王金南,于 雷,萬(wàn) 軍,徐 毅 (環(huán)境保護(hù)部環(huán)境規(guī)劃院,北京 100012)

長(zhǎng)江三角洲(以下簡(jiǎn)稱長(zhǎng)三角)是我國(guó)城鎮(zhèn)化,工業(yè)化最為迅速的地區(qū),同時(shí)也是環(huán)境污染非常嚴(yán)重的地區(qū).統(tǒng)籌解決長(zhǎng)三角發(fā)展過程中城市人口和生產(chǎn)要素集聚與資源,環(huán)境及基礎(chǔ)設(shè)施承載力之間矛盾的需求迫切,特別是該地區(qū)水環(huán)境承載力已經(jīng)成為制約其可持續(xù)發(fā)展的重大挑戰(zhàn).水環(huán)境承載力定量化評(píng)價(jià)主要是在理論研究基礎(chǔ)上,針對(duì)環(huán)境承載力評(píng)價(jià)指標(biāo)的具體數(shù)值,采用統(tǒng)計(jì)學(xué)方法,系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)方法等對(duì)環(huán)境承載力進(jìn)行綜合分析[1].一般來說,環(huán)境承載力指標(biāo)與經(jīng)濟(jì)開發(fā)活動(dòng)、環(huán)境質(zhì)量狀況之間的數(shù)量關(guān)系是非常復(fù)雜的,因此很難確定.另外,所選取的指標(biāo)不僅與人類的經(jīng)濟(jì)活動(dòng)有關(guān),還受到許多偶然因素的影響,這些都給環(huán)境承載力的研究帶來了一定困難[2].近幾年,統(tǒng)籌經(jīng)濟(jì)－社會(huì)－環(huán)境－資源系統(tǒng),以環(huán)境承載力評(píng)估結(jié)果支撐流域、區(qū)域、省域發(fā)展決策的趨勢(shì)開始顯現(xiàn)[3-5].本研究構(gòu)建水環(huán)境承載預(yù)警等級(jí)劃分標(biāo)準(zhǔn),采用較適合環(huán)境承載力評(píng)價(jià)的壓力－狀態(tài)－響應(yīng)(PSR)結(jié)構(gòu)模型,分析2005～2010年長(zhǎng)三角16個(gè)城市的水環(huán)境承載力演變和空間分布特征,提出提高長(zhǎng)三角水環(huán)境承載力的對(duì)策,以期從承載力評(píng)價(jià)分析角度為區(qū)域和城市可持續(xù)發(fā)展提供基礎(chǔ)決策依據(jù).

1 評(píng)價(jià)方法

1.1 PSR評(píng)估模型

人類活動(dòng)對(duì)環(huán)境施加壓力,環(huán)境進(jìn)行自我調(diào)節(jié),而社會(huì)根據(jù)環(huán)境調(diào)節(jié)狀況做出響應(yīng),以維持環(huán)境系統(tǒng)的健康穩(wěn)定狀態(tài).采用壓力－狀態(tài)－響應(yīng)(PSR)評(píng)估模型反映以上邏輯關(guān)系,以水環(huán)境容量及其分布作為模型中的狀態(tài),以城市污染控制措施與社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展政策調(diào)控作為模型中的響應(yīng),以環(huán)境所承載的水污染物排放作為模型中的壓力,三者共同構(gòu)成水環(huán)境承載力評(píng)估框架模型.

圖1 PSR模型框架Fig.1 Framework of PSR model

通過對(duì)該模型的壓力和響應(yīng)狀況分析,判斷水環(huán)境子系統(tǒng)的發(fā)展變化趨勢(shì).在社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)已做出響應(yīng)的情況下,研究環(huán)境壓力所對(duì)應(yīng)的環(huán)境狀態(tài),評(píng)估環(huán)境的承載程度,以不超過環(huán)境狀態(tài)與響應(yīng)的聯(lián)合額度的壓力作為環(huán)境承載力.也即,通過壓力和響應(yīng)指標(biāo),可以將環(huán)境容量(反映環(huán)境系統(tǒng)承載污染能力與承載力(反映對(duì)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的支撐能力)掛鉤,從而從宏觀尺度展開評(píng)價(jià).

1.2 水環(huán)境承載力預(yù)警分析

承載力的測(cè)度是一個(gè)相對(duì)量的概念,且涉及不同城市的比較,因此采用承載率來衡量.承載率是通過承載量指標(biāo)與預(yù)警性指標(biāo)進(jìn)行比較,根據(jù)兩者比值進(jìn)行承載力判斷.如果承載量指標(biāo)值大于預(yù)警性指標(biāo)值,說明當(dāng)前承載負(fù)荷較大,城市發(fā)展空間受到限制.反之,則說明現(xiàn)有開發(fā)在合理的承載能力之內(nèi),未來城市發(fā)展具有一定的空間.承載量指標(biāo)和預(yù)警性指標(biāo)的變化均直接影響承載率,使得承載率具有動(dòng)態(tài)性.

其中,承載量指標(biāo)反映水環(huán)境要素當(dāng)前實(shí)際承載負(fù)荷,選擇現(xiàn)狀污染物排放量.預(yù)警性指標(biāo)反映水環(huán)境要素可承載量,基于短板理論,選擇對(duì)城市社會(huì)經(jīng)濟(jì)與環(huán)境可持續(xù)發(fā)展制約最大的因素.長(zhǎng)三角最大的水環(huán)境問題是現(xiàn)狀污染負(fù)荷遠(yuǎn)超地表水環(huán)境容量,預(yù)警性指標(biāo)選擇各城市地表水環(huán)境容量.水環(huán)境容量主要與水體特征,水質(zhì)目標(biāo)和污染物指標(biāo)有關(guān)[6].在污染物指標(biāo)和水質(zhì)目標(biāo)已定的前提下,容量主要取決于水體特征.流量是水體特征主要表征,也是容量測(cè)算關(guān)鍵基礎(chǔ)指標(biāo).目前的地表水環(huán)境容量是在90%保證率(即近十年最枯月)流量條件下測(cè)算的[7],在環(huán)境管理中采用該容量進(jìn)行排污總量控制,風(fēng)險(xiǎn)保障程度相當(dāng)高.由于企業(yè)生產(chǎn)與排污在全年是穩(wěn)定連續(xù)的,而我國(guó)不同流域,河流的天然流量在豐平枯水期差異較大,采用75%保證率下的容量進(jìn)行排污總量控制,被認(rèn)為是較適合我國(guó)當(dāng)前實(shí)際,但風(fēng)險(xiǎn)保障程度一般.采用50%保證率下的容量進(jìn)行排污總量控制,存在較大風(fēng)險(xiǎn).因此,容量測(cè)算采用的保證率水量條件越低,對(duì)應(yīng)的排污總量控制風(fēng)險(xiǎn)越高.

綜合以上,水環(huán)境承載率反映水環(huán)境要素當(dāng)前承載狀態(tài),是現(xiàn)狀污染物排放量與水環(huán)境容量的比值.結(jié)合承載力測(cè)度,區(qū)域環(huán)境現(xiàn)狀和管理需要,將承載率預(yù)警狀態(tài)劃分為4個(gè)級(jí)別[8-9],包括:

Ⅰ級(jí):表示水體環(huán)境處于良好狀態(tài),此時(shí)進(jìn)入水體的污染物總量低于90%保證率條件下的水環(huán)境容量;

Ⅱ級(jí):表示水環(huán)境處于一般狀態(tài),此時(shí)進(jìn)入水體的污染物量介于75%保證率和90%保證率條件下的容量之間;

Ⅲ級(jí):表示水環(huán)境已處于警戒狀態(tài),此時(shí)進(jìn)入水體的污染物量介于50%保證率和75%保證率條件下的容量之間,存在一定的風(fēng)險(xiǎn);

Ⅳ級(jí):表示水體環(huán)境已處于危機(jī)狀態(tài),此時(shí)進(jìn)入水體的污染物量已高于50%保證率條件下的水環(huán)境容量,水質(zhì)將發(fā)生明顯的惡化趨勢(shì).

表1 水環(huán)境承載率預(yù)警等級(jí)劃分標(biāo)準(zhǔn)Table 1 Classification standard of the water environmental carrying capacity precaution

2 評(píng)價(jià)過程與結(jié)果

結(jié)合我國(guó)的環(huán)境質(zhì)量和污染物排放現(xiàn)狀特征,選取CODcr作為代表性指標(biāo),分析2005～2010年長(zhǎng)三角城市群水環(huán)境承載力的演變情況.其中現(xiàn)狀污染排放量數(shù)據(jù)取自中國(guó)環(huán)境統(tǒng)計(jì)年報(bào)[10],水環(huán)境容量數(shù)據(jù)采用全國(guó)地表水環(huán)境容量核定結(jié)果[11],具體測(cè)算方法采用零維,一維和二維穩(wěn)態(tài)模型[12-15].評(píng)估結(jié)果見圖2.

評(píng)估結(jié)果顯示,半數(shù)城市承載力狀態(tài)改善明顯,鎮(zhèn)江、泰州、寧波、嘉興、紹興和舟山承載率預(yù)警等級(jí)提升1個(gè)等級(jí),杭州和湖州提升2個(gè)等級(jí).承載力狀態(tài)變化趨勢(shì)與“十一五”全國(guó)主要污染物總量減排考核結(jié)果[16]一致.根據(jù)考核結(jié)果,上海、江蘇和浙江COD排放總量分別由2005年的30.4,96.6,59.5萬(wàn)t削減至2010年的21.98,78.80,48.68萬(wàn)t,對(duì)應(yīng)的削減比例分別為27.71%,18.44%和18.15%.

圖2 長(zhǎng)三角16城市水環(huán)境承載力評(píng)估結(jié)果Fig.2 Assessment results of water environmental carrying capacity of 16 cities in Yangtze River Delta Region

但是,長(zhǎng)三角承載力狀況總體堪憂,部分城市承載力狀況較差,改善壓力較大.此外區(qū)域流域間承載力狀況不平衡,分異性特征顯著.表現(xiàn)在:

(1)2010年,長(zhǎng)三角16城市中,7個(gè)城市承載率預(yù)警等級(jí)仍為Ⅳ級(jí).其中江蘇省內(nèi)8個(gè)城市中有6個(gè)城市為Ⅳ級(jí),包括位于長(zhǎng)江沿岸的南京、揚(yáng)州、南通,太湖北岸的蘇州、無錫和常州.地處太湖東岸和長(zhǎng)江沿岸的上海承載率等級(jí)也為Ⅳ級(jí).這一方面是由于長(zhǎng)江沿岸城市容量資源多集中于長(zhǎng)江干流,支流容量資源少且環(huán)保力度相對(duì)弱;另一方面是由于太湖北岸蘇錫常地區(qū)環(huán)境容量小,排污基數(shù)大,減排起效慢.

(2)浙江省內(nèi)城市位于太湖以南和錢塘江沿岸,承載力狀況顯著好于江蘇省內(nèi)城市和上海市,7個(gè)城市全部為Ⅱ級(jí)或Ⅰ級(jí).這與太湖南岸苕溪、錢塘江、曹娥江、甬江和椒江水系環(huán)境容量相對(duì)大,區(qū)域排污基數(shù)相對(duì)小,污染減排起效快有關(guān).

3 提高長(zhǎng)三角環(huán)境承載力的對(duì)策

基于PSR的模型體系,從壓力,狀態(tài),響應(yīng)三個(gè)層面提高長(zhǎng)三角環(huán)境承載力.

3.1 持續(xù)減排,減少承載力壓力

繼續(xù)實(shí)施主要污染物總量減排.“十一五”實(shí)踐證明,總量控制是目前我國(guó)降低環(huán)境承載壓力的最有效途徑.特別應(yīng)針對(duì)承載率預(yù)警等級(jí)為Ⅳ級(jí)的7個(gè)城市,重點(diǎn)整治長(zhǎng)江,太湖和城市內(nèi)河道污染,控制長(zhǎng)江干流岸邊污染帶,切斷入江支流污染匯集通道,著力控制入江支流對(duì)長(zhǎng)江干流水質(zhì)和入湖河流對(duì)太湖營(yíng)養(yǎng)的貢獻(xiàn).

持續(xù)提升生活污水處理水平.按照先優(yōu)化運(yùn)行,后工程措施;先內(nèi)部碳源,后外加碳源;先生物除磷,后化學(xué)除磷的技術(shù)原則,穩(wěn)步推進(jìn)太湖流域老舊城鎮(zhèn)污水處理廠升級(jí)改造[17].在長(zhǎng)三角率先實(shí)現(xiàn)鎮(zhèn)級(jí)污水處理設(shè)施全覆蓋,在太湖周邊等重點(diǎn)區(qū)域建設(shè)和運(yùn)行好農(nóng)村生活污水處理設(shè)施[18].

深化強(qiáng)化工業(yè)企業(yè)達(dá)標(biāo)排放管理.對(duì)沿湖、沿江等重點(diǎn)區(qū)域工業(yè)企業(yè)提出全面達(dá)標(biāo)要求.重點(diǎn)建立實(shí)施和深化完善排污許可證制度,探索促進(jìn)排污許可證制度與三同時(shí),排污權(quán)交易,標(biāo)準(zhǔn),環(huán)保設(shè)施監(jiān)管,排污口設(shè)置管理,限期治理等制度有機(jī)整合,健全減排長(zhǎng)效機(jī)制[18].

切實(shí)提高面源污染防治成效.以環(huán)太湖主要入湖河道兩側(cè),杭嘉湖平原為重點(diǎn)區(qū),通過面源污染治理騰出環(huán)境承載空間.通過關(guān)停,搬遷,治理,資源化利用等措施防治畜禽養(yǎng)殖污染;通過改善農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu),建設(shè)濱水生態(tài)隔離帶,推廣測(cè)土配方施肥等措施綜合防治農(nóng)業(yè)面源污染;通過限定水產(chǎn)養(yǎng)殖區(qū)域,改進(jìn)養(yǎng)殖技術(shù)和尾水自然生態(tài)處理等措施防治水產(chǎn)養(yǎng)殖污染[18].

3.2 優(yōu)化布局,改善承載力狀態(tài)

優(yōu)先保障高功能水體達(dá)標(biāo).規(guī)劃區(qū)劃優(yōu)先,在總體環(huán)境承載狀況嚴(yán)峻的情況下,先通過優(yōu)化取排水口布局,科學(xué)劃定和嚴(yán)格落實(shí)水環(huán)境功能區(qū)劃等措施避免布局問題,促進(jìn)集中飲用水源地,長(zhǎng)江口,錢塘江河口等重點(diǎn)水體水質(zhì)達(dá)標(biāo).

合理安排達(dá)標(biāo)尾水出路.對(duì)江蘇省8個(gè)城市的達(dá)標(biāo)尾水,優(yōu)先通過深度處理達(dá)到再生水利用標(biāo)準(zhǔn),按行政分區(qū)就地消化,余量部分再根據(jù)具體內(nèi)河河段水環(huán)境容量和水環(huán)境功能區(qū)達(dá)標(biāo)要求,選取少量河道作為尾水通道,并利用自然生態(tài)系統(tǒng)和強(qiáng)化生態(tài)工程建設(shè),經(jīng)生態(tài)凈化后再排江入海[19-20].

加強(qiáng)沿江沿湖開發(fā)管理.實(shí)行差別政策,對(duì)化工產(chǎn)業(yè)發(fā)展與布局實(shí)行空間管制,科學(xué)劃定沿江化工產(chǎn)業(yè)優(yōu)先與重點(diǎn)發(fā)展區(qū),同時(shí)嚴(yán)格防范化工污染向沿江外延的和向腹地延伸[19-20].制定實(shí)施醫(yī)藥,印染,造紙等重污染行業(yè)環(huán)境準(zhǔn)入標(biāo)準(zhǔn).

3.3 提升效率,促進(jìn)承載力響應(yīng)

推進(jìn)產(chǎn)業(yè)優(yōu)化升級(jí).加快發(fā)展新興產(chǎn)業(yè),鞏固提升傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè),提升經(jīng)濟(jì)運(yùn)行效率和產(chǎn)出,提高資源能源利用效率和環(huán)保水平,從根本上改善社會(huì)經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展與承載力不足之間的矛盾.

提高環(huán)保投入水平.充分考慮環(huán)境現(xiàn)狀,有限的治理資金,污染治理成本之間的關(guān)系,通過建立實(shí)施環(huán)境保護(hù)基礎(chǔ)設(shè)施投資項(xiàng)目?jī)?yōu)選機(jī)制等措施,將資金集中在最需要提高的“短板”上面.

強(qiáng)化區(qū)域環(huán)境管理.強(qiáng)化管理統(tǒng)籌,統(tǒng)一區(qū)域環(huán)境要求和市場(chǎng)準(zhǔn)入標(biāo)準(zhǔn),建立區(qū)域環(huán)境管理協(xié)調(diào)機(jī)制,提高環(huán)境監(jiān)管能力和水平,建立實(shí)施兩省一市共同參與基礎(chǔ)上的信息公開和公眾參與制度.創(chuàng)新環(huán)境管理手段,深化實(shí)施省部際和市際聯(lián)席會(huì)議,基于環(huán)境功能分區(qū)的管理政策[21-22],區(qū)域環(huán)境補(bǔ)償賠償機(jī)制[23-24],環(huán)境(生態(tài))經(jīng)營(yíng)模式等區(qū)域特色的環(huán)境保護(hù)制度,并注重發(fā)揮政策手段的協(xié)同作用.

4 結(jié)論

4.1 水環(huán)境承載率反映水環(huán)境要素當(dāng)前承載狀態(tài),是現(xiàn)狀污染物排放量與不同保證率條件下水環(huán)境容量的比值.結(jié)合承載力測(cè)度,區(qū)域環(huán)境現(xiàn)狀和環(huán)境管理的需要,以90%,75%,50%保證率為標(biāo)準(zhǔn)將水環(huán)境承載率預(yù)警狀態(tài)劃分為良好,一般,警戒,危機(jī)4個(gè)級(jí)別,較為合理可行.

4.2 2005～2010年,長(zhǎng)三角半數(shù)城市承載力狀態(tài)改善明顯,但仍有7個(gè)城市處于危機(jī)狀態(tài).此外,區(qū)域流域間承載力狀況不平衡,分異性特征顯著.江蘇省內(nèi)城市和上海位于長(zhǎng)江沿岸和太湖北岸東岸,承載力狀況多為危機(jī)狀態(tài);浙江省內(nèi)城市位于太湖以南和錢塘江沿岸,承載力狀況為良好或一般狀態(tài),顯著好于江蘇省內(nèi)城市和上海市.承載力狀況主要與城市容量資源多寡,排污基數(shù)大小和污染減排起效快慢有關(guān).

4.3 提高長(zhǎng)三角環(huán)境承載力,宜采取3個(gè)方面,10類措施.其中,持續(xù)減排,減少壓力需繼續(xù)實(shí)施主要污染物總量減排,持續(xù)提升生活污水處理水平,深化、強(qiáng)化工業(yè)企業(yè)達(dá)標(biāo)排放管理,切實(shí)提高面源污染防治成效;優(yōu)化布局,改善狀態(tài)需優(yōu)先保障高功能水體達(dá)標(biāo),合理安排達(dá)標(biāo)尾水出路,加強(qiáng)沿江沿湖開發(fā)管理;提升效率,促進(jìn)響應(yīng)需推進(jìn)產(chǎn)業(yè)優(yōu)化升級(jí),提高環(huán)保投入水平,強(qiáng)化區(qū)域環(huán)境管理.

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