城镇环境规划中环境承载力和生态补偿标准的定量化研究

摘要

城镇环境规划是为协调地方环境保护与经济发展而编制的规划，应坚持环境、经济、社会系统的协调与有序的原则。目前该类规划编制中长期存在两类技术性问题没有得到有效解决：1）环境容量测算粗略，没有建立多目标规划模型，回避环境承载力分析，影响规划的科学性与严谨性。计算环境承载力阈值，算清环境容量，对加强源头控制，进行合理减排，改善环境质量具有重要意义。2）对生态服务功能价值、生态补偿标准测算不合理，影响许多地区环保基金的落实。良好的自然生态系统为人类生存与发展提供了不可估量的价值。生态补偿是保护生态系统、改善生态环境良好而经济相对落后地区的重要抓手。因此，这两类技术问题都是当今环境规划中的重要问题，本文进行了集中的方法研究。
　　第一部分，探讨了环境承载力的概念，它是一个复杂矢量，包括两方面：自然属性和社会属性。自然属性对应环境容量，社会属性对应人类活动规模的阈值，环境承载力分析落脚点是环境质量与经济-能源结构状态。
　　本文以武汉市为例，运用系统动力学法建立了大中型城市“经济-能源-大气环境”的多目标规划模型。该模型无需从理化角度去模拟复杂的大气传输和扩散过程，而是引入各污染物的比例系数、转化率，建立不同类型变量之间的数量联系。假设在未来若干年中武汉气候环境稳定，基于2015年的年均统计数据，设定经济、能源、大气环境等模型参数，预测了2种目标情景下2016-2030年的GDP、污染物排放量、PM2.5年均浓度等量的变化趋势，还同步测算了以GDP-PM2.5达标为约束的大气环境容量和经济、能源阈值。其中大气环境承载力包括显性6项、隐性8项的指标，显性部分是污染物累计削减量，与大气环境压力相对应，隐性部分有效地反映了当地的经济、能源结构和生产力水平。研究结果为制定控制PM2.5的措施提供了科学依据。与其他多目标规划模型相比，系统动力学具有简明的优势，相关测算结果已被武汉市环保部门采纳。
　　第二部分，以鄂州市三个行政区间生态补偿为例，选用谢高地2015版当量因子表测算生态服务功能价值具有标准一致、简化测算的优势。根据研究区的生态状况、环境质量及多种因素，对当量因子表相应数值进行了合理修订，并测算了三区的生态服务价值；识别出11种生态服务功能中有4种具有明显流动特性，运用熵增原理解释了其在区域间流动的基本规律；合理划定生态补偿相关区域（划定区），根据生态功能与其价值成正比，推导了基于当量因子法和熵增理论的生态输出价值计算方法，测算了研究区各区的生态输出价值；然后利用划定区内各区的GDP和生态价值确定了生态付费者的生态补偿权重，最终计算了生态补偿金额。该方法已运用于鄂州市三区间补偿分析，研究结果获得认可。

目录

声明

1 绪 论

1.1国内外环境规划差异评述

1.2当前环境类规划中普遍存在的问题

1.3研究意义

1.4研究主要内容

2 有关概念及方法研究现状

2.1环境容量

2.2 环境承载力

2.3生态系统服务功能与价值

2.4生态补偿

2.5本章小结

3 研究方法分析

3.1研究困难的原因

3.2系统动力学法

3.3当量因子法

3.4熵理论

3.5本章小结

4 以GDP-PM2.5为达标约束的多目标规划模型研究案例

4.1 案例背景

4.2 定义及技术路线

4.3系统动力学模型构建

4.4模型检验

4.5结果

4.6讨论

4.7本章小结

5 生态补偿标准定量化研究案例

5.1案例背景

5.2当量因子表的修正及生态服务价值结果

5.3案例研究思路和计算方法

5.4生态补偿方法一

5.5生态补偿方法二

5.6讨论

5.7本章小结

6 全文总结

6.1主要结论

6.2论文创新点

6.3研究展望

致谢

参考文献

附录 1 学位申请人攻读学位期间发表的论文和完成的科研项目

附录2 主要缩略语表

附录3 系统动力学模型方程