城市資源可持續(xù)利用與生態(tài)環(huán)境保護研究（專題研究）

PAGEPAGEI前言近年來，隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展，中國城市化的進程不斷加快。城市化在給人類帶來諸多益處的同時，也帶來一系列嚴(yán)重的生態(tài)環(huán)境問題，對自然生態(tài)系統(tǒng)和公眾健康產(chǎn)生了一定負(fù)面影響。主要表征為：人工設(shè)施占用大量自然生態(tài)系統(tǒng)、自然生境破碎化嚴(yán)重、局部環(huán)境污染呈現(xiàn)加劇態(tài)勢等。面對城市化進程中的生態(tài)與環(huán)境問題，人類也并非無所作為。管理者、規(guī)劃師以及公眾等都在尋求解決問題的途徑與措施。近年來，城市總體規(guī)劃愈來愈重視考慮生態(tài)與環(huán)境因素。實踐證明，“原封不動地保護自然”的環(huán)境原教旨主義以及“經(jīng)濟發(fā)展至上”的經(jīng)濟原教旨主義都不可能調(diào)和社會經(jīng)濟發(fā)展與環(huán)境保護的矛盾。事實上，制定城市總體規(guī)劃的過程就是尋找以最小生態(tài)代價換取永續(xù)的社會生產(chǎn)力發(fā)展的空間最優(yōu)布局的過程。青島市作為山東半島的龍頭城市，其經(jīng)濟的強勢輻射作用日益凸現(xiàn)。XX市以其優(yōu)越的經(jīng)濟區(qū)位和良好的發(fā)展資源，成為大青島區(qū)域最具發(fā)展活力的城市之一。在快速發(fā)展的新形勢下，已有城市總體規(guī)劃已經(jīng)不能適應(yīng)發(fā)展的需求，因而，XX市政府委托深圳市城市規(guī)劃設(shè)計研究院完成XX市城市發(fā)展戰(zhàn)略研究和新一輪總體規(guī)劃的修編工作。其中，將《XX城市資源可持續(xù)利用與生態(tài)環(huán)境保護策略》列為專題之一，由北京大學(xué)環(huán)境學(xué)院承擔(dān)。《XX城市資源可持續(xù)利用與生態(tài)環(huán)境保護策略》專題的研究目的在于：（1）從支撐城市和區(qū)域發(fā)展的基本生態(tài)基準(zhǔn)及資源條件的角度出發(fā)，對城市發(fā)展和生產(chǎn)力布局的生態(tài)及資源約束條件予以解析，明晰不同規(guī)劃時段城市發(fā)展及生產(chǎn)力發(fā)展的相對極限規(guī)模；（2）從空間分布格局的角度，在GIS支撐下，確定各項建設(shè)活動的空間布局的生態(tài)適宜性，遵從維系合理生態(tài)空間布局體系的原則，確定不同地域空間上的建設(shè)活動適宜類型，大致劃分城市物質(zhì)建設(shè)的適宜空間、控制空間、禁止空間等，從自然資源與生態(tài)環(huán)境適度的角度提出城市空間發(fā)展的供給策略；（3）研究自然資源與生態(tài)環(huán)境等因素在城市發(fā)展核心競爭力中的地位，從維護和提升核心競爭力的角度提出資源可持續(xù)利用與生態(tài)環(huán)境保護的發(fā)展策略。從上述研究目標(biāo)出發(fā)，本專題安排以下章節(jié)：一、XX市自然資源可持續(xù)利用評價二、XX市域環(huán)境容量分析三、XX市城市空間發(fā)展分析四、XX市東部濱海區(qū)海洋資源利用與環(huán)境保護五、XX市資源可持續(xù)利用與保護對策從單一要素的空間格局分析到多圖層的城市發(fā)展空間生態(tài)適宜性分析，都是在GIS支撐下基于格點操作的。所有因素的格點大小均為25×25m。為了保證格點精度的一致性，部分因素進行了Kriging插值。本次研究所依賴的GIS平臺為ArcGIS8.3（ESRIInc.1999-2002）。分析及提交的矢量數(shù)據(jù)格式為coverage和shp，柵格數(shù)據(jù)為ArcInfo的grid。本次研究的數(shù)據(jù)源為：氣候要素如氣溫、降水等采用中國氣象局的XX市建站到2001年逐日數(shù)據(jù)；數(shù)字高程數(shù)據(jù)（DEM，比例尺1：5萬）從國家基礎(chǔ)地理信息中心購買；土地數(shù)據(jù)來自XX市土地管理局的土地更新資料（土地利用部分?jǐn)?shù)據(jù)采用ArcGIS直接統(tǒng)計得出，和統(tǒng)計資料有些出入）；土壤數(shù)據(jù)采用中國1：100萬數(shù)字化土壤庫，并根據(jù)當(dāng)?shù)刭Y料等細(xì)化；社會經(jīng)濟數(shù)據(jù)來自當(dāng)?shù)氐膰窠?jīng)濟統(tǒng)計資料。本專題在研究中采用前人的一些研究成果，包括數(shù)字、圖表和結(jié)論。在引用處一般做了標(biāo)注。如有遺漏，當(dāng)向原作者謹(jǐn)致歉意。目錄TOC\o"1-2"\h\z\u前言 i目錄 I第1章XX市自然資源利用可持續(xù)性評價 11.1基本概況 11.2土地資源 21.3水資源 131.4礦產(chǎn)資源 241.5生物資源 251.6本章小結(jié) 28第2章XX市域環(huán)境容量分析 302.1大氣環(huán)境容量分析 302.2水環(huán)境容量分析 402.3自然承災(zāi)能力分析 512.4本章小結(jié) 59第3章XX市城市空間發(fā)展的生態(tài)分析 603.1XX市生態(tài)系統(tǒng)特點 603.2土地生態(tài)適宜性分析 623.3生態(tài)環(huán)境敏感性評價 683.4生態(tài)功能區(qū)劃與空間格局優(yōu)化 703.5本章小結(jié) 78第4章XX東部濱海區(qū)資源利用與環(huán)境保護 794.1東部資源及其開發(fā)利用現(xiàn)狀 794.2東部資源開發(fā)潛力分析 824.3海洋環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀與容量估算 874.4東部資源開發(fā)利用可持續(xù)性評價 914.5本章小結(jié) 98第5章XX市資源可持續(xù)利用與生態(tài)環(huán)境保護策略 995.1目標(biāo)與原則 995.2自然資源可持續(xù)利用對策 995.3生態(tài)空間格局優(yōu)化及管理策略 1015.4生態(tài)環(huán)境整治與管理策略 1015.5東部開發(fā)利用相關(guān)策略 102PAGEPAGE29第1章XX市自然資源利用可持續(xù)性評價1.1基本概況XX市位于山東半島西南部，東瀕黃海，南依嶗山，近臨青島，是青島市所屬的縣級市，其地理位置界于120°17′～121°23′E、36°18′～36°37′N之間。東西最長76.25公里，南北最寬36.25公里，陸地總面積1780平方公里，海域總面積2500平方公里。共劃分為18個鎮(zhèn)、5個街道辦事處、1個省級經(jīng)濟開發(fā)區(qū)、1個省級旅游度假區(qū)。根據(jù)第五次人口普查數(shù)據(jù)，全市總?cè)丝?11.1萬人。XX地勢自東南向西北傾斜（圖1－1）。全市地形高程最高為324.4米，最低為-16.5米，平均34.23米，標(biāo)準(zhǔn)差為26.90。從高程分布直方圖中（圖1－2）可以看出，全市絕大部分區(qū)域海拔高度21～59米之間，約占整個市域面積的50％以上，21米以下的區(qū)域占37.5％。從區(qū)域差異看，東部為低山丘陵區(qū)，面積626平方公里，占總面積的35.2％。中部為平原區(qū)，面積631平方公里，占總面積的35.4％。西部為低洼區(qū)，面積523平方公里，占總面積的29.4％。圖1－1XX市地勢圖主要河流有14條，其中大沽河是山東半島最大的河流，流經(jīng)XX36.9公里。XX海岸線長183公里，居青島五個縣市首位，占全國海岸線總長的百分之一。羅列著7個較大港灣和24個大小島嶼。XX屬北溫帶季風(fēng)氣候，年平均氣溫為12℃，年平均降水量在613～905mm之間，月平均相對濕度為69％，年日照時數(shù)為2726小時。地貌格局對于城市建設(shè)和工業(yè)生產(chǎn)力布局以及農(nóng)業(yè)生產(chǎn)具有重要制約作用。西部地區(qū)地勢低洼，坡度較小且土壤深厚，因而成為XX市重要的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)基地；中部除個別區(qū)域外地勢平坦，排水良好，為市鎮(zhèn)建設(shè)提供了良好的基質(zhì)條件；東部為低山丘陵，地勢起伏較大。除個別區(qū)域外，種植業(yè)的適宜度較低，對于布局規(guī)模較大的城鎮(zhèn)及其附屬設(shè)施也有一定的限制。該區(qū)域適宜開展旅游等活動。圖1－2XX市地形高程所占比例1.2土地資源1.2.1土地利用現(xiàn)狀分析根據(jù)XX市土地詳查和歷年土地更新資料，截止到2004年，全市共有土地面積190150.32（在ArcGIS中統(tǒng)計，與原數(shù)據(jù)有出入，原為184070.4公頃），其中耕地115546.61公頃，占60.77％，林地10962.72公頃，占5.77％，園地2628.13公頃，占1.38％，建設(shè)用地（居民點、工礦及交通用地）25709.47公頃，占13.52％，水域15872.22公頃，占8.35％，未利用地13633.44公頃，占7.17％，其他用地5797.71公頃，占3.05％。表1－1XX市各鄉(xiāng)鎮(zhèn)土地利用現(xiàn)狀（2004年）單位：公頃單位耕地園地林地建設(shè)用地水域未利用土地大信2518.6342.59188.59845.63285.93188.59南泉3577.1836.50355.891082.89407.60340.68移風(fēng)店9405.31194.68288.971015.97535.36310.27溫泉6253.98206.84806.08869.96809.12705.70王村4404.56212.93565.78760.46778.71565.78通濟辦事處2695.05139.92191.633790.11206.84225.09田橫4453.23170.341280.61754.37827.382293.53七級4994.6742.59264.64796.96346.77255.51普東7160.4579.09188.59827.38419.77139.92龍山辦事處2853.23219.01684.411070.72225.09602.28龍泉7872.2397.34587.071441.82523.19371.10劉家莊5298.8554.75310.27626.61346.77383.27靈山6539.92194.68279.85638.78334.60212.93藍村2196.1912.1797.341119.39638.78304.18金口4702.6679.09279.85644.862433.46285.93經(jīng)濟開發(fā)區(qū)614.450.0057.791563.554.7536.50華山8285.92109.51307.22991.63273.76127.76環(huán)秀辦事處754.3754.75179.471752.08219.01304.18豐城5590.87146.01760.46717.873485.933181.74段泊嵐7239.5391.25441.06839.54310.27602.28店集8292.00109.51486.691009.88584.03225.09北安辦事處5931.55103.42498.861399.24967.30219.01鰲山衛(wèi)3911.78231.181861.591149.81857.791752.09合計115546.612628.1310962.7225709.4715872.2213633.44圖1－3XX市土地利用現(xiàn)狀從土地利用現(xiàn)狀的區(qū)域來看（表1－1、圖1－3），東部各鄉(xiāng)鎮(zhèn)的未利用土地面積較大，特別是溫泉、鰲山衛(wèi)、豐城、田橫、金口等鎮(zhèn)還有較大比例的未利用土地，顯示出具有較大的建設(shè)用地布局空間；西部地區(qū)為傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)種植區(qū)，農(nóng)田占有較大比例，基本農(nóng)田保護率一般在90％以上。1.2.2土地利用水平分析土地利用水平，包括土地利用程度、土地開發(fā)程度、土地利用效益、人均土地資源占有量等幾個方面，每一個方面都涉及多個數(shù)量或質(zhì)量指標(biāo)。利用《XX市土地綜合統(tǒng)計年報表》、《XX市市年鑒》等資料，獲取XX市的土地利用現(xiàn)狀、社會經(jīng)濟狀況及有關(guān)資料，定量計算出反映土地利用水平的各有關(guān)指標(biāo)值，在此基礎(chǔ)上進行分析，再與青島市其它市區(qū)進行比較。表1－2XX市各鄉(xiāng)鎮(zhèn)土地利用水平計算結(jié)果（2004年）鄉(xiāng)鎮(zhèn)名稱未利用地指數(shù)自然再生利用級土地指數(shù)人為再生利用級土地指數(shù)非再生利用級土地指數(shù)土地利用水平大信4.578.2466.9018.640.54南泉5.869.2768.0817.720.54移風(fēng)店2.585.4281.968.910.51溫泉6.8911.7969.4111.070.49王村6.5511.8459.4211.290.44通濟辦事處3.004.8339.3848.360.69田橫22.2018.4256.1716.180.49七級3.766.4078.1011.720.52普東1.564.7083.299.860.53龍山辦事處10.2313.4958.0121.760.54龍泉3.367.0176.3112.870.53劉家莊5.326.9778.5110.070.51靈山2.556.0982.558.590.51藍村6.8711.2957.6023.080.55金口3.3419.0268.358.430.47經(jīng)濟開發(fā)區(qū)1.533.0427.8566.010.81華山1.213.9681.187.910.49環(huán)秀辦事處9.3310.3130.4556.720.75豐城22.7823.8056.9014.250.49段泊嵐6.366.7181.2411.160.53店集2.076.6181.009.450.52北安辦事處2.3510.0370.8814.740.53鰲山衛(wèi)16.8320.4252.0617.660.49全市平均7.1710.6068.2815.460.52注：未利用級土地指數(shù)—指扣除田、土坎后的未利用土地面積占轄區(qū)土地面積的百分比；自然再生利用級土地指數(shù)—指天然草地、疏林地、灌木林地、跡地、河流水面、湖泊水面、葦?shù)亍┩客恋孛娣e之和占轄區(qū)土地面積的百分比；人為再生利用級土地指數(shù)—指耕地、園地、有林地、未成林造林地、苗圃、改良草地、人工草地、坑塘水面、田坎土地面積之和占轄區(qū)土地面積的百分比；非再生利用級土地指數(shù)—指居民點及工礦用地、交通用地、溝渠、水工建筑物和水庫土地面積之和占轄區(qū)土地面積的百分比；土地利用程度值=（未利用級土地指數(shù)×0.00+自然再生利用級土地指數(shù)×0.25+人為再生利用級土地指數(shù)×0.50+非再生利用級土地指數(shù)×1.00）/100。表1－2是經(jīng)過計算得到的XX市2004年土地利用水平。全市土地利用水平平均為0.52，處于中等偏上程度。其中，經(jīng)濟開發(fā)區(qū)、通濟辦事處、環(huán)秀辦事處利用水平最高，指數(shù)均超過0.60。利用指數(shù)在0.50～0.60的鄉(xiāng)鎮(zhèn)有大信、南泉、七級、普東、龍山辦事處、龍泉、劉家莊、藍村、靈山、豐城、段泊嵐、店集等。其他東部各鎮(zhèn)利用指數(shù)普遍較低，一般均在0.50以下。為了判斷XX市土地利用水平在青島市所處位置，我們計算了青島市2004年七區(qū)五市的土地利用水平。從表1－3可以看出，XX市土地利用水平與整個青島市的平均水平相當(dāng)。青島市所屬的市南區(qū)、市北區(qū)、四方區(qū)以及李滄區(qū)土地利用水平較高，除土地利用類型轉(zhuǎn)換外，已無多少后備土地資源可資利用。在青島市所屬的五個縣級市中平度利用水平最高為0.55，膠州和萊西為0.54，XX為0.52，膠南為0.44。盡管XX市的未利用地指數(shù)不高，但其非再生利用土地指數(shù)低于全市平均水平，而人為再生利用土地指數(shù)高于全市平均水平，反映了XX市城市建設(shè)用地和生態(tài)建設(shè)用地均有一定的拓展空間。土地利用水平和未利用地指數(shù)同時較低在一定程度上說明XX市的土地利用集約度不高，存在著土地資源的浪費，特別是在市域的東部地區(qū)。解決這一問題的途徑在于通過土地整理、科學(xué)布局與規(guī)劃等措施提高土地的使用效率和效能。表1－3青島市所屬各市區(qū)土地利用水平名稱未利用地指數(shù)自然再生利用級土地指數(shù)人為再生利用級土地指數(shù)非再生利用級土地指數(shù)土地利用水平青島市9.3411.1058.6420.080.52市南區(qū)3.961.560.1294.340.95市北區(qū)1.077.404.1187.360.91四方區(qū)3.991.201.9792.790.94黃島區(qū)26.4313.7330.9028.220.47嶗山區(qū)8.1653.7522.8914.850.40李滄區(qū)8.9912.9920.5357.110.71城陽區(qū)14.5514.0635.5234.620.56膠州市8.726.4763.7120.210.54XX市7.1710.6068.2815.460.52平度市3.959.3367.0119.040.55膠南市19.7314.3649.7715.360.44萊西市5.637.3167.7318.230.541.2.3基于碳氧平衡法的土地資源供需分析為解決或緩解XX建設(shè)用地與非建設(shè)用地矛盾突出這一問題，本節(jié)主要從土地資源對市域人口生態(tài)用地需求與城市建設(shè)用地需求的供給能力兩個方面對土地資源進行系統(tǒng)分析。其中，采用碳氧平衡法對人口需要的生態(tài)用地進行計算；而建設(shè)用地供需能力分析強調(diào)在保護基本農(nóng)田和永久性生態(tài)用地的前提下，計算城市發(fā)展的后備土地資源可供給量。XX市土地資源利用的主要矛盾是建設(shè)用地和非建設(shè)用地在土地資源總量中的供給與社會經(jīng)濟發(fā)展需求的矛盾。本節(jié)采取碳氧平衡法，從土地資源對市域人口生態(tài)用地需求與城市建設(shè)用地需求的供給能力兩個方面對XX市土地資源的供需情況進行分析。對于人口需要的生態(tài)用地的量化方法有很多，碳氧平衡法是這些方法中已有實例研究結(jié)果、計算方法較為完善的一種?？諝馐侨祟惿牡谝恍枰?，可以說人的生存一刻也不能離開空氣。正?？諝獾慕M成中，按照體積計算，氮氣占78%，氧氣占21％，二氧化碳占0.027％，空氣中二氧化碳含量的多少是衡量空氣是否新鮮的重要指標(biāo)。碳氧平衡理論的基本原理就是建立在以下碳氧化學(xué)反應(yīng)的基礎(chǔ)上的。在本專題中，我們通過碳氧平衡過程中的化學(xué)反應(yīng)方程式求取相關(guān)系數(shù)，從耗氧量和制氧量兩個方面進行XX市域碳氧平衡量的估算。其中，耗氧量選取XX市主要燃料（煤、油、液化石油氣）燃燒耗氧量、人群的呼吸作用和排泄物的生物化學(xué)氧化過程耗氧量之總和。對于人類之外的其他生物有機體的呼吸作用暫不考慮（表1－4）。XX市各項主要耗氧量的總和約為人的呼吸耗氧量的1.5倍。因此，人均10m2森林面積即可維持城市地區(qū)人口呼吸所需的碳氧平衡的數(shù)據(jù)，可在乘以2.5左右的倍數(shù)然后除以陸生植物大氣氧平衡貢獻率系數(shù)（0.6）以后，作為XX市生態(tài)用地的規(guī)劃下限指標(biāo)，即人均約41.67m2。設(shè)維持XX市碳氧平衡所需制氧闊葉林面積為M，則M＝總耗氧量/每ha闊葉林在生長季節(jié)一天放出氧氣量/年無霜期＝845566.3÷0.73÷234＝4950.04ha。碳氧平衡理論及相關(guān)研究進展：人和其它生物的呼吸作用會消耗空氣中的氧氣并且釋放出二氧化碳：而植物的光合作用可以吸收空氣中的二氧化碳，制造碳水化合物，同時放出氧氣：關(guān)于碳氧平衡法的理論研究與應(yīng)用，國內(nèi)外學(xué)術(shù)界都已經(jīng)有過一些研究成果：（1）空氣中二氧化碳含量，若從正常的0.03%增加到0.05%-0.07%，就會使人感到不舒服；局部地區(qū)如達0.2%-0.6%，開始對人體的健康有危害作用；達到1%時，可以使人死亡。（2）1970年日本科學(xué)家做過試驗，推算出1公頃闊葉林有75公頃葉面積，每年吸收二氧化碳48噸，而放出氧氣36噸，除去植物呼吸作用自耗，凈吸收二氧化碳16噸，放出氧氣12噸。（3）我國科學(xué)家在上世紀(jì)70年代所做試驗結(jié)果為1公頃樹林日吸收二氧化碳67-69千克，放出氧氣49-50千克，而比較好的草坪每平方米日吸收二氧化碳36克，放出氧氣24克，只為樹木的1/4-1/8。（4）通常1公頃闊葉林在生長季節(jié)一天可以消耗1頓二氧化碳，放出0.73噸氧氣。如果以成年人每日呼吸需要消耗氧氣0.75千克，排出二氧化碳為0.9千克計算，則每人有10平方米的森林面積就可以消耗掉他呼吸所排出的CO2，并供給需要的O2。（5）據(jù)國外研究，大氣中約60％的氧來自陸生植物的光合作用，其余的則要從海洋中產(chǎn)生。有關(guān)統(tǒng)計研究表明，美國國土全部植物的吐氧量，大約只是全國石油燃燒需氧量的60％；其余40％的氧，要從太平洋上吹來。耗氧量計算方法：表1-4的計算方法參考了[日]中野尊正，沼田真，半谷高久，安部喜也．都市生態(tài)學(xué)．共立出版株式會社，1978年第4版。實際計算公式如下：（1）天然氣的成分主要為甲烷，反應(yīng)式CH4＋2O2→CO2+2H2OO2消耗量＝天然氣燃燒體積×2×14.29（2）石油類燃料，將石油成分平均假定為CnH2n，按下式氧化，不考慮S、N及其他成分。CnH2n＋n3/2O2→nCO2+nH2OO2消耗量＝石油燃燒量×48n÷（12n＋2n）＝石油燃料量×3.429（3）設(shè)煤的平均含碳量約80%，不考慮其他成分的氧化，則C＋O2＝CO2，O2消耗量＝燃煤量×32÷12×0.8＝燃煤量×2.133（4）液化石油氣（LPG）以丙烷為主要成分，反應(yīng)式C3H8＋5O2→3CO2+4H2OO2消耗量＝LPG燃燒量×160÷44＝LPG燃燒量×3.636（5）呼吸耗氧只考慮人類，按每人每日消耗800g計；O2消耗量＝總?cè)丝冢ㄈ耍?.0008×365＝總?cè)丝凇?.292（t/年）（6）排泄物（生物化學(xué)耗氧量）每人每日排泄物的氧化耗氧量平均按40g計；O2消耗量＝總?cè)丝冢ㄈ耍?.00004×365＝總?cè)丝凇?.0146（t/年）表1－4XX市的耗氧量研究（2004）*天然氣（萬立方米）石油燃料（噸）原煤（噸）液化石油氣（噸）人呼吸（萬人）人排泄（萬人）總計XX市總量10001095006157.8820000116116—耗氧量(噸/年)28580375475.513134.87272033872016936845566.3占總量百分比3.3544.411.558.640.092.0100*數(shù)據(jù)來自XX市相關(guān)單位統(tǒng)計結(jié)果。其中石油燃料消耗量根據(jù)全市各加油站每日用量得到；原煤消耗量為重點污染企業(yè)、建成區(qū)鍋爐、市域民用爐灶等燃煤消耗的總和。另一方面，制氧項為XX市的各類綠地，主要為面積最大、生態(tài)功能最強的生態(tài)用地。計算所取的綠地制氧參數(shù)為：1ha闊葉林在生長季每日照小時釋放70kg氧氣。農(nóng)田、草地、園地、灌叢、喬木林等綠地形式，則可以按單位土地面積的綠量級差，折算成等效光合作用的闊葉林面積（表1－5）。那么可以得出2004年XX市生態(tài)用地的制氧面積為20638.54ha。目前XX市可提供的人均等效生態(tài)用地量為177.92m2，遠(yuǎn)大于XX市生態(tài)用地的規(guī)劃下限指標(biāo)（人均約41.67m2）。等效森林面積÷總?cè)丝诹浚?0638.54（ha）÷116（萬人）＝177.92m2表1－5XX市的制氧量研究（單位：ha）***供氧項耕地林地園地總量換算系數(shù)2004年面積105627.6210310.387779.1—等效森林面積10562.766186.233889.5520638.54百分比51.1829.9718.85100*數(shù)據(jù)來自《XX市土地利用總體規(guī)劃1997-2010》**換算系數(shù)依據(jù)XX市各綠地類型不同植物種類制氧水平差異計算將M值和N值進行比較，可以得到XX市生態(tài)用地的大氣氧平衡系數(shù)為4.17，即生態(tài)用地可提供的氧為產(chǎn)業(yè)、人口等于耗氧的4.17倍。Q＝N÷M＝20638.54÷4950.04＝4.17因此，若綜合現(xiàn)有數(shù)據(jù)的分析結(jié)果可知，XX市碳氧動態(tài)關(guān)系是可以滿足居民生活和工業(yè)生產(chǎn)需求的，并且有額外的氧氣供給剩余。但是由于缺少完整的統(tǒng)計資料等原因，在XX市耗氧量研究中，原煤和石油燃料的消耗量都偏低。西安市、長沙市和深圳市也利用碳氧平衡做過城市生態(tài)用地的研究，在這三個城市中，長沙市和深圳市原煤的耗氧量占總耗氧的比例都在43%左右，而西安則達到了90%，XX作為一個北方的城市，需要在冬季進行燃煤采暖，同時也有熱電廠，在《XX市“十五”環(huán)境保護規(guī)劃》中也提到XX市的能源結(jié)構(gòu)是以煤炭為主，而統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示的燃煤耗氧率只有耗氧總量的1.55%，明顯偏低，應(yīng)該是由于統(tǒng)計不完整造成的。石油燃料部分也只獲得了各加油站汽油的消耗數(shù)據(jù)，所以統(tǒng)計數(shù)據(jù)也是偏小的。這樣經(jīng)過計算獲得的XX市的耗氧量明顯是偏低的，所以實際的碳氧動態(tài)平衡的結(jié)果應(yīng)該并不像上面所顯示的那樣樂觀。若將XX燃煤占耗氧量的百分比提高到現(xiàn)有值的40%，而不改變其他部分的耗氧數(shù)量，那么XX市的耗氧總量每年達1387385.83噸。這樣，Ｍ＝1387385.75÷0.73÷234＝8121.92ha；Ｑ＝N÷M＝20638.54÷8121.92＝2.54。可以看出，2004年XX生態(tài)用地的制氧量為耗氧量的2.54倍，足以維持城市的產(chǎn)業(yè)發(fā)展和人類生存。由于當(dāng)能源需求隨著產(chǎn)業(yè)發(fā)展和人口增長而不斷增大時，XX生態(tài)用地的需求也不斷擴大。但工業(yè)發(fā)展、人口增加的同時，生態(tài)用地卻不斷被城建用地占用，Q值會不斷減少。這里，假定由于技術(shù)和工藝改進產(chǎn)業(yè)耗氧與2004年一致，耗氧僅因有人口的增加而增加。如果以2004年的耗氧量上浮20%為基準(zhǔn)進行計算，若確定Q值下限為1，即制氧與耗氧基本平衡時，XX在維持市域碳氧平衡范圍內(nèi)可供建設(shè)用途的土地面積，就必須控制在20638.54-9746.30＝10892.24ha＝108.92km2之內(nèi)。若確定Q值下限為0.6，那么XX市為維持生態(tài)系統(tǒng)平衡范圍內(nèi)所能夠提供的潛在建設(shè)用地面積約147.91km2。就碳氧平衡法的分析來看，XX市還存在著一定可供開發(fā)建設(shè)用地的潛力。1.2.4土地資源的人口承載力分析土地資源是綜合的資源，是人類最基本的生產(chǎn)資料和最主要的勞動對象，可以認(rèn)為土地承載力實質(zhì)上就是（農(nóng)業(yè)）資源的承載能力。有關(guān)土地資源承載力的定義很多，作者采用20世紀(jì)80年代石玉林、陳百明在主持“中國土地生產(chǎn)能力及人口承載量研究”中提出的概念。其土地承載力定義為：“在未來不同時間尺度上，以可以預(yù)見的技術(shù)、經(jīng)濟和社會發(fā)展水平及與此相適應(yīng)的物質(zhì)生活水準(zhǔn)為依據(jù)，一個國家和地區(qū)利用自身的土地資源所能持續(xù)供養(yǎng)的人口數(shù)量”土地資源人口承載力是由多種因素決定的，其中最主要的是土地單位面積的生產(chǎn)潛力P（e）、土地面積A和平均人口基本需求N，其計算公式為：單位面積上的生產(chǎn)潛力采用邁阿密模型進行計算。邁阿密模型利用年平均氣溫和年降水量計算NPP：其中，NPP(T)和NPP(P)分別指根據(jù)年平均氣溫和年降雨量計算的植物干物質(zhì)產(chǎn)量（g?m-2?a-1），T為年平均氣溫（℃），P為年降雨量（mm）。根據(jù)Liebig最小限制因子定律，選取NPP(T)和NPP(P)兩者中較小者作為計算點的NPP數(shù)據(jù)，即依據(jù)上式計算出XX市土地生產(chǎn)潛力（圖1－4）。在計算出XX市的土地生產(chǎn)潛力后，在ArcGIS中依據(jù)各鄉(xiāng)鎮(zhèn)邊界提取每一鄉(xiāng)鎮(zhèn)的耕地和平均生產(chǎn)潛力。然后，根據(jù)上面計算土地資源承載力的公式，分別計算了人均占有糧食500公斤、550公斤和600公斤下的XX市土地資源人口承載力，結(jié)果列于表1－6中。表1－6XX市土地資源承載力計算結(jié)果鄉(xiāng)鎮(zhèn)名稱耕地面積(hm2)生產(chǎn)潛力(kg/hm2)承載人口（500kg/人）承載人口（550kg/人）承載人口（600kg/人）大信2518.638634.1318434923953936244南泉3577.188625.2246617085609851423移風(fēng)店9405.318639.4004162512147739135427溫泉6253.988518.52541065499686388791王村4404.568545.0088752746843162728通濟辦事處2695.058628.1680465074227938756田橫4453.238472.9639754646860462887七級4994.678630.8096862167837871847普東7160.458666.9053124118112834103432龍山辦事處2853.238604.8838491034463940920龍泉7872.238689.5371136812124375114010劉家莊5298.858666.4902918458349576537靈山6539.928730.408211419210381195160藍村2196.198601.7139377823434731485金口4702.668560.4590805147319467095經(jīng)濟開發(fā)區(qū)614.458625.28031060096368833華山8285.928730.1846144675131523120563環(huán)秀辦事處754.378604.8008129821180210819豐城5590.878475.5293947718615678976段泊嵐7239.538677.0791125636114214104697店集8292.008647.9512143418130380119515北安辦事處5931.558705.29491032729388386060鰲山衛(wèi)3911.788436.9805660076000755006合計／平均115546.618613.8100199059318096301658828從表1－6可以看出，由土地生產(chǎn)潛力計算得出的在人均占有糧食500公斤、550公斤和600公斤下，XX市土地資源的承載人口分別是1990593人、1809630人和 1658828人。取中方案，XX市土地資源適宜承載的人口為180萬人左右。XX市土地資源承載力還可以通過未來該區(qū)可承受的最大人口規(guī)模來表示。為此，可通過XX市的兩種生態(tài)功能區(qū)的面積和人口密度來估算，具體公式為：P=ΣBi×Si。其中P表示研究區(qū)的人口規(guī)模（萬人）；Bi表示第i種生態(tài)功能區(qū)的用地規(guī)模（km2）；Si表示第i種生態(tài)功能區(qū)的平均人口密度（萬人/km2）。借鑒國內(nèi)外相似地區(qū)的人口密度情況，XX市不同生態(tài)功能區(qū)的人口密度界定如表1－7所示。圖1－4XX市土地生產(chǎn)潛力空間格局XX東部為低山丘陵區(qū)，面積626平方公里，中西部為平原洼地區(qū)，面積1154平方公里。根據(jù)表1－7計算得出XX市土地承載人口在1048400～2044000人，取中間值1546200人。以上兩種土地資源承載力計算結(jié)果，由于計算方法不同，故有一定差異。根據(jù)XX市現(xiàn)有人口狀況及發(fā)展趨勢，綜合判斷兩種計算結(jié)果，我們認(rèn)為：XX市土地資源的承載力為150～180萬人。表1－7不同生態(tài)功能區(qū)的人口密度界定人／km2生態(tài)功能區(qū)類型盆地、谷地生態(tài)功能區(qū)丘陵生態(tài)功能區(qū)人口密度800～1500200～5001.2.5土地利用的可持續(xù)性評價1993年聯(lián)合國糧農(nóng)組織（FAO）發(fā)表了《可持續(xù)土地利用管理評價大綱》，提出了著名的可持續(xù)土地利用管理評價的五條標(biāo)準(zhǔn)，即①保持和提高生產(chǎn)力；②降低生產(chǎn)風(fēng)險；③保護自然資源的潛力和防止土壤與水質(zhì)的退化；④經(jīng)濟上可行；⑤社會可以接受。此后，各國政府及國內(nèi)外學(xué)者在可持續(xù)土地利用管理方面進行了大量理論與實踐探索，提供了大量的有益經(jīng)驗。在借鑒國內(nèi)外成功經(jīng)驗基礎(chǔ)上，提出XX市土地資源可持續(xù)利用評價指標(biāo)體系（表1－8），主要從土地生態(tài)系統(tǒng)功能角度，遵循“生產(chǎn)性、安全性、保護性、可接受性”的四個原則，對區(qū)域土地可持續(xù)利用管理狀態(tài)進行評價。表1－8XX市土地資源可持續(xù)利用評價指標(biāo)體系指標(biāo)名稱計算公式指標(biāo)意義土地生產(chǎn)潛力實現(xiàn)率某類土地現(xiàn)實生產(chǎn)力／該類土地生產(chǎn)潛力生產(chǎn)性土地生產(chǎn)力穩(wěn)定率某類土地現(xiàn)實生產(chǎn)力波動率／該類土地自然生產(chǎn)力波動率安全性食物安全保證率消費量／食物或糧食生產(chǎn)量可接受性生態(tài)服務(wù)功能實現(xiàn)率自然生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值／區(qū)域現(xiàn)實生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值保護性表1－9XX市各鄉(xiāng)鎮(zhèn)土地資源可持續(xù)利用評價結(jié)果（2004年）鄉(xiāng)鎮(zhèn)名稱土地生產(chǎn)潛力實現(xiàn)率（％）土地生產(chǎn)力穩(wěn)定率（％）食物安全保證率（％）生態(tài)服務(wù)功能實現(xiàn)率（％）綜合評價指數(shù)（％）平均61.8680.6348.3648.0059.71大信54.9783.7632.6743.6153.75南泉47.2078.2526.9946.8949.83移風(fēng)店73.8185.0079.3348.6371.69溫泉49.5078.9540.7554.3455.89王村85.0671.9859.5646.4365.76通濟辦事處41.8583.593.7626.5038.93田橫87.0273.5877.3161.8874.95七級61.9884.1152.7948.6761.89普東49.9085.0058.7648.4360.52龍山辦事處60.2384.8530.7151.7056.87龍泉50.3484.8947.2849.2857.95劉家莊69.1485.0082.1349.4871.44靈山56.1685.0081.3649.9768.12藍村66.4360.5423.4041.8248.05金口69.8170.7363.7259.1165.84經(jīng)濟開發(fā)區(qū)68.9685.005.1219.9544.76華山68.5785.0076.2747.1069.24環(huán)秀辦事處52.8884.984.5630.7443.29豐城65.1371.5043.9567.4262.00段泊嵐59.0685.0085.0950.7069.96店集58.0184.6665.2150.1464.51北安辦事處46.1384.9938.1648.7054.50鰲山衛(wèi)80.7278.0633.4162.4863.67注：土地生產(chǎn)潛力實現(xiàn)率由土地現(xiàn)實單位面積產(chǎn)量和計算生產(chǎn)潛力獲得；土地生產(chǎn)力穩(wěn)定系數(shù)由近五年單位面積產(chǎn)量波動率與氣候產(chǎn)量波動率計算得到；消費量由于沒有統(tǒng)計數(shù)據(jù)，各鄉(xiāng)鎮(zhèn)一律按每人每年380公斤計算；自然生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值按照Costanza（1997）的單位價值計算。綜合評價指數(shù)由各分項指數(shù)平均得到，所有分項指數(shù)權(quán)重一致。圖1－5XX市土地持續(xù)利用評價結(jié)果從綜合評價結(jié)果（表1－9和圖1－5）看，XX市土地持續(xù)利用水平得分59.71（滿分100），整體處于中等偏上水平。其中，生產(chǎn)潛力實現(xiàn)率和生產(chǎn)穩(wěn)定率較高，分別為61.86和80.63，而食物安全保證率和生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能實現(xiàn)率較低，指數(shù)分別為48.36和 48.00，反映出土地生態(tài)系統(tǒng)的生態(tài)服務(wù)功能較差，究其原因可能是自然生態(tài)系統(tǒng)的數(shù)量和質(zhì)量缺損造成的。從各鄉(xiāng)鎮(zhèn)來看，西部的劉家莊、段泊嵐、移風(fēng)店以及東部的田橫等鎮(zhèn)土地資源的持續(xù)利用水平較高，而經(jīng)濟發(fā)達的經(jīng)濟開發(fā)區(qū)、通濟辦事處和環(huán)秀辦事處土地持續(xù)利用的水平較低，反映出人類經(jīng)濟活動對于土地生態(tài)系統(tǒng)的干擾較大，其自然生態(tài)系統(tǒng)處于高壓力狀態(tài)之下，如果不降低人類不合理的干擾，采取優(yōu)化的空間布局，土地生態(tài)系統(tǒng)的持續(xù)性利用難以為繼。1.2.6土地資源開發(fā)利用對策建議綜上分析所述，XX市土地持續(xù)利用在一定程度上已受到自然生態(tài)系統(tǒng)損失的影響。未來土地資源開發(fā)利用的同時，必須兼顧自然生態(tài)系統(tǒng)的數(shù)量的維持與質(zhì)量的提高，即通過合理的空間布局與自然生態(tài)恢復(fù)，提高土地集約利用程度，降低人類活動對于土地資源的壓力。（1）嚴(yán)格基本農(nóng)田保護政策，將質(zhì)量好的一二級農(nóng)田高效率的保護起來，禁止任何開發(fā)與建設(shè)；并在其周邊建設(shè)適當(dāng)?shù)霓r(nóng)田防護林網(wǎng)，提高城市自然生態(tài)系統(tǒng)比例。（2）完善城市建設(shè)用地供應(yīng)規(guī)劃與相關(guān)條例，嚴(yán)禁任意和變相占用一級農(nóng)田，進行現(xiàn)有建設(shè)用地的土地整合、盤活存量。特別是通過置換低效土地是擴大土地供應(yīng)空間、增加建設(shè)用地、保護自然生態(tài)用地的一條重要途徑。（3）土地集約利用是XX市土地利用發(fā)展的一個重要方向。目前XX城區(qū)及建制鎮(zhèn)土地利用強度都很低，土地效益得不到提高，因此可以認(rèn)為是一種變相的浪費。在未來發(fā)展中，XX不僅需要提高建設(shè)用地效率，而且需要建立配套的土地資源供應(yīng)措施與政策，來保證高效利用土地資源。1.3水資源本節(jié)主要基于XX水資源狀況與利用現(xiàn)狀分析，利用DPSIR模型進行水資源供需現(xiàn)狀與預(yù)測分析，并基于XX供水潛力分析水資源所能承載的人口、產(chǎn)業(yè)規(guī)模，提出相關(guān)的水資源利用與保護對策，以為XX今后社會經(jīng)濟發(fā)展提供參考。1.3.1水資源及其利用現(xiàn)狀這里，主要依據(jù)XX市水利局《XX市水資源及城市供水規(guī)劃》以及其他相關(guān)資料，統(tǒng)計分析XX市水資源總量與水資源可利用量，包括降水、地表水、地下水與客水資源；并通過水資源開發(fā)利用現(xiàn)狀分析，提出XX市現(xiàn)存的水資源利用問題。（1）水資源總量分析XX市1956~2004年多年平均水量總量為3.4272億立方米，平均每平方公里年產(chǎn)水量為19.84萬立方米。其中，多年平均地表水資源量為2.6799億立方米，多年平均地下水資源量為1.3830億立方米，重復(fù)計算量為0.6358億立方米。不同給水保證率下XX市水資源總量統(tǒng)計詳見表1－10。表1－10XX市水資源狀況(單位：億m3)地表水地下水重復(fù)計算量多年平均總水量水資源總量2.67991.38300.63583.4271P＝50%時3.1462P＝75%時2.0678P＝95%時1.4257降水：XX多年平均降水總量為11.67億m3，折合平均降水深度為678.5mm，年最大降水量1418.4mm，最小322.4mm，最大降雪深15cm。全市年降水量時空分布不均：東部山丘區(qū)較西部平原區(qū)偏大；降水量年際變化較大，最大年降水量是多年平均降水量的2.1倍，最小年降水量只占多年平均年降水量的47.5%。全市年降水量的72.4%集中在6-9月。地表水：XX市1956-2000年多年平均年徑流量為2.6799億立方米。在20%的給水保證率時地表水資源總量為4.3120萬立方米；50%保證率時為1.8572萬立方米；75%保證率時0.7718萬立方米；95%保證率時0.1367萬立方米。多年平均年徑流深155.2mm，徑流深與降水量分布趨勢基本一致，總是的趨勢是由東南向西北遞減。河川徑流年際變化很大，最大年徑流量是最小年徑流量的近十倍。地下水：XX市多年平均地下水資源量為12889.66萬立方米。其中，山丘區(qū)多年平均地下水資源量為7000.11萬立方米，平原區(qū)為6547.28萬立方米，重復(fù)計算量為5849.89萬立方米。全市平均地下水資源模數(shù)為7.46萬立方米/km2，其中山丘區(qū)為6.24萬立方米/km2，平原區(qū)為10.81萬立方米/km2?？退Y源：全市主要的水資源為大沽河、五沽河、墨水河徑流量，多年平均徑流量為4.2776億立方米。大沽河是XX市與平度市、膠州市的界河，流經(jīng)XX市境內(nèi)河道長36公里，根據(jù)大沽河南村站1956-2000年資料分析，上游招遠(yuǎn)、萊西、平度匯入大沽河的多年平均徑流量為3.7254億立方米。五沽河為XX與萊西的分界河，XX市境內(nèi)255.4平方公里。墨水河境內(nèi)河道長21.3km，入境來水面積20km2，多年平均年入境客水0.0379億m3。（2）水資源可利用量分析這里主要從地表水可利用量、地下水可利用量來分析XX市水資源的可利用量。（1）中型水庫可利用量采用可開采系數(shù)法計算，小型水庫、塘壩可利用量用復(fù)蓄系統(tǒng)法求得。（2）地下水可開采量是指在經(jīng)濟合理技術(shù)可能和不造成水位持續(xù)下降、水質(zhì)惡化及其它不良后果條件下可供開采的地下水量。平原區(qū)地下水可開采量，采用可開采系數(shù)法計算，并用實際開采量進行校核；山丘區(qū)地下水開采量，采用水文地質(zhì)比擬法估算，并用實際開采量進行校核。其中，地表水與地下水可利用量之間的重復(fù)計算量主要由河川基流量和地表水體補給量造成，約為重復(fù)計算量為2636.34萬m3。經(jīng)計算，在給水保證率P為50%時，全市水資源可利用總量為11883.48萬m3，保證率P為75%時可利用總量為9536.08萬m3，保證率P為95%時，可利用總量為6992.38萬m3。詳見表1－11。表1－11XX市水資源可利用總量(單位：萬m3)保證率地表水地下水重復(fù)計算量水資源可利用總量P＝50%時70127507.822636.3411883.48P＝75%時4664.69536.08P＝95%時2120.96992.38（3）水資源利用現(xiàn)狀地表水：XX市共有地表水?dāng)r蓄587工程座，其中中型水庫4座、小型水庫50座、塘壩483座、較大攔河閘43座、橡膠壩7座，設(shè)計年供水能力5900萬m3。地下水：XX市共有機電井5817眼，設(shè)計供水能力7000萬m3。馬山、東障等城區(qū)周邊井群，主要為城區(qū)工業(yè)和居民生活提供水源，年供水量達800萬m3。鎮(zhèn)村機電井主要為農(nóng)村生活、農(nóng)業(yè)灌溉和部分企業(yè)提供水源。水利工程供水分析：據(jù)XX市水利局統(tǒng)計，XX市目前供水能力為1.29億立方米，水利工程供水能力詳見表1－12。目前，XX市當(dāng)前用水總量為1.21億立方米，年度實際供水量逐年增加，平均遞增率約為6%，其中城區(qū)年用水量以10%的左右的速度遞增。而地表與地下可用水總量在50%，75%和95%的保證率下分別是11883.48，9536.08，6992.38萬m3?？梢姡琗X市的水資源狀況還是比較緊張的，特別是近年來經(jīng)濟發(fā)展速度很快，城區(qū)生活、工業(yè)用水需求也逐年增加，雖然目前還剛好可以滿足生產(chǎn)、生活需要，但如果不采取一些措施，如提高水資源的開采利用能力、節(jié)水等，在今后的幾年中，水很可能成為XX市經(jīng)濟發(fā)展的瓶頸，所以水應(yīng)當(dāng)是XX市不應(yīng)小視的問題。表1－12XX市水利工程供水能力（單位：萬m3）工程類型設(shè)計供水能力典型年供水量中型水庫25001451大沽河流域橡膠壩700650小型水庫1000800塘壩800600攔河閘（壩）900900機電井70006160合計1290010561（4）現(xiàn)存的水資源利用問題地表水資源利用率較低：XX市目前的攔蓄工程數(shù)量較少，且現(xiàn)有的水利工程攔蓄能力不夠。汛期不能充分蓄水，地表徑流不能充分利用。同時還存在滲漏、裂縫、塌陷等安全問題。例如，宋化泉水庫已干涸無水，部分庫緣已種植農(nóng)田，這就很值得相關(guān)部分反思。高效節(jié)水的灌溉設(shè)施覆蓋面不夠：農(nóng)業(yè)用水是XX市用水的主要方面，占總用水量的一半以上。目前粗放型的灌溉方式在XX極為普遍，高標(biāo)準(zhǔn)節(jié)水灌溉面積僅約占有效灌溉面積的四分之一。這個比例還是比較低的，要進一步廣泛采用高標(biāo)準(zhǔn)的節(jié)水灌溉方式，才能很好的節(jié)約水資源。供水管網(wǎng)漏失率較高：XX市城區(qū)管網(wǎng)漏失率為11%，而我國的節(jié)水型城市的標(biāo)準(zhǔn)為8%，可見，XX市的管網(wǎng)漏失率還是比較高的。據(jù)估算，如果可以把供水管網(wǎng)漏失率控制在8%以內(nèi)，那么XX市每年可節(jié)約60萬立方米的水量。水的再利用能力弱，污水處理深度不夠：XX市的污水處理廠與中水廠的數(shù)量較少，處理能力不強。目前城區(qū)生產(chǎn)、生活用水量逐年遞增，污水排放量也日益增大，充分利用污水可以節(jié)約水資源，又能夠減小對環(huán)境的污染。目前XX市只有污水處理廠一座，采用二級處理工藝。而目前對中水的利用較少。民眾節(jié)水意識不強，宣傳力度不夠：要加大宣傳節(jié)約用水的重要性，使節(jié)水觀念深入人心。農(nóng)業(yè)用水是XX市的主要用水方面，要采取一些政策措施鼓勵農(nóng)戶使用節(jié)水灌溉設(shè)施。在城區(qū)也要大力推廣節(jié)水器具，加快工業(yè)的節(jié)水技術(shù)改造，建筑業(yè)、商飲服務(wù)業(yè)要推廣應(yīng)用先進的節(jié)水設(shè)備。同時還要完善相關(guān)的法律法規(guī)。杜絕違規(guī)用水、浪費費水的現(xiàn)象。1.3.2水資源供需分析XX經(jīng)濟的快速發(fā)展已使水生態(tài)系統(tǒng)承受巨大壓力?？梢哉f，各類水資源供需矛盾在很大程度上是社會經(jīng)濟活動發(fā)展的結(jié)果，這就使得水利和供水等基礎(chǔ)設(shè)施、污染控制工程以及其它社會經(jīng)濟調(diào)節(jié)手段在協(xié)調(diào)矛盾中起到十分重要的作用。鑒于這種因果反饋關(guān)系，本章參考?xì)W洲環(huán)境署的驅(qū)動力－壓力－狀態(tài)－影響－響應(yīng)概念模型（DPSIR）對水資源供需關(guān)系進行分析與評價。（1）水資源供需關(guān)系模型DPSIR模型是一種在環(huán)境系統(tǒng)中廣泛使用的評價指標(biāo)體系概念模型,它將表征一個自然系統(tǒng)的評價因素分成驅(qū)動力(Drivingforces)、壓力(Pressure)、狀態(tài)(State)、影響(Impact)和響應(yīng)(Responses)五種類型。每一個類型可以用很多指標(biāo)來表示，本研究結(jié)合XX市的實際情況，選用經(jīng)濟發(fā)展與人口為驅(qū)動力指標(biāo)、生活生產(chǎn)與環(huán)境用水為壓力指標(biāo)、水資源開發(fā)利用程度與重復(fù)利用率為狀態(tài)表征、水質(zhì)水量變化為影響指標(biāo)、水資源管理作為人類對驅(qū)動力-壓力-狀態(tài)-影響下的響應(yīng)指標(biāo)，構(gòu)建了水資源供需系統(tǒng)模型（圖1－6）進行分析水資源供需系統(tǒng)分析模型主要從水資源的供給與需求兩個角度入手，分別研究水資源在現(xiàn)狀與未來的開發(fā)利用潛力。以供給量與需求量大小之間，評估當(dāng)前水資源狀況是否平衡。如果水資源供需平衡，則表明當(dāng)前水資源可以支撐當(dāng)前或某種程度下社會經(jīng)濟的發(fā)展。反之，如果出現(xiàn)供不應(yīng)求的情況，那就要對用水系統(tǒng)和供水系統(tǒng)分別采取一些優(yōu)化措施，增加供水來源、降低用水需求，以使兩者達到平衡，健康發(fā)展。（2）水資源供需現(xiàn)狀分析由于缺乏2004年水資源供需的詳細(xì)統(tǒng)計數(shù)據(jù)，這里以2003年作為基準(zhǔn)年進行分析。水資源需求現(xiàn)狀：主要從生活、生產(chǎn)、生態(tài)用水三方面進行統(tǒng)計。（A）生活用水分為農(nóng)村居民用水量與城區(qū)居民用水量。城區(qū)居民生活用水定額按74升/日·人計算，XX市城區(qū)25.2萬人年用水量為681萬立方米。農(nóng)村生活用水定額按48升/日·人計算，XX各鎮(zhèn)農(nóng)村人口82.31萬人年用水量位1502萬立方米。這樣，計算得到XX市生活用水總量為2183萬立方米。（B）生產(chǎn)用水包括第一、第二和第三產(chǎn)業(yè)用水。其中，第一產(chǎn)業(yè)用水包括種植業(yè)和牲畜用水，年用水約5427萬立方米；第二產(chǎn)業(yè)用水包括工業(yè)和建筑業(yè)，年用水量2193萬立方米；第三產(chǎn)業(yè)用水商飲業(yè)和服務(wù)業(yè)用水，年用水量約448萬立方米。共計8068萬立方米。（C）生態(tài)用水包括消防等公共用水和綠地、道路以及河道等環(huán)境用水。據(jù)統(tǒng)計，綠地灌溉用水為210萬立方米，城區(qū)環(huán)境用水為100萬立方米，合計生態(tài)用水量為310萬立方米。是是否否圖1－6水資源供需系統(tǒng)分析模型示意圖綠地灌溉用水河道基本流量用水城區(qū)環(huán)境用水第一產(chǎn)業(yè)用水第二產(chǎn)業(yè)用水第三產(chǎn)業(yè)用水城區(qū)生活用水農(nóng)村生活用水生活用水生產(chǎn)用水生態(tài)用水水資源需求水資源供給地表水地下水海水利用節(jié)水潛力中水利用是是否否圖1－6水資源供需系統(tǒng)分析模型示意圖綠地灌溉用水河道基本流量用水城區(qū)環(huán)境用水第一產(chǎn)業(yè)用水第二產(chǎn)業(yè)用水第三產(chǎn)業(yè)用水城區(qū)生活用水農(nóng)村生活用水生活用水生產(chǎn)用水生態(tài)用水水資源需求水資源供給地表水地下水海水利用節(jié)水潛力中水利用平衡？供水系統(tǒng)優(yōu)化用水系統(tǒng)優(yōu)化降低用水需求增加供水來源表1－13XX市水資源供需現(xiàn)狀需求量/萬立方米供給量/萬立方米利用率%生活用水量2183地表水（P=50%）701288.87生產(chǎn)用水量8068地下水（多年平均）7507.82生態(tài)用水量310重復(fù)計算量2636.34總計10561總計11883.48水資源供需現(xiàn)狀分析：從表1－13中可知，目前XX市的水資源需求量為10561萬立方米，而水資源可供給量僅為11883.48萬立方米。水資源利用率已達88.87%，需要對供水系統(tǒng)與供水水源進行優(yōu)化調(diào)整。水資源利用優(yōu)化調(diào)整方案：（A）海水利用主要包括海水的直接利用、海水淡化、海水的提煉加工三個層次。在本節(jié)，我們所關(guān)注的是作為淡水的替代水源功能，即海水在工業(yè)方面用量最大的是作為工業(yè)冷卻水，還可用在洗滌、除塵、沖渣、印染等方面；在生活用水方面，海水目前主要用于沖廁。2004年XX市在田橫島興建了年產(chǎn)淡水能力10萬立方米的海水淡化工程。由于其他技術(shù)措施目前在XX暫時難以推廣，這里確定海水利用量為10萬立方米。（B）對于XX來講，節(jié)水在生活、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和建筑商飲服務(wù)業(yè)三個方面潛力較大。目前，XX市城區(qū)供水管網(wǎng)總長260公里，年供水量1900萬立方米，管網(wǎng)漏失率為11%，若能提高節(jié)水型城市10%的標(biāo)準(zhǔn)，僅供水方面每年就能節(jié)水19萬立方米。工農(nóng)業(yè)節(jié)水潛力主要取決于用水定額、工業(yè)用水重復(fù)利用率和農(nóng)業(yè)節(jié)水指標(biāo)的差值。2003年XX市工業(yè)用水量1985萬立方米，萬元增加值用水23.42立方米，工業(yè)用水重復(fù)利用率67%，若按75%計算，工業(yè)每年能節(jié)水達159萬立方米；全市農(nóng)業(yè)綜合灌溉定額115立方米/畝，采取適時、適量，澆關(guān)鍵水的方法，灌溉定額為100立方米/畝左右時，農(nóng)業(yè)灌溉可節(jié)水676萬立方米。而建筑業(yè)、商飲業(yè)、服務(wù)業(yè)現(xiàn)狀條件下用水定額1.8、4.2、7.6，節(jié)水條件下用水定額分別是1.6、3.6、6.8，那么XX市每年可節(jié)水50萬立方米。最后，XX節(jié)水潛力共計904萬立方米，極為可觀。（C）目前，XX已建有年處理能力為6萬噸的污水處理廠，但還沒規(guī)劃建設(shè)相關(guān)的中水廠和管道，這里中水利用不計。表1－14水資源利用調(diào)整方案（單位：萬立方米）原需求量節(jié)水量調(diào)整后需求量調(diào)整后供給量利用率生活用水量2183192164水資源可利用量14519.8281.2生產(chǎn)用水量80688857183重復(fù)計算量2636.34生態(tài)用水量310--310海水利用10總計105619049657總計11893.48表1－14分析表明，水資源利用系統(tǒng)優(yōu)化調(diào)整后，水資源需求量降低了904萬立方米，盡管水資源供給增加不明顯，但水資源利用率已明顯降低為81.2%，降低了7個百分點?？梢?，在水資源短缺的XX“節(jié)流”比“開源”顯得更加重要。下面部分主要對未來各規(guī)劃水資源的供給進行預(yù)測分析，并依據(jù)各年規(guī)劃的各類用水定額、人口產(chǎn)業(yè)預(yù)測，對規(guī)劃年水資源供需關(guān)系進行分析，以對XX未來水資源可以承載的人口與產(chǎn)業(yè)規(guī)模提供參考。（3）水資源供給潛力分析海水利用：未來XX海水利用不能僅僅依賴海水淡化，而要從工業(yè)、生活等直接利用與淡化等間接各個方面來徹底拓展海水開發(fā)利用潛力。我國在海水直接利用方面，全國工業(yè)每年利用海水約140億立方米。海水沖廁在香港已形成了一套完整的處理系統(tǒng)和管理體系，國內(nèi)海水沖廁已列入國家重大科技攻關(guān)技術(shù)，正在青島組織實施。海水淡化利用進展也較快，除2004年XX建立10萬立方米的海水淡化基地外，山東榮成于2003年就建設(shè)我國第一個日產(chǎn)萬噸級反滲透海水淡化示范工程，不但具有自主知識產(chǎn)權(quán)，而且總體水平達到國際先進水平。因此，借鑒海洋利用先進技術(shù)與經(jīng)驗，XX海水利用前景十分廣闊。規(guī)劃如下：2010年海水淡化利用能力達到40萬立方米，工業(yè)直接利用能力80萬立方米，生活沖廁等直接利用20萬立方米，共計140萬立方米；2020年海水淡化能力達到730萬立方米，工業(yè)、生活直接利用量分別達到200萬立方米河100萬立方米，共計980萬立方米。中水利用：城市污水再利用是解決XX缺水問題的有效途徑之一，不僅技術(shù)可行，而且經(jīng)濟合理。國內(nèi)外使用經(jīng)驗表明，中水廠與污水處理廠規(guī)模比為約40-60%。因此，根據(jù)《XX市排水規(guī)劃》，到2010年將在墨水河下游擴建城區(qū)污水廠，使污水日處理能力達到12萬噸；2020年達到20萬噸，同時，將在鰲山衛(wèi)、華山、藍村、田橫和店集五鎮(zhèn)各建一個污水處理廠，每個污水廠日處理能力3～5萬噸，均為二級處理。這樣，依托于污水處理廠，2010年，規(guī)劃在墨水河下游建成中水廠一座，規(guī)模為2萬噸/日，投資4000萬元，供水范圍為城市環(huán)境、城市綠化以及城區(qū)工業(yè)園，以緩解城區(qū)供水壓力。2020年，中水廠規(guī)模為3萬噸/日，投資5000萬元。節(jié)水潛力：同現(xiàn)狀節(jié)水措施相似，主要從三類用水源、以2003年為基準(zhǔn)年來分析。2010年、2020年在生活用水方面，若能管網(wǎng)漏失率提高節(jié)水型城市8%、6%的標(biāo)準(zhǔn)，僅供水方面供水系統(tǒng)分別能節(jié)水57萬立方米和95萬立方米。2010年、2020年工業(yè)用水重復(fù)利用率若分別達到80%和節(jié)水城市85%的標(biāo)準(zhǔn)，工業(yè)規(guī)劃期年節(jié)水達258和357萬立方米；2010年、2020年全市農(nóng)業(yè)綜合灌溉定額若分別降到為100、90立方米/畝左右時，農(nóng)業(yè)灌溉分別可節(jié)水676萬立方米、1353萬立方米。2010年、2020年建筑業(yè)、商飲業(yè)、服務(wù)業(yè)若達到節(jié)水條件下用水定額，分別是1.6、3.6、6.8和1.4、3.0、6.0，那么XX市每年可節(jié)水50萬立方米和101萬立方米。最后，XX2010年、2020年節(jié)水潛力分別共計1041萬立方米和1906萬立方米，極為可觀。地表水供水：通過新建、完善各大水庫及其供水系統(tǒng)，可提高XX地表水的供水能力。目前，全市已經(jīng)完成3座中型水庫和31座小型水庫的除險加固，“十一五”期間計劃完成剩余1座中型水庫和19座小型水庫的除險加固，提高防汛標(biāo)準(zhǔn)，增加蓄水量，預(yù)計到2010年可增加供水量300萬立方米。十一五”期間將在東部丘陵區(qū)興建200項攔蓄水工程，在中西部依托現(xiàn)有的河道和水庫興建40座攔河閘（壩、庫），增加蓄水量1600萬立方米，增加供水能力1000萬立方米。2010--2020年全市將完成攔蓄水工程400處，增加蓄水量2000萬立方米，增加供水能1500萬立方米。此外，十一五”期間規(guī)劃加強供水設(shè)施配套，提高蓄水工程的供水能力，預(yù)計2010年原有工程新增供水能力800萬立方米，2020年新增供水能力1200萬立方米。此外，大沽河是XX的主要客水資源，目前已經(jīng)興建了移風(fēng)橡膠壩、岔河橡膠壩，完成了城區(qū)供水水源一期工程，計劃到2010年將依托城區(qū)供水工程和挪城水庫，從青島供水暗渠引水，年引水量200萬立方米，2020年引水量400萬立方米。地下水供水：根據(jù)XX市地下水資源的分布與目前開采利用現(xiàn)狀，為保護地下水環(huán)境，應(yīng)合理控制其開發(fā)利用，在全市劃分合理開發(fā)區(qū)、限制開發(fā)區(qū)和禁止開發(fā)區(qū)。沿海2公里、溫泉地?zé)崴畢^(qū)和水利工程保護范圍內(nèi)為禁止開采區(qū)；大沽河沿岸2公里、城市建成區(qū)范圍內(nèi)以及地下水資源工程密集區(qū)為限制開采區(qū)；其他地區(qū)為合理開采區(qū)。為保護地下水資源，2010年不做開發(fā)規(guī)劃；2020年，完成大沽河沿岸、七級鎮(zhèn)、移風(fēng)店鎮(zhèn)以及大信鎮(zhèn)洪江河沿岸地下水開發(fā)工程，增加年供水量300萬立方米。XX市各規(guī)劃年水源供給總量預(yù)測匯總?cè)缦卤?－15。表1－15XX市水源供給匯總（單位：萬立方米/年）規(guī)劃年海水中水節(jié)水新增地表水新增地下水現(xiàn)狀新增合計201014073010412300012900421117111202098010951906310030012900738120281注：重復(fù)計算量按3000萬立方米計算。（4）水資源需求預(yù)測分析生活用水：（1）人口發(fā)展預(yù)測利用綜合增長法進行預(yù)測，2010年全市人口總增長率為3.5‰，2010年至2020年總增長率為3‰。那么，根據(jù)現(xiàn)狀年發(fā)展水平，預(yù)測2010年為城區(qū)36.1萬人，農(nóng)村人口74.07萬人；到2020年城區(qū)將達到40萬人，農(nóng)村人口73.52萬人。（2）用水定額預(yù)測按照我國城區(qū)與農(nóng)村的一般水平確定。2010年城區(qū)用水定額為85升／人日，農(nóng)村生活用水定額為55升／人日；2020年城區(qū)用水定額為105升／人日，農(nóng)村生活用水定額為75升／人日。（3）生活需水量則根據(jù)以上人口發(fā)展預(yù)測和相應(yīng)的用水定額，得出2010年全市生活需水量2067萬立方米，其中城區(qū)需水量1120萬立方米；2020年全市需水量3546萬立方米，其中城區(qū)需水量1533萬立方米。生產(chǎn)用水：各類生產(chǎn)需水量均在現(xiàn)狀用水水平進行預(yù)測，實施節(jié)水措施后節(jié)約的水量這里作為供給水源進行計算分析。（A）農(nóng)業(yè)現(xiàn)狀用水水平需水量預(yù)測：農(nóng)業(yè)用水包括牲畜用水和農(nóng)業(yè)灌溉用水。在灌溉定額（115萬立方米/畝）不變的情況下，2010年全市實灌溉面積62萬畝，總用水量7130萬立方米；2020年全市實灌溉面積72萬畝，總用水量8280萬立方米。牲畜養(yǎng)殖用水根據(jù)現(xiàn)狀發(fā)展水平與典型調(diào)查，用水定額為50升/頭日，預(yù)測2010年為365萬立方米，2020年為511立方米。（B）工業(yè)現(xiàn)狀用水水平需水預(yù)測：根據(jù)近十年全市工業(yè)用水量增長率，結(jié)合典型調(diào)查，擬定到2010年年用水增長率8%，到2020年增長率為6%；預(yù)測2010年用水量為3400萬立方米；2020年用水量為6090萬立方米。（C）建筑業(yè)現(xiàn)狀用水水平需水預(yù)測：根據(jù)1998年以來的房地產(chǎn)發(fā)展情況分析，預(yù)測2010年竣工面積120萬平方米，年需水量216萬立方米；2020年竣工面積150萬平方米，年需水量270萬立方米。（D）第三產(chǎn)業(yè)用水水平需水預(yù)測：第三產(chǎn)業(yè)用水包括商飲業(yè)用水和服務(wù)業(yè)用水兩部分。根據(jù)近五年XX市第三產(chǎn)業(yè)取水量以及產(chǎn)值增長趨勢分析預(yù)測，2010年商飲業(yè)產(chǎn)值40.26億元，需水量169立方米；服務(wù)業(yè)產(chǎn)值為82.62億元，需水量628立方米。2020年商飲業(yè)產(chǎn)值72.1億元，需水量303立方米；服務(wù)業(yè)產(chǎn)值為147.96億元，需水量1124立方米。通過以上三項預(yù)測分析，現(xiàn)狀用水水平下預(yù)測XX市2010年生產(chǎn)需水11908萬立方米，2020年需水16563萬立方米。生態(tài)需水：包括消防等公共用水和綠地、道路以及河道等環(huán)境用水。根據(jù)全市公共環(huán)境發(fā)展預(yù)測，在現(xiàn)狀用水水平下，2010年為515萬立方米，2020年為839萬立方米。綜上，預(yù)測XX市2010年各類用水戶需水共計15030萬立方米，2020年需水20948萬立方米。（5）規(guī)劃年水資源供需關(guān)系分析從表1－16供需平衡預(yù)測分析可知，2010年XX水資源利用率已達到87.84%，水資源剩余為2081萬立方米，但基本來看供需基本平衡。但到2020年20281萬立方米的水量已不能滿足XX社會經(jīng)濟發(fā)展的需求，用水赤字已達667萬立方米。在這種情況下，必須重新調(diào)整和優(yōu)化XX水資源供給系統(tǒng)，增加XX市供水水源。（6）水資源供需調(diào)整方案這里，針對上面2020年水資源利用赤字問題，進行人口規(guī)模、產(chǎn)業(yè)發(fā)展與供水系統(tǒng)優(yōu)化等方面的探討，以供今后XX未來規(guī)劃提供參考。表1－16XX市水資源供需平衡預(yù)測分析（單位：萬立方米）內(nèi)容供需量利用率%用水赤字名稱201020202010202020102020需求量生活用水2607354687.84103.3-2081667生產(chǎn)用水1190816563生態(tài)用水515839總計1503020948供給量新增地表水23003100新增地下水--300海水140980中水7301095節(jié)水10411906現(xiàn)可供給量12900總計1711120281注：重復(fù)計算量按3000萬立方米計算。節(jié)水量作為水源計算。首先，從開源角度分析，在較高程度利用地表水、地下水、海水、中水以及節(jié)水潛力情況下，水資源總量仍不能滿足XX社會經(jīng)濟的發(fā)展。那么，未來客水資源將成為XX增加水資源供給的主要途徑。（A）引用“引黃濟青”水：引黃濟青工程涉及XX市藍村、南泉和大信三個鎮(zhèn)。根據(jù)XX市缺水狀況，可計劃從棘洪灘水庫引水，2010年引水500萬立方米，2020年引水800萬立方米。（B）可考慮引用“南水北調(diào)”水或從萊西產(chǎn)芝水庫調(diào)水，以解決XX市缺水問題。計劃年引水量800萬立方米。這樣，客水資源在2010年可增加供水源500萬立方米，2020年增加1200萬立方米。此外，還可以考慮增加海水和中水的利用量。其次，從節(jié)流角度分析，有必要在經(jīng)濟發(fā)展的同時進一步提高各類用水戶的用水效率。但從2020年各部門節(jié)水率來看，幾乎已達到了國家節(jié)水城市的標(biāo)準(zhǔn)。因此，增加節(jié)水量也是十分有限的?？傊琗X市水資源狀況是比較緊張的。經(jīng)濟發(fā)展是水資源系統(tǒng)發(fā)展變化的最關(guān)鍵的驅(qū)動力，而人口的增長進一步加重了水資源的壓力。從上述水資源供需分析來看，人口預(yù)測分析與產(chǎn)業(yè)發(fā)展預(yù)測基本上是合理的。也就是說，2010年、2020年XX水資源供給量基本可以滿足110.17萬人和113.52萬人的生存與發(fā)展需求。（7）水資源對人口、產(chǎn)業(yè)承載約束分析在上述水資源供需分析的基礎(chǔ)上，供給水量扣除節(jié)水部分就是各規(guī)劃年實際可供給的水量。那么，2010年水資源供給若能達到16070萬立方米，在保證生態(tài)用水配額515萬立方米的前提下，農(nóng)業(yè)灌溉面積達62萬畝，則灌溉定額需要壓縮到100立方米/畝左右；工業(yè)水資源重復(fù)利用率需要提高到80%，而用水增長率保持在8%左右；商飲服務(wù)業(yè)的用水定額分別需要保持在3.5立方米/萬元和6.5立方米/萬元，此時可以承載的人口約183.48萬人。到2020年若能充分利用客水資源，將水資源供給量提高到20775萬立方米，在保證生態(tài)用水839萬立方米時，農(nóng)業(yè)灌溉面積若達到72萬畝，灌溉定額需要緊縮到90立方米/畝；工業(yè)水資源重復(fù)利用率需要提高到85%，而用水增長率保持在6%左右；商飲服務(wù)業(yè)的用水定額分別需要下降在3立方米/萬元和6立方米/萬元左右，此時可以承載的人口約190.96萬人（表1-17）；但若不能實現(xiàn)客水資源的調(diào)用，到2020年若要保證產(chǎn)業(yè)、生態(tài)用水則剩余的水量只能承載105萬人左右。因此，結(jié)合水資源供需預(yù)測分析與水源供給潛力對人口產(chǎn)業(yè)規(guī)模的約束分析來看，若能保證各產(chǎn)業(yè)相應(yīng)的用水定額標(biāo)準(zhǔn)與供水系統(tǒng)節(jié)水標(biāo)準(zhǔn)，XX水資源潛在的人口承載能力應(yīng)在在110萬—190萬之間。表1-17基于水資源供給的人口、產(chǎn)業(yè)規(guī)模時間項目2010年（萬m3）2020年（萬m3）用水量產(chǎn)業(yè)約束與人口承載閾值用水量產(chǎn)業(yè)約束與人口承載閾值供給16070--除供水與產(chǎn)業(yè)節(jié)水部分20775-除供水與產(chǎn)業(yè)節(jié)水部分，考慮客水資源生態(tài)515假設(shè)為已確定值839假設(shè)為已確定值產(chǎn)業(yè)10867農(nóng)業(yè)灌溉定額100m3/畝，面積62萬畝14657灌溉定額90m3/畝，面積72萬畝工業(yè)用水增長率8%，重復(fù)利用率80%工業(yè)用水增長率6%，重復(fù)利用率85%商飲、服務(wù)業(yè)用水定額3.5、6.5m3/萬元商飲、服務(wù)業(yè)用水定額3、6m3/萬元生活4688183.48萬人4879190.96萬人1.3.3水資源利用可持續(xù)性分析可持續(xù)發(fā)展是指既滿足現(xiàn)代人的需求以不損害后代人滿足需求的能力。換句話說，就是指經(jīng)濟、社會、資源和環(huán)境保護協(xié)調(diào)發(fā)展，它們是一個密不可分的系統(tǒng)，既要達到發(fā)展經(jīng)濟的目的，又要保護好人類賴以生存的大氣、淡水、海洋、土地和森林等自然資源和環(huán)境，使子孫后代能夠永續(xù)發(fā)展和安居樂業(yè)。從上面的分析看出，目前XX市的水資源是很緊張的，隨著經(jīng)濟的發(fā)展，對水資源的需求量將越來越大。圖1－7a-e顯示XX市從1990年至2004年間，工業(yè)用水量呈顯著上升趨勢，特別是98年后，用水量明顯增加。城鎮(zhèn)生活用水量