生命周期評價的發(fā)展新方向：基于GIS的生命周期評價

田亞峻，鄧業(yè)林，張岳玲，謝克昌（北京低碳清潔能源研究所，北京 009；Department of Mechanical Engineering, University of Wisconsin-Milwaukee, Milwaukee , USA；華北電力大學(xué)環(huán)境與化學(xué)工程學(xué)院，北京 006；太原理工大學(xué)煤科學(xué)與技術(shù)教育部和山西省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，山西 太原 000；清華大學(xué)熱能工程系，北京 0008）

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生命周期評價的發(fā)展新方向：基于GIS的生命周期評價

田亞峻1，鄧業(yè)林2，張岳玲3，謝克昌4,5
（1北京低碳清潔能源研究所，北京 102209；2Department of Mechanical Engineering, University of Wisconsin-Milwaukee, Milwaukee 53211, USA；3華北電力大學(xué)環(huán)境與化學(xué)工程學(xué)院，北京 102206；4太原理工大學(xué)煤科學(xué)與技術(shù)教育部和山西省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，山西 太原 030024；5清華大學(xué)熱能工程系，北京 100084）

摘要：綜述了生命周期評價（LCA）區(qū)域化研究的進(jìn)展，論述了將空間信息數(shù)據(jù)引入LCA的必要性與可行性，以及GIS（geographical information system）在LCA地域化的重要作用。綜述表明GIS能系統(tǒng)有效地組織和管理空間數(shù)據(jù)，能夠管理LCA明細(xì)的地域信息、LCA影響的地域信息，從而實(shí)現(xiàn)GIS與LCA的結(jié)合。在此基礎(chǔ)上，進(jìn)一步提出了基于地理信息的LCA的架構(gòu)，分析了基于GIS的LCA發(fā)展的機(jī)遇和挑戰(zhàn)。基于地理信息的LCA將突破傳統(tǒng)LCA缺乏空間信息的致命缺陷，其結(jié)果將更具準(zhǔn)確性和科學(xué)性，基于地理信息的LCA的綠色設(shè)計和管理對企業(yè)以及政府將更具可操作性，是生命周期評價方法發(fā)展的新方向。

關(guān)鍵詞：生命周期評價；地理信息；GIS；數(shù)據(jù)庫；可持續(xù)性；環(huán)境；能源

2015-11-30收到初稿，2016-02-18收到修改稿。

聯(lián)系人及第一作者：田亞峻（1972—），男，教授。

Received date: 2015-11-30.

Foundation item: supported by the China Knowledge Center for Engineering Science and Technology: Professional Knowledge Service System for Energy.

引　言

伴隨著中國經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展和工業(yè)化進(jìn)程的不斷推進(jìn)，中國的環(huán)境負(fù)擔(dān)變得愈發(fā)嚴(yán)峻。大氣污染、土壤污染、地下水污染、氣候變化、資源枯竭等問題越來越成為制約中國可持續(xù)發(fā)展的重要因素。由于中國能源高度依賴煤炭，中國二氧化硫、氮氧化物、煙塵以及可吸入顆粒物排放總量高居世界之首，嚴(yán)重威脅到人民的健康[1]。2002年以來中國的二氧化碳排放以年均9%的增速激增，2012年中國二氧化碳排放量占全球總排放量的26.7%，遠(yuǎn)超排名第二的美國（16.8%）[1]。為應(yīng)對不斷惡化的環(huán)境和氣候問題，中國政府相繼推出了一系列嚴(yán)厲的環(huán)保政策和措施法規(guī)，如2013年頒布《大氣污染防治行動計劃》[2]以及2015年頒布《水污染防治行動計劃》[3]等。此外，2014年中國還與美國達(dá)成中美氣候變化聯(lián)合聲明，承諾2030年前停止增加二氧化碳排放，表達(dá)了中國保護(hù)環(huán)境和減緩氣候變化的決心[4]。

化工是人類活動中最重要的過程之一。人類離不開化工，化工過程的發(fā)展促進(jìn)了人類生活水平的提高。如能源主要通過化工過程轉(zhuǎn)化得以利用，煤炭通過燃燒產(chǎn)生電力和熱力、通過熱解生產(chǎn)焦炭、通過氣化等過程生產(chǎn)化肥、電石、甲醇、烯烴等化學(xué)產(chǎn)品，而石油更是通過化工過程轉(zhuǎn)化成人類生活所必需的各種化學(xué)品。然而，化工過程必然會對環(huán)境產(chǎn)生影響。中國對化工過程的環(huán)境影響評價方法存在明顯缺陷，造成所有的項(xiàng)目環(huán)境評價合格但環(huán)境卻越來越差的尷尬現(xiàn)象。其原因在于中國的評價方法僅以工廠所形成的廠界為邊界，沒有采用全生命周期的方法，問題常常被轉(zhuǎn)移，各種政策也因此失效。

為了使以上的種種政策較好地達(dá)到目的，必須首先發(fā)展能夠科學(xué)和合理評估產(chǎn)品環(huán)境性能的方法和數(shù)據(jù)庫。對于一個產(chǎn)品來說，其所涉及原材料的開采、生產(chǎn)、使用和廢棄過程伴隨著資源、能源的消耗和各種污染物的排放，要完整地反映這一系列過程對生態(tài)環(huán)境的影響，需要對產(chǎn)品的全生命周期過程進(jìn)行評價，才能得到客觀和全面的結(jié)果，防止問題發(fā)生轉(zhuǎn)移。

1　生命周期評價方法的發(fā)展

1.1生命周期評價方法

生命周期評價（life cycle assessment, LCA）是被當(dāng)前科學(xué)界廣泛接受的定量評估產(chǎn)品全生命周期的環(huán)境影響的工具。根據(jù)ISO14040-44標(biāo)準(zhǔn)（圖1）[5]，LCA分析開始于目標(biāo)和范圍定義，需要明確LCA的目的、對象、時間、地理和技術(shù)范圍等[6]。LCA覆蓋某產(chǎn)品包括原材料獲取、加工、制造、使用以及最后報廢處理的全部生命周期。LCA總結(jié)和歸納產(chǎn)品各個生命周期階段的材料/能量的消耗以及排放，并編制該產(chǎn)品對應(yīng)的生命周期清單（life cycle inventory, LCI），最后從產(chǎn)品的生命周期清單數(shù)據(jù)出發(fā)，依據(jù)環(huán)境影響特征因子（characterization factors）計算不同類型的環(huán)境影響（life cycle impact assessment, LCIA）[7]。產(chǎn)品生命周期內(nèi)對環(huán)境的影響越小，則產(chǎn)品的環(huán)境性能越好。產(chǎn)品生命周期內(nèi)對環(huán)境產(chǎn)生影響的類別眾多，常用的環(huán)境影響類別有全球氣候變暖、平流層臭氧損耗、光化學(xué)煙霧形成、大氣酸化、人類致癌性、水生生物毒性、陸地生物毒性、棲息地破壞、不可再生資源損耗和富營養(yǎng)化等。

圖1　生命周期評價的執(zhí)行框架Fig.1　Framework of life cycle assessment

LCA作為一種科學(xué)的產(chǎn)品環(huán)境影響評價方法，在歐美已經(jīng)有廣泛應(yīng)用。美國的建筑標(biāo)準(zhǔn)LEED v4里面明確把建筑產(chǎn)品、材料是否進(jìn)行過LCA作為一項(xiàng)重要的評分標(biāo)準(zhǔn)[8]。在更大范圍上，美國政府要求（executive orders 13514）所有的聯(lián)邦機(jī)構(gòu)評估自身的碳排放水平并且要求為政府采購制定相應(yīng)的碳排放政策[9]。預(yù)計未來美國LCA相關(guān)的就業(yè)崗位將高達(dá)67000人，包含LCA學(xué)者、公司雇員、咨詢?nèi)藛T、軟件開發(fā)人員等。歐盟在LCA及相關(guān)領(lǐng)域活動更為活躍，法國2007年通過Grenelle環(huán)境法令要求所有的大眾消費(fèi)品提供產(chǎn)品環(huán)境影響聲明（EPD）[10]。歐盟從2011年開始研發(fā)基于LCA的Product Environmental Footprint（PEF）規(guī)范，目前已經(jīng)進(jìn)入第2階段。PEF旨在促進(jìn)全歐盟范圍內(nèi)實(shí)行統(tǒng)一的產(chǎn)品環(huán)境影響評價方法，以便有效提高產(chǎn)品環(huán)境影響計算的可靠性和不同產(chǎn)品之間環(huán)境影響數(shù)據(jù)的可比較性[11]。這些舉措都極大地促進(jìn)了LCA在全球的應(yīng)用和發(fā)展。

1.2生命周期評價方法的缺陷

2）政府適當(dāng)放寬政策，靈活處理異地醫(yī)保報銷，為在鄉(xiāng)村旅游的大量老年游客提供就近療養(yǎng)和醫(yī)治的條件。設(shè)置多個醫(yī)療機(jī)構(gòu)，保證老年人能充分及時治療。獨(dú)立設(shè)置康復(fù)醫(yī)院、護(hù)理院、社區(qū)衛(wèi)生服務(wù)中心等醫(yī)療機(jī)構(gòu)，為老年人提供常見疾病的診斷治療、常見慢性病的非治療性醫(yī)療護(hù)理及一般的衛(wèi)生保健服務(wù)。

2.2基于地理信息的LCA架構(gòu)

現(xiàn)有的著名的生命周期清單數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)大多數(shù)都是針對某個區(qū)域的平均數(shù)據(jù)，如Ecoinvent主要針對歐洲[19]。目前主流的環(huán)境影響評價方法包含CML2001[20]、ReCiPe[21]和IMPACT2002+[22]，僅考慮了歐洲和全球的大致區(qū)分。

表1　不同環(huán)境影響類別的時間和空間尺度[7]Table 1　Different environmental impact categories and their corresponding spatial scale[7]

1.3區(qū)域化生命周期評價的進(jìn)展

意境和意象雖然概念上不同但是兩者是相通的，據(jù)史料記載“意境”和禪宗學(xué)說有著密切聯(lián)系。唐代詩僧皎然云：“了空如藏史，始肯會禪家”；王昌齡說：搜求于象，心人于境，神會于物因心而得（《詩格》）[3]；唐代僧人神秀：“身是菩提樹，心如明鏡臺；時時勤拂拭，勿使惹塵?！北砻魉褏⑼溉松?，不入紅塵。他們作詩風(fēng)格都是深受禪宗的影響，作詩時將佛境引入詩境。詩人將有形變化成無形，無感變化為有感，實(shí)境幻化成虛境，這使得詩中的意境深遠(yuǎn)且韻味無窮，將普通的生活境界升華到了藝術(shù)境界。

絕熱加速量熱儀實(shí)驗(yàn)過程中,要求樣品熱電偶能夠?qū)崟r地、無失真地反映溫度變化過程。然而,熱電偶的動態(tài)響應(yīng)特性受工藝限制,響應(yīng)緩慢,存在動態(tài)測量誤差[14],需要研究其動態(tài)特性,使其輸入量隨時間變化的曲線與被測量隨同一時間變化的曲線一致或近似。

有研究指出使用通用的LCA數(shù)據(jù)會造成數(shù)據(jù)的嚴(yán)重失真，得到的結(jié)果與區(qū)域LCA得到的結(jié)果有顯著的差異[27]。區(qū)域LCA雖然在一定程度上提高了結(jié)果的精確度，但本質(zhì)上還是采用了平均化的方法，得到的結(jié)果仍然無法得到企業(yè)的認(rèn)可。隨著全球環(huán)境的不斷惡化，包括中國在內(nèi)的主要工業(yè)大國對于環(huán)境保護(hù)和氣候變化的問題越加重視，正在研究包括市場機(jī)制在內(nèi)的各種應(yīng)對策略。希望發(fā)揮市場作用，讓更多的企業(yè)、團(tuán)體甚至個人自覺參與環(huán)境改善，然而這需要能基于具體地點(diǎn)、路徑來進(jìn)行EPD或者PEF等“精算”的方法論和數(shù)據(jù)庫，這樣的結(jié)果對于企業(yè)或者政府開展核算、設(shè)計或者優(yōu)化才具有現(xiàn)實(shí)的指導(dǎo)和商業(yè)價值，這就要求必須將LCA和具體的地理信息（geographic information，GI）結(jié)合起來。

1.4基于GIS系統(tǒng)的生命周期評價

地理信息系統(tǒng)（geographic information system, GIS）是計算機(jī)技術(shù)與地理信息數(shù)據(jù)相結(jié)合的產(chǎn)物，是在計算機(jī)硬件、軟件及網(wǎng)絡(luò)支持下，對有關(guān)空間數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)字化處理、輸入、存儲、查詢檢索、運(yùn)算、分析、顯示、更新并提供應(yīng)用的技術(shù)體系[27]。隨著地理信息系統(tǒng)的發(fā)展，GIS能夠通過強(qiáng)大的可視化技術(shù)、有效的地圖系統(tǒng)將復(fù)雜的空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)以地圖的形式進(jìn)行描述，從而實(shí)現(xiàn)了文本、圖形和圖像信息的結(jié)合。科學(xué)準(zhǔn)確的LCA必須與其發(fā)生所在的地理位置緊密關(guān)聯(lián)才可能更具實(shí)際意義，而GIS為LCA的精細(xì)化提供了可能性。

中車長春軌道客車股份有限公司(以下簡稱長客股份公司)研制的世界首輛全碳纖維復(fù)合材料地鐵車輛車體(見圖4)，采用CFRP夾芯結(jié)構(gòu)，通過模塊化設(shè)計、一體成型技術(shù)設(shè)計而成，最高運(yùn)行速度為100 km/h，較同類B型鋁合金地鐵車體減重35%。該車體滿足極限惡劣環(huán)境的使用要求，具有優(yōu)良的力學(xué)性能、環(huán)保性能和防火性能。

有研究嘗試?yán)肎IS收集和管理特定區(qū)域數(shù)據(jù)，并結(jié)合通用生命周期清單數(shù)據(jù)庫進(jìn)行LCA研究。Keisuke等[28]首先利用GIS為環(huán)境影響評估提供空間支持。Saad等[29]為加拿大不同生態(tài)區(qū)的土壤生態(tài)系統(tǒng)建立了區(qū)域化的環(huán)境影響特征因子。Civit 等[30]為阿根廷的大氣酸化影響劃分了16個區(qū)域，并分別計算了特征因子。Impact2002+環(huán)境影響評估模型把歐洲的大氣和水域劃分為網(wǎng)格，并把每個網(wǎng)格細(xì)胞的環(huán)境背景信息輸入GIS系統(tǒng)建立影響因子特征數(shù)據(jù)庫[22,31]。類似的模型目前也被加拿大和美國用于環(huán)境影響評估[32]。Mutel等[27]基于GIS工具計算了美國不同位置的發(fā)電廠所產(chǎn)生的生態(tài)毒性影響的不同。此外，GIS已被用于在全球范圍內(nèi)創(chuàng)建基于不同空間尺度的環(huán)境影響評估方法，Pfister等[33]在流域基礎(chǔ)上建立了淡水資源消耗的環(huán)境影響特征因子的地圖。Pfister等[34]還分別計算了10類氣候特征下的土地使用對土壤有機(jī)碳含量的影響。

2　基于GIS的LCA系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計

2.1基于GIS的LCA的必要性

LCA區(qū)域化是一項(xiàng)非常重要的工作，對于像中國這樣人口、地理環(huán)境和經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平相差巨大的國家來說，以整個國家為空間尺度所得到的結(jié)果不具有現(xiàn)實(shí)意義。以水消耗的環(huán)境影響評價指標(biāo)來說，由于中國各地的人口、經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)還有水資源儲量分布差距較大，不同的區(qū)域水消耗的環(huán)境影響指標(biāo)（DALY, disable adjusted life year, 傷殘調(diào)整壽命年）可以有高達(dá)2個數(shù)量級的差異[35]。為了客觀判斷產(chǎn)品的環(huán)境性能，在中國發(fā)展基于GIS的LCA顯得尤其必要。然而基于GIS的LCA在架構(gòu)和方法論上還沒有完善，在GIS化的生命周期清單數(shù)據(jù)庫建設(shè)、GIS化的影響類別特征因子建設(shè)等方面還少有報道。

雖然傳統(tǒng)LCA在目標(biāo)與范圍的定義中要求明確地理范圍，在相應(yīng)的清單數(shù)據(jù)收集也需要使用代表與指定范圍吻合的數(shù)據(jù)，但是由于沒有明確的方法論指導(dǎo)和數(shù)據(jù)庫做支撐，大量的LCA計算實(shí)際往往采用某個國家或者地區(qū)的平均數(shù)據(jù)[12]。平均數(shù)據(jù)雖極大地簡化了計算和數(shù)據(jù)收集工作，但其缺陷之一是抹平了地理空間上的差異，導(dǎo)致結(jié)果不能有效地反映實(shí)際情況[13]。以發(fā)電為例，同樣生產(chǎn)1 kW·h的電能，不同的地區(qū)由于不同的一次能源發(fā)電比例導(dǎo)致所排放的溫室氣體截然不同，這在中國的南方和北方表現(xiàn)尤其明顯[14]。其次，傳統(tǒng)的LCA方法論中環(huán)境影響評價過程對地理范圍的定義更加模糊，實(shí)際中的LCA環(huán)境影響評價過程中一般僅附帶地理位置，然而環(huán)境評價必須與地理信息包含人口密度、經(jīng)濟(jì)水平、地質(zhì)、地貌等結(jié)合起來，對LCA的影響評價結(jié)果的詮釋才有現(xiàn)實(shí)意義。舉例來說，排放同樣數(shù)量的顆粒物或者消耗相同數(shù)量的水資源，在人口稠密的地區(qū)或者是水資源匱乏的地區(qū)造成的環(huán)境影響大不相同[15]。而酸雨化的環(huán)境影響對堿性地區(qū)和酸性地區(qū)的影響卻是相反的[16]。以上情景說明LCA結(jié)果與其發(fā)生的區(qū)域有密切的關(guān)系，這種區(qū)域化的影響包含兩大類：第1類是生命周期清單數(shù)據(jù)的區(qū)域化，相同的工業(yè)過程在不同的地區(qū)生命周期的清單數(shù)據(jù)可能差異很大，計算結(jié)果差別也很大[17]；第2類是環(huán)境影響的區(qū)域化，由于LCA的核心目的之一是將計算的數(shù)據(jù)反映到實(shí)際的地理環(huán)境上，因此相同的計算數(shù)據(jù)在不同的地域上影響結(jié)果可能也完全不同。表1所列的環(huán)境影響類別中，很多終端影響（endpoints）是局部性的，這就要求LCA必須與特定地理信息結(jié)合，否則評價結(jié)果將失去實(shí)際意義，而這正是傳統(tǒng)LCA所缺乏的[18]。

LCA的區(qū)域化包含生命周期清單數(shù)據(jù)的區(qū)域化和環(huán)境評估影響因子的區(qū)域化兩個方面?；诘乩硇畔⒌募軜?gòu)可以通過如圖2所示的典型產(chǎn)品生命周期的階段來說明。從原材料的獲取，到產(chǎn)品的設(shè)計制造，最后到終端用戶的使用和報廢都可能發(fā)生在不同的地域，而不同地域?qū)?yīng)不同的地理環(huán)境、人口密度、資源分布和經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平等，因此不同地域?qū)?yīng)不同的生命周期清單數(shù)據(jù)的同時也對應(yīng)不同的環(huán)境影響特征因子。所以對于經(jīng)歷區(qū)域差異較大的產(chǎn)品來說，LCA的計算必須反映其生命周期內(nèi)的地理進(jìn)程，結(jié)果才能夠更加準(zhǔn)確反映產(chǎn)品在生命周期內(nèi)對環(huán)境的影響，而且對環(huán)境影響的地理足跡亦一目了然。

圖2　基于區(qū)域的產(chǎn)品生命周期Fig. 2　Illustration of regionalized product life cycle assessment

可見，將空間信息與LCA相結(jié)合可以突破傳統(tǒng)LCA方法中地理信息缺失的問題。針對這個問題，本文提出在LCA方法中引入空間數(shù)據(jù)，并構(gòu)建圖3所示基于空間信息的LCA的方法執(zhí)行框架。

圖3　基于空間信息的LCA執(zhí)行框架Fig.3 Framework of LCA based on spatial information

可以分為以下幾個步驟：

（1）定義對象生命周期評價的目的、功能單位、范圍以及對象的全生命周期內(nèi)供應(yīng)鏈對應(yīng)的地理區(qū)域；

[3]國務(wù)院. 水污染防治行動計劃[OL]. [2015/08/22]. http: //zfs.mep. gov.cn/fg/gwyw/201504/t20150416_299146.htm. State Council. Action plan for prevention and control of water pollution[OL]. [2015/08/22]. http: //zfs.mep.gov.cn/fg/gwyw/201504/ t20150416_299146.htm.

（3）將計算結(jié)果和對應(yīng)區(qū)域內(nèi)的環(huán)境影響特征因子相結(jié)合進(jìn)行影響評價；

（4）結(jié)合地理信息的結(jié)果詮釋。

基于圖3的框架，基于空間信息的LCA可細(xì)分為兩個部分：第1個部分為區(qū)域化的生命周期清單數(shù)據(jù)，也就是為生命清單數(shù)據(jù)中的材料的損耗、能量的使用及排放指定相應(yīng)的區(qū)域；第2個部分是環(huán)境影響評價的區(qū)域化。這個部分可以包含以下步驟：第1步是確定影響范圍，這一步往往針對的是生命周期清單數(shù)據(jù)中的排放數(shù)據(jù)，對于某個區(qū)域記錄的排放（例如SO2、NOx、顆粒物、重金屬離子），計算其擴(kuò)散的范圍和路徑，從而確定其潛在的影響范圍；第2步是根據(jù)暴露影響模型計算環(huán)境影響，這一步結(jié)合大量的空間信息收集如排放影響區(qū)域中河流、土壤、物種、人口、飲食習(xí)慣等相關(guān)信息，從而確認(rèn)這些生態(tài)物種或者是人體針對該排放的暴露度是多少；最后一步根據(jù)暴露健康模型計算最終造成的健康損害（圖4）。

圖4　基于GIS的LCA系統(tǒng)工作原理Fig. 4　Flowchart of GIS based LCA system

基于空間信息的LCA就是這一連串信息的乘積，最后以空間分布的形式把環(huán)境影響信息反映出來。

可見，在基于空間信息的LCA系統(tǒng)架構(gòu)中，地理信息不再僅僅是目標(biāo)和范圍定義中關(guān)于地理位置的信息，而是一個基于空間位置的信息數(shù)據(jù)庫。GIS可把地理空間信息庫與LCA的生命周期清單的數(shù)據(jù)庫結(jié)合起來，形成基于GIS架構(gòu)的LCA系統(tǒng)。該系統(tǒng)將基于地域定義的生命周期過程的生命周期清單數(shù)據(jù)和環(huán)境影響特征因子抽取出來，轉(zhuǎn)化成一個普通的LCA問題進(jìn)行計算，然后將計算得到的區(qū)域化的影響結(jié)果再次與GIS結(jié)合進(jìn)行分析，即可以得到可視化的、反映生命周期鏈的、反映地理位置變化的環(huán)境影響足跡，這對于國家產(chǎn)業(yè)布局、企業(yè)的綠色供應(yīng)鏈優(yōu)化設(shè)計等是十分有價值的?；贕IS的LCA的使用原理見圖5。

海拔高度的差異是造成煙葉化學(xué)成分和感官評吸質(zhì)量差異的重要因素之一。本研究取樣點(diǎn)少，且僅涉及1年樣品，而影響煙葉化學(xué)成分和評吸質(zhì)量的因素很多，不同年份不同海拔的土壤、栽培措施、氣候條件之間也存在差異，因此恩施煙區(qū)煙葉化學(xué)成分和感官評吸質(zhì)量與海拔高度之間的相互關(guān)系還需要進(jìn)一步研究。

目前，我國科技館建設(shè)還處于發(fā)展階段，屬于一個發(fā)展壯大且沒有前人可以借鑒的行業(yè)，建立科技館行業(yè)自有的職稱評聘體系，對科技館行業(yè)是一大幸事，有利于科技館從業(yè)者的職業(yè)規(guī)劃和未來發(fā)展，同時也能有效刺激科技館專業(yè)技術(shù)人才的素質(zhì)發(fā)展和能力提升。目前科技館的職稱評定工作還在探索嘗試中，存在許多現(xiàn)實(shí)問題，需要提升和改善的地方還有很多，如何盡快設(shè)立合法、合理、科學(xué)自有職稱序列，我們科技館人任重道遠(yuǎn)。

“真的啊？那你可是我女兒的學(xué)長咯，她年底就要來悉尼大學(xué)報到了。”提到她女兒時，她的眼里如同能放出光芒般神采飛揚(yáng)?！八龑W(xué)習(xí)成績可好了，省重點(diǎn)熊貓班前三……”

2.3基于GIS的LCA的機(jī)遇與挑戰(zhàn)

[11]FINKBEINER M. Product environmental footprint—breakthrough or breakdown for policy implementation of life cycle assessment? [J]. Int. J. LCA, 2013, 19(2): 266-271.

然而，中國行業(yè)體量巨大，各地發(fā)展不平衡，各行業(yè)發(fā)展也不平衡，收集數(shù)據(jù)的任務(wù)量巨大。加之中國的數(shù)字化整體比較落后，中國的企業(yè)缺乏數(shù)據(jù)共享的意愿，因此建設(shè)GIS系統(tǒng)和LCA系統(tǒng)面臨的挑戰(zhàn)巨大。

圖5　基于GIS的LCA系統(tǒng)工作原理Fig. 5　Flowchart of GIS based LCA system

3　結(jié)　論

文獻(xiàn)綜述表明環(huán)境影響評估清單數(shù)據(jù)和特征因子在不同的區(qū)域有較大差異。LCA的區(qū)域化是LCA未來發(fā)展的重要方向，而GIS是對LCA做區(qū)域化的核心工具。本文總結(jié)了LCA區(qū)域化的進(jìn)展以及GIS技術(shù)用于LCA計算的研究，最后提出了基于地理信息的LCA的架構(gòu)和基于GIS的LCA系統(tǒng)的工作原理。GIS與LCA結(jié)合可以有效彌補(bǔ)傳統(tǒng)LCA區(qū)域信息缺失的缺陷，能提供更加全面、準(zhǔn)確和基于地理信息的LCA結(jié)果，這無論對于企業(yè)還是政府將更具有應(yīng)用價值。未來LCA可以和一切可以用GIS表達(dá)的數(shù)據(jù)（如人口、經(jīng)濟(jì)等）相融合，LCA所發(fā)揮作用的領(lǐng)域?qū)⒏訌V闊。

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高速鐵路運(yùn)輸是一種新型的交通運(yùn)輸方式，對我國交通運(yùn)輸結(jié)構(gòu)有著重大影響，促進(jìn)交通業(yè)轉(zhuǎn)型。目前高鐵的客流運(yùn)輸極大地改善了我國的交通運(yùn)輸情況，促進(jìn)我國向高速運(yùn)輸時代邁進(jìn)。京滬線高鐵的運(yùn)營對民航業(yè)帶來了一定程度的影響，目前要根據(jù)旅客出行方式具體情況進(jìn)行分析研究，協(xié)調(diào)二者的發(fā)展。

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1.5.1 藥物治療有效率 本研究以骨折發(fā)生率作為評估治療效果的指標(biāo)。原發(fā)性骨質(zhì)疏松癥防治的終點(diǎn)目標(biāo)是降低骨折發(fā)生率，因而主要探討治療藥物在防治骨質(zhì)疏松性骨折的優(yōu)勢。芪骨膠囊方案組和仙靈骨葆膠囊方案組的骨折發(fā)生率來自于《密骨膠囊治療原發(fā)性骨質(zhì)疏松癥Ⅲ期臨床試驗(yàn)》［6］。有效率為未發(fā)生骨折患者人數(shù)占總治療人數(shù)的比例。

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基于GIS的LCA能有效地把地理信息與環(huán)境影響信息整合在一起，能顯著提高LCA結(jié)果的精確度、可靠度以及應(yīng)用價值。中國地大物博，地區(qū)發(fā)展極不平衡，在中國開展基于GIS的LCA對于中國產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整、產(chǎn)業(yè)升級以及產(chǎn)業(yè)布局而言具有非常主要的意義。近年來中國環(huán)境問題日益突出，中國對環(huán)境問題亦日益重視，而基于GIS的LCA能夠?yàn)槠髽I(yè)提供非常具體的指導(dǎo)和優(yōu)化，因此潛在需求巨大。可喜的是，中國工程院作為政府權(quán)威的咨詢機(jī)構(gòu)已經(jīng)意識到該重要性，由工程院領(lǐng)導(dǎo)的中國工程科技知識中心正在開展能源領(lǐng)域的基于GIS的LCA數(shù)據(jù)庫建設(shè)，這為中國在LCA領(lǐng)域趕超發(fā)達(dá)國家，并引領(lǐng)全球LCA的發(fā)展方向提供了可能。

本文通過對現(xiàn)階段自動氣象站在農(nóng)業(yè)發(fā)展中所起到的作用入手，結(jié)合相關(guān)防雷措施，對自動氣象站的防雷技術(shù)進(jìn)行研究發(fā)現(xiàn)，只有通過采取合適的措施，提高自動氣象站的防雷效果，才能實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展。

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(1)新授課的內(nèi)容對學(xué)生來說不全是新的，教師要正視這一點(diǎn)，教學(xué)設(shè)計時不要在結(jié)論、結(jié)果上做表面文章，要在概念中蘊(yùn)含的數(shù)學(xué)思想方法上、定理和性質(zhì)證明的思考過程中設(shè)置問題，引導(dǎo)學(xué)生深入思考，學(xué)會思考．教學(xué)設(shè)計應(yīng)簡單真實(shí)．

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輸入量引入的不確定度主要來源于標(biāo)準(zhǔn)器自身的分辨力、標(biāo)準(zhǔn)器所在位置與表面溫源自身傳感器位置的不一致、表面溫源中心區(qū)域的溫場不均勻等方面。

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研究論文

New direction of life cycle assessment: GIS-based life cycle assessment

TIAN Yajun1, DENG Yelin2, ZHANG Yueling3, XIE Kechang4,5
(1National Institute of Clean-and-Low-Carbon Energy, Beijing 102209, China;2Department of Mechanical Engineering, University of Wisconsin-Milwaukee, Milwaukee 53211, USA;3School of Environment and Chemical Engineering, North China Electric Power University, Beijing 102206, China;4Laboratory of Coal Science and Technology, Ministry of Education and Shanxi Province, Taiyuan University of Technology, Taiyuan 030024, Shanxi, China;5Department of Thermal Engineering, Tsinghua University, Beijing 100084, China)

Abstract：The study presents an overview on the development of regionalization of life cycle assessment （LCA）. The results of the paper indicate that incorporating spatial information into the process of the life cycle assessment is both necessary and feasible. The GIS (geographical information system), on the other hand, is an important platform to serve the purpose. The paper shows that GIS can effectively align and manage the spatial data in a flexible way, and thus promote the application of regionalized LCA study. The paper proposes a framework for the design of GIS based LCA. By integration GIS and LCA, the accuracy and representativeness of LCA results can be upgraded, which lays a solid foundation for policy making process.

Key words：life cycle assessment; geographic information; GIS; database; sustainability; environment; energy

中圖分類號：X 823

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號：0438—1157（2016）06—2195—07

DOI：10.11949/j.issn.0438-1157.20151795

基金項(xiàng)目：中國工程院工程科技知識中心能源專業(yè)知識服務(wù)系統(tǒng)建設(shè)項(xiàng)目。

Corresponding author:Prof. TIAN Yajun, tianyajun@nicenergy.com