魔芋精粉工程项目资源环境承载力分析（完整版）.docx

泓域咨询/魔芋精粉工程项目资源环境承载力分析魔芋精粉工程项目资源环境承载力分析xx（集团）有限公司一、 资源环境承载力分析方法资源环境承载力分析方法主要有人口论系列、生态足迹系列、初级资产账户（能值）系列等，目前已经逐渐形成一套包括定性分析到定量分析、从静态分析到动态分析、从单因素分析到综合分析的方法体系，具体分析方法有生态学分析法、系统动力学法、情景分析法、层次分析法、状态空间法、类比分析法、供需平衡分析法、能值分析法等。（一）从定性到定量随着资源环境承载力研究的不断深人，已从早期定性阐述承载力、生态环境、可持续发展、自然资源等概念和相互联系逐步发展成定性与定量相结合的模式，依托系统学、经济学、管理学、信息科学等理论和学科基础，采用空间成像、MATLAB，ARCGIS等各类先进仪器设备和应用软件，借助成熟的评价方法和模型体系（如生态足迹法、能值分析法、系统动力学方法、复杂网络方法等），计算目标区域各要素承载力指标，并综合分析和预测未来发展趋势。（二）从单一到综合国内外学者在进行资源环境承载力研究的过程中，从开始涉及支撑要素、约束要素、压力要素的某一变量或少数变量分析，逐步开始注重要素中各变量以及要素间内在动力关系和交互作用研究，通过多指标综合要素关系模型的构建，评价和分析目标区域的资源环境承载力。（三）从静态到动态在资源环境承载力研究过程中，对于目标区域的资源环境承载力的评价，已逐步从早期的基于面板静态数据逐步发展成为基于时间序列、系统动力学及模拟仿真等的动态分析和预测方法，有效地提高了分析的全面性和准确性。二、 项目背景分析由于受种芋繁殖系数低、用种量大和近年来自然灾害频繁，病害发生严重和种植区域狭窄等因素的制约，加之原料紧缺，加工企业收购大规格种芋加工形成了种芋短缺的恶性循环，故魔芋初级产品（商品芋）在当前及今后五年左右的时间或更长时间内，仍然处于卖方市场的地位，简单讲就是生产出来的产品供不应求，处于需求大于供给状态。魔芋在我国国内市场发展很快。据统计，国内现有的魔芋食品行业，年需魔芋精粉5000余吨。今后，随着人民生活水平的提高，食品需求由温饱型向营养型、保健型转化，人们对魔芋制品的需求必将与日剧增。我国现有人口13亿多人口，按每人每年食用1千克精粉计，每年需魔芋精粉就达13万吨之多。有关专家估计，今后10年欧美市场，对魔芋精粉的年需求量可能达到10000吨以上。魔芋除主要在食品开发上有重要价值外，在化工、医药等领域也有广泛用途，尤其是用作生产生物全降解薄膜的原料，将对消除白色污染、保护生态环境具有重要意义。由于魔芋用途广，近年来国内外市场需要量大增。目前，由于原料的限制，我国魔芋精粉的年产量仅为1.5万吨左右，很难满足国内外市场的需求。外贸出口已远销日本、美国、加拿大等国。目前全国各地厂家收购，每千克鲜芋5到6元；7-8千克鲜芋能制1千克干片，1千克干片售价30到45元；1.6千克干片能制1千克精粉，1吨精粉售价8到9万元。因此，掌握魔芋生产的现状，种好魔芋，促进其发展，是一件利国利民的好事情。据报道，我国塑料制品的生产一直呈上升趋势，全国一年废弃的塑料已近100万吨。这些塑料制品因不易降解，给环境造成严重污染。用魔芋生产全降解薄膜将为我国环保事业攻克白色污染解决一道重大难题。同时，为魔芋产业的开发带来了新的广阔天地。以魔芋为原料研制的种子包衣剂，可以防止病害侵袭种子，有效地促进生产。还可开发化肥缓释剂，土壤保墒剂等，都具有很大的市场潜力。由西北农林科技大学林科院承担、西安医科大学协作完成的国家攻关项目“魔芋葡甘露聚糖提取技术及药用研究”，填补了国内外同类工艺技术的空白。三、 资源承载力影响因素识别及评价指标（一）土地资源承载力土地资源承载力的影响因素包括主要用地类型、面积及其分布，土地资源利用上线及开发利用状况，土地资源重点管控区域等。土地资源承载力的分析需要考虑土地对人口的承载、土地对经济社会的承载，以及土地与人口和经济发展之间的匹配协调程度。主要评价指标包括：人均可利用土地资源、人均耕地面积、人均建设用地、土地利用率、单位土地产出、规划人均城乡建设用地规模、禁建区比例等。（二）水资源承载力水资源承载力的主要影响因素包括水资源总量及其时空分布，水资源利用上线及开发利用状况和耗用状况（包括地表水和地下水），海水与再生水利用状况，水资源重点管控区等。主要评价指标包括：人均水资源量、单位土地水资源量、水资源开发强度、水资源可利用量、地下水开采率、人均供水量、万元GDP用水量、万元工业产值取水量、耕地灌溉率、生态用水率等，分别表示了水资源的丰沛程度和水资源对居民生活用水、工业用水、农业用水、生态用水、经济发展等方面的承载水平。（三）矿产资源承载力矿产资源承载力的主要影响因素包括矿产资源类型与储量、生产和消费总量、资源利用效率等。主要评价指标包括：单位用地矿产量、单位用地实际采矿能力、单位用地矿产从业人员数量、矿业从业人员比率、矿业工业增加值比例等。四、 生态承载力影响因素识别及评价指标生态承载力的主要影响因素包括生态保护红线与管控要求，生态系统的类型（森林、草原、荒漠、冻原、湿地、水域、海洋、农田、城镇等）及其结构、功能和过程，植物区系与主要植被类型，珍稀、濒危、特有、狭域野生动植物的种类、分布和生境状况，主要生态问题的类型、成因、空间分布、发生特点等。主要评价指标包括植被覆盖率、森林覆盖率、自然保护区覆盖率、城市建成区绿化覆盖率、生物丰度指数、景观破碎度等。五、 层次分析法及应用案例（一）基本模型层次分析法是一种层次权重决策分析方法，适用于资源环境承载能力分析这一多因素、多层次系统中各因素权重的确定，其具体应用步骤是：首先，找出影响区域资源环境承载能力的各资源、环境主要因素，建立目标、因素和因子层次结构，建立指标体系；其次，构造比较判断矩阵，进行层次单排序，检验判断矩阵的一致性，再进行层次总排序，确定各因子的权重；最后，对各指标打分，计算出评价值。（二）基于层次分析法的生态环境承载力综合评价法对一个区域来说，可持续的生态系统承载需满足三个条件：压力作用不超过生态系统的弹性度、资源供给能力大于需求量；环境对污染物的消化容纳能力大于排放量。由于生态系统承载力包含多层含义，因而可采用分级评价方法进行评价，即首先进行区域现状调查，接着进行区域生态系统承载力状况评估，最后进行区域生态系统承载力综合分析评价，并可给出区域生态系统承载力分区图。生态环境承载力综合评价法将评价体系分成三级，即区域生态系统潜在承载力评价、资源一环境承载力评价、承载压力度评价三级。一级评价结果主要反映生态系统的自我抵抗能力和生态系统受干扰后的自我恢复与更新能力，分值越高，表示生态系统的承载稳定性越高；二级评价结果主要反映资源与环境的承载能力，代表了现实承载力的高低，分值越大，表示现实承载力越高；三级评价结果主要反映生态系统的压力大小，分值越高，表示系统所受压力越大。根据三级计算结果，对生态承载力进行综合评价。分级评价使得评价结果更明了、准确，更有针对性。如某区域的承载力分级为，低稳定较高承载区”时，说明该区域的现状承载力虽很高，但因该区域为不稳定区，对外界的抵抗和恢复能力较低。分级评价将同类性质的指标归类处理后，可以比较容易地对结果进行分析判断，如果将所有承载力指标汇集到一块，必然因指标太多而使结果复杂化，难以对结果给出精确判断。同时，分级可对区域的承载力有一个更深刻的了解，可更有针对性地采取相应措施与对策。1、评价指标体系构成评价指标体系具体分为目标层、准则层、指标层和分指标层。2目标层计算3综合评价根据三级计算结果，对生态承载力进行综合评价。每一级的计算结果为0100的分值，根据各级评价指标的内涵，划分各区段分值代表的评价结果。六、 其他方法资源环境承载力综合评价属于多要素、多属性的评价，在实际工作中，常用的分析评价方法还有系统动力学方法、情景分析法、TOPSIS法、模糊综合评价法、主成分分析法、能值分析法、资源与需求差量法等。（一）系统动力学（SD）方法系统动力学方法是一种定性与定量相结合的方法，通过建立系统动力学模型进行系统模拟。系统动力学方法解决问题的过程实际上是寻优的过程，其最终的目的是寻求较优或次优的结构与参数，以寻求较优的系统功能，系统动力模型在土地承载能力、资源承载能力、环境承载能力和生态承载能力方面得到广泛的应用。系统动力学模型的驱动关系明晰，能有效反映人口、资源、环境和发展之间的关系，能较好地反映系统本质，适合用于分析研究信息反馈系统的结构、功能与行为之间动态的辩证统一关系，从系统整体协调的角度来对区域生态承载能力进行动态计算。然而，参变量不好掌握，及受地域性限制等原因，系统动力学模型易导致不合理的结论。其应用步骤如下：（1）系统流图设计根据系统内部各因素之间的关系设计系统流图，目的是反映各因素因果关系、不同变量的性质和特点。流图中一般包含两种重要变量：状态变量和变率。（2）主要状态方程描述与模型构建根据环境承载能力及系统要素之间的反馈关系，建立描述各类变量的数学方程，通常包括状态方程、常数方程、速率方程、表函数、辅助方程等。（3）模型的仿真计算将各规划方案确定的不同输入变量，通过仿真运算，得出不同规划方案下的资源环境承载力、国内生产总值、人口数、资源条件、环境质量等指标，并通过对比分析进行方案比选。系统动力学可以从定性和定量两方面综合地研究系统整体运行状况，通过分析各要素之间的联系和反馈机制，综合协调各要素，从而为制定有利于区域可持续发展的规划方案提供指导。该方法适用于空间尺度大、系统较为复杂的区域资源与环境承载力分析评估。（二）TOPSIS法TOPSIS模型即为“逼近理想解排序方法”，它是系统工程中常用的决策技术，主要用来解决有限方案多目标决策问题，是一种运用距离作为评价标准的综合评价法。通过定义目标空间中的某一测度，据此计算目标靠近/偏离正、负理想解的程度，可以评估区域资源环境承载力，且能够全面客观地反映区域资源环境承载力的动态及变化趋势。其步骤如下：（1）构建评价指标体系。（2）标准化评价矩阵构建。（3）评价矩阵构建。（4）正负理想解确定。（5）距离计算。（6）计算评价对象与理想解得贴进度。（三）模糊评价法（1）建立评价指标集合。（2）建立评语等级论域。 （3）建立单因素评价。（4）确定评价因素的模糊权向量。（5）模糊综合评价的模型。（6）对模糊评价结果向量进行分析。（四）主成分分析法主成分分析法是度量多变量之间相关性的一种多元统计方法。通过数理统计分析，求得各要素间线性关系的实质上有意义的表达方式，即研究用变量族的少数八个线性组合（新的变量族）来解释多维变量的协方差结构，挑选最佳变量子集，简化数据，揭示变量间关系的一种多元统计分析方法。一般通过借助正交变换，将其分量相关的原随机向量转化为其分量不相关的新随机向量，即把二元协方差矩阵转换为对角矩阵，在几何上表现为原坐标系变为新正交坐标系，然后对整个变量系统进行降维处理，以较高的精度转换为低维变量系统，同时找出信息涵盖量最大的几个主成分，进而对所需解决的问题进行综合评价。主成分分析法就可把研究的问题变得比较简单，而且这些较少的指标之间互不相关，又提供原有指标的绝大部分信息段。主成分分析除降低多变量数据系统的维度以外，还简化了变量系统的统计数字特征。（五）能值分析法由于生态系统中各能量是有质的差别的，所以不能用一般意义上的能量观点进行承载能力测度分析。20世纪80年代，奥德姆以能值为衡量单位建立了一套分析理论，一般称为能值分析理论。能值分析是以能值为基准，把生态经济系统中不同能流（能物流、货币流、人口流和信息流等）量纲的能量转化成同一标准的能值，通过计算一系列能值综合指标，来定量分析系统的结构功能特征与生态经济效益。任何形式的能量均源于太阳能，故常以太阳能为基准衡量各种能量的能值。布朗和尤吉阿蒂首次通过能值分析理论开发出可以实际应用的承载能力评价指标ESI（能值可持续指标），它被定义为系统能值产出率与环境负载的比值，然后根据ESI的大小评价系统超载状况。能值分析方法采用能值作为统一量纲，简化了生态过程，有更大的应用空间，但该方法本身存在不足，主要是：涉及的因子之间的关系过于简单，数目较少难以体现复杂系统的非线性特征。针对特定地区，依靠换算率或调节因子同度量处理不同资源、环境因子的做法，显得粗糙，因为转换率或调节因子是通过更大尺度平均计算而来的，它更适合国家或国际范围的承载力估算。对指标临界值的选取缺乏科学的程序。（六）资源与需求差量法区域生态承载力体现了一定时期、一定区域的生态环境系统对区域社会经济发展和人类各种需求（生存需求、发展需求和享乐需求）在量（各种资源）与质（生态环境质量）方面的满足程度。因此，区域生态环境承载力可以从该地区现有的各种资源量与当前发展模式下社会经济对各种资源的需求量之间的差量关系，以及该地区现有的生态环境质量与当前人们所需求的生态环境质量之间的差量关系，进行分析和评价。七、 资源环境承载力的特征区域资源环境承载力并非简单地追求资源环境所能支撑或供养的最大人口规模，它既要求人类生产生活适宜，区域内人类物质生活水平和人居环境优质，又要维系生态环境良性循环，保持生态系统的健康稳定和生态安全，还要确保资源合理有序开发，实现各类资源的永续利用。资源环境承载力具有区域性、客观性、层次性、有限性、动态性、可控性等特征。（一）区域性资源环境承载力是某一区域的资源环境结构和功能的客观表征。不同区域的资源环境禀赋条件不同，承载力大小也不同。不同区域的经济社会、国家政策等因素也会对该区域的资源环境承载力产生影响和制约。因此，资源环境承载力会表现出明显的地区差异。（二）客观性资源环境承载力是区域在一定时期、一定状态下，资源环境系统客观存在的用以约束人类活动的自然属性，其存在与否不以人的意志为转移。对于某一区域而言，在一定限度之内的外部作用下，资源环境可通过自身内部各子系统的协调作用保持着其结构和功能的相对稳定，不会发生质的转变。资源环境承载力在资源环境系统结构、功能不发生本质变化的前提下，其质和量是客观存在的，是可以衡量和评价的。（三）层次性资源环境承载力是从分类到综合的资源承载力与环境承载力（容量）的统称。资源环境系统是多层次的有机系统，内含土地资源、水资源、矿产资源和环境等多个子系统，而资源环境承载力则是多个子系统承载力的综合体。作为判断人类活动与整个资源环境系统协调与否的重要衡量标准，资源环境承载力有利于人类社会从宏观层面上对自身活动进行认识，并加以指导和调节。（四）有限性在一定的时期及地域范围内、一定的自然条件和社会经济发展规模条件下，一定的环境系统结构和功能条件下，有限的资源环境对人类经济社会活动所能提供的容纳程度和最大支撑能力是有限度的，即承载力是有限的。所有开发活动都必须保证在有限的阈值内，否则将对资源环境造成破坏性损害。（五）动态性资源环境提供的是对人类活动时期的最大支撑能力，而人类对资源环境开发、利用和改造规模、强度、速度是基于某一时期的社会生产力和认识水平，这使得资源环境承载力随着科学技术水平、社会生产力发展而减小或增大。资源环境系统和经济社会系统都是开放的，在与外界进行物质和能量交换的过程中，区域内资源环境的制约性因素也发生相应变化。此外，用不同的环境目标来衡量同一区域的资源环境承载力，也会得出不同的结论。（六）可控性资源环境承载力在很大程度上可以由人类活动加以控制。人类在掌握资源环境演变规律和人类活动与资源环境相互作用机制的基础上，根据生产和生活的实际需要，可以对资源环境进行有目的的开发、利用和改造，寻求资源环境限制因子并降低其限制强度，从而可以使资源环境承载力向着人类预定的目标变化，以保障人类社会、经济活动的可持续发展。但是，人类活动对资源环境所施加的作用，必须有一定的限度。资源环境的可控性是有限度的可控性，这也使得分析资源环境承载力具有现实意义。八、 资源环境承载力分析的类型根据承载主体的涵盖范围来划分，可将承载力分为两类：第一类是以某一具体的自然要素作为分析对象，又称为单要素承载力分析，如土地资源、水资源、矿产资源承载力等资源支持要素，或空气、水等环境约束要素；另一类是从区域整体的角度出发进行的综合承载力分析，如区域承载力、生态承载力等。单要素承载力是宗合承载力分析的前提，综合承载力分析是对单要素承载力在区域尺度上的系统集成，因而必须是在作为其组成要素的主要资源环境承载力问题已经基本解决的基础上才能进行。（一）土地资源承载力分析土地资源承载力是承载力研究中较早开始且最为成熟的研究领域，目前“以多少土地、粮食，养活多少人口”仍是土地资源承载力分析的核心内容。在开放系统下，从区域资源、环境、生态与发展之间的关系出发进行实证分析成为土地资源承载力分析的重要发展方向。技术方法层面，借助3S技术等获取准确的资源空间信息并实现基础数据的空间化，提高了分析的科学性和精确程度。（二）水资源承载力分析水资源承载力通常是指在一定的区域范围内，在确保社会发展处于良性循环条件下，以区域可利用水量为依据，能够维持工农业生产、城市规模、生活质量、生态需求的状况下，水资源所能持续的人口数量。水资源承载力的承载主体是区域的水资源量，即可供区域开发利用的各种形式、各种质地的水资源，其承载对象是所有与水相关联的人类活动，包括工农业生产、商业娱乐和人类生活。以水资源的可持续利用为中心，探讨影响区域水资源承载力的因素及其相互关系已成为水资源承载力分析的重点问题。同时，考虑到水资源具有动态性、随机性和不确定性等特点，在水资源承载力分析方法中逐步引入系统动力学、多目标情景规划等动态分析方法。此外，水资源承载力分析还要充分考虑水资源的调入、调出以及跨区占用问题，在开放系统下对区域水资源承载力进行评价也是水资源承载力分析的重要问题。（三）矿产资源承载力分析矿产资源承载力是指在一个可预见的时期内，在当时的科学技术、自然环境和社会经济条件下，矿产资源的经济可采储量（或其生产能力）对社会经济发展的承载能力。矿产资源对社会经济发展的承载力也就是对社会物质生产、人口、环境的支持程度，可以从矿产资源对物质生产、人口生产和环境生产等方面建立承载力指标体系。（四）环境承载力分析环境承载力是指在一定时期内，在维持相对稳定的前提下，自然环境所能容纳的人口规模和经济规模的大小，一般用环境容量进行衡量。环境容量是指区域自然环境和环境要素对人为干扰或污染物容纳的承受量或负荷量。环境承载力概念由环境容量概念演化而来，通过对区域大气、水、土壤、噪声、固废和辐射等环境要素的承载力开展分析，明确环境对各种污染物的容纳能力以及人类在不损害环境的前提下能够进行的最大活动限度。广义上，生态承载力和环境承载力在一起分析，统称生态环境承载力。由于生态环境承载力的动态性特点，生态环境承载力传统的数据获取与分析方法，通过将地面观测与遥感相结合，将生态环境承载力分析方法与GIS集成，促进生态环境承载力分析向模式化和动态化方向发展。（五）资源环境综合承载力分析20世纪70年代，随着世界范围内工业化和城市化进程的加速，传统的单要素资源环境承载力分析已难以解决社会发展所遇到的新问题，于是资源环境综合承载力分析逐渐成为重要方向。资源环境承载力分析从自然资源支持力、环境生产支持力和社会经济技术水平等角度，通过构建综合评价模型对区域资源环境承载力状况进行评估。此外，日益严重的生态破坏问题引起重视，出于保持生态系统完整性考虑，反映区域资源环境综合承载力的生态承载力概念逐渐兴起，分析对象主要以生态脆弱地区、城市地区以及流域等典型生态系统的承载力为主。