基于污染物总量控制的资源环境承载力监测预警研究

张红梅

摘要：当资源需求和环境破坏超过资源环境承载力时，后果不堪设想。因此，文章设计基于污染物总量控制的资源环境承载力监测预警，通过测算大气、水、土壤的污染物总量，结合资源承载力指标，构建监测指标体系。利用层次分析法确定各指标权重。根据承载力数值，划分预警等级和污染物排放量控制等级。研究显示：2个区域为红色预警区，需控制污染物排放；1个区域为橙色预警区，可少量排放低污染物；6个区域为黄色预警区，需稍加控制污染物排放；8个区域为蓝色预警区，暂不需控制污染物排放；4个区域为绿色预警区，当前不需控制污染物排放。

关键词：污染物总量控制；资源环境承载力；监测指标体系；层次分析法；预警

中图分类号：X146 文献标志码：A

前言

随着人口的增多，能源紧缺和环境污染成为全球各国都面临的两大难题。然而，人类社会的生存和发展必然会带来损害，因此如何做到发展与生态之间的平衡成为目前研究的热点、资源环境承载力监测预警就是其中一個有效措施。因此，通过实时监测资源环境承载力，为资源开采、环境污染设置一条红线，当超过这条红线时，就意味着资源开采过度，环境污染超标，生态自身已经无法有效修复，需马上停止行为并实施辅助修复措施。

面对上述情况，资源环境承载力监测预警的研究有很多。例如封志明，游珍，杨艳昭等人在其研究中以西藏地区为研究对象，建立三维四面体模型，计算资源环境综合承载指数并根据指数取值划分3种警示等级。马雪莹，张海林，李波等人在其研究中以济南地区为例，建立评价指标体系并对体系中每个因子进行赋值，利用AHP方法进行赋权，通过Arcgis10将量化结果绘制成评价图。刘小丁，唐力明，孙端等人在研究中以广东省海岸带地区为例，采用专家打分法对指标进行赋权，实现资源环境承载力综合评价。

结合前人研究经验，进行基于污染物总量控制的资源环境承载力监测预警研究。通过该研究以期为可持续发展提供保障。

1 资源环境承载力监测预警模型

1.1 污染物总量测算

在资源环境承载力监测预警中，最关键的是获取污染物含量数据，后期的量化评估结果就是在这些数据的基础上得出的。常发生的污染类型有三种，即大气污染、水污染以及土壤污染。

针对这三种类型的污染进行测算。计算采样次数的平均值，即

式（2）中，A（k）代表第k个采样点的污染物总量；m代表污染物种类数量。

1.2 资源环境承载力监测指标体系构建

资源环境承载力的监测的基础是监测指标，因此监测指标选取至关重要，选取的指标越全面、越准确，构建的指标体系就越合理，就越能保证承载力监测质量。采用专家函询法选取。

1.3 资源环境承载力量化

资源环境承载力量化主要分为两部分，指标权重计算以及环境承载能力分级。进行具体分析。

1.3.1 指标权重计算

指标权重，即指标在指标体系中的相对重要性。采用层次分析法来计算，过程如下：

步骤1：构建层次模型。

步骤2：构造比较判断矩阵B，即

式（3）中，bij表示指标i相对于指标j的重要性，标度取值见表1。

步骤3：通过一致性比例D对比较判断矩阵进行一致性检验。即

式（5）中，maxλ代表矩阵B的特征极大值；C代表一般一致性指标；F代表平均随机一致性指标。

当D小于0.1，检验通过，进行下一步；否则需要调整判断矩阵中的元素。

步骤4：计算指标权重。

（1）归一化矩阵B中每一列元素，即

式（6）中，n代表列数；dij代表第i行第j列元素归一化值。

（2）按行求和，即

式（7）中，Ei代表判断矩阵B的第i行元素。

（3）对Ei归一化，得到指标的权重，即

式（8）中，Gi代表第i个指标的权重。

1.3.2 资源环境承载力量化与预警

根据计算的Gi，结合指标数值，计算资源环境承载力，即

式（9）、式（10）中，Y1、Y2代表资源、环境承载力；Y代表资源环境综合承载力；G1i、G2i代表第i个资源、环境指标的权重；x1i、x2i代表第i个资源、环境指标标准化数值；n、n'代表资源、环境指标数量。

2 测试与分析

2.1 研究区概况

以某地区为研究区，研究区共分为21个区域，以每个区域为一个采样点，进行资源环境承载力监测。

2.2 污染物总量测算结果

基于章节1.1研究，设置采样次数为5次，每个采样点的污染物总量测算结果见表2。

2.3 承载力测算结果

基于章节1.3研究，计算各个区域的环境承载力、资源承载力以及综合承载力，结果见图1。

2.4 资源环境承载力监测预警结果

根据测算结果，对照表2，绘制资源环境承载力监测预警图，见图2。

根据图2，研究区中有2个红色预警区，需立即严格控制污染物排放；1个橙色预警区，需加大治理力度，允许少量排放低污染物质；6个黄色预警区，需稍加控制污染物排放；8个蓝色预警区，暂时不需控制，但需持续监测；4个绿色预警区，当前不需控制。该研究为区域环境管理提供有力依据。

3 结束语

随着人们各种各样的生产活动的持续进行，资源在不断减少，环境在不断污染，使得承载力在逐渐降低，加剧了社会发展与环境之间的矛盾。综上所述，文章设计了基于污染物总量控制的资源环境承载力监测预警，对于实现社会可持续发展具有重要意义。在此背景下，为实现二者之间的平衡，进行基于污染物总量控制的资源环境承载力监测预警研究是十分必要的。通过预警能够对人类行为进行有效的约束，将破坏和掠夺控制在允许的范围内。该研究以污染物总量为核心指标，构建了承载力监测指标体系，并通过赋权实现了承载力量化，划分了预警等级和污染物总量控制等级。最后对所研究方法进行了应用测试，证明了所研究方法的有效性。