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区域生态质量评价范文

发布时间:2023-09-28 10:30:34

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区域生态质量评价

篇1

近些年来,一些区域经济在快速的发展,同时也会有一些问题产生,其中最严重的就是区域的环境问题。众所周知,在对环境造成破坏的过程中,很多情况是一种无意识的,但是却是非常简单的,一旦人们发现环境遭到了破坏,想要及时的进行补救,其任务量是巨大的,并且区域的生态环境很可能无法恢复原来的状态。正因如此,相关环境管理部门应该加强对于环境的管理工作,这样区域环境的质量才不会持续恶化。[1]

一、区域生态环境质量的评价理论概述

21世纪将是中国振兴和发展最有利的时期,这个时期将会遇到许多严峻的挑战,环境问题就是其中之一,由于环境问题与经济发展和人类的生活密切相关,所以在今天和未来,环境问题都是渴求不断得到发展的需要人类深刻关注的主题。随着全球性资源及环境问题的加剧,世界各国政府都普遍重视对生态环境的研究,尤其在发展中国家迫切的发展要求、有限的资源承载力与脆弱的生态环境之间的矛盾日益尖锐。协调经济发展与资源环境之间的关系,寻求社会经济持续发展,己成为当今科学界所关注的一个重要课题。生态环境质量评价研究从传统地理学对区域自然、社会经济的描述性评价,发展到今天涉及各生态要素不同尺度的综合性评价,目前还没有标准和公认的理论框架,尤其缺少应有的定量化评价方法。[2]

二、理论基础

1.发展阶段

早期局部环境问题的阶段,是一个漫长的历史时期。人类经历了从以采集狩猎为生的游牧生活到以种植和养殖为生的定居生活的转变,人类从完全依赖于大自然的恩赐转变到自觉利用土地、生物、陆地水体和海洋等自然资源来获取生存资料,同时随着人口数量的迅速增加,便开始出现烧荒、垦荒、兴修水利工程等改造活动,引起严重的水土流失、土壤盐渍化或沼泽化等环境问题。近现代过渡环境问题的阶段,工业革命引起的环境问题也开始出现日益复杂化和全球化的特点。当代全球环境问题的阶段,南极上空出现的“臭氧洞”开始,人类环境问题发展到当代环境问题阶段。

2.评价原理

2.1人地关系原理

人地关系是“指人类社会不停地向前发展,人类为了生存的需要,不断地扩大和加深改造与利用地理环境,增强适应地理环境的能力,改变地理环境的面貌,同时地理环境也更加深刻地影响着人类活动的地域特征和地域差异。人地关系理论也是地理学最基本的理论,长期以来它左右着地理学的发展。人地关系研究涉及到地理学、环境学、资源学、人口学、生态学、系统学、经济学、社会学、管理学、行为学、计算技术、信息工程等一系列学科。人地关系的矛盾可以通过减轻人类对自然界作用力的大小,并对其加以调节,当然生态脆弱区的移民更是缓解人地矛盾的主要措施。

2.2生态学原理

生态学是研究生物与环境之间相互关系的学科。诸如能源紧缺、资源枯竭、人口膨胀、食物短缺、环境退化、生态平衡失调等世界性六大基本问题的解决,都有赖于生态学理论的指导来加以克服和解决。生态环境质量评价理论遵循生态学原理的外界进行物质转化、能量流动和信息传递,其转化速度和传递方向随着人类开发强度不同而有所不同。生态学原理包括生态系统平衡原理、食物链(网)原理、生态因子作用原理三种,以广东鼎湖山自然保护区为例,自然保护区的建设迅速发展。截至2012年底,全国共建各种类型、不同级别的自然保护区2194 个,其中国家级226个,省级 733个,地市级396个,县级839个。自然保护区总面积为14822.6万km2,占陆地国土面积的14.8%。其中,14个自然保护区列入世界自然遗产,26个自然保护区加合国教科文组织“国际人与生物圈保护区网络”,27个自然保护区列入“国际重要湿地名录”。[3]

2.3可持续发展

从可持续发展的概念和内涵可以看出可持续性发展的主要任务是保证自然资源60江河源区生态环境质量评价与可持续发展研究的可持续利用、转变传统的生产方式和消费方式、积极地保护环境,以达到自然资源的持续、高效利用,并且不产生环境问题的满足人们日益增长的物质、文化和精神生活的需求。运用可持续发展的原理来进行系统的调控,以使区域经济、社会、资源和可持续发展能力之间达到一种理想的优化状态, 实施这一战略的物质基础是自然资源的永续利用,合理、高效开发利用自然资源,是保证持续利用、保护环境免遭破坏和污染、特别是保护自然生态环境完整性的重要途径。[4]

结束语

综上所述,在经济快速发展的过程中,由于人们过多的重视起经济利益,从而对周围的环境产生了一定的忽视,这就使得区域内的环境质量不能达到国家的要求。对此,我国进行了相关规定的调整,对区域内的环境质量进行评价,这种管理制度在一定程度上可以改善区域内的环境问题,使得环境质量有所提高。[5]

参考文献:

[1] 田文鑫,李柞泳,刘伟等.基于指标规范值的区域生态环境质量灰色聚类评价[J].安徽农业科学,2013,39(19).

[2] 郑新奇,王爱萍.基于RS与GIS的区域生态环境质量综合评价研究--以山东省为例[J].环境科学学报,2014,20(4).

篇2

一、 引言

自2009年被确定为“中国生态旅游年”之后,乡村生态旅游已成为旅游的一种新型业态,成为中国旅游的成长点。从社会经济发展来看,乡村生态旅游作为中国发展农村经济,有效促进农村社会发展的方式,已经引起了各个层面的重视。

为了更好发展旅游业、让旅游业为经济发展做出更大贡献,同时为了科学、合理利用旅游资源及适时、适地的保护资源,就必须要对可利用资源全面、系统、正确、深层次的了解。旅游资源评价作为其中一个环节已经成为改善乡村生态旅游品质、规范乡村生态旅游发展的重要一环,引起了理论界和实践界的重视。本文重点介绍的便是乡村生态旅游资源评价指标体系构建的过程。

二、乡村生态旅游资源评价指标体系构建及应用

(一) 指标构建依据

经过调研和专家研讨,认为现代乡村生态旅游评价指标构建应该在强调的是一种人与自然的和谐美,包含了“乡村”、“生态”、“绿色”、“和谐”等内容基础上,要考虑现代社会发展特点,因此需要借鉴经济学和营销学分析视阈。故在传统的旅游资源平评价指标中,做了以下调整:

1.要素层中增加了对资源乡村性的评价,所包含的指标因子有:农业覆盖率、资源的奇特性、偏远性、乡村居住条件、乡村就业率。

2.生态环境制约层中增加了环境保护条件要素,所包含的指标因子有:景观保护程度、污染治理状况和生态工程建设。

3.在旅游开发条件及发展潜力制约层中增加了旅游地的可进入性要素层。这是对乡村旅游地评价的重要要素,其包含的指标因子有:交通便利度、客源地距离、资源聚集度、地形组合结构。

(二) 乡村生态旅游资源定量评价指标体系构建

参照上构建依据,本文构建的乡村生态旅游资源综合评价指标体系可概括为乡村旅游资源价值、生态环境、旅游开发条件与发展潜力3个部分:

1.乡村旅游资源评价,是旅游资源评价体系中最基础部分,从资源乡村性和资源价值特征两方面去考察,主要包括农业覆盖率、资源的奇特性、偏远性、乡村居住条件、乡村就业率、资源美学观赏价值、历史文化价值、科考教育价值和康娱游憩价值等9项指标;

2.生态环境评价,着重从生态环境质量与保护条件两大方面考量旅游资源所在地的生态环境是否符合开发生乡村态旅游的要求,包括大气质量、水体质量、土地污染指数、生物多样性指数、旅游容量、环境稳定性、适游期长度、景观保护程度、污染治理状况和生态工程建设等10项指标;

3.旅游开发条件与发展潜力评价,主要从可进入性、社会经济条件与客源市场的发展潜力去进行分析、评估,目的在于评价影响、制约乡村生态旅游资源开发、利用的各种外界支持因素和未来持续发展的可能性与机会,包括交通便利度、客源地距离、资源聚集度、地形组合结构,客源市场条件、经济基础、服务设施、高等教育普及率、市场潜力、产品开发潜力、环境优化潜力和品牌创造潜力12项指标。

(三)研究方法及指标设置

对旅游学、生态学、农业学、地理学、经济学、社会学和园林学等不同领域的多位专家进行了问卷调查,问卷采用模糊打分准则,将各级指标重要性非常重要、重要、一般重要、不重要和很不重要5个等级。借鉴层次分析法常用的等级标度进行赋值,可获得评判集:V={9(非常重要),7(重要),5(一般重要),3(不重要),1(很不重要)}。本文采用主成分分析法来确定各指标权重。

主成分分析( PCA)可将多项评价指标综合成少数几个主成分,有效地消除多重共线性,并可以各自的贡献率为权重构造综合指标。孟生旺(1992)根据理论分析,建议用第一主成分作为综合评价指标[13],对专家打分结果进行主成分分析,得到第一主成分的因子。

根据公式g ( i) =wi ×xi对不同层次指标f ( i)进行归一化处理。其中,wi为因子得分系数,xi为各专家对同一指标的打分值fi=gi/∑mi-1gi从而得到权重数集F = (f1 ,f2,...,fm)r ,并且满足∑mi-1=1。从而得到生态旅游指标体系各层的要素权重子集。见表1。

表1乡村生态资源综合评价指标体系

目标层A制约层B要素层C指标层D生态旅游资源综合评价指标指数A乡村旅游

资源价值

(B1)0.349资源存在

价值

(C1)0.508资源种类与规模0.309资源特殊性 0.292资源组合条件 0.221资源聚集度 0.178资源价值特征

(C2)0.492 美学观赏价值 0.230历史文化价值 0.251科考教育价值 0.207康娱休憩价值 0.312 生态环境

(B2)0.361生态环境质量

(C3)0.525大气质量 0.168水体质量0.171土地污染指数 0.128生物多样性指数0.166旅游容量0.124环境稳定性 0.137适游期长度 0.106保护条件

(C4)0.475景观保护程度 0.410污染治理状况 0.318生态工程建设 0.272旅游开发

条件及

发展潜力

(B3)0.290社会经济条件

(C5)0.497区位交通条件 0.277客源市场条件 0.148经济基础 0.131服务设施 0.225高等教育普及率0.219发展潜力

(C6)0.503市场潜力 0.253产品开发潜力 0.276环境优化潜力 0.275品牌创造潜力 0.196三、基于皖南皖北不同旅游县评价

(一) 皖南皖北地区乡村旅游资源综合评价分析

根据所构建指标体系各层次的权重结果分析,基于皖南皖北地区8个县的乡村旅游资源的调查成果、运用模糊综合法对各县的乡村生态旅游资源进行打分,获得皖南、皖北地区各4个县乡村生态旅游资的评价结果如下。

表2乡村旅游资源模糊综合评价

旅游区所属

城市结构优良

度(V1+V2)很好

(V1)较好

(V2)一般(

V3)差

(V4)很差

(V5)黟县黄山市0.9070.4010.5060.0910.0010.001青阳县池州市0.7510.4230.3280.1070.1390.003绩溪县宣城市0.6330.1140.5190.2490.1020.016铜陵县铜陵市0.5990.1050.4940.2270.1460.028颍上县阜阳市0.6070.2780.3290.1040.1540.135涡阳县亳州市0.5780.1890.3890.2050.0960.121五河县蚌埠市0.5430.1520.3910.1330.1230.201萧县宿州市0.4790.1120.3910.2530.1250.143(二) 结果分析

根据表3的评价结果,结构优良度较高的乡村旅游地黟县、青阳县均属于皖南地区,而皖南地区的绩溪县以及其他所研究的皖北地区的结构优良度偏低。这一部分原因是由于黄山市黟县具有世界文化遗产西递—宏村,具有莲花佛国美誉的佛教名山九华山则坐落于池州青阳县,这两个具有较大影响力的旅游地导致了黟县和青阳县的评分较高,其他旅游地区则均缺乏影响力较大的旅游景区。另一重要原因是由于皖南地区旅游资源的生态质量较皖北要高。鉴于评价结果和地区实际旅游状况基本符合,我们可以认为本文所构建的评价体系对实际情况有较好的解释性。

四、结论与讨论

皖南、皖北地区乡村旅游资源丰富,如何对资源进行全面系统的评价、合理开发、利用以及恰当的保护对安徽省旅游业的发展具有重要意义。但现有资源评价指标体系在评价乡村生态旅游资源时存在诸多不足。本文构建了一套较为科学的评价指标体系,并运用所构建评价方法对安徽省的皖南以及皖北共8个县区的乡村生态旅游资源进行了模糊综合评价,所得结果基本符合各地的现实旅游状况。

本文吸取了乡村旅游评价指标体系和生态旅游资源评价指标体系的优点,但是因为专家个人因素,在指标权重赋值时还存在一定缺陷;在相关指标构建设方面,还需要样本数据支撑来进一步帮助验证和完善指标。

参考文献:

篇3

江苏省位居长江、淮河下游,东濒黄海,平原辽阔、土地肥沃,素有“鱼米之乡”的美誉,并以占全国1%的土地面积,创造了约占全国10%的GDP总量。但伴随着经济的腾飞和现代化进程的加快,江苏的耕地面积越来越少,人口越来越集中,各种农业生态环境问题接踵而来。本文拟应用层次分析法(analyticalhierarchprocess,简称AHP)确定各指标的权重,应用权重评价法(综合指数法)分析江苏省农业生态环境质量指数,客观、具体地分析不同区域农业生态环境质量的变化,为区域农业的可持续发展、农业生态环境建设以及进一步发展“优质、高效、外向、生态、安全”的具有江苏特色的农业现代化道路提供理论决策参考。

1研究区域选择与研究方法

1.1研究区域的选择

江苏省位于北纬30°35′-35°07′,总面积10.26×104km2,年降水量783~1167mm,年平均气温13~16℃,气候温和,雨量适中,农业自然条件优越,是我国农业高产区和重要商品粮基地。全国农业资源区划办将江苏省划分为徐连、宁镇扬、沿江、两淮、太湖和沿海6大农村经济区[13]。为了便于调查、收集资料以及减少统计工作量,考虑到自然环境条件、区域经济发展、区位条件等区内相似性和区际差异性;同时,可以涵盖江苏省所有气候类型和经济发展水平,选择邳州、新沂(徐连经济区),东台、大丰(沿海经济区),如皋、金坛(沿江经济区),兴化(宁镇扬经济区),张家港、江阴(太湖经济区)共9个具有代表性的县(市)区域作为评价单元。通过对经济区内典型县评价值加权平均,得到该经济区的评价值。

1.2资料获取

数据来源主要包括遥感数据、土壤普查、地图数据和统计数据。(1)遥感数据:主要来源于美国Landsat卫星的TM影像,用于计算植被覆盖度,选取1995年、2000年、2008年6-8月植被生长季遥感影像。(2)土壤数据:主要来源于全国土壤普查数据。(3)地图数据:主要包括江苏省行政区划图、1∶100万DEM等专题数据。(4)气象数据:采用江苏省气象局提供的各个区域所在站点1995-2008年统计数据。

2农业生态环境质量评价指标的选取与验证

2.1评价指标体系的建立

区域农业生态环境质量综合评价指标体系(U)由自然环境子系统(U1)、土壤生态状况子系统(U2)和环境污染子系统(U3)3部分组成。其中自然环境子系统包括:≥10℃活动积温、年平均气温、年降水量、年日照时数、植被覆盖率、土地复种指数6个指标;土壤生态状况子系统包括:水土流失量、土壤pH值、土壤有机质、土壤全氮、土壤速效磷、土壤速效钾指标。环境污染子系统包括:化肥使用强度、工业废水排放强度、工业废水排放强度、SO2排放强度。

2.2评价指标体系的验证

应用江苏省1995年、2000年、2008年的统计数据,利用主成分分析法在SPSS软件中对区域农业生态环境质量指标体系进行筛选和分析。由表1可知,1995年、2000年、2008年第一主成分与≥10℃活动积温、年平均温度、年日照时数、年降水量、土地复种指数、土壤全氮含量、化肥使用强度、工业废水排放强度、工业废气排放强度和SO2排放强度10个指标存在显著的相关性。其中:≥10℃活动积温、年平均气温、年日照时数、年降水量4个指标均表征农业气候生态状况;前3个指标表征特定区域热量资源,代表气候因素对农业生态发展的影响;土壤全氮含量表征农田土壤理化性质,可以反映人类农业生产活动对农业生态环境质量的影响;化肥使用强度、工业废水排放强度、工业废气排放强度和SO2排放强度4个指标反映了环境污染对农业生态环境质量的影响。因此,第一主成分强调了区域自然环境、土壤因素和环境污染等多方面主导因素的良好组合。

第二主成分与土壤速效磷含量和土壤pH值指标显著相关。第三主成分与植被覆盖度、水土流失量和土壤速效钾含量存在较高的相关性。其中植被覆盖度和水土流失量可以反映农业自然生态环境的变化,代表农业结构对农业生态环境质量发展的影响。因此,第二和第三主成分强调了自然环境、土壤因素的重要性。第四主成分与土壤有机质含量的相关性较高,可以反映土壤生态状况。与1995年相比,2000年、2008年的水土流失量、工业废水、工业废气和SO2排放强度等指标小幅降低,土地复种指数和土壤全氮含量小幅升高,反映出人类农业生产活动对农业生态环境质量产生重要影响。综上,所选指标均能够很好地反映评价区域的农业生态环境质量状况。因此,前4个主成分分析结果可以作为新的综合因子体系,来表征区域农业生态环境质量状况。

3农业生态环境质量评价模型的构建

3.1农业生态环境质量评价指标权重的确定

在评价模型中,各指标权重的确定是一个关键,而层次分析法是一种定性分析与定量分析相结合的决策方法,按照“分解-判断-综合”的思维特点,将多层次、多准则的复杂问题分解为各个组成因素,并将这些因素按支配关系分组,形成递阶层次结构,通过两两比较的方式确定各层次中诸因素的相对重要性。因此本研究在以农业生态系统是否可持续发展为评价目标的基础上,建立基于层次分析法的综合评价模型进行评价。将农业生态系统作为一个复杂系统进行评价。首先要把复杂问题分解为不同的层次,建立由目标层、准则层和指标层的层次结构模型;其次,根据数据资料、专家意见和作者的认识,构建判断矩阵,根据确定的判断矩阵,计算出判断矩阵的最大特征值和特征向量,再对所得的特征向量进行归一化处理,所得的向量分量即为所求的相应因素关于上一层因素的相对权重。通过以上对指标权重的确定方法,因地制宜地计算出区域农业生态环境质量评价中各指标的权重(表2)。

3.2农业生态环境质量评价模型

通常情况下,评价指标分为正向指标和逆向指标两类,以标志值为基准将各指标进行正向和逆向标准化后,进而建立农业生态环境质量评价模型:U=∑ni=1Ai×Ci式中:U为农业生态环境质量综合评价指数;Ai为所选取指标的标志值;Ci为各指标的总权重;n为指标个数。依据数据资料,参照《中华人民共和国环境保护行业标准》,将农业生态环境质量分为5级:优(Ⅰ级)、良(Ⅱ级)、一般(Ⅲ级)、较差(Ⅳ级)和差(Ⅴ级)(表3)。

4区域农业生态环境质量综合评价

应用区域农业生态环境质量综合评价模型,分别计算9个代表县市1995,2000,2008年的农业生态环境质量综合评价指数,通过公式U=∑kj=11kUj(式中:U为区域农业生态环境质量评价指数;Uj为各县市的农业生态环境质量评价指数;k为各经济区所包含的县(市)数),求得5个经济区的农业生态环境质量评价综合指数(图1)。从图1可以看出,徐连、沿江、沿海、宁镇扬和太湖5个经济区的农业生态环境质量指数呈现从北向南的明显下降趋势,以徐连经济区最高,太湖经济区最低。1995-2008年期间,各经济区的农业生态环境质量评价指数均呈明显的下降趋势,其中徐连经济区下降幅度最为明显,从1995年的优秀状态(0.7550)下降到2008年的一般状态(0.4639);太湖经济区的农业生态环境质量评价指数下降幅度较小,从1995年的高层次一般状态(0.5480)下降到2008年的低层次一般状态(0.4661)。1995年徐连经济区农业生态环境质量指数值最高,太湖经济区最低;2008年宁镇扬经济区农业生态环境质量指数值最高,徐连和太湖经济区最低。宁镇扬经济区由于受社会经济基础等众多因素的影响,生态环境质量状况逐渐变差,但是降低幅度较小。

为了更深入了解区域农业生态环境质量的时空变异,选取生态环境质量指数变化最大的徐连经济区和太湖经济区及其中的代表区域(徐连经济区:邳州和新沂,太湖经济区:张家港和江阴)为研究对象,分析其1999-2008年连续10年的农业生态环境质量时空变化。图2表明,在1999-2003年期间,新沂的农业生态环境质量总体上呈下降的趋势,但仍长期处于良好水平,分别从高层次的良好(0.6018)转变为低层次的良好状况(0.5572),2004年后总体发展趋势继续下降,进入到较低的一般状态(0.4576)。邳州是4个代表区域中农业生态环境质量状况起点最高,但降低速度最快的,由1999年最高的0.6347降低到2008年的0.4602,农业生态环境质量状况从良好状况逐渐降低到一般状况,并且一直处于恶化的发展态势。江阴和张家港两区域的农业生态环境质量状况明显低于邳州和新沂,自1999年以来持续保持逐年下降的态势,从1999年的高层次的一般降低到低层次的一般状态,波动幅度较小,农业生态环境质量状况较稳定。

5结论与讨论

江苏省不同区域的农业生态环境质量指数随时间的推移,从北向南呈明显的下降趋势,表现出明显的时空变异。以徐连经济区的生态环境质量指数最高,沿江、沿海和宁镇扬经济区次之,太湖经济区最低。在本研究中的江苏省5个经济区,其农业生态环境质量评价指数均呈明显的下降趋势,以徐连经济区的生态环境质量指数下降最快,太湖经济区农业生态环境质量评价指数下降最慢,但徐连经济区农业生态环境质量状况明显好于太湖经济区。究其原因,主要有以下两点:

(1)太湖经济区的生态环境质量状况总体水平较低,目前该经济区的农业生态环境发展趋于平稳,质量状况降低缓慢。该经济区自然条件和社会经济条件在全省仍都处于前列,是全省乃至全国乡镇企业发展最早、水平最高的地区之一,农村工业成为占绝对优势的乡村产业结构。由于经济发达,外来劳动力纷纷涌入,人多地少的矛盾尤为突出,能源、原材料的严重短缺,耕地不断减少,工业“三废”污染强度过高,致使植被覆盖降低与水土流失增强,很大程度上抵消了该地区在自然和社会经济条件下的优势,生态环境质量一直处于较低水平。

篇4

经济发展既给环境带来冲击,也对环境保护产生了急迫需求。为了防止农业生态环境恶化,防患于未然,农业生态环境质量评价显得越发重要。环境质量评价是环境管理的重要组成部分,它可以为环境保护和建设提供了可靠的数据资料,为环境保护和建设打下前提和基础。

环境质量是环境系统客观存在的一种本质属性,并能用定性和定量的方法加以描述的环境系统所处的状态。农业生态环境质量评价是指以区域农业生态环境为评价对象,依据农业生态系统属性数据和资料,选取科学的环境质量评价指标而进行的环境质量综合评价。它为环境评价、环境规划与建设和保护提供了现实依据和基础。

1 环境质量评价指标的选取

1.1 选取评价指标的原则:科学性原则。选取的评价指标应科学、准确,要选取能反映所评价农业生态环境质量特征以及生态环境质量现状的综合指标。为了使选取的目标具有可比性,相邻地区的指标应统一量化,方便横向与纵向比较。

主导性或代表性原则。制约农业生态环境的因素很多,利用单一因子对农业生态环境质量及变化做出全面、科学的评价,指标过多又很难操作,应选择具有代表性的、可比较的,能直接反映区域农业生态环境质量的特征的主导性指标。

可操作性。指标体系的建立必须具有可行性,评价指标的设计必须考虑其指标采集工作的可操作性,没有办法量化的资料不能称其为指标。其次,选取指标时应注意灵活性即在农业生态环境质量发生变化时,能明显地表现出它的变化和征兆,这样选取的指标才有意义。

适用性原则。环境的可持续发展与任何一个农业生态环境管理的目标是一致的,故选取的指标应具有一致性,即适用性。当然,不同区域的环境具有不同的具体特点,因而应根据不同区域的农业生态环境特点建立不同的标准。

1.2 评价指标体系的选择:当前关于评价体系的研究,多注重分层、分系统等方面。例如:李英等人针对济南地区生态环境所展现出来的现实特点进行研究,构建了济南区域生态环境质量评估体系。此类指标体系具体到要素层共包括了31个要素,用于对济南市区在内的111个乡镇进行逐层评价。第一层为目标层,反映生态质量总数;第二层为系统层,由5个子系统构成,分别是生态脆弱度、生态影响度、生态抗逆水平、人文发展度以及自然资源禀赋;第三层为状态层,对上一层具体评价指标加以体现,并揭示它们之间存在的关系。第四层为要素层,用来评析初始目标对象。“朱晓华等分别以徐州等地做为生态环境质量评估体系研究的目标区域。区域生态的总目标层由社会经济

自然复合生态系统构成,以综合指数所表现出来的特征来评析区域内生态环境质量的总体水平。环境、自然、环境污染和社会经济4个子系统构成了制约层。16个基本要素组成各个子系统构成了要素层。28个直接度量因子构成了指标层。孙希华将山东的农业生态环境质量作为评价的总指标,其评价准则主要由经济要素、社会要素、技术要素和自然环境要素所构成,每一准则层由不同的要素组成,48个要素组成所需评价的要素层”。运用“树木活力”法对吉林生态环境质量进行评价这一新的综合生态指标由千庆兰提出,补充在通常状况下要想科学、全面地解决生态环境质量目前存在的不足,仅仅依靠单一的环境指标是不够的。

本文评价体系的建立,基于以下考虑:一是使指标体系能够完整准确地反映农业生态环境质量状况;二是使指标体系最简单化。在此原则的基础上,确立农业生态环境质量评价指标体系。一般来说,农业生态环境评价指标体系分为一级指标体系和多级指标体系。通常情况下,一级指标体系不能完整而清晰地反映多层次属性的特点。而农业生态环境又是由多个子系统构成的,各个系统之间的相互作用将直接影响整个生态系统的质量。因此,多级指标体系能够清晰准确地反映各子系统之间差异及生态环境的不同层次,因此目前多级指标体系比较常用,其中多以二级指标体系为常见。

根据以上宗旨,农业生态环境质量整个指标体系得以确立。通常把农业生态环境又分为四个子体系:“生境资源状况体系、生物状况体系、生态状况体系和环境污染体系。生境资源状况体系由四个指标组成:“人均拥有耕地面积(亩/人)、草地面积占有比率(%)、水域面积占有比率(%)、森林覆盖面积比率。”环境污染体系由三个指标组成:“灌溉水质量、农田土壤环境质量、农田大气环境质量。”生物状况体系由两个指标组成:农作物中重金属含量、农作物中农药含量。

生态状况体系由五个指标组成:“水土流失比率(%)、水土三化比率(%)、每亩平均施化肥量(千克/亩)、每亩平均施农药量(克/亩)、农田土壤有机质含量(%)。”

2 环境质量评价的一般方法

生态环境评价方法就是指为了满足生态环境过程中的一系列目标要求,所采用的程序步骤和相应的技术方法。国内外已经提出应用的环境质量评价方法是多种多样的,至今我国尚未形成统一的方法系列,较成熟的方法有:

2.1 指数法与综合指数法:即加权平均法。在农业生态环境质量评价中应用这种方法最重要的是评价指标权重的确定,一般都是采用比较易行的德尔菲法(专家评分法)。它可以简便、直观地体现出农业生态环境质量评价的综合性、整体性和层次性。但是该方法的不足是主观性比较大,因为专家在打分的过程中,主观因素和自己的经验,都在左右着分值的确定。

在确定评价指标体系和评价标准后,根据评价因素的相对重要性确定其权重值,将各因素的变化值得出综合评价值。通常采用的数学模型按因子之间的相互相联性、构成模式,第一步计算出各评价因子的加权质量指数,然后再按评价因子的归属关系得出三个因子集的质量分指数,最终由因子集质量分指数得出评价区域的生态环境质量综合指数。

质量指数分为子体系指数和总指数两级。共有四个子体系:灌溉用水子体系、农田大气子体系、农田土壤子体系和其他生态环境子体系。每个子体系由若干指标组成。由指标值求出指数值。总指数值由四个子体系的分数值加权和得出。然后根据加权值的大小来得出环境质量的好坏。

2.2 模糊综合评价方法:环境质量具有精确与模糊、确定与不确定的特性,所以环境质量评价中又引入了模糊综合评价法。模糊方法是20世纪60年代美国科学家扎德教授创立的。因此评价过程中充分利用模糊信息,以及评判结果用模糊性的语言,该方法既有严格的定量刻划,也有对难以定量分析的模糊现象进行主观上的定性描述,把定性描述和定量分析紧密地结合起来,是近年来发展较快的一种新方法。

篇5

1.1平潭县海坛岛概况海坛岛地处福建省沿海中部,位于北纬25°16′-25°44′,东经119°32′-120°10′之间,面积267.13km2,是福建省第一大岛,著名渔业基地。属南亚热带海洋性季风气候,年均温19.45℃,年降水量在900~1200mm,属福建省少雨区之一。历年平均相对湿度为81%,年平均蒸发量为1917.4mm。年平均风速8.4m/s,受台风影响,常出现极大风速,滨海地区全年平均大风(7级以上)日数为125d,是全国强风区之一。海坛岛属于陆连岛性质,地势南北高、中部低,地形以花岗岩丘陵为主。土壤严重侵蚀,主要土壤类型有风积新成土、砾土和红壤。岛上现有植被均呈现明显旱中生特征,森林群落均为人工林,最主要的有滨海沙地和台地上的木麻黄林(Casuarinaeq-uisetifolia)、黑松林(Pinusthunbengii)、台湾相思树林(AcaciaconfusaMerr)等;荒山荒坡上主要分布着较为耐旱的旱中生灌丛和草本植物群落,如仙人掌(Opuntiadillenii)、龙舌兰(Agaveamericana)等;海坛岛隶属于福建省平潭县,县辖7个镇、8个乡、11个社区居委会、192个村委会,人口39.2万,距台湾仅126km,是祖国大陆距台湾最近的县份,现在已被批准成为建设海峡西岸经济区综合实验区。

1.2数据来源与处理为了反映研究区当前景观生态质量现状及其动态变化情况,既能保证研究时段具有足够的跨度,又能使得数据易于准确获取,本研究采用海坛岛2003年和2009年Landsat7ETM+5,4,3波段合成影像和常规社会经济统计数据作为研究的信息源。研究区景观生态类型划分是以土地利用类型为基础,依据“国土资源部2007年土地分类标准”,并结合海坛岛景观生态实际状况,本文将海坛岛景观生态系统划分为7个一级类别(耕地、林地、灌草地、居民点及工矿用地、交通用地、水域、未利用地)和10个二级类别。在此基础上利用1∶15万地形图校正影像图,通过野外调查采集的GPS定点、照片等资料与遥感影像对照,建立解译标志。运用软件ArcviewGIS3.3对影像进行目视解译,得到研究区2期的土地利用矢量图,并对解译结果进行随机选点,通过野外踏查进行数据校正。进一步将矢量图转换成像元大小为5m的栅格图像,使用Fragstats3.3从中提取该区2003年和2009年的类型水平景观格局指数(包括斑块结合度指数、斑块聚合度指数)和景观水平的景观格局指数(包括Shannon-weaver多样性指数、景观分维数、景观变异系数和景观破碎度)。

2景观生态质量评价方法

2.1评价指标选取原则

2.1.1综合性原则所建立的指标体系应该能够从不同角度反映景观生态质量的基本内涵和特征,指标体系内容要划分清晰合理,涵盖全面无重复,既包括景观生态系统在自身结构,稳定性和产出功能方面的指标,又包括自然因素和人为因素造成的生态学干扰方面的指标,以求综合反映影响区域景观生态质量的各种内在和外在因素。

2.1.2主导因素原则在全面分析各因素的基础上,找出影响区域景观生态质量的主导因素,因地制宜地选取能够反映景观生态质量优劣状况及突出特征,具有区域代表性的评价指标,从而提高评价结果的准确性,减少评价的工作量。

2.1.3动态差异性原则景观生态质量变化具有过程性,这就决定了评价应该具有动态变化性,选取的评价指标要能反映景观生态质量的状况和变化趋势。并且要选择那些在评价区域有明显变化的,又不相互重复的评价指标。

2.1.4可操作性原则在评价中应该尽量考虑评价方法是否可以操作,理论研究是否现实可行,数据资料是否可以准确获取,计算过程是否简便不繁杂,指标是否易于量化并且不受主观影响,所以应该尽量利用现有资料,选择有代表性的指标。

2.2景观生态质量评价指标体系关于景观生态质量评价的指标选择问题,国内一些学者从植被景观类型、景观格局、土地利用等方面做了一定的研究[5-7]。根据以上指标选择原则,本文对海坛岛进行景观生态质量评价拟从景观稳定性、景观受干扰度和景观产出功能等方面出发,所构建的评价指标体系由目标层、准则层、指标层组成(如表1所示)。

2.2.1景观稳定性景观稳定性是生态系统的重要特征,有两方面含义:一是指系统保持现状的能力,即抗干扰能力;二是系统受到干扰后回到原状态的能力,即扰动后的恢复能力[8]。自然景观的分布状况和景观格局的空间异质性都对景观稳定性产生重要影响,所以本文选择植被覆盖度指数、水域面积比率、景观多样性指数、景观分维数和景观变异系数等指标来评价。(1)植被覆盖度指数。不同的植被类型具有不同的结构和功能,因而它们对改善景观生态质量的贡献程度也不尽相同。为了明显区分贡献程度的差异,由大到小规定以下3种植被类型的重要值为:有林地取3、疏林地取2、灌草地取1。各植被类型得分为其面积比例与其重要值的乘积。以下式来反映植被覆盖程度:S1=(X1/A)×3+(X2/A)×2+(X3/A)×1(1)式中:S1———植被覆盖度指数;X1———有林地面积;X2———疏林地面积;X3———灌草地面积;A———景观总面积(下同)。(2)水域面积比率。S2=Xi/A(2)式中:S2———水域面积比率;Xi———景观中河流、水体的面积总和。(3)景观多样性指数。景观多样性指数是基于信息论用来度量系统结构组成复杂程度的一些指数[9],本文选取的是Shannon-Weaver多样性指数S3=∑mi=1(PilnPi)(3)式中:S3———景观多样性指数;i———斑块类型;Pi———斑块类型在景观中出现的概率;m———景观中斑块类型的总数。(4)景观分维数。在用分维数来描述景观斑块镶嵌体的几何形状复杂性时,通常采用线性回归方法,即S4=2s,式中:s———对景观中所有斑块的周长和面积的对数回归而产生的斜率[9]。(5)景观变异系数S5=Ds/Dm(4)式中:S5———景观变异系数;Ds———景观面积标准差;Dm———整个区域景观面积平均值[8]。#p#分页标题#e#

2.2.2景观受干扰度人类进行土地利用活动对于景观生态系统来说属于一种生态学干扰,会导致景观异质性结构的变化,并且会进一步造成对群落和生态系统结构和功能的影响[10]。人类对土地利用越频繁,土地利用压力越大,景观受干扰度就越大,景观也变得更加破碎。因此,景观受干扰度可以用景观破碎度指数、居住用地干扰指数、交通用地面积比率、沙地干扰指数和农业用地分布指数来衡量。(1)景观破碎度指数。景观破碎度指景观被分割的破碎程度,反映景观斑块的面积异质性,斑块面积越小,景观破碎度越大,景观异质性越高[11]。I1=(Np-1)/A(5)式中:I1———景观破碎化程度;Np———景观中各类斑块总数。(2)居住用地干扰指数I2=(α/A)+(N1/Np)(6)式中:I2———居住用地干扰指数;α———景观中居住用地总面积(hm2);N1———居住用地斑块总数;Np———景观中各类斑块总数。(3)交通用地面积比率I3=β/A(7)式中:I3———交通用地在景观中的面积比率;β———交通用地面积(hm2)。(4)沙地干扰指数I4=(γ/A)×C(8)式中:I4———沙地干扰指数;γ———景观中沙地总面积(hm2);C———沙地斑块结合度指数(Cohesion)。(5)农业用地分布指数I5=(δ/A)×AI(9)式中:I5———农业用地在景观中的分布情况;δ———农业用地面积;AI———农业用地斑块聚合度指数。

2.2.3景观产出功能景观产出功能反映了景观的经济利用可行性与生产力目标,景观产出功能越好,景观为人类提供物质产品的能力越强,景观生态状况越良好[12]。由此可以看出,景观产出功能是影响景观生态质量的主要因素之一,本文选择以下3个指标来反映景观的产出功能。(1)地均工农业总产值(P1):景观内单位面积的工农业总产值,反映该区域土地的直接产出能力。(2)粮食作物单位产量(P2):景观内主要粮食作物的单位面积产量。(3)水产养殖指数P3=(ε/A)+(N2/Np)(10)式中:P3———水产养殖指数;ε———景观中水产养殖用地总面积(hm2);N2———水产养殖用地斑块总数;Np———景观中各类斑块总数。

2.3评价指标标准化

本文采用均值法[13]对景观生态质量评价所筛选的指标进行标准化处理。yij=xijx珚j(11)式中:yij———第j个指标第i年的标准化值;xij———第j个指标第i个年份的指标值;x珚j———第j个指标的平均值。由于所选取的评价指标有正逆之分,逆指标数值大小与景观生态质量的高低成反比,如本文选取的景观变异系数和景观受干扰度准则下属的5个指标,数值越小越好。所以,在综合评价时,首先必须将指标同趋势化,本文采用取倒数的方式把逆向指标正向化。

2.4指标权重

由于区域景观生态质量评价所选取的指标具有较强的综合性,本文采用熵权法[14],根据各评价指标提供的信息,客观确定其权重。首先,假设景观生态质量评价中有n个指标,m个评价年份,建立一个评价的原始矩阵R=(rij)m×n,(i=1,…,m,j=1,…,n),式中:rij———第j个指标第i个年份的统计值。然后,对标准化后的评价指标值计算其信息熵,第j个指标的信息熵Hj可定义为Hj=-k∑mi=1fijlnfij(12)式中:fij=rij∑mi=1rij,k=1lnm(假定:当fij=0时,fijlnfij=0)。最后,根据下式来确定第j个指标的熵权wjwj=1-Hjn-∑nj=1Hj(13)2.5评价方法本文应用综合评价法,建立研究区景观生态质量评价模型如下:LEQ=∑njwj×Cj(14)式中:LEQ———景观生态质量评价指数;wj———第j个指标的权重;Cj———第j个指标的标准化值,n为评价指标个数。

3基于土地利用的景观生态质量综合评价

根据上面所述的原则和方法,本文构建了研究区景观生态质量评价指标体系,根据公式(1)对2003年和2009年该区域各项评价指标的实际值进行标准化处理,然后将标准化值代入公式(2)进行各个评价指标信息熵Hj的计算,再将各指标的Hj代入公式(3)得到各指标的熵权ωj,如表1所示,最后由属于同一准则的指标权重进行加和得到该准则相对于景观生态质量的权重,如表2所示。表1中,从海坛岛景观生态质量评价指标权重的分布上看,对景观生态质量有重要影响的指标主要有地均工农业总产值、水产养殖指数等,这些指标可以反映出区域景观产出功能的大小。另外还有一些主要影响指标,如沙地干扰指数、居住用地干扰指数和景观破碎度指数,可以反映出区域景观受外界干扰的程度。而植被覆盖度指数、景观多样性指数和景观分维数等指标对该区景观生态质量的变化影响最小。由表2可以看出,景观受干扰度和景观产出功能两大评价准则对于区域景观生态质量的高低起到主要影响作用,这与表1的结果能够很好的吻合。将评价指标的标准化值和其相应的权重值代入到本文所建立的景观生态质量评价模型当中,可以得到福建省海坛岛2003年和2009年的景观生态质量各个评价准则得分值及综合评价值,具体结果如表3。由上述评价结果可知,在近6a时间里,海坛岛景观生态质量总体情况不但没有变差,还有了明显改善。在景观生态质量评价体系中,景观稳定性、景观受干扰度和景观产出功能这3个评价准则对于该地区景观生态质量的提高贡献度大小各不相同,由此我们可以做出以下分析:

(1)从以上反映景观生态质量的3个准则来看,在同一年中,景观生态稳定性的评价值最低,而且与其他准则差别也较明显,其相应的权重(0.0616)也是3个准则中最低的,这说明该准则在研究区景观生态质量变化过程中的作用不显著。景观受干扰度的评价值在2003年高于景观产出功能,到了2009年,景观产出功能的评价值超过了前者,这一现象可以反映出景观产出功能对景观生态质量的影响力逐渐提高。2003-2009年3个准则层的评价值均有所提高,增加最多的是景观产出功能准则,评价值提高了0.2288;相反,评价值最低的景观生态稳定性准则提高量也是最少,只增加了0.0068,这可以进一步说明景观产出功能准则是对于这段时间内海坛岛景观生态质量的提高起到关键作用。#p#分页标题#e#

(2)在景观稳定性准则中,植被覆盖度指数和景观变异系数评价值有所增加,表明海坛岛景观生态系统自身稳定性不断增强,抵抗外界干扰和受干扰后恢复的能力也得到提高,这与福建省沿海防护林体系建设工程的顺利实施,平潭县继续加强森林监管和大力开展植树造林工程紧密相关。景观多样性指数和景观分维数基本保持不变并略有增加,说明该区景观生态系统的空间异质性没有因为社会经济建设的发展和人为干扰而降低,反而有向良性发展的态势。水域面积比率能够反映出该地区地表水资源的基本情况,作为一个海岛县,水资源贫乏将成为社会经济发展的瓶颈,所以水域面积的减少必须引起有关部门的重视。

(3)景观受干扰度的评价值成增加趋势,主要是由于沙地干扰指数和农业用地干扰指数的得分有了明显提高。从20世纪50年代以来,平潭县不断加强沿海防护林体系建设,积极退耕还林还草,加强对沿海沙地的治理,有效减少风沙危害。农业用地的面积和聚集度均减小,土地利用单一化趋势得到改善,这使研究区景观空间异质性得到增强,有利于生物多样性的提高,景观生态质量转好。居住用地干扰指数和交通用地面积比率得分值稍有降低,景观破碎程度成增加趋势,说明人类活动对景观的干扰有所加强,不合理的土地利用模式导致区域景观更加破碎,景观维持自身结构和功能的能力受到影响。

(4)景观产出功能反映了景观的经济利用可行性和生产力目标,研究区工农业总产值、粮食作物总产量和水产品产量都有大幅提高,表明该区景观产出功能有了显著提高,景观为人类提供物质产品的能力进一步增强,景观生态质量状况得到改善。这是海坛岛沿海防护林对当地生态环境状况改善的直接结果,并且与平潭县人民利用对台有利区位,加强两岸交流与合作,快速发展地区经济有着密切联系,同时也为加快海峡西岸经济区的建设提供了物质基础。

4结论与建议

福建省海坛岛作为一个海岛县,其景观生态系统既具有自身相对独立性,又会受到人类活动的影响,土地利用活动在海岛开发建设当中表现尤为突出。本文根据海坛岛地理位置的特殊性,从土地利用的视角构建该区景观生态质量评价指标体系,采用熵权法为评价指标赋予权重,并建立了景观生态质量评价模型,研究结果表明:海坛岛从2003-2009年景观生态质量状况有了明显改善,植被覆盖度逐渐增加,风沙威胁进一步降低,农业用地单一化的土地利用状况有所改善,景观总体产出功能有了很大提高,整个景观有向良性发展的趋势。但是,由于当地建设用地没有合理布局,导致整个景观破碎化程度有所加重,并且水资源缺乏也成为该地发展过程中的重要阻力。景观生态质量的高低受到多方面因素的影响,评价时需要建立极其复杂的评价指标体系,目前单独对区域景观生态质量评价的研究并不多见,本文尝试性地从土地利用视角出发,选择一些可操作性强的指标进行评价,还不能全面反映当地的景观生态质量状况,需要进一步加强评价指标体系构建研究,不断改进评价模型,以求景观生态质量研究能够更好地为区域景观生态建设服务。平潭县作为建设海峡西岸经济区先行先试综合实验区,具有独特的对台区位优势和后发优势,为了进一步改善海坛岛的景观生态质量状况,实现海坛岛景观生态系统的可持续发展,基于评价结果,本文建议如下:

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