国土空间规划体系下的全域环境空间管控研究——以苏州市为例

立足新时期国土空间规划体系强化全域环境空间管控,推动各类环境要素管控分区降尺度与融合化,实现环境污染源头管控与精准落地,是系统应对当前高强度、复合型环境问题的有效途径.构建基于国土空间规划的全覆盖、多层级环境功能分区管控体系,在单要素人为污染物排放量和综合排放强度评价基础上,提出环境功能分区的管控等级集成评价模型,探索分区管理和分级施策的全域环境空间管控途径,并以高度工业化和城市化的苏州市为案例开展应用研究.结果表明：①基于国土空间规划体系的"三区三线"与现行环境要素管控分区的空间耦合性,建立由8个一级分区和21个二级分区构成的环境功能分区管控体系;②按照"三区三线"管控属性和综合排放强度,可进一步将环境功能分区的管控等级由高至低划分为Ⅴ、Ⅳ、Ⅲ、Ⅱ、Ⅰ及○级;③苏州市人为污染物排放量总体偏大,城镇空间内的工矿业生产空间及城乡居住空间、农业空间内的生产养殖空间的综合排放强度较高,主要分布于姑苏、虎丘等中心城区及昆山、常熟等工业集聚区;④苏州市Ⅴ级和Ⅳ级管控区以工矿业生产空间、城乡居住空间和特殊生产空间为主,Ⅲ级管控区以混合空间为主,Ⅱ级以农业种植空间和生产养殖空间为主,Ⅰ级和○级管控区主要包括一般生态空间和生态保护红线.案例应用表明,国土空间规划体系下的全域环境空间管控可操作性强,可实现环境规制精准落实到污染源空间;建议以环境功能分区分级管控体系为基础,将环境空间管控全面融入国土空间规划体系,建立综合施策的环境协同管理机制.     

云贵高原湖区湖泊营养物生态分区技术方法研究

提出一种基于主成分分析、聚类分析、判别分析和空间自相关的分区模型,用于对云贵高原湖区湖泊营养物生态分区的研究.首先运用主成分分析方法对众多指标进行了降维综合处理,产生彼此互补相关又能综合反映湖区情况的4个新指标,累计贡献率达到93.69%,具有充分的代表性,构建了云贵高原湖区湖泊营养物生态分区指标体系.在此基础上,根据各区域新指标值,结合聚类模型初步将湖泊流域分为5类,再利用判别分析完成非湖泊流域的类别判别,最后运用空间自相关分析方法,按聚类结果进行全局自相关分析,Moran’sI为0.320,且检验值Z值为68.2,远大于临界值(显著水平1%所对应的临界值2.58),表明聚类结果与空间位置具有显著相关性,之后运用局部自相关对区域各因素的主成分综合得分的空间分布格局进行了量化分析,揭示了零散分类区块在空间地域分布上的关联和差异,根据关联结果完成最终的分区.结果表明,利用此分区模型可以尽量避免人为因素,得到更为客观的分区结果,具有良好的适应性和可行性,可为探索适合我国湖泊营养物生态分区的指标体系和分区技术方法,完成全国湖泊营养物生态分区和科学地制定我国湖泊营养物基准和富营养化控制标准提供技术支持.     

全国非点源污染分区分级

从非点源污染产生和迁移的水文过程机理出发,结合中国<水资源分区>和<中国水文区划>,提出了全国非点源污染分区分级体系;在地理信息系统(GIS)空间数据库支持下,基于非点源污染负荷产生和迁移的规律分析,在全国范围内进行了非点源污染分区分级,进而初步绘制全国非点源分区分级图,确定了全国非点源污染负荷估算模型的空间框架.全国非点源污染分区分级体系包括5级,非点源污染一级区为中国主要十大流域;主干河流自然流域分区作为非点源污染的二级区,共80个;在二级区基础上,依据非点源污染产生的水文气候特征,划分三级区共214个;在三级分区内,以影响非点源污染产生、迁移和转化的产汇流条件、社会经济结构、地形条件等为指标,划分非点源污染的四级分区322个;五级分区以非点源污染类型为标准进行划分.     

天津地区菲的空间分异多介质归趋模型

在稳态假设条件下研究了菲在天津市的多介质分布和相间迁移.在探讨了废气排放和土壤有机质含量和土壤中菲降解速率常数的空间变异的基础上,建立了具有空间变异特征的多介质模型.并根据实际观测数据对平均浓度加以验证.所研究的4种介质的模型误差在0.5个对数单位左右,完全符合区域多介质模型的精度要求.土壤菲含量空间计算结果和实际观测数据在宏观尺度上表现出一致的趋势作为过程模型,这样的结果有助于解释形成其空间分异的原因,也为进一步研究奠定了基础模型计算结果表明,土壤和沉积物是该地区菲的主要汇,特别是沉积物中积累了菲总量的70%以上.大气菲的空间分布格局基本服从其人为排放特征,而土壤有机质含量对菲降解速率的影响决定了其在土壤中的分布.     

中国太湖流域(江苏南部)人群复合污染经口途径暴露风险评估

对太湖流域(江苏南部)无锡、常州、镇江3市经口介质(地下水、土壤、农作物共389个样品)中Cu、Pb、Cd等8种重金属和有机污染物DDTs的污染状况进行实验室分析,运用US EPA推荐的暴露风险评估模型,对研究区人群进行了暴露参数实测,考虑中国居民膳食习惯,对太湖流域居民经口途径的暴露风险进行评估.研究结果表明:太湖流域重金属、有机污染物污染较严重;传统方式估算的太湖流域人群经口暴露风险,男性总暴露风险为9.07 × 10-3,女性为1.00×10-2;考虑综合处理因素的流域人群经口暴露风险,男性为3.94×10-3,女性为4.35×10-3.食物源经口介质采用传统方式估算的暴露风险值和经综合处理后的暴露风险值均高于可接受暴露风险水平,致癌风险明显高于非致癌风险,Cd的致癌风险对暴露风险值贡献率最大,其次为Pb.     

珠江流域人群对典型EDCs的暴露及致癌风险评价

研究以珠江流域为例,结合美国EPA致癌风险评估模型,通过构建多介质-多途径暴露模型,定量评估了该区域居民暴露于镉(Cd)、滴滴涕(DDT)和多氯联苯(PCBs)等典型EDCs污染物的致癌风险,分析风险来源、暴露介质及暴露途径,并探讨不同环境介质的致癌风险贡献率.结果表明:Cd、DDT和PCBs的暴露剂量达2.36×10-4,6.46×10-5,4.62×10-5mg/(kg·d);暴露途径中经口摄入是最主要途径;总致癌风险为2.04×10-4,高于国内外所规定的可接受致癌风险水平上限(1×10-4),环境介质中蔬菜和大米对致癌风险贡献较大,区域主要典型EDCs污染物Cd和PCBs对致癌风险贡献率较大(分别达44%、45%).     

天津地区人群对多环芳烃的暴露

以天津地区PAHs各介质浓度的实测数据和文献中相关参数为基础资料,采用多介质-多途径暴露模型,估算了天津市人群对环境中16种PAHs的暴露水平.计算结果说明,天津地区居民终生日均暴露量为3.3μg·kg-1·d-1,其中儿童、青少年和成人亚群的暴露水平分别是4.3、3.8和3.1μg·kg-1·d-1.膳食摄入约占总暴露量的75%,呼吸贡献为20%,皮肤接触约占5%.8种致癌PAHs的终生日均暴露量为0.38μg·kg-1·d-1,其中3个亚群的暴露水平分别为0.48、0.45和0.36μg·kg-1·d-1.     

基于资源环境承载力评价的土地利用功能分区研究

资源环境承载力是可持续发展度量和管理的重要参量和依据,是土地利用功能分区的前提和基础.从资源环境约束系统和保障系统两个维度,应用GIS空间分析和多因素综合评价法,探讨基于资源环境承载力评价的土地利用功能分区研究,并以重庆市渝北区为例进行实证研究.研究结论以期为优化国土空间开发格局和生态文明建设提供科学数据、规划思路和决策依据.     

某铅酸蓄电池污染场地表层土壤重金属Pb空间分布预测研究

为准确界定某典型蓄电池企业污染场地土壤中特征性污染物Pb的空间分布范围,分析和比较了数据拆分后的分区预测模型(OKLG+TIN)、数据正态变换后克里格模型(OKBC)、反距离加权模型(IDW)以及样条函数模型(Spline)对土壤Pb污染空间分布预测和污染评价的影响.结果表明,原始数据集具有高偏倚特征,局部区域存在较大的空间变异性;分区预测模型取得了最高的预测精度,预测的污染物空间分布比较符合场地实际污染状况,其它3种模型受适用原理及数据特征影响,预测精度较低,预测结果不能很好反映高污染区域的细部变化特征,不适合该场地Pb的空间分布预测与制图.研究结果对于此类型工业污染场地后续的修复范围确定和修复治理决策制定提供了参考.     

湖北省湖泊营养物生态分区技术方法研究

提出一种基于主成分分析、聚类分析、判别分析和空间自相关的分区模型,用于对湖北省湖泊营养物生态分区的尝试. 运用主成分分析法对众多指标进行降维处理,产生彼此互补又能综合反映湖区情况的新指标,构建了湖北省湖泊营养物生态分区指标体系. 在此基础上,根据各区域新指标值结合聚类模型进行湖泊流域的初步分类,利用判别分析完成非湖泊流域的类别归属判别,运用空间自相关分析方法对区域各因素的空间分布格局进行量化分析,以揭示零散分类区块在空间地域分布上的关联和差异,最后根据关联结果确定边界完成分区并进行特征描述. 结果表明,利用该分区技术方法体系可以尽量避免人为因素干扰,得到更为客观的分区结果,具有良好的适应性和可行性.      

40°N以北城市夏季气候舒适度及消夏旅游潜力分析

全球气候变暖导致我国夏季普遍高温,传统的近距离山地避暑,已不能满足大众对凉爽气候环境的需求。论文着眼我国高纬地区消夏旅游,选取212座城市1980—2010年长期气候观测数据,利用温湿指数、风寒指数、衣着指数对40°N以北城市夏季气候舒适度进行定量测评。研究结论如下:1从气候舒适度角度分析,空间上,东北地区适合消夏旅游的地域广阔,内蒙古和新疆北部山地,适合消夏旅游地域较小;时间上,6月气候舒适度最舒适,均值为7.62,8月次之,7月较差,均值仅6.81。2从旅游舒适期长短分析,东北三省以及新疆的阿勒泰消夏期最长,达60多天,而河北北部、内蒙古中部、新疆伊犁消夏期为30~45 d,内蒙古西部、新疆天山谷地最短,小于30 d;时间上,一年中8月舒适期最长,均值25.1 d,7月次之,6月最短,均值为19.9 d。3高纬地区,消夏旅游区划分为6种。在我国更适宜消夏旅游的地区,主要分布在我国高纬地区的中东部,并且以东北三省最具竞争力。研究可为游客消夏旅游目的地选择和相关部门消夏旅游开发及战略制定提供参考。     

流域水生态功能区概念、特点与实施策略

我国正处在从传统的水质管理向水生态管理转变的关键阶段,水生态功能区是实施流域水生态系统管理的基本单元. 结合区划理论的发展,对国内外区划研究进展进行了系统总结,界定了水生态功能区的基本概念,提出了水生态功能区的基本特点及其在环境管理中的主要作用,辨析了水生态功能区与水功能区、生态功能区和主体功能区的关系,提出了水生态功能区实施的政策保障体系. 结果表明,水生态功能区是开展水生态系统健康评估、识别水生态功能和确定水生态保护目标的基本单元,具有基于流域单元进行划分、以水生态系统等级结构为主线、区域区划与类型区划相统一、陆地与水体保持一致性等特点;不同功能区在基本概念、法律和政策依据、分区目的、分区体系、分区指标和方法及其在管理中的作用等方面差异显著,水生态功能区是对上述功能区的发展、补充和完善;作为一个崭新概念,水生态功能区的实施需要从法律、机构、政策和技术等方面全面保障,在此基础上构建流域水环境综合管理技术体系,支撑流域生态文明建设.      

全国污水灌溉区划

本文以地理学的观点、方法,提出了污灌区划的原则和方法。作者认为污灌区划是一种环境区划,应根据生态环境的区域分异规律和污水灌溉的要求进行分区。全国污水灌溉区划共分为两级:地区、区。全国划分为四个地区,八个区。     

基于土壤汞形态归趋的健康风险评估方法

土壤汞污染是一个全球性关注问题,矿产资源开采、化工生产和燃煤发电等均造成了不同程度的土壤汞污染,合理评估汞污染场地的健康风险是场地开发再利用的关键.对土壤中汞的形态归趋研究总结表明,由于汞的特殊物理化学性质,并受土壤等环境因素的影响,导致其在土壤中具有复杂的化学形态和变化过程.汞在土壤中的不同化学形态归趋对其毒性效应、生物有效性和暴露途径产生显著影响.基于土壤汞总量的风险评估方法忽略了土壤中不同化学形态汞对毒性、生物有效性和暴露途径的影响,导致高估土壤汞污染的健康风险.针对基于土壤汞总量的风险评估存在的问题,提出了基于土壤汞形态归趋的土壤汞污染健康风险评估理论,并构建基于土壤汞形态归趋-有效剂量-健康效应的土壤汞污染的精细化风险评估技术体系框架:①土壤不同形态汞的测定与表征方法;②汞形态归趋预测模型;③暴露分析与暴露量计算;④有效剂量（生物可给性或生物有效性）测定;⑤风险表征;⑥基于不同形态汞的场地土壤污染风险筛选值和修复目标制定.该方法体系从理论上解决了传统基于土壤汞总量的风险评估方法存在的问题,实际应用中面临的主要问题和今后重点发展方向:①研发可商业化的土壤汞化学物组分分析仪及土壤汞蒸气的原位测定方法;②结合中国场地土壤特点,开展土壤中汞的形态归趋模拟的模型研究,弥补现阶段土壤汞化合物形态分析方法的欠缺;③研发和建立土壤汞的生物可给性和有效性的标准测试方法技术;④本土化的土壤汞筛选值的确定.      

中国土壤环境质量区划方案

针对我国土壤环境质量分区管理的重大需求,基于土壤重金属背景值与地球化学值及有机物等污染物信息的数据挖掘、空间叠置与验证分析,阐述了全国土壤环境质量现状与空间格局;通过全国尺度土壤环境质量形成机制分析,构建了以土壤环境质量评价为核心的区划指标体系,提出了土壤环境质量区划方案,将我国划分为4个一级区,22个二级区,57个三级区,为我国土壤环境功能区划制定与区域风险防控提供了科学依据.     

内蒙古天然草地资源精细化气候区划研究

根据内蒙古107个气象站资料,利用梯度距离平方反比法,推算出内蒙古自治区气候数据的千米网格数据图形。根据内蒙古实际草原类型和畜种结构的分布规律,确定了内蒙古5类草原类型、6个产草量等级和5类主要放牧家畜地理分布的气候区划指标。利用气候区划指标,对栅格点气候数据进行分级,绘制了内蒙古自治区天然草原草地类型、产草量和主要放牧家畜地理分布的区划图,并分区进行评述。研究结果可为内蒙古畜牧业生产区域合理布局提供科学依据。     

中国旅游资源分区的初步研究

本文是在8000个旅游资源实体数据的基础上,对旅游资源的区域特征和旅游环境的区域差异性进行定性和定量分析。形成了一个三级分区体系并得到一张中国旅游资源分区图。第一级区,有八个资源区。第二级区,有41个资源区。在每个二级区内有或多或少的三级区,然而,每个三级区必须是根据旅游资源数量、质量和交通条件得出的五类三级区中的某一类。分区程序采用从低级区向高级区归并的方式。本结果对管理旅游资源和发展中国旅游业有重要参考价值。     

中国河流生态水文分区初探

在综合分析相关研究进展的基础上,界定了河流生态水分区的内涵．结合我国不同区域的生态环境特点与水水资源状况,确立了河流生态水分区的原则与依据,建立了不同级别分区的指标体系、应用地理信息系统的空间叠加分析、专家判断与定性分析等方法,将全国划分为10个一级区、44个二级区和406个三级区．     

流域、生态区和景观构架及其在海河流域生态评价中的应用

流域、生态区和景观是评估大尺度区域生态质量的构架,阐述了三者合理结合的理论基础. 流域是解决水生态环境问题的整体性构架,但是流域研究的成果缺乏外推的依据. 生态区提供了合适的外推机制,与流域结合使用,可以解决小尺度成果的尺度上推和预测问题. 景观范围界定的主观随机性,使其可以与行政区、生态区和流域等空间范围结合,用于区域生态质量评估. 以海河流域为例,验证了流域、生态区、景观相结合的区域生态质量评估方法体系,包括3个步骤:流域生态区划分;建立以遥感影像为数据源的景观生态质量评价指标体系,并对生态区内的典型行政区开展景观生态质量评估;将评估结果外推到所在生态区. 以流域生态过程为核心整体统筹各生态区,提出上游山区水土保持、平原节水并修复河流和地下水系统、下游湿地保护并增加入海流量的水生态系统恢复对策.      

黄河中上游能源化工区重点产业发展战略土地资源承载力评价

结合黄河中上游能源化工区重点产业发展战略土地资源影响特点,探索了战略环评土地资源承载力评价方法和思路. 以土地资源优势、劣势、机会和威胁(SWOT)分析和主成分分析(PCA)为研究手段,构建了涵括土地资源生态属性、经济属性及社会属性的土地资源综合承载力评价指标体系,研究了重点产业战略实施前后土地资源综合承载力空间变化,深入剖析了重点产业发展战略的环境合理性. 结果表明:黄河中上游能源化工区重点产业战略实施后,能源重化工产业重点布局、大规模发展区域综合土地资源承载力指数较现状降低10%以上,而非重点发展区域土地资源综合承载力有所提升,因此,重点产业发展中必须结合土地资源承载力现状,合理调整产业发展布局.