基于MFA的青岛市城阳区物质代谢研究

基于欧盟的物质流分析(MFA)框架,对青岛市城阳区的物质代谢状态和代谢强度进行了系统分析.结果表明:1995─2004年城阳区资源投入量和污染物排放量分别增长3.6和1.8倍,化石燃料和矿物约占资源投入量的50.26%～76.30%,进口资源量所占比例呈逐年增长趋势,经济发展的资源外部依赖性较强.万元GDP资源投入由6.01 t降至3.56 t,万元GDP污染物排放量也降低了63.74%,表明城阳区经济发展的资源利用效率和生态效率已有不同程度的提高,但仍远高于发达国家20世纪末期的水平,因此提高资源生产力和控制污染物排放是实现城阳区可持续发展的必由之路.      

我国地质环境与社会经济的物质流分析

论文利用物质流分析方法对2000~2005年我国地质环境与社会经济的物质流进行了核算与分析。结果表明:近年我国社会经济发展从地质环境获取的物质需求总量呈增加态势,2005年达到了439.6×10⁸t,显著超过了国外主要发达国家,致使我国地质环境压力不断增大;我国经济增长在依赖于地质资源的同时,物质生产力从240.9元/t增长到416.5元/t,但与主要发达国家相比,我国经济发展仍属于资源消耗型,可持续发展能力较低;我国人均物质消耗量为33.6t,明显低于主要发达国家,按照发达国家人均物质消耗量开发地质资源将远远超过我国的地质环境承载力,决定了我国只能走资源节约型的经济发展道路。     

中国造纸业物质代谢演化特征

造纸业是与国民经济和社会发展关系密切并具有可持续发展特点的重要基础原材料产业.为了解中国造纸业资源消耗及环境污染变化趋势,基于经济系统造纸业物质流分析（EW-MFA）方法原理,建立了中国造纸业物质代谢分析模型,定量分析2005~2017年中国造纸业物质输入/输出、代谢强度和循环利用率等演化特征.结果表明,2005~2017年中国造纸业的物质输入与输出总体呈下降趋势,水的贡献占比高达90%以上.近年来,随着造纸业原料结构的不断优化,非木材制浆的比例从42%下降至13%,主要被废纸制浆为主,木材制浆为辅的方式所取代,单位纸产品的资源消耗量得以大幅降低.2017年吨纸及纸板直接物质输入为26 t,较2005年的79 t下降了67%,其中新鲜水消耗量下降了约69%.水资源循环利用率大幅上升,2017年水循环率高达77%.目前,纸及纸板的生产越来越依赖于国内废纸和进口木材的投入,两者占比分别由2005年的21%和9%上升至2017年的60%和31%.然而,国内废纸回收率仍处于较低水平,需通过加强回收体系建设、提高居民回收意识等措施以缓解限制废纸进口造成的原料供应紧缺.     

广东省环境经济系统的物质流分析

运用物质流分析(MFA)方法.对广东省经济系统在1990～2005年间的物质输入与输出进行系统地分析,探讨了广东省经济发展与环境压力的关系.研究结果表明:①在不考虑水的情况下.物质输入与输出量均在不断增加(年均分别为4.50%和3.87%),但均小于GDP的增长速度(14.62%),二者成正比,物质消耗强度和物质输出强度也在逐渐上升,说明区域社会经济的发展带动了人们物质消费的增长,从而导致输出的增加;②水输入输出量以及废水排放强度均在不断增加,尤其是生活污水排放量及排放强度的增长速度较快,加重了对区域水环境的压力;③单位GDP的物质输入与输出均在不断降低,表明区域资源综合利用效率和废弃物输出效率得到明显提高;④物质输入输出与GDP回归分析表明.区域物质输入与GDP、区域物质输出与GDP呈良好的线性关系;⑤IPAT模型分析表明,区域过程排放(RPO)受到技术水平提高的限制,但由于国民福利与人口增长的压力,使得RPO仍以年均2.67%的速度增长.但远小于GDP的增长速度,表明区域经济和环境处在相对解耦状态,广东省正逐步走向区域环境与经济的协调发展.     

2000~2010年中国资源产出率测算

在中国实际管理需求的基础上,构建了中国经济系统物质流分析(Chinese Economy-wide Material Flow Analysis - CEW-MFA)模型,对传统经济系统物质流分析工具进行了补充和拓展.在该模型的基础上将中国的RP定义为一组4个指标:直接物质投入(DMI)/GDP、本地物质消耗(DMC)/GDP、物质总循环量(CR)/(CR+DMI)与CR/固体废物总产生量(TG).测算了2000~2010年时间段的物质流及RP指标,并对其中的资源经济产出效率进行了国际比较.结果表明,中国现阶段的物质代谢总量高,2010年国家的DMI接近120亿t,DMC超过107亿t.中国资源的经济产出效率与主要发达国家相比仍有较大差距.2010年的GDP/DMI与GDP/DMC分别为2260,2512元/t.循环物质总量有较大幅度的增长,综合利用率CRR(1)与CRR(2)总体保持上升趋势.CRR(1)从2000年的16%升至2010年的23%,CRR(2)由46.8%升至54.1%.     

“无废城市”驱动下的城市代谢系统优化潜力评估:以盘锦市为例

“无废城市”建设试点的提出标志着中国“无废社会”战略的实施和落实。采用物质流分析法量化了盘锦市2005—2018年的城市物质代谢;采用层次分析法和熵权法综合评价城市经济、资源、环境子系统的发展水平;借助系统动力学探究“无废城市”综合管理相较于其他发展模式对城市代谢系统优化的多方面潜力。结果表明:盘锦市物质投入产出具有“高投入、高排放、高隐藏流”特点;资源效益发展受限影响着整体城市代谢水平;在“无废城市”综合管理模式下,预计2025年资源产出率将在2018年基础上提高20.29%,环境效率提升4倍,极大地促进城市代谢系统资源、环境、经济层面的优化。     

物质流分析视角下北京市物质代谢研究

作为"重大国家战略"的"京津冀一体化"日益引起社会各界的高度重视,推动其进程的加快,首先要解决的就是该区域的资源环境问题,而北京作为该经济圈的核心,其资源环境问题的解决更是起着关键性的作用.在提高城市环境质量、改善人们生存环境方面,北京市仍任重而道远.运用物质流分析方法(EW-MFA)可以深入探讨社会经济发展与资源消耗及环境污染之间的关系,从而为社会经济发展过程中资源环境问题的解决提供科学依据.因此,本文采用欧盟物质流核算框架(EW-MFA)建立了北京市"吞吐"状态的物质代谢模型.结果表明:1992—2014年北京市的物质输入与输出总体呈上升趋势,矿物和化石燃料是北京市物质输入的主要组成部分;受社会经济发展水平的影响,北京市的物质投入强度表现出先上升后下降的趋势;研究期间内物质代谢效率不断提高.针对北京市的资源环境问题,应转变传统发展理念,不能一味地追求物质财富的增加而忽略生态环境的影响,且不断推动技术的革新和产业结构的调整应成为实现社会经济可持续发展的有效路径.     

北京经济系统物质流投入产出表的编制及其分析

为了对北京经济系统物质利用效率和污染物质对环境的影响进行分析,论文在物质流分析方法的基础上,根据投入产出表的原理,探索性的编制了2004年北京物质流投入产出表,并对基本结果进行了分析。结果表明,2004年北京的进口物质总量比出口多2826.22×10⁴t,经济发展主要依靠从区外进口物质,是显著的外界资源依赖型发展模式。研究也表明,北京地区的废气排放中CO₂占有很大的比重,是影响北京环境质量的一个重要因素。同时,北京固体废弃物和废水的再资源化利用率比较低,分别占直接投入物质的0.25%和5.20%。研究建议,北京迫切需要进一步改进经济增长方式,提高资源的使用效率和利用率,尤其是要通过技术进步和产业结构调整提高资源的再利用率,减少对环境的影响。     

区域环境-经济系统物质流与能流分析方法及实证研究

物质和能量流动是环境-经济系统正常运行的基本条件,研究原料、能源转化为产品和废弃物的代谢过程及环境影响,对于提高资源生产力,从根本上解决资源环境问题至关重要。参考区域物质流分析和能流分析方法,提出了区域物质流与能流分析的概念和研究框架,并对天津市1998-2007年间的物质流和能量流进行了实证研究。结果显示:2007年天津市物质消耗为97.25×10⁶ t,能源消耗为47.15×10⁶ tce,年均增长率分别超过10%和8%;外部调入物质约占直接物质输入量的46%,其中煤炭占了约40%,且完全依赖外部调入;资源消耗强度较高、产出率较低,导致资源大量消耗、污染物排放总量持续增长,这对区域资源环境产生了较大压力,环境容量总体处于饱和状态。最后针对存在的问题提出了相应措施与建议。     

区域物质流规模结构分析评价方法及应用研究

生态经济体系中环境的引导和调控作用是经济系统物质代谢的重要组成部分.为了更为完善地分析评价经济发展和环境压力的关系,在输入端、输出端物质流规模和结构分析中侧重于物质隐藏流的综合计算,并以广州市南沙区为例进行实证研究.研究结果表明:南沙区域出口与出口物质隐藏流呈逐步上升趋势;南沙区的区内生产过程排放呈现"先降后增、总体递增"的趋势,今后南沙区应加强对工业生产过程中工业固废和二氧化硫排放的监控.     

江苏省环境负荷预测分析

江苏省在经济可持续发展中面临能源自给率不足、环境容量有限、生态调节能力较弱及节能环保压力.利用环境负荷控制方程,以能源消耗量作为表征参数,对江苏省2000─2005年的环境负荷现状进行计算,并对其进行分析.对2010,2015和2020年的环境负荷进行预测,结果表明:江苏省经济在GDP年递增率达10%的高速发展条件下,若万元GDP能源消耗年降低率仍维持在2000─2004年的3.23%的水平而不加以控制,则2010年总能源消耗量将达到2.30×108 t,并以8.38%的年增长率递增.为使江苏省能源消耗的水平基本维持在2005年的水平,必须使万元GDP能源消耗年降低率接近、等于甚至大于9.09%.从能源结构调整、技术进步等方面给出强化节能降耗的相关建议,以控制江苏省环境负荷,从而减轻能源和环境对经济发展的压力.      

邯郸市区PM2.5污染特征及来源解析

对邯郸市区内邯郸钢铁集团（邯钢）、邯郸市环境监测中心（环保局）、河北工程大学（矿院）3个点位4个季节代表月大气PM_2.5样品进行采集,并对其离子、元素、碳质组分进行测试分析;利用基于排放清单、受体模型与空气质量模型相结合的综合来源解析方法,对邯郸市区大气PM_2.5贡献来源进行分析.结果表明：邯郸市区PM_2.5年均浓度为85.5μg/m³,秋冬季浓度明显高于春夏季,邯钢点位浓度略高于矿院和环保局;PM_2.5中占比较高的组分为NO₃^-、SO₄^2-、POA、SOA和NH₄⁺,分别占15.7%、14.5%、13.2%、12.2%和12.4%,具有明显的二次污染和有机污染特征,冬季二次组分和有机组分占比略高于其他季节,环保局点位一次有机气溶胶（POA）和二次有机气溶胶（SOA）占比略高于矿院和邯钢;冶金和扬尘是PM_2.5最主要的贡献来源,贡献率分别为27.0%和18.7%,冶金源在春夏季的贡献比例高于秋冬季,在邯钢点位的贡献率明显高于环保局和矿院.     

国家循环经济试点城市评价指标体系设计及案例分析

随着国家循环经济试点进入评判阶段,建立科学的循环经济发展模式评判体系尤为重要.在评述现有方法及评价指标体系的基础上,基于循环经济发展内涵,提出了“目标-结构-响应”3层循环经济评价指标体系.案例研究表明,1996—2008年国家试点城市——邯郸市资源生产力大幅攀升,年均增长率达7.3%,而同期碳排放强度大幅下降,年均下降率达4.5%;生产函数计量结果表明,资源要素对经济增长的贡献率由2000─2004年的34%降至2005─2008年的21%.说明邯郸市在“十一五”期间经济增长与资源输入和环境排放显著脱钩,由资源依赖型向资源效益型发展模式转变.结构和响应层面的指标证明了目标层面上的显著变化.      

长春地区食物链氮素养分流动趋势与特征分析

氮素养分管理问题一直是国内外关注的热点。论文通过整理统计资料和文献数据,利用NUFER（Nutrient Flows in Food Chains, Environment and Resources Use）模型,研究了长春地区1993—2013年食物链的氮素流动趋势特征,旨在为该地区氮素的优化管理和相关政策制定提供参考。研究结果表明：1993年长春地区食物链系统氮素的总输入量为26.4×10⁴ t,至2013年增长至50.8×10⁴ t;食品生产方面,动物性食品的氮素流量由1993年的0.7×10⁴ t增长至2013年的2.3×10⁴ t,而植物性食品氮素流量则由7.1×10⁴ t减少至6.7×10⁴ t;食品消费方面,动、植物性食品氮素流量分别由1993年的0.5×10⁴和3.3×10⁴ t增长至2013年的1.4×10⁴和3.6×10⁴ t。20 a间,长春地区食物链各环节的氮素养分利用率均呈下降趋势,其中畜禽和作物生产系统的氮素利用率分别由14.5%和56.1%降至13.2%和48.0%,整个食物链系统的氮素利用率由16.9%下降为10.6%,而与此同时氮素的损失率则由38.2%提高为48.7%。可见,随着经济发展和社会变革,长春地区食物链系统的氮素流动量大幅增加,而氮素利用效率则大幅下降。现阶段,该地区农牧生产和家庭消费中应注意含氮废弃物的管理与循环利用,减少氮素损失,从而提高利用效率。     

黑龙江省气候变化对粮食生产的影响

收集1986~2000年黑龙江省79个县市农业生产资料和30个气象台站逐日气温、降水资料,应用柯布-道格拉斯生产函数方法将粮食产量分解为气候产量和经济产量,然后用EOF方法分析了粮食产量、气候影响程度指数、≥10℃积温、生长季降水的时空变化特征及其关系。结果表明:15年间全省粮食产量稳步增加,气候变暖趋势明显但降水变化不显著,变暖对粮食生产有利,降水的变化未对粮食产量产生实质影响。15年间气候影响程度总体增大,但气候变化及其影响具有时空差异性:1986~1993年北部和西南部积温增加明显,粮食产量增加大于东北部和东南部;1993~2000年东北部和东南部积温增加明显,粮食产量增加超过北部和西南部。     

典型重工业城市空气重污染过程特征与来源解析

为揭示邯郸市空气污染过程及形成原因,以邯郸市环境监测中心为采样点,对采样滤膜进行离子和碳质组分测试,探讨PM_2.5组分浓度变化特征,并利用WRF-CAMx空气质量模型模拟分析2017~2018年秋冬季3次重污染前后邯郸市各个地区各类污染源大气污染排放对PM_2.5质量浓度的贡献.结果显示,重污染期间邯郸市水溶性粒子占PM_2.5质量浓度的62.4%,二次离子中呈现NO₃^- > SO₄^2- > NH₄⁺变化趋势.受地面均压场和高压底部控制及500hPa高空纬向环流影响,污染物水平方向和垂直方向传输受到抑制,同时边界层高度的降低进一步加剧PM_2.5污染浓度的升高,随着西伯利亚东部高压和欧亚大陆高压南下以及边界层高度的上升,3次重污染过程得以彻底清除.PSAT示踪模块结果表明复兴区,丛台区和永年区是邯郸市PM_2.5浓度贡献的主要区县,3个区县重污染贡献总和为66.8%~72.2%,重污染时段冶金,交通源和居民散煤燃烧是3大主要污染源.     

我国典型钢铁工业城市夏季臭氧污染来源解析研究

邯郸与其周边城市相比,臭氧(O₃)污染最为严重.基于观测数据分析夏季邯郸O₃浓度的时空特征,结果显示:观测期间邯郸O₃超标天数比率为86.7%,各区县O₃浓度分布存在差异,高温、低湿和偏南贴地气团传输是此次O₃连续污染的主要成因.继而,以CAMx-OSAT模型模拟方法进行O₃来源解析,溯源分析显示:邯郸O₃污染具有明显区域性特征,本地源对市域O₃贡献为43.9%,对主城区贡献明显增加(46.5%),但对O₃污染最严重郊县成安却有所下降(37.4%),来自河南地区的贡献占有重要比例;O₃污染过程中,本地源对主城区贡献显著升高(54.0%).本地源排放中,移动源对月均O₃贡献最高,而钢铁源是O₃污染过程最大贡献源.邯郸主城区光化学O₃生成主要受VOCs敏感区控制;O₃污染过程在NO_x敏感区内生成的O₃占比相对月均情况有所升高.