发布时间:2023-09-28 10:30:34
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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).
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:
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。
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。
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:
实时准确的环境监测数据是开展环境管理和科学研究活动的基础,全国环境监测总站以及各地环境监测中心已积累了大量的环境监测数据资源,包括国控、省控、市控等地表水、饮用水监测数据,大气质量和酸雨监测数据,功能区和道路噪声监测数据[1]。这些数据资源是环境管理、应急决策和生态文明建设的重要支撑数据,如何利用现代化信息技术,对这些数据资源进行科学的管理、挖掘分析和可视化表达,充分发挥它们在环境管理、环境应急决策中的作用,促进环境友好型社会,是各地环境保护的必然要求。与此同时,基于这些数据资源,结合GIS技术,通过一种灵活可定制的手段自动适应国家环保部、省、市对生态文明城市、生态省、生态城市环境质量评价分析的需求,提供环境监测数据的科学管理、高效查询、自适应与多维评价、监测数据空间化等功能,实现“一套数据、多种应用”,减轻各地环境监测中心数据统计分析人员的负担,实现科学、高效和直观形象的环境质量评价分析,为环境管理和保护决策提供辅助支撑。
GIS以其强大的数据处理、分析计算功能,在环境领域得到了广泛的应用[2]。21世纪以来,国家环保部组织开发了国家环境监测信息系统(NESMIS)。随着GIS技术在环境领域的广泛结合使用,在监测数据审核分析与评价系统开发上也取得较大的发展[3]。目前环境监测信息化建设方面仍存在的主要问题有:①环境监测数据的审核及分析应用仍过多依赖工作人员的经验,监测数据分析系统的开发与应用仍较缺乏[4];②难以满足不同时空尺度的环境质量评价和成果的定制化展示;③难以灵活满足不同评价标准、评价部门对环境质量评价的需要;④监测数据和评价分析结果无法实时展现在GIS地图上等[3]。针对这些问题,为实现环境监测数据科学、高效、直观形象的环境质量评价分析,笔者开发设计了一种灵活的、可适应不同环境保护主管部门、不同评价标准和评价时空尺度的环境监测信息管理与分析系统。
1环境监测数据模型分析
环境监测的对象通常包括污染源和环境质量状况两方面。环境监测包括水环境、大气环境、噪声环境3大类型,水环境又分地表水、饮用水、近岸海域;大气环境又分空气质量、大气降水质量;噪声环境又分区域、功能区、交通道路。地表水数据包括:河流地表水、湖库地表水、近海海域地表水监测数据,以及水期代码、水域功能类别、湖库类型、中国海区代码、重点海域代码、近岸海域水质标准分类、近岸海域水质标准限值等辅助数据。空气环境数据包括:大气监测点基本信息、大气质量监测数据、大气降水监测数据,以及行政区域代码、监测点级别类型、空气环境质量标准分类、空气监测项目标准限值、空气污染指数计算参数、空气污染指数分类、酸雨强度分级等辅助数据。噪声环境数据包括:噪声监测点基本情况、区域定期监测噪声、道路交通噪声、功能区噪声监测数据,以及噪声测点类型、噪声功能区类型、噪声声源类型等辅助数据等[5]。
环境监测数据库通常包含4个部分:共用的数据库表(系统运行,水环境、空气环境、噪声环境质量评价时都需要的数据库表)、水环境监测与评价数据库表、空气环境监测与评价数据库表以及噪声环境监测与评价数据库表。共用数据库主要存放系统运行所需要的基础字典表,以及水、空气、噪声环境质量评价时都需要的公共数据库表。地表水监测与质量评价数据库表主要由地表水水质监测原始表、地表水水质监测字典表及取值说明、地表水水质评价表和近海海域水质监测原始表、字典表及取值说明、评价数据库表构成。空气质量监测与评价数据库表主要由空气质量监测原始表、空气质量评价字典表及取值、空气质量评价表构成。噪声质量监测与评价数据库表主要由噪声环境监测原始数据表、噪声环境字典表及取值、噪声环境质量评价表构成。环境监测数据库构成见图1。
2环境监测数据管理与评价业务流程
环境监测数据管理与综合分析系统业务流程总体上分为以下4个阶段(图2):
(1)数据导入管理阶段。该阶段系统管理员分配好系统
操作的用户和权限后,数据管理员从已有的国家系统(或环境自动监测数据库)中导入环境监测数据。
(2)评价分析模板定制阶段。该阶段环境质量统计分析人员利用系统进行水环境质量、空气环境质量、噪声环境质量评价分析模板的定制,主要定制参与评价的环境指标、评价标准等。
(3)环境质量评价分析阶段。该阶段环境质量评价分析人员利用系统进行按月、季、年或任意时间的站位、区域等层次的水环境、空气环境、噪声环境质量评价和变化趋势分析。
(4)评价结果可视化输出阶段。评价结束后,通过表格、统计图表或地理空间图层,对评价结果进行可视化表达。基于环境监测数据和评价结果,根据隐含的监测点空间位置信息,利用GIS技术,对环境监测点及其评价分析结果进行空间化处理,动态生成空间图层,从而实现环境质量监测和评价分析结果的可视化。
3环境监测数据管理与评价分析系统设计
3.1系统开发的核心业务分析
系统开发的核心业务是对地表水环境质量、饮用水环境质量、空气环境质量、噪声环境
质量等进行评价分析。
3.1.1地表水分析评价。能够按月、季度、水期、年或任意期范围进行监测因子质量评价、站位水质评价、市控以上站位水质评价、水系水质评价、湖库水质评价、近岸海域监测因子水质评价、近岸海域站位水质评价、近岸海域功能区水质评价;可生成全市地表水水质类别分布图、地表水功能达标状况分布图、近岸海域水质状况图,能开展污染因子及综合污染指数趋势分析。具体需求评价因素较多,不一一赘述。如站位水质评价因素包括站位水质类别、水质达标率、水质达标否、达III类标准率、达III类标准否、综合污染指数、主要污染指标及最大超标倍数等。
3.1.2饮用水水质评价。能够按月、季度、水期、年或任意期范围进行单个饮用水站位水质评价、水源地100%达标站位数及比例、污染因子及综合污染指数趋势分析等,除计算地表水通用因子外,还要计算饮用水专用指标。具体需求评价因素较多,不一一赘述。如单个饮用水站位水质评价因素包括28项指标达标率、16项指标达标率、超标项目和频次、项次达标率、均值超标因子、水质类别等。
3.1.3大气环境质量评价。能够按月、季度、年及任意时间进行评价;评价指标主要是二氧化硫、二氧化氮、可吸入颗粒物、降尘,具体为能进行测点/区域空气质量评价、测点/区域空气日报、测点/区域降水质量评价,能生成全市降水酸雨强度分布图,能进行污染因子及综合污染指数趋势分析。
3.1.4噪声质量评价。能够对功能区、区域和交通噪声进行评价;能开展功能区噪声质量评价、区域噪声质量评价,交通噪声质量评价;可生成市区区域噪声声级分布图、交通噪声声级分布图。
3.2系统逻辑结构
系统以实用性、稳定安全性、灵活扩展性、易操作性为设计原则。系统的总体架构纵向上下至上依次为基础设施层、数据资源层、功能层和用户层。环境监测数据管理与评价分析系统逻辑结构见图3。
3.3系统功能体系
为了实现系统总体目标,系统包括5大功能体系模块:系统定制模块、数据导入管理模块、环境质量评价模块、环境质量时空特征分析模块和统计输出模块。系统功能体系见图4。
4宁波市环境监测数据管理与评价分析系统的实现
基于上述的分析设计,以宁波环境监测数据管理与分析为例,实现了宁波市环境监测数据管理与评价分析系统。该系统基于C/S结构,在.NET环境下,采用C#开发语言,ArcEngine地理信息组件编程实现,后台数据库采用SQL Server。运行环境:Windows 2003 Server或Windows 2000 professional/XP等操作系统,ArcGIS Engine Developer Kit等GIS软件,SQL Server 2000或SQL Server 2005数据库系统及.Net Framwork2.0。
宁波市环境监测数据管理与评价分析系统实现了环境质量评价分析定制、基于表格的评价分析结果定制、多年变化分析以及评价分析结果GIS表达。主要分为以下7种功能。
(1)基础功能。包括系统登录、用户管理、切换年份、修改密码、评价模板管理(增加、删除、编辑模板)、地表水站位评价模板、样式管理功能,如图5。
(2)数据管理功能。包括监测数据导入、近岸海域数据导入、饮用水数据导入、数据编辑、监测数据浏览功能。
(3)水环境质量评价分析功能。包括饮用水质量评价分析(图6)、地表水环境评价、湖库水环境评价、近岸水域水质评价分析功能。饮用水、地表水、湖库水环境评价主要实现了监测数据统计计算、水质评价功能,水质评价是指根据评价模板及其他参数能完成饮用水、地表水、湖库水数据评价及评价结果查看功能,能实现评价结果的导出、打印功能。如图7所示,近岸海域水质评价功能主要完成监测数据统计计算、近岸海域数据的评价及评价结果查看功能;并可根据提供多年数据的比较分析进行地表水、湖库水水质变化分析功能,系统提供了表格、折线图、柱状图等多种分析方式。其他部分的变化分析功能与此相同。
(4)大气环境质量评价分析功能。该模块实现了监测数据统计计算、空气质量评价、大气降水评价、空气质量变化分析功能,上述功能均能完成数据评价及评价结果查看功能,如图8所示。质量变化分析分析内容丰富,其中空气质量变化分析包括空气质量日报、空气质量日报综合统计、测站空气质量日报统计、监测因子浓度、监测因子百分位浓度值、综合污染指数、空气污染指数、大气降水内容。
(5)声环境质量评价分析功能。该模块实现了监测数据统计计算、功能区噪声和区域噪声及交通噪声质量评价功能。功能区噪声主要分析功能区噪声的监测数据,分析出噪声数据、昼夜等效声级图及功能区噪声趋势;区域噪声主要分析区域噪声数据及区域噪声趋势;交通噪声主要分析交通噪声数据及交通噪声趋势。
(6)GIS地图功能。如图9所示,地图操作主界面主要分为3部分:地图显示区域、图层控制区域和地图工具条区域。也可实现图层符号设置、注记设置和图层属性表查看等图层控制操作,可实现地图保存、地图缩放、移动、视图、信息查看、增加图层、图片输出打印等地图基本操作。
(7)环境质量专题图功能。环境质量专题图主要是利用GIS的地图展现方式,将环境的日常监测数据以及分析汇总数据进行专题展示,从而让用户对监测数据和分析结果有更加直观的认识,便于领导进行宏观决策。环境质量专题图主要分为水环境质量专题图、空气环境质量专题图和噪声环境质量专题图3大部分。
5结语
中图分类号:X820.2 文献标识码:A
土壤是历史自然体,是位于地球陆地表面和浅水域底部具有生命力、生产力的疏松而不均匀的聚积层,基于土壤形成的生态环境体系介于大气圈、水圈、岩石圈和生物圈的交界面上,是各环境介质的连接纽带[1].重金属是一类持久性有毒物,易通过食物链的生物放大作用在生物体内积累,从而对人群健康和生态系统的稳定产生危害或风险[2].土壤重金属污染可改变土壤的理化性质,直接或间接破坏土壤生态系统结构,并可通过土壤农作物等多个途径的迁移积累对农产品安全和人体健康造成风险,所以土壤环境质量评价作为评估污染程度和制定污染控制策略的重要参考而被广泛关注.国内外现常用的土壤环境质量评价方法主要包括:单因子指数评价法、内梅罗综合污染指数法、模糊贴近度法、地累积指数评价法[3]、潜在生态危害指数法[4]等.其中地累积指数评价法是由Muller提出的一种可良好表征土壤中重金属富集污染程度的定量指标,现广泛应用于研究评价土壤或沉积物中重金属的污染程度[5-6].但其在国内外评价过程中仍存在一些缺陷,需要进一步完善,主要表现在:1)常用确定性评价方法中重金属含量输入值的单一确定性与评价区域土壤环境中重金属含量的空间差异性之间的矛盾造成了区域污染评价结果存在较大模糊性;2)不同学者或决策者选取地球化学背景值参数的差异及不同土地利用类型的土壤重金属背景值的差异造成评价结果缺乏可比性;3)确定性地累积评价模型主要表征土壤中各重金属的富集污染程度,而忽略了不同重金属之间的生态毒性差异,这会导致低含量高毒性的重金属的污染程度被低估或高含量低毒性的重金属污染程度被高估.以上3点不足均可能会误导最终决策.
本研究以地累积模型为基础,将MonteCarlo模拟引入环境质量评价领域中来处理参数不确定性,并在模型内嵌入表征不同重金属的生物毒性差异的权重系数,提出了基于不确定性理论的土壤环境重金属污染评价法.将所建土壤环境重金属污染评价法在实例中加以利用和验证,以期为土壤重金属的污染评价、优先污染物的控制及区域污染防控决策的制定提供新思路.
1基于MonteCarlo模拟的评价法
1.1地累积指数评价模型
1.2MonteCarlo模拟的应用
MonteCarlo模拟是由Nicholas Metropolis在二次世界大战期间提出的,而后Von Neumann与Stanislaw Ulam合作建立了概率密度函数、反累积分布函数的数学基础,以及伪随机数产生器,现此方法在金融工程学、宏观经济学、生物医学、计算物理学等领域已得到应用广泛,效果良好[7-8].土壤环境评价系统是一个集随机性、灰性、模糊性等多种不确定性于一体的系统.因此,常规的确定性评价方法不能准确反映土壤中重金属污染程度的真实情况.为了降低模型参数由于土壤重金属数据空间变异性、不同学者或决策者采用的地球化学背景值参数的差异性和不同土地利用类型的土壤重金属背景值的差异性等因素带来的参数不确定性,本研究将MonteCarlo模拟引入地累积指数法.其主要模拟步骤为[8]:1)确定评价模型随机变量,在本研究中为土壤中重金属实测含量参数和其所对应区域土壤背景值参数;2)构建随机因素的概率分布模型,在本研究中采用历史经验和实地采样检测相结合的方法;3)将所得到的随机数转化为输入参数的抽样值,主要方法为MonteCarlo抽样和拉丁超立方抽样(LHS).其中MonteCarlo抽样一般从样本分布较少的低概率区进行抽样,即为偏尾端抽样;LHS抽样则是由样本整体分布考虑,这说明相对于MonteCarlo抽样方法,LHS方法更适合构建小样本的概率分布,故本文采用LHS法.4)整理分析所得模拟评价结果.
1.3重金属生物毒性评价权重系数
2实例研究
2.1采样点布设及样品采集
实例源于作者2011~2012年的研究成果[10],采样区域为新乡市市郊的农用土壤,经过采样监测所获数据的统计分析结果见表2.
实际监测数据常包含一些误差较大的、无代表性的数据,本文建议对所得数据进行异常数据的剔除,否则可能会影响评价区域整体污染水平评价的正确性,本文的剔除原则为平均值±3*标准差[8].本文相关统计计算采用SPSS 16.0vers软件进行.
将土壤实测含量参数进行ShapiroWilk检验,由表2可知,Ni,Zn,Cu和Cr的sig.值均大于0.05,表明这些重金属的实测含量数据都呈正态分布.而Cd的sig.值小于0.05,不符合正态分布,须进一步转化验证,根据其偏度和峰度的信息,选择Ln函数进行数据转换,转换前后的Cd的概率分布见图2~3所示,故Cd的含量符合对数正态分布.
据上述章节的数据和分析,按照1.2节中的MonteCarlo模拟步骤,将模拟参数设置设定:最大实验量为1 000,置信区间为95%,抽样方法为拉丁超立方,其它参数取软件的默认值.对于实例区域土壤中各种金属的评价模拟预测图见图4~8所示.图中Probability代表概率可信度,Frequency代表频数.
根据表1和图4~8计算得出表4,其表征了各重金属模拟评价结果隶属于各污染等级的概率可信度,可得出:1)评价区域重金属Cd隶属于严重污染等级的概率高达98.1%,对当地有着极大的潜在生态风险或人体健康风险;2)评价区域重金属Ni和Zn的评价结果较相似,隶属结果均跨越了全部7个污染等级,说明评价区域中Ni和Zn有着明显的空间分布特征,同时它们属于严重污染的概率也分别高达84.5%和87%;3)评价区域重金属Cu的模拟评价结果隶属于各污染等级的概率较为均匀,其最大隶属于偏中污染,概率为30.9%,而其隶属于轻度污染和重度污染的概率分别为21%和24.7%,故很难判断其最终的评价结论,这也证实了评价过程中确实存在较大的不确定性,并且很可能误导决策;4)评价区域重金属Cr的模拟评价结果跨越了3个污染等级,而且它隶属于轻度污染的可信度达69.8%,这说明Cr的空间含量分布较均匀.
根据单因素指数法的评价准则(评价值大于1则土壤已受污染,小于1则未受污染),可知Cd、Ni和Zn已超标,而Cu和Cr未超标,但单因素指数法只能定性地判断污染程度,对于筛选优先控制污染物的评价辨识度较低.确定性地累积模型有较为完善的污染程度定量评级准则(见表1),根据表5结果,基本可较好地识别出优先控制污染物,但仍存在一些问题:1)其评价结论中对于Ni和Zn污染等级均为4级,无法进一步分辨二者的相对污染程度的高低;2)Cu和Cr在确定性地累积评价中的污染级别分别为1级和0级,而单因素指数评价中二者的评价结果都小于0(未污染状态),二种评价方法的结论出现了分歧,故在实际应用中确定性地累积模型的评价分辨力仍有不足.基于MonteCarlo模拟的土壤环境重金属污染评价结果(IM-C),由于各重金属潜在生态风险权重系数(Ti)的嵌入,评价结论出现了几点变化:1)Ni和Zn的IM-C值出现了较显著的差异,其原因是Ni的潜在生态风险权重系数5远大于Zn的潜在生态风险权重系数1.大量研究证明Ni具有明显的致癌性和致敏性,并对水生生物有明显的危害性[1],相比之下,Zn是人体必不可少的有益元素.这也正对应了我国土壤环境质量标准中关于Ni(60 mg·kg-1)和Zn(300 mg·kg-1)的污染限值差异.参考单因素指数法结果,且对比于确定性地累积法Ni和Zn污染级别一致,证明基于MonteCarlo模拟的土壤环境重金属污染评价法分辨力更强.2)对比于Zn和Cu的确定性地累积模型评价结果的较大差异,Cu和Zn的IM-C值则相对趋于接近,这是由于Cu的生态风险权重系数5大于Zn的生态风险权重系数1,同样Cu的污染限值为100 mg·kg-1也明显严于Zn的污染限值300 mg·kg-1,故基于MonteCarlo模拟的土壤环境重金属污染评价法更符合客观实际.3)Cu和Cr在确定性地累积模型评价结果中污染等级分别为1级和0级,但根据单因素指数法的评价结果,二者的污染级别都属于未污染级别,由于Cu的生态风险权重系数大于Cr的生态风险权重系数,基于MonteCarlo模拟的土壤环境重金属污染评价法“放大”了二者之间评价结果的差异性,更有利于筛选出优先控制污染物.
3结论
针对现行确定性土壤环境质量评价中的不足,提出了基于MonteCarlo模拟和生态风险权重系数的土壤环境重金属污染评价法,而后借助实例与现行评价方法进行对比研究.结果表明:所提出方法的评价结果为一系列隶属于各个评价等级的概率可信度,同时,生态风险权重系数的嵌入使其具有更高的评级分辨力.与确定性评价模型相比,能够更真实、更客观地表征整体区域土壤中重金属的真实污染状态,给决策者提供更全面、科学的参考.
但需要指出,由于所提出的评价方法侧重于评价区域整体的土壤重金属污染水平,所以可能忽略个别极值点,故建议对个别极端值进行确定性污染评价,如评价结果与不确定性评价结果差异较大,则需要有针对性进行采样调查验证.
参考文献
[1]陈怀满. 环境土壤学[M]. 北京: 科学出版社, 2010.
[2]ZHONG X L, ZHOU S L, ZHU Q, et al. Fraction distribution and bioavailability of soil heavy metals in the Yangtze River DeltaA case study of Kunshan City in Jiangsu Province, China[J]. Journal of Hazardous Materials, 2011, 198(30): 13-21.
[3]MULLER G. Index of geoaccumlation in sediments of the Rhine river[J]. Geojournal, 1969, 2(3): 108-118.
[4]HAKANSON L. An ecology risk index for squatic pollution control: A sedimentological approach[J]. Water Research, 1980, 14(8): 975-1001.
[5]LU X W, LI L Y, WANG L J, et al. Contamination assessment of mercury and arsenic in roadway dust from Baoji, China[J]. Atmospheric Environment, 2009, 43(15): 2489-2496.
[6]CAEIRO S, COATA M H, RAMOS T B, et al. Assessing heavy metal contamination in Sado Estuary sediment: An index analysis approach[J]. Ecological Indicators, 2005, 5(2): 151-169.
[7]KASTNER M. MonteCarlo methods in statistical physics: Mathematical foundations and strategies[J]. Communications in Nonlinear Science and Numerical Simulation, 2010, 15(6): 1589-1602.
景观生态质量(LsEQ,LandscapeEcologicalQuality)是指景观生态系统维持自身结构与功能稳定性的能力,其衡量标准就是景观生态系统的稳定性。景观生态系统的稳定性取决于景观生态系统稳定程度和系统干扰程度两大方面。若干扰程度大于稳定程度,景观生态系统趋于非稳定态,景观生态质量较低;若干扰程度小于稳定程度,景观生态系统趋于稳定态,景观生态质量较高。生态学干扰是土地利用活动对景观生态系统的破坏程度(图1),这些干扰都是人为的,主要有土地利用活动导致的土地破碎化、城镇与农村居民点以及交通线建设活动对土地生态系统的干扰、土地利用过于单一化等。景观生态系统稳定程度是指景观生态系统自身的一些自然生态特征所决定的系统稳定性。总体来说,这些特征适宜于生态学过程的进行,对景观生态系统的持续发展演化起到积极作用,主要有土地的植被覆盖度、自然景观面积大小和形状、土地利用形成的有利于生态学过程的土地结构、河流廊道等。
2景观生态系统的干扰程度和稳定程度
2.1景观生态系统的干扰程度下列有关景观格局事件对景观生态系统造成明显干扰,可做景观生态系统受干扰程度的表征。1)景观破碎化:人们对土地的利用使得土地形成形状不同、大小各异的斑块。景观破碎化主要表现为斑块数量增加而面积缩小,斑块形状趋于不规则,内部生境面积缩小,廊道被截断以及斑块彼此隔离[11]。景观破碎化对一些物种带来一系列的影响,如影响种群的大小和灭绝速率、扩散和迁入、种群遗传和变异、种群存活力等;改变生态系统中的一系列重要关系,捕食者-食物、寄生物-寄主、传粉者-植物以及共生关系等[12,13],对土地生态系统中的生物流产生阻碍作用。因此,景观破碎化是生物多样性丧失的重要原因之一[14~17]。但也有人认为,中等程度的干扰水平能维持较高的多样性,并不是完全不受干扰的景观具有最大的生物多样性。2)建设用地干扰度:人类对土地的建设活动包括城镇建设、农村居民点建设和交通用地建设等,它们是外部的人类活动对景观生态系统的干扰,阻隔了生物的迁移和物质能量的移动,影响了景观生态系统的自然纯度。从空间尺度来说,当干扰面积与景观总面积之比较小时,景观一般表现出稳定态;当干扰面积与景观总面积之比增大时,景观稳定性趋于下降;从时间尺度来说,景观稳定性也表现出相似的趋势[18,19]。交通线路主要是公路和铁路,公路包括农村道路、一般公路和高级公路三个不同的等级;铁路可分为单轨铁路与双轨铁路。交通线对景观的影响有:(1)公路的存在方便于人类活动对田块的干扰(田块),所以可用行政村公路密度表示人类活动的干扰度,如公路上行驶汽车尾气的排放、噪声的污染、飞扬尘土的污染以及公路上杂物冲刷到两侧农田中等等。(2)交通线成为两侧斑块生态学过程的障碍,阻隔了物种交流和物质循环等。所以,交通线密度越大,其影响越大,景观生态质量稳定性越差。3)单一化土地利用度:在景观生态系统中,土地利用过于单一化,景观生态质量将降低。因为单一化的土地利用会导致生物多样性减少,既包括生境多样性降低,也包括物种多样性的下降。这一点在Odum的生态系统发展战略中早已论述过[20],关键在于确定单一土地利用面积的适度大小问题,论文采用Haber测算的结果。在分异土地利用战略中[21],单一的土地利用类型不能超过8~10hm2[22],特别强调在人口密集地区。
2.2景观生态系统的稳定程度1)土地利用结构:土地利用结构是指一定景观单元中各土地利用类型及其面积的对比关系。不同土地利用类型对景观生态质量的作用是不同的,其中,林地最好、草地和园地其次、耕地与水域再次、建设用地最差。同时,土地利用结构也包含景观连接度,在景观单元中,动植物生境彼此连通,将促进动植物迁移或运动,增加景观单元中的生物多样性。如果主要土地利用类型的面积超过一定的比例,构成景观中相互连通的景观斑块(连通斑块),则使景观破碎化对种群动态的影响大大降低。所以,景观连接度与生物多样性呈正相关关系[23]。本文取值为60%[24],即景观基质面积达到60%,就构成连通斑块。2)自然景观多度:自然景观多度代表了野生动植物与人类和谐相处的程度,自然景观面积越大分布越均匀,则野生动植物与人相处的和谐程度越好。自然景观主要是指自然植被覆盖的土地或受保护的土地,如林地、草地、苇地和滩涂等用地。3)农业土地利用多样性:农业土地利用多样性表示景观中生产系统的多样化程度,包括畜牧业和农区林地系统等。多样性化的农业用地有利于生物的迁移,而且农业土地利用多样化通常是农民抵抗风险的管理策略的一部分(防止作物欠收和经济崩溃),但它也是衡量区域农业系统灵活性和恢复力以及农业系统抵抗波动和抓住机遇的能力的有用指标[25]。在具体研究中,农业土地利用类型主要包括耕地、园地、林地、牧草地和其它农用地。4)河流密度:单位面积河流长度越长,对耕作业和其它行业所释放的污染物的吸纳能力和稀释能力将增大,而且有利于水生生物生长发育繁衍和生物扩散,满足动植物对水的需求,提高了生物多样性,保护了生态环境。5)植被覆盖度:植被覆盖度的提高,有利于生物的迁移和生存环境的改善,也有利于防止水土流失。所以,植被覆盖度是影响景观生态系统稳定程度的重要因素之一。
3景观生态质量评价
3.1评价单元景观生态质量评价考虑的是景观的生态学特征,而生态土地分类是一个描述和划分地球表面具有不同生态学特征区域的过程[26],所以景观生态质量评价单元的确定应从生态土地分类的角度来确定。参照加拿大和美国的生态土地分类分级方法,选取生态组(生态土地类型集)作为景观生态质量评价单元。为资料收集方便,评价单元采用与生态组相对应的村级行政单位。
3.2评价指标
3.2.1指标选取原则(1)系统性原则。选取的指标应反映景观生态质量的主要内涵,既包括生态学干扰方面的指标,也包括稳定程度方面指标;(2)主导因素原则。选取影响景观生态质量的主导因素,这既可减少评价的工作量,同时也可保证评价精度;(3)差异性原则。景观生态质量的每一方面都可以用多个指标衡量,但这些指标往往相互重复,且有些指标在评价区域变化不大。因此,指标选取时应选择那些在评价区域有明显变化且能代表景观生态质量变化的指标;(4)可量度原则。有些指标可能对景观生态质量影响比较大,但无法获取准确的数据,在评价中很难发挥其作用,且容易受到主观影响,因此在具体评价中应尽量避免选取这些指标。#p#分页标题#e#
3.2.2景观生态质量的评价指标关于景观生态质量的评价指标研究较少,中国部分学者做出了积极的探索[27,32]。作者依据影响景观生态系统受干扰程度和稳定程度的相关因素,选取了下列指标(表1)。
3.3评价方法
3.3.1单项指标评价方法(1)景观破碎度指数:x1=(Np-1)/Nc式中,x1为景观破碎度指数,Nc为景观单元的数据矩阵方格网中格子总数,Np是景观单元各类斑块总数。为方便起见,用研究区最小的斑块面积去除总面积的值代替Nc。(2)建设用地干扰度:x2=β2/A式中,x2为建设用地干扰度,βi为景观单元中建设用地总面积(km),A为景观评价单元总面积(km)(下同)。(3)单一化土地利用优势度指数:x3=δi/A式中,x3为单一土地利用优势度,δi为景观单元中≥10hm2的土地利用斑块总面积(除去水域、林地和草地类型)。(4)交通线密度:x4=φi/A式中,x4为交通线密度,φi为交通线长度(km)。在特定研究区,以农村道路为基准,一般公路(如乡道、县道)对景观生态干扰能力是农村道路的3倍,高级公路(省道、国道、高速公路等)是农村道路的5倍,单轨铁路是农村道路的2倍,双轨铁路是农村道路的4倍。(5)土地利用结构指数:先根据对景观生态质量贡献程度,把土地利用类型定性指标定量化:林地取值为3、草地和园地取值为2、耕地和水域取值为1、建设用地取值为0。然后,各土地利用类型得分为其面积比例与景观生态质量贡献标准的乘积。如,林地在景观单元中面积比例20%,贡献标准为3,则林地得分为20%乘以3,即0.6。如果景观基质(一定是面积最大的土地利用类型)面积比例≥60%,则土地利用类型得分为100%与贡献标准的乘积。最后,选取前4位主要土地利用类型,采用加权求和法计算土地利用类型指数:z1=∑4i=1xi•wi=0.4x1+0.3x2+0.2x3+0.1x4式中,z1为土地利用结构指数,xi代表各土地利用类型得分,wi为1~4位土地利用类型权重(∑wi=1),为4种主要土地利用类型。(6)自然景观多度:采用两方面的数据,一是自然景观面积占景观总面积的比例;二是各自然景观斑块分布在景观单元中的均匀度,本文采用观察估计并划分成5个级别:1紧密、2较紧密、3稍均匀、4较均匀、5均匀。计算公式为z2=E(xi/A),式中,z2为自然景观度,E为自然景观斑块在景观单元中分布均匀度,xi为自然景观斑块总面积。(7)农业土地利用多样性:z3=-∑nk=1pkln(pk)式中,z3为农业土地利用多样性指数,Pk=ni/N,其中,ni为景观单元中各农业土地利用类型的面积,N为景观单元中农业土地利用类型的总面积。(8)植被覆盖度:z4=xi/A式中,z4为植被覆盖度,xi为景观单元中被植被覆盖的面积。(9)河流密度:z5=xi/A式中,z5为河流密度,xi为景观单元中河流的长度。
3.3.2单项指标的标准化由于指标都有具体的计算值,所以借鉴模糊数学的思想,在上述指标等级划分的基础上,引入评价因子对景观生态质量的隶属度概念,用(0,3]上的数Y来表示单因子质量指数的大小[33]。
3.3.3综合评价方法
4实证研究
4.1吴江市概况吴江市(原吴江县)地处120°21′4″~120°53′59″E和30°45′36″~31°13′41″N之间,地处中国经济最发达的长江三角洲地区中心位置,交通便利,受上海和苏州经济辐射,社会经济基础较好,是江苏乃至全国经济发展最有活力地区之一(图2)。吴江市全境无山,地势低平,自东北向西南缓慢倾斜,南北高差2.0m左右。属亚热带北缘季风区,年总辐射量为480406.9J/cm2,年平均温度15.7℃,年平均降水量1015.6mm,平均无霜期226天。境内河流纵横,湖荡棋布,大运河贯穿南北,太浦河横贯东西,小河小渠纵横交错。经解放后大力兴修水利,形成典型的江南鱼米之乡。
4.2景观生态质量评价数据及景观评价单元确定吴江市有10个镇和1个农场,共有584个行政村,吴江市景观生态质量评价单元共584个。吴江市国土资源局提供的吴江市土地利用现状图及属性数据库(2004)是本次评价主要数据来源。
中图分类号 X835 文献标识码 A 文章编号 1007-7731(2015)12-69-04
生态环境本身可能具有一定的脆弱性,对这种脆弱性进行分析与评价,对于促进区域可持续发展具有重要的理论意义和现实意义[1]。生态环境质量的优劣程度的评判,主要依靠定性或定量的分析。本文利用2000年的Landsat 5和2014年的Landsat 8卫星遥感数据提取反映生态环境的植被覆盖度、土壤亮度、坡度等因素,在Envi5.1和Arcgis10.2支持下建立了生态环境质量评价模型,然后用该模型评价了陇西县2000-2014年15a来的生态环境变化。
1 研究区域概况
陇西县位于甘肃省东南部,定西市中部,西北黄土高原渭河上游,地处中纬内陆,为温带大陆性季风气候,四季分明,日照充足,气候温和。位于东经104°18′48″~104°54′26″,北纬34°50′24″~35°23′54″。全县地势自西北向东南倾斜,海拔1 612~2 762m,年平均气温7.7℃,平均降雨量436.6mm,多集中在7~9月,其中7~8月降雨量约占全年降雨量的70%。境内山峦重叠,沟壑纵横,土质疏松。总面积2 408km2,耕地面积7.86万hm2。是全省43个国家扶贫开发重点县和国家六盘山连片特困地区扶贫开发重点县之一[2]。
2 数据来源与处理方法
2.1 数据来源 遥感图像通过美国USGS(http://glovis.usgs.gov/)下载,30m分辨率DEM数据由(http://glcfapp.umiacs.umd.edu)马里兰大学地球科学数据中心下载获得。遥感数据见表1,非遥感影像数据主要包括1:50 000地形图、陇西县行政区划图等。
表1 遥感数据
[轨道号\&获取日期\&传感器\&所用波段\&空间分辨率(m)\&130/36\&2000/6/14\&Landsat TM5\&3,4,5\&30\&130/36\&2014/6/14\&Landsat TM8\&3,4,5\&30\&]
2.2 数据处理 数据处理主要是大气校正和影像图与行政区划矢量图相叠加裁剪出研究区范围。
3 研究方法与结果分析
本文选取植被覆盖度、土壤指数、坡度3个最基本的要素作为评价区域自然生态环境的生态因子。
3.1 植被覆盖度 在遥感应用领域,植被指数是一种反映地表植被信息的重要指标,已被广泛地用来定量评价植被覆盖及其生长状况[3]。计算公式如下:
NDVI=(ρNIR-ρR)/(ρNIR+ρR) (1)
式(1)中:ρNIR为近红外波段的反射率;ρR为红光波段的反射率。在Landsat-5TM分别为第4波段和第3波段,在Landsat-8TM中分别为第5波段和第4波段。
植被覆盖度是根据前人研究的NDVI估算模型:
FC=(NDVI-NDVImin)/(NDVImax-NDVImin) (2)
式(2)中:NDVI是归一化指标指数,NDVImax表示区域最大NDVI值,NDVImin表示区域最小的NDVI值。由于图像中不可避免的存在着噪声,NDVImax和NDVImin并不一定是最大NDVI值和最小的NDVI值,可以根据直方图分别取两头“拐点处”的值。
3.2 土壤指数 土壤指数同样采用裸土植被指数:
GRABS=M1-0.09178N1+5.58959 (3)
式(3)中:M1和N1分别为穗帽变换的绿度指数和土壤亮度指数。
3.3 坡度 侵蚀量和坡度呈正相关。地形模型计算,选择/Terrain/Topographic Modeling,选择DEM-30m文件,在Topo Model Parameters面板中,选择Slope。
4 结果与分析
4.1 生态因子归一化分析 因子因量纲不一致,必须归一化化,按照它们正向影响的大小,划分级别。
4.1.1 植被覆盖度 植被覆盖度分为10级,详见表2。2000年和2014年的植物覆盖度见图1、图2。
4.1.2 土壤指数 土壤指数划分为10级,质量越好值越大,见表3。2000年和2014年的土壤指数见图3、图4。
4.1.3 地形因子 划分10级坡度类型,坡度小分值高,见表4。2010-2014年坡度分级见图5。确定好归一化对照表后,利用ENVI下的密度分割工具进行归一化处理。
4.2 生态环境评价 按照国家环境监测总站制定的《生态环境质量评价技术规范》中提出的评价指标体系,将生态环境质量状况(EI)划分为5级,即优、良、一般、较差和差[4],见表5。2000年和2014年生态环境评价见图6、图7。选择的评价模型是指数法与综合指数法:
EI=W1×Sv+W2×Ss+W3×St (4)
式(4)中:W1=0.7(植被覆盖度系数),W2=0.2(土壤指数系数),W3=0.1(坡度系数),Sv为植被覆盖度,Ss为土壤指数,St为坡度分级。
4.3 生态环境变化状况分析 依据生态环境状况变化度分级,将陇西县2014年生态环境质量综合评价结果与2000年综合评价结果进行对比(图6、7),得到了陇西县生态环境质量状况变化结果(表6)。由表6可知:(1)陇西县的生态环境质量总体上有所提高。陇西县生态环境质量变差的占4.21%,无变化的占8.25%,变好的占66.16%。生态环境质量“差”级面积减少了31.23%,“较差”级面积增加了24.85%,生态环境质量“优”级面积减少了4.30%,“良”级面积增加了8.52%,“中”级面积增加了2.17%,说明陇西县生态环境质量总体上得到了有效的提高。(2)陇西县2000-2014年生态环境质量等级以“较差”和“差”为主。由图6、7和表6可以看出:陇西县生态环境质量等级以“较差”级和“差”级为主,2000年二者面积合占约60%,2014年二者面积合占约56%。(3)中、北部地区生态环境质量显著变好。(4)南部和东部地区的生态环境呈现恶化趋势。生态环境状况由中部、北部两侧向南部和东部地区逐渐变差。
参考文献
[1]黄黎,沈连峰,吴明作,等.河南省生态环境脆弱性评价与分析[J].环境监测管理与技术,2006(4):596-599.
[2]王桂琴.陇西县耕地土壤养分状况评价[J].甘肃农业,2013(13):25-26.
随着社会经济的快速发展,人们越来越关注周围的生态环境问题,自然而然地,环境质量评价也开始逐渐引起人们的重视。生态环境质量是从生态系统的层次上,研究系统各组分,特别是有生命组分的质量变化规律和相互关系,以及人为作用下结构和功能的变化情况,从而评价其环境质量的优劣。生态环境质量评价是利用生态系统最综合、最为本质的属性特征变化,通过对生态环境质量给以数量化表征,并划分为一定的等级给予评价,由此可见,生态环境质量及其评价的综合性很强。
1.环境质量评价的必要性
随着中国社会经济迅速发展,工业以惊人的速度增长,大量的农村人口流入城市,中国城市化进程高速发展。伴随着中国城市化进程的加快,城市建设项目日益增多,城市生态环境问题也日益增多,产生了由于中国城市化进程加快,城市人口剧增,城市生态平衡失调,人与生态环境的矛盾日趋尖锐,城市生态环境日益恶化,因此要采取各种有效措施进行积极补救,对任何拟建的建设项目进行可行性研究时, 积极引入生态环境质量评价。生态经济就是生态学与经济学结合发展起来的产物,以实现整个社会经济可持续发展,中国日益重视和发展生态经济,宏观的经济政策层面就是建立一种生态与经济相协调的政策体系;微观的生态技术层面是指在各具体行业的经济活动中节约资源,避免或减少环境污染,其核心思想就是维护生态环境平衡,在建设项目可行性研究中引入生态环境质量评价,确定一个建设项目在能实现经济效益的同时,确保生态环境与人类社会的和谐发展。
建设项目投资科学决策应综合考虑工程技术、经济和生态环境质量因素。应对建设项目可行性研究中引入生态环境质量评价应给予重视,否则将付出沉重的代价。一味地追求工业增长的经济增长模式没有建立在生态基础上,有确保那些支撑长期增长幅度的资源和环境基础受到保护和发展,最终使得经济发展因失去健全的生态基础而难以持续。我国了可持续发展观,在发展指标上,用经济、社会、文化、生活,尤其是环境、生态等多项指标来衡量发展水平,这才符合生态环境与经济的协调发展,而建设项目投资前期工作核心的可行性研究阶段,引入生态环境质量评价, 是非常有必要的。
2.环境质量评价的原则
2.1重要性原则。正确认识生态环境,分析生态环境的成因、演化及其影响因素,分解生态环境的构成因子,弄清生态环境中各组成要素变化及其因果关系,主次关系,每一项指标均应是反映该领域的主要指标,同时指标体系应能全面反映生态环境各方面的状况。正确选择评价参数和质量标准,确定适宜的权重,最终达到全面、正确地认识生态状况及其生态效应。
2.2持续利用原则。生态环境系统作为一个庞大复杂的多因素系统,它综合了社会、经济、自然环境等多方面特征,因此在进行生态环境质量评价时,应从生态、经济和政策等方面按照生态环境的持续利用原则,使单要素和综合整体的质量评价结果体现出生态与经济的协调性。
2.3贵极无价原则。对于濒临灭绝的珍稀物种、自然奇观、独特的生态系统等,认为其价值无穷,无法用数量来表示,只能用特殊符号来表示,而不能估价。
3.环境质量评价的类型及方法
3.1环境质量评价的类型。环境质量评价是指对特定时空范围内生态安全状况的定性或定量的描述,是主体对客体需要之间价值关系的反映,在进行环境质量评价时,应根据生态环境功能和评价的目应根据生态环境功能和评价的目的选择不同的标准,以此为参照系来评价该类型的生态环境质量偏离未退化的、稳定的生态环境质量的程度。生态系统健康评价生态系统健康评价是研究生态系统管理的预防性、诊断性和预兆性特征,以及生态系统健康与人类傻康之间关系的综合性科学;生态系统服务功能评价最主要的生态系统功能体现在生态服务功能和生态价值功能,这些功能是人类生存和发展的基础。生态系统服务功能评价的方法主要有指示物种评价和结构功能评价;生态环境承载力评价生态环境承载力评价是区域生态环境规划和实现区域生态环境协调发展的前提。
3.2环境质量评价的方法。生态环境质量评价是对生态环境优劣的定量描述和评定,其目的是准确反映生态环境质量和污染状况,找出当前的主要环境问题,为有针对性地采取措施,制订生态环境规划和有关管理防治对策提供科学依据。对于环境质量目前常采用的方法有:评分迭加法、综合指标法、聚类分析法、自然度方法、景观生态学法、生态图法、生物生产力评价法、灰色系统评价法及多级关联评价法等。不管采用什么方法,其可靠性最终取决于对生态环境的全面认识和理解程度,获取可靠的基础数据,把握生态环境特点、本质和各要素之间的内在联系是评价成功的关键。要建立一个完善的、科学的反映生态环境质量状况的数学模式,是一个十分复杂的问题,为了不断提高环境质量评价的水平,应努力加强数学与环境科学的交叉渗透。
4.环境质量评价的内容
4.1生态环境质量现状调查与评价。对评价区内的污染源进行调查,并对调查结果运用污染源评价的方法筛选出区域内的主要污染源和主要污染物,为生态环境质量评价和污染综合防治提供依据。全面调查生态环境,收集原有的调查结果和分析资料,根据评价任务和目的选取对生态环境质量形成、发展、变化影响重大的因素,再采用专门的评价方法得到各评价要素质量和整体生态环境质量的定性和定量评价。生态环境质量现状调查与评价是研究外环境的污染现状,它是生态环境质量评价的主要内容,也是生态环境质量评价工作的重心所在。
4.2生态环境效应分析。生态环境效应分析包括三方面的内容:各评价要素质量变化引起的环境生态效应和整体生态环境质量变化引起的生态效应,如生物的生态变异、生理功能异常、减产、不结实直至死亡、生态环境的破坏等;生态环境污染对人类健康状况的影响,如儿童的发育、健康状况,成人的发病率、死亡率及能获得安全饮用水的人口比例等;经济效益分析,以货币作为衡量生态环境质量影响大小的尺度,将生态环境质量所受的损害进行经济损失估算。
5.结语
自然生态环境中的各要素不仅以各自的特点不同程度地影响着城市的某些部分,而且结合在一起对城市施加综合影响,共同塑造着城市的景观,甚至左右着城市的生态平衡。实现生态环境的优化调控与科学管理是保护生态环境,促进社会经济与环境协调发展,建立人与环境和谐关系的重要举措。从环境生态角度看,社会生态环境与经济生态环境中的各要素,更关系到资源的有效利用和生态环境的可持续性。因此,评价城市生态环境的时候,要综合自然、社会和经济三各方面。评价生态环境的素质优劣,是以生态环境对人类和生物生存及持续发展的适宜度作为衡量标准,从系统的观点出发,应正确认识环境,分析环境,从而达到客观准确地评价生态环境质量状况的目的。
参考文献
中图分类号:X823文献标识码:A文章编号:16749944(2016)02008903
1引言
随着人民群众对环境、生活质量及城市宜居度等日益关注与重视,环境问题已成为我国城市发展必须面对的重要课题之一[1]。大气环境质量评价即利用实际采集的大气指标样本数据,结合相关标准,对大气环境性质进行定量与定性相结合的客观分析与判定。进行科学有效的大气环境评价是了解污染现状与规律、制定治理控制方案、开展环境趋势预测的基本前提,具有重要意义[2,3]。
从公开文献来看,常用的环境质量评价方法包括模糊综合评判、灰色聚类、层次分析、神经网络等方法,对不同的评价应用场景有着不同的适用性。大区域开放环境的大气环境质量数据采集具有明显的时空有限性,样本信息表现出不完备性,这种先验信息的不完备性、不确定性是灰色聚类应用的优势所在,具有较强的灵活性与适应性,已成为大气环境质量评价的重要方法[4~6]。同时,白化函数的权重处理保证灰色聚类法应用有效性的重要环节,本文在文献[4]、[5]的基础上对白化函数构造进行了改进,并运用改进模型对西安哄鄙态区大气环境质量进行评价。
2灰色聚类评价方法与步骤
灰色聚类将评价对象与指标通过白化函数关联起来,进而利用灰类完成归纳分类并最终判决。灰色聚类将对象、指标、样本测量值与等级四者结合起来,形成一种对部分信息未知系统的类别属性处理方法[3,4]。在大气环境质量评价应用中,灰色聚类法主要包含以下4个关键环节。
2.1监测样本的白化矩阵
将评价对象的大气指标测量值作为样本,构成相应的白化矩阵W,如式(1)所示
W矩阵表面共有m组监测样本,样本可以按空间域或时间域划分,本文以不同地点的监测值构造样本;同时,每组样本由包含n个评价指标,也可称为污染因子。本文所用的监测样本为《环境空气质量标准(GB3095-2012)》规定的主要污染物质量浓度值,第i组监测样本的第j个指标的白化函数值对应(1)式中的xij,其取值范围为:其中,一组样本的每个指标都可通过p(指数因数,对应于标准的类别数)个大气质量类别来表征,即“灰类”,用k表示,k∈[1,2,3,…,p]。
2.2样本值的无量纲处理
分属不同量纲的指标测量值在进行聚类计算前需要进行归一化处理,即数据的无量纲化处理,使计算结果具有可比性。本文采用比重法进行处理,式(2)、(3)给出了具体计算方法。
其中,y0jk表示第j个污染物测量指标隶属于大气质量等级k的标准化值,yjk表示评价指标j隶属于质量等级k的标准值。x0ij表示第i组样本第j个指标的标准化值,xij表示对应污染物样本指标的实际测量值。
2.3利用正态分布构造白化函数
相邻灰度等级权重的异化是传统直线梯形白化函数的重要缺陷,一次差值函数很难刻画不同变量之间的相互影响,相邻权重值的线性叠加与不相邻权重值的趋零性使白化函数丢失很多数据信息,当质量等级分布较离散时,聚类计算的偏差更为明显。针对上述问题,本文借鉴文献[4]、[5]的计算方法,利用正态分布构造具有曲边梯形结构的非线性白化函数,利用指数刻画等级权重之间的叠加关系,有效避免非相邻等级权重的零值问题,具体函数式如下。
第j个评价指标的第1个灰类所对应的白化函数可用分段函数表示,见(4)式:
2.4聚类权与聚类系数的计算
聚类权用于表征指标对应某一灰类的权重,考虑到传统的单一阈值计算法不能有效刻画不同样本指标测量值在同一质量等级范围内的幅度变化差异,本文在文献的基础上对聚类权计算式进行了改进,以有效纳入测量值与标准值,如(8)式: 聚类系数由白化函数与聚类权两个因变量计算得到,用于描述评价对象隶属于评价等级的程度,即样本与灰类之间对应关系的强弱,也是最终评价结果的直接依据,(9)式给出了其计算式
结合表2计算出式(9)所定义的聚类系数,进而得出各等级的隶属度值,结果如表3所示。
在评价等级为Ⅰ类的区域中,大气环境质量优劣顺序依次是湿地公园、桃花潭景区、哄卑氲骸⑷瞥歉咚馘焙哟笄牛黄兰鄣燃段Ⅱ类的区域中,优劣顺序依次是世博园区、欧亚经济论坛会址、欧亚1号桥广场、长安塔、
表3监测样本灰色聚类系数与评判
采样点位置Ⅰ等级Ⅱ等级所属分类P1北辰立交0.38410.9842ⅡP2哄贝蟮2号桥0.51390.8012ⅡP3欧亚1号桥广场0.49740.7691ⅡP4桃花潭景区0.94290.3863ⅠP5湿地公园0.96750.2165ⅠP6欧亚经济论坛会址0.59310.7702ⅡP7城建博物馆0.64390.8907ⅡP8世博园区0.67470.8634ⅡP9长安塔0.52700.8941ⅡP10哄卑氲0.84600.4652ⅠP11绕城高速灞河大桥0.86470.7119Ⅰ
哄贝蟮2号桥、北辰立交。其中湿地公园位于灞河与渭河交界河口地带南端,远离主城区,且距离泾渭工业园也较远,水资源充沛、生态环境良好;世博园区虽然具有一定的绿地面积与水域,但其与东郊电厂、三环交通线、部分人口密集商住区毗邻,外部大气扩散对园区内环境产生一定影响,被评为Ⅱ类;欧亚1号桥广场比哄贝蟮2号桥等靠近哄比角洲地带,沿河绿地面积逐步增加、平均车流量减小、人口密度下降,空气质量状况好转。
4结语
结合对西安哄鄙态区11个区域近一年的大气监测数据,本文运用改进的灰色聚类方法对11组监测样本进行了质量评价,并进行横向比较讨论。评价结果表明哄鄙态区大气质量呈明显不均衡性,特别是生态区南部,与主城区相重叠部分、与一些工业、基建污染源相临近的区域大气环境等级较低,交通、商业等人类活动影响的明显;汉印㈠焙友匕堵痰仄琳献饔貌幻飨裕仍需进一步建设。
参考文献:
[1]未碧贵,常青,闫彩云.基于改进灰色聚类关联分析法的城市大气环境质量评价[J].兰州交通大学学报,2010(3):135~138.
[2]张云海,马雁军,孙财涛,等.灰色聚类评价在经济区大气环境质量评价中的应用[J].环境科学与技术,2010(S1):426~428.
[3]卓倩,雷梓松,陈光伟,等.改进灰色聚类法在大气环境质量评价中的应用研究[J].环境科学与管理,2014(5):176~179.
一、概述
环境影响评价,就是指对拟议中的建设项目、区域开发计划和国家政策实施后可能对环境产生的影响(后果)进行的系统性识别、预测和评估,并提出减少这些影响的对策措施。环境影响评价的根本目的是鼓励在规划和决策中考虑环境因素,最终达到更具环境相容性的人类活动。
二、分类
一是环境质量评价:根据国家和地方制定的环境质量标准,用调查、监测和分析的方法,对区域环境质量进行定量判断,并说明其与人体健康、生态系统的相关关系,环境质量评价分类:环境质量评价根据不同时间域,可分为环境质量回顾评价、环境质量现状评价和环境质量预测评价,在空间域上,又可分为局地环境质量评价、区域环境质量评价和全球环境质量评价等,建设项目环境质量评价主要为环境质量现状评价;二是环境影响后评估:在开发建设活动实施后,对环境的实际影响程度进行系统调查和评估,检查对减少环境影响的落实程度和实施效果,验证环境影响评价结论的正确可靠性,并判断提出的环保措施的有效性,对一些评价时尚未认识到的影响进行分析研究,以达到改进环境影响评价技术方法和管理水平,并采取补救措施,达到消除不利影响的作用。
三、作用
在传统的经济发展中,往往考虑眼前的经济效益,而没有或很少考虑环境效益,有时甚至以牺牲资源和环境为代价,其结果就不可避免地造成环境污染和破坏,进而导致经济发展与环境保护的尖锐对立,而实行环境影响评价制度,有助于经济效益与环境效益的统一,实现经济与环境的协调发展;同时,环境影响评价也为制定区域经济发展规划提供科学依据,通过环境影响评价,掌握区域的环境特征和环境容量,在此基础上制定的社会经济发展规划才能符合客观规律并切实可行,资源和环境才能不被严重破坏和污染;最后,通过环境影响评价,可以获得应将建设项目的污染和破坏限制在什么范围和程度才能符合环境标准要求的信息和资料,并在项目设计中体现,这就使建设项目的环保措施和设施建立在较科学可靠的基础上,同时也为环境管理提供了依据。
四、存在问题
1.时间滞后。往往由于建设项目所在地的环境质量现状、污染等背景资料欠缺,需要做大量的调查、收集和测试工作,就得花费较长时间。
2.指导作用不强。由于工程建设进度快,在环境影响评价中提出的环境保护措施得不到落实,使环境影响评价失去了指导作用。
3.功能分区不明显。由于许多地方城市功能分区不明确或没有功能分区,合理布局问题得不到落实。
4.质量难保证。由于一些项目的评价质量不高,常常带来不应有的纠纷或损失,使提高评价质量成为改进环境影响评价制度的关键环节。
5.公众参与遭忽视。让公众参与是提高环境影响评价的重要途径,但目前这一问题尚未引起各地的充分重视。
五、主要工作内容
1.环境质量评价:环境质量评价是根据我国对环境制定的相关的规章制度,使用先调查再监测最后对结果进行分析的方法对所监测区域的环境进行质量分析并作出定量判断,并根据环境质量评价说明环境的质量跟我们的身体健康状况以及生态系统之间存在的相互关系。
2.环境影响预测与评价:环境影响预测与评价是指对规划和建设项目实施后可能造成的环境影响进行分析、预测和评估,提出预防或者减轻不良环境影响的对策和措施,进行跟踪监测的方法与制度;
3.环境影响后评价:在环境影响评价工作结束以后就要进行环境影响后评价工作,具体来说,就是在建设项目实施以后,对此项目对当地环境所造成的实际影响进行评估,并做出调节,并对项目实施过程中对减少项目对环境污染的控制措施的实施情况和效果做出检查,同时根据检查结果来判断所给出的环境保护措施的有效性,并对需要提高和改善的地方进行完善,来达到环境保护工作的目的。
六、改良对策
1.严把环保审批关,防止新的污染和生态破坏
环保部门要严把建设项目环保审批关,加强综合服务、协调,建立相关部门联动机制,实行联合把关,对于不符合国家产业政策、环保法律法规、选址布局不合理、不能实现稳定达标排放及严重破坏生态的项目,一律不得批准建设,还要严格执行建设项目分类管理名录、分级审批的规定,严禁越权审批、降低建设项目评价等级审批,从源头上强化环保审批管理。
2.严查违反建设项目环境管理法律法规的违法行为
环保部门要切实履行环境监督管理职能,加大违法查处力度,对未批先建或擅自投产的建设项目,要责令其立即停止建设或生产,限期补办环保手续;而对拒不停建或停产的,要依法予以行政处罚,并追究企业和相关人员的责任。
3.广泛开展环境法制宣传教育
提高全体公民,特别是领导干部的环境意识,法制观念,提高他们执行环境影响评价制度的自觉性。环境影响评价制度在我国实行已有近二十年的历史,但公众和部分领导对这项制度还缺乏了解,究其原因,同我们的宣传工作做得不够有着很大的关系,所以我们要把每年“六五”期间的短期突击宣传和平时利用各种新闻媒介的广泛持久宣传结合起来,把平时利用新闻媒介的广泛持久宣传和抓住典型违法事例进行新闻曝光的重点突出宣传结合起来。
4.明确权限职责,制定相应法规
由各级政府牵头进一步明确各职能部门在建设项目环境管理中的职责权限,必要时制定相应的法规,改变在建设项目环境管理中环保部门孤军奋战的局面,使各职能部门各司其职,各负其责,齐抓共管。
5.加大审查和审批力度,确保项目符合产业政策
循环经济是经济社会可持续发展的主要模式之一,加快循环经济的构建是支撑和改变现有产业结构促进企业发展的当务之需。
6.要加强环评队伍建设
提高环评人员的业务素质和政策水平,提高环境影响报告书(表)的编写质量。
7.要把环境影响评价纳入“总量控制”的轨道
运用功能区划的成果,抓住环境容量这个核心。通过分析项目建成投产后可能产生的污染量和保持项目所在区域功能不变,目标不减的条件下项目的最大允许排污量,提出相应的污染物消减量,并以此为依据来确定污染治理措施,分析其经济技术可行性,这不仅克服了环绕影响评价与区域环保目标相脱节的状况,增强环境影响评价的实用性和可操作性,而且也有利于提高环境影响报告书的编写质量,同时也有利于优化项目选址。
8.要加强监督管理,严格执法程序
对于没有严格按规定执行环评制度的建设项目敢于顶住压力,顶住人情面子,真抓实管,发现一处,查处一处,决不心慈手软,树立环评制度的法律权威。
结语
随着科学技术的不断提高,经济的不断发展,环境保护工作在当前社会中的地位也随之提高了,在本文中,笔者结合多年的环境保护工作的经验,对环境影响评价的重要意义、作用以及内容等都做了简要的介绍,并提出了如何做好环境影响评价工作的相关措施,希望能对同行起到一定的指导作用。
参考文献:
1引言
1.1研究背景
人类社会的发展进入后工业时代,在不断寻找新的经济增长点的同时,不断经受着环境、资源约束的考验。如何这种情况下走一条可持续发展道路,是现如今国内外学者积极探寻的热点问题。当前,不论是国内还是国外的相关领域专家学者,关于可持续发展评价指标体系与评价方法、战略环境评价、环境影响评价机制和方法、生态环境质量评价指标及评价方法以及资源环境价值的确定等方面都有一定程度的研究。其中,生态环境如何评价的问题是当前比较迫切也比较棘手的问题,国内外学者从不同角度进行了研究和探讨。
1.2国内外研究综述
在生态环境定量评价方面有一个方向比较受到学者关注,那就是通过计算环境脆弱度对生态环境的质量进行评价。史德明(2002)等在分析自然和人为影响因素的基础上,制定了脆弱生态环境评级指标,并建立了确定脆弱生态环境等级总分值的计算公式,并对不同脆弱生态环境提出针对性的保护措施和利用意见,特别强调了西部地区生态环境脆弱性的特点,在开发中必须注意生态安全问题。刘文泉(2002)等在分析了中国黄土高原地区的基本情况和农业生产对气候变化的响应后,确定了黄土高原地区农业生产的气候脆弱性评估方案,并通过多种方法确定了各个因子的权重系数,最后计算了1990年、1997年和未来50年气候变化情景下的气候脆弱度。郝永红等(2002)将灰色系统的评价方法引入区域生态环境质量评价中,将评价指标值分为高、中、低3类,首先计算出评价对象隶属于各指标类别的权系数,再将各评价指标同类别的权系数加权叠加,得到评价对象的综合权系数矩阵,在此基础上运用三角坐标图对评价对象进行综合评价和分类,提高了评价的准确性,并应用该方法对中国区域生态环境质量进行评价,取得了良好的效果。王金叶等(2006)采用模糊综合评价方法对广西生态环境质量进行了综合评价,结果表明广西生态环境质量为中等,处在好与差的临界状态;工业企业的废水、废气排放和森林植被减少是影响环境质量的关键因子。
通过将评价指标项目的实际检测结果与确定的标准进行比较,从而开展生态环境的质量评价是另一种简单易行的方法。李锋(1997)在对荒漠化地区生态环境与社会经济评价分析的基础上,提出了荒漠化监测中生态环境与社会经济综合评价指标体系及评价标准,利用计算评价指标与评价标准之间欧氏距离的方法建立了评价模型,并以宁夏自治区作为试点区域,对评价指标体系和评价方法进行了验证。生态环境的综合评价是区域资源合理开发利用、制定区域社会经济可持续发展和生态环境保护对策的重要依据。吴开亚等(2003)建立了3层23个指标,确定了标准值。提出灰色关联投影模型法,只需将样本投影值与评价标准投影值比较,即可确定出样本所属环境质量级别。同时,依据样本间投影值大小,可以很方便地对样本进行优劣排序。秦子晗等(2006)对四川省生态环境做了基于AHP和GIS的评价,运用AHP法对各县市生态环境进行了评价和等级划分,把划分结果输出到GIS系统中。郑乐平等(2009)在对国外水生态环境评价发展进行回顾的基础上,结合我国水生态环境评价中存在的不足,提出我国水生态环境评价中应注意的相关问题:首先,只有先确定各水生态区域类型及其性征之后,才能从不同的起点出发进行评价;其次,评价标准是对各类型水体进行评价的参考条件,在原则上,应坚持原生态思想;最后,评价指标是评价工作的核心。
2相关理论基础
2.1相关定义
整体研究是利用因子分析的方法得出的,这里对因子分析有一定的解释:
因子分析是由Charles Spearman于1904年首次提出的,是通过对变量之间关系的研究,找出能综合原始变量的少数几个因子,使得少数因子能够反映原始变量的绝大部分信息,然后根据相关性的大小将原始变量分组,使得组内的变量之间相关性较高,而不同组的变量之间相关性较低。因此,因子分析属于多元统计中处理降维的一种统计方法,其目的就是要减少变量的个数,用少数因子代表多个原始变量。
根据山东统计年鉴读取的数据,在分析时使用到了山东省的环境污染相关数据,对此有如下定义:
二氧化硫排放量 指报告期内企业在燃料燃烧和生产工艺过程中排入大气的二氧化硫总质量。工业中二氧化硫主要来源于化石燃料(煤、石油等)的燃烧,还包括含硫矿石的冶炼或含硫酸、磷肥等生产的工业废气排放。
氮氧化物排放量 指报告期内企业在燃料燃烧和生产工艺过程中排入大气的氮氧化物总质量。
烟(粉)尘排放量 指报告期内企业在燃料燃烧和生产工艺过程中排入大气的烟尘及工业粉尘的总质量之和。烟尘或工业粉尘排放量可以通过除尘系统的排风量和除尘设备出口烟尘浓度相乘求得。
一般工业固体废物产生量 指未被列入《国家危险废物名录》或者根据国家规定的危险废物鉴别标准(GB5085)、固体废物浸出毒性浸出方法(GB5086)及固体废物浸出毒性测定方法(GB/T 15555)鉴别方法判定不具有危险特性的工业固体废物。