城市生态环境演变趋势的集对分析预测研究——以武汉市为例

自然生态环境是城市社会经济健康发展的重要物质基础,生态足迹作为生态环境承载状态测度的指标,受到社会、经济、人口等多种因素的影响,表现出时空动态性和不确定性等特征,集对分析(SPA)为不确定性问题的建模提出一条新的思路。在对1988—2004年武汉市生态足迹及其社会经济影响因子时间序列分析的基础上,通过构建的集对分析动态模型,对武汉市2005—2020年总生态足迹发展趋势进行了预测。研究结果表明,2005—2020年总生态足迹将由1810.925万hm2增长到2873.857万hm2,呈现出低于GDP和生态效率增长速率的趋势,但生态环境将进一步恶化,对此就武汉市生态系统的发展提出了对策与建议。最后,指出SPA动态模型为城市生态系统预测研究提供了一种可行的解决方案。     

基于耗散结构理论的城市生态水平评价研究——以武汉市为例

城市是一个经济-社会-自然复合系统,城市生态环境是城市经济社会持续发展的支持系统。基于耗散结构理论和信息熵原理,通过计算生态经济熵、生态功能熵和城市生态系统总熵变,分析城市生态系统的演化发展规律;利用综合发展度和协调发展度两个指数,建立城市生态水平评价的定量模型。以武汉市1988~2004年城市生态系统发展为例,评价结果表明：（1）武汉城市生态系统的生态经济熵、生态功能熵和城市生态系统总熵变均呈现出下降趋势,城市健康、有序水平不断提高;（2）武汉城市生态系统在经历了1988~1991年停滞发展期后,从1992年开始,生态综合发展水平逐年提升,协调发展水平在不断增加,近10年来都保持在基本协调发展水平。     

基于环境库兹尼茨曲线的协调度研究——以武汉市为例

经济发展与环境之间的关系已成为全世界特别是发展中国家越来越关心的问题,环境库兹尼茨曲线(EKC)即为描述它们之间关系的曲线.在阐述协调度与EKC曲线关系的基础上,建立了经济与环境协调度的信息熵模型,并引入BP网络对未来的协调度值进行预测,所得协调度值对应于EKC曲线进行分析,得到协调度的EKC曲线变化趋势,为区域经济决策提供了依据.以武汉市为研究对象,得到该区域1988～2006年经济环境协调度,并对2007～2020年的协调度值进行了预测,从协调度值与EKC曲线的量化关系得出经济与环境的EKC曲线发展状态和趋势.结果表明:武汉市的协调发展状况不容乐观,基本呈现协调度值较低、发展状态较差的状况;武汉市现正处于EKC曲线的转折顶点,逐渐向协调发展稳定期过渡的关键时期,因此武汉市政府需加强政策调控,保证稳步转型,达到稳定的协调发展状态.     

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.     

生态系统服务价值核算方法比较研究

<正>生态系统服务价值(Ecosystem Service Value, ESV)核算是生态产品价值实现的基础性工作。但目前其核算方法缺乏统一标准,采用不同核算方法的测算结果存在差异,因此有必要进行核算方法的比较研究。国际上对于生态系统服务价值研究较早,1997年Costanza等^[1]评估了全球17种生态系统服务的经济价值。2001年,联合国千年生态系统评估(UN Millennium Ecosystem Assessment, MA)     

生态系统调节服务价值的熵增曲面模型横向补偿方法研究

横向补偿通常多限于单要素或功能的生态系统服务补偿,如何向调节服务功能贡献区实施多要素综合补偿,仍缺少有效解决方法。本研究基于最大熵增理论本研究提出了“熵增曲面法”,构建调节服务价值扩散的曲面模型。此模型更符合生态系统物质能量流动特点,视调节服务价值为有形的正态分布曲面,曲面动态稳定的扩展状态表达了价值的对外输出。本文以梁子湖流域为例,先利用当量因子法计算出研究区各区的生态调节价值,再用上述方法对区域间调节服务价值补偿问题进行分析,并讨论了考虑环境激励的补偿优化办法。结果显示,研究区内武汉市东湖高新技术开发区（e区）应支付给武汉市江夏区（a区）、鄂州市梁子湖区（b区）、咸宁市咸安区（c区）和大冶市金牛镇（d区）,分别为303.8万元、 1866.6万元、 582.4万元、 615.2万元,共3368.0万元。该方法能明确“谁补谁、补什么、补多少”的补偿问题,对邻近区域性的调节服务补偿均可展开分析,为多要素、综合性、系统化的生态补偿方向提供了新的思路。     

人工神经网络法预测城市用水量

城市用水量的预测结果,对于城市规划、供水系统的管理及改扩建有着重要的意义,寻求科学合理的预测模型是保障预测结果准确可靠的关键。针对这一问题,利用人工神经网络理论建立了BP（Back—Propagation,反向传播算法）网络预测模型,该模型考虑了反映社会、经济的两个影响因素人口和工业产值对用水量需求的影响,具备系统决策功能。通过实例证明该模型是一种行之有效的用水量预测模型。     

梁子湖流域生态产品价值实现途径优化研究

建立健全生态产品价值实现机制是我国政府提出的一项具有中国特色的创新性的战略措施和任务。论文以湖北省梁子湖流域生态产品价值实现为例,经走访调研,分析发现现阶段若仅靠市场途径来实现其价值是困难的,需由政府引导推动,多方参与协同治理。从务“实”角度,进行生态环境修复,探索发展生态产业,提升生态价值;加强梁子湖流域功能价值的研究宣传工作,促进资源有偿使用,打开市场。从务“虚”角度,构建便于流转的产权制度,促进生态资源资本化;创新生态补偿方法和激励机制,提升软性实力。     

大型空压机站及配套设施的噪声治理

南京扬子石化公司化工厂两座大型空压机站及配套设施功率高、体积大、噪声严重、影响面广。根据该机噪声的峰值频率集中在高频区域的特点，我们充分利用现场地形地物，采取科学合理的隔、吸、反射、消声等措施，用有限的资金，在短期内取得了较满意的降噪效果，并达到了国家有关的工业卫生标准。     

环境承载力概念辨析与测算

对"环境承载力"的定义与理解,有狭义与广义之分。本文再定义和拓展了环境承载力的内涵。运用系统动力学方法可以有效地分析某一地区的环境容量与广义环境承载力的对应关系,将现实的排污-控污水平与达标的环境承载力水平的动态变化充分展示,有利于从多方面和不同阶段对污染源进行控制,也为生态环保制度的完善改进指出了合理的、明确的方向。当前有了新《环保法》及十类环境管理制度的基本框架,还需要对各种暴露出来的问题及本质原因进行梳理,妥善解决排污指标分配、监管、执法中存在的众多矛盾。不同时期、不同地区的环保制度应有不同的重点与表述;各地要因地制宜,妥善筹措环保资金;企业需要促进环保技术与产品不断完善。制度状态体现了社会与人民的意志与行动能力,决定环保水平。环保制度是环境承载力的重要组成部分,必须走环境法治道路,这是从根本上控制污染和防止生态退化的保证。