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1、泓域咨询/矿山机械工程项目资源环境承载力常用分析方法矿山机械工程项目资源环境承载力常用分析方法xxx集团有限公司一、 项目背景分析矿山机械是对固体矿物及石料进行开采和加工处理的专用设备，主要包括建井设备、采掘凿岩设备、矿山提升设备、破碎粉磨设备、筛分洗选设备五大类。矿山机械服务于砂石、煤炭、金属矿产等诸多重要工业部门，其生产和加工的砂石骨料在建筑、交通、水利等基础设施建设领域大量应用。因此，矿山机械在一定程度上反映了国家矿山资源科学开发和综合利用的水平，对国民经济的发展具有重要影响。近年来，我国工业化、城镇化建设的不断推进以及建筑、交通、水利等基础设施建设的持续投入，推动砂石建材、冶金、煤炭等
2、基础工业对石材和固体矿物的需求不断增长，带动了矿机装备市场的快速发展。据统计，2006-2013年，矿山机械的国内市场总容量由696.82亿元增至3,680.07亿元，年均复合增长率达到26.84%。近年来，随着国产设备性能和质量的提高，国产矿山机械的市场占有率呈现稳步上升趋势。据统计，2006-2013年，国产设备的国内市场占有率由91.2%上升至98.8%，这与价格因素、产业政策以及营销水平的关系较大，也客观反映出国内市场对国产设备的依存度较高。近年来，我国矿山机械出口额总体保持增长态势，贸易顺差持续扩大，反映出我国矿山机械的技术进步成就以及在价格、交货期等方面的优势。据统计，2009-2
3、013年，我国矿山机械的贸易顺差由1.62亿美元增至8.59亿美元，年均复合增长率达到51.71%。二、 其他方法资源环境承载力综合评价属于多要素、多属性的评价，在实际工作中，常用的分析评价方法还有系统动力学方法、情景分析法、TOPSIS法、模糊综合评价法、主成分分析法、能值分析法、资源与需求差量法等。（一）系统动力学（SD）方法系统动力学方法是一种定性与定量相结合的方法，通过建立系统动力学模型进行系统模拟。系统动力学方法解决问题的过程实际上是寻优的过程，其最终的目的是寻求较优或次优的结构与参数，以寻求较优的系统功能，系统动力模型在土地承载能力、资源承载能力、环境承载能力和生态承载能力方面得到
4、广泛的应用。系统动力学模型的驱动关系明晰，能有效反映人口、资源、环境和发展之间的关系，能较好地反映系统本质，适合用于分析研究信息反馈系统的结构、功能与行为之间动态的辩证统一关系，从系统整体协调的角度来对区域生态承载能力进行动态计算。然而，参变量不好掌握，及受地域性限制等原因，系统动力学模型易导致不合理的结论。其应用步骤如下：（1）系统流图设计根据系统内部各因素之间的关系设计系统流图，目的是反映各因素因果关系、不同变量的性质和特点。流图中一般包含两种重要变量：状态变量和变率。（2）主要状态方程描述与模型构建根据环境承载能力及系统要素之间的反馈关系，建立描述各类变量的数学方程，通常包括状态方程、常
5、数方程、速率方程、表函数、辅助方程等。（3）模型的仿真计算将各规划方案确定的不同输入变量，通过仿真运算，得出不同规划方案下的资源环境承载力、国内生产总值、人口数、资源条件、环境质量等指标，并通过对比分析进行方案比选。系统动力学可以从定性和定量两方面综合地研究系统整体运行状况，通过分析各要素之间的联系和反馈机制，综合协调各要素，从而为制定有利于区域可持续发展的规划方案提供指导。该方法适用于空间尺度大、系统较为复杂的区域资源与环境承载力分析评估。（二）TOPSIS法TOPSIS模型即为“逼近理想解排序方法”，它是系统工程中常用的决策技术，主要用来解决有限方案多目标决策问题，是一种运用距离作为评价标
6、准的综合评价法。通过定义目标空间中的某一测度，据此计算目标靠近/偏离正、负理想解的程度，可以评估区域资源环境承载力，且能够全面客观地反映区域资源环境承载力的动态及变化趋势。其步骤如下：（1）构建评价指标体系。（2）标准化评价矩阵构建。（3）评价矩阵构建。（4）正负理想解确定。（5）距离计算。（6）计算评价对象与理想解得贴进度。（三）模糊评价法（1）建立评价指标集合。（2）建立评语等级论域。 （3）建立单因素评价。（4）确定评价因素的模糊权向量。（5）模糊综合评价的模型。（6）对模糊评价结果向量进行分析。（四）主成分分析法主成分分析法是度量多变量之间相关性的一种多元统计方法。通过数理统计分析，求
7、得各要素间线性关系的实质上有意义的表达方式，即研究用变量族的少数八个线性组合（新的变量族）来解释多维变量的协方差结构，挑选最佳变量子集，简化数据，揭示变量间关系的一种多元统计分析方法。一般通过借助正交变换，将其分量相关的原随机向量转化为其分量不相关的新随机向量，即把二元协方差矩阵转换为对角矩阵，在几何上表现为原坐标系变为新正交坐标系，然后对整个变量系统进行降维处理，以较高的精度转换为低维变量系统，同时找出信息涵盖量最大的几个主成分，进而对所需解决的问题进行综合评价。主成分分析法就可把研究的问题变得比较简单，而且这些较少的指标之间互不相关，又提供原有指标的绝大部分信息段。主成分分析除降低多变量数
8、据系统的维度以外，还简化了变量系统的统计数字特征。（五）能值分析法由于生态系统中各能量是有质的差别的，所以不能用一般意义上的能量观点进行承载能力测度分析。20世纪80年代，奥德姆以能值为衡量单位建立了一套分析理论，一般称为能值分析理论。能值分析是以能值为基准，把生态经济系统中不同能流（能物流、货币流、人口流和信息流等）量纲的能量转化成同一标准的能值，通过计算一系列能值综合指标，来定量分析系统的结构功能特征与生态经济效益。任何形式的能量均源于太阳能，故常以太阳能为基准衡量各种能量的能值。布朗和尤吉阿蒂首次通过能值分析理论开发出可以实际应用的承载能力评价指标ESI（能值可持续指标），它被定义为系统
9、能值产出率与环境负载的比值，然后根据ESI的大小评价系统超载状况。能值分析方法采用能值作为统一量纲，简化了生态过程，有更大的应用空间，但该方法本身存在不足，主要是：涉及的因子之间的关系过于简单，数目较少难以体现复杂系统的非线性特征。针对特定地区，依靠换算率或调节因子同度量处理不同资源、环境因子的做法，显得粗糙，因为转换率或调节因子是通过更大尺度平均计算而来的，它更适合国家或国际范围的承载力估算。对指标临界值的选取缺乏科学的程序。（六）资源与需求差量法区域生态承载力体现了一定时期、一定区域的生态环境系统对区域社会经济发展和人类各种需求（生存需求、发展需求和享乐需求）在量（各种资源）与质（生态环境
10、质量）方面的满足程度。因此，区域生态环境承载力可以从该地区现有的各种资源量与当前发展模式下社会经济对各种资源的需求量之间的差量关系，以及该地区现有的生态环境质量与当前人们所需求的生态环境质量之间的差量关系，进行分析和评价。三、 生态足迹法及应用案例生态足迹将每个人消耗的资源折合成为全球统一的、具有生产力的地域面积，通过计算区域生态足迹总供给与总需求之间的差值生态赤字或生态盈余，准确地反映了不同区域对于全球生态环境现状的贡献。生态足迹既能够反映出个人或地区的资源消耗强度，又能够反映出区域的资源供给能力和资源消耗总量，也揭示了人类生存持续生存的生态阈值。它通过相同的单位比较人类的需求和自然界的供给
11、，使可持续发展的衡量真正具有区域可比性，评估的结果清楚地表明在所分析的每一个时空尺度上，人类对生物圈所施加的压力及其量级，因为生态足迹取决于人口规模、物质生活水平、技术条件和生态生产力。（一）基本模型1、基本概念生态足迹也称生态占用，任何已知人口（某个个人、一个城市或一个国家）的生态足迹是生产这些人口所消费的所有资源和吸纳这些人口所产生的所有废弃物所需要的生态生产性土地的总面积和水资源量。2计算流程和计算公式生态足迹法本质上是一种度量可持续发展程度的方法，是一组基于“生态生产性土地”面积的量化指标。生态足迹法的所有指标都是基于生态生产性土地这一概念而定义的，根据生产力大小的差异，将地球表面的生
12、态生产性土地分为六类：化石能源地、可耕地、牧草地、森林、建设用地、海洋（水域）。3基本特点生态足迹理论自诞生以来获得了广泛的应用，其指标是全球可比的、可测度的可持续发展指标，是涉及系统性、公平性和发展的一个综合指标。生态足迹基本模型的特点为：是一种综合影响分析；采用单一时间尺度，即“快拍”式截面；所使用的产量因子是全球平均产量；在固定生产与消费条件下的确定性研究；反应的是区域生产与消费的综合信息；使用六类土地利用空间；引入当量因子进行综合。生态足迹基本模型的优点在于所需要的资料相对易获取、计算方法可操作性和可重复性强。尽管如此，生态足迹方法无论在理论上还是方法上，都存在不足之处，主要表现在：指
13、标表征单一、过分简化，只衡量了生态的可持续程度，强调的是人类发展对环境系统的影响及其可持续性，而没有考虑人类对现有消费模式的满意程度；难以反映人类活动的方式、管理水平的提高和技术的进步等因素的影响；基于现状静态数据的分析方法，难以进行动态模拟与预测。（二）动态改进一时间序列足迹模型由于生态足迹基本模型属于静态测算方法，其假定人口、技术、物质消费水平均不变，导致其结论的瞬时性，从而无法反映出未来的动态可持续性趋势。因此在其基础上衍生出多种动态改进模型。现阶段已有大量时间序列足迹模型研究探讨产量因子和当量因子对生态足迹测算影响。目前主要时间序列足迹模型处理产量因子和当量因子的方法包括：采用区域真实
14、产量，舍弃采用当量因子；采用逐年全球产量和分段当量因子；采用全球产量和逐年区域实际产量，不采用当量因子；采用最大可持续产量；在计算草地足迹时，采用单位草地植物生产量而非动物产量。时间序列足迹模型能够反映区域生态服务消费水平的结构变化，真实生态空间消费及其定位，以及产量因子和当量因子对足迹测算的影响。（三）过程改进一投入产出足迹模型生态足迹测算要求涵盖所有进入生产和消费过程的产品所包含的生态服务，但基本模型由于缺乏结构因素，没有考虑产业间的相互依赖，直接把生态空间利用分配给最终消费，反映的仅仅是直接生态空间占有和区域综合生态影响，无法识别哪些生产和消费部门应对区域综合影响负责。为此，比克内尔等学
15、者结合投入产出方法对此提出了改进，其使用投入产出分析法，通过里昂惕夫逆矩阵得到产品与其物质投入之间的转换关系，反映各部门生产的生态影响细节。其主要计算步骤可以归纳为：计算完全需求系数矩阵；计算最终使用包含的非能源足迹；计算能源消费的生态足迹；计算进口贸易和其他来源产品包含的生态空间；分别按生产部门和最终使用部门汇总生产和消费生态足迹。投入产出足迹模型的特点是：采用倍乘子计算足迹，侧重结构分析，能反映部门间的足迹流动，揭示生态影响的真实发生方位以及某一特定部门的完全生态消费状况。（四）成分法生态足迹模型因上述研究模型存在国家以下层次上消费数据的缺失，无法对生产进行调整得到各消费主体的数据，因而有
16、无法反映具体消费活动影响的缺陷。为了反映生态最响的详细程度，成分法生态足迹模型以人类的衣食住行为出发点，核算人口具体消费行为的生态影响，其典型代表是西蒙斯等人提出的模型，它分两步测算生态足迹：把研究区域的生态足迹分解成直接能源、原材料、废弃物、食物、私人交通、水和建筑用地七种成分；采用物质流动分析（MFA）法和生命周期分析（LCA）法收集数据，研究资源在不同部门、人口与环境之间的流动，从而将消费数据转化为成分影响。成分法生态足迹模型的特点是：关注人口的衣食住行细节行为，采用生命周期技术，适用于国家、地区、企业、家庭乃至个人生态环境影响评估。该方法对数据要求较高，当数据不确定时可能会产生较大误差
17、，对大多数产品层次消费数据缺乏的国家实际应用有限。四、 项目名称及项目单位项目名称：矿山机械工程项目项目单位：xxx集团有限公司五、 项目建设地点本期项目选址位于xx（以最终选址方案为准），占地面积约48.00亩。项目拟定建设区域地理位置优越，交通便利，规划电力、给排水、通讯等公用设施条件完备，非常适宜本期项目建设。六、 建设规模该项目总占地面积32000.00（折合约48.00亩），预计场区规划总建筑面积57000.89。其中：主体工程39387.46，仓储工程7573.76，行政办公及生活服务设施5530.55，公共工程4509.12。七、 项目建设进度结合该项目建设的实际工作情况，xxx
18、集团有限公司将项目工程的建设周期确定为24个月，其工作内容包括：项目前期准备、工程勘察与设计、土建工程施工、设备采购、设备安装调试、试车投产等。八、 建设投资估算（一）项目总投资构成分析本期项目总投资包括建设投资、建设期利息和流动资金。根据谨慎财务估算，项目总投资26240.41万元，其中：建设投资19794.14万元，占项目总投资的75.43%；建设期利息451.57万元，占项目总投资的1.72%；流动资金5994.70万元，占项目总投资的22.85%。（二）建设投资构成本期项目建设投资19794.14万元，包括工程费用、工程建设其他费用和预备费，其中：工程费用16878.43万元，工程建设
19、其他费用2349.80万元，预备费565.91万元。九、 项目主要技术经济指标（一）财务效益分析根据谨慎财务测算，项目达产后每年营业收入57000.00万元，综合总成本费用45537.31万元，纳税总额5386.69万元，净利润8388.86万元，财务内部收益率24.01%，财务净现值12825.09万元，全部投资回收期5.71年。（二）主要数据及技术指标表主要经济指标一览表序号项目单位指标备注1占地面积32000.00约48.00亩1.1总建筑面积57000.89容积率1.781.2基底面积19520.00建筑系数61.00%1.3投资强度万元/亩395.462总投资万元26240.412.
20、1建设投资万元19794.142.1.1工程费用万元16878.432.1.2工程建设其他费用万元2349.802.1.3预备费万元565.912.2建设期利息万元451.572.3流动资金万元5994.703资金筹措万元26240.413.1自筹资金万元17024.763.2银行贷款万元9215.654营业收入万元57000.00正常运营年份5总成本费用万元45537.316利润总额万元11185.147净利润万元8388.868所得税万元2796.289增值税万元2312.8610税金及附加万元277.5511纳税总额万元5386.6912工业增加值万元17717.3613盈亏平衡点万元2
21、1415.04产值14回收期年5.71含建设期24个月15财务内部收益率24.01%所得税后16财务净现值万元12825.09所得税后十、 层次分析法的基本步骤当一个决策者在对问题进行分析时，首先要将分析对象的因素建立起彼此相关因素的层次系统结构，这种层次结构可以清晰地反映出相关因素（目标、准则、对象）的彼此关系，使得决策者能够把复杂的问题顺理成章，然后进行逐一比较、判断，从中选出最优的方案。运用层次分析法大体上分成四个步骤：建立层次结构模型；构造比较判别矩阵；单准则下层次排序及其一致性检验；层次总排序及其一致性检验。（一）建立层次结构模型层次分析法先将决策的目标、考虑的因素（评价准则）和决策
22、对象（行动方案）按它们之间的相互关系分为最高层、中间层和最低层，其中最高层称为目标层，这一层中只有一个元素，就是该问题要达到的目标或理想的结果；中间层为准则层，层中的元素为实现目标所采用的措施、政策、准则等，准则层中可以不止一层，可以根据问题规模的大小和复杂程度，分为准则层、子准则层；最低层为方案层，这一层包括了实现目标可供选择的方案。据此绘出层次结构模型图，模型中，目标、评价准则和行动方案处于不同的层次，彼此之间关系用线段表示，评价准则可细分多层。在层次结构模型中，各层均由若干因素构成，当某个层次包含因素较多时，可将该层次进一步划分成若干子层次。通常应使各层次中的各因素支配的元素一般不超过9
23、个，这是因为支配元素过多会给两两比较带来困难。一个好的层次结构模型对解决问题极为重要，因此，在构建层次结构模型时，应注意以下四点：1自上至下顺序地存在支配关系，用直线段表示上一层次因素与下一层次因素之间的关系，同一层次及不相邻元素之间不存在支配关系；2整个结构不受层次限制；3最高层只有一个元素，每个元素所支配元素一般不超过9个，元素过多可进一步分层；4对某些具有子层次结构可引入虚元素，使之成为典型层次结构模型。（二）构造比较判别矩阵层次结构建立后，评价者根据自己的知识、经验和判断，从第一个准则层开始向下，逐步确定各层不同因素相对于上一层因素的重要性权数。层次分析法在确定各层不同因素相对于上一层
24、各因素的重要性权数时，通常使用两两比较的方法。（三）单准则下层次排序及其一致性检验层次分析法的信息基础是比较判断矩阵。由于每个准则都支配下一层若干个因素，这样对于每一个准则及它所支配的因素都可以得到一个比较判断矩阵。因此，根据比较判断矩阵如何求出各因素对于准则的相对排序权重的过程称为单准则下的排序。计算权重的方法有多种，其中和法和根法是比较成熟并得到广泛应用的方法。1和法2根法3判断矩阵一致性检验由于客观事物的复杂性，会使我们的判断带有主观性和片面性，完全要求每次比较判断的思维标准一致是不大可能的。事实上，在构建比较判断矩阵时，我们虽然不要求判断具有一致性，但一个混乱的，经不起推敲的比较判断矩阵有可能导致决策的失误，所以我们希望在判断时应大体上的致。而上述计算权重方法，当判断矩阵过于偏离一致性时，其可靠程度也就值得怀疑了，故对于每一层次作单准则排序时，均需要作一致性的检验。（四）层次总排序及其一致性检验1层次总排序计算同一层次中所有元素对于最高层（总目标）的相对重要性标度（又称排序权重向量）称为层次总排序。2总排序一致性检验人们在对各层元素作比较时，尽管每一层中所用的比较尺度基本一致，但各层之间仍可能有所差异，而这种差异将随着层次总排序的逐渐计算而累加起来，因此需要从模型的总体上来检验这种差异尺度的累积是否显著，检验的过程称为层次总排序的一致性检验。