系统动力学预测区域减排措施对GDP和PM_(2.5)的影响

中国的灰霾十分严重,如何有效地控制某一地区的PM_(2.5)浓度,同时保证GDP的中高速增长,需要建立GDP-PM_(2.5)的量化关系模型,做好宏观预测。充分利用城市大气污染物、气象、经济的多年统计数据,以及该地PM_(2.5)源解析、源清单和大气边界层信息,从中确定2种重要的辅助变量,一是单位GDP某种大气污染物排放量,二是各污染物形成PM_(2.5)的转化率,它们把GDP、PM_(2.5)和污染物排放量联系起来。再运用系统动力学(SD)建立GDP和PM_(2.5)动态关系模型。文章以东莞为例,预测了"确保经济、确保环境、源头治理、全面治理"这4种模式下污染物减排措施对GDP和PM_(2.5)的影响,并提出定量的减排建议。预测结果显示,"全面治理"的发展模式较为合理,既能保证经济的可持续发展,又能实现东莞PM_(2.5)减排目标。     

城市环境影响模拟的系统动力学研究

城市化进程的加快已导致严重的环境问题。对城市环境影响的模拟研究是确定合理的城市发展规模和制定科学的发展规划的重要依据,以采取措施从源头控制环境质量的恶化。城市环境属于复合多动态系统,传统的一些方法可以实现城市环境影响的模拟预测,但参数调控方面的功能较不完善。文章将基于信息反馈控制理论的系统动力学引入城市环境影响模拟中,构建城市环境、社会、经济之间的系统动力学模型,通过调整环保投入、科技投入、经济增长速率以及单位能耗等系统变量,对武汉市未来发展的主要污染物（SO2、COD）排放量和主要资源消耗量（能源、水）等进行了四种情景动态模拟。结果表明：（1）系统动力学适合于研究复杂系统行为,具有较强的模拟和调控能力,同时可以避免繁琐的计算和信息成本高等缺点;（2）＂两型＂发展模式（Ⅳ）下的资源消耗量和污染物排放量明显低于其它3种情景,但仍处于较高的水平。武汉市污染物削减、生态环境保护任务依然繁重,开发新的替代能源、提高资源利用率仍是今后工作的重点。     

城市生态系统协调发展仿真研究——以武汉市为例

以武汉市为例,通过定性和定量方法建立了一套相对完整的评价指标体系.以主成分分析和协调发展度模型计量得到的武汉市1988～2004年协调发展度值作为输出,以偏最小二乘法筛选出协调发展度的重要影响因子作为输入,尝试采用支持向量机对武汉市总体规划期间(2005～2020年)的协调发展状况进行了模拟研究,研究结果表明,1988～2004年武汉市经济、社会、资源环境的耦合状态由严重失调逐渐趋向勉强协调,这期间工业固体废物排放量和基尼系数是协凋发展最重要影响因子.根据预测结果,武汉市在总体规划期间城市发展呈现出良好的协调发展态势,但2010和2020年的协调发展度值均小于总体规划目标值;即按照目前的状态发展下去,武汉市到2010和2020年不能达到规划既定的目标.针对仿真结果,提出了武汉城市生态系统协调发展的对策与建议.     

社会-生态系统弹性概念分析及评价综述

社会-生态系统如何响应全球环境变化已经被认为是当今自然资源管理中重点关注的方面之一,弹性理论为科学分析社会-生态系统中扰动和适应性的相互作用提供重要理论基础。在人地矛盾日益突出的今天,弹性作为自然界和人类系统一个有价值的特性,对其概念内涵进行分析并总结其评价的研究进展,具有重要的意义。在介绍弹性起源基础上,对弹性定义进行了剖析,对工程弹性、生态系统弹性以及社会-生态系统弹性进行解释。在此基础上,着重分析了弹性分别与脆弱性、适应性和可持续发展之间的区别与联系,并从评价框架、评价指标和评价工具等方面对弹性的定量评价与应用进行回顾。最后,从弹性内涵、定量评价和退化的社会-生态系统弹性修复实践3个方面对未来的发展趋势进行展望。     

以GDP-PM2.5达标为约束的东莞大气环境容量及承载力研究

东莞市计划到2017年PM_(2.5)年均浓度达到国家二级标准(35μg·m~(-3)),GDP年均增长率至少不低于7%.面对复合型为特征的PM_(2.5)大气污染,传统的环境容量和承载力计算方法具有局限性.因此,本文基于经济、气象、能源、环境等关键信息,利用系统动力学(SD)建立了GDPPM_(2.5)宏观动态统计模型.考虑到PM_(2.5)年均浓度等统计值本身就是污染物不断生成又不断扩散、沉降达到动态平衡的综合结果.因此,SD模型可不从理化角度去模拟复杂的大气传输和扩散过程,而是通过引入各污染物的比例系数μ,构建转化率η,建立GDP、PM_(2.5)年均浓度、五大污染物(VOCs、SO2、NOx、NH3、一次PM_(2.5))排放量等变量之间的逻辑联系,为分析和预测工作奠定基础.同时,本文梳理了大气环境压力、承载力和容量的定义,强调了三者之间的相互作用、密不可分的动态关系,建设性地提出了度量承载力的11项指标(5个显性、6个隐性).最后,利用模型模拟预测了"综合治理"模式下2012—2020年间以GDP-PM_(2.5)达标为约束的五大污染物的大气环境压力、容量和承载力.结果表明,预计PM_(2.5)浓度达标约在2017年上半年,对应的SO_2、NO_x、VOCs、NH_3、一次PM_(2.5)容量分别为84987、138849、100875、7751、17402 t;承载力隐性部分各项阈值分别为GDP总量7074亿元、新增绿色GDP 737亿元、煤炭2120万t(以标煤计)、石油552万t(以标煤计)、天然气663万t(以标煤计)、新能源630万t(以标煤计);承载力显性部分各阈值(相对于2012年5年累积减排量)分别为SO264271 t、NOx128831 t、VOCs 108337 t、NH34070 t、一次PM_(2.5)35863 t.本研究为东莞市大气减排提供了具体目标和参考数值.     

基于STIRPAT模型的武汉市环境影响驱动力分析

面对日益严重的环境问题,不仅要了解导致环境问题的各种驱动力,更应建立模型来精确描述环境影响与驱动力之间的关系。以武汉市为例,应用SPSS软件、以STIRPAT模型为依据,建立了描述环境影响与各驱动力之间精确关系的数个模型。模型计算结果表明:人口总量的增长和人类发展指数的上升是最主要的环境影响驱动力,城市化率、人均GDP等因素对环境也有影响;第三产业比重的上升有助于减小环境影响;基尼系数对环境几乎没有影响。以此为据,就如何改变这些影响因素,以减小环境影响提出了建议。除了人口总量等常规指标,还分析了人类发展指数、城市化率、基尼系数等指标,充实了环境影响驱动力指标体系,更客观反映了造成武汉市环境问题的原因。     

地质灾害系统的经济弹性及其结构研究

经济弹性是降低地质灾害系统经济损失的主要方式,如果能够对其进行准确定义和精确测量,其降低灾害损失的有效性将得到进一步增强.为此,在比较区分生态、工程、组织、规划、心理等不同学科领域弹性概念基础上,结合地质灾害系统的基本构成,对其经济弹性进行了操作化定义和数学描述.进而,在描述了地质灾害系统作用过程后,指出地质灾害系统的经济弹性是一个四维结构的概念,这对于准确衡量地质灾害经济弹性,提升其效率与潜力具有重要的作用.