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开发区资源环境承载力评价方法初探

2020-12-07 来源:榕意旅游网
Value Engineering ・127・ 开发区资源环境承载力评价方法初探 Assessment Methodology of Bearing Capacity in Resource and Environment of Development Areas 王志伟Wang Zhiwei:耿春香Geng Chunxiang;赵朝成Zhao Chaocheng (中国石油大学(华东)化学化工学院,青岛266555) (Department of Environmental Science and Engineering,China University of Petroleum(East China),Qingdao 266555,China 摘要:开发区是集社会经济发展、资源与环境消耗、人口集中于一体的面积较小的区域,在有限的面积内使经济得到快速稳定的发展,其资 源环境必定承受一定的发展压力,探讨其资源与环境是否在社会发展的可承受范围内具有一定的实际意义。将目前的资源环境承载力评价方法 大致分为单因素评价法和综合评价法,以某开发区为例,将区域承载力评价的综合方法一状态空间法用于开发区资源环境承载力的评价,分别采 用状态空间法与单因素评价两种方法对开发区进行分析,发现两种评价方法所发现的问题及结论基本一致,状态空间法由于考虑影响因素多, 考虑问题更全面;将各个影响因素进行一系列的计算过程,然后通过比较实际状态空间值与理想状态空间值,得出的结论更简洁明了。状态空间 法用于评价开发区的资源环境承载力是可行的。 Abstract:Development area is a small region which include social econonlic development,resource and environment consumption,and a large nunlber of population.Economy develops tast and stably in a limit area,then the resource and enviromnent must carry much load.So it is important that we discuss whether the resource and environment is the range of sustainable development.The present assessment methods were introduced simply in this article,and these methods were classified into two categories,those are sing]e element assessment and comprehensive assessment.For development area, status space method,one of comprehensive methods in assessing regional bearing capacity,was applied to evaluating bearing capacity on resource and environment of development areas in this paper.We introduced status space method and single element assessing method to a certain development area, the results are same basically.Status space method can find all—inclusive problems because more influence factors are included.And these factors must be calculated through a set of steps,then the actural status space value is compared with the planning status space value,therefore it can get a simple conclusion.Status space method is feasible in assessing bearing capacity on resource and environment of development area. 关键词:资源环境承载力;开发区;单因素评价;综合评价;状态空间法 Key words:bearing capacity On resource and environment;development area;single element assessment;comprehensive assessment;status space Illeth‘1d 中图分类号:X2 文献标识码:A 文章编号:1006—4311(2010)26—0127—03 0引言 市)环境系统对社会经济活动的承受能力的实际情况的指标。其中: 工业开发区是一个集经济、社会发展以及资源、环境消耗的地 环境承载量是指某一时期环境系统实际承受的人类系统的作用量 域综合体,其~方面可以使企业共享园区基础设施,实现规模经济、 值,可通过实际调查或监测得出;环境承载力数值分为两类:一类是 促进就业:另~方面也使园区的资源供给和环境保护面临巨大的压 能较易得到的理论最佳值(如地下水最佳开采量),则采用此数值: 力Ill,因此开发区如何在资源、环境可承受的范围内,最大程度地促 另一类是不容易直接得到的理论最佳值,则采用预定要达到的目标 进社会发展,越来越引起人们的关注。 值(标准值)来间接表示。 目前关于区域资源环境承载力的研究很多,资源环境承载力是 根据环境承载力的定义和特点,从环境的本质出发,其可量性 指在一定时期和一定区域范围内,区域资源环境系统所能承受人类 的指标体系包括:自然资源指标(淡水、土地、矿产、生物等)、社会条 各种社会经济活动的能力。这里所涉及的“~定区域范围”一般是指 件指标(人口、交通、能源、经济状况等)和污染承受能力指标。对于 个流域 ,1、一个省或几个省 、某一特定的地域范围如环渤海地 某个区域而言: 区、珠江河口地区、西南地区等 1。但对于工业开发区,目前主要是 0<EBR 0.80表示开发强度不足,适宜大量开发 针对资源、环境的某~方面进行评价,如开发区土地资源利用的评 0.81 EBR<I.0:表示达到开发平衡,需注意控制开发; 价指标体系的构建l l、开发区水资源承载力的研究…1及开发区生态 EBR 1.0:表示开发强度过度,不宜进一步开发。 承载力的综合评价研究…,而对于开发区资源环境承载力评价方法 所以承载力分析是进行宏观调控,促进区域经济与环境协调发 的研究尚少。本文旨在探索开发区资源环境承载力的判断方法,帮 展的重要措施之一l14J。 助开发区查找发展过程中社会发展与资源、环境不相协调的问题, 1 I2综合评价法资源环境承载力综合评价法是在区域承载力 为管理者制定发展规划和可持续发展战略提供理论基础。 的研究中,将社会经济发展同资源、环境等因素紧密结合进行综合 1区域承载力计算方法选择与原理 研究。其综合承载力可由~系列相互制约又相互对应的发展变量和 资源环境承载力的计算方法一般有两大类,一类是单因素评价 制约变量构成。①自然资源变量:水资源、土地资源、矿产资源、生物 方法:某些区域的自身发展条件中存在着某一方面的限制性因素, 资源的种类、数量和开发量;②社会条件变量:工业产值、能源、人 则应该选取相应的方法进行预测。如土地承载力法、水资源承载力 口、交通、通讯等;③环境资源变量:水、气、土壤的自净能力。计算综 法等l】21。另一类是资源环境承载力综合评价方法 1。 合承载力一般采用的是定量化方法,即选取上述某些变量或全部变 1.1单因素计算法选取资源环境承载力要素中的主要因素分 量作为评价指标,在理论发展的基础上,针对其评价指标的具体数 别进行计算,可以找出限制区域发展的具体控制因素。对于资源环 值,采用数理方法对资源环境承载力做出综合的分析。概括起来,计 境的某一方面可以采用环境承载率来衡量其开发利用的程度,这~ 算方法有 相对资源环境承载力方法、状态空间法、层次分析法、系 指标可用式(1)表示 统动力学方法和生态足迹法等 。 环境承载率(EBR)一环境承载量(EBQ)/环境承载力(EBC)≤1 开发区是集社会经济发展、资源与环境消耗、人口集中于一体 一(1) 环境承载率(EBR)是客观和科学地反映一定时期内区域(或城 作者简介:王志伟(1977一),女,河北衡水人,硕士,讲师,主要从事环境影响 评价,环境污染治理方面的工作。 的面积较小的区域,通过阅读文献、评价方法对比分析,选取了适合 于开发区这一特殊区域的评价方法:状态空间法,并根据实际情况 进行指标的选取与调整。计算原理与方法如下: 环境是人赖以生存的外部基本条件,资源是经济发展的基础, ・l28・ 价值工程 人在满足基本生活需要的基础上,追求更好的生活质量,经济发展 人)内确定”:现有城市的人均建设用地根据现有的用地水平,允许 水平越高,人们的生活水平也相应地越高。而社会经济的发展需要 采用的规划人均建设用地指标最高为120mZ/人,若将该数值作为人 靠资源、环境做支持,大自然所提供的资源、环境是有限的,因此在 均建设用地的标准,则目前及规划期的用地指标均高于国家标准, 定程度上,所决定的经济发展水平也有一定的限度,如果超出这 此时的土地承载率在O.8~1之间,表示开发力度相当,人均建设用 限度,便会对资源或环境造成不利甚至不可逆转的影响,也就超 地稍高于国家标准,土地资源利用率稍有不足;若以105m2/人作为 出的资源环境的承载力。参照武春友I”、毛汉英[gj提出的状态空间模 标准,那么目前开发区的承载率在O.8左右,表示区域内开发力度 型,结合开发区承载力评价的要求,得出开发区资源环境承载力的 不足,土地利用率不足。 概念模型,如图l所示。选取资源和环境分别为x、Y轴,社会经济 有关资料显示 ,我国用地弹性系数远超合理水平。目前,我国 发展作为z轴,由这三个方面构成的曲面为开发区资源环境承载力 城乡建设用地约24万km ,城市人均建设用地已达130多m ,远远 曲面。如果开发区所处状态位于该曲面上(如点I),则表示开发区 高于发达国家人均82.4m 和发展中国家人均83.3m 的水平i2004 社会发展与资源环境相协调;低于该区面的点代表的状态为开发区 年全国村庄建设用地2.48亿亩,按当年农业人口计算,人均村庄用 ,高出国家定额最高值(150m2/人)45_3%。而包括郊区在内, 的经济发展低于资源环境的承受能力(如点Ⅲ),相反,高于该曲面 地218mz一一的点表示社会经济发展高于资源环境承载力(如点Ⅱ)。 纽约人均占地为1 12.5m 。 Z社会疑} 通过与《用地标准》比较可以发现,开发区现状用地及规划用地 指标都比标准值偏高,而且这是国内建设用地普遍存在的一个问 题,因此土地资源不是开发区发展的制约因素。相反,应将规划用地 控制在105m2/人,以减少用地,节约土地资源。 2.1。2水资源承载力根据资料调查所得到的水资源数据见表 2,由表2可以看出,随着开发区建设的逐步展开及经济的快速发 展,规划期的水资源承载率逐步扩大,到2020年达到最大为3.59, 远远大于水资源承受力,需通过跨流域调水、中水回用、海水利用等 开发区资源环境承载力概念模型 途径解决用水问题。 开发区生态承载力评价的三维空间状态模型如式(2)所示: 表2水资源承载力情况 年份 需水量 多年平均水资源 水资源承载力 解决方案 S=/万t/d oo IM I=1/∑(二一WiP一 T i=1 。)‘ (2) 总量/万洲 2005在 8 6 15 6 0.55 式中,s 为开发区生态承载力的大小: l M I为开发区生态承 2010芷 36 l5 6 231 跨流域调水、中水 载力的有向矢量的模;P.为开发区经济活动与资源环境的某指标处 2020在 56 15 6 3.59 回用、海水利用 于实际状态(或理想状态即可持续发展)时的坐标值( I,2,…,11), W.为各指标的权重。 2.1.3空气环境空气质量可以作为大气环境质量的评价指标, 2应用实例 根据大气扩散模型可以得出计算环境容量以及实际环境容量,二者 某经济技术开发区,1984年1O月20日,国务院批准设立。为 比值即为环境承载率。本次评价选取二氧化硫和飘尘作为评价对 首批l4个国家级经济技术开发区之一:1985年3月28日正式动 象,环境承载情况列于表3中。由表3可见,开发区目前的环境承载 工兴建,规划面积20.02km:。1986年3月成立某市经济技术开发区 率均小于0.8,环境质量较好,适宜大规模开发。 管理委员会。1992年,省、市决定将面积扩展到181kmz。现全区总 表3大气环境容量 面积274.1km ,总人口59.4万人,其中户籍人口32.1万人。自建区 项目 区域面积 标准值 实际环境容量 2010年排放量 环境承 以来,累计投入基础设施建设资金180多亿元,现已初步形成了以 /km /mg/m (万t/a】 2010(万t) 载率 现代化港口、家电电子、机械制造、石油化工、生物制药、国际贸易、 SO2 274 O.O6 3 8l 2.O8 O.55 旅游度假为主要特色,集开发区、新技术产业开发试验区和旅游度 PMl0 274 0 1O O.6l 018 O.29 假区于一体的现代化新城区框架,是中国开放区域最集中的地区 之一。 2.1.4水环境水环境承载力的计算以C0D 为主要指标,按 2.1单因素法评价结果资源环境承载力的评价可分为资源和 照2010年的总量控制目标确目前的排放量为2166t/a。 环境两个方面,资源可看成物质生产支持系统,包括矿产资源、水资 开发区紧靠海域,污水处理达标后直接排海。根据2006年1O 源、土地资源、森林资源等;环境是生命体赖以生存的自然条件,可 月15日、16日高、低潮位的现状监测资料,纳污海域的现状C0D 看成生命生产支持系统,包括空气、水、土壤、生物等。根据开发区的 的浓度为1.42mg/L。根据《海水水质标准》(GB3097—1997)该海域的 特点和资料可获取性,选取土地资源、水资源、空气环境和水环境作 海水执行三类标准,COD 的水质目标位4mg/L。 为单因素的考察对象。 参照《某开发区区域环境影响报告书》,建立浓度模型,从化学 2.1.1土地资源承载力开发区目前及规划期的人均建设用地 需氧量输入量和水质监测值之间的响应关系,可以计算出纳污海域 情况见表1。 当500米混合区半径以外的海域满足海域功能要求时,海域化学需 表1开发区人均建设用地现状与预测值 氧量最大环境容量为14387t/a。 承载率(EBR) CODw承载率=排放量/环境容量=2166/14387=0.15% (3) 年份 人口 建设用地 人均建设用地 EBR EBR# 通过式(3)计算出了排污口附近海域的COD 承载率为0.15, 2008 59.4 73-29 123 0 976 0 854 远远小于0I8:可见,对于海域来说,COD 环境承载力较大。 2010 65 88.54 136 0 882 0 772 2.1.5单因素评价结论计算结果表明,在上述所考察的土地资 2020 108 143.94 133 0 902 0.789 源、水资源、大气环境、水环境等方面中,明显制约开发区发展的是 注:EBR*是人均建设用地标准为120mV人时的承载率,EBR#是人均建设用地标 水资源不足。 准为105m2/.),,时的承载率:计算例证:EBR =(1/123)/(1/12o>=o 976 2.2承载力综合评价结果选取与开发区可持续发展直接相关 根据《城市用地分类与规划建设用地标 隹》(以下简称《用地标 的社会经济、资源和环境指标,以规划值作为理想值,以2008年的 准》),城市规划人均建设用地标准为60.1—120mz分四级,并明确规 实际值作为现状值,具体数值与计算指标列于表4中。现状值与理 定“新建城市的规划人均建设用地指标应在第Ⅲ级(9O.1~】05.Om2/ 想值差别越大,其比值指标越偏离l。 Value Engineering ・l29・ 表4某开发区资源环境承载力评价指标体系 准则层 指标层 GDP总值(S“),亿元 状态超出10.9%),可得出青岛经济技术开发区目前资源环境的承 载力情况为略微超载,可经过适当调整,实现某经济技术开发区的 经济增长、社会发展和资源环境相协调的目标。 3结论 规划值 现状值 指标P, 1300 70818 1.84 社会经济发 工业总产值(s h/fL ̄ 展(sl1 固定资产投资(S,3)/亿元 3200 612 63 1972 254 1.62 241 在对单因素考察过程中,通过对土地资源、水资源、大气环境、 水环境承载情况的计算可知,目前开发区土地资源较丰富,大气、水 环境质量良好,仍有较大容量,制约因素是水资源短缺,而且随着开 发区的经济发展,该问题会日益凸显,需要采取南水北调工程、中水 人口总数(s. )/万人 城镇居民人均可支配收A(s )/元 资源(S21 人均水资源量(s )/m ,人 65 59 4 1 09 1.002 0.022 22500 22450 9200 205 人均建设用地(s ,mV人 环境(s31 万元GDP用水量(S )ItlSE元 万元GDP能耗(S ̄2)/t标煤/万元 环境污染 万元GDP废水排放量(S )/t/ ̄-元 万元GDP废气排放量(s /亿m 亿元 万元GDP固废产生量f¥35)/t/TY ̄ 环境保护投资占GDP的比例(s /% 环境治理 污水集中处理率(s37),% 136 1O O 75 】23 6 88 0437 0 904 0 688 0 583 1 2l7 1 916 1.250 1.253 0.889 回用、海水淡化等措施来弥补水资源短缺问题。 在综合评价过程中,考察了社会经济、资源、环境三个大方面中 的15个因素,并将规划值作为可持续发展的标;隹,将各指标的现状 值与规划值比较,当二者比值偏离1时,说明发展偏离理想状态。该 开发区社会经济发展指标中的经济发展指标,现状值与规划值差距 较大,其中固定资产投资指标,差距值高达2.41。资源环境指标中的 人均水资源量、万元GDP废气排放量与标;隹值差距较大,人均水资 4 34 5-28 0 398 0.7625 0 20 3.O 90 O.25 3.76 80 源量仅为世界水平的0.022。另一方面利用层次分析法将各指标权 注.1、规划值和现状值依据:①《某开发区工业规划》、②开发lx循环经济规划、③ 重赋值,指标权重基本反映了资源环境与社会发展的实际情况。将 开发区年鉴2009年、④2008环境质量报告书、⑤某开发区环境影响评价报告书2、 指标P.分别与权重w 相结合,得出状态空间值,可知现状的状态值 人均水资源量、万元GDP废气排放量分别采用的是世界平均值、先进省份广东省 比规划值偏高10.9%,该经济技术开发区目前资源环境的承载力情 2004年的数据. 况为略微超载。 工业固废综合治理利用率(s /% 1OO 98 47 0.985 “某经济技术开发区”资源环境承载力计算结果如下: 将单因素评价与综合评价对比可以发现,二者所得结论基本一 2.2.1社会经济发展指标中的经济发展指标,现状值与规划值 致,开发区发展状况较好,个别指标尤其是水资源短缺较为突出,整 差距较大,其中固定资产投资指标,差距值高达2 41。 体状况略微超载,可通过适当调整,加强弱势,合理解决,使开发区 2_2_2资源环境指标中的人均水资源量、万元GDP废气排放量 实现可持续发展的目标。 与标准值差距较大,但水耗、能耗都比标准值偏低,反应了开发区在 状态空间法用于开发区的资源环境承载力评价,一方面可以发 这方面做的比较好,技术水平较高,其他指标与规划值差距不大。 现某些偏离标;佳的指标,与单因素考察结果基本一致,另一方面可 利用层次分析法确定各承载力指标的权重值,具体计算方法参 以得出综合指数,对开发区发展状况有一个宏观的印象,用于开发 照文献ll7,计算结果见表5。 区资源环境承载力评价是可行的。 表5“某经济技术开发区”资源环境承载力指标权重 指标层(S .参考文献: [1]武春友 源远.基于生态承载力的工业园区生态效率评价研究【JJ_管 理学报,2009,6(06):751—754.766. 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[1O]段勇,郑爽,李鱼等.开发区土地资源利用中存在的问题及其对策IJ] _对二级指标的权重经归一化处理后,得出各指标权重。一级指 2005 24(01):98—101. 标中,社会经济发展为8,资源为l9,环境为73。环境是人类和各种 四川环境.f111芦晓峰,李波.王铁良.沈阳辉山农业高新技术开发区水资源承载力 生物赖以生存的栖息地,所以环境指标所占权重较大,资源是社会 分析lJ1.安徽农业科学,2006,34(06):l】92—1 194. 经济发展的资本,而且,即使资源贫乏的地区,社会经济发展较好, 【l2]王浩,江伊婷.基于资源环境承载力的小城镇人口规模预测研究【JI_ 也需要资源输入,否则便难以维持发展需要。因此,各指标权重基本 反映了资源环境与社会发展的实际情况。 在二级指标中,环保投资占GDP的比例、人均水资源占有量的 小城镇建设,2009,f3):53—56. [13]黄秋香.矿区资源环境承载力评价指标体系及评价方法【JJ.矿业研究 与开发,2009,29(01):62—64,84. 权重较高,其次是工业固废综合利用率,三废排放量以及能耗。这种 权重关系基本能反应开发区可持续发展的需要。 [141齐亚彬.资源环境承载力研究进展及其主要问题剖析fJ】_中国国土资 源经济,2005.18(5):7—11. 将指标P 、权重w 代入公式(2)中,得出状态空间值。 fl51赵兵.资源环境承载力研究进展及发展趋势lJ】_西安财经学院学报. 青岛经济技术开发区的实际资源环境承载状况Sr为0.417:青 2008.21f31:1 14-l 18. 岛经济技术开发区的可持续发展状态下的总的资源环境承载状况 I16] ̄tJ文甲.关注我国土地“过度非农化”lJl-中国土地.2006,f8):26—27. S 为0.376。 【17I谢盛青.基于层次分析法采空区稳定性影响因素权重分析『JIl中国钼 根据工业园区资源环境承载力判断方法,当Sr>S.时(比规划 业.2009.33(04):34—37. 

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