土壤环境容量信息系统土壤环境容量建模

随着科学的发展，计算机建模已得到越来越多的重视，不仅可以节省人力物力，还可以节省宝贵的时间。土壤环境容量本身就是多种因素的函数，如：

1.土壤类型的剖面构型、机械组成、元素成分、有机质和矿物质的组分与含量、酸碱度、可溶盐、Eh等；

2.污染物的赋存形态及其物理、化学性质；

3.区域自然条件，如气候、植被与地形等；

4.土壤与大气、水、生物和岩石等环境要素的物质迁移通量与界面反应；

5.社会经济技术因素，如灌溉、施肥及改土措施等。

通过对土壤环境容量进行建模，可将上述大量具有空间和动态特征的信息，以一定格式贮存在计算机中，通过快速模拟各种环境过程，进行环境预测，为总量控制产生决策信息。

该模型主要由以下几部分构成：

(1)数据输入与自动维护功能；

(2) 数据管理与查询功能；

(3)数据统计、计算、综合分析功能，这是土壤环境容量建模设计的核心。

又可细分为：①统计程序；②评价模型；③环境容量模型；④预测模型；⑤总量控制计算程序。

利用数据库中的有关信息，可以主要污染源为中心划分不同的控制区域，应用图形与计算想结合的功能，可进行各控制区域所属网格中容量的自动加和与显示，再将不同控制年限下的各控制区域中土壤环境容量与污染源排放量作比较，以确定污染源排放量的优化分配方案。

土壤环境系统是一个由多层次、多相物质组成，并具有复杂性质的疏松多孔的环境结构体系。因而土壤环境各亚系统，即各土层及固、液 、气相物质相互作用、相互影响与制约，而且进行着一系列的物理、化学和生物迁移与转化过程。一旦污染物输入土壤环境系统后，随之即受土壤环境系统的这种环境条件、性质的影响与制约，并与土壤多相物质相互作用，进行着复杂的迁移与转化过程。这是土壤环境系统的重要净化与缓冲性能及其机理机制，也是土壤具有一定环境容量的重要原因。最受重视且研究较多的是吸附与解吸、沉淀与溶解作用。

土壤环境系统不是孤立的，而是地球表层环境系统中一个全方位开放的子系统，因而土壤环境系统与其他环境系统之间不断进行着物质与能量的迁移与交换，污染物既可以通过大气、水和生物迁移途径输入土壤环境，使之在土壤环境中逐渐累积，导致土壤污染；相反地通过同样途径，污染物也可从土壤环境向大气、水和生物环境输出，从而使土壤环境“净化 ”。

土壤环境容量是区域性污染物总量控制与管理的重要依据，而土壤环境容量的制定及其应用于总量控制与管理等方面；需要涉及土壤环境内部及其与外界之间的物质、能量与信息的交换与循环。土壤环境容量本身就是多种因素的函数，如：土壤类型的剖面构型、机械组成、元素成分、有机质和矿物质的组分与含量、酸碱度、可溶盐等污染物的赋存形态及其物理、化学性质、区域自然条件，如气候、植被与地形等，土壤与大气、水、生物和岩石等 。

土壤环境容量则可以从环境容量的定义延伸为：系指土壤环境单元所容许承纳的污染物质的最大数量或负荷量。由定义可知，土壤环境容量实际上是土壤污染起始值和最大负荷量的差值。若以土壤环境标准作为土壤环境容量的最大允许极限值，则该土壤的环境容量的计算值，便是土壤环境标准值（或本底值），即上述土壤环境的基本容量；但在尚未制定土壤标准的情况下，环境学工作者往往通过土壤环境污染的生态效应试验研究，以拟定土壤环境所允许容纳污染物的最大限值—土壤的环境基本含量，这个量值(即土壤环境基准减去背景值)，有的称之为土壤环境的静容量，相当于土壤环境的基本容量。

土壤环境的静容量虽然反映了污染物生态效应所容许的最大容纳量，但尚未考虑和顾及到土壤环境的自净作用与缓冲性能，也即外源污染物进入土壤后的累积过程中，还要受土壤环境地球化学背景与迁移转化过程的影响和制约，如污染物的输入与输出、吸附与解吸、固定与溶解、累积与降解等等，这些过程都处于动态变化中，其结果都能影响污染物在土壤环境中的最大容纳量。因而环境学界认为，土壤环境容量应是静容量加上这部分土壤的净化量，才是土壤的全部环境容量或土壤的动容量。

土壤环境容量主要用于以下几个方面：制定土壤环境标准、制定农田灌溉用水和水量标准、制定污泥施用量标准、区域土壤污染物预测和土壤环境质量评价、污染物总量控制的应用等 。

《土壤环境容量及其信息系统》是气象出版社出版的图书，作者是夏增禄等。

土壤环境容量及其信息系统

拼音题名

tu rang huan jing rong liang ji qi xin xi xi tong

其它题名

并列题名

ISBN

7-5029-0742-4

出版地

北京

出版时间

1991.10

中图分类号

X144

附注

摘要

本书介绍了我国若干土壤中重金属的生态效应、环境效应、形态特征、有效态测定方法

环境信息系统按内容可分为环境管理信息系统和环境决策支持系统。

环境信息系统环境管理信息系统

环境管理信息系统是一个以系统论为指导思想，通过人-机(计算机等)结合收集环境信息，通过物理或数学模型对环境信息进行转换和加工，并根据系统的输出进行环境评价、预测和控制，最后再通过计算机和网络等先进技术实现环境管理的计算机模拟系统。环境管理信息系统的基本功能为：环境信息的收集和录用，环境信息的存储，环境信息的加工处理，环境信息以报表、图形等形式输出信息，为决策提供依据。

环境信息系统环境决策支持系统

环境决策支持系统是将决策支持系统引入环境规划、管理和决策工作中的产物。决策支持系统也是一种人机交互的信息系统，是从系统观点出发，利用现代计算机存储量大、运算速度快等特点，应用决策分析方法进行描述、计算，进而协助人们完成管理决策的支持技术。

环境决策支持系统是环境信息系统的高级形式，在环境管理信息系统的基础上，使决策者能通过人机对话，直接应用计算机处理环境管理工作中的未定结构的决策问题。它为决策者提供了一个现代化的决策辅助工具，提高了决策的效率和科学性。

环境决策支持系统的主要功能有：收集、整理、储存并及时提供本系统与本决策有关的各种数据；灵活运用模型与方法对环境信息进行加工、处理、分析、综合、预测、评价，以便提供各种所需环境信息；友好的人机界面和图形输出功能，不仅能提供所需环境信息，而且具有一定推理判断能力；良好的环境信息传输功能；快速的信息加工速度及响应时间；具有定性分析与定量研究相结合的特点 。

环境信息系统的设计过程可分为四个阶段：可行性研究、系统分析、系统设计和系统实施。每个阶段又分为若干步骤。

环境信息系统系统的可行性研究

可行性研究是环境管理信息系统设计的第一阶段。该阶段的工作目标是为整个工作过程提供一套必须遵循的衡量标准，即针对客观事实、考虑整体要求、符合开发节奏。具体内容根据应用的重要性和信息系统可利用的资源而定。

可行性研究阶段的任务是确定环境管理信息系统的设计目标和总体要求，研究设计的应用领域和完成设计的能力需求，进行费用一效益分析，制定出几套设计方案，并对各方案在技术、经济、运行三方面进行比较分析，得出结论性建议，并编制出可行性研究报告报上级主管部门审查、批准。

环境信息系统系统分析

系统分析是环境信息系统研制的第二阶段。这个阶段的主要目的是明确系统的具体目标、系统的界限以及系统的基本功能。这一阶段的基本任务是设计出系统的逻辑模型。系统分析不论资金的投入，还是时间的占用上，在整个环境管理信息系统的研制中都占有很大比例，具有十分重要的地位。这一阶段的主要工作内容包括：详细的系统调查，以了解用户的主观要求和客观状态；确定拟开发系统的目标、功能、性能要求及对运行环境、运行软件需求的分析；数据分析；确认测试准则；系统分析报告编制，包括编写可行性研究报告及制订初步项目开发计划等工作。

环境信息系统系统设计

系统设计是环境管理信息系统研制过程的第三个阶段。该阶段的主要任务是根据系统分析的逻辑模型提出物理模型。这个阶段是在各种技术手段和处理方法中权衡利弊，选择最合适的方案，解决如何做的问题。系统设计阶段的主要工作内容包括：系统的分解；功能模块的确定及连接方式的确定；设计信息输入；设计结果输出；数据库设计及模块功能说明。在系统设计过程中，应充分考虑该系统能否及时全面地为环境科研及管理提供各种环境信息，能否提供统一格式的环境信息，能否对不同管理层次给出不同要求、不同详细程度的图表、报告，是否充分利用该系统本身的人力、物力，使开发成本最低 。

环境信息系统系统的实施与评价

环境管理信息系统设计完成后就应交付使用，并在运行过程中不断完善，不断升级，因而需要对其进行评价。评价一个环境管理信息系统主要应从五个方面进行：系统运行的效率；系统的工作质量；系统的可靠性；系统的可修改性；系统的可操作性 。2100433B