SALSA--农业生产生态可持续性评估的模拟工具

农业生产系统的生态可持续性评估亟需一些有效工具.本文所描述的SALSA(可持续农业系统分析,Systems Analysis forSustainable Agriculture)是一种环境系统分析工具.它由各种物流模型构成,并运用生命周期评价法阐释模拟结果.SALSA的一个示范性应用案例就是3种不同的生猪养殖情景在各自能源投入以及对全球变暖、富营养化和酸化作用方面的环境影响的比较分析.其中综合了不含大豆粉的低蛋白食料、改良后的肥料管理技术、低氮损失的情景是全部影响分类研究中的最佳选择.SALSA模型的优势在于它捕捉不同管理选择的后果的能力,这些管理选择对一个农场的一些过程有某种影响.这也使得文中描述的复杂研究成为可能.     

设施番茄生产系统的环境影响生命周期评价

应用生命周期评价方法,以陕西省西安市郊区为例,对设施番茄生产系统进行了环境影响评价.结果表明,日光温室和塑料大棚生产1000kg番茄消耗的能源和水资源分别是1740.58 MJ、50.767 m3和1502.346 MJ、53.734 m3;全球变暖潜值(以CO2当量计)、环境酸化潜值(以SO2当量计)、富营养化潜值(以PO3-4当量计)、光化学烟雾潜值(以C2H2当量计)、土壤毒性(以1,4-DCB当量计)、水体毒性(以1,4-DCB当量计)和人类毒性潜值(以1,4-DCB计)分别为271.943 kg、2.151 kg、0.247 kg、0.157 kg、24.217 kg、19.545 kg、0.124 kg和239.163 kg、1.88 kg、0.305 kg、0.109 kg、31.686 kg、19.7 kg、0.304 kg.设施构筑物自身建设和维护带来的主要潜在环境影响是能源耗竭、全球变暖和环境酸化;番茄种植环节引起的主要潜在环境影响是水资源耗竭、富营养化、全球变暖、土壤毒性和水体毒性;农资生产环节的主要潜在环境影响是能源耗竭.设施番茄生产系统中对环境影响大的建材和农资是钢材、聚乙烯材料、氮肥、农药和含过量重金属的有机肥.设施番茄生产系统对环境的影响不容忽视,应展开以降低其环境影响为目标的设施结构与建材、温室内气候条件调控、合理施肥和施药的研究,并对采取的技术方法进行生命周期评价,以确保设施蔬菜的可持续发展.研究结果可为促进设施蔬菜生产系统的可持续发展提供科学依据.     

应用猪饲料生产情景分析法的植物保护策略环境评价

对未来的猪肉生产构建了两种情景.一种是"基型"(即一切照旧)(business as usual)情景,这一情景中,猪饲料是以国内生产的谷谷和进口的豆饼为基本原料,未努力减少农药的用量.第二种情景更多的关注环境,在猪场还种植豌豆和油菜用以提供谷物和蛋白质饲料.采用更多种不同作物的轮作和机械除草相结合来降低农药的用量,以达到降低环境污染的目的.这两种情景同时用两种方法进行环境评估:生命周期评价法(LCA)(Life cycle Assessment)和农药风险指标模型(PRI-Farm)(Pesticide risk indicator model).结论表明:在猪饲料生产中通过运用改变作物的保护策略以期降低农药的用量和减小其风险是环保可行的.组织起农场的饲料生产,使蛋白质饲料和谷物生产相结合可促成更多种作物的轮作.     

基于生产可能性边界的黄河三角洲湿地生态系统服务权衡强度

提出了一种基于生产可能性边界（PPF）的湿地生态系统服务权衡强度计算方法,包括湿地生态系统服务定量评估、权衡关系判定、PPF曲线绘制和权衡强度计算四个步骤。以黄河三角洲湿地为研究对象,对保护情景、现状发展情景及开发情景三种土地利用发展模式下的主导生态系统服务进行了定量化权衡分析。结果表明：各生态系统服务间呈现显著相关关系（R²≥0.9,P<0.01）,各发展情景下,栖息地质量与碳储量之间均为协同关系;物质生产与栖息地质量间均为权衡关系,排序为保护情景<基期<现状发展情景<开发情景;而对于物质生产与碳储量之间,在保护及现状发展情景下存在协同关系;而开发情景下转变为权衡关系。该模型通过灵活比较不同生态服务间权衡关系分析进行系列管理规划的方案优选,为实现区域可持续发展提供科学依据。     

基于层次分析-灰色评价法的北京市农村污水处理技术评估

以北京市农村污水处理设施常见的6种农村污水处理技术作为评估对象,建立了包括处理效果、经济成本、环境影响和运行管理4个准则层、12个评估指标的北京市农村污水处理技术评估体系.基于不同农村污水处理设施出水分类排放要求,利用层次分析-灰色评价法对北京市6种典型农村污水处理技术在不同应用情景下进行了分类评估,得到了北京市不同污水产生和排放情景下的农村污水处理适宜技术.层次分析-灰色评价法适用于多目标的北京市农村污水处理技术决策评估,具有较好的可行性.     

基于LCA的稻秸合成甲醇的环境-经济成本分析

以年产5万t甲醇的稻秸气化合成甲醇系统为研究对象,采用生命周期评价方法,对该系统进行了环境-经济成本分析.结果表明,稻秸合成甲醇系统的环境影响成本是284.99元/t(以甲醇计),且主要集中在生产转化过程和下游甲醇燃料消费2个单元阶段.在不同环境影响类型中,温室效应是生命周期最主要的环境影响因素,由于稻秸固碳作用产生的环境成本是-152.79元/t,生产上游温室效应影响负荷为负、总环境影响负荷为负.每t稻秸甲醇的真实成本比煤基甲醇低76.84元.     

矿产资源规划环境影响评价指标体系及方法的探讨

为了减少矿产资源开发过程中对环境造成的影响,从源头上控制污染,最有效的方法之一就是对矿产资源规划进行环境影响评论.结合中国矿产资源规划的情况,从矿产资源的特点出发,提出了以自然地理环境、地貌环境、大气环境、水环境、生态环境和社会经济环境等六类环境影响组成作为评价因子,并探讨了可适用于矿产资源规划环境影响评价的方法:环境成本-效益分析法,基于可持续发展能力的评价方法.这为矿产资源规划环境影响评价提供了借鉴.     

京津冀地区钢铁行业协同减排成本-效益分析

京津冀地区是我国钢铁行业布局最集中的区域,也是大气污染治理的重点区域之一.分析京津冀地区钢铁行业各类治污手段中长期减排的成本-效益,对于选择最经济有效的减排路径、加快推动该地区大气环境质量达标意义重大.基于能源环境、环境分布、人群健康效益评价等模块构建多模型耦合方法,以2015年为基准年,以每5 a为时间节点,设计了京津冀地区钢铁行业规模-结构、规模-技术、规模-末端治理、综合减排4种协同减排情景,计算各情景下2015—2030年京津冀地区钢铁行业主要污染物(SO₂、NO_x、PM₁₀、PM_2.5、CO₂)的减排成本与效益,比较获取治污减排的最优路径方案.结果表明:①基于减排成本计算,规模-末端治理减排情景成本最低,分别为规模-结构、规模-技术减排情景投入的15.18%、23.94%;综合减排情景下治污减排潜力最大,但综合成本最高.②基于环境税效益评价方法、人群健康效益评价方法计算显示,人群健康效益评价方法计算的减排效益高于环境税效益评价方法,表明污染减排的潜在人群健康效益更高;基于两种减排效益方法,4种协同减排情景中综合减排效益分别为10.78×108、76.14×108元,高于规模-结构、规模-技术、规模-末端治理减排情景效益.③基于环境税效益评价方法,4种协同减排情景的效益-成本比表现为规模-末端治理减排情景(0.46) >规模-技术减排情景(0.24) >综合减排情景(0.15) >规模-结构减排情景(0.10);基于人群健康效益评价方法4种协同减排情景的效益-成本比依次为规模-末端治理减排情景(8.35) >综合减排情景(1.07) >规模-结构减排情景(0.57) >规模-技术减排情景(0.65),表明规模-末端治理减排情景的减排路径最优.研究显示,京津冀地区钢铁行业应基于环境质量底线目标要求,综合考虑减排潜力、减排成本与收益,以规模-末端治理为主要途径,选取协同减排的最优路径.      

中国实现碳减排双控目标的可行性及最优路径——能源结构优化的视角

基于能源结构优化视角对中国实现碳强度和碳峰值"双控"目标的可行性及最优路径进行分析.首先构建马尔科夫链和多目标优化模型，分别从自然演进、政策约束和成本约束角度预测能源消费结构；其次，将3种能源消费结构情景与3种经济发展情景结合，共得到9种综合情景下碳强度和碳峰值预测结果，判定各情景实现"双控"目标的可行性；最后，采用多属性决策模型分析"双控"目标的最优路径.结果表明，9种情景下，中国均可实现2020年和2030年的碳强度目标；然而，并非所有情景都能实现2030年碳排放达峰目标，经济发展速度与实现碳排放达峰目标的难易程度成反比.经济中速发展及减排政策约束下的能源结构调整情景是实现"双控"目标的最优路径，减排政策是"双控"目标顺利实现的关键所在.     

建筑材料隐含环境影响评估

我国建筑业快速发展,建筑开发使用大量的建筑材料给资源和环境带来严重负荷.以上海市为案例,运用生命周期评价方法,基于北京工业大学和Ecoinvent数据库中的建筑材料生产数据,采用ReCiPe法对上海市建筑物的材料隐含环境影响进行评估,并对未来的环境影响潜值进行预测.结果表明:在上海市居住建筑和非居住建筑所产生的各类环境影响中人类毒性、金属损耗最为突出,约占总环境影响的45%和20%;环境影响主要来源于钢筋和木材的生产,对各类环境影响贡献度分别约为47%、17%;高层居住建筑和非居住建筑中的工厂建筑物化环境影响在各自类型中所占比例最高.按现有趋势发展,2020年上海市居住建筑开发规模和环境影响潜值均将达到2014年的1.52倍,非居住建筑则可达到2014年的1.14倍.针对上海市建筑材料环境影响分析结果,为有效减轻上海市建筑物的环境影响,需重点关注钢筋、铝材、木材以及混凝土的生产,识别生产过程中污染物转移环节进而改进工序;在设计阶段考虑选择环境影响负荷低的绿色建材,如混凝土砌块、高性能混凝土等,从而降低环境影响;同时,应重点关注隐含环境负荷高的高层居住和工厂建筑类建筑,通过降低建材使用量等方案降低环境影响.