)開始下降，應(yīng)繼續(xù)保持下降趨勢；云南、貴州、廣西、西藏、新疆和內(nèi)蒙古的環(huán)境污染壓力指數(shù)達(dá)峰值后遞減，應(yīng)繼續(xù)維持下降趨勢，防止工業(yè)廢水廢氣排放再次增加。

2.3 森林生態(tài)承載力與環(huán)境污染壓力的動(dòng)態(tài)關(guān)系

2.3.1 基于時(shí)序演變的特征分析 從圖3可看出，西部地區(qū)12個(gè)省(市、區(qū))的森林生態(tài)承載率在2014—2017年間呈“U”形變化趨勢。其中，在2014—2016年為下降階段，森林生態(tài)承載率由大于1.00狀態(tài)向小于1.00狀態(tài)轉(zhuǎn)變，且持續(xù)下降；在2016—2017年為上升階段，但仍處于小于1.00狀態(tài)。說明西部地區(qū)2014—2015年的森林生態(tài)承載率從富余狀態(tài)逐漸過渡到超載狀態(tài)，2015年以前森林生態(tài)系統(tǒng)在自我維持更新的同時(shí)能承受環(huán)境污染帶來的壓力，而2015年后森林系統(tǒng)無法承受環(huán)境污染壓力，至2017年，森林資源的持續(xù)增加使得森林生態(tài)承載率提高，環(huán)境污染壓力下降，進(jìn)而使得森林生態(tài)承載能力逐漸升高，但森林生態(tài)承載率仍未恢復(fù)到富余狀態(tài)。具體到各省(市、區(qū))，2014年寧夏、甘肅和云南的森林生態(tài)承載率較高，分別為2.75、2.37和1.22，重慶、青海和西藏的森林生態(tài)承載率較低，分別為0.42、0.48和0.63；2017年廣西、陜西和四川的森林生態(tài)承載率較高，分別為2.17、1.20和1.13，甘肅、重慶和青海的森林生態(tài)承載率較低，分別為0.33、0.40和0.74；12個(gè)省(市、區(qū))中森林生態(tài)承載率上升較快的是廣西和西藏，2017年分別較2014年增加1.40和0.48，而青海和重慶的森林生態(tài)承載率一直較低，其他省(市、區(qū))每年的森林生態(tài)承載率都圍繞西部地區(qū)平均值上下波動(dòng)，最終廣西、四川、陜西、云南、西藏和新疆的森林生態(tài)承載率高于12個(gè)省(市、區(qū))森林生態(tài)承載率的平均值，貴州、甘肅、青海、寧夏、內(nèi)蒙古和重慶的森林生態(tài)承載率低于12個(gè)省(市、區(qū))森林生態(tài)承載率的平均值。可見，西部地區(qū)各省(市、區(qū))的森林生態(tài)承載率在2014—2017年間總體上波動(dòng)變化較明顯，其中貴州、陜西、甘肅、青海、寧夏、內(nèi)蒙古和重慶等省(市、區(qū))應(yīng)通過造林和護(hù)林措施提高森林資源覆蓋率以增強(qiáng)森林生態(tài)系統(tǒng)的承載能力；四川、云南、新疆、內(nèi)蒙古和廣西等省(區(qū))應(yīng)繼續(xù)提高森林系統(tǒng)的承載能力。

表2 2014—2017年西部12個(gè)省(市、區(qū))的環(huán)境污染壓力指數(shù)變化情況

圖2 2014—2017年西部12個(gè)省(市、區(qū))的環(huán)境污染壓力指數(shù)變化情況Fig.2 Changes in the environmental pollution pressure index of the 12 western provinces(cities，regions) from 2014 to 2017

圖3 2014—2017年西部12個(gè)省(市、區(qū))的森林生態(tài)承載率動(dòng)態(tài)變化趨勢Fig.3 The dynamic change trend of forest ecological carrying rate in 12 western provinces(cities，regions) from 2014 to 2017

2.3.2 基于省域?qū)用娴木捣治?分別將西部12個(gè)省(市、區(qū))的森林生態(tài)承載力、環(huán)境污染壓力和森林生態(tài)承載率指數(shù)逐年加總平均，得到2014—2017年各省(市、區(qū))總體平均指數(shù)。由表3可知，總體平均森林生態(tài)承載率指數(shù)從高至低依次為寧夏、廣西、西藏、青海、陜西、云南、甘肅、四川、新疆、內(nèi)蒙古、貴州和重慶，其中，平均森林生態(tài)承載率指數(shù)較高的是寧夏和廣西，分別為1.56和1.16，較低的是貴州和重慶，分別為0.56和0.46，其他各省(市、區(qū))的平均森林生態(tài)承載率指數(shù)依次為0.92(西藏)、0.86(青海)、0.83(陜西)、0.82(云南)、0.70(甘肅)、0.68(四川)、0.61(新疆)和0.60(內(nèi)蒙古)。從森林可持續(xù)狀態(tài)來看，廣西和寧夏的森林生態(tài)系統(tǒng)承載水平處于富余狀態(tài)(參考谷振賓[6]的研究結(jié)果，其森林覆蓋率、單位面積森林蓄積量、天然林比重都較高)，云南、陜西、青海和西藏的森林生態(tài)系統(tǒng)承載水平處于平衡狀態(tài)，重慶、四川、貴州、甘肅、內(nèi)蒙古和新疆的森林生態(tài)系統(tǒng)承載水平處于超載狀態(tài)?？梢?，重慶、四川、貴州、甘肅、內(nèi)蒙古和新疆的環(huán)境污染壓力超過了森林承載力，森林在維持自我更新的同時(shí)已不能承擔(dān)超負(fù)荷的環(huán)境污染壓力，云南、陜西、甘肅和西藏的森林生態(tài)承載水平應(yīng)保持平衡狀態(tài)并盡可能由平衡轉(zhuǎn)為富裕狀態(tài)；廣西和寧夏應(yīng)繼續(xù)保護(hù)森林資源，并維持其富余狀態(tài)。

表3 西部12個(gè)省(市、區(qū))的森林生態(tài)承載率及森林承載狀態(tài)

3 討 論

本研究結(jié)果表明，從總體上看，2014—2017年西部地區(qū)森林承載力呈上升趨勢，而環(huán)境污染壓力在2016年以前呈上升趨勢，且上升速度大于森林承載力的上升速度，在2016年以后呈下降趨勢，二者的共同作用使西部地區(qū)森林承載率呈“U”型變化趨勢，從富余狀態(tài)演變?yōu)槌d狀態(tài)，再過度到平衡狀態(tài)；從各省(市、區(qū))份情況來看，2014—2017年森林生態(tài)承載率指數(shù)由高至低依次為寧夏、廣西、西藏、青海、陜西、云南、甘肅、四川、新疆、內(nèi)蒙古、貴州和重慶，其中，廣西和寧夏的森林處于富余狀態(tài)，云南、陜西、青海和西藏的森林處于平衡狀態(tài)，重慶、四川、貴州、甘肅、內(nèi)蒙古和新疆的森林處于超載狀態(tài)。

本研究中，森林承載力和環(huán)境污染壓力是相互影響的兩個(gè)系統(tǒng)，當(dāng)環(huán)境污染壓力小于森林承載力時(shí)，森林在維持自我更新的同時(shí)能承擔(dān)人類行為帶來的環(huán)境污染；當(dāng)環(huán)境污染壓力大于森林承載力時(shí)，森林不能承擔(dān)超負(fù)荷的環(huán)境污染壓力。當(dāng)森林承載力上升、環(huán)境污染壓力下降時(shí)，森林的可持續(xù)狀態(tài)即轉(zhuǎn)為富余狀態(tài)；反之，當(dāng)森林承載力下降、環(huán)境污染壓力上升時(shí)，森林承載狀態(tài)處于超載狀態(tài)。同時(shí)，在森林承載力系統(tǒng)中，重點(diǎn)控制的指標(biāo)為林業(yè)用地面積率、天然林比重和森林單位面積蓄積量；而在環(huán)境污染壓力系統(tǒng)中，重點(diǎn)控制的指標(biāo)為一般固體廢物排放量和SO2排放量。2014—2017年，重慶、四川、陜西和西藏的環(huán)境污染壓力指數(shù)呈緩慢下降趨勢，云南、貴州、廣西、甘肅、青海、寧夏、新疆和內(nèi)蒙古的環(huán)境污染壓力指數(shù)呈緩慢上升趨勢，且甘肅、寧夏和新疆的環(huán)境污染壓力指數(shù)升幅較大，說明這3個(gè)省(區(qū))的環(huán)境污染程度加重，對森林生態(tài)系統(tǒng)功能的負(fù)面影響較大，可能出現(xiàn)惡化趨勢，與米鋒等[14]研究認(rèn)為內(nèi)蒙古、甘肅和新疆等省(區(qū))的森林生態(tài)承載力評估值呈下降趨勢的觀點(diǎn)吻合。西部12個(gè)省(市、區(qū))森林承載力指數(shù)的變化趨勢與森林生態(tài)承載率變化趨勢相同，森林承載力較大的省份其森林生態(tài)承載率也較高，與祝凌云和張大紅[5]、張志杰等[24]的研究結(jié)果一致，表明森林生態(tài)承載率指標(biāo)系統(tǒng)中，表示森林本身生態(tài)狀況資源性指標(biāo)的作用最重要，森林生態(tài)壓力的影響次之[25]。由此判斷，僅依靠1個(gè)系統(tǒng)的承載力推動(dòng)整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)向好發(fā)展作用有限，森林承載能力的提高不僅需要提高森林系統(tǒng)本身的生態(tài)功能，更需要減少環(huán)境污染壓力[26]。

改善森林承載力是支撐西部地區(qū)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的有效途徑。我國西部地區(qū)大部分省份生態(tài)環(huán)境脆弱，森林保護(hù)力度薄弱，導(dǎo)致森林生態(tài)系統(tǒng)功能弱化，人類生產(chǎn)生活對環(huán)境造成的污染愈加嚴(yán)重。今后，對于西部地區(qū)森林生態(tài)承載率的提升應(yīng)從豐富森林資源(通過造林、護(hù)林等相關(guān)措施繼續(xù)加強(qiáng)現(xiàn)有森林資源保護(hù)和管護(hù)，提高天然林比重以豐富森林結(jié)構(gòu)，保障森林生態(tài)安全)和減少環(huán)境污染(貫徹環(huán)境保護(hù)政策導(dǎo)向，積極發(fā)展環(huán)境友好型經(jīng)濟(jì))兩方面著手，以保證西部地區(qū)森林資源高質(zhì)量發(fā)展，實(shí)現(xiàn)西部經(jīng)濟(jì)和生態(tài)文明建設(shè)可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)。

4 結(jié) 論

我國西部12個(gè)省(市、區(qū))的森林承載水平總體上已由富余狀態(tài)演變?yōu)槌d狀態(tài)再轉(zhuǎn)為平衡狀態(tài)，但省(市、區(qū))際間存在差異。提升西部地區(qū)森林生態(tài)承載率要從豐富森林資源和減少環(huán)境污染兩個(gè)方面平行展開。