海潇

摘 要：目前在部分区域环境中或者是生态环境规划编制过程中对发展经济和环境保护的相互关系、并对环境空间和环境承载力等很多问题缺少非常深入的研究，因此造成规划文本没有足够的科学性。某市大气环境容量和经济、能源结构的发展趋势可以通过“经济-能源-大气环境”的系统动力学模型可以对GDP-PM2.5的达标标准进行同步预测和计算，以此来对多目标的规划要求进行满足，和其他骂醒和方法进行对比发现，“经济-能源-大气环境”的系统动力学模型的优点非常简单明了。

关键词：多目标；GDP；PM2.5；大气环境容量；系统动力学

1 前言

从20世纪50年代西方发达国家就开始对各种生态环境规划进行逐步制定并实施，并取得了良好的生态环境效果。从2001年一直到现在，我国也实施了推进生态文明建设的一系列重大措施战略进行部署，《关于加快推进生态文明建设的意见》、《十三五生态环境保护规划》、《国家生态文明建设示范县、市指标（实行）》等重要文件都是我国在最近几年颁发的。生态文明建设工作引起了全国各地的高度重视。例如，2013年某省被国家环保部纳入全国生态省建设试点，根据相关文件要求，全省81%以上的县市在2030年必须要完成国家级生态市建设，其中2025年为某市建成国家级生态文明建设示范市的达标年份。可以将环境污染、保护生态从源头控制的重要措施就是编制科学的生态-环境规划。

2 编制对生态环境规划需要提高科学性

为了各个省市创建生态省的形式和要求都能相互适应，编制生态文明建设示范市、县的规划目前在我国多个地区都在同步进行。从目前编制过程中的实际情况来看，提交的规划文书质量参差不齐，要想文本编制的科学性能提升一个层次需要解决很多的问题。

2.1 环境规划需要对上位文件进行认真贯彻

“大气十条”、“水十条”、“土十条”已经在《“十三五”生态环境保护规划》中完成发布，也是编制生态环境规划的重要依据，并且对于这些文件中出现的要求要认真执行，规划地区的环境质量才能得到保证达标，对于上述文件中提出来的具体定量指标作为要实现的目标，需要在规划地区的环境、生态指标体系中进行充分体现，而不是将目标要求非常模糊的展现出来。例如，对于早就公布的新的《环境空气质量标准》中，PM2.5作为重点考察对象，但是依然有很多的规划没有对其进行分析和预测，这些规划必须要纳入各地空气质量指标体系中。

2.2 环境规划功能区划分工作要做好

对规划地区需要充分对国土空间开发格局、功能区的规划需求进行论证。这个平台主要是对后续规划内容进行展开。对形式的开发、功能区的规划必须要和自然地理环境形式、经济发展格局和行政区域划分现状兼顾起来。如果在同一个行政区内自然地理形式、经济发展载体能够进行统一，对控制和管理排污总量是非常有利的，如果别分隶属几个不同的行政区，则需要对环境生态有效管理的问题进行充分考虑。

2.3 环境规划需要对环境容量进行科学测算

测算环境容量的过程非常复杂和繁琐，不同条件下的环境容量之需要通过连续大量的环境监测数据和科学合理的测算模式才能进行初步确认。虽然容量测算非常的复杂，但它是一个不能忽略的方法，这也是后续减排过程中的基础工作。目前在我国各地，有很多的地级市都存在雾霾严重的现象，而各地的编制并没有对雾霾实行控制和规划措施。对于PM2.5的大气污染治理至少要在地级市以上的城市进行控制，其中包括收集监测数据，对源清单、源开展解析工作，预测当地的大气环境面积需要和实际排放量相比较，才能提出一个具体可行的减排目标方案和措施，并纳入相关规划表明达标年份。

2.4 环境规划需要建立环境-经理的多目标规划模型

协调经济和环境实现共同發展是环境规划的本质工作，复杂、目标多和非线性是研究对象的主要特点，需要建立合理的环境-经济多目标规划模型并且对各种发展模式展开讨论、协调、优化环境和经济关系，是非常有必要做的一项工作。在“指标”下将假设想象、建议和意见以及项目根据一定的逻辑顺序进行堆放明显是不够的，对于他们之间的关系以及相互作用如果不经过系统的评估计算就没有科学性、系统性和可行性。只有将经济发展和环境保护统筹兼顾，才能对目标和允许排放污染量进行合理的规划和确认，所以环境、生态建设项目库才能进行有效制定，这对提高节能减排、治理污染的能力以及节约成本的意义非常大。政府基金、生态补偿资金是有限的，因此对于重大项目的可行性论证是有必要进行加强的。

3 分析环境容量测算以及多目标规划建模困难原因

3.1 对环境容量不容易进行测算

例如现在计算大气环境容量，一方面，对于存在的环境统计、检测数据等问题不好获取，以及部分历史数据并不完善等问题；另一方面，由于复合型空气污染的AEC的特征是PM2.5，所以并不适合使用传统的理化进行计算。例如在计算某种污染物的大气环境容量时A-P值法被广泛使用，但是它是一种只适合燃煤燃烧排放的单一污染物容量而不是复合型污染物的计算方法，。后来被气象部门广泛使用于空气质量的预警预报就是后来出现的第三代空气质量模型，以及短时间内的预测PM2.5大气容量。因为要实现预测，需要对排放数据、污染排放源头以及气象数据进行大范围采集并计算，而且工作成本比较高，因此它并不适合长期使用。这些都是造成AEC分析困难的原因。

3.2 多目标规划模型比较复杂

兼顾环境和经济是环境-生态多目标规划模型的主旨，这个系统是将复杂的人工和生态相结合，环境、经济、社会、技术等几种因素都涉及到了规划决策问题。在规划模型过程中，如果在目标函数和约束条件表达式中至少存在一种关于决策变量的非线性关系式，就可以将这种数学规划问题称作非线性规划问题。

一般情况下非线性关系属于一种复杂多样的关系，因此其解答过程要比线性问题困难很多。所以非线性关系不像线性规划那样存在一种普通使用的解答方法。现在，非线性除了在特殊条件下通过解析的方法来解答，有很大一部分的非线性规划都是通过数值法的方式来进行求解过程。非线性规划通过数值法求解计算方式可以分为两大类：第一就是通过逐步线性逼近的思想方式进行计算，就是利用线性规划方法来得出非线性规划最好的解答方式；第二是通过直接搜索的思想，就是将在局部范围内非线性函数具备的某些特征，通过不断的对其搜索计划的目标值进行改进来确定迭代程度，为其提供最好的解答方法来满足局部需要。

通过将一系列相互联系的阶段活动组成的过程就是动态规划。多阶段决策最优化的目标就是要将活动过程中的总体效果达到最优状态。每个阶段中都是有相关联系的，本阶段过程中的决策执行力会直接对下一阶段的决策情况产生影响，导致影响到总体决策。决策者不仅要将本阶段的情况考虑到更应该考虑的就是决策全局优点。

经济、社会、环境等多方面都会涉及到环境问题，也需要实现很多目标。多目标决策分析和对传统的单向目标进行优化，最大的区别就是在其决策问题过程中存在很多相互冲突的目标。在决策多目标问题过程中，一梯解结构可以通过一组意义比较明确的多个冲突目标来进行表达。通过对以上概念进行叙述，以下两个问题都可以通过各种数学、计算机等技术来进行处理：全部非劣解或者是部分非劣解可以通过建立的多个目标找出来；将非劣解集中起来选择合适的“非劣解”可以通过决策者对目标函数的意愿偏好来对一些程序识别进行设计。

4 测算环境容量和多目标规划案例

将PM2.5作为特征的复合型空气污染，以某市为例子，建立一个“经济-能源-大气环境”多目标绘画的系统动力学模型：实现了同步测算GDP-PM2.5作为约束的环境容量与环境经济发展趋势，和其他多目标规划模型相比，系统动力学本身存在的优势特别的明顯。

（1）AECC包括线性和隐性质量两个部分。维持当前环境质量状况的实际能力就是隐性部分，比如经济状况、产业结构和能源结构、技术水平以及自然资源、环保投入、地理气候条件等因素。隐性部分的综合性外在表现可以将部分环境压力的累计削减量进行抵消，不但可以将因为经济增长而造成的污染排放量进行削减，还能对比原来容量多出来的存量进行削减。其中包含GDP、一产、二产、三产产值以及煤炭、石油、天然气和新能源小分量等8项隐性；还包括SO2，NOX，VOC，一次PM2.5，一次PM10和NH3

国家最关心的内容就是产业结构、能源结构对改善环境起到了什么重大意义。在本案例汇总设定的8想隐性指标对这个指标进行了直接反映。实际上还有好多的隐性指标知识不能全部一一列举出来。模型越复杂就证明设置的变量越多，因此设置的变量需要和GDP、PM2.5等核心变量建立成能够进行量化的动态关系。

（2）经济、能源、环境是SD模型包含的3个子系统，从变量功能类型来看他们分为状态变量、速率变量以及辅助变量、敞亮、调控变量等5类。

GDP按照一定的增长率增长，通过医院GDP排放量比例系数来看，直接导致了污染物排放量持续增长，通过对污染物排放量和PM2.5总量之间的关系系数进行衡量，引发了PM2.5污染浓度增长的情况。为了提高环境质量减少排放，在模型中可以通过3中控制措施来进行体现。（1）产业结构可以通过调整一产、二产、三产GDP的增长率，将GDP的产污比例进行改变；（2）能源消费结构可以通过减少单位GDP的污染增量以及对各能源增长率来进行调整；（3）末端治理可以通过设定减排因子来完成。

5 结束语

相对于传统的理化方法，系统动力学模型对于复杂系统内部的理化过程一颗不去进行探究，只要对年均统计和检测数据进行合理有效的使用，从事物的外在表现作为始点开始出发，去对比较复杂的对象的内在逻辑联系进行探索。

以PM2.5作为特征的复合型污染，是各种污染物组合形成的，只要各种污染物之间所占比例能处于基本稳定的情况，由于在不同的时间段，不同的减排情景和减排力度已经达到了环境容量，但是最终的环境容量结果基本上是相同的，这一结果为政府采取环保措施、实行环境管理明确的方向。

参考文献：

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