【正文】 論與方法，從而指導(dǎo)建立我國(guó)重點(diǎn)危險(xiǎn)廢物的環(huán)境安全基準(zhǔn)以及優(yōu)先控制的危險(xiǎn)廢物名錄。 研究目標(biāo)： 揭示城市生命體物流和營(yíng)養(yǎng)流循環(huán)機(jī)理，建立我國(guó)首個(gè)不確定性分布式城市降水徑流模型和創(chuàng)新性的多相、多組分、三維地下水污染傳輸過(guò)程模型。 4. 課題設(shè)置及課題間相互聯(lián)系 （ 1） 課題設(shè)置 本項(xiàng)目設(shè) 7個(gè)課題 : 課題 1: 城市生命體能源代謝與大氣污染互動(dòng)機(jī)理研究 課題 2： 城市水和營(yíng)養(yǎng)物循環(huán)機(jī)理與演變規(guī)律研究 課題 3：城市固體廢物循環(huán)與轉(zhuǎn)化機(jī)理研究 課題 4：城市生命體生態(tài)特征及演變機(jī)理研究 課題 5：城市生命體承載系統(tǒng)的健康識(shí)別 和調(diào)控 理論與方法研究 課題 6：城市生態(tài)工業(yè)復(fù)合體系理論與方法研究 課題 7：一體化城市 “病 ”診斷、預(yù)防與控制研究 課題 1: 城市生命體能源代謝與大氣污染互動(dòng)機(jī)理研究 主要研究?jī)?nèi)容： （ 1）城市生命體能源活動(dòng)和大氣污染特征辨識(shí)； （ 2）氣候變化條件下的城市能源代謝和大氣污染機(jī)理模擬； （ 3）不確定性多目標(biāo)城市能源管理和大氣質(zhì)量管理體系研究； （ 4）基于能源代謝和大氣質(zhì)量管理過(guò)程的決策理論與方法體系。更具有現(xiàn)實(shí)意義的是，本研究的階段成果將會(huì)為 2020 年 “綠色奧運(yùn) ”的成功舉辦作出應(yīng)有的貢獻(xiàn) 。同時(shí)，建立一套多功能城市生命體健康診斷綜合評(píng)價(jià)與預(yù)警體系，彌補(bǔ)國(guó)內(nèi)外目前在這一方面的空白。 解決我國(guó)城市發(fā)展中的一系列基礎(chǔ)科學(xué)問(wèn)題 ：城市能流物流循環(huán)的時(shí)空演變規(guī)律，城市生命體生態(tài)特征及其演變規(guī)律，城市健康與經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、人口、能源、資源和環(huán)境六大驅(qū)動(dòng)力的互動(dòng)規(guī)律，城市生命體 的能源活動(dòng)規(guī)律及其與大氣環(huán)境和氣候變化相互影響的機(jī)理，城市生命體代謝產(chǎn)物的循環(huán)與轉(zhuǎn)化機(jī)理，城市生態(tài)工業(yè)的物質(zhì)和能量代謝機(jī)理，以及城市交通、土地利用與生態(tài)環(huán)境的互動(dòng)機(jī)理。本研究提出了對(duì)城市生命體先解構(gòu)、后辨識(shí)、再綜合的思想；同時(shí)以多學(xué)科、多理論、多技術(shù)、多方法為知識(shí)背景，對(duì)城市 “病 ”的時(shí)空分異特征進(jìn)行綜合分析。針對(duì)工業(yè)高度密集、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、資源和能源短缺、生態(tài)環(huán)境污染嚴(yán)重的復(fù)雜的城市系統(tǒng)而開(kāi)展的綜合性城市 “病 ”形成機(jī)理和生態(tài)調(diào)控研究，在國(guó)內(nèi)外尚無(wú)先例。課題單位還在北京有環(huán)境監(jiān)測(cè)實(shí)驗(yàn)站，對(duì)污染狀況有著長(zhǎng)期的監(jiān)測(cè)能力。課題團(tuán)隊(duì)在相關(guān)領(lǐng)域發(fā)表的論文逾 2020 篇， 其中被 SCI、 EI 收 錄 800 多篇。 工作基礎(chǔ)優(yōu)勢(shì)： 本項(xiàng)目組的參加人員多年來(lái)一直致力于城市與環(huán)境科學(xué)以及相關(guān)領(lǐng)域的研究，完成了一系列國(guó)內(nèi)外重大研究課題，并取得了令人矚目的豐碩成果。國(guó)內(nèi)外在此領(lǐng)域的研究尚處于起步階段。本研究將從深度上對(duì)一系列有關(guān)的城市 “病 ”的重點(diǎn)難題進(jìn)行深入研究，并在廣度上借助城市生命體概念的提出，而對(duì)各方面城市 “病 ”問(wèn)題進(jìn)行全方位的綜合分析。這些案例的研究將不僅可驗(yàn)證所提出的城市 “病 ”診斷、防治與生態(tài)調(diào)控理論與方法的科學(xué)性，而且有助于解決這兩個(gè)城市目前存在的諸多問(wèn)題，并在將來(lái)向我國(guó)其它城市推廣。 (5) 進(jìn)行城市 “病 ”的成因分析、診斷識(shí)別與生態(tài)調(diào)控機(jī)理研究。 (3) 完成代謝產(chǎn)物循環(huán)與轉(zhuǎn)化過(guò)程模擬。通過(guò)收集城市生命體的 RS/GIS 數(shù)據(jù)、歷史數(shù)據(jù)以及來(lái)自社會(huì)調(diào)查與公眾參與的統(tǒng)計(jì)資料，結(jié)合種種不確定性信息，對(duì)城市生命體的時(shí)空分異特征和演化規(guī)律進(jìn)行分析。 (2)對(duì)城市生命體新陳代謝過(guò)程的機(jī)理進(jìn)行全方位綜合分析：包括物流和能流的循環(huán)過(guò)程及過(guò)程間的互動(dòng)關(guān)系，城市 承載系統(tǒng)的運(yùn)作過(guò)程，以及生命體代謝產(chǎn)物的傳播過(guò)程與途徑。這一解構(gòu)與整合分析體系將有助于研究城市生命體各組分的時(shí)空變異特征和演化規(guī)律，揭示城市健康問(wèn)題的形成機(jī)理，由此求導(dǎo)城市生命體健康問(wèn)題的通解，并建立一體化的城市 “病 ”診斷、防治與調(diào)控系統(tǒng)。因此，在研究認(rèn)識(shí)城市系統(tǒng)特點(diǎn)的過(guò)程中，必然需要正確認(rèn)識(shí)和把握這種多層次的復(fù)雜性，才能全面、綜合地反映眾多子系統(tǒng)及其組分之間的互動(dòng)關(guān)系。 （ 8） 完成 2 個(gè)典型案例研究：系統(tǒng)發(fā)育完善的超大型北方城市 —北京；南方新型的迅速發(fā)展的中型城市 深圳。 （ 3） 剖析城市生命體的能源活動(dòng)規(guī)律及其與大氣環(huán)境、氣候變化之間的相互影響機(jī)理 ，城市生命體代謝產(chǎn)物的循環(huán)與轉(zhuǎn)化機(jī)理 ， 城市生態(tài)工業(yè)的物質(zhì)和能量代謝機(jī)理 ，以及 城市交通、用地與生態(tài)環(huán)境的互動(dòng)機(jī)理。 （ 3） 顯著 提高我國(guó)城市科學(xué)的整體研究水平 。 （ 2） 有效促進(jìn)城市發(fā)展過(guò)程中能源、資源、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、交通、土地、環(huán)境、生態(tài)等一系列基礎(chǔ)科學(xué)問(wèn)題的解決 。 二、預(yù)期目標(biāo) 總體目標(biāo) : （ 1） 初步建立一套城市生命體理論與方法體系 。與此同時(shí)，還將利用開(kāi)發(fā)的多功能城市生命體健康診斷綜合評(píng)價(jià)體系對(duì)城市生命體的健康狀態(tài)進(jìn)行快速、準(zhǔn)確、整體的把握，對(duì)城市各種城市 “病 ”防治方案進(jìn)行動(dòng)態(tài)評(píng)價(jià)。利用城市生命體理論中的 “解構(gòu) 整合 ”思想，從多個(gè)園區(qū)間的互動(dòng)關(guān)系研究入手，對(duì)整個(gè)城市范圍內(nèi)園區(qū)與非園區(qū)工業(yè)之間、工業(yè)與非工業(yè)之間的互動(dòng)關(guān)系進(jìn)行研究，以解析生態(tài)工業(yè)復(fù)合體系內(nèi)多層次的互動(dòng)關(guān)系及其相互依賴和制約的機(jī)理，在深入辨識(shí)城市工業(yè) “病癥 ”，建立城市生態(tài)工業(yè)復(fù)合體系綜合評(píng)價(jià)、模擬與決策的理 論與方法體系。 （ 2） 城市生命體形態(tài)特征辨識(shí)與調(diào)控研究 在城市生命體生態(tài)特征及演變機(jī)理研究方面，本項(xiàng)目將從生命科學(xué)的角度深入分析城市生命體的內(nèi)在結(jié)構(gòu)和代謝機(jī)理，探索城市生命體生態(tài)系統(tǒng)組分間相互作用的內(nèi)在規(guī)律，從而評(píng)估城市生命體的生態(tài)承載能力，并開(kāi)發(fā)城市生命體生態(tài)特征及演變規(guī)律的多層次多指標(biāo)綠色評(píng)價(jià)體系。在此基礎(chǔ)上，建 立 多層次不確定的 城市水環(huán)境、水資源綜合管理優(yōu)化決策模型，實(shí)現(xiàn)對(duì)與水循環(huán)過(guò)程相關(guān)的城市 “病 ”的綜合診斷、防治與調(diào)控。在此基礎(chǔ)上，將城市能源系統(tǒng)與大氣環(huán)境看作一有機(jī)整體，探索復(fù)雜變化條件下的城市能源活動(dòng)規(guī)律及其與大氣環(huán)境、氣候變化間的互動(dòng)機(jī)理，從而確立由于城市能源活動(dòng)、大氣環(huán)境污染和氣候變化而導(dǎo)致的各種城市 “病 ”的 “病原 ”和 “病理 ”，并由此構(gòu)建適合我國(guó)特點(diǎn)的城市能源 代謝與大氣污染偶合管理系統(tǒng)理論與方法體系，從能量流動(dòng)和大氣循環(huán)的角度為有關(guān)城市 “病 ”的解決提供科學(xué)依據(jù)。第二層面將從形態(tài)特征 角度研究城市生命體的基礎(chǔ)設(shè)施、工業(yè)生產(chǎn)、人居活動(dòng)、生態(tài)環(huán)境等方面的時(shí)空演變規(guī)律，進(jìn)而透析城市生命體的構(gòu)成、運(yùn)行、演變及調(diào)控機(jī)制。具體而言，本項(xiàng)目將 以北京和深圳為案例城市，在 如下幾個(gè)方面進(jìn)行著重研究： (a) 城市系統(tǒng)的復(fù)雜性及其中多因子間的相互作用機(jī)理 ； (b) 城市系統(tǒng)物質(zhì)代謝和能量循環(huán)機(jī)理 ； (c) 城市代謝產(chǎn)物在城市系統(tǒng)中的遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律 ； (d) 城市 “病 ”的成因機(jī)制、診斷識(shí)別與 調(diào)控機(jī)理。 項(xiàng)目名稱： 現(xiàn)代城市 “ 病 ” 的系統(tǒng)識(shí)別理論與生態(tài)調(diào)控機(jī)理 首席科學(xué)家： 黃國(guó)和 中國(guó)環(huán)境科學(xué)研究院 起止年限： 至 依托部門： 國(guó)家環(huán)境保護(hù)總局 教育部 一、研究?jī)?nèi)容 過(guò)去 10 年，我國(guó)城市的高速發(fā)展使總體經(jīng)濟(jì)實(shí)力劇增，但也同時(shí)伴生許多城市 “病 ”。綜合而言，本項(xiàng)目中擬解決的關(guān)鍵 科學(xué)問(wèn)題包括：（ 1）如此諸多的城市 “病 ”問(wèn)題是如何產(chǎn)生的？這需要從城市系統(tǒng)內(nèi)在的演變和運(yùn)行機(jī)制以及各組分之間的互動(dòng)關(guān)系進(jìn)行科學(xué)剖析和論證；（ 2）相關(guān)的影響因子和互動(dòng)機(jī)理是什么？這需要通過(guò)對(duì)城市系統(tǒng)的復(fù)雜性進(jìn)行特征辨析，并對(duì)所要采取的相應(yīng)科學(xué)理論和方法進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)；（ 3）如何從根本上調(diào)控解決現(xiàn)存和潛在的問(wèn)題？這需要對(duì)城市系統(tǒng)行為進(jìn)行準(zhǔn)確模擬 ，以期 對(duì)其過(guò)程中的復(fù)雜性進(jìn)行客觀分析和反映。第一層面將從物流、能流的角度研究城市生命體在能量、大氣、水和固廢諸方面的新陳代謝基本規(guī)律，探索城市生命體及各個(gè)子系統(tǒng)的運(yùn)行機(jī)制及互動(dòng)規(guī)律，進(jìn)而剖析其中物質(zhì)能量轉(zhuǎn)化和循環(huán)的核心機(jī)理。同時(shí)引入城市大氣域系統(tǒng)的概念，解析和模擬城市大氣環(huán)境中的能流和物流互動(dòng)關(guān)系，掌握污染物在城市大氣環(huán)境中的遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律，并通過(guò)大氣域環(huán)境質(zhì)量模型的建立，定量分析大氣污染與能源結(jié)構(gòu)、工業(yè)發(fā)展、交通運(yùn)輸?shù)?子系統(tǒng) 之間的相互關(guān)系。該系統(tǒng)將用于衡算城市可利用水資源量，并分析城市生命體的水循環(huán)和營(yíng)養(yǎng)物流過(guò)程。通過(guò) 解析代謝產(chǎn)物的過(guò)程循環(huán)機(jī)理， 探索 城市固體廢物資源化方法和管理運(yùn)行模式 ，并 由此 建立一套全方位、多層次的 有關(guān)固體廢物 處理與 處置的 綜合 決策 系統(tǒng) 。 在城市生態(tài)工業(yè)系統(tǒng)的內(nèi)在運(yùn)行機(jī)制和演變規(guī)律研究方面，本項(xiàng)目將基于工業(yè)生態(tài)學(xué)理論，提出城市生態(tài)工業(yè)復(fù)合體系的概念。 （ 3） 城市生命體健康綜合診斷、防治與調(diào)控的理論與方法研究 本研究將采用反復(fù) “分解 協(xié)調(diào) —整合 ”的思想，通過(guò) 對(duì)城市生命體這一復(fù)雜的系統(tǒng)進(jìn)行多層次、多階段、多目標(biāo)及多模式的解構(gòu)分析與反饋調(diào)節(jié)，集成六大子課題的研究成果以及本課題所開(kāi)發(fā)的多目標(biāo)多階段綜合優(yōu)化系