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關鍵詞:環境 生態 監測 技術
目前,環境科學正在迅速發展,人們對環境問題的認識也不斷深入,環境問題已不再僅僅是排放污染物所引起的人類健康問題,而且包括自然環境的保護和生態平衡,以及維持人類繁衍、發展的資源問題。
1.生態質量與生態監測
環境質量是指環境素質的優劣程度而言,優劣是質的概念,程度則是量的表征。具體地說,環境質量是指在一個具體的環境內,環境的總體或環境的某些要素對人群的生存和繁衍及社會經濟發展的適宜程度,是反映人類的具體要求而形成的對環境的性質及數量進行評定的一種概念。生態質量是環境質量劃分中的一種,目前,在關于“生態質量評價”、“生態質量分析”方面的文章中,都很少涉及生態質量的概念問題。有些文章也僅是以一些簡單的理化統計指標、多樣性指數和指示生物等指標來分析和判定生態質量,顯然這是不夠的。究其原因,主要是生態系統的復雜性和動態性增加了對其分析、評價的難度。所以,生態質量目前尚無統一的明確的定義。在實際運用中,有的將生物環境質量視為生態質量的同義語,將前者定義為“生物群落的組成結構、功能和質量”,這與生態質量的定義在本質上是相同的,并運用生態系統的彈性、適應性、物種多樣性、棲息地容量、種群密度、食物網等生態指標來進行環境影響的評價;而與之相反的情況也存在,如有的將污染物和農藥在生物體內的殘留量,某些重金屬等有毒物質在農產品中的容許含量等方面的內容也稱之為生態質量。
嚴格說來,生物環境質量與生態質量是有區別的,通常前者多指由于環境因素的改變(自然的或人為的)而使生物的諸多指標發生異常變化而言。就環境質量變化來說,生態要比生物環境具有更廣泛的內涵。生態系統是由多種生物構成的,但生態系統與生物卻有著質的差別。如同群落與種群、種群與個體的區別一樣,層次的變化已使事物發生了質的飛躍。從前面的分析可以看出,生態質量是以生態學理論為基礎,從生態系統的層次上,研究系統各組分,特別是有生命組分的質量變化規律和相互關系,以及人為作用下結構和功能的變化情況,從而評價其環境質量的優劣。因此,生態質量及其評價的綜合性很強。
生態監測是生態系統層次的生物監測。其觀點是:生態監測就是觀測與評價生態系統對自然變化及人為變化所做出的反應,是對各類生態系統結構和功能的時空格局的度量,包括生物監測和地球物理化學監測兩方面的內容。
生態監測是比生物監測更復雜、更綜合的一種監測技術。持這種觀點的人認為:從學科上看,生態監測屬于生物監測的一部分,但它涉及的范圍遠比生物學廣泛、綜合,能夠系統地收集大范圍的生命支持能力的地球資源信息,因此可把生態監測獨立于生物監測之外。
生物監測包括著生態監測。持這種觀點者的理由是,生物監測就是系統地利用生物反應以評價環境的變化,并把它的信息應用于環境質量控制的程序中去。從生物學組建水平觀點出發,各級水平上都可以有反應,但生態監測重點是放在生態系統的生物反應上。
實際上,無論是生物監測還是生態監測,都是利用生命系統各層次對自然或人為因素引起環境變化的反應來判定環境質量,都是研究生命系統與環境系統的相互關系,這無疑又都屬于生態學研究范疇。從這種意義上說,凡是利用生命系統(無論哪一層次)為主進行環境監測的方法和手段都可稱為生態監測。就是被視為生物監測開創者的科爾克威茨和馬森也不主張簡單地使用他們的生物表,強調不要根據某種生物,而應該根據其生物群落來評價環境。目前人們所說的生物監測,實際上大多都是生態監測。生態監測包含了上述兩者。
根據上面的分析,生態監測概念較合理的描述是:運用各種技術測定和分析生命系統各層次對自然或人為作用的反應或反饋效應的綜合表征來判斷和評價這些干擾對環境產生的影響、危害及其規律,為環境質量的評估、調控和環境管理提供重要科學依據的科學活動過程。形象些說,生態監測就是利用生命系統及其相互關系的變化反應用儀器來監測環境質量狀況及其變化的科學活動過程。
換言之,生態監測是運用可比的方法,在時間或空間上對特定區域范圍內生態系統或生態系統組合體的類型、結構和功能及其組成要素等進行系統地測定和觀察的過程,監測的結果則用于評價和預測人類活動對生態系統的影響,為合理利用資源、改善生態環境和自然保護提供決策依據。
2.生態監測技術類型與空間尺度
生態監測的范圍是很廣的,但根據生態監測的對象和內容,可把生態監測概括地分為兩類,即宏觀監測和微觀監測,這也是生態監測兩個基本的空間尺度。
2.1宏觀生態監測
宏觀生態監測的對象是區域范圍內各類生態系統的組合方式、鑲嵌特征、動態變化和空間分布格局等及其在人類活動影響下的變化。宏觀生態監測以原有的自然本底圖和專業圖件為基礎,主要依賴于遙感技術和生態圖技術。監測所得的幾何信息多以圖件的方式輸出。
主要內容是監測區域范圍內具有特殊意義的生態系統的分布及面積的動態變化,例如熱帶雨林生態系統、沙漠化生態系統、濕地生態系統等等,這類生態系統十分脆弱,極易受到人類活動的影響而發生變化。因此,宏觀生態監測的地域等級至少應在區域生態范圍之內,最大可擴展到全球一級。宏觀生態監測最有效的方法是應用遙感技術,建立地理信息系統。當然區域生態調査與生態統計也是宏觀生態監測的一種手段。
2.2微觀生態監測
微觀生態監測是指對一個或幾個生態系統內各生態因子進行的物理和化學的監測。微觀生態監測的對象是某一特定生態系統或生態系統聚合體的結構和功能特征及其在人類活動影響下的變化。微觀生態監測以物理、化學或生物學的方法對生態系統各個組分提取屬性信息。因此,微觀生態監測要以大量的生態監測站為工作基礎,每個監測站的地域等級最大可包括由幾個生態系統組成的景觀生態區,最小也應代表單一的生態類型。生態監測站的建立與選擇一定要有代表性,可按生態監測計劃的大小,將不同的監測站分布于整個區域甚至全球系統。根據監測的具體內容,可將微觀生態監測分為干擾性監測、污染性監測和治理性監測。
一個完整的生態監測計劃必須把各個空間尺度的監測結合起來,才能全面而又清楚地了解生態系統在人類活動影響下的綜合變化。宏觀監測必須以微觀監測為基礎,微觀監測也必須以宏觀監測為主導,二者只能相互補充,不能相互代替。宏觀監測和微觀監測既相互獨立,又相互補充,一個完整的生態監測計劃必須包括宏觀監測和微觀監測兩種尺度。由多個微觀監測點再配合以宏觀監測便可形成生態監測網。
參考文獻
[1]吳邦燦、環境監測管理、北京,中國環境科學出版社,1997
關鍵詞:綠色食品;環境質量檢測與評價;探究
在我國的《綠色食品產地環境質量檢測》一文中,“綠色食品”系指經指定機構認定,準許使用綠色食品標志的,具有可持續生產能力的,純天然的食品。要成為“綠色食品”,產地環境質量、生產技術、產品質量以及包裝貯運都要達標才行,而產地環境質量達標正是關鍵所在。
1 選擇綠色食品生產基地的基本準則
綠色食品產地環境質量包括綠色食品生產基地空氣、水源和土壤的環境質量。綠色食品生產基地應選擇在無污染的地區,靠近河流的要正確選擇處于上游還是下游,要保證良好的生態環境。基地選址也應盡量遠離工業園區和各種交通干線,盡量遠離各種污染源,故空氣清新、水質純凈、土壤肥沃之處是最佳選擇。
2 綠色食品環境質量檢測標準和評價準則
2.1 綠色食品環境質量檢測的標準
綠色食品環境質量檢測的對象主要有空氣質量、農田灌溉水質、畜禽養殖用水水質、漁業水質和環境土壤質量。這也構成了綠色食品環境質量評價的主要內容和框架。對于空氣質量的檢測,主要是要求大氣中TSP、SO2、NOX等各項污染物含量不應超過國家大氣環境質量標準;對于農田灌溉水質,主要是要求產地農田灌溉水中各項污染物含量不超過國家農田灌溉水質標準設定的濃度值;對于畜禽養殖用水水質,主要是要求產地畜禽養殖用水中各項污染物不應超過國家地面水質標準所設定的濃度值;對于漁業水質,主要是要求產地漁業用水中各項污染物含量不應超過國家漁業水質標準設定的濃度值;對于環境土壤質量,亦是要求生產基地各種不同土壤中的各項污染物含量不超過國家土壤環境質量標準設定的限值,而且,為了提高土質,還要求生產者應適當增施肥料。
2.2 G色食品環境質量評價內容及手段
綠色食品環境質量調查工作是由省綠辦協會主持的,調查人員需是綠色食品執行檢查員或高級檢查員,并且一般由兩名或兩名以上調查人員同時進行。綠色食品環境質量評價需要建立在調查與搜集的真實、可靠、有效的數據和資料上,秉承科學、求真、務實的態度,才能保證檢測和評價結果的真實性和科學性。
評價綠色食品環境質量我們應注意以下幾個方面:第一,要按照國家頒布的環境質量標準,對土壤、水源及大氣等主要影響因素進行檢測,并與標準進行逐一比照;第二,對蟲疫的防治手段、用藥類別和數量進行調查;第三,對生產者所施肥料的品種、質量以及數量進行調查;第四,也是最重要的一項,是對生產基地的生產環境質量進行全方面的綜合分析與評價,并針對檢測結果中的問題提出解決的對策和建議。
綠色食品也分不同的級別,按照國家標準,分為綠色食品、A級綠色食品和AA級綠色食品三個不同的概念。對于不同級別的綠色食品,我們也應采用不同的評價方式,具體問題具體對待,不能一概而論。不過仍是需要從大氣、水源、土壤等方面進行檢測,只是對每個因素的衡量標準有所區別。
對于A級綠色食品的生產環境質量評價,我們需要遵循大氣、水、土壤的綜合污染指數均不得超過1的標準,若是這其中有一樣超過1,那么說明此產地并不適合作為A級綠色食品的生產基地。對于AA級綠色食品的生產環境質量評價,我們需要使用單因子指數法來幫助我們進行評價,即Pi=Ci/Si,當Pi≤1時,表示土壤未受污染,此時說明此地適宜發展AA級綠色食品;若Pi>1,則表示土壤已受污染,且Pi值越大污染越嚴重,此時則是表示此地并不適宜于發展AA級綠色食品。
為了使檢測與評價結果更加有借鑒意義,我們還應該使用綜合污染指數法,即內梅羅指數。內梅羅指數是目前廣泛應用的一種環境質量指數,也是一種多因子環境質量指數。與單因子指數法相比,內梅羅環境質量指數能夠在運算過程中盡量避開主觀因素的影響,從而使結果更加科學。
3 對綠色食品生產基地環境質量檢測與評價的探究
對綠色食品產地環境質量的檢測與評價對產地選擇及發展具有重要意義,因此,如何使檢測與評價發揮出它們最大的效益也是當前需重視的問題。
3.1 加強環境質量檢測的針對性
針對不同企業,我們要使用不同的檢測因子,做到既能真實反映當地狀況又不浪費資源。不同企業有不同的特點,若是對全國各地每家企業都采用同樣的檢測方式就無法真實反映當地狀況;當企業沒有出現新的污染源時,在綠色食品標志的有效期內就不需要重新進行檢測,若是出現變化,也只需進行針對性的環境監測,并無須全盤。
3.2 適當減免對大氣和水源環境質量的檢測
檢測大氣環境質量主要是檢測大氣中TSP、SO2、NOX和氟化物四項指標是否低于設定限值。有些地區大氣質量本就良好、基本符合國家大氣質量一級標準就可以免去檢測,如那些位于邊遠地區的綠色食品生產基地,地處野生環境,大氣污染源極少。還有大棚蔬菜,大氣質量對它們的影響微乎其微,也可免于大氣監測。
對于水源環境質量的檢測,那些直接抽取水質優的地下水作為灌溉水源、加工用水及畜禽飲用水的生產基地或企業就可減免水源環境質量的檢測。
3.3 適當增加對土壤環境質量的檢測,將其視為重點監測對象
土壤是植物生長發育的一個重要因素,通過對土壤各方面因素的控制就可實現對植物產量和生長速度的影響。土壤滿足植物生長所需水、肥、氣的能力也是植物正常生長發育的基礎。同時,人類攝入食物,土壤中的有害成分也會隨食物進入人體,對人類健康產生不良影響。因此對土壤環境質量的檢測也十分重要。重金屬、農藥殘留、寄生蟲等是檢測的重點對象,這些都是污染土壤的主要物質,進入環境后若是無法被降解,不僅會殘留或積聚在土壤中還會被農作物吸收或附著于作物上,這些物質成分細微不易被察覺卻殺傷力極大,對土壤,使產生土害現象,土壤肥力下降;對人類,損害人體現象。因此,需要增加土壤環境質量的監測因子如有機質、速效鉀等,尤其是在受過侵害的土地上。
選擇一個適合的綠色食品生產基地不僅需要優越的先天環境,還需要后天有關部門的檢測與評價,以進行實時的調控。食品對人類的生活與發展來說是至關重要的,所以我們要積極發展檢測技術,對環境質量檢測報以科學、求實的態度,對其進行綜合全方位的評價。只有如此,我們才能進一步發展我們的綠色食品,提高我們的檢測和評價體系,才能為人類生存與發展能做出更有意義的貢獻。
參考文獻
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關鍵詞:皖北地區; 大氣環境質量; 灰色聚類; 評價
中圖分類號: P185 文獻標識碼: A
引言
用于環境質量評定的方法很多, 常用的環境質量評價方法有綜合指數方法、分級評分法、數理統計方法等。灰色系統理論的方法是鄧聚龍教授在80 年代初提出并發展的. 它是把一般系統論、信息論、控制論的觀點和方法延伸到社會、經濟、生態等抽象系統, 結合數學方法發展的一套關于解決信息不完備系統(即所謂的灰色系統) 的理論和方法, 具有模型簡單明了、概念清晰、宜于應用且結論可靠的特點。[9]本文在調查和分析皖北地區大氣環境質量現狀的基礎上,利用灰色系統相關理論對皖北地區大氣環境質量進行了綜合評價,為后期治理皖北地區大氣環境提供依據。
1.研究區概況
皖北地區包括安徽省淮河以北的縣市以及跨淮的縣市,包括安徽省的宿州、淮北、亳州、阜陽、蚌埠、淮南六市的全部行政區域以及沿淮的滁洲市所轄的鳳陽縣和六安市所轄的壽縣。面積3914900公頃;人口2880萬。
2006年,安徽省工業增加值比2005年增長了27.1%,高于同期全國平均水平,低于同期中部6省29.3% 的平均水平;與2005年相比,工業COD排放量增加了4.4%,工業SO2排放量增加了0.8%,其中,工業COD排放量增加幅度在中部6省中最高。“十二五”期間,安徽省環保系統將以改善空氣質量為目標,把皖北地區的淮南、淮北、蚌埠等出現酸雨污染的地區作為重點區域,把二氧化硫、氮氧化物、顆粒物、揮發性有機物等作為重點防控污染物,把火電、鋼鐵、有色、石化、水泥、化工等作為重點監管行業,建立統一監測、統一監管、統一評估、統一協調的區域聯防聯控工作機制。
2.灰色聚類評價法原理
灰色聚類是將聚類對象對不同聚類指標所擁有的白化數,按n 個灰類進行歸納整理, 從而決定或判斷聚類對象屬于哪一類灰色統計方法。 聚類對象為所研究的對象, 是要進行分析的所有研究對象的集合。[2]
本研究中大氣環境質量灰色聚類分析的基本步驟可分為以下五步:
(1) 確定聚類白化數dij;
記i=1,2,…,n為聚類對象;j=1,2,…,m為聚類指標;k=1,2,…,K為聚類灰數,即灰類。dij為第i個聚類對象對于第j個聚類指標的樣本值,D是以dij為元素的樣本矩陣。
(2) 確定灰色類的白化函數fik:參照國家規定的大氣環境質量分級標準本文將大氣環境質量分為三級,即有三個灰類。為使每一級別的白化函數與所有級別都存在隸屬關系,對灰色聚類法中的白化函數的“降半梯形”的結構改進后可采用下列三種基本圖形(見圖1)[3]。
圖1 白化權函數fjk
(3) 標定聚類權:采用超標加權法確定每個測點中各污染物的權重,即利用區域大氣環境中污染物指標的實測濃度與其標準值區間的比值來計算,以突出各測點中主
要污染物在評價中的影響程度,計算公式為:
= /且 =1=
其中,為第k個測點中第j個污染物的歸一化權重。為第j種污染物并將其取為第j種污染物各級標準的平均值。
(4) 確定聚類系數:=,表示第i個聚類對象對于第j個灰類的聚類系數,它反映了聚類樣本對灰類的關聯程度。構造聚類向量。
(5) 聚類評價:灰色聚類是根據聚類系數的大小來判斷所屬的類別。在聚類系數矩陣A的行向量中,聚類系數最大者所對應的灰類即是該評價對象所屬的類別。將各個對象同屬的灰類進行歸類,便是灰色聚類的結果,也是評價的結果。
3.皖北地區大氣環境質量評價
為了認識皖北地區主要城市大氣污染現狀,本文利用灰色聚類方法對宿州、淮北、亳州、阜陽、蚌埠和淮南等六個地級市的大氣環境質量進行評價。
3.1聚類樣本、聚類指標的確定及灰類的劃分
對皖北地區六個地級市的三項污染指標的監測資料進行收集,監測數據列于表1所
示,為皖北地區各類大氣污染物年平均濃度。
表1 皖北地區的大氣污染物年平均濃度(mg/m3)
地區 可吸入顆粒物
(PM10) 二氧化硫
(SO2) 二氧化氮
(NO2) 空氣質量達到及
好于二級的天數
淮 北 市 0.068 0.027 0.021 363
亳 州 市 0.062 0.034 0.046 365
宿 州 市 0.091 0.038 0.033 338
蚌 埠 市 0.092 0.02 0.022 332
阜 陽 市 0.089 0.028 0.028 354
淮 南 市 0.095 0.078 0.035 318
注:數據來源于《2007年安徽統計年鑒》
以皖北地區的宿州、淮北、亳州、阜陽、蚌埠和淮南為聚類對象,2008年監測的PM10、SO2、NO2三個評價因子為聚類指標,采用GB3095-96國家空氣質量標準的一級、二級、三級標準三個灰類為聚類灰數。表2為大氣環境灰類的劃分標準。
表2大氣環境灰度劃分標準(mg/m3)
污染物 灰度
1 2 3
PM10 0.05 0.10 0.15
SO2 0.02 0.06 0.10
NO2 0.04 0.04 0.08
3.2 聚類白化數的無綱化處理
無量綱化,也稱作數據的標準化、規格化,是一種通過數學變換來消除原始變量量綱影響的方法。在多指標綜合評價中涉及到兩類基本變量:一類是各評價指標的實際值,另一個是各指標的評價值。由于各指標所代表的物理涵義不同,因此存在著量綱上的差 異。這種異量綱性是影響對事物整體評價的主要因素。指標的無量綱化處理是解決這一問題的主要手段。
3.2.1 污染物濃度值的無量綱化處理
第i類聚類對象(i=1,2,3)對于第k個聚類指標(k=1,2,3,4,5)所擁有的白化數的表達式:
式中,Cki為原始的白化數,C0i為取表1中的灰類2的各污染物濃度值。處理后的白化數構成聚類白化數矩陣:
PM10 SO2 NO2
0.680 0.450 0.525 淮北市
0.620 0.567 1.150 亳州市
0.910 0.633 0.825 宿州市
0.920 0.333 0.550 蚌埠市
0.890 0.467 0.700 阜陽市
0.950 1.300 0.875 淮南市
3.2.2 大氣環境質量灰類的無量綱化處理
大氣環境質量灰類無量綱化處理的表達式:
式中,rij代表第i個污染物因子第j個灰類的灰數。對表2中各污染物的3個灰類無量綱化處理,rij計算結果如表3所示。
表3大氣環境質量灰度的無量綱化處理
污染物 灰度
1 2 3
PM10 0.50 1.0 1.5
SO2 0.33 1.0 1.67
NO2 1.0 1.0 2.0
3.3白化函數的厘定
大氣環境質量的3個等級用3個灰類來描述,每一個等級都有一個濃度范圍的界限,這個界限是一個灰數,灰數是一個區間的范圍,不是一個確切的值,在這個確定范圍內的任何一個白化值,其白化系數為1;而在范圍外的值,對某級的標準,則有個親疏程度。這種親疏關系可用白化函數的數學關系式來表達,根據表3可構造3種污染物的3白化函數如下:
灰類1的PM10,SO2,NO2的白化函數依次為:
111
f11(x) = f21(x) = f31(x) =
000
灰類2的PM10,SO2,NO2的白化函數依次為:
x
f12(x) =1 f22(x) =1 f32(x) =1
2-x
灰類3的PM10,SO2,NO2的白化函數依次為:
000
f13(x) =2x-2 f23(x) = f33(x) = x-1
111
3.4聚類權計算
3種污染因子分別對3個灰類權值表達式:
(i=1,2,3, j=1,2,3)
計算結果如表4所示:
表4大氣環境質量灰度的權值
污染物 權值
灰度1 灰度2 灰度3
PM10 0.167 0.333 0.500
SO2 0.110 0.333 0.557
NO2 0.250 0.250 0.500
3.5灰色聚類系數及灰色聚類矩陣計算與結果分析
聚類系數εki反映了聚類對象i對灰類k的隸屬程度。
灰色聚類是根據聚類系數大小來判斷各城市所屬的類別,其方法是將各個城市對各個灰類的聚類系數組成聚類行向量σi=[σi1,σi2,σi3],在行向量中聚類系數最大的所對應的灰類既是這個城市所屬的類別,并把各個城市灰類進行歸納,便于灰色聚類結果。同時,我們還以安徽省大氣污染平均水平為對照點進行了指數評價,.兩種指標的評價結果見表5所示。
表5 皖北地區大氣環境質量評價一覽表
地區 灰色聚類向量 判斷結果 指數法
評價結果
σi1 σi2 σi3
淮 北 市 0.447 0.430 0 1級 2.286
亳 州 市 0.411 0.410 0.075 1級 3.158
宿 州 市 0.340 0.674 0 2級 3.260
蚌 埠 市 0.386 0.531 0 2級 2.403
阜 陽 市 0.374 0.578 0 2級 2.785
淮 南 市 0.267 0.734 0.249 2級 4.581
從評價結果可以看出:(1)皖北地區大氣環境質量總體狀況良好,除了淮北和亳州兩地的大氣質量為一級外,其余四個地區大氣質量皆為二級。根據灰色聚類向量的大小可以判斷,在這四個大氣質量為二級的地市中,蚌埠的大氣質量最好,而宿州和淮南的大氣環境質量最差。因此,開展皖北大氣環境治理,應重點放在大氣環境質量最差的宿州和淮南兩個地區。(2)對比兩種評價方法得到的評價結果,基本吻合。說明利用灰色聚類方法評價大氣環境質量是可行的,能夠準確評價出大氣環境的實際狀況。另外,綜合指數法僅對各評價區的大氣環境質量相對好壞程度進行了比較,卻未能考慮大氣質量分級界限的模糊性,截然將其進行分級,丟失模糊信息,不能客觀地反映大氣質量的實際情況。而灰色系統中的灰類白化權函數并不局限于在相鄰等級間將邊界模糊化,而是表示關于等級的信息覆蓋,因此在信息利用率和精度上均有較大的提高。
4.結論與討論
本文主要利用灰色聚類分析方法和綜合指數法,對皖北地區大氣環境質量進行綜合的評定。以豐富該法在環境質量評價領域的應用。本文先通過綜合指數法對大氣環境做出評價,然后通過灰色聚類分析方法先確定污染物濃度值的無量綱化處理,然后確定大氣環境質量灰類的無量綱化處理,再通過確定白化函數,計算聚類權,從而計算出灰色聚類系數及灰色聚類矩陣,做出對皖北地區大氣環境質量的評價。從評價的結果可以看出,皖北地區的大氣質量總體狀況良好,除了淮北和亳州兩地的大氣質量為一級外,其余四個地區大氣質量皆為二級。根據灰色聚類向量的大小可以判斷,在這四個大氣質量為二級的地市中,蚌埠的大氣質量最好,而宿州和淮南的大氣環境質量最差。因此,開展皖北大氣環境治理,應重點放在大氣環境質量最差的宿州和淮南兩個地區。而且,通過兩種評價方法的比較發現,灰色系統中的灰類白化函數并不局限于在相鄰等級間將邊界模糊化,而是表示關于等級的信息覆蓋,因此在信息利用率和精度上均有較大的提高。
由于資料有限,本文只考慮了3種污染指標,如果再增加更多的指標,其評價結果將更能反映出皖北地區大氣污染現狀。
參考文獻
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近幾十年來隨著社會、經濟、科技飛速發展和生態資源的過度開發利用,全球的生態環境不斷遭受嚴重的破壞。生態環境評估就是根據特定的目的,選擇具有代表可比性、可操作性的評估指標和方法,對生態環境的質量優劣程度進行定性或定量的分析和判別;主要包括了森林生態系統、濕地生態系統、草地資源、水資空氣質量及土地荒漠化等要素。然而氣候要素對這些要素存在著巨大的直接或者間接影響,因此進行氣象生態環境評估有其必要性和可行性。
一、生態環境質量評估的發展概況
生態環境系統是自然環境和人類社會的各種活動共同作用下形成的一個龐大復雜的多因素系統。隨著人口迅速增長和社會經濟的加速發展,人類活動對生態環境的影響越來越大,生態環境系統的退化已成為普遍現象[1]。生態環境質量評價就是根據特定的目的, 選擇具有代表性、可比性、可操作性的評價指標和方法, 對生態環境質量的優劣程度進行定性或定量的分析和判別。
目前我國生態環境評估體系針對范圍較廣,根據評價區域劃分主要有各省域生態環境評估、城市生態環境評估、農村態環境評估、縣區生態環境評估、旅游景點生態環境評估乃至個別具有典型特征的具體小區域生態環境評估。根據評價對象劃分主要領域有森林生態環境評估、濕地生態環境評估、城市森林生態環境評估、海洋生態環境評估、流域生態補償、森林景觀資產價值評估和碳評估七大領域。但各評價體系著重評價研究區域各子區域生態環境質量的相對好壞,各次評價結果縱橫向可比性差。因此,建立科學合理、可比性強、操作簡單易行的生態環境質量評價體系和方法,對正確評價各區域生態環境質量及生態環境質量變化狀況具有重要意義。
二、生態環境質量評價主要類型及及計算方法
在分析生態環境各要素和主要生態環境問題的基礎上,國家環境保護總局2006年《生態環境狀況評價技術規范(試行)》指標體系,吸取李如忠、李曉秀、屠玉麟等生態環境質量評價指標體系的成功經驗,筆者選用5個相對獨立的評價系統因子,即生物豐度系統因子、土地退化系統因子、自然資源系統因子、人類活動影響系統因子和環境質量系統因子[2-4]。利用層次分析法獲得因子的權重,利用加權疊加法計算生態環境質量綜合指數( Eco-environmental quality index, EQI),綜合評價研究區域的生態環境質量。
(1)環境質量評價指標及計算方法
評價指標選取要求具有代表性、全面性、綜合性、簡明性、方便性、適用性;所選取指標能夠反映生態環境本質特征,盡可能反映自然、生態和社會特征,能夠反映環境保護的整體性和綜合性特征;同時,指標盡可能地少,評價方法盡可能地簡單,指標的數據要易于獲得和更新,指標易于推廣應用。
a、生物豐度指數:是指衡量被評價區域內生物多樣性的豐貧程度。
生物豐度指數=Abio×(0.5×森林面積+0.3×水域面積+0.15×草地面積+0.05×其它面積)/區域面[,!]積
――式中:Abio,生物豐度指數的歸一化系數。
b、植被覆蓋指數:是指被評價區域內林地、草地及農田三種類型的面積占被評價區域面積的比重。
植被覆蓋指數=Aveg×(0.5×林地面積+0.3×草地面積+0.2×農田面積)/區域面積
――式中:Aveg,植被覆蓋指數的歸一化系數。
c、水網密度指數:是指被評價區域內河流總長度、水域面積和水資源量占被評價區域面積的比重。
水網密度指數 = Ariv×河流長度/區域面積+Alak×湖庫(近海)面積/區域面積+Ares×水資源量/區域面積
―― 式中:Ariv,河流長度的歸一化系數;Alak,湖庫面積的歸一化系數;Aress
水資源量的歸一化系數。 備注:計算值大于100時,一律按100計算。
d、土地退化指數:是指被評價區域內風蝕、水蝕、重力侵蝕、凍融侵蝕和工程侵蝕的面積占被評價區域面積的比重。
土地退化指數=Aero×(0.05×輕度侵蝕面積+0.25×中度侵蝕面積+0.7×重度侵蝕面積)/區域面積
――式中:Aero,土地退化指數的歸一化系數。
e、污染負荷指數:是指單位面積上擔負的污染物的量。
污染負荷指數=(O2×0.4×SO2排放量+ol×0.2×固廢排放量)/區域面積+ACOD×0.4×COD排放量/區域年均降雨量
――式中:O2,SO2的歸一化系數;ol,固體廢物的歸一化系數,ACOD,COD的歸一化系數。備注:計算值大于100時,一律按100計算。
(2)生態環境質量指數計算方法及評價分級
生態環境質量指數計算方法
生態環境質量指數=0.3×生物豐度指數+0.2×植被覆蓋指數+0.25×水網密度指數+0.15×(100-土地退化指數)+0.1×(100-污染負荷指數)
生態環境質量分級
根據生態環境質量指數,將生態環境質量分為五級,即優、良、一般、較差和差,見表1。
(3)其他常用指標
a、大氣:大氣背景值、降雨pH值。
b、土壤:土壤類型、土壤元素背景值、土壤質量(肥力、水分、質地、厚度)。
c、水:地表水狀況、地下水狀況。
d、氣候:年降水量、降水分布均勻度、災害性天氣日數、無霜期、蒸發量、常年風速。
e、景觀:綠色植被率、人均綠地面積、農區土地與植被的比例、景觀和旅游資源的保護程度。
關鍵詞 韋伯-費希納定律;淺水水庫;水環境
中圖分類號 X824 文獻標識碼 A 文章編號 1007-5739(2013)22-0200-01
只有對水環境狀態和水環境綜合影響指數之間的關系進行確定,并且在基于人類感覺強度及外界的水環境質量之間的變化關系進行定量化的水環境預警模型建立的基礎上,才能找到二者相互之間存在的關系和規律,進而對于明顯處于惡化趨勢的淺水水庫環境采取相應的對策,加強流域水庫的水環境監控,完善其管理措施。韋伯-費希納定律選取在水源地流域水環境安全中具有重要的指標性意義的水庫,選取和水庫水環境關系密切的水質評價指標,對水體的富營養化程度進行定量評價。大量的研究比較和實踐表明,韋伯-費希納定律具有物理意義明確、可復制程度強、計算過程非常簡單并且評價結論合理準確的特點[1-2],因此,該文利用韋伯-費希納定律對淺水水庫水環境的預警評價進行探討,以為淺水水庫水環境評價提供指導。
1 韋伯-費希納定律基本原理和預警和水環境預警解析
韋伯-費希納定律在對水庫水環境的評價中,以3個特點污染指標的濃度、對人體影響程度的指標等作為前提條件并且通過綜合影響指數來作為表征;運用數學方法可以對評價結果進行定量計算。
對于某一警素的現狀和未來進行測度,對于不正常狀態下的時空范圍及危害程度進行的預報,就是預警。這個概念最早出現在軍事領域,在導彈防御和雷達技術的系統中最先應用,隨后在洪水、氣象的預報、農業經濟和環境災害等方面,也得到了廣泛應用。
在一定的范圍內,對一定時期內的水環境狀況進行評價和分析,并且對發生的影響變化進行相應的分析和檢測,進而評價其容量,這就是水環境的預警。
2 水庫水環境的預警和意義
水庫水環境的預警,是對未來的發展狀況進行有效的預測,在某一個變化限度的實踐中對于水環境的狀況和變化趨勢進行確定。此外,還包括對不正常狀況時的危害程度和時空范圍進行預報,并對已經出現的問題提出相應的解決措施和辦法,對于沒有出現但即將出現的問題,能夠提供預防性的防范措施和相對應級別的警戒信息。
當前一般通過3個方面的具體預警來進行水環境預警:一是遙感系統和地理信息系統對于水環境進行的預測。在水環境的預警系統中,應用數學模型已經成為目前普遍的發展趨勢;二是以隨機動態模型規劃、水庫生態系統模型和水庫水動力模型為基本內容的,對水環境的模擬和預警;三是非線性回歸和其他方式的預警方法[3]。
3 水庫水環境的預警評價模型分析
韋伯-費希納定律是描述人類感覺強度和外界環境刺激強度程度的心理物理學公式,能夠在一定程度上測量刺激和各類感覺閥限。近年來,該理論被作為指導性的方法和思想,引入到環境評價之中,主要應用于景觀環境質量評價、湖泊富營養化影響評價、公眾滿意度調查中,應用效果良好。
將該理論應用在水庫水環境的質量評價體系中,應該要做3個假設來作為其基點:將人體產生的反應量當成這個水環境指標和污染物對于人體的影響程度;將外界環境刺激量,當做水庫水環境指標或者某個污染物的濃度;對于這個水環境指標和污染物的性質決定的多個污染物和指標進行相應的計算。
4 實際案例分析
對于前幾年北京市區內幾個水庫的水質,進行了水質監測。應用韋伯-費希納定律在各水庫的計算模型進行評價。在進行一系列的綜合監測之后,其結果顯示,個別水庫營養狀態綜合影響指數比較高,呈現出波浪式的變化,處于中營養狀態。屬于輕警的富營養化預警級別,也就是說該水庫水環境狀況較好,可以對其實行常規的調度管理措施[3-4]。
5 結語
對于建立在韋-費定律上的水庫水環境的質量預警模型和評價進行了針對性的研究和分析。在對不同時空條件下的流域內的水庫水環境的各類及綜合指標進行了篩選,對外界水環境質量變化和人類感覺強度的關系進行了定量的描述[5-6]。從本質上對水環境質量的變化對于人類產生的影響進行了定量的反應和重點的分析,使其和水環境的管理目標更好、更充分的相互結合,對流域水庫的水環境質量評價體系進行更好、更廣泛的應用,為當地人民造福。
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關鍵詞:生態城市規劃 設計研究
Abstract: urban planning are inherited from the past, create today, and forecast the future a science. Conduct urban planning, urban development strategy must be from requirement, and overall consideration to the local and global. Nowadays, with the improvement of living standards, more and more attention to human ecological environment, especially in the city, city planning and design pay more and more attention to the construction of ecological city. In this paper the author of ecological city planning basic concepts defined, then for ecological city planning and design should follow the principles, requirements, and the content of the planning and design are briefly described, and put forward the protection of urban natural ecological environment of importance.
Keywords: ecological city planning design research
中圖分類號:TU984文獻標識碼:A 文章編號:
生態城市是一個嶄新的概念,早在 1992 年,我國著名的科學家錢學森教授就提出了建設“山水城市”的構想,把充滿中國傳統文化底蘊的山水畫意、環境和園林藝術融入城市環境的營造,將城市社會、經濟功能與生態環境、歷史文脈高度融合,既包含生態觀念又具有歷史文化內涵,是一個更具中國文化特色的生態城市概念。
隨著城市發展進程的不斷加快,城市人口數量的激增,資源的銳減,使得生態失衡,環境遭到嚴重破壞,城市居民生存和發展的空間質量正在不斷的下降,城市生態已經到了極其危險的程度,在嚴峻的客觀事實面前,人們必須重新分析和評判當今國內大多數城市正在奉行的城市發展觀和價值系統,堅持科學發展觀,走可持續發展道路,促進城市健康協調地發展,滿足人們向往自然的生理和心理需要,是今后發展的必然趨勢,也是城市現代化的主要標志之一。
1 生態城市規劃基本概念
生態城市是一個嶄新的概念。所謂的生態城市規劃是以建設生態城市為目標, 以社會―經濟―自然復合的城市生態系統為規劃對象,結合生態學的原理、方法,應用規劃科學、系統科學的手段,去辨識、設計和模擬人工生態系統內的各種關系,確定最佳生態位,并提出人與城市復合生態系統相協調的優化方案的規劃。
生態城市規劃是在城市規劃、環境規劃、生態規劃的基礎上,根據國家城市建設的總體方針、政策和計劃,基于城市的自然條件和建設條件,以生態學、環境學、城市學、社會學、經濟學原理為指導,以協調城市社會、 經濟發展和環境保護為主要目標,合理地確定生態城市建設目標、發展方向,布置生態區城市建設體系,重點強調規劃區域內城市社會、經濟、環境協調發展、規劃布局的合理設計等,生態城市規劃要解決的是城市發展面臨的人口、經濟、 資源、環境問題,以實現城市可持續發展。
2 生態城市規劃實施的必然性
建設生態城市要求整個城市都生態化―建設城市大生態,這是城市文明發展到高級階段的必然要求。城市功能從最初的只用于交換和防御,發展到越來越多地注重文化的要求,人們希望不只是居者有其屋,而且還希望其生活、工作的環境在心理和生理上的舒適程度達到最優化,城市設計由此越來越引起人們的重視。建設生態城市應該說是城市設計追求的根本目標;而生態城市的建設也必須通過加強城市設計來實現,二者一個是目標,另一個是手段。
生態城市和城市設計目前都還沒有一個統一的定義。十九世紀英國的霍華德曾經提出過田園城市的理論,應該說這個理論是城市文明發展進程中的里程碑,而這個理論中的最基本的要素則是以生態綠化為有機聯系的城市構造原則。這個理論對以后的城市規劃、 城市設計理論和實務都產生了巨大影響,其精神實質表現的是一種城市發展的必然趨勢。生態城市的概念說到底是一種城市形態標準,這種形態應該說反映了城市文明不斷發展的必然結果。
生態環境發展指標要突出環境污染防治與生態保護性開發并重,建設城鄉一體化的生態良好的循環系統,從而不斷提高環境質量,促進自然資源的可持續利用。主要包括城市人均公共綠地、主要污染物排放強度、空氣和水環境質量、噪聲環境質量、生活污水集中處理率、 工業用水重復利用率、生活垃圾無害化處理率、工業固體廢物處置利用率、醫療廢棄物處置率、飲用水源水質達標率、無重大環境污染和生態破壞事件、外來物種對生態環境未造成明顯影響等。注重提高人居環境質量。在編制城市生態規劃的過程中,要依據經濟社會發展規劃,按照上述指標體系科學規劃城市的經濟和生態活動,合理確定城市經濟功能和生態功能、生態資源配置規模和布局,使各項城市活動按照生態城市的要求進行。同時,應優先考慮增強生態功能,保護原生態的自然生態綠地,改善城市生態環境。
3 我國城市建設與生態環境現狀
目前,我國生態環境的基本狀況是:總體在惡化,局部在改善,治理能力遠遠趕不上破壞速度,生態赤字逐漸擴大。主要表現為:水土流失嚴重;沙漠化迅速擴展;草原退化加劇;森林資源銳減;生物物種加速滅絕;地下水位下降,湖泊面積縮小;水體污染明顯加重;大氣污染嚴重;廢渣存放量過大,垃圾包圍城市;生態破壞、環境污染本身造成嚴重的經濟損失和財富流失。生態指標惡化也明顯地影響著現期經濟指標和預期經濟的發展趨勢。
4 生態城市規劃的內涵、目標與內容
4.1 內涵
城市生態規劃是與可持續發展概念相適應的一種規劃方法,它將生態學的原理和城市總體規劃、環境規劃相結合,對城市生態系統的生態開發和生態建設提出合理的對策, 從而達到正確處理人與自然、人與環境關系的目的。
生態城(鄉)規劃就是要從自然生態與社會心理兩方面去創造一種能充分融合技術和自然的人類活動的最優環境, 誘發人的創造精神和生產力,提供高的物質和文化生活水平。 因此,城市生態規劃不同于傳統的環境規劃和經濟規劃, 它是聯系城市總體規劃和環境規劃及社會經濟規劃的橋梁,其科學內涵是強調規劃的能動性、協調性、整體性和層次性,其目標是追求社會的文明、經濟的高效和生態環境的和諧。城市生態規劃理論和方法的提出,可以說是人類為了迎接嚴峻的環境挑戰所作出的一些努力, 其積極意義均在于為了擁有良好的城市生態環境, 同時也說明日益加劇的城市環境問題和生態后果已迫使人們必須達成一種共識, 為維護與改善人類賴以生存的生態環境條件采取協調的行動,促使人與自然、人與環境的和諧。
4.2 目標
1)城市自然生態要和諧。城市生態環境良好并且不斷地趨向更高水平的平衡,自然資源得到合理利用與保護,環境污染基本消除,各類環境質量達到國家有關環境功能區標準要求,城鎮基本達到“環保模范城”標準,農村基本達到“生態示范區”的要求。最終營建一種樸實無華、多樣性高、適應性強、生命力活、能自我調節的人居環境,具有強的競爭、共生、 自生的生存發展機制;強調水的流動性、風的暢通性、生物的活力、能源的自然性以及人對自然的適應性和低風險的和諧自然生態系統。
2)城市經濟生態要高效。城市經濟系統高效運轉,生產和流通渠道暢通,市場經濟健康發展,經濟結構合理,技術及管理創新能力強,自然資源與能源高效利用,經濟效益不斷增長,總體經濟競爭力較強。 形成以綠色或生態產業為特色的以“生態型產業”為主導的經濟格局。最終建成以盡可能小的物理空間容納盡可能多的生態功能, 以盡可能小的生態代價換取盡可能高的經濟效益, 以盡可能小的物理交通量換取盡可能大的生態交流量, 實現資源利用效率最優化的高效率的經濟生態系統。
3)城市社會生態要文明。城市物質生產、科學技術和精神文明建設不斷發展, 人口素質和社會總體發展水平不斷提高。人民生活質量、人居環境達到先進水平。最大限度地滿足居民身心健康的基本需求和交流、學習、健身、娛樂、美學及文化等社會需求,誘導和激發人們的自然境界、功利境界、道德境界、 信仰境界和天地境界的融和與升華,最終使現代化的社會生態文明成為全社會共同的價值觀念。
4.3 內容
1)環保系統子規劃:對城市的大氣污染物、廢水、廢渣以及飲食業、屠宰業、農副市場、 大眾娛樂場所等系統排出的各種廢棄物,都要按照各自的特點及時處理和處置,同時加強對噪聲的管理,各項環境質量指標均應達到國家先進城市的最高標準,使城市生態環境潔凈、舒適。
2)運轉系統子規劃:包括通暢的道路交通系統,充足的能流、物流和客流運輸系統,快速有序的信息傳遞系統,相應配套的有保障的物資供應系統(主副食品、蔬菜、材料、水電、燃料等)和城郊生態支持圈,完善的專業服務系統和污水廢物的排放和處理系統等。
3)管理系統子規劃:包括人口控制、資源利用、 社會服務、醫療保險、勞動就業、治安防火、城市建設、環境整治等都應有高水平的管理,以保證水、 土地等資源的合理開發利用和適度的人口規模,促進人與自然,人與環境的和諧。
4)綠地生態系統子規劃:不僅應有較高的綠地指標,如綠地覆蓋率、 人均綠地面積和人均公共綠地面積,而且還應布局合理,點線面有機結合,有較高的生物多樣性,組成完善的復層綠地系統。
5)社會文明和生態環境意識子規劃:應具有較高的人口素質、優良的社會風氣、井然有序的社會秩序、豐富多彩的精神生活和高度的生態環境意識,這是城市生態建設非常重要的基礎和智力條件。
5 結語
總而言之,隨著世界范圍內城市化進程的加速,我國的城市化水平也進入了一個空前發展的階段。雖然就目前的總體情況而言,我國城市化水平僅達 25%左右,處于起始階段,但作為全國經濟改革前沿的沿海經濟發達地區則已進入了城市化的“超速階段”,許多省市都提出了“推進城市化、促進現代化”的口號和目標,城市建設和經濟開發正以前所未有的規模展開,取得了巨大成就。為此人們在利用生物圈中各種資源創造物質財富的同時, 既不能忽視生態系統自身的特點和規律, 也不能忽視人類活動對各種生態系統造成的脅迫效應和影響, 更不能將充滿生命的生物圈簡單地看作人類的資源庫和蓄污池。在城市規劃和建設中,我們利用自然資源的同時,要尊重自然,保護生態平衡,才能持續利用大自然賜予人類的寶貴財富,實現人類社會的可持續發展。
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關鍵詞:緊湊城市概念;城市設計;創新發展
西方發達國家主要運用緊湊城市概念進行城市設計,可是隨著我國經濟發展越來越快,城市化進程也越來越快,人地沖突的問題也愈加明顯,所以在未來,我國的城市設計中也應該將緊湊城市的概念融入進來,這樣才能對城市的蔓延進行有效的控制,才能促進我國城市建設的健康發展。
1緊湊城市概述
1900年歐共體在《城市環境綠皮書》首次提出緊湊城市的概念,到目前為止,緊湊概念已經廣泛用于西方發達國家的城市設計中,它主要用于對城市的外延進行有效的控制,從而實現城市的可持續發展[1]。緊湊城市概念中緊湊的含義不同于以往我們對于它的理解,它主要是對城市單元在空間中的分布同交通方式直接的聯系的緊密程度進行理解的,它的重點是對城市具有的高密度、具有的邊界、功能的混合以及步行的尺度等方面進行強調,從而實現城市集約化的發展。現代城市發展的速度越來越快,高樓大廈層出不窮,土地資源嚴重短缺,因此怎樣將土地資源進行充分的利用,是現代城市發展過程中所面臨的主要問題。而緊湊城市的設計理念,正好符合我國建設環境友好型、資源節約型社會的構想,現在正被廣泛應用于我國城市的建設中。在這種城市理念下對現代城市進行設計,在減少土地使用面積的同時,也可以提高城市基礎設施的利用率,減少人們對于汽車等交通工具的使用頻率,進而減少對自然資源的消耗和對自然環境的污染。另外,緊湊城市的設計理念也在一定程度上影響著人們的交往方式,讓人與人之間的交往更加密切,促進人與人之間的和諧交往。
2緊湊城市概念下的城市設計
在緊湊城市的理念下對現代城市進行設計,要考慮到社會上方方面面的影響因素,例如:社會經濟的發展趨勢,政治上的政策實施,以及土地的分配,環境、能源的使用,交通運行情況等都是在實行緊湊城市建設前要充分考慮的因素。因此,在對城市建設進行緊湊設計時,應該從以下幾方面進行設計建設。
2.1明確城市設計優勢
在對城市進行緊湊設計之前,設計者們首先要明確城市設計中的優勢,然后充分利用這些優勢解決在緊湊城市建設過程中出現的問題[2]。例如:在實現緊湊城市的建設過程中,人們首要面對的就是居住環境的舒適性和密度性之間的矛盾。一般來說,密度較高的城市居住環境,居住的舒適度就會有所下降,降低人們的生活水平,因此在提高人們生活質量還是提高居住密集度來促進城市的可持續發展的選擇上,人們往往是矛盾的。這就要求設計者們要針對每個城市的特色,在緊湊城市設計理念的基礎上對城市進行有針對性的城市設計,滿足人們對于居住城市的心理與生理上的需求,對城市的形態進行調整,優化城市的空間結構,優化城市的基礎設施建設,同時為居民提供方便快捷的交通運輸方式,在保證人民生活質量的同時對城市進行緊湊性的設計,從而促進城市的可持續發展。
2.2對城市的空間結構進行優化
緊湊城市理念的實行,不可避免的會將城市變得高密度化,因此在高密度化的城市中,優化城市的內部結構就顯得尤為重要。首先,應該對城市空間的外部形態結構進行甄選。因為一個城市的外部形態結構它會對經濟、社會活動的空間分布進行劃定,同時對自然景觀及人文景觀的整體框架進行構建。另外也會通國對交通的組織模式以及功能結構的分布來來實現不同空間之間的聯系,從而確定了每一個空間里合理的人口密度[3]。其次,要對城市內部進行緊湊單元的構建。密度在城市空間中的分布情況是城市形態整體模式的本質。因此,引導密度在城市內部的合理分配是其工作的重點。可以通過建設緊湊城市發展單元來實現對城市密度的合理分布。而緊湊發展單元指的是將生活區、辦公區以及勞動區利用公交節點混合起來,形成一個一個的單元中心。然后在圍繞一個一個的單元中心由內而外的進行城市建設,其中中心的人口密度最大,越靠近邊緣人口密度越小,這樣在滿足人們生活需求,提升人民生活質量的同時,也實現了對緊湊城市的建設。
2.3提高城市空間使用率
對城市空間的使用效率直接影響緊湊城市的建設成果,因此要充分提高城市空間的使用效率,來達到建設緊湊城市的目的。首先,要注重使用混合空間。所謂混合空間指的是對空中、地面以及地下還有室內、室外等多種空間層次進行合理、協調的充分利用,將城市的多種功能進行混合使用。利用混合空間可以將城市空間的使用強度大大提高,共享空間內的基礎設施,美化城市空間的地面環境,從而解決人地矛盾,讓城市發展更加和諧有序。其次,要提升城市空間的可達性。所謂空間可達性指的是可以到達理想的使用目的與能力[4]。城市使用者同城市空間的聯系程度越高,說明空間的可達性越好,從而能夠更好的實施緊湊性的城市設計理念。而交通運行的效率和城市土地的利用模式決定了城市空間可達性的高低。因此城市空間的分布應該根據人們的喜好,同時也要提高交通系統的運行效率,改善城市交通狀況來增加城市空間的可達性,從而實現緊湊城市的建設。
2.4提高城市環境質量
緊湊城市的設計理念是為了促進城市的可持續發展,而城市的可持續發展離不開對城市環境的建設。因此在進行緊湊城市的建設中,要使城市環境的質量有所提高。第一,城市的環境質量既包括自然環境又包括人工環境。所以我們應從這兩方面入手改善城市環境質量。自然環境中的陽光、水源、空氣、土壤等因素影響著城市設計結果的好壞,所以我們可以通過合理的空間配置、建筑物的布局設置、先進的科學技術對這些自然環境因素進行有效的條件,從而保證居民可以享受到充足的陽光、水源以及良好的空氣質量等。將高密度的城市建設對自然環境的危害降到最低,保證人與自然的和諧相處。第二,提高人工環境質量[5]。人工環境質量是指人們對于空間的使用感受,在進行人工環境的構建時,應注意運用良好的色彩、尺度、細節的設計來避免高密度城市下所產生的擁擠、隱私程度差、缺乏安全感等問題的出現,進而為人們提供良好的生活環境,促進緊湊城市的建設進程。
3緊湊城市概念下城市設計的意義
將緊湊城市的概念融入到現代城市設計中,可以節約土地資源,提高土地的利用率,同時減少對環境的污染。而且還能提高城市基礎設施的使用頻率,減少政府對城市基礎設施建設的投入成本。另一方面,緊湊型城市可以增加市民步行的機會,減少對交通工具的依賴程度,增加人與人之間的溝通交流,促進人與人之間的和諧發展,從而促進城市的可持續發展。
4結論
緊湊城市的理念已經被廣泛應用于我國現代化城市的設計中,它符合我國構建環境友好型、資源節約型社會的理念,可以保證人與自然和諧相處的基礎上提高人們的生活質量,促進我國社會的可持續發展[6]。
作者:黃杰祥 單位:中南建筑設計院股份有限公司
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中圖分類號:S159文獻標識碼:A文章編號:
我國土壤污染問題
國土污染現狀
隨著工業時代的到來,人類對土地資源開發的速度迅速加快,人們在利用土地資源進行生產生活的同時,大量排放工業廢水、施用化肥農藥、遺留礦渣廢棄物,造成了土壤的污染,使土壤的物理、化學和生物學性質惡化,影響植物正常生長,通過食物鏈危害人體健康。土壤污染造成環境損害以致危害人體健康的事故頻繁發生,研究土壤污染防治已經刻不容緩
(二)土壤污染的相關概念
要想有效地防治土壤污染,首先必須明確土壤污染的相關概念。
土壤一詞在世界各民族語文字中都可以找到,在我國的歷史中更是源遠流長。早在周朝時代,我國勞動人民就已經認識了“土壤”的實質,《周禮》指出“萬物自生焉則曰土”,“以人耕而樹藝焉則曰壤”。現代土壤學將其定義為:土壤是發育于地球陸地表面的能夠生長植物的疏松多孔結構表層。②土壤污染(soil pollution)是一個產生較晚的概念,許多專家學者做出了相關的研究,并取得了階段性成果。有學者認為,土壤污染就是指人為因素有意或無意地將對人類本身和其他生命體有害的物質施加到土壤中,使其某種成分的含量明顯高于原有含量,并引起現存的或潛在的土壤環境質量惡化的現象。③亦有學者認為,土壤污染是指人類通過生產活動從自然界獲得資源和能量,最后再以“三廢”形式排入環境,進入土壤的污染物積累到一定程度,影響或超過了土壤的自凈能力,引起土壤質量惡化的現象。④上述幾位學者都是從土壤學的角度來分析土壤污染,然而這是一個涉及多門學科的問題,理應從土壤學、生態學、經濟學、法學和社會學的角度進行綜合性思考和定義。
基于該問題的復雜性,英國環境污染皇家委員會(RCEP)指出,土壤污染是指人類活動引起的物質和能量輸入土壤,并引起土壤結構或“和諧”受到損害,人體健康、社會經濟和國家安全受到影響。土壤一旦被污染,就會通過食物鏈和生態環境直接或間接地影響、甚至危害人體生活健康、社會經濟發展以及國家的安全,因此,土壤污染不應簡單地理解為一種環境污染現象,它應該作為一種具有現實危害性的社會現象而受到國家法律的嚴格限制和規范,成為法律的調整對象。
二、我國土壤污染防治的立法及其缺陷 目前,我國盡管沒有專門的《土壤污染防治法》,但是在現有的法律規范中已經涉及土壤污染防治問題。比如《環境保護法》第20條規定:“各級人民政府應當加強對農業環境的保護,防治土壤污染、土地沙化、鹽漬化、貧瘠化、沼澤化、地面沉降化和防治植被破壞、水土流失、水源枯竭、種源滅絕以及其他生態失調現象的發生和發展。” 《農藥管理條例》第25條規定:“使用農藥應當遵守農藥防毒規程,正確配藥、施藥,做好廢棄物處理和安全保護工作,防止農藥污染環境和農藥中毒事故。”《土地復墾規定》第2條規定:“對在生產建設過程中,因挖損、塌陷、壓占等造成破壞的土地,采取整治措施,使用使其恢復到可供利用狀態的活動。”此外,《水土保持法》、《土地管理法》、《土壤質量標準》、《固體廢棄物污染環境防治法》等法律法規也涉及到土壤污染防治問題。
然而,上述法律規范中對土壤污染防治問題的規范都比較零散且不系統,導致無論在立法方面,還是在執法方面,都存在許多缺陷,缺乏可操作性,效果欠佳,遠達不到安全、有效防治土壤污染的目的。歸結起來,我國目前關于土壤污染防治的立法存在以下問題:
(一)立法目的模糊
針對土壤污染問題,現有的立法顯得目的很模糊,缺乏明確的目標。較之水體污染防治、大氣污染防治、固體廢棄物污染防治、農藥污染防治,我國環境保護部門與立法機構對土壤污染防治的認識尚不夠清晰和深入,缺乏用發展和聯系的觀點分析問題,忽視了土壤污染防治對我國生態安全、人體健康、社會經濟、甚至國家穩定的巨大危害性,缺乏對土壤污染防治相關行為和后果的規范和限制。如《環境保護法》⑥只是籠統地提出了防治土壤污染的要求,在整部法律中并沒有相關章節或條文對其進行具體、詳細的規制。此外,在眾多的法律法規中沒有一部能夠專門用于調整土壤污染防治現象。《固體廢棄物污染環境防治法》⑦立法目的是防治固體廢物污染環境,促進清潔生產和循環經濟。《水土保持法》⑧為預防和治理水土流失,保護和合理利用水土資源,減輕水、旱、風沙災害。《農藥管理條例》⑨為了加強對農藥生產、經營和使用的監督管理,保證農藥質量,保護農業、林業生產和生態環境,維護人畜安全。不難想象,據此對土壤污染防治進行規制,保障土壤不受污染、維護其生態平衡的目的勢必難以實現。
(二)法律調整對象范圍狹窄
縱觀上述立法,就其調整對象和范圍而言,其調整的范圍主要包括固體廢棄物、農藥化肥、放射性物質、危險化學品,沒有考慮到其它可能污染土壤的物質和行為,如城市建筑垃圾、飄塵、酸雨、不合理生產行為等,更進一步分析,立法者沒有考慮到土壤污染防治引起的生態失衡及其嚴重后果。土壤受到污染后,又會通過物質媒介和食物鏈將污染傳入整個生態環境(包括人類社會),因此,對土壤污染所造成的危害后果也必須進行立法調整。此外,當前立法主要是針對已產生的污染進行調整,然而一些潛在污染物雖然眼前沒有造成污染,但是在將來可能會爆發污染的后果,現有法律沒有充分考慮到這些潛在的危害。因此,根據上述立法來防治土壤污染必然會存在漏洞,不足以應對當前嚴峻的土壤污染問題。
三、土壤污染防治法律制度體系的構建
(一)確立科學的立法目的
任何一個國家的法律制度建設,都關系到其國家全局利益、長遠利益和根本利益,關系到國家的發展走向和未來前景,⑩完善的法律制度體系是預防和治理土壤污染的前提和基礎,而立法目的作為整個法的內在精神與靈魂,統帥和制約著法的具體內容。當前資源環境可持續發展立法觀,已將立法傾向轉移到“預防優先”上來,要求立法應具有超前意識,應重視科學預測,突出預防原則,著眼于后代和可持續發展。土壤污染防治立法必須以環境生態價值觀和可持續發展觀作為理論基礎和指導思想,重視土壤污染防治對維持生態平衡和保持可持續發展的功效。 研究表明,土壤污染的危害是復雜多樣的,它不僅破壞經濟生產,危害人體健康,加速物種滅絕,甚至威脅國家安全。為了安全、有效、迅速地預防和控制土壤污染,把土壤污染的危害降到最低限度,必須要以科學的發展觀、和諧觀為指導,立足于保護整體生態環境的高度,從維持土壤生態系統平衡、保障經濟社會可持續發展的角度確立土壤污染防治立法目的。筆者建議,進行《土壤污染防治法》立法時,可以將“保證土壤環境質量、維持土壤生態平衡、保障經濟和社會可持續發展”作為其立法目的,實現人口、社會、經濟、資源、環境的協調可持續發展,從而順應環境法的立法趨勢。
(二)建立統一、明確的監督管理機構
在環境保護領域,我國實行分部門、分級別的管理體制,并建立了一個嚴密的保護網,但這種管理體制不能適應當前土壤污染防治的特殊要求,例如,土地管理方面,我國長期以來實行土地使用審批管理與土壤污染防治分離的體制,土地管理行政部門負責土地審批,環保行政部門負責治理,這勢必會造成權利義務失衡和權力橫向分割的弊端。所以客觀情況要求必須建立一個級別較高的專項機構,負責全國土壤污染防治工作,從而打破區域、部門的界限,進行統一協調管理。
(三)貫徹土壤環境質量評價制度
環境質量評價是世界各國環境保護的一項重要制度,在構建土壤污染防治法律制度體系過程中可引入該制度,制定具體的土壤環境質量評價制度,通過調查、評價,搞清楚區域土壤的質量狀況和污染程度,了解土壤質量的變化趨勢,為開展土壤污染預警、制訂污染綜合治理方案提供可靠的依據。我國曾于1995年頒布了《土壤質量環境標準》,誠然該制度為我國土壤污染防治工作提供了重要的依據,然而效果不佳。一方面,標準滯后于現實情況。該標準頒布于1995年,經過十多年的變化,我國的土壤環境污染進一步惡化,且隨著人們環境意識的增強,對土壤環境質量要求的標準也有所提高。另一方面,評估對象范圍狹窄。該標準僅針對農業及自然保護區土壤,城市及工業、礦山土壤環境質量目前是參照農業及自然保護區 = 2 \* ROMAN II級標準進行衡量,不能滿足我國土壤多樣化的特點。
四、結語
作為一種稀缺性資源,土壤是國家可持續發展的基礎,是人類社會不斷進步的物質保證,土壤污染所帶來的一系列危害成為世界性的環境問題,防治土壤污染、保護有限的土壤資源也成為我國當前環境保護的一個重要內容。面對土壤污染日趨嚴峻的新情況,立法機關應當盡快制定《土壤污染防治法》,以規范相關法律行為;同時要立足于國內各級環境保護部門與地方政府及其相關部門的密切合作,在現有法律規范的基礎上積極進行土壤污染防治;還要加強國際交流與合作,以科學的發展觀指導防治工作,在危機中尋求解決之道,實現資源環境與經濟、社會的和諧發展。
參考文獻:
[1]駱世明:《農業生態學》,北京,中國農業出版社北京,2001版,第16頁
道路交通噪聲影響下的人居聲環境概念提出
隨著經濟的發展,人類對居住環境的要求越來越高,而不適當的經濟發展策略造成了資源日益枯竭、環境日益惡化,威脅著人的健康和城市的可持續發展。確保“人類居住區更安全、更健康、更舒適、更公平、更持久,也更具效率”已成為當今世界各國的一個重要發展戰略[2]。聯合國在1985年l2月正式確立每年10月的第一個星期一為世界人居日。從1989年起,還創立了“聯合國人類居住環境獎”,以表彰在人居環境方面做出突出貢獻的政府、組織或個人。中國建設部也從2000年開始設立了“中國人居環境獎”。2010年深圳市將環保局更名為人居環境委員會的舉措表明,重視人居環境的保護已成為目前部分地方政府的重要工作。在中國,人居環境概念已受到越來越多的關注,但仍集中在城市空氣、水質、土壤等方面,環境噪聲方面的內容鮮有涉及。作為城市環境重要影響因素之一的環境噪聲,由于地域性、臨時性等特點,雖不像空氣和水那樣能夠大范圍地影響居民健康,但在局部區域影響甚至嚴重影響居民生活質量的現象卻普遍存在。目前中國城市環境保護定量考核中有兩項涉及聲環境質量的指標———城市道路交通噪聲、城市區域環境噪聲,都沒有完全貼近人的主觀感受,因此有必要提出“人居聲環境”的理念及其相關體系,順應國際形勢的發展。2010年國家環保部出臺的《地面交通噪聲污染防治技術政策》規定“地面交通噪聲污染防治應明確責任和控制目標”,并提出:在規劃或已有地面交通設施鄰近區域建設噪聲敏感建筑物,建設單位應當采取間隔必要的距離、傳聲途徑噪聲削減等有效措施,以使室外聲環境質量達標;因地面交通設施的建設或運行造成環境噪聲污染,建設單位、運營單位應當采取間隔必要的距離、噪聲源控制、傳聲途徑噪聲削減等有效措施,以使室外聲環境質量達標;如通過技術經濟論證,認為不宜對交通噪聲實施主動控制的,建設單位、運營單位應對噪聲敏感建筑物采取有效的噪聲防護措施,保證室內合理的聲環境質量[3]。
這表明國家對交通噪聲改善的策略為優先努力改善室外聲環境質量,在確實無法改善的情況下,必須有效改善室內聲環境質量。但環境保護部門對室內聲環境目前還沒有明確的評價方法,致使該條款無法實施。當前中國聲環境質量評價研究多基于城市區域環境、功能分區環境和城市交通環境等宏觀地域評價對象,城市居住區等聲環境質量控制與改善尚未得到應有重視。重要原因之一是缺乏可行控制標準和適用評價方法。時至今日,對城市住宅的聲環境質量評價、考核、監督體系仍然沒有建立,這也是交通干線周圍聲環境長期得不到改善的原因之一。此外,由于相關標準由不同部門制定,在一致性和完整性上存在問題,也給執行標準的設計單位或執法部門造成困難。如:現有的城市住宅室內允許噪聲標準,按建筑等級分為三級,是民用建筑設計規范的一部分,其標準限值與城市區域環境噪聲標準限值之間存在明顯的矛盾。城市區域環境噪聲標準中交通干道兩側住宅窗外1m處噪聲標準是70dB,無室內標準限值;而建筑隔聲規范中室內允許噪聲標準為40~45dB,兩者相差25~30dB[4]。這樣,即使室外環境噪聲滿足了區域環境噪聲標準的要求,鑒于中國城市居民住房的建設水平現狀,一些年代久遠的建筑室內噪聲也很難達標。沈寶紅在《城市人居聲環境現狀與改善措施》一文中對人居聲環境給出了明確的定義:“人居聲環境指居室內外各種噪聲源在居室內形成的對居住者在生理上和心理上產生影響的聲環境”[5]。筆者將道路交通噪聲影響下的人居聲環境定義為“道路交通噪聲對居住者在生理和心理上產生影響的聲環境”。生理的影響可以用標準限值進行定量表示,心理的影響應采用公眾參與的方式來定性表示。
道路交通噪聲影響下的人居聲環境評價體系建設
由于中國對城市人居環境評價中聲環境的評價依然沿用宏觀數據,缺乏科學性、準確性和代表性,因此有必要建立、完善人居聲環境的評價體系。
1建立、完善相關法律政策,明確政府職責改善人居聲環境的主體應該是政府部門,對此《中華人民共和國環境噪聲污染防治法》中已有明確規定,但由于國家法律或地方法規中相關內容不夠完善,城市中發生交通噪聲擾民事件時,各部門相互推諉的現象仍大量存在。20世紀90年代歐洲城市開始意識到該問題的嚴重性,通過建立相關法律,明確責任,局部地區人居聲環境已明顯改善。為避免將來付出更大的代價,中國也應該盡快建立、完善相關法律政策,明確政府職責,為人居聲環境質量的控制和改善提供保障。
2建立交通干線周圍居民人居聲環境的普查監測機制過去的道路交通噪聲排放普查監測的結果不能反映周圍居民受到的影響。GB3096—2008中明確提出了4類功能區的普查方法,但由于屬于資料性附錄中的內容,一直未得到強制性執行。目前中國環境監測總站承擔的公益性項目“道路交通噪聲監測與評價新方法”中有意將道路交通噪聲的評價與居民的感受相一致,因此有必要建立交通干線周圍居民人居聲環境的普查監測機制,替代原來的道路交通噪聲排放監測。