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徐州市区人类活动对大气环境质量影响的综合评价

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第37卷第5期 2008年9月 内蒙古师范大学学报(自然科学汉文版) Journal of Inner Mongolia Normal University(Natural SCience Edition) VoI.37 No.5 Sept.2008 徐州市区人类活动对 大气环境质量影响的综合评价 谭雪红 ,尤海梅。,张广琴。 (1.徐州工程学院环境工程系,江苏徐州221006;2.徐州师范大学城市与环境学院, 江苏徐州221008;3.徐州幼儿师范学校,江苏徐州221006) 摘要:运用PR(压力一响应)模型和主成分分析法,综合评价了徐州市区1996—2003年人类活动对大气 环境质量的影响.结果表明:(1)1996—2003年,压力系统评价指数、响应系统评价指数和综合评价指数都有先增 后降的趋势,2000年人类活动对大气环境施加的压力最小,采取的响应措施最大,综合评价值最高;(2)人类自 身及其经济活动对大气环境施加的压力有增大的趋势,工业生产对大气环境施加的压力有减小的趋势; (3)2000年以后人类在产业结构、能耗及居民生活等方面所作出的响应较大,而在污染治理和净化大气方面采 取的响应明显减小;(4)人类活动对大气环境质量影响的综合评价能够很好地反应同期的大气环境质量状况. 关键词:人类活动;大气环境质量;综合评价;徐州 中图分类号:x 24 文献标识码:A 文章编号:1001-8735(2008)05-0660-05 一个地区大气环境的好坏主要受人为因素(如污染源的排放、产业布局、绿地等)和自然因素(包括地形、 气象等)的影响.其中,自然因素对大气环境的影响往往是长期的、相对稳定的,而人为因素的影响则是短期 的、可以调节的.城市作为人类生产和生活的集中地,是人流、物流相对集中的区域,其大气环境质量受人为 因素(即人类活动)的影响更为明显 .人类活动对城市大气环境质量既有负的消极影响的一面,如城市工业 生产、建筑及道路扬尘、汽车尾气的排放等,也有正的积极调节的一面,如减少排放、净化污染、增加绿地等. 目前,国内外有关研究通常只注重人类活动对城市空气质量的消极影响,而忽视了人类在改善大气环境、保 护和恢复生态系统服务功能等方面采取的措施以及取得的成效[2 ].因此,综合评价人类活动对城市大气环 境质量的影响具有重要的意义. 徐州市作为江苏省第二大城市、淮海经济区第一大城市,在区域经济发展中占有重要的地位.然而,随着 经济的稳步发展,徐州市大气环境问题日趋严峻.近年来,在江苏省主要城市大气环境质量综合评价排名中, 徐州市一直位于后面,属大气污染较严重的城市.本文选取徐州市区作为研究对象,综合分析、评价人类活动 对大气环境质量的影响,以期为徐州市区制定合理有效的空气污染提供科学依据. 1 研究区概况 徐州市位于江苏省西北部,地处苏、鲁、豫、皖4省交界处,四周丘陵环绕,市区内地势低平.属暖温带季 风气候,年平均气温14.4℃,长年主导风向为东北偏东.其特殊的地理环境和气候条件在一定程度上了 境内污染物的扩散.本文选择徐州市主城区为研究区,到2003年底,主城区人口约118.39万人. 2 研究方法 2.1综合评价模型 借鉴经济合作与发展组织(OECD)1993年提出的PSR模型 引,由于本文只评价人类活动对大气环境 质量的影响,故选用PR(Pressure—Response:压力一响应)模型.设压力系统的评价指数为P,( 一1,2,…, n),响应系统的评价指数为R,(』一1,2,…,”),压力系统和响应系统各赋权50 ,则评价模型为 收稿日期:2007—12—06 作者简介:谭雪红(1972~),女,江苏铜山人,徐州工程学院讲师,主要从事生态环境研究 第5期 谭雪红等:徐州市区人类活动对大气环境质量影响的综合评价 一 ( +RJ) ( —l,2,…,咒) 2.2 指标体系的建立 在充分考虑徐州市区空气污染来源的基础上,构建综合评价指标体系,见表1. 表1 人类活动对大气环境质量影响的综合评价指标 类别 代号 P1 P2 名称 人口密度(人/km0) 人均GDP(万元) 属性 一 + 类别 代号 R】 R2 名称 第三产业占GDP的比值( ) 第二产业占GDP的比值( ) 属性 + 一 Ps P4 固定资产投资(万元) 人均居住面积(m。/人) 一 一 R3 R4 单位GDP能耗(吨标准煤/万元) 液化率(%) 治理废气项目(个) 人均公共绿地(m0/人) 一 + + + 压力(P) Ps P6 P7 P8 P9 机动车辆(辆) 人均拥有铺装道路面积(m。) 工业耗煤总量(t) 工业粉尘排放量(t) 工业烟尘排放量(t) 一 + 一 一 一 响应(R) R5 R6 R7 污染治理资金(万元) 绿化覆盖率(%) + + R8 注 数据来源于徐州市统计局、《徐州市统计年鉴》(1996—2003年)、徐州市环境保护局、《徐州市环境质量报告))(1996— 2003年).指标属性表示指标数值的大小对大气环境质量的影响,其中“+”为效益型指标,即数值越大,大气环境质量越 好,“一”为成本型指标,即数值越小,大气环境质量越好 2.3 数据的标准化 为统一原始数据间的不同量纲,缩小指标间数量的差异,采用极差法嘲对原始数据进行标准化处理. 效益型指标的标准化公式为 X= —兰mj . (2) Zmx—Xmin 成本型指标的标准化公式为 X=1一 — Xmi . (3) Xmax—2.4 指标权重的确定 采用客观赋权的主成分分析法确定各指标在综合评价中的权重系数.主成分的权重值由特征值的贡献 率确定,各指标的权重值则由其在载荷矩阵中对各主成分的贡献率来确定E ]. 3 结果与分析 3.1 对压力系统的评价 对压力系统的9个指标进行主成分分析,获得两个主因子的累积贡献率为85.422 .其中,P 、P:、P。、 、Ps、P6(即人El密度、人均GDP、固定资产投资、人均居住面积、机动车辆、人均拥有铺装道路面积)在 第1主因子(F )上有较大的载荷(表2),第1主因子综合反映了人类19身及其经济活动对大气环境施加的 压力;P7、Ps、P。(即工业耗煤总量、工业粉尘排放量、工业烟尘排放量)在第2主因子(F。)上有较大的载荷 (表2),第2主因子主要体现了工业生产对大气环境施加的压力. 经归一化处理,得到各主因子及构成主因子的各指标的权重值.将P 一P。各指标的权重乘以其标准化 后的数值,得到F 的综合评价值.同理,将P 一P。各指标的权重乘以其标准化后的数值,得到F。的综合评 价值.将各主因子的权重乘以其综合评价值,即得压力系统综合评价值(表3). 由表3可以看出,1996—2003年徐州市区人类活动对大气环境施加的压力2000年最小(压力综合指数 最大,0.700),1997年最大(压力综合指数最小,0.383);人类自身及其经济活动对大气环境施加的压力 1996年最小,2003年最大,大体呈逐年增加的趋势(F 大体呈逐年减小的趋势);工业生产对大气环境施加 的压力2000年最小,1997年最大,大体呈逐年减小的趋势(F:大体呈逐年增加的趋势)(图1)。这主要是因为 内蒙古师范大学学报(自然科学汉文版) 第37卷 徐州市从“九五”开始,经济进入了快速发展的阶段,GDP以每年大于9%的速度增加,随之而来的机动车辆 的迅速增多、基建面积的扩大等导致大量新的污染源(汽车尾气、扬尘等)产生,同时,部门加强了对工 业污染的治理,关闭了污染严重的企业,使工业(F。)污染物的排放量减少,工业生产对大气环境施加的压力 也逐年减小. 表2 压力系统各指标的载荷矩阵 表3 各主成分及总压力(P)的综合评价值 3.2 对响应系统的评价 % 盯 对响应系统的8项指标进行主成分分析,获得两个主因子的累积贡献率为85.346 .两个主因子分别对 应的特征向量值如表4所示.从表4可以看出,第一主因子F 与指标R 、R。、R。、R (即第三产业占GDP的比 O O 0 7 0— 0 值、第二产业占GDP的比值、单位GDP能耗和液化率)有较好的相关性,第一主因子F 综合反映了人类在 蛎 蛎 一 7— 1 产业结构、能耗及居民生活等减少污染物排放方面所作出的响应;第二主因子F2与指标尺s、Rs、R 、R8(治 理废气项目、人均绿地、污染治理资金、绿化覆盖率)有较好的相关性,第二主因子F。综合体现了人类在污染 治理和净化大气方面所作出的响应. 值见表5. 表4 响应各指标的载荷矩阵 表5 各主成分及总响应(R)的综合评价值 年份 F1 F3 R 0 1 蛎 O O 0 O 经归一化处理,得到主因子及构成主因子各指标的权重值,各主因子的综合评价值及响应系统综合评价 7 船 鹅 ∞ 1 3 1 O 0— 0 9 9— 0 ∞一∞ 从表5可以看出,徐州市区人类活动对大气环境质量变化的总响应指数(R)2000年最大(0.84),1998年 最小(O.409),说明市区人类活动对大气环境质量变化所采取的积极响应措施2000年最大,1998年最小; 1996—2003年8年间响应综合指数呈先升后降的变化趋势(图1).从两个主成分的变化趋势上可以看出,人 类在产业结构、能耗及居民生活等方面所作出的响应(F )2001年最大,1998年最小,总体上2000年以后的 响应明显大于2000年以前.而人类在污染治理和净化大气方面所作出的响应(F。)2000年最大,2001年最 小,表现出2000年以后明显小于2000年以前的特点.这是因为随着人口的增加和城市面积的扩大,人均绿 地和绿化覆盖率在2000以后有所减少,尽管治理废气的项目和环保投资有所增加,但不足以抵消人均绿地 和绿化覆盖率减少所带来的影响. 第5期 谭雪红等:徐州市区人类活动对大气环境质量影响的综合评价 3.3 人类活动对大气环境质量影响的综合评价 大气环境质量的综合评价指数见表6.由表6可以看出,综合评价指数(T)2000年最高(O.77),1997年最 低(O.446),且除2000年以外,其余各年度变化幅度不大(图1).它是人类活动的积极影响(响应)与消极影 响(压力)的综合反映. 表6 大气环境质量的综合评价指数 2000年以前,徐州市作为江苏省煤炭及重工 业生产基地,人类活动对大气环境造成了较大的 消极影响(压力),而且当时人们的环保意识相对 j堡 薄弱,在环境治理、保护等方面采取的响应力度不 强,因此,大气环境污染较严重.2000年在控 制大气污染方面采取了一系列的积极措施,如调 整产业结构、降低能耗、加大环保投资、释低居民 的燃煤率等,响应指数大幅度增加,大气环境质量 得以明显改善.但2000年以后,随着经济的迅速 年份 发展,环境压力逐步加大,尽管响应指数也在增 图3 徐州市区大气环境质量评价指数 加,但不足以抵消同时增大的人类活动对大气环 境施加的压力,大气环境质量改善效果不明显,污染仍较严重. 4 结论 根据PSR模型,压力和响应指标分别反映了人类活动对大气环境质量的正负两方面的影响,而状态指 标反映的是大气环境质量的变化状况,因此人类活动对大气环境质量影响的综合评价指数应与大气环境质 量有很好的相关性.由文献[9]可知,2000--2003年徐州市区大气环境质量的优劣顺序为2000年 ̄2003年  ̄2002年 ̄2001年,与2000--2003年人类活动对大气环境质量影响的综合评价指数大小顺序相吻合,因此 人类活动对大气环境质量影响的综合评价能够很好地反应同时期的大气环境质量状况. 由以上分析可知,要改善徐州市区大气环境质量,须从以下3个方面着手:①努力减少人口、交通、经济 和建筑等对大气环境施加的压力;②增加城市绿地面积,加大环保投资;③推行循环经济,发展“零污染” 产、 参考文献: EI2常越,许建明,何金海.广州城市大气环境监测系统建设的探讨[J].气象与环境学报,2006,22(3):66—69. [2] Ghose M K,Paul R,Banerjee S K.Assessment of the impacts of vehicular emissions on urban air quality and its manage— ment in Indian context:the case of Kolkata[J].Environmental Science and Policy,2004,7(4):345—351. L3]Lucon O,Santos E M.The HORUS modeI—inventory of atmospheric pollutant emissions from industrial combusrion in Sao Paulo,Brazil[J].Environmental impact assessment review,2005,25(2):197—214. [42 PaW A Keddy.Wetland Ecology Principles and Conservation EM].Cambridge University Press,2000:124--238。 E53 Holland M M.Wetlands and Environment Gradients[M].CRC Press Inc,1996:112—131. [6]周文华,王如松,张克峰.人类活动对北京空气质量影响的综合生态评价[J].生态学报,2005,25(9):2 214—2 220. [7] 曾珍香,顾陪亮.可持续发展的系统分析与评价[M].北京:科学出版社,2000:78—9O. E8]宋之杰,高晓红.一种多指标综合评价中确定指标权重的方法[J].燕山大学学报,2002,26(1):2O一22. [9 谭雪红,尤海梅.属性识别理论模型在徐州市区大气环境质量综合评价中的运用[J].宝鸡文理学院学报:自然科学版, 2005(4):3O6—308. ・ 664・ 内蒙古师范大学学报(自然科学汉文版) 第37卷 Comprehensive Ecological Assessments of Human Impacts on Air Quality in Xuzhou Citv TAN Xue—hong ,YOU Hai—mei ,ZHANG Guang-qin。 (1・E r。 me Engine8ring Department,X zh。 E,zgineeri g Coll gP,‰2 。“221006,Ji口 s“,Chi n; 2・C ty and Environment InstitutP,Xuzhou Normal Universit ,X zhD 221008,Ji乜 ,C 72a; 3・Xuzhou Childhood Education Normal School,XuzhD 221006,Ji口,z ,C 口) Abstract:BY using the PR model and the Principle Component Analysis,the human impacts。n air quality from 1996 to 2003 year in the urban area of Xuzhou are comprehensive1y appraised.The results show-(1)From 1996 to 2003 year,all of the pressure system appraisal index,the response system appraisal ndex and the c。mprehensive appraisal index have the tendency of decrease after the first increase.In 2000. the pressHre that the htlman exerted at the atmospheric environment was the minimum,whi1e the resDonse that the human took measure was the heaviest,thus the comprehensive appraisal index was the highest: (z 上he pressure that human itself and economic activity exerted at the atmospheric environment had the tendency t0 Increase wbile the pressure that industrial production exerted at the atmospheric environment had the tendencY to reduce; (3)After 2000 year,the responses made in such aspects as industrial struc— ture’energy consumptlon and resident’s life were relatively big,and the resPonses that adopted in view of pollution control and purifying atmospherically were obviously reduced; (4)Comprehensive appraisal of mman mpacts on a r quality can be a very good response to the air quality in the same time. Key words:human activity air quality ̄comprehensive assessment;Xuzhou 【责任编辑金淑兰】 (上接第659页) Morphological Variations of Onth。夕 gu Gibb z Populati0ns From Different Habitat of Mid—Eastern Inner Mong0lia ZHANG Cai—xia,LIU Xin—min ‘co 2L£ge o L{ Sciences ana Techn。logy Science,Inner Mong0l N。 } iuers ty,H h I。1o322.Ch 恤) Abstract:In th s paper,by using the multi—analysis methods(cluster anaiysis,discriminant ana1vsis .nd princip componen anaIysis),morphologica1 Variations of eight Onth。phng s g z s from different habitat t}2a t distr buted in the the mid-eastern Inner M。ngolia are ana1yzed.The discriminant analysis and 1.pdc leun gsr _:I 。a Sl。ne  eb?nr・ m  rh'h e eig d幽 mOip。ffeprulernpatht oipl。no。pg iuics1“0 laaI dan。nifthesf earrre enb crdeaisncV iedxhei.dsThe ti natm。 Opr tng the eight different p0pulationS,but the iwonc ipabr1a nc。ch,mposeneventn  paOnpaulyslatiis0 nshos fwsr。m删d that the1e  morphoiogicaI Va iation exist mostIy in body length,body width and the numbers。f small teeth b,.ehind tourth exterior teeth of anterior tibiae. Key words:mid-eastern Inner Mongolia;Onth。phng s gibb Z s;morpho1ogica1 variation 【责任编辑金淑兰】 

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