湖域工业初始排污权合作配置体系构建——以太湖流域为例

针对湖泊流域工业初始排污权配置问题，在分析太湖流域工业初始排污权配置背景基础上，结合我国基本国情，从多利益相关者合作的角度出发，构建了一种政策型政府主体监管、经营型政府主体主导、多利益相关者参与的太湖流域工业初始排污权政府限额定价合作配置体系。并构建了合作配置体系的概念结构，以及合作配置路径结构，给出实现合作配置路径结构的工作流程结构。进而针对实际情况，提出保障太湖流域工业初始排污权合作配置体系应用的政策建议     

湖域工业点源初始排污权配置定额模型与算法研究

针对湖域工业点源初始排污权定额配置问题，以“公平、效率、可行”为配置原则，通过引入权重系数的字典序最小化最大值方法，构建了基于多主体多种初始排污权多期配置的字典序定额模型，并给出求解算法。进而以江苏省太湖流域27类主要工业行业的初始氨氮排污权单期配置为例，从行业初始排污权短缺率与行业治污效益两方面，对比分析了基于等短缺率定额模型、等环境容量比例定额模型、字典序定额模型计算得到的3种定额配置方案效果。结果表明：相对于另外两种定额模型，字典序定额模型所得配置方案可实现平均行业短缺率最小(4613%)，平均行业治污效益最大。研究也表明在“公平、效率、可行”配置原则下，字典序定额配置方法能够更为有效的促进企业治污技术提标升级和区域产业结构升级     

准市场条件下的水权交易双层动态博弈定价机制实证研究

在经济新常态背景下,水资源的准公共产品特征具有更加重要的管理价值,如何依托市场与行政的两手发力,提升我国水资源管理水平,更好地服务于"两个百年"奋斗目标,具有十分重要的理论与现实意义。水权交易制度是利用市场与行政手段提高水资源利用率,解决人水冲突的重要技术手段,如何在准市场条件下构建符合我国国情的水权交易定价机制已成为实现水权交易制度的核心技术。因此,针对政府-企业-公众等多利益相关者参与下的水权交易定价问题,本文引入生态经济学理论构建了水权价值测度模型,进而引入合作博弈理论,构建了准市场条件下的水权交易双层动态博弈定价模型,主要包括买方政府和卖方政府的微分博弈模型,以及买方政府与水务公司的Nash-Bargaining合作定价模型,运用HJB条件求解多利益相关者合作框架下的水权交易均衡水价空间,进而以江西省萍乡市水权交易实践为例开展实证研究,结果表明:均衡水价主要受上级政府协调能力k、水量需求系数β影响,且均为正相关,针对萍乡实践而言,由于水量需求主要体现在中长期发展规划阶段,上级政府协调能力显著性强于水量需求系数;均衡水价随着上级政府协调能力k值增大呈现由快转慢再转快的趋势,整体服从逻辑函数分布,均衡水价随着水量需求系数β的增大呈现由快转慢趋势,整体服从对数函数分布,针对萍乡实践而言,水权交易中市场与行政力量的两手发力存在稳定状态,二者缺一不可;随着议价能力系数提高,Nash-Bargaining的水权交易价格随之升高,表明政府与公司之间的合作关系对水价具有直接的影响能力。     

江苏省太湖流域工业水环境监管体系构建

为解决水环境质量与经济发展矛盾的问题,研究行之有效的工业水环境监管体系。对江苏省太湖流域现行工业水环境监管体系的现状进行分析,提出其中存在的关键问题。从监管参与主体的委托-代理关系出发,采用信号博弈的理论方法,构建委托-代理关系的博弈模型,并得出博弈均衡,对江苏省太湖流域现行工业水环境监管体系构建进行模型分析。结果表明:增加地方官员纵容污染的政治成本,提高公众参与的程度,对于实现地方政府与排污企业的博弈均衡、保障监管有效实施有着重要作用。在此基础上,构建江苏省太湖流域工业水环境监管体系。变革传统监管体系中地方政府作为唯一监管主体,为兼容上级政府的行政、司法监督和公众等社会性监督的中央-地方-公众合作监管体系。形成了核心层面与辅助层面组成的双层监管结构,以及自上而下监管和自下而上监督的双向监管模式。最后为江苏省太湖流域设计中央-地方-公众合作的工业水环境监管体系运行流程。     

基于纳污能力控制的省区初始排污权ITSP配置模型

省区初始排污权配置具有多阶段性、复杂性及不确定性特征。面向水功能区限制纳污红线约束,根据省区初始排污权配置的基本假设,引入区间数和随机数来描述不确定性信息,以因省区初始排污权配置产生的经济效益为第1个阶段,以因承担减排责任而可能产生的治污损失为第2个阶段,设计实现流域经济效益最优的目标函数,并以配置结果能够体现社会效益、生态环境效益和社会经济发展连续性为约束条件,构建基于纳污能力控制的省区初始排污权区间两阶段随机规划(ITSP)配置模型,分水污染物类别确定不同减排情形下的省区初始排污权配置方案。在三种减排情形下,2020年太湖流域各省区的初始排污权配置结果表明:1江苏省、浙江省和上海市的COD初始排污权配置区间量没有明显变化,其NH3-N和TP初始排污权配置区间量总体呈上升或递增趋势;2太湖流域各省区因初始排污权的配置产生的总体经济效益最优区间数分别为[335.35,399.75]亿元、[336.63,401.11]亿元和[339.08,402.74]亿元,最优区间数的下限值、上限值及期望值总体呈上升或递增趋势。分类确定不同减排情形下的配置方案,并提出方案实施的政策建议,为排污权配置决策提供更为准确的决策空间。     

基于奖优罚劣的省区初始水权优化配置

针对我国最严格水资源管理制度要求,研究省区初始水权优化配置模型。首先,基于流域经济效益、省区排污权协调性等建立目标函数,根据流域排污总量构建约束条件,建立多目标省区初始排污权免费分配模型;其次,将排污权嵌入初始水量权配置中,根据奖优罚劣机制构建省区初始水权配置模型;最后,以太湖流域为研究背景进行实证研究。结果表明:太湖流域规划年2030年在75%来水频率下,基于流域可分配初始水权总量为363.3亿m~3和排污量为54.46亿m~3的限制,江苏、浙江和上海初始水权配置量分别为135.19亿m~3,129.21亿m~3和98.89亿m~3。本文的模型通过奖优罚劣函数,把超标或未超标排污的外部性内化到水量分配上,实现了水量权与排污权分配的统一,可为其它流域开展同类研究提供借鉴。     

江苏省水资源利用、水环境保护与国民经济发展关系分析

资源与环境是人类社会赖以生存和发展的物质基础，利用投入产出技术，能定量地研究国民经济发展与资源环境的关系，指导国民经济产业结构向着资源与环境可持续方向健康发展。以作者所编制的2002年江苏省水资源利用、水污染防治投入产出表为基础，通过计算2002年江苏省国民经济各部门直接用水系数与完全用水系数以及COD直接排放系数与完全排放系数，深入分析了各部门对水资源的使用情况和水环境的消耗情况；利用投入产出价格模型，分析和测度了水资源费与排污费征收标准单独变动及同时变动等5种不同情况下江苏省国民经济各部门产品价格的变化率，进一步分析研究了水资源费与排污费征收标准调整对国民经济各部门的影响；最后依据上述计算分析结果，给出了江苏省国民经济不同行业今后调整的一些建议和意见.     

西太湖区域水环境容量分配及水质可控目标研究

西太湖流域产业、人口集聚,水环境污染一直以来是该区域经济可持续发展的制约因素之一,利用2010年的监测数据对西太湖主要入湖河流及湖体的水环境状况进行了分析,通过对研究区域工业点源、城镇和农村生活源、农田面源和畜禽水产污染源排污的分布情况调查,并计算了入河污染物量;利用构建的西太湖区域水量水质数学模型,估算了区域水环境容量,依据水环境功能区的水质目标与水域面积分配到了各市/区,在充分调查现有与规划的各类型污染源总量控制工程措施的基础上,量化出具有空间分布的流域污染削减率,并提出水质可控目标。结果表明:太湖湖体受总氮污染影响总体水质劣于Ⅴ类,研究区域主要入湖河流基本处于Ⅳ类,氨氮超标最严重;进入水体的COD为25 410.2 t/a,氨氮2 795.4 t/a,总氮4 646.4 t/a,总磷313.8 t/a,其中城镇生活源污染物入河量所占的比例最大,各类污染物均在35%~50%,尤以宜兴市和常州武进区负荷较大;各控制单元进入水体的污染物量基本都超过了水环境容量,近期各市/区COD、氨氮、总氮和总磷的削减率分别为8.0%~56.0%,8.0%~62.1%,6.0%~41.8%,8.0%~59.9%,远期污染物削减率更高;最终通过模型推算,定出西太湖湖体各污染因子的可控目标,2015年,COD、氨氮、总氮和总磷分别为4.50、0.80、3.50和0.08 mg/L,2020年进一步达到4.50、0.60、3.00和0.07 mg/L,为西太湖总量控制提供科学依据。     

基于图模型的流域跨界水污染冲突研究

水资源短缺和水污染是我国面临的重要资源与环境问题。流域行政区划的分割使水污染可以由上游行政区向下游行政区进行转移,造成跨界水污染冲突。解决冲突的图模型是一种基于非合作博弈理论的冲突分析方法,该方法在策略层面对局中人行为进行分析,寻求冲突的均衡或者冲突解。最后,将解决冲突的图模型方法应用于太湖流域跨界水污染冲突,选取太湖流域跨界水污染冲突的两个实例进行研究。经分析,得到冲突潜在的均衡状态。结果表明,中央政府同时采取激励策略与控制策略、江苏省采取部分削减污染物排放策略和浙江省采取沟通协调策略是一种最稳定状态;且杭州和绍兴采取联合治污、两地排污企业服从管理不偷排污染物成为最终稳定状态。在实例研究之后,对图模型展开进一步的讨论。解决冲突的图模型方法对于流域跨界水污染冲突分析具有较好的效果     

基于多资产期权的土地资源组合开发优化研究

基于土地供应动态价格存在不确定性和期末土地资源的市场推广具有灵活性，土地资源的储备开发价值包括初始投资和期末看涨期权价值。根据欧式多资产期权方法，通过把收益的算术平均近似表达为几何平均的形式，多维问题可以转换为一维问题。参照一篮子期权的几何平均B-S期权定价模型，给出了基于实物期权的多项土地资源储备与开发的算术平均收益的夏普比率优化目标函数。数值计算表明，土地资源配置比例越是均匀，土地储备的期权价值越小。期权价值与配置比例反映为非线性关系。     

Environmental change in the Selenga River—Lake Baikal Basin

Regional Environmental Change -     

太湖流域农业面源污染及控制研究进展

太湖及其流域的水环境质量呈现严重恶化趋势,农业面源污染是太湖流域水体环境恶化的主要原因之一.论文通过文献分析,总结了太湖流域农业面源污染的影响因素、相应的治理措施以及农业面源污染控制的特点.结果表明:①虽然太湖流域典型区域的面源污染影响及排污系数的研究较多,但是着眼于太湖流域整体的农业面源污染负荷总量的研究并没有明确答案:②农业面源污染的治理技术研究较多,但将这些自然科学成果应用到实际的管理实践中的政策研究较少;③对农田面源污染的研究较多,对畜禽渔业养殖废弃物处理的研究比较薄弱,并且两者没有很好地结合起来进行研究;④虽然已经有了一些关于农业面源污染控制管理的讨论,但缺乏管理实施标准的研究;⑤围绕农业面源污染治理的主要手段都与农户行为有关,例如土地利用方式、耕作方式等,但现在很少有从环境污染主体即农户行为的角度去研究如何减少环境污染.     

太湖流域水敏性与建设用地扩张的关联评价

水是流域空间管理最重要也是最敏感的要素，流域不同区段的水敏性差异会对建设用地扩张形成不同的限制性影响。从流域空间综合管理的视角出发，尝试从水资源、水生态、水环境、水灾害4个方面构建流域水敏性分区评价指标及方法，以太湖流域为例开展基于小流域单元的水敏性评价，并采用1985、1995、2007、2017年4个典型年份的土地利用数据，刻画了过去30余年太湖流域建设用地扩张与水敏性之间的关联关系。研究表明：（1）1985~1995年间，太湖流域建设用地扩张与水敏性基本上没有关联，高水敏区建设用地扩展强度最高；（2）1995~2007年间，空间扩张与水敏性的关联性增强，建设用地扩展强度随水敏性增强而下降，扩展强度较大区域以低水敏区域为主；（3）2007~2017年，建设用地扩展强度显著提升，拓展空间主要布局在低水敏区域，水敏性对空间扩张的约束性在增强；（4）虽然太湖流域水敏性对建设用地扩张的限制作用在提升，但二者关联度还不够高，水敏性还没有成为建设用地扩张的关键约束。研究结果可为协调流域经济社会发展与资源环境关系、制定适应水敏性的空间管理政策提供科学依据。     

鄱阳湖流域1960～2018年极端气温变化及其与大气环流的关系

为进一步揭示鄱阳湖流域极端气温事件变化及其影响因素,基于鄱阳湖流域24个气象站点连续59年观测资料,选取8个极端气温指数,分析鄱阳湖流域极端气温动态变化,并探讨了大气环流与极端气温变化的联系.结果表明:(1)鄱阳湖流域极端气温暖指数(暖昼天数、暖夜天数和夏日天数)及极值指数(日最低气温最小值和日最高气温最大值)均呈增加趋势;冷指数(冷昼天数、冷夜天数和霜冻天数)均呈逐渐减少趋势.(2)从空间分布来看,极端气温空间变化趋势与年际变化一致,极端气温暖指数和极值指数呈增加趋势,冷指数均呈减少趋势,但在不同地区变化趋势存在差异.流域各站点霜冻天数和冷昼天数均呈显著下降趋势,但在赣北地区下降趋势最显著.大部分站点(23/24)暖夜天数、夏日天数和日最低气温最小值均呈显著增加趋势;(3)鄱阳湖流域极端气温指数的变化与大气环流的变化存在相关性,其中西太平洋副高强度指数、夏季东亚季风指数、亚洲区极涡强度指数和北极涛动指数对极端气温事件影响显著.研究结果可为极端气候风险评估、灾害预警提供参考.     

The Volta Lake and Declining Rainfall and Streamflows in the Volta River Basin

This paper looks at the rainfall and streamflow patterns over two distinct time periods, i.e., 1950–1970 and 1971–1991 within the two most prominent catchments in the Volta river system – White Volta and the Oti basins. The first period (1950–1970) represents relatively vegetated catchments and low population whilst the latter (1971–1990) represents intense land use practices resulting from increased population that have severely degraded the environment. These two catchments are among the most significant contributors to the Volta lake. The Volta lake, which was formed between 1962 and 1966 in Ghana and created primarily for hydroelectric power generation, will probably be one of the greatest man-made lakes for a long time. It produces 912MW of electricity at its maximum operating capacity. Recently, there have been declines in the lake levels resulting most probably from inadequate rainfall and/or runoff from the river catchments that feed the lake. Comparisons of runoffs for the two time periods show reductions in mean streamflows of 32.5% at Saboba on the Oti and 23.1% at Nawuni on the White Volta.     

太湖流域沉积物中有机氯农药空间分布特征及风险评价

为了解太湖流域表层沉积物中有机氯农药的空间分布和污染特征,采集全流域111个表层沉积物样品,用GC-μECD分析了20种有机氯农药的含量,并基于沉积物质量基准法对沉积物污染风险进行评价。结果表明:太湖流域沉积物中20种有机氯农药(OCPs)的总含量介于16. 3～96. 9 ng/g dw之间,平均值为35. 0ng/g dw,其中HCHs和DDTs是主要的检出成分,平均含量分别为12. 1、7. 6 ng/g dw,两者含量之和占总OCPs的25. 5%～85. 5%。特征化合物指数法分析结果表明,HCHs主要来源于林丹,而且该区域仍然有新的DDT输入,并且大部分p,p’-DDT通过好氧生物降解为p,p’-DDE。沉积物质量基准法评价结果显示,γ-HCH、DDTs潜在生物毒性较大。     

洞庭湖流域生长季气象特旱对植被覆盖的影响

基于洞庭湖流域2000～2017年97个气象站点的综合气象干旱指数(CI)和MODIS增强型植被指数(EVI)资料,结合植被类型数据,采用最大值合成、相关分析等方法,分析了近18年来洞庭湖流域生长季(4～10月)植被(自然和人工植被)EVI与特旱强度的时空变化特征,探讨了自然植被和人工植被对特旱响应的敏感性。结果表明:在年际变化上,自然植被和人工植被区域的特旱强度最大值和EVI的最小值均出现在2011年;在季节变化上,生长季特旱强度分布为秋夏春季,自然植被EVI值明显高于人工植被,季节分布均为夏春秋季;比较而言,人工植被对特旱的敏感性高于自然植被,但两类植被对特旱的敏感性均随植被生长阶段而变化,其中两种植被EVI与特旱强度之间的最显著相关性均出现在8月;特旱强度和EVI能够很好地反映2011年春旱和夏秋连旱的时空变化过程。     

基于SPEI指数的鄱阳湖流域近60 a干旱时空变化特征

量化研究干旱的时空变化特征,对区域干旱监测与抗旱减灾有重要的意义.基于鄱阳湖流域1961～2017年26个气象站点的观测数据,利用标准化降水蒸散指数(SPEI)定量分析了该流域干旱的时空变化特征及其影响因素.结果 表明:(1)鄱阳湖流域南湿北干,且四季差异明显.(2)鄱阳湖流域呈现显著湿润化趋势(p＜0.05),四季均存在变湿趋势,且夏季、冬季变湿显著(p＜0.05).从空间格局上看,所有站点年尺度均存在变湿趋势,变湿幅度较大的站点分布在流域中北部;在季节尺度上,除春季赣江流域的西北部、饶河流域和信江流域东部部分站点,以及秋季个别站点(德兴、遂川和龙南)呈现干旱化趋势外,其余站点各季节均呈湿润化趋势,只是在变湿的幅度和显著水平上存在一定差异.(3)鄱阳湖流域不同等级干旱的发生存在明显的年代际差异.除20世纪90年代及最近10年干旱发生的频率较低外,其他年代干旱发生的频率均相对较高,尤其是20世纪60年代.(4)鄱阳湖流域SPEI指数与降水呈正相关,与气温呈负相关,且与降水的相关性较气温的相关性高.在全球尺度的海气作用的驱动下,该流域的干湿变化与厄尔尼诺现象/拉尼娜事件之间存在着一定的相关性,且具有半年的滞后效应.     

基于MODIS-EVI和CI的洞庭湖流域植被指数对气象干旱的响应

基于洞庭湖流域2000~2012年98个气象站点的综合气象干旱指数（CI）和MODIS增强型植被指数（EVI）数据，对研究时段内生长季干旱强度和EVI时空变化特征，典型春、夏、秋季干旱年月和湿润年月干旱强度和EVI的空间分布及相关性进行分析，旨在研究EVI指数能否反映大范围气象干旱事件，探讨该指数作为流域干湿状况度量标准的潜力。结果表明：（1）在年际变化上，EVI在2001、2005、2009年出现低谷值，与其对应年份的干旱强度出现高峰值；在季节变化上，干旱强度的高值段主要集中在夏秋季，低值段主要集中在冬春季；夏季EVI值最大，冬季EVI值最小；（2）去除年际变化和季节性影响的生长季干旱强度、EVI和森林覆盖率年际波动变化明显，并且干旱强度高峰值的年份对应EVI和森林覆盖率出现低值的年份；（3）典型干旱年月干旱强度高值区的空间分布与EVI距平低值区的空间分布存在高度一致性，其中夏、秋季干旱年月的干旱强度和EVI的相关系数分别通过了0.01、0.1的显著性水平检验；（4）除部分地区外，典型春夏秋季湿润年月的干旱强度空间分布与EVI距平的空间分布对应较差，两者的相关系数未通过显著性检验。上述结果表明，在典型干旱年月，流域植被的生长状况能够响应大范围的区域气象干旱情况。