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科学网--科学评价环境综合质量 推动生态文明建设迈上新台阶

2019年04月17日 09:34  点击:[]


科学评价环境综合质量 推动生态文明建设迈上新台阶


 

袁晓玲(前排右一)和团队成员深入企业调查


 

发布西交环境指数


 

战略合作协议签署

表1 西安交通大学中国环境质量评价中心构架的环境综合质量指标体系

■袁晓玲 李朝鹏

编者按

西安交通大学中国环境质量综合评价中心主任袁晓玲教授带领研究团队,先后主持了教育部哲学社会科学重大攻关项目在内的国家级课题6项,出版专著30余部,发表论文130多篇。

自2008年开始,袁晓玲教授团队对环境与区域发展的相关问题展开研究,坚持环境容量是与人力资源、自然资源和资本并列的,在经济发展中不可或缺的稀缺资源,保护环境是一种追求经济增长质量与效益的“经济活动”。环境质量评价是正确认识环境质量现状,探索环境治理可行路径、推动形成绿色低碳循环、增进民生福祉的关键。在此现实背景下,袁晓玲教授带领西安交通大学中国环境质量综合评价中心团队经过多年潜心研究和大量调研,先后出版了《中国环境质量综合评价报告—2013》《中国环境质量综合评价报告—2014》《中国环境质量综合评价报告—2017》和《中国环境质量综合评价报告—2018》等系列学术专著,并被誉为西交大指数。

该报告紧扣当前生态文明建设这一重大问题,从可持续发展理论出发,摒弃了以往研究中将污染排放等同于环境质量的陈旧理念,完善了对环境治理的认识。通过将代表环境承载能力的环境吸收因子纳入环境质量的框架,基于改进的纵横向拉开档次法构建了中国环境治理的综合评价体系,提出了科学、实用、动态性的环境综合治理评价指数,填补了当前环境评价中忽视环境吸收因子的不足,深刻、全面地评价了中国整体、八大区域及各省份直辖市的环境质量水平,并对其背后的指数变动、区域差异原因进行了深入的分析。该书的问世对于中国当前环境综合评价及制定有针对性的环境污染政策提供了科学依据,对生态文明建设有着重要的理论意义和实践价值。

今天刊发袁晓玲、李朝鹏的署名专论文章,以飨读者。

生态环境恶化

——国家发展面临的重大问题

改革开放40年以来,我国经济发展取得了举世瞩目的成就,一跃成为全球第二大经济体,综合国力得到显著提升。然而,在取得辉煌成就的同时我国却也面临着极端气候事件频发、雾霾席卷全国和土壤水体污染久治不愈的严峻生态形势,人民生命财产安全遭受了巨大威胁和损失,并已严重制约经济发展质量。

《中国生态环境状况系列公报》(以下简称公报)数据显示,2013年雾霾席卷全国,京津冀、长三角、珠三角雾霾天数占全年1/3以上,全国100多个大中城市、20余个省份均在不同程度上遭受了雾霾污染;2016年冬季,重度雾霾再次席卷全国,部分城市拉响黄色甚至红色预警,190多个监测城市PM2.5(细微颗粒物)年均浓度超过35微克/立方米,河北、山东境内7个城市PM2.5年均浓度甚至超过100微克/立方米,而世界卫生组织公布的PM2.5无害浓度标准只有25微克/立方米;2017年,全国338个地级市共发生重度污染2311天次,严重污染802天次,48个城市重度及以上污染天数超过20天,全年只有99个城市空气质量基本达标。

同时,我国淡水资源占全球水资源总量6%,位居世界第4,但人均水资源占有量却只有全球平均水平1/4,是13个人均水资源最贫乏国家之一,重要原因就在于水污染十分严重。公报数据显示,我国重要江河河段V类和劣V类水比例占到了20%左右;120个开发程度高、面积大的湖泊中,总体水质满足I—III类标准的只有39个;7大水系中,42%的水质超过III类标准(不能做饮用水源);全国36%的城市河段为劣V类水质,丧失了使用功能。

公报数据还显示,全国10%以上的耕地已遭受重金属污染,华南部分城市近一半以上耕地遭受了镉、砷和汞等重金属和石油类有机物污染,这直接导致了2008年后全国发生了百余起重大土壤污染事故。此外,农药化肥使用对我国耕地也造成了严重污染。目前,我国农药使用量达到130万吨以上,是世界平均水平的2.5倍,但实际利用率却不足30%,其余70%对土壤造成了严重的污染和侵蚀,全国农村土壤样品污染物超标率达到了21.5%。

此外,我国还面临着水土流失加剧、地下水位下降和湖泊面积不断缩小等生态环境问题!科学应对日益严峻的生态环境恶化形势,已成为当前我国高质量发展所需要应对的重大课题!

生态文明建设

——时代发展的迫切需求

以往,我国经济发展保持较高速增长主要是以过度消耗自然资源、破坏生态环境为代价来实现的。高质量发展背景下,我国经济发展体系凸显出了三大问题:第一,能源结构扭曲,煤炭消耗占能耗总量近70%,能耗结构转型难;第二,产业发展阶段特殊,产业结构升级需求迫切但难以在短时间内实现淘汰落后产能与产业升级并行;第三,“世界工厂”身份导致我国在全球产业价值链仍处于最底端。中外历史证明,这种“先污染后治理”的经济发展模式是一条不可持续且没有前途的老路!

因此,党的十七大提出“建设生态文明,基本形成节约能源资源和保护生态环境的产业结构、增长方式、消费模式”;十八大提出“要把生态文明建设放在突出地位,纳入中国特色社会主义事业‘五位一体’的总体布局”;十九大习近平总书记又进一步提出了建设“美丽中国”的伟大构想;2018年十三届全国人大会议更是将生态文明建设写入了宪法。绿色发展和生态文明建设已成为党和国家意志的最高体现。

随着生态文明建设得到党和国家领导人高度重视,生态环境保护投入力度不断加大,局部地区生态环境恶化趋势得到了显著遏制,但生态环境质量驱动因素和经济发展体系间深层次的关系却仍未得到完全厘清,并引起决策部门和学术界困惑:如何科学评价环境质量、挖掘环境质量根本驱动因素,进而提出具有针对性和有效的环境质量提升路径,从而推动生态文明建设迈上新台阶。

环境质量评价

——从整体性视角出发

环境质量评价是正确认识环境质量现状、准确把握环境质量演变规律、探索环境质量提升路径的基础。以往,环境治理虽然投入了大量人财物力,但由于缺乏科学的评价工具,各地的环境质量家底仍是一本未被厘清的糊涂账,环境质量的提升也就更无从谈起。

环境质量评价始于20世纪60年代中期,美国学者最早提出了大气和水环境质量评价方法,之后又构建了许多类似的环境质量指数。进入70年代后,随着环境质量理论涌现,日本、欧盟等发达国家都相继开展了相关工作。而1979年公布的《中华人民共和国环境保护法(试行)》则标志着我国相关研究和实践工作的开始。

虽然相关研究工作已开展了近半个世纪,但至今也还没有一个能够全面、科学、准确反映环境质量的评价体系。以往,通常是将环境质量分为大气、水体和土壤质量等三大类。其中,大气质量指标有二氧化碳、二氧化硫、一氧化碳和氮氧化物等,水体质量指标有重金属浓度、生化需氧量和各项废水排放量等,土壤质量则主要是以各类重金属含量来表征。然而,单一从某一个或某一类污染物视角来评价环境质量状态缺乏系统性。为此,学者们和各类国际组织尝试通过构建多指标体系来反映环境质量综合状态。经济合作组织(OECD)于1991年从环境压力指标、环境状况指标和社会响应指标等3个维度的50个指标构建出了世界上第一套环境指标体系,且在OECD国家得到了广泛应用;世界保护同盟与国际开发研究中心于1995年提出了“可持续性晴雨表”评估指标,从土地、水、空气、物种与基因、资源利用等5个方面的51个指标构建了环境综合质量评价体系;之后,联合国可持续发展委员会(2011)创建的可持续发展指数,从环境维度提出了全面评价区域环境质量的55个标准。此外,联合国统计局、世界经济论坛、耶鲁大学耶鲁环境法律与政策中心、哥伦比亚大学国际地球科学信息网络中心也分别从不同维度构建了环境质量评价体系。

梳理环境质量评价研究历史脉络,可以发现两个趋势:一方面是单一污染物评价向多污染物的转变,另一方面是由污染排放视角向整体视角的转换。整体性是环境的基本特性,环境各个组成部分和要素之间构成一个完整的系统,仅用单一污染物评价某一环境要素或整体环境质量,无异于“盲人摸象”。虽然采用单一污染物指标能从不同角度反映环境要素的质量变化轨迹,但环境是上述要素的有机整合,如果水环境得到改善而大气环境却恶化,或大气质量指标有的改善有的却恶化,这就无法判断环境质量的总体变化趋势。因此必须从整体视角看待环境质量,根据不同维度的指标来对环境质量进行全面评估。

环境质量界定

——从正反两个方面来看

整体视角只是环境质量评价问题的一个方面,而如何界定环境质量则是这一问题的另一个方面。

严峻的生态环境形势表明污染并不等同于环境质量,但现有研究无论是单指标还是多指标角度出发,几乎都将污染等同于环境质量。污染排放是污染源在正常技术、经济、管理条件下,一定时间内污染产生量与技术处理后的削减量之差。污染排放可以理解为经济增长产生的“非合意产出”,而环境质量是环境系统客观存在的一种本质属性,是一定范围内环境总体或某些环境要素对人类生存、生活和发展的适宜程度。环境质量评价的范围、指标包含了污染排放的各方面,但却又不仅限于污染排放。环境系统对各类污染物的自净能力和污染时空分布的不同,都将导致环境质量和污染排放变化趋势不同。因此,简单将环境质量等同污染排放既不能准确反映环境质量真实状况,也无法描述环境质量的形成轨迹。

作为一个存在物质与能量交换的复杂系统,水体、大气、土壤等环境要素对污染物有扩散、稀释、氧化、还原和生物降解等净化功能,并通过这些功能降低了污染物的浓度、减小甚至消除了污染物的毒性,这就是环境自净功能。如排入大气中的颗粒物经过雨雪淋洗落到地面,从而使空气澄清的过程就是大气自净功能的体现,而充分掌握和利用大气自净功能可以降低污染浓度、减小污染危害,而大气自净功能则与当地气象条件、污染物排放总量和城市布局息息有关。在某一区域内,绿化植树、增加绿地面积、建立自然保护区,不仅能美化环境、调节气候,而且能截留粉尘、吸收有害气体,从而提升大气自净功能。同样,当污染物进入水体,可溶性或悬浮性颗粒物在水体流动时得到扩散、稀释,最后在重力影响下沉淀排出使得水污染浓度降低;此外,土壤中的生物活动,尤其是微生物作用,通过分解有机物也能达到降低污染的目的。然而,无论哪种自净能力都是有限的,当污染浓度超过环境自净负荷时,环境质量下降就不可避免了。

根据环境系统的组成部分,可以将环境自净功能分为水自净、大气自净和土壤自净。水自净是污染物进入水体后,通过物理、化学、生物过程,使污染浓度完全或部分恢复到受污染前状态的过程。大气和土壤自净原理与水自净大致相同,主要包括物理、化学和生物3种过程,只在净化指标方面存在差异。环境系统的运行具有复杂性,各污染物对各环境要素(水体、大气和土壤)的污染和各环境要素对各污染物的净化作用均呈现复合作用的特点。

因此,环境吸收是环境系统防范污染物入侵的一种本能,环境质量是环境污染和吸收(自净)共同作用的结果。如果在环境质量评价时缺少了环境吸收,将降低环境质量评价的客观性和科学性,从而导致环境质量评价失准。

环境质量评价体系构建

——污染和吸收双重视角

以往对环境质量评价都忽视了环境的系统性和自我调节功能,而环境质量的科学评价需要结合污染与吸收双重视角。

2015年6月,西安交通大学中国环境质量综合评价中心在科学界定环境质量、污染排放和环境自净三者关系基础上,构建了中国环境质量综合评价体系,首次对外发布了西安交通大学环境质量综合评价指数——西交大环境指数,并连续出版了系列著作《中国环境质量综合评价报告—2013、2014、2017、2018》,对中国8大区域30个省份、74个城市1996—2010年、2000—2013年、2001—2015年、1996~2016年的环境质量进行了评价。

2013版报告作为系列报告的开山之作,构建了环境污染和环境吸收等两个分指数,以环境自净原理为基础科学界定了环境质量、环境污染和环境自净功能的关系,并通过数理模型计算出了环境质量指数。环境污染指数从人类活动对环境影响的角度出发,尽可能考虑环境污染的全面性和复杂性,从大气、水体和土壤等角度出发,选取工业废气排放量、二氧化硫排放量、烟尘排放量、工业粉尘排放量、二氧化碳排放量、废水排放量、工业固体废弃物产生量、生活垃圾清运量、化肥施用量和农药使用量等十个指标衡量大气、水体和土壤的污染情况。环境吸收指数以 “谁受污染谁自净”为原则,对照污染指标来选取与大气、水体和土壤相关的自净指标,包括城市绿地面积、主要城市平均相对湿度、年降水量、水资源总量、林地面积、森林覆盖率和湿地面积等七个指标。

2014版报告承上启下,在相关专家对2013版报告建议的基础上对指标体系进行了改进。首先,在环境吸收因子评价指标体系中,去掉森林覆盖率这一相对指标,将林地面积替换为森林面积,全部选取绝对指标使得环境质量在时间和空间维度更具有可比性;其次,在构建环境质量综合评价指数基础上,分别从经济增长的环境代价、人口和空间三个角度,构建多维环境质量评价指数,称为强度指数、人均指数和面积指数,尝试从不同角度解释环境质量优劣。与旧体系相比,新体系更能反映我国污染物排放的主要方面和政策关切,也更能体现我国的生态环境质量现状。具体指标体系见表1所示。

2017版报告在前两版基础上对指数计算方法进行了创新,引入了交大环境指数平减指数——平减污染指数、平减吸收指数、平减总量指数、平减强度指数、平减人均指数和平减面积指数,以更好反映环境指数在时间范围内的可比性;2018版报告相较于前3版报告的研究对象更加微观,从以往“中国—区域—省份”三级评价体系拓展至了“中国—区域—省份—城市”四级体系,新加入了对74个环境重点监测城市环境质量的评价。未来,2019版报告拟将评价体系拓展至“中国—区域—省份—城市群—城市”五级评价体系,城市层面的环境质量评价从74个城市拓展至338个地级市。

中心通过构建全新的环境质量评价体系,采用科学的测度方法,描述了中国生态文明建设的现实条件;通过研究不同区域环境质量的演变轨迹、区域差异,探究其普遍规律;引入全要素生产率理论,从静态、动态两个方面探究了中国生态文明建设的内在动力和传导机制,剖析了生态文明深层次的建设和影响机制。新构建的研究框架,使得环境质量评价、区域差异分析、建设效率和影响机制研究互为依托,为推动生态文明建设迈上新台阶提供了科学理论和有效方法。

环境质量提升路径

——低污染、高自净的生态体系

环境质量问题不仅要从整体视角来看,还要结合环境污染和吸收正反两个维度来窥视。从经济学角度来看,环境作为一种特殊的生产要素,与传统生产要素最大的不同在于其价格成本为零且不具有排他性。这两个特征都表明环境要素是一种“公共品”,在产权不明确条件下会被过度滥用而产生“公地悲剧”。因此,政府必须承担起保护环境的公共职责,满足人民群众“美好生活”的需要。

多年来,控制污染排放一直是我国政府解决环境问题的主要抓手,并形成了以控制污染物排放总量为主的总量控制制度,这主要是通过对主要污染物排放量设定五年减排目标,然后“自上而下”层层分解到地方,每年进行考核的指令性控制模式。

1996年《国务院关于环境保护若干问题的决定》中首次提出“实施污染物排放总量控制,建立总量控制指标体系和定期公布制度”,该决定精神的落实就是《“九五”期间全国主要污染物排放总量控制计划》的通过。计划要求到2000年实现全国二氧化硫、化学需氧量和工业固体废弃物排放量等12项污染物总量减少10%~15%的目标;“十五”规划又制定了二氧化硫、氨氮、工业固体废物等污染物排放量减少10%~20%的目标;“十一五”时期国家层面的环保规划又将二氧化硫和化学需氧量等两项污染物从“软约束指标”转变为了“刚性约束指标”,计划在2005年基础上减排10%;“十二五”时期又再次将氨氮和氮氧化物纳入到了刚性约束指标。

从主要污染物总量控制目标的演变看,主要控排物的范围不断扩大、减排目标不断提高、约束性指标也不断增多。可以说,主要污染物总量控制制度的实施对倒逼我国经济增长方式转变、产业结构调整和环境质量改善起到了重要作用。但制度在执行中也存在不少问题,如总量控制制度的效果并未满足环境保护需求、政策执行不到位等。同时,“高污染”行业产能过剩导致工业污染严重的同时,生活污染也逐渐成为新的污染源。不断变化的污染源对总量控制制度提出了新的挑战,单纯依靠污染物总量控制制度达到环境质量改善目标已变得愈加不现实。

严守环境质量底线,确保各类环境要素质量“只能更好、不能变坏”是生态文明制度建设的重要内容。具体措施就是加大自然生态系统和环境保护力度,实施重大生态修复工程,增强生态产品生产能力。而所谓的生态产品是指维系生态安全、保障生态调节功能、提供良好人居环境的自然要素,这包括清新的空气、清洁的水源和宜人的气候等。生态产品同农产品、工业品和服务产品一样,都是人类生存发展的必需品,其功能在于吸收二氧化碳、制造氧气、涵养水源、保持水土、净化水质、防风固沙、调节气候、清洁空气、减少噪音、吸附粉尘、保护生物多样性、减轻自然灾害等。因此,增加生态产品供给就是提升环境自净功能,增加生态产品的供给也是间接提升环境质量的重要举措。

环境质量概念的重新界定揭示了某一区域只有具备“低污染、高自净”的特征才可能改善环境质量。以往依靠污染物总量控制单一政策已不能满足新形势下的环境质量改善要求,而环境质量的重新界定则表明污染物总量控制制度和增加生态产品供给相结合是今后一个时期我国生态环境保护制度建设的重要方向。

(文章作者:袁晓玲,西安交通大学中国环境质量综合评价中心主任、经济与金融学院教授、博导;李朝鹏,西安交通大学经济与金融学院博士研究生)

《中国科学报》 (2019-04-17 第6版 专题)
 
 
经金学院
2019年4月17日

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