基于污染物總量控制的資源環(huán)境承載力監(jiān)測(cè)預(yù)警研究

張紅梅

摘要：當(dāng)資源需求和環(huán)境破壞超過資源環(huán)境承載力時(shí)，后果不堪設(shè)想。因此，文章設(shè)計(jì)基于污染物總量控制的資源環(huán)境承載力監(jiān)測(cè)預(yù)警，通過測(cè)算大氣、水、土壤的污染物總量，結(jié)合資源承載力指標(biāo)，構(gòu)建監(jiān)測(cè)指標(biāo)體系。利用層次分析法確定各指標(biāo)權(quán)重。根據(jù)承載力數(shù)值，劃分預(yù)警等級(jí)和污染物排放量控制等級(jí)。研究顯示：2個(gè)區(qū)域?yàn)榧t色預(yù)警區(qū)，需控制污染物排放；1個(gè)區(qū)域?yàn)槌壬A(yù)警區(qū)，可少量排放低污染物；6個(gè)區(qū)域?yàn)辄S色預(yù)警區(qū)，需稍加控制污染物排放；8個(gè)區(qū)域?yàn)樗{(lán)色預(yù)警區(qū)，暫不需控制污染物排放；4個(gè)區(qū)域?yàn)榫G色預(yù)警區(qū)，當(dāng)前不需控制污染物排放。

關(guān)鍵詞：污染物總量控制；資源環(huán)境承載力；監(jiān)測(cè)指標(biāo)體系；層次分析法；預(yù)警

中圖分類號(hào)：X146 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

前言

隨著人口的增多，能源緊缺和環(huán)境污染成為全球各國(guó)都面臨的兩大難題。然而，人類社會(huì)的生存和發(fā)展必然會(huì)帶來損害，因此如何做到發(fā)展與生態(tài)之間的平衡成為目前研究的熱點(diǎn)、資源環(huán)境承載力監(jiān)測(cè)預(yù)警就是其中一個(gè)有效措施。因此，通過實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)資源環(huán)境承載力，為資源開采、環(huán)境污染設(shè)置一條紅線，當(dāng)超過這條紅線時(shí)，就意味著資源開采過度，環(huán)境污染超標(biāo)，生態(tài)自身已經(jīng)無法有效修復(fù)，需馬上停止行為并實(shí)施輔助修復(fù)措施。

面對(duì)上述情況，資源環(huán)境承載力監(jiān)測(cè)預(yù)警的研究有很多。例如封志明，游珍，楊艷昭等人在其研究中以西藏地區(qū)為研究對(duì)象，建立三維四面體模型，計(jì)算資源環(huán)境綜合承載指數(shù)并根據(jù)指數(shù)取值劃分3種警示等級(jí)。馬雪瑩，張海林，李波等人在其研究中以濟(jì)南地區(qū)為例，建立評(píng)價(jià)指標(biāo)體系并對(duì)體系中每個(gè)因子進(jìn)行賦值，利用AHP方法進(jìn)行賦權(quán)，通過Arcgis10將量化結(jié)果繪制成評(píng)價(jià)圖。劉小丁，唐力明，孫端等人在研究中以廣東省海岸帶地區(qū)為例，采用專家打分法對(duì)指標(biāo)進(jìn)行賦權(quán)，實(shí)現(xiàn)資源環(huán)境承載力綜合評(píng)價(jià)。

結(jié)合前人研究經(jīng)驗(yàn)，進(jìn)行基于污染物總量控制的資源環(huán)境承載力監(jiān)測(cè)預(yù)警研究。通過該研究以期為可持續(xù)發(fā)展提供保障。

1 資源環(huán)境承載力監(jiān)測(cè)預(yù)警模型

1.1 污染物總量測(cè)算

在資源環(huán)境承載力監(jiān)測(cè)預(yù)警中，最關(guān)鍵的是獲取污染物含量數(shù)據(jù)，后期的量化評(píng)估結(jié)果就是在這些數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上得出的。常發(fā)生的污染類型有三種，即大氣污染、水污染以及土壤污染。

針對(duì)這三種類型的污染進(jìn)行測(cè)算。計(jì)算采樣次數(shù)的平均值，即

式（2）中，A（k）代表第k個(gè)采樣點(diǎn)的污染物總量；m代表污染物種類數(shù)量。

1.2 資源環(huán)境承載力監(jiān)測(cè)指標(biāo)體系構(gòu)建

資源環(huán)境承載力的監(jiān)測(cè)的基礎(chǔ)是監(jiān)測(cè)指標(biāo)，因此監(jiān)測(cè)指標(biāo)選取至關(guān)重要，選取的指標(biāo)越全面、越準(zhǔn)確，構(gòu)建的指標(biāo)體系就越合理，就越能保證承載力監(jiān)測(cè)質(zhì)量。采用專家函詢法選取。

1.3 資源環(huán)境承載力量化

資源環(huán)境承載力量化主要分為兩部分，指標(biāo)權(quán)重計(jì)算以及環(huán)境承載能力分級(jí)。進(jìn)行具體分析。

1.3.1 指標(biāo)權(quán)重計(jì)算

指標(biāo)權(quán)重，即指標(biāo)在指標(biāo)體系中的相對(duì)重要性。采用層次分析法來計(jì)算，過程如下：

步驟1：構(gòu)建層次模型。

步驟2：構(gòu)造比較判斷矩陣B，即

式（3）中，bij表示指標(biāo)i相對(duì)于指標(biāo)j的重要性，標(biāo)度取值見表1。

步驟3：通過一致性比例D對(duì)比較判斷矩陣進(jìn)行一致性檢驗(yàn)。即

式（5）中，maxλ代表矩陣B的特征極大值；C代表一般一致性指標(biāo)；F代表平均隨機(jī)一致性指標(biāo)。

當(dāng)D小于0.1，檢驗(yàn)通過，進(jìn)行下一步；否則需要調(diào)整判斷矩陣中的元素。

步驟4：計(jì)算指標(biāo)權(quán)重。

（1）歸一化矩陣B中每一列元素，即

式（6）中，n代表列數(shù)；dij代表第i行第j列元素歸一化值。

（2）按行求和，即

式（7）中，Ei代表判斷矩陣B的第i行元素。

（3）對(duì)Ei歸一化，得到指標(biāo)的權(quán)重，即

式（8）中，Gi代表第i個(gè)指標(biāo)的權(quán)重。

1.3.2 資源環(huán)境承載力量化與預(yù)警

根據(jù)計(jì)算的Gi，結(jié)合指標(biāo)數(shù)值，計(jì)算資源環(huán)境承載力，即

式（9）、式（10）中，Y1、Y2代表資源、環(huán)境承載力；Y代表資源環(huán)境綜合承載力；G1i、G2i代表第i個(gè)資源、環(huán)境指標(biāo)的權(quán)重；x1i、x2i代表第i個(gè)資源、環(huán)境指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)值；n、n'代表資源、環(huán)境指標(biāo)數(shù)量。

2 測(cè)試與分析

2.1 研究區(qū)概況

以某地區(qū)為研究區(qū)，研究區(qū)共分為21個(gè)區(qū)域，以每個(gè)區(qū)域?yàn)橐粋€(gè)采樣點(diǎn)，進(jìn)行資源環(huán)境承載力監(jiān)測(cè)。

2.2 污染物總量測(cè)算結(jié)果

基于章節(jié)1.1研究，設(shè)置采樣次數(shù)為5次，每個(gè)采樣點(diǎn)的污染物總量測(cè)算結(jié)果見表2。

2.3 承載力測(cè)算結(jié)果

基于章節(jié)1.3研究，計(jì)算各個(gè)區(qū)域的環(huán)境承載力、資源承載力以及綜合承載力，結(jié)果見圖1。

2.4 資源環(huán)境承載力監(jiān)測(cè)預(yù)警結(jié)果

根據(jù)測(cè)算結(jié)果，對(duì)照表2，繪制資源環(huán)境承載力監(jiān)測(cè)預(yù)警圖，見圖2。

根據(jù)圖2，研究區(qū)中有2個(gè)紅色預(yù)警區(qū)，需立即嚴(yán)格控制污染物排放；1個(gè)橙色預(yù)警區(qū)，需加大治理力度，允許少量排放低污染物質(zhì)；6個(gè)黃色預(yù)警區(qū)，需稍加控制污染物排放；8個(gè)藍(lán)色預(yù)警區(qū)，暫時(shí)不需控制，但需持續(xù)監(jiān)測(cè)；4個(gè)綠色預(yù)警區(qū)，當(dāng)前不需控制。該研究為區(qū)域環(huán)境管理提供有力依據(jù)。

3 結(jié)束語

隨著人們各種各樣的生產(chǎn)活動(dòng)的持續(xù)進(jìn)行，資源在不斷減少，環(huán)境在不斷污染，使得承載力在逐漸降低，加劇了社會(huì)發(fā)展與環(huán)境之間的矛盾。綜上所述，文章設(shè)計(jì)了基于污染物總量控制的資源環(huán)境承載力監(jiān)測(cè)預(yù)警，對(duì)于實(shí)現(xiàn)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。在此背景下，為實(shí)現(xiàn)二者之間的平衡，進(jìn)行基于污染物總量控制的資源環(huán)境承載力監(jiān)測(cè)預(yù)警研究是十分必要的。通過預(yù)警能夠?qū)θ祟愋袨檫M(jìn)行有效的約束，將破壞和掠奪控制在允許的范圍內(nèi)。該研究以污染物總量為核心指標(biāo)，構(gòu)建了承載力監(jiān)測(cè)指標(biāo)體系，并通過賦權(quán)實(shí)現(xiàn)了承載力量化，劃分了預(yù)警等級(jí)和污染物總量控制等級(jí)。最后對(duì)所研究方法進(jìn)行了應(yīng)用測(cè)試，證明了所研究方法的有效性。