中国科学院博士论文答辩

1、 中国科学院博士论文答辩 基于空间分异的区域开发环境影响基于空间分异的区域开发环境影响 动态评价研究动态评价研究 答辩人 周 静 导 师 杨 桂 山 研究员 汇报提纲 选题依据及意义 论文思路及技术路线 研究内容与进展 研究特色与展望 汇报提纲 选题依据及意义 论文思路及技术路线 研究内容与进展 研究特色与展望 1.相关概念 n 环境影响评价是对拟议活动所可能带来的环境后果的评 价，它是预测开发活动对整个环境的影响过程，并提出 预防、减轻或补偿不良环境影响的对策和措施。 n 战略环评从发展战略的高度分析各种战略选择的环境影 响，包括政策、计划和规划三个层次。 n 规划环境影响评价是战略环评在规

2、划层次上的应用。 n规划环评的规划环评的一般概念概念 对规划实施后可能造成的环境影响进行分析、预测和评估，提出预对规划实施后可能造成的环境影响进行分析、预测和评估，提出预 防或者减轻不良环境影响的对策和措施，进行跟踪监测的方法和制防或者减轻不良环境影响的对策和措施，进行跟踪监测的方法和制 度。度。 n要求进行环评的规划类型要求进行环评的规划类型 土地利用的有关规划，区域、流域、土地利用的有关规划，区域、流域、 海域的建设和开发利用规划。海域的建设和开发利用规划。 工业、农业、畜牧业、林业、能源、水利、交通、城市建设、旅游、工业、农业、畜牧业、林业、能源、水利、交通、城市建设、旅游、 自然资源开

3、发的有关专项规划。自然资源开发的有关专项规划。 1.相关概念 社会经济环境 系统 （状态1） 社会经济环境 系统 （状态2） 规划行动 演化 系统环境功能系统环境功能 输入 反馈响应 2. 规划的环境影响发生机理 回顾型回顾型 预测型预测型 监控型监控型 规划问题提出规划问题提出 规划编制阶段规划编制阶段 规划目标确定规划目标确定 规划方案设计规划方案设计 规划方案可行性分析规划方案可行性分析 规划方案优化选择规划方案优化选择 规划合法化规划合法化 规划实施阶段规划实施阶段 规划采纳规划采纳 规划组织规划组织 规划执行规划执行 规划调整规划调整 规划终结、规划终结、 规划升级、规划升级、 规划

4、修订、规划修订、 规划追踪决策规划追踪决策 3.规划环境影响评价的类型 4.规划环评内容的界定原则 n空间范围：地域的现有地理属性，自然资源特征，或人 工的边界；已有的行政边界。 n时间跨度：规划的实施期间，可针对规划的具体情况延 长至规划实施年限之后的一定时期。 n工作内容：关注区域内受影响的重要资源、生态系统和 社会环境；注意富有实际意义的影响。 5. 研究背景 n 可持续发展要求人们的行动之前首先应当考虑其环境 后果，从源头上预防环境问题的产生。 n 环境影响评价试图建立一种决策分析机制，以便能持 久地调整或评价现行和未来的人类活动的可持续性。 n环境影响评价是实现区域可持续发展的有效技

5、术 支撑 n区域开发环评是传统环评发展的新方向 n 传统项目环评的局限性： （1 1）迟滞性）迟滞性 （2 2）孤立性）孤立性 n 区域开发环评的特点： （1 1）整体性）整体性 （2 2）主动性）主动性 5. 研究背景 n空间异质性和动态分析是区域开发环评的重要研究内容。 n沿江开发的环境影响评价是区域可持续发展的需要。 n对东部地区经济发展和环境效应研究提供参考。 6. 选题依据 nsea发展历程 n20世纪80年代-90年代初，理论体系研究。 包括包括seasea的作用、基本原理、法律保障、评价对象、的作用、基本原理、法律保障、评价对象、 评价内容、评价方法。评价内容、评价方法。 n20

6、世纪90年代后，方法论和实证研究。 交通规划、流域发展、全球化政策、能源技术转移、交通规划、流域发展、全球化政策、能源技术转移、 废水排放标准等方面。废水排放标准等方面。 7. 国内外研究进展 n区域开发环境影响评价方法 n基于项目环境影响评价的方法 单一环境要素的预测模型、公众参与、专家咨询、清单一环境要素的预测模型、公众参与、专家咨询、清 单法、矩阵法。单法、矩阵法。 n基于政策环境影响评估的方法 系统工程法、政策价值分析、可行性分析、费用效益系统工程法、政策价值分析、可行性分析、费用效益 法、生命周期评价、风险评价法。法、生命周期评价、风险评价法。 n以地理信息系统为代表的空间分析技术

7、空间建模、空间分析、可视化表达。空间建模、空间分析、可视化表达。 7. 国内外研究进展 汇报提纲 选题依据及意义 论文思路及技术路线 研究内容与进展 研究特色与展望 1.研究思路 遥感影像 数据 生态/环境 本底资料 经济/污染 统计数据 区域环境 敏感性 区域环境 承载力 污染排放 动态预测 动态环境污染 压力指数 环境影响 分区动态评价 环境影响 减缓措施 环境易损 性评价 环境协调度 分区评价 2.数据来源 n土地利用/覆被变化数据来自于2000年etm数据 n环境污染数据来自江苏省环保厅 n社会经济数据来自江苏省统计年鉴 n相关课题提供的其他数据 汇报提纲 选题依据及意义 论文思路及技

8、术路线 研究内容与进展 研究特色与展望 研究内容 构建动力模型进行沿江开发的污染排放预测；结合该 地区环境承载力和生态环境敏感性分区结果，评价出 不同发展方案下沿江21个地区动态的环境影响状况。 对不同方案下各地区的环境影响进行空间和数量特征 比较；对环境影响的成因进行分析；分析不同发展方 案下的区域环境公平。 进行环境易损性和环境协调度分区，提出减缓环境影 响的政策措施，为区域可持续发展提供参考。 1.沿江开发规划 范围： 南京、镇江、常州、扬州、泰州、南 通6个市区和句容、扬中、丹阳、江阴、 张家港、常熟、太仓、仪征、江都、泰 兴、靖江、如皋、通州、海门、启东15 个县（市）。 区位条件

9、我国沿海与沿江生产力布局主轴线的 结合部，长江三角洲的重要组成部分; 江苏生产力布局的重要组成部分，对 全省经济社会发展具有承南启北的重要 作用。 规划期：20032010年 总体目标 沿江开发的总体目标可归纳为“两带两区两网”，即沿 江基础产业带、沿江城镇密集带、特色鲜明开发区、可 持续发展示范区、发达基础设施网、现代物流网。 产业发展 重点发展基础产业，形成装备制造、化工、冶金、物流 四大产业集群。 城镇发展和建设 加快沿江城镇密集带的建设，2010年本区城市化水平达 到65%左右。 1.沿江开发规划 环境污染的来源 重化工为主导的产业间污染累积效应。重化工为主导的产业间污染累积效应。 城

10、市化和工业化空间重叠的污染效应城市化和工业化空间重叠的污染效应。 1.沿江开发规划 2.环境影响评价模型构建 分区评价：分区评价： 环境影响程度f (污染物数量/环境承载力，生态环境敏感性) 大区域开发背景下，内部空间差异不容忽视。 动态评价：动态评价： 传统的幕景预测的基础上，实现对发展过程的环境影响的连 续表征。 gis空间分析：空间分析： 空间要素的可视化表达、信息查询以及评价特征的提取、叠 加和分析。 2.环境影响评价模型构建 污染排放的动态预测方法 典型污染物的选取：cod、so2 以1吨固废污染为标准污染物 （水污染：大气污染：固废污染5.5：3.5：1） 综合污染计算公式： 惯性

11、方案(a)、规划方案(b)、静态方案（c）3种情景 采用vensim软件进行20032010年污染排放模拟 2 5.53.5 codso epipp 初始gdp 人口 gdp 城镇人口 生活污染产生量 工业污染排放量 人口年均 增长率 城市 化水 平 生活污 染产生 系数 gdp年均增 长率 生活污染排放量 生活污 染治理 率 污染排放总量 初始人口 污染排 放强度 城市化 水平年 均增加 率 排放强 度年均 变化率 污染排放预测流程 污染排放多情景预测结果 沿江整体污染排放总量 惯性方案(a)和规划方案(b)下， 污染排放量较静态方案（c）均 大幅增长 ，但两方案之间的差 别很小。 2.环境

12、影响评价模型构建 沿江各地区污染排放类型 （1）bca ：南京市区 （2）bac：江阴、常州市区、南通市区、如皋、通州、海门、启东、仪征、泰州市区和靖江 （3）bac：扬州市区、江都和泰兴 （4）abc ：太仓、常熟、张家港、镇江市区、丹阳、扬中和句容 污染排放多情景预测结果 2.环境影响评价模型构建 区域环境承载力评价 定义：在一定的时期和一定区域范围内，在维持区域环境系在一定的时期和一定区域范围内，在维持区域环境系 统结构不发生质的改变，区域环境功能不朝恶性方向转变的统结构不发生质的改变，区域环境功能不朝恶性方向转变的 条件下，区域环境系统所能承受的人类各种社会经济活动的条件下，区域环境系

13、统所能承受的人类各种社会经济活动的 能力。能力。 来源：生态系统服务功能提供了支撑自然环境系统和人类社生态系统服务功能提供了支撑自然环境系统和人类社 会系统维持和发展所必要的物质能量信息的循环、修复会系统维持和发展所必要的物质能量信息的循环、修复 和再生机制，是区域环境承载力的最根本来源。和再生机制，是区域环境承载力的最根本来源。 2.环境影响评价模型构建 2.环境影响评价模型构建 谢高地等人制定的我国生态系统服务价值当量因子表，量 化了不同生态系统之间的各类生态服务功能的差别。 区域环境承载力不仅包括了生态系统对废物的消纳能力， 还包括对人类活动整体上的维护、支撑和保障功能，因此 可以将环境

14、承载力视为与废物处理相关的所有生态服务功 能的总和。 区域环境承载力评价 2.环境影响评价模型构建 林地林地草地草地耕地耕地水域水域 气体调节3.50.80.50.9 气候调节2.70.90.898.78 水源涵养3.20.80.617.94 土壤形成与保护3.91.951.460.86 废物处理1.311.311.6418.18 生物多样性保护3.261.090.712.50 环境承载环境承载17.876.855.849.16 陆地生态系统环境承载当量因子表 区域环境承载力评价 定义1个当量因子所代表的1hm2全国平均产量的农田为 1标准hm2。 利用土地利用/覆被变化中各生态系统（地类）面

15、积 数据，计算出基于标准公顷的区域环境承载力。 2.环境影响评价模型构建 区域环境承载力评价 2.环境影响评价模型构建 具有环境承载能力的生态型土地占到全区域的85.84， 环境承载能力较强的林地和水域比重达到14，自然生态 基础条件较好。 区域环境承载力评价 2.环境影响评价模型构建 区域环境承载力评价 承载力的数量特征 2.环境影响评价模型构建 区域环境承载力评价 最高：南京市区南京市区 较高：常熟和常州市区常熟和常州市区 低：仪征、丹阳和扬中仪征、丹阳和扬中 江南地区高于江北地区江南地区高于江北地区 承载力的空间分布 2.环境影响评价模型构建 污染压力：1 1标准公顷的土地上所负荷的标准

16、污染的数量标准公顷的土地上所负荷的标准污染的数量. . 选取典型时间点进行不同发展方案下环境污染压力比较选取典型时间点进行不同发展方案下环境污染压力比较 污染压力评价 2.环境影响评价模型构建 污染压力评价 静态情景 2.环境影响评价模型构建 开发初期开发初期： 污染压力评价 2.环境影响评价模型构建 开发中期开发中期： 污染压力评价 2.环境影响评价模型构建 开发后期开发后期： 污染压力评价 2.环境影响评价模型构建 惯性方案和规划方案下的污染压力高于静态方案 沿江各地区的污染压力均随时间增高，但惯性方案下的压 力比规划方案高，江南地区的压力比江北高。 江南的镇江市区、丹阳、常州市区、江阴、

17、张家港和常熟 以及江北的南通市区在发展过程中污染压力整体较高； 江北的泰州市区、泰兴、如皋、靖江、海门、启东在发展 过程中污染压力整体较低。 污染压力评价 2.环境影响评价模型构建 生态环境敏感性：表征的是生态环境系统对各种环境表征的是生态环境系统对各种环境 变异或人为干扰的响应程度，包括响应的速度和强度，变异或人为干扰的响应程度，包括响应的速度和强度， 反应了产生生态失衡和环境问题的可能性大小。反应了产生生态失衡和环境问题的可能性大小。 敏感性来源 ： （1）生态系统承担的社会功能）生态系统承担的社会功能 （2）生态环境的本底属性）生态环境的本底属性 指标选取原则： （1）系统的整体性与水陆

18、结合）系统的整体性与水陆结合 （2）自然因子与人文因子结合）自然因子与人文因子结合 生态环境敏感性评价 目标层准则层权重指标层权重 生态环境敏感性生物资源敏感性0.25人口密度0.089 生物多样性0.086 植被覆盖度0.075 土地资源敏感性0.15土地污染负荷0.063 保护区面积比重0.087 水资源敏感性0.32水面面积比重0.108 百年水灾频次0.090 重点入江支流水污染负荷0.122 大气资源敏感性0.08酸雨发生率0.080 岸线资源敏感性0.20三级岸线长度比重0.048 堤外自然洲滩面积比重0.050 饮用水源保护岸段比重0.102 沿江地区生态环境敏感性评价指标 沿江

19、地区生态环境敏感性评价指标 0.10 0.15 0.20 0.25 0.30 0.35 0.40 0.45 0.50 0.55 0.60 南京市市区 江阴市 常州市市区 常熟市 张家港市 太仓市 镇江市市区 丹阳市 扬中市 句容市 南通市市区 启东市 如皋市 通州市 海门市 扬州市市区 仪征市 江都市 泰州市市区 靖江市 泰兴市 敏感性指数 2.环境影响评价模型构建 沿江生态环境敏感性空间分 布 敏感性较高：南京市区、镇江市区、 南通市区、江阴 敏感性低： 泰兴、太仓、 启东、海门 江南地区的敏感性高于江北。 生态环境敏感性评价 评价结果 3.环境影响情景模拟及分析 环境影响程度：描述了由人类

20、生产和生活引起的外来描述了由人类生产和生活引起的外来 干扰对区域自然社会综合体所构成的负面作用力的干扰对区域自然社会综合体所构成的负面作用力的 大小，由污染压力和生态环境敏感性共同决定。大小，由污染压力和生态环境敏感性共同决定。 环境影响指数：污染压力和生态环境敏感性的乘积污染压力和生态环境敏感性的乘积。 iii esppee 3.环境影响情景模拟及分析 环境影响评价结果 静态方案 3.环境影响情景模拟及分析 发展初期 环境影响评价结果 3.环境影响情景模拟及分析 发展中期 环境影响评价结果 3.环境影响情景模拟及分析 发展后期 环境影响评价结果 3.环境影响情景模拟及分析 惯性方案和规划方案

21、下，沿江各地区平均的环境影响值较 静态方案都逐渐上升。区域内部环境影响的级别存在不同， 说明同一地区的生态环境本底对不同外来干扰在空间格局 特征上的响应差异。 两种方案所造成环境影响级别的空间分布不完全一致。但 是泰兴、海门和启东在不同方案中都表现为环境影响级别 最低，江阴则环境影响级别始终表现为最高。 环境影响评价结果 3.环境影响情景模拟及分析 区域内部环境影响空间分异 2 () itt i t x n 空间分异度指数： 环境影响评价结果分析 环境影响评价结果分析 2121 11 ()/ ttiiti ii xeexee 2121 11 ()/ ttiiti ii yeeyee 环境影响重

22、心：在地理学中常被用来指示存在内部空间在地理学中常被用来指示存在内部空间 差异的指标的差异的指标的 区域中心点位置，同一区域不同时期指标区域中心点位置，同一区域不同时期指标 的重心迁移轨迹说明了指标的空间转移方向。的重心迁移轨迹说明了指标的空间转移方向。 计算公式： 3.环境影响情景模拟及分析 3.环境影响情景模拟及分析 环境影响评价结果分析 惯性方案： 重心始终位于江南重心始终位于江南 迁移速度慢迁移速度慢 规划方案： 重心跨江向江北迁移重心跨江向江北迁移 迁移速度快迁移速度快 环境影响重心的迁移 3.环境影响情景模拟及分析 环境影响评价结果分析 环境影响变化幅度 1.惯性方案造成的环境影响

23、变化幅度比规划方案缓和 2.规划方案实施后环境影响的极化效应明显 3.环境影响情景模拟及分析 环境影响评价结果分析 环境影响变化速率 类型 类型 类型：规划方案引起的变化率大于惯性方案，代表规划方规划方案引起的变化率大于惯性方案，代表规划方 案实施后区域环境影响增强的趋势得到强化，这一类型地案实施后区域环境影响增强的趋势得到强化，这一类型地 区占到沿江地区总数的区占到沿江地区总数的6262。 类型：规划方案引起的变化率小于惯性方案，规划方案的规划方案引起的变化率小于惯性方案，规划方案的 实施对这些地区环境影响增强的趋势有一定程度的遏制作实施对这些地区环境影响增强的趋势有一定程度的遏制作 用，这

24、一类型地区占到沿江地区总数的用，这一类型地区占到沿江地区总数的3838。 3.环境影响情景模拟及分析 环境影响评价结果分析 环境影响变化速率 环境影响的成因机制分析 人口迁移对环境影响的贡献 n经济环境的变化是决定人口迁移的主要因素经济环境的变化是决定人口迁移的主要因素 n人口的自由流动对经济增长起着重要的作用人口的自由流动对经济增长起着重要的作用 n迁入人口增加了区域内的污染总负荷迁入人口增加了区域内的污染总负荷 3.环境影响情景模拟及分析 经济发达地区： 经济吸引力增强，迁经济吸引力增强，迁 入人口增多，生活污入人口增多，生活污 染比重加大。染比重加大。 经济较不发达地区： 人口外迁趋势更

25、加明人口外迁趋势更加明 显，工业污染比重加显，工业污染比重加 大。大。 3.环境影响情景模拟及分析 环境影响的成因机制分析 人口迁移对环境影响的贡献 经济发展对环境影响的贡献 y0 x vt x0yxy v0 xo x xt yt y y0 y 0x 分解分析模型数学原理解析图 3.环境影响情景模拟及分析 环境影响的成因机制分析 工业污染物排放的变化率= 工业规模效应变化率 +工业总体技术效应变化率 工业污染排放变化的分解分析（cod） 惯性方案：规模效应主规模效应主 要体现在江南经济发达要体现在江南经济发达 地区，工业总体技术效地区，工业总体技术效 应在这些地区表现为正应在这些地区表现为正

26、值；江北地区的规模效值；江北地区的规模效 应不太明显，工业总体应不太明显，工业总体 技术效应在这些地区表技术效应在这些地区表 现为负值。现为负值。 规划方案：沿江地区的沿江地区的 规模效应整体较高，除规模效应整体较高，除 了常州市区、扬州市区、了常州市区、扬州市区、 仪征和江都外，工业总仪征和江都外，工业总 体技术效应在大部分地体技术效应在大部分地 区都表现为负值。区都表现为负值。 工业污染排放变化的分解分析（so2） 惯性方案：两种效应两种效应 贡献率的绝对值相差贡献率的绝对值相差 不太明显，大体呈现不太明显，大体呈现 相互均衡的效应。相互均衡的效应。 规划方案：so2排放量排放量 变化主要

27、来源于规模变化主要来源于规模 效应，贡献率明显强效应，贡献率明显强 于工业总体技术效应，于工业总体技术效应， 说明与说明与so2排放相关工排放相关工 业的规模扩大趋势明业的规模扩大趋势明 显。显。 区域环境公平评价 环境公平 代际公平区域公平社会阶层公平 环境公平：是社会公平的重要组成部分，环境公平促进社会是社会公平的重要组成部分，环境公平促进社会 公平，为环境友好型和谐社会的公平正义提供了实现途径。公平，为环境友好型和谐社会的公平正义提供了实现途径。 1965年美国的adams提出了 经典的公平关系式： p o po o o ii 3.环境影响情景模拟及分析 公平：当一个人感到他所获得的结果

28、与投入的比当一个人感到他所获得的结果与投入的比 值与作为比较对象的别人的比值相等值与作为比较对象的别人的比值相等 区域环境公平：环境公平可用不同地区在发展过程中所获环境公平可用不同地区在发展过程中所获 得的经济利益与其所承受的环境成本的比值来衡量，相等得的经济利益与其所承受的环境成本的比值来衡量，相等 则说明两个区域实现了环境公平。则说明两个区域实现了环境公平。 计算公式（不公平指数）： j i ij gdp gdp k pp 3.环境影响情景模拟及分析 区域环境公平评价 惯性方案下环境不公平性保持上升趋势。 规划方案下环境不公平性呈“倒u型”变化。 3.环境影响情景模拟及分析 区域环境公平评

29、价 4.环境影响减缓措施 减缓环境影响的主要调控手段： 经济环境系统调整经济环境系统调整 污染治理的市场化运作污染治理的市场化运作 实施生态补偿机制实施生态补偿机制 实行生态环境空间管制实行生态环境空间管制 完善环境管理体制完善环境管理体制 制定减缓措施的原则 因地制宜因地制宜 动态协调动态协调 可持续发展可持续发展 环境易损性 区域环境承载力和生态环境敏感性共同决定的区域本底区域环境承载力和生态环境敏感性共同决定的区域本底 易受人类活动负面影响的特征。易受人类活动负面影响的特征。 管制原则 既要顺应区域经济发展的阶段性规律，又需要识别不同区既要顺应区域经济发展的阶段性规律，又需要识别不同区

30、域的环境易损性级别，划分不同的环境管理地域，体现域的环境易损性级别，划分不同的环境管理地域，体现 同一功能地域环境管理要求的一致性，不同功能地域环同一功能地域环境管理要求的一致性，不同功能地域环 境控制要求的差异性，合理布局产业发展。境控制要求的差异性，合理布局产业发展。 环境易损性空间管制管制 100/ iii eresec 4.环境影响减缓措施 环境易损性空间管制 产业名称发展内容重点布局地区 装备制造机床、成套设施、汽车和 船舶等为重点 汽车：南京、仪征、扬州 船舶：扬州、仪征、江都、靖江、 南通 化工石油化工南京、仪征、南通 精细化工张家港、常熟、太仓、泰兴、南通 冶金钢冶炼、特种钢材、金属 制品 南京、张家港、江阴、靖江 不适宜：仪征、南通市区布 局石油化工、精细化工产业 污染产业禁止布局区 污染产业严格控制区 污染产业适当发展区 污染产业低限制区 4.环境影响减缓措施 协调原则 各区域的环境易损性级别应和它所负荷的环境污染量各区域的环境易损性级别应和它所负荷的环境污染量 相协调相协调, ,环境易损性级别高的地区承受较小的污染排放环境易损性级别高的地区承受较小的污染排放 量，环境易损性级别低的地区则允许承受较大的污染量，环境易损性级别低的地区则允许承受较大的污染 排放量。排放量。 协调度计算： ii ierep crr 4.环境