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近些年來,一些區域經濟在快速的發展,同時也會有一些問題產生,其中最嚴重的就是區域的環境問題。眾所周知,在對環境造成破壞的過程中,很多情況是一種無意識的,但是卻是非常簡單的,一旦人們發現環境遭到了破壞,想要及時的進行補救,其任務量是巨大的,并且區域的生態環境很可能無法恢復原來的狀態。正因如此,相關環境管理部門應該加強對于環境的管理工作,這樣區域環境的質量才不會持續惡化。[1]
一、區域生態環境質量的評價理論概述
21世紀將是中國振興和發展最有利的時期,這個時期將會遇到許多嚴峻的挑戰,環境問題就是其中之一,由于環境問題與經濟發展和人類的生活密切相關,所以在今天和未來,環境問題都是渴求不斷得到發展的需要人類深刻關注的主題。隨著全球性資源及環境問題的加劇,世界各國政府都普遍重視對生態環境的研究,尤其在發展中國家迫切的發展要求、有限的資源承載力與脆弱的生態環境之間的矛盾日益尖銳。協調經濟發展與資源環境之間的關系,尋求社會經濟持續發展,己成為當今科學界所關注的一個重要課題。生態環境質量評價研究從傳統地理學對區域自然、社會經濟的描述性評價,發展到今天涉及各生態要素不同尺度的綜合性評價,目前還沒有標準和公認的理論框架,尤其缺少應有的定量化評價方法。[2]
二、理論基礎
1.發展階段
早期局部環境問題的階段,是一個漫長的歷史時期。人類經歷了從以采集狩獵為生的游牧生活到以種植和養殖為生的定居生活的轉變,人類從完全依賴于大自然的恩賜轉變到自覺利用土地、生物、陸地水體和海洋等自然資源來獲取生存資料,同時隨著人口數量的迅速增加,便開始出現燒荒、墾荒、興修水利工程等改造活動,引起嚴重的水土流失、土壤鹽漬化或沼澤化等環境問題。近現代過渡環境問題的階段,工業革命引起的環境問題也開始出現日益復雜化和全球化的特點。當代全球環境問題的階段,南極上空出現的“臭氧洞”開始,人類環境問題發展到當代環境問題階段。
2.評價原理
2.1人地關系原理
人地關系是“指人類社會不停地向前發展,人類為了生存的需要,不斷地擴大和加深改造與利用地理環境,增強適應地理環境的能力,改變地理環境的面貌,同時地理環境也更加深刻地影響著人類活動的地域特征和地域差異。人地關系理論也是地理學最基本的理論,長期以來它左右著地理學的發展。人地關系研究涉及到地理學、環境學、資源學、人口學、生態學、系統學、經濟學、社會學、管理學、行為學、計算技術、信息工程等一系列學科。人地關系的矛盾可以通過減輕人類對自然界作用力的大小,并對其加以調節,當然生態脆弱區的移民更是緩解人地矛盾的主要措施。
2.2生態學原理
生態學是研究生物與環境之間相互關系的學科。諸如能源緊缺、資源枯竭、人口膨脹、食物短缺、環境退化、生態平衡失調等世界性六大基本問題的解決,都有賴于生態學理論的指導來加以克服和解決。生態環境質量評價理論遵循生態學原理的外界進行物質轉化、能量流動和信息傳遞,其轉化速度和傳遞方向隨著人類開發強度不同而有所不同。生態學原理包括生態系統平衡原理、食物鏈(網)原理、生態因子作用原理三種,以廣東鼎湖山自然保護區為例,自然保護區的建設迅速發展。截至2012年底,全國共建各種類型、不同級別的自然保護區2194 個,其中國家級226個,省級 733個,地市級396個,縣級839個。自然保護區總面積為14822.6萬km2,占陸地國土面積的14.8%。其中,14個自然保護區列入世界自然遺產,26個自然保護區加合國教科文組織“國際人與生物圈保護區網絡”,27個自然保護區列入“國際重要濕地名錄”。[3]
2.3可持續發展
從可持續發展的概念和內涵可以看出可持續性發展的主要任務是保證自然資源60江河源區生態環境質量評價與可持續發展研究的可持續利用、轉變傳統的生產方式和消費方式、積極地保護環境,以達到自然資源的持續、高效利用,并且不產生環境問題的滿足人們日益增長的物質、文化和精神生活的需求。運用可持續發展的原理來進行系統的調控,以使區域經濟、社會、資源和可持續發展能力之間達到一種理想的優化狀態, 實施這一戰略的物質基礎是自然資源的永續利用,合理、高效開發利用自然資源,是保證持續利用、保護環境免遭破壞和污染、特別是保護自然生態環境完整性的重要途徑。[4]
結束語
綜上所述,在經濟快速發展的過程中,由于人們過多的重視起經濟利益,從而對周圍的環境產生了一定的忽視,這就使得區域內的環境質量不能達到國家的要求。對此,我國進行了相關規定的調整,對區域內的環境質量進行評價,這種管理制度在一定程度上可以改善區域內的環境問題,使得環境質量有所提高。[5]
參考文獻:
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中圖分類號:TP:文獻標識碼: A:文章編號:1673-9671-(2012)022-0197-01
國務院于2009年12月12日正式批復《鄱陽湖生態經濟區規劃》,標志著建設鄱陽湖生態經濟區正式上升為國家戰略。鄱陽湖生態經濟區位于江西省北部,覆蓋全省38個縣(市、區)和鄱陽湖全部湖體。該區域是我國重要的生態功能保護區,是世界自然基金會劃定的全球重要生態區,承擔著調洪蓄水、調節氣候、降解污染等多種生態功能。
當前,土地利用和覆蓋變化為全球變化研究中關鍵而迫切的研究課題。由于衛星遙感技術可以在較短時間內連續獲取大范圍的空間信息,具有空間宏觀性,成為最為有效的對地觀測技術和信息獲取手段。聯合國環境署(UNEP)曾啟動“土地覆被評價和模擬(LACM)”項目,旨在采用高分辨率影像探測亞全球尺度的土地利用與變化。
因此,本文旨在利用衛星遙感技術獲得鄱陽湖生態經濟區土地利用信息,并根據《生態環境狀況評價技術規范(試行)》(HJ/T192-2006)對鄱陽湖生態經濟區生態環境質量進行評價。這將為推進全省生態環境監測、土地利用覆蓋\變化信息監測提供有力的技術支撐。
1研究區和衛星影像概況
1.1TM影像概況
TM影像是指美國陸地衛星4~5號專題制圖儀(thematic mapper)所獲取的多波段掃描影像。有7個波段。影像空間分辨率除熱紅外波段為120米外,其余均為30米。因TM影像具較高空間分辨率、波譜分辨率、極為豐富的信息量和較高定位精度,成為20世紀80年代中后期得到世界各國廣泛應用的重要的地球資源與環境遙感數據源。能滿足有關農、林、水、土、地質、地理、測繪、區域規劃、環境監測等專題分析和編制1∶10萬或更大比例尺專題圖,修測中小比例尺地圖的要求。本文研究區生態解譯采用了14景Landsat TM影像,時相為秋季,波段合成采用432RGB彩色合成。
1.2研究區概況
本文研究區范圍為鄱陽湖生態經濟區,主要包括南昌、景德鎮、鷹潭,以及九江、新余、撫州、宜春、上饒、吉安市的部分縣(市、區),共38個縣(市、區)和鄱陽湖全部湖體在內,面積為5.12萬平方公里,占江西省國土面積的30%,人口占江西省50%,經濟總量占江西省60%。鄱陽湖生態經濟區范圍見圖2。
1.3技術方法
通過ARCGIS平臺,根據地物影像特征,如色調、大小、陰影、紋理、位置和其他標志,以及技術人員先知經驗,采用人機交互方式解譯Landsat-TM衛星影像,繪出地物的閉合邊界,并賦予屬性編號,提取土地利用信息。
1.4生態解譯結果
中圖分類號:X826 文獻標志碼:A 文章編號:1672-1683(2014)06-0012-06
1 基本思想
水資源承載力研究是可持續發展和水資源安全戰略研究中的基礎性課題之一,也是當前水資源科學中研究的重點和熱點[1-3]。考慮到水資源是人類文明的源泉,是實現可持續發展的戰略性經濟資源[4-7]與人類的生存、發展和一切生活、經濟活動密切相關[8-11],本文在前人對水資源承載力研究的基礎上提出水資源承載力新理論,認為水資源承載水平是在一定的技術和管理水平下,區域水資源系統承載的人類發展水平,而水資源承載力是水資源承載水平的穩定最大值,即一定的技術和管理水平下,區域水資源系統能穩定承載的人類最大發展水平,兩者之間的區別在于水資源承載力是一個具有一定條件限定下的最值。而人類發展水平則應包括經濟、文化、生態的全方面發展,因此對水資源承載水平及水資源承載力的量化可由式(1)、式(2)實現[12]。
式中:WRCL表示水資源承載水平;WRCC表示水資源承載力;EC、CU、EL分別表示經濟水平、文化水平及生態服務功能水平;T、M、E分別表示技術、管理及環境;T0、M0、E0表示評價時間與區域內的技術水平、管理水平及客觀環境水平;max[TX-]表示水資源承載水平的穩定最大值。
在上述水資源承載力新理論的基礎上,本文以鄱陽湖區11個縣市為例,利用GRACE數據反演水量及生態服務評估方法,計算2010年水資源承載水平與水資源承載力,以此探討湖區11個縣的水資源承載情況。
2 研究區概況
鄱陽湖位于江西省北部的長江中游,是與贛江、撫河、信江、饒河、修水等五大河流(即“五河”)尾閭相接的似盆狀天然凹地,受長江和五河水位約束水量吞吐平衡而形成的連河湖,是我國最大的淡水湖泊[3-14]。鄱陽湖汛期與枯水期洪枯水位面積相差10多倍。
鄱陽湖的水域、湖灘洲地,分別隸屬于沿湖11個縣市:永修、南昌、德安、新建、都昌、進賢、湖口、余干、星子、鄱陽,及九江市的市區(圖1)。區域交通運輸、旱澇災害、水文、氣候等受鄱陽湖水體的影響較為直接,具有自然資源和自然狀況及社會經濟狀況的相似性。因此,鄱陽湖區為此11個縣市行政疆域的總稱,總面積19 761.5 km2[15]。地理坐標東經115°31′-117°06′、北緯28°11′-29°51′。鄱陽湖區人口密度高于流域人口密度,而人口增長過快、人口絕對數量劇增等問題給鄱陽湖生態系統帶來巨大的壓力。
3 數據來源與研究方法
3.1 數據來源
本研究數據來源于2003年和2010年江西省統計年鑒、2010年中國統計年鑒,以及GRACE衛星反演數據,來源于Helmholtz Center實時更新的GRACE衛星數據(http://isdc.gfz-potsdam.de/)。
3.2 生態服務功能評估
對于生態服務功能的評估,Costanza[16]等的研究從科學意義上明確了生態系統服務價值(Ecosystem Service Value,ESV)估算的原理方法[5],并對全球生態系統服務功能進行了分類和評估。全球生態系統服務功能可歸納為17類,以貨幣形式按16類生物群系核算價值,依據各種生態系統服務功能單價和面積計算總價值,這是一種“存量”估算方法,即估算整個生態系統提供的總價值量。但Costanza的研究中針對的是全球平均情況,對具體的地區某些計算存在著較大偏差。謝高地等[6]在Costanza研究成果的基礎上,參考中國實情制定了中國陸地生態系統單位面積生態服務價值。其中,生態服務支撐功能(SU)包括食物生產和原材料,生態服務同化功能(AS)包括廢物處理、氣體調節、氣候調節、水源涵養和土壤形成與保護,水對文化水平(CU)的貢獻可通過水生態系統的娛樂文化和生物多樣性保護兩項來表征。本文采用謝高地的生態服務價表及Costanza的ESV計算公式(式3)來計算生態服務價值。
式中:ESVf為單項(CU、SU、AS)生態服務功能價值(元/a);Ak為研究區第k種土地利用類型的面積(hm2);VCfk為單項生態服務功能價值系數(元/(hm2?a))。
3.3 水資源承載力量化
式中:k1、k2、k3、k4是系數,其值根據人類社會的發展對經濟水平、文化水平、生態服務支撐功能與生態服務同化功能的需求比例確定,且k1+k2+k3+k4=4。在技術、管理和環境一定的情況下,k1、k2、k3、k4是固定的常數,各項平均單位用水量所產生的價值Eec、Ecu、Esu、Eas亦是固定的常數。經濟用水(包括生活用水)Qec和生態環境用水Qel之和等于水資源量,即Q=Qec+Qel。在水資源承載力式中,Qec=Qnew,Qnew為水資源天然可更新量。
水資源承載力的值按式(6)計算。
在技術、管理和環境一定的情況下,Eec、Ecu、Esu、Eas比較容易求得,而根據人類社會的需要確定最佳的k1、k2、k3、k4是關鍵。Q量綱為m3,E量綱為元/m3,因此,WRCC和WRCL量綱均為元。
4 結果計算與討論
4.1 相關參數計算
4.1.1 EC、CU、AU、AS的計算
利用2010年江西省土地利用類型數據,計算得到鄱陽湖區各縣市的三項生態服務價值,其中經濟水平用GDP量化,計算結果見表1。
4.1.2 k1、k2、k3、k4的估算
k1、k2、k3、k4的比例是根據人類社會的發展對經濟水平、文化水平、生態服務支撐功能與生態服務同化功能的需求比例而確定的。
社會經濟需求與生態服務同化功能需求之間的關系可通過社會經濟用水與需要生態服務同化的廢水的關系確定,因此,k1/k4=用水總量/廢污水排放量。
社會經濟需求與文化娛樂需要的比例根據工作日與休息日的比例確定:k1/k2=5/2=2.5。
生態服務支撐功能需求與社會經濟生活需求的關系可根據社會經濟生活中提供原材料的與水有關的生態服務支撐功能的產業增加值占GDP的比重來確定。根據江西省統計年鑒分類,這些產業包括第一產業及農副食品加工業、食品制造業、飲料制造業、煙草制品業、紡織業、紡織服裝、鞋、帽制造業、皮革、毛皮、羽毛(絨)及其制品業、木材加工及木竹藤棕草制品業、家具制造業、造紙機紙制品業和水的生產和供應業。經計算得江西省k3/k1=0.16。
由k1+k2+k3+k4=4求得鄱陽湖區各區縣的值(表2)。
4.2 水資源承載力與水資源承載水平計算
4.2.1 水資源量計算
采用GRACE衛星數據反演水量,計算2010年相對于2003年水資源量的年均變化(單位m)及相對于2003年的年[CM(25*2/3]均水資源,計算2010年水資源量最高與最低時的水位差。[CM)]
由于GRACE數據的精度在20 km以上,本文計算了整個長江中下游地區的水資源量,用ACRGIS進行插值求得各縣區的水資源水位平均高度,將水位乘以面積獲得其2010年水資源量與2010年年水資源更新量。根據GRACE數據反演得到的水資源量及水資源更新量見表3。
結果顯示:九江市市區用水總量大于其水資源總量,其他縣用水總量均遠小于其水資源總量;鄱陽縣用水總量基本等于年可更新水資源量;永修、德安、星子、都昌四縣用水總量超過年可更新水資源量的值相對其他縣較小(見圖2)。九江市市區的異常數據表明其搶占周邊縣區的水資源量的可能性大。
4.2.2 水資源承載水平與水資源承載力計算
九江市市區用水總量大于其水資源總量,可知九江市市區的用水總量從鄱陽湖或長江引水獲得,因此將九江市市區水資源總量全部算作生態需水,計算其生態服務價值。即九江市市區經濟水平用水為11.230 5億m3,生態服務功能水平用水為5.433 6億m3,其他各縣市生態服務功能水平用水為水資源總量扣除用水總量。根據經濟用水(包括生活用水)和生態環境用水與經濟水平、文化水平、生態服務支撐功能與生態服務同化功能四項總價值計算各項的單位用水量產生價值Eec、Ecu、Esu、Eas。根據公式(4)、公式(6)計算得到鄱陽湖區水資源承載水平及水資源承載力(見表4)。
4.3 結果分析
4.3.1 水資源承載水平與水資源承載力的關系
從表4可以看出,鄱陽湖區水資源承載力較高的縣市有鄱陽縣、南昌縣和進賢縣,較低的有德安縣、星子縣和湖口縣;九江市市區水資源承載水平最高,南昌縣、新建縣和進賢縣水資源承載水平較高,德安縣和星子縣及其他縣水資源承載水平較低。水資源承載水平高出水資源承載力的差距相對較小的縣有永修、德安、星子、都昌四縣,與用水總量超過年可更新水資源量的趨勢一致;水資源承載水平等于水資源承載力的為鄱陽縣,與其用水總量基本等于年可更新水資源量的趨勢一致(見圖3)。因此,水資源承載水平與水資源承載力的關系能反映用水總量與年水資源更新量的關系。
4.3.2 人均水資源承載水平
人均水資源承載水平是該區域居民平均每人所享有的由水資源承載的人類發展水平。人均水資源承載水平較高的縣市有永修縣、德安縣和星子縣;較低的有九江市市區、都昌縣和余干縣;其他縣居中(見圖4),這是由于人均水資源年更新量的優勢差距造成的。
九江市市區人均水資源承載水平最高;都昌縣、余干縣、鄱陽縣人均水資源承載水平較低;其他縣居中;由于人均用水總量多少的差距為九江市市區最多,都昌縣、余干縣、鄱陽縣最少,其他縣居中(見圖4)。
雖然鄱陽縣水資源承載水平高,但人均水資源承載水平不高,說明鄱陽縣水資源可承載的綜合發展水平高是由于其土地面積大,水資源可更新量大引起的,人均所有的可更新水資源量低。相反,德安縣和星子縣水資源承載水平低,人均水資源承載水平高,這是因為其總可更新的水資源量盡管不大,但人均水平較高。九江市市區水資源承載水平和人均水資源承載水平都很高,說明九江市市區通過歷年儲水或搶占臨縣區的水資源,實際承載的人均貢獻發展水平和總量均高。
永修、德安、星子和湖口四縣的人均水資源承載水平和人均水資源承載力在整個鄱陽湖區的位置相對其水資源承載水平總量和水資源承載力總量的位置偏高,說明其水資源可承載的與實際承載的人均貢獻發展水平高。圖3、圖4反映了該地區單位勞動者在同樣的水資源條件下,能夠且已經獲得更高的人類綜合發展水平,即因為這四縣的技術、管理和環境因子比其他縣市好。這種不同地區水資源承載水平與人均水資源承載水平的不一致,反映了地區之間技術和管理因子及環境因子的差距。
4.3.3 單位水資源承載水平
單位水資源承載水平是單位水資源,即每立方米水資源所承載的人類發展水平。鄱陽湖區單位水資源承載經濟水平情況,以九江市市區比較突出,南昌、新建、進賢基本一致,略微高于剩余的7個基本一致的縣;對于單位水資源承載文化水平,九江市區、星子縣、湖口縣和南昌縣最高,德安、鄱陽縣最低;對于單位水資源承載生態服務支撐功能情況,德安和湖口高于其他9個基本一致的區縣;對于單位水資源承載生態服務同化功能,除新建縣最低,其他的趨勢同單位水資源承載生態服務支撐功能一致(見圖5)。綜合經濟水平、文化水平、生態服務支撐功能與生態服務同化功能四種因素,鄱陽湖區11個縣市中九江市市區、南昌縣、星子縣和湖口縣的單位水資源承載水平高于其他縣,其中九江市市區單位水資源承載水平最高。反映了九江市市區、南昌縣、星子縣和湖口縣,在同樣的水資源條件下,能夠獲得更高的人類綜合發展水平(見圖6)。
綜上,在相同的水資源條件下,星子和湖口總體和人均綜合發展水平高;永修和德安人均高,總體不高;九江市市區和南昌縣總體高,人均不高。其中人均綜合發展水平與圖7一致。
對于鄱陽湖區人均單位水資源承載經濟水平和生態服務支撐功能情況,九江市市區、永修、德安、星子和湖口較高;對于人均單位水資源承載文化水平和生態服務同化功能情況,星子和湖口最高,九江市市區、永修、德安、南昌縣次之(見圖7)。
4.3.4 總超負荷分析
采用自然分類法,對各縣市的總超負荷進行分類,總超負荷各縣市從大到小為:九江市、南昌縣、湖口縣、新建縣、進賢縣、都昌縣、星子縣、永修縣、余干縣、德安縣、鄱陽縣(見圖8)。
利用同樣的方法,對各縣市的人均超負荷進行分類,人均超負荷各縣市從大到小為:九江市、湖口縣、南昌縣、德安縣、星子縣、永修縣、新建縣、進賢縣、都昌縣、余干縣、鄱陽縣(見圖9)。
4.3.5 水資源承載水平均衡分析
為了對鄱陽湖區各縣市水資源承載水平里的經濟水平、文化水平、生態服務支撐功能與生態服務同化功能各部分的均衡情況進行研究,本文對比分析了EC/CU與k1/k2、EC/SU與k1/k3、EC/AS與k1/k4的關系(表5)。由于社會經濟生活中,原材料來自與水有關的生態服務支撐功能的產業增加值也包括了與水無關的價值,如造紙機紙制品業和紡織業中涉及鋼鐵器材、化學合成物質等,所以EC/SU相對于k1/k3必然偏大。因此,本文不比較EC/SU的均衡度。
從表5可以看出,經濟功能偏強、文化功能偏弱的(即EC/CU>k1/k2)的縣市有南昌縣、新建縣、進賢縣、九江市區、德安縣、湖口縣,娛樂文化生態功能不足,但城市到郊區旅游娛樂很平常,因此生態文化功能的地域不均衡性是允許的;經濟功能偏弱,文化功能偏強的有永修縣、星子縣、都昌縣、余干縣和鄱陽縣;經濟功能偏強,生態同化功能偏弱的(即經濟水平/生態服務同化功能>k1/k4)的縣市有新建縣、九江市區;經濟功能偏弱、生態同化功能偏強的有南昌縣、永修縣、進賢縣、德安縣、湖口縣、星子縣、都昌縣、余干縣和鄱陽縣,而新建和九江市市區生態系統對污染的同化功能差。
5 結論
(1)由于年可更新水資源量的優勢不同,各縣市的水資源承載力存在明顯差異,鄱陽縣、南昌縣和進賢縣較高,德安縣、星子縣和湖口縣較低;關于人均水資源承載水平,永修縣、德安縣和星子縣較高,九江市市區、都昌縣和余干縣較低。
(2)因為用水總量的差距,九江市市區水資源承載水平最高,南昌縣、新建縣和進賢縣也較高,德安縣和星子縣及其他縣較低;而對于人均水資源承載水平,九江市市區最高,都昌縣、余干縣、鄱陽縣較低。
(3)永修、德安、星子和湖口四縣人均水資源承載水平和人均水資源承載力在整個鄱陽湖區的位置相對其水資源承載水平總量和水資源承載力總量的位置偏高,與其一致的是四縣人均單位水資源承載經濟水平、文化水平、生態服務支撐功能與生態服務同化功能,在鄱陽湖區11個縣市中均偏高,即該地區單位勞動者,在同樣的水資源條件下能夠且已經獲得更高的人類綜合發展水平。
(4)綜合經濟水平、文化水平、生態服務支撐功能與生態服務同化功能四種因素,鄱陽湖區11個縣市中九江市市區、南昌縣、星子縣和湖口縣的單位水資源承載水平高于其他縣,其中九江市市區單位水資源承載水平最高。
(5)鄱陽湖區各縣市的總超負荷由大到小為:九江市市區>南昌縣、湖口縣>新建縣、進賢縣>都昌縣、星子縣、永修縣、余干縣>德安縣、鄱陽縣;鄱陽湖區各縣市的人均超負荷由大到小為:九江市市區>湖口縣、南昌縣>德安縣、星子縣、永修縣、新建縣、進賢縣>都昌縣、余干縣>鄱陽縣。
(6)根據研究結果,新建縣和九江市市區需加強生態系統對經濟發展產生污染的同化功能;南昌縣、新建縣、進賢縣、九江市區、德安縣、湖口縣等6個縣市可加強生態文化娛樂功能。鄱陽縣水資源承載的人類發展水平較好,而永修、德安、星子、都昌四個縣需加強經濟發展與生態服務功能的均衡。
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經濟發展既給環境帶來沖擊,也對環境保護產生了急迫需求。為了防止農業生態環境惡化,防患于未然,農業生態環境質量評價顯得越發重要。環境質量評價是環境管理的重要組成部分,它可以為環境保護和建設提供了可靠的數據資料,為環境保護和建設打下前提和基礎。
環境質量是環境系統客觀存在的一種本質屬性,并能用定性和定量的方法加以描述的環境系統所處的狀態。農業生態環境質量評價是指以區域農業生態環境為評價對象,依據農業生態系統屬性數據和資料,選取科學的環境質量評價指標而進行的環境質量綜合評價。它為環境評價、環境規劃與建設和保護提供了現實依據和基礎。
1 環境質量評價指標的選取
1.1 選取評價指標的原則:科學性原則。選取的評價指標應科學、準確,要選取能反映所評價農業生態環境質量特征以及生態環境質量現狀的綜合指標。為了使選取的目標具有可比性,相鄰地區的指標應統一量化,方便橫向與縱向比較。
主導性或代表性原則。制約農業生態環境的因素很多,利用單一因子對農業生態環境質量及變化做出全面、科學的評價,指標過多又很難操作,應選擇具有代表性的、可比較的,能直接反映區域農業生態環境質量的特征的主導性指標。
可操作性。指標體系的建立必須具有可行性,評價指標的設計必須考慮其指標采集工作的可操作性,沒有辦法量化的資料不能稱其為指標。其次,選取指標時應注意靈活性即在農業生態環境質量發生變化時,能明顯地表現出它的變化和征兆,這樣選取的指標才有意義。
適用性原則。環境的可持續發展與任何一個農業生態環境管理的目標是一致的,故選取的指標應具有一致性,即適用性。當然,不同區域的環境具有不同的具體特點,因而應根據不同區域的農業生態環境特點建立不同的標準。
1.2 評價指標體系的選擇:當前關于評價體系的研究,多注重分層、分系統等方面。例如:李英等人針對濟南地區生態環境所展現出來的現實特點進行研究,構建了濟南區域生態環境質量評估體系。此類指標體系具體到要素層共包括了31個要素,用于對濟南市區在內的111個鄉鎮進行逐層評價。第一層為目標層,反映生態質量總數;第二層為系統層,由5個子系統構成,分別是生態脆弱度、生態影響度、生態抗逆水平、人文發展度以及自然資源稟賦;第三層為狀態層,對上一層具體評價指標加以體現,并揭示它們之間存在的關系。第四層為要素層,用來評析初始目標對象。“朱曉華等分別以徐州等地做為生態環境質量評估體系研究的目標區域。區域生態的總目標層由社會經濟
自然復合生態系統構成,以綜合指數所表現出來的特征來評析區域內生態環境質量的總體水平。環境、自然、環境污染和社會經濟4個子系統構成了制約層。16個基本要素組成各個子系統構成了要素層。28個直接度量因子構成了指標層。孫希華將山東的農業生態環境質量作為評價的總指標,其評價準則主要由經濟要素、社會要素、技術要素和自然環境要素所構成,每一準則層由不同的要素組成,48個要素組成所需評價的要素層”。運用“樹木活力”法對吉林生態環境質量進行評價這一新的綜合生態指標由千慶蘭提出,補充在通常狀況下要想科學、全面地解決生態環境質量目前存在的不足,僅僅依靠單一的環境指標是不夠的。
本文評價體系的建立,基于以下考慮:一是使指標體系能夠完整準確地反映農業生態環境質量狀況;二是使指標體系最簡單化。在此原則的基礎上,確立農業生態環境質量評價指標體系。一般來說,農業生態環境評價指標體系分為一級指標體系和多級指標體系。通常情況下,一級指標體系不能完整而清晰地反映多層次屬性的特點。而農業生態環境又是由多個子系統構成的,各個系統之間的相互作用將直接影響整個生態系統的質量。因此,多級指標體系能夠清晰準確地反映各子系統之間差異及生態環境的不同層次,因此目前多級指標體系比較常用,其中多以二級指標體系為常見。
根據以上宗旨,農業生態環境質量整個指標體系得以確立。通常把農業生態環境又分為四個子體系:“生境資源狀況體系、生物狀況體系、生態狀況體系和環境污染體系。生境資源狀況體系由四個指標組成:“人均擁有耕地面積(畝/人)、草地面積占有比率(%)、水域面積占有比率(%)、森林覆蓋面積比率。”環境污染體系由三個指標組成:“灌溉水質量、農田土壤環境質量、農田大氣環境質量。”生物狀況體系由兩個指標組成:農作物中重金屬含量、農作物中農藥含量。
生態狀況體系由五個指標組成:“水土流失比率(%)、水土三化比率(%)、每畝平均施化肥量(千克/畝)、每畝平均施農藥量(克/畝)、農田土壤有機質含量(%)。”
2 環境質量評價的一般方法
生態環境評價方法就是指為了滿足生態環境過程中的一系列目標要求,所采用的程序步驟和相應的技術方法。國內外已經提出應用的環境質量評價方法是多種多樣的,至今我國尚未形成統一的方法系列,較成熟的方法有:
2.1 指數法與綜合指數法:即加權平均法。在農業生態環境質量評價中應用這種方法最重要的是評價指標權重的確定,一般都是采用比較易行的德爾菲法(專家評分法)。它可以簡便、直觀地體現出農業生態環境質量評價的綜合性、整體性和層次性。但是該方法的不足是主觀性比較大,因為專家在打分的過程中,主觀因素和自己的經驗,都在左右著分值的確定。
在確定評價指標體系和評價標準后,根據評價因素的相對重要性確定其權重值,將各因素的變化值得出綜合評價值。通常采用的數學模型按因子之間的相互相聯性、構成模式,第一步計算出各評價因子的加權質量指數,然后再按評價因子的歸屬關系得出三個因子集的質量分指數,最終由因子集質量分指數得出評價區域的生態環境質量綜合指數。
質量指數分為子體系指數和總指數兩級。共有四個子體系:灌溉用水子體系、農田大氣子體系、農田土壤子體系和其他生態環境子體系。每個子體系由若干指標組成。由指標值求出指數值。總指數值由四個子體系的分數值加權和得出。然后根據加權值的大小來得出環境質量的好壞。
2.2 模糊綜合評價方法:環境質量具有精確與模糊、確定與不確定的特性,所以環境質量評價中又引入了模糊綜合評價法。模糊方法是20世紀60年代美國科學家扎德教授創立的。因此評價過程中充分利用模糊信息,以及評判結果用模糊性的語言,該方法既有嚴格的定量刻劃,也有對難以定量分析的模糊現象進行主觀上的定性描述,把定性描述和定量分析緊密地結合起來,是近年來發展較快的一種新方法。
1•1自然概況
福建省位于東南沿海(115°50′-120°43′E,23°32′-28°19′N),東西寬約540km,南北長約550km,土地面積1•214×104km2,其中山地丘陵占80%以上。福建屬亞熱帶海洋性季風氣候,年平均氣溫15•2~21•8℃,各地年平均降雨量基本在1000mm以上,年日照時數1754~2482h,氣候資源得天獨厚。福建省背山臨海,其陸域基本由海拔1000m以上的山地與浙江、廣東隔開,因而地貌上和水系上成為相對獨立的地理單元。相對獨立的地貌、水系及相應的氣候、土壤和植被使得生態環境也表現出很強的相對獨立性。福建海域處于東海和南海的交界處,全區多為臺灣海峽所占據,由于陸域丘陵山地與臺灣山地的制約使海域本身的氣候、地貌和生物生態環境特征都具有一定的獨立性。由于缺乏金門縣的相關數據,在進行生態評價時未將金門縣考慮進去。
1•2資料及其來源
采用福建省2006年7-9月全省67個臺站的地面氣象觀測資料計算各地濕潤指數和災害指數,數據包括月平均氣溫(℃)、月降水量(mm)、月平均10m風速(m/s)、月平均相對濕度(%)、月平均氣壓(mb)、飽和水汽壓(mb)、災害面積(hm2),由福建省氣象臺提供。水體密度指數、植被覆蓋指數、土地退化指數各評價因子的面積、類別數據來源于福建省各地土地利用數據,由福建省農業資源綜合數據庫提供。
1•3評價模型的建立
采用模糊綜合評價法,通過建立隸屬函數,經模糊變換,給每個評價因子賦予一個非負實數,得到評價結果,再與評語集相對照,最終確定評價區域的優劣等級[11]。
1•3•1評價因子集遵循代表性、全面性、綜合性、簡明性、方便性、適應性原則,選擇5個因子為評價因子,則評價因子集V={濕潤指數,植被覆蓋指數,水體密度指數,土地退化指數,災害指數},然后采用文獻[12]中的數據處理方法對各評價因子進行標準化。各評價因子定義如下:(1)濕潤指數為降水量與潛在蒸散量的比值,是判斷某一地區氣候干、濕程度的指標。濕潤指數K=R/ET,該指數能夠客觀地反映一地的水熱平衡狀況。按季度進行評價時,季度濕潤指數K=Rs/(∑ETi),Rs為季度降水量,∑ETi為該季度三個月潛在蒸散量之和。根據文獻[13],月平均潛在蒸散量ETi=22di(1•6+U1/2i)Woi(1-hi)P1/2i(273•2+ti)1/4其中,i是月份編號,Pi為月平均氣壓(mb),ti為月平均氣溫(℃),di是月天數,Ui是10m高度觀測的月平均風速(m/s),Woi是溫度為ti時的飽和水汽壓(mb),hi是月平均相對濕度(%)。計算區域生態質量等級時,當K>1時,取K=1。(2)植被覆蓋指數指被評價區域內林地、草地及農田三種土地類型面積占被評價區域面積的比重,用于反映被評價區域植被覆蓋的程度。(3)水體密度指數指被評價區域內水域面積占被評價區域面積的比重,水域包括河流、湖泊、水庫等。(4)土地退化指數指被評價區域內風蝕、水蝕、重力侵蝕、凍融侵蝕和工程侵蝕的面積占被評價區域面積的比重,是反映生態系統功能退化程度的一個重要指數。(5)災害指數指單位面積上擔負的災害強度、頻率等災害總量,即評價區域內農田、森林等生態系統遭受氣象災害的面積占被評價區域面積的比重。
1•3•2評價因子權重由于不同的綜合評價因子對農業資源可持續利用的影響是不一樣的,因此需要對參評因子進行權重系數測定。各層次因子權重參照《生態質量氣象評價規范(試行)》[13]、采用專家打分法取得,結果見表1。
1•3•3屬性同一化根據不同屬性因子對總體生態質量的影響方向不同,對全部因子屬性進行正相化處理[14]。5項因子中有2項為負相因子(土地退化指數和災害指數),其正相化指標=1-負相指標。
1•3•4生態綜合評價指數根據權重集Q={0•25,0•3,0•2,0•15,0•1}和評價因子隸屬函數值集合R={K,V,W,L,D},可計算得到生態綜合評價指數其中,O為算子;i為各區域編號,本文i=1,2,3,…,67,Ai表示福建省各縣(市)生態質量的綜合評價值。#p#分頁標題#e#
1•3•5評語集評價區域的生態質量分為5個等級,評語集Z={優,良,一般,較差,差},各等級評語見表2,等級劃分參照《評價規范》[13]。
2結果與分析
2•1濕潤指數
福建省2006年7-9月濕潤指數分布如圖1所示。由圖中可見:此時段內福建省濕潤指數普遍較高,各地濕潤指數均在1•0以上;東部地區濕潤指數明顯高于西部山區,其中東部如平和、詔安、壽寧、永春、云霄、霞浦、寧德、南靖、長泰等地濕潤指數較高,均在4•00以上。濕潤指數等級較低的地區基本集中在西部如建陽、順昌、將樂、長汀、永安等,主要是由于7-9月福建省受臺風影響比較多,導致東部降水多于西部。根據《評價規范》[13],當K>1時表示大氣降水總體上大于植被生理過程需水量,降水條件一般不成為當地植被生理需水的限制因子,說明福建省該季度降水滿足作物生長的需水量,有利于作物及其它植物的生長發育。
2•2水體密度指數
福建省2006年7-9月水體密度指數分布如圖2所示。由圖中可見,福建省各地水體密度指數因地理位置、海拔差異和人類生產活動強度的差異而有所不同。東部沿海地區水體密度指數較高,如漳州的詔安縣、龍海市、福州管轄下的平潭縣、福清市和廈門市等地,最高可達0•15,主要是因為沿海天然水體面積大,同時由于加上養殖業的開展,人工溝渠、圍塘數量大,使得沿海水體密度明顯高于中西部;中部地區作為三溪匯合點的南平市延平區和古田水庫所在古田縣水體密度指數也比較高,介于0•037~0•05;西北部作為糧食生產基地的光澤縣、武夷山市、建陽市等地水體密度指數稍低,其指數范圍為0•016~0•025;中部地區的長汀縣、連城縣、永安市、大田縣等地因海拔較高,人工水庫、水塘等較少,因而水體密度指數明顯偏低,指數介于0•008~0•016。
2•3植被覆蓋指數
福建省2006年7-9月植被覆蓋指數分布如圖3所示。從圖3可見,福建植被覆蓋度整體較高,多數縣(市)植被覆蓋指數可達0•40以上,植被覆蓋指數最高的縣達到0•56。從圖3中還可看出,沿海經濟發達地區植被指數相對較低,如廈門、晉江、石獅、莆田、長樂等地,內陸植被覆蓋指數則明顯較高,指數在0•4以上的縣(市)有49個,占行政區總數的73•1%,指數值大于0•5的行政區有6個,為武夷山市、松溪縣、政和縣、大田縣、永泰縣、華安縣。植被指數最高的為武夷山市,原因是其界內包括了武夷山國家級自然保護區。武夷山自然保護區位于福建省西北部的武夷山脈脊部,擁有世界上同緯度帶現存面積最大、保存最完整的中亞熱帶森林生態系統,典型的地帶性森林類型為常綠闊葉林群落,植被覆蓋度很高。圖32006年7-9月福建省植被覆蓋指數分布
2•4土地退化指數
土地退化是自然侵蝕和人文因子相互作用的結果,是生態系統退化的重要表征之一。福建省坡地多、雨量大,特別是多陡坡、多暴雨的自然環境為水土流失提供了客觀的基礎。福建省2006年7-9月土地退化指數分布如圖4所示,從圖中可見,各縣(市)土地退化指數在0•002~0•030,泉州地區的南安市土地退化相對嚴重,其土地退化指數為0•030,壽寧縣、安溪縣、華安縣、平和縣土地退化指數較高,介于0•024~0•030,而武夷山、邵武、建陽、漳平、上杭、龍海、漳浦等地退化指數較低,指數值均在0•009以下。
2•5災害指數
7-9月福建的主要災害性天氣為臺風,分析期影響的臺風有:7月14日在霞浦縣北壁鎮登陸的“碧利斯”,7月25日在晉江市圍頭鎮登陸的“格美”,8月10日在閩浙交界處的浙江省蒼南縣馬站鎮沿海(距離邊界約10km)登陸的第8號超強臺風“桑美”。據災情統計:“碧利斯”對寧德、福州、莆田、龍巖、泉州、漳州等六個地區造成了嚴重影響,造成10933•5hm2農作物受災,4240•0hm2成災,762•5hm2絕收。“格美”也對6個地區造成嚴重影響,其中農作物受災面積29975•2hm2,成災面積13056•6hm2,絕收面積1288•7hm2。“桑美”持續時間短,主要影響到南平和寧德,受災面積4921•4hm2,成災3259•7hm2,絕收819•3hm2。8月中旬-9月天氣轉好,未出現重大氣象災害。福建省2006年7-9月災害指數分布如圖5所示。由圖中可見,各地區災害指數介于0•000~0•094,災害指數地區差異明顯,漳州地區災害指數較高,寧德次之,廈門、南平、三明等地災害指數值較小。
2•6生態綜合評價指數
最終計算得到福建省2006年7-9月生態綜合評價指數分布結果(見表3)。對照生態質量評價分級標準(表2)可見,此季節內福建省各地生態質量等級差異不明顯,生態質量綜合評價指數介于0•54~0•67,其中有66個地區的生態質量氣象評價等級為良好,多數縣(市)綜合評價值達到0•60以上,區域生態質量等級接近優。
關鍵詞:生態環境;綜合評價;哈大齊工業走廊
引言
生態環境是以人類為中心的各種自然要素和社會要素的綜合體[1]。生態環境質量是指生態環境的優劣程度,它以生態學理論為基礎,在特定的時間和空間范圍內,從生態系統層次上,反映生態環境對人類生存及社會經濟持續發展的適宜程度,是根據人類的具體要求對生態環境的性質和變化狀態的結果進行評定[2]。經濟開發活動已經對我國生態系統的結構和功能造成了很大影響,并產生了土地退化、荒漠化等一系列生態問題,生態環境形勢十分嚴峻[3]。因此從保護生態環境的角度出發,科學、全面、準確地評價生態環境質量狀況及變化趨勢,為生態保護、建設和監督管理提供科學依據和技術支持是十分必要的。哈大齊工業走廊作為黑龍江省經濟、社會和環境相互協調和可持續發展的戰略地帶,在經濟和社會發展過程中,避免不了會對生態環境造成一定的影響。本文以哈大齊工業走廊及其周邊地區為研究對象,采用多指標評價方法對不同區域的生態環境質量進行綜合評價,旨在為哈大齊工業走廊區經濟、社會和生態環境協調可持續發展提供一定依據。
一、研究區域概況
“哈大齊工業走廊”地處東北亞中心位置,位于黑龍江省西南部,分布在由哈爾濱經大慶到齊齊哈爾的交通沿線上,是以哈、大、齊三市為中心。沿濱州鐵路、哈大、大齊等高速公路而形成的一個點、面結合的狹長工業帶[4]。考慮哈大齊工業走廊經濟的發展會對周邊一些地區造成一定的輻射影響,我們以哈大齊工業走廊為中心,向周邊地區適當擴展,包括哈爾濱市區、大慶、齊齊哈爾、肇東、安達,以及哈爾濱市所轄的尚志、雙城,大慶市所轄的林甸、杜蒙,齊齊哈爾市所轄的富裕、泰來、甘南、依安,另外,由于所選取的指標數據為2004年統計值,哈爾濱市的呼蘭區和阿城區也分別統計,即共選擇哈大齊工業走廊區15個區域作為研究對象,對其生態環境狀況進行綜合分析與評價。
二、評價指標及計算方法
(一)評價指標選取原則。
生態環境評價指標選取的原則有很多,結合前人已有的研究[5,6],本文按照評價指標的代表性原則、全面性原則、 綜合性原則、簡明性原則、方便性原則、適用性原則等原則進行指標選取。
(二)評價指標及涵義。
本文共選擇了五個評價指標,分別為生物豐度指數:是指衡量被評價區域內生物多樣性的豐貧程度;植被覆蓋指數:是指被評價區域內林地、草地及農田三種類型的面積占被評價區域面積的比重;水網密度指數:是指被評價區域內河流總長度、水域面積和水資源量占被評價區域面積的比重;土地退化指數:是指被評價區域內風蝕、水蝕、重力侵蝕、凍融侵蝕和工程侵蝕的面積占被評價區域面積的比重;污染負荷指數:是指單位面積上擔負的污染物的量,各指標的數據來源于《黑龍江統計年鑒》,計算方法按照及權重的計算按照參考文獻1進行。
三、生態環境質量分級
根據生態環境質量指數,將生態環境質量分為五級,即優、良、一般、較差、差,各級指數及狀態見表1。
表1 生態環境質量分級
級別 優 良 一般 較差 差
指數 EQI≥65 45≤EQI<65 35≤EQI<45 20≤EQI<35 EQI<20
狀態 植被覆蓋度好,生物多樣性好,生態系統穩定,最適合人類生存。 植被覆蓋度較好,生物多樣性較好,適合人類生存。 植被覆蓋度處于中等水平,生物多樣性一般水平,較適合人類生存,但偶爾有不適人類生存的制約性因子出現。 植被覆蓋較差,嚴重干旱少雨,物種較少,存在著明顯限制人類生存的因素 條件較惡劣,多屬戈壁、沙漠、鹽堿地、禿山或高寒山區,人類生存環境惡劣。
四、結論
利用上述生態環境質量評價指標體系及計算方法,以縣(市)為單元計算得出哈大齊工業走廊各市、縣、區生態環境質量排序見表2。
表2哈大齊工業走廊生態環境質量排序
等級 名稱 EQI 生物豐
富度指數 植被覆蓋
度指數 水網密
度指數 土地退
化指數 污染負
荷指數
良 尚志 64.52 44.14 80.75 60.95 8.2 1.27
阿城 54.48 24.85 50.53 53.95 9.29 1.76
肇東 46.05 8.43 16.33 66.05 7.32 1.63
一般 哈爾濱 44.5 9.67 16.24 66.2 7.32 21.02
安達 44.33 8.4 15.8 59.62 21.77 1.35
呼蘭 43.67 8.09 15.54 57.41 7.32 1.27
雙城 42.41 6.72 12.84 56.06 7.32 0.91
甘南 37.57 8.84 32.37 19.61 9.32 0.59
泰來 37.01 15.48 24.31 23.25 21.42 0.93
齊齊哈爾 36.27 13.87 22.02 26.48 17.6 12.77
杜蒙 35.46 19.02 18.65 21.16 26.24 3.27
較差 大慶 34.27 12.71 20.6 17.09 11.39 12.43
富裕 34.02 7 16.17 22.58 12.1 1.5
林甸 33.15 7.22 16.82 15.23 7.38 0.78
依安 30.55 2.27 12.01 14.65 8.48 0.56
從表4-1可以看出哈大齊工業走廊總體環境質量一般,生態環境質量指數EQI的最小值為30.55,最大值為64.52,平均值為41.22。從評價等級來看,只有尚志市、阿城和肇東處于良;哈爾濱、安達、呼蘭、雙城、甘南、泰來、齊齊哈爾市及杜蒙等地區生態環境質量一般;大慶、富裕、林甸和依安等地區生態環境質量較差。
在評價指標體系中,生物豐富度指數和植被覆蓋度指數有相同的變化趨勢,即尚志市地區明顯高于其它地區,在土地退化指數中杜蒙最大,達到了26.24,這是由于在杜蒙地區有大量的鹽堿地所致。從污染負荷指數來看,哈爾濱、大慶和齊齊哈爾地區較高,這是由于這三個地區工業水平發展程度最高,污染也是最嚴重;從空間分布看,哈大齊工業走廊東部地區生態環境質量較好,西部地區生態環境質量較差。
感謝周利軍老師在論文寫作過程中給予的指導和幫助。
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中圖分類號:X820.2 文獻標識碼:A
土壤是歷史自然體,是位于地球陸地表面和淺水域底部具有生命力、生產力的疏松而不均勻的聚積層,基于土壤形成的生態環境體系介于大氣圈、水圈、巖石圈和生物圈的交界面上,是各環境介質的連接紐帶[1].重金屬是一類持久性有毒物,易通過食物鏈的生物放大作用在生物體內積累,從而對人群健康和生態系統的穩定產生危害或風險[2].土壤重金屬污染可改變土壤的理化性質,直接或間接破壞土壤生態系統結構,并可通過土壤農作物等多個途徑的遷移積累對農產品安全和人體健康造成風險,所以土壤環境質量評價作為評估污染程度和制定污染控制策略的重要參考而被廣泛關注.國內外現常用的土壤環境質量評價方法主要包括:單因子指數評價法、內梅羅綜合污染指數法、模糊貼近度法、地累積指數評價法[3]、潛在生態危害指數法[4]等.其中地累積指數評價法是由Muller提出的一種可良好表征土壤中重金屬富集污染程度的定量指標,現廣泛應用于研究評價土壤或沉積物中重金屬的污染程度[5-6].但其在國內外評價過程中仍存在一些缺陷,需要進一步完善,主要表現在:1)常用確定性評價方法中重金屬含量輸入值的單一確定性與評價區域土壤環境中重金屬含量的空間差異性之間的矛盾造成了區域污染評價結果存在較大模糊性;2)不同學者或決策者選取地球化學背景值參數的差異及不同土地利用類型的土壤重金屬背景值的差異造成評價結果缺乏可比性;3)確定性地累積評價模型主要表征土壤中各重金屬的富集污染程度,而忽略了不同重金屬之間的生態毒性差異,這會導致低含量高毒性的重金屬的污染程度被低估或高含量低毒性的重金屬污染程度被高估.以上3點不足均可能會誤導最終決策.
本研究以地累積模型為基礎,將MonteCarlo模擬引入環境質量評價領域中來處理參數不確定性,并在模型內嵌入表征不同重金屬的生物毒性差異的權重系數,提出了基于不確定性理論的土壤環境重金屬污染評價法.將所建土壤環境重金屬污染評價法在實例中加以利用和驗證,以期為土壤重金屬的污染評價、優先污染物的控制及區域污染防控決策的制定提供新思路.
1基于MonteCarlo模擬的評價法
1.1地累積指數評價模型
1.2MonteCarlo模擬的應用
MonteCarlo模擬是由Nicholas Metropolis在二次世界大戰期間提出的,而后Von Neumann與Stanislaw Ulam合作建立了概率密度函數、反累積分布函數的數學基礎,以及偽隨機數產生器,現此方法在金融工程學、宏觀經濟學、生物醫學、計算物理學等領域已得到應用廣泛,效果良好[7-8].土壤環境評價系統是一個集隨機性、灰性、模糊性等多種不確定性于一體的系統.因此,常規的確定性評價方法不能準確反映土壤中重金屬污染程度的真實情況.為了降低模型參數由于土壤重金屬數據空間變異性、不同學者或決策者采用的地球化學背景值參數的差異性和不同土地利用類型的土壤重金屬背景值的差異性等因素帶來的參數不確定性,本研究將MonteCarlo模擬引入地累積指數法.其主要模擬步驟為[8]:1)確定評價模型隨機變量,在本研究中為土壤中重金屬實測含量參數和其所對應區域土壤背景值參數;2)構建隨機因素的概率分布模型,在本研究中采用歷史經驗和實地采樣檢測相結合的方法;3)將所得到的隨機數轉化為輸入參數的抽樣值,主要方法為MonteCarlo抽樣和拉丁超立方抽樣(LHS).其中MonteCarlo抽樣一般從樣本分布較少的低概率區進行抽樣,即為偏尾端抽樣;LHS抽樣則是由樣本整體分布考慮,這說明相對于MonteCarlo抽樣方法,LHS方法更適合構建小樣本的概率分布,故本文采用LHS法.4)整理分析所得模擬評價結果.
1.3重金屬生物毒性評價權重系數
2實例研究
2.1采樣點布設及樣品采集
實例源于作者2011~2012年的研究成果[10],采樣區域為新鄉市市郊的農用土壤,經過采樣監測所獲數據的統計分析結果見表2.
實際監測數據常包含一些誤差較大的、無代表性的數據,本文建議對所得數據進行異常數據的剔除,否則可能會影響評價區域整體污染水平評價的正確性,本文的剔除原則為平均值±3*標準差[8].本文相關統計計算采用SPSS 16.0vers軟件進行.
將土壤實測含量參數進行ShapiroWilk檢驗,由表2可知,Ni,Zn,Cu和Cr的sig.值均大于0.05,表明這些重金屬的實測含量數據都呈正態分布.而Cd的sig.值小于0.05,不符合正態分布,須進一步轉化驗證,根據其偏度和峰度的信息,選擇Ln函數進行數據轉換,轉換前后的Cd的概率分布見圖2~3所示,故Cd的含量符合對數正態分布.
據上述章節的數據和分析,按照1.2節中的MonteCarlo模擬步驟,將模擬參數設置設定:最大實驗量為1 000,置信區間為95%,抽樣方法為拉丁超立方,其它參數取軟件的默認值.對于實例區域土壤中各種金屬的評價模擬預測圖見圖4~8所示.圖中Probability代表概率可信度,Frequency代表頻數.
根據表1和圖4~8計算得出表4,其表征了各重金屬模擬評價結果隸屬于各污染等級的概率可信度,可得出:1)評價區域重金屬Cd隸屬于嚴重污染等級的概率高達98.1%,對當地有著極大的潛在生態風險或人體健康風險;2)評價區域重金屬Ni和Zn的評價結果較相似,隸屬結果均跨越了全部7個污染等級,說明評價區域中Ni和Zn有著明顯的空間分布特征,同時它們屬于嚴重污染的概率也分別高達84.5%和87%;3)評價區域重金屬Cu的模擬評價結果隸屬于各污染等級的概率較為均勻,其最大隸屬于偏中污染,概率為30.9%,而其隸屬于輕度污染和重度污染的概率分別為21%和24.7%,故很難判斷其最終的評價結論,這也證實了評價過程中確實存在較大的不確定性,并且很可能誤導決策;4)評價區域重金屬Cr的模擬評價結果跨越了3個污染等級,而且它隸屬于輕度污染的可信度達69.8%,這說明Cr的空間含量分布較均勻.
根據單因素指數法的評價準則(評價值大于1則土壤已受污染,小于1則未受污染),可知Cd、Ni和Zn已超標,而Cu和Cr未超標,但單因素指數法只能定性地判斷污染程度,對于篩選優先控制污染物的評價辨識度較低.確定性地累積模型有較為完善的污染程度定量評級準則(見表1),根據表5結果,基本可較好地識別出優先控制污染物,但仍存在一些問題:1)其評價結論中對于Ni和Zn污染等級均為4級,無法進一步分辨二者的相對污染程度的高低;2)Cu和Cr在確定性地累積評價中的污染級別分別為1級和0級,而單因素指數評價中二者的評價結果都小于0(未污染狀態),二種評價方法的結論出現了分歧,故在實際應用中確定性地累積模型的評價分辨力仍有不足.基于MonteCarlo模擬的土壤環境重金屬污染評價結果(IM-C),由于各重金屬潛在生態風險權重系數(Ti)的嵌入,評價結論出現了幾點變化:1)Ni和Zn的IM-C值出現了較顯著的差異,其原因是Ni的潛在生態風險權重系數5遠大于Zn的潛在生態風險權重系數1.大量研究證明Ni具有明顯的致癌性和致敏性,并對水生生物有明顯的危害性[1],相比之下,Zn是人體必不可少的有益元素.這也正對應了我國土壤環境質量標準中關于Ni(60 mg·kg-1)和Zn(300 mg·kg-1)的污染限值差異.參考單因素指數法結果,且對比于確定性地累積法Ni和Zn污染級別一致,證明基于MonteCarlo模擬的土壤環境重金屬污染評價法分辨力更強.2)對比于Zn和Cu的確定性地累積模型評價結果的較大差異,Cu和Zn的IM-C值則相對趨于接近,這是由于Cu的生態風險權重系數5大于Zn的生態風險權重系數1,同樣Cu的污染限值為100 mg·kg-1也明顯嚴于Zn的污染限值300 mg·kg-1,故基于MonteCarlo模擬的土壤環境重金屬污染評價法更符合客觀實際.3)Cu和Cr在確定性地累積模型評價結果中污染等級分別為1級和0級,但根據單因素指數法的評價結果,二者的污染級別都屬于未污染級別,由于Cu的生態風險權重系數大于Cr的生態風險權重系數,基于MonteCarlo模擬的土壤環境重金屬污染評價法“放大”了二者之間評價結果的差異性,更有利于篩選出優先控制污染物.
3結論
針對現行確定性土壤環境質量評價中的不足,提出了基于MonteCarlo模擬和生態風險權重系數的土壤環境重金屬污染評價法,而后借助實例與現行評價方法進行對比研究.結果表明:所提出方法的評價結果為一系列隸屬于各個評價等級的概率可信度,同時,生態風險權重系數的嵌入使其具有更高的評級分辨力.與確定性評價模型相比,能夠更真實、更客觀地表征整體區域土壤中重金屬的真實污染狀態,給決策者提供更全面、科學的參考.
但需要指出,由于所提出的評價方法側重于評價區域整體的土壤重金屬污染水平,所以可能忽略個別極值點,故建議對個別極端值進行確定性污染評價,如評價結果與不確定性評價結果差異較大,則需要有針對性進行采樣調查驗證.
參考文獻
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1研究區概況與研究方法
1.1研究區概況南京仙林新市區(32.059°—32.147°N,118.867°—119.013°E)位于南京東北部,紫金山東麓,北抵312國道,南達滬寧高速公路,東西分別以七鄉河和繞城公路為界,面積為84.59km2。近年來,受到南京市中心經濟的輻射作用,該區自2003年開始建設大學城。短短幾年,快速城市化發展得到迅速蔓延。目前,該區景觀已經從農村景觀逐漸轉變為城市景觀。土地利用類型發生巨大變化。道路網絡十分發達,居民用地、商業用地以及高校建設用地占據優勢地位,林地、草地和濕地等原有類型面積不斷減少。據南京市政府的統計,目前該區人口高達24萬,并且不斷增大,預計到2050年人口將達到50萬。區域土地利用類型的改變必然使其景觀結構發生變化,從而對景觀生態質量產生影響。
1.2研究方法
1.2.1基礎數據來源和處理采用2003年和2009年兩期QuickBird(分辨率為0.61m)影像為基礎信息源,經過幾何校正、圖像處理后,建立遙感解譯標志并對遙感信息資料進行判譯。圖像解譯在ArcGIS9.2中完成。由于對研究區自然環境和土地利用現狀比較熟悉,大大提高了解譯精度,使得各種景觀類型野外驗證精度達到91%以上。參照建設部1991年頒布的《國家標準GBJ137-905城市用地與規劃建設用地標準》中的城市用地分類體系,再根據研究區的具體特征,將研究區景觀分為10個類型:自然林地、水塘、草地、河流、耕地、綠地、建筑用地、道路、養殖塘和未利用地。
1.2.2景觀生態質量評價指標選取景觀生態質量變化主要取決于兩方面因素,一是人類對景觀結構的干擾;二是景觀維持穩定性的程度[11]。根據研究區域特征,選擇能夠反映人類對景觀干擾的指標包括三個:景觀破碎度指數、建筑用地干擾指數和道路密度指數。這三個指數的生態意義在于自然景觀破碎成形狀不同、大小各異的斑塊,導致了生態系統內部生境面積變小、阻礙能量流動和物質循環,造成物種喪失[11-13];建筑用地興起導致了原始土地結構破壞,以及釋放出的“三廢”也對環境造成破壞;道路的存在,阻隔了原有的物種交流,阻礙了物種遷移和能量流動,而且道路上汽車尾氣的排放也污染了環境。另外,構建能夠反映景觀穩定性的指標三個:高功能景觀多度指數、濕地密度指數和土地利用結構指數。它們的生態意義為:高功能組分指的是對生態環境有積極作用的景觀類型,本文包括自然林地、河流、水塘、綠地、草地5種。研究區濕地數量眾多,生態功能不能忽視,其對調節氣候、沉積凈化和豐富物種有重要作用;區域景觀是由各種土地利用類型根據一定的結構配置而得,結構合理可以使得區域景觀生態質量提高。本文根據前人的研究[4],利用公式得到各指標的計算方法,并利用層次分析法(AHP)確定各指標權重,詳見表1。
1.2.3各指標數據處理由于各指標系數量綱、性質不同[14]。因此,所有的數據都需先經過無量綱化預處理過程,采用以下方法:對于越大越安全的指標(包括高功能景觀多度指數、濕地密度指數、土地利用結構指數)通過公式(1)來計算;對于越小越安全的指標(包括景觀破碎度指數、建設用地干擾度指數、道路密度指數)通過公式(2)來計算。式中:xij———實測值;rij———標準化后的數值;ximax,ximin———最大值、最小值。
1.2.4景觀生態質量評價模型的建立城市景觀生態質量的評價主要從兩個方面來看,即受到外界環境的干擾程度以及自身的穩定程度。確定景觀生態質量的評價模型如下:LEQ=0.5Di+0.5Si(3)式中:LEQ———景觀生態質量評價模型;Di———受干擾程度的評價子模型;Si———景觀穩定程度的評價子模型;i———空間采樣單元。1.2.5空間數據的處理和量化將兩期遙感影像進行網格化(1km×1km)處理,并計算出每個小柵格的各指標數值,再進行插值運算,將干擾程度和穩定程度的各自三個指標根據所設置的權重進行GIS空間疊加,根據等間距空間分級方法對景觀生態質量進行分級(見表2),此方法作為一個簡單便于理解的分類方法,被眾多學者廣泛應用于生態安全評價、景觀生態健康評價的研究中[15-16],適用于同類研究比較,同樣適合景觀生態質量評價。分別得到受干擾程度和穩定程度的空間分異圖(見圖1—2)。根據景觀生態質量模型,將受干擾程度評價子模型和穩定程度評價子模型進行空間疊加,根據等距離空間分級方法,得到景觀生態質量空間分異圖(圖3)。
2結果與分析
2.1景觀干擾及其變化
城市景觀所受到的干擾比較復雜,自然和人為因素均可以對城市發展行為特別是組分變化情況產生顯著影響,但是人為因素對于城市景觀變化顯然具有支配性作用[11]。本文選取景觀破碎度指數、建筑用地干擾度指數、道路密度三個指標來詮釋研究區所受到的干擾狀況,通過GIS空間插值分析以及空間疊加得到干擾指標空間分異圖(見圖1),圖中顏色越深表示外界環境對景觀生態影響的程度越大。從圖1中可以明顯看出,2003年仙鶴片區相對于其他三個區域受干擾程度最深,表明城市化從該區開始,白象和青龍片區大部分區域受干擾程度都在2級(較弱)以下水平;由于城市化影響,到了2009年仙鶴片區作為大學城的集中地變化最為明顯,城市化作用最強,建筑用地和道路面積增加破壞了原有的土地利用方式,區域受干擾程度處于4級(較強)以上水平,白象片區和麒麟片區也由以耕地為主導作用的景觀變成以建設用地為主導的區域,受干擾程度處于3級(一般)以下水平。青龍區域依然以耕地為主導景觀,受干擾程度屬于2級(較弱)以下水平。對景觀干擾程度評價結果進一步統計分析發現(表2),2003年整個區域受干擾程度達到5級(強)的面積比例為4.2%,受干擾程度達到1級(弱)的區域面積比例為45.2%,整個區域受到干擾程度不強。然而到了2009年,受干擾程度達到5(強)的區域面積比例為9.9%,而集中在1(弱)、2(較弱)、3(一般)、4(較強)的面積比例較均勻。2003—2009年期間,受干擾程度處于3(一般)及以上的面積比例增加96.9%。總的來說,研究區受干擾程度增大,各個區域受干擾程度變化不均衡。#p#分頁標題#e#
2.2景觀穩定性及其變化
生態系統穩定性是生態評價中最重要的指標之一。本文從研究區特征出發,選取了高功能組分景觀多度指數、濕地密度指數、土地利用結構指數三個指標來體現研究區景觀生態系統的穩定性特征。由于城市化過程影響,2003—2009年期間景觀生態系統的穩定性明顯下降。從圖2中可以看出,2003年各個片區穩定性都較高,尤其是以白象片區中的自然林地景觀穩定性最高,大部分區域穩定性程度處于3級(一般)以上水平;仙鶴片區相對其它三個片區穩定性較弱;2009年各個片區的穩定性較2003年明顯減弱,其中穩定性最低的是仙鶴片區和青龍片區,基本處于2級(較弱)以下水平,也是變化相對明顯的區域。根據統計數據可以看出,穩定性程度達到1級(弱)的區域面積比例增幅巨大,從2003年的1%增加到2009年的43.7%,穩定程度達到3級(一般)以上的區域面積比例減少了74.0%。總的來說,整個景觀的穩定性減弱,并且各個區域變化不均衡。高功能組分景觀多度減少、濕地密度由于濕地的個數急劇減少而減小,以及基于高功能組分面積減少而導致了土地利用結構指數的減少,這些原因都造成了穩定性的減弱。
2.3景觀生態質量及其變化
景觀生態質量的綜合評價不應僅僅局限于現狀的描述,還要反映出區域生態環境的可持續性,即能對未來環境的演變趨勢有一定的預測作用[8]。通過對研究區兩期影像干擾程度以及穩定程度的分析,以及所得到的景觀空間分異圖,利用GIS空間分析得到最終的景觀生態質量空間分異圖(見圖3)。根據圖3從各片區的發展特征來看,2003年幾個片區交界的林地覆蓋區景觀生態質量最好,相比而言仙鶴片區景觀生態質量較差,其他三個區域都處于3級(一般)以上水平。到了2009年,仙鶴片區景觀生態質量明顯降低,仙鶴片區大部分區域處于2級(較弱)以下水平,其它三個區域景觀生態質量也有所降低,大部分面積都處于3級(一般)以下水平。2003—2009年,景觀生態質量水平達到1級(弱)的區域面積比例增加7.3倍,景觀生態質量水平達到5級(強)的區域面積比例減少95%左右。達到3級(一般)及以上水平的面積比例從84.9%減少到47.9%。總的來說,景觀生態質量隨著城市化進程而變差。城市化發展越是迅速的地區景觀生態質量變化就越明顯,如研究區中的仙鶴片區。景觀生態質量變化的不均衡在某種程度上是由于城市化發展的不均衡造成的。
3結論
改革開放30多年以來,中國經濟財富總量的增長迅速,是很有效率的。然而,中國的城鄉居民收入差距越來越大,而且在衡量分配不平等的多項指標上,與世界其他國家相比,中國都是位居世界前列的。區域經濟發展失衡、貧富差距擴大等問題,已經成為中國構建和諧經濟社會的巨大障礙,長期下去,將會成為孕育社會急劇動蕩危機的根源。而區域經濟質量問題從根源上看,可以說是區域經濟管理欠缺的問題。
1.簡述區域經濟質量評價
1.1區域經濟質量評價的作用
區域經濟質量評價是區域經濟管理的基本環節。長期以來,中國區域經濟管理比較注重對區域經濟發展規劃、發展戰略和發展模式的制定及選擇等事前管理,卻忽視了適時地對區域經濟發展方案的實施效果進行科學的評價。并且,區域經濟沒有科學的、適時的質量評價體系,因而不能適時地進行區域經濟管理控制,長期積累以來,導致貧富懸殊、區域經濟嚴重失衡。
區域是一個龐大而復雜的組織,區域經濟管理更要重視高質量標準。評價是一切管理活動的基礎,當前,中國區域經濟活動最薄弱的環節就是缺乏一種綜合、客觀公正和便于操作的區域經濟質量評價體系。只有恰當的區域經濟質量評價體系,才有助于避免不充分的決策過程,才能避免發展不可持續性可能導致的嚴重后果。
1.2構建區域經濟質量評價指標體系遵循的基本原則
構建區域經濟質量評價指標體系應遵循一些基本原則:系統性、可比性、可操作性和針對性。這也就要求我們選取的評價變量指標應是一個有機的整體,能夠比較綜合地從不同側面反映區域經濟質量特征。并且,評價指標可以進行橫向和縱向的比較,從而得出合理的評價結論。指標數據要與質量評價內容相關,并且要便于采集、整理和計算。在管理的人本原則指導下,構建合理的評價指標體系,其中既要考慮到了區域經濟發展的趨勢,還要彌補現有的眾多區域經濟質量評價指標的不足,而且所選用的變量指標數據要易獲取,便于實際操作。
2.我國區域經濟發展中存在的問題
2.1縮小區域差距的難度不斷增大
近幾年來,盡管區域經濟發展速度差距擴大的勢頭在一定程度上已經得到了遏制,但是區域經濟的絕對差距擴大的趨勢并沒有得以根本的改變。在市場經濟環境中,隨著“馬太效應”的出現,這又給縮小區域差距帶來了前所未有的挑戰,縮小區域差距的難度正不斷的增大。眾所周知,隨著地區經濟發展差距的擴大,各地區之間的公共服務水平差距越來越大,尤其是城鄉之間的公共服務水平差距不斷地拉大,導致各地區社會成員之間機會和權利的不均。
2.2區域合作仍存在障礙
在區域經濟發展過程中,不同的利益主體的目標不一致,造成區域政策在促進區域協調發展方面不如預期。在預期中,通過區域政策可以解決區域差距的問題,但是在實際操作中,各個地方自主發展的動力和要求使有些區域政策難以落到實處,這就給促進區域經濟協調發展帶來了很大的挑戰。有些人認為經濟發展的區域化以及區域之間的合作是大勢所趨,并且,區域合作缺乏穩定的制度基礎和有效的運作機制。即使思路很好,但是在實際推進過程中,還是將個人利益放在前面,區域合作的實質效果還是有待于進一步的提高。
3.解決我國區域經濟發展中存在的問題的對策
3.1合理進行產業的區域分工
同等資源條件下,分工可以實現產出的增加。在廣大的中西部地區基礎設施逐步完善,產業發展空間較大的背景下,推動東部沿海地區產業加快向中西部地區梯度轉移,形成更加合理有效的區域產業分工格局,從而使中西部地區自身資源、勞動力等優勢得以充分發揮,促進區域協調發展。這也就使得中西部地區的自我發展能力充分發揮,加快工業化和城鎮化進程。
3.2加強資源節約和環境保護
發展經濟是為了提高人民的生活水平,而節約資源和保護環境又是發展經濟所必需的,因此,經濟發展和環境保護的關系是彼此依托、互相推動的,是相輔相成、唇齒相依的。在發展的同時,要堅持把資源承載能力、生態環境容量作為承接產業轉移的重要依據,積極推進資源節約利用,加大污染防治和環境保護力度,努力實現可持續發展,推動經濟發展與資源、環境相協調。
結語:隨著科學研究的不斷深入和拓展,區域經濟管理內容和方法也將不斷的得以充實和完善,相信在不久的將來,區域經濟管理這門應用型交叉學科將不斷成熟,將會為科學管理區域經濟系統提供充分的理論和方法的支持,促進區域經濟的發展。強化經濟體制改革,優化區域產品結構,充分發揮科學技術是第一生產力的作用,勇于創新,實現新技術的突破與廣泛應用,提高市場競爭力和區域經濟發展。
參考文獻:
隨著社會經濟的快速發展,人們越來越關注周圍的生態環境問題,自然而然地,環境質量評價也開始逐漸引起人們的重視。生態環境質量是從生態系統的層次上,研究系統各組分,特別是有生命組分的質量變化規律和相互關系,以及人為作用下結構和功能的變化情況,從而評價其環境質量的優劣。生態環境質量評價是利用生態系統最綜合、最為本質的屬性特征變化,通過對生態環境質量給以數量化表征,并劃分為一定的等級給予評價,由此可見,生態環境質量及其評價的綜合性很強。
1.環境質量評價的必要性
隨著中國社會經濟迅速發展,工業以驚人的速度增長,大量的農村人口流入城市,中國城市化進程高速發展。伴隨著中國城市化進程的加快,城市建設項目日益增多,城市生態環境問題也日益增多,產生了由于中國城市化進程加快,城市人口劇增,城市生態平衡失調,人與生態環境的矛盾日趨尖銳,城市生態環境日益惡化,因此要采取各種有效措施進行積極補救,對任何擬建的建設項目進行可行性研究時, 積極引入生態環境質量評價。生態經濟就是生態學與經濟學結合發展起來的產物,以實現整個社會經濟可持續發展,中國日益重視和發展生態經濟,宏觀的經濟政策層面就是建立一種生態與經濟相協調的政策體系;微觀的生態技術層面是指在各具體行業的經濟活動中節約資源,避免或減少環境污染,其核心思想就是維護生態環境平衡,在建設項目可行性研究中引入生態環境質量評價,確定一個建設項目在能實現經濟效益的同時,確保生態環境與人類社會的和諧發展。
建設項目投資科學決策應綜合考慮工程技術、經濟和生態環境質量因素。應對建設項目可行性研究中引入生態環境質量評價應給予重視,否則將付出沉重的代價。一味地追求工業增長的經濟增長模式沒有建立在生態基礎上,有確保那些支撐長期增長幅度的資源和環境基礎受到保護和發展,最終使得經濟發展因失去健全的生態基礎而難以持續。我國了可持續發展觀,在發展指標上,用經濟、社會、文化、生活,尤其是環境、生態等多項指標來衡量發展水平,這才符合生態環境與經濟的協調發展,而建設項目投資前期工作核心的可行性研究階段,引入生態環境質量評價, 是非常有必要的。
2.環境質量評價的原則
2.1重要性原則。正確認識生態環境,分析生態環境的成因、演化及其影響因素,分解生態環境的構成因子,弄清生態環境中各組成要素變化及其因果關系,主次關系,每一項指標均應是反映該領域的主要指標,同時指標體系應能全面反映生態環境各方面的狀況。正確選擇評價參數和質量標準,確定適宜的權重,最終達到全面、正確地認識生態狀況及其生態效應。
2.2持續利用原則。生態環境系統作為一個龐大復雜的多因素系統,它綜合了社會、經濟、自然環境等多方面特征,因此在進行生態環境質量評價時,應從生態、經濟和政策等方面按照生態環境的持續利用原則,使單要素和綜合整體的質量評價結果體現出生態與經濟的協調性。
2.3貴極無價原則。對于瀕臨滅絕的珍稀物種、自然奇觀、獨特的生態系統等,認為其價值無窮,無法用數量來表示,只能用特殊符號來表示,而不能估價。
3.環境質量評價的類型及方法
3.1環境質量評價的類型。環境質量評價是指對特定時空范圍內生態安全狀況的定性或定量的描述,是主體對客體需要之間價值關系的反映,在進行環境質量評價時,應根據生態環境功能和評價的目應根據生態環境功能和評價的目的選擇不同的標準,以此為參照系來評價該類型的生態環境質量偏離未退化的、穩定的生態環境質量的程度。生態系統健康評價生態系統健康評價是研究生態系統管理的預防性、診斷性和預兆性特征,以及生態系統健康與人類傻康之間關系的綜合性科學;生態系統服務功能評價最主要的生態系統功能體現在生態服務功能和生態價值功能,這些功能是人類生存和發展的基礎。生態系統服務功能評價的方法主要有指示物種評價和結構功能評價;生態環境承載力評價生態環境承載力評價是區域生態環境規劃和實現區域生態環境協調發展的前提。
3.2環境質量評價的方法。生態環境質量評價是對生態環境優劣的定量描述和評定,其目的是準確反映生態環境質量和污染狀況,找出當前的主要環境問題,為有針對性地采取措施,制訂生態環境規劃和有關管理防治對策提供科學依據。對于環境質量目前常采用的方法有:評分迭加法、綜合指標法、聚類分析法、自然度方法、景觀生態學法、生態圖法、生物生產力評價法、灰色系統評價法及多級關聯評價法等。不管采用什么方法,其可靠性最終取決于對生態環境的全面認識和理解程度,獲取可靠的基礎數據,把握生態環境特點、本質和各要素之間的內在聯系是評價成功的關鍵。要建立一個完善的、科學的反映生態環境質量狀況的數學模式,是一個十分復雜的問題,為了不斷提高環境質量評價的水平,應努力加強數學與環境科學的交叉滲透。
4.環境質量評價的內容
4.1生態環境質量現狀調查與評價。對評價區內的污染源進行調查,并對調查結果運用污染源評價的方法篩選出區域內的主要污染源和主要污染物,為生態環境質量評價和污染綜合防治提供依據。全面調查生態環境,收集原有的調查結果和分析資料,根據評價任務和目的選取對生態環境質量形成、發展、變化影響重大的因素,再采用專門的評價方法得到各評價要素質量和整體生態環境質量的定性和定量評價。生態環境質量現狀調查與評價是研究外環境的污染現狀,它是生態環境質量評價的主要內容,也是生態環境質量評價工作的重心所在。
4.2生態環境效應分析。生態環境效應分析包括三方面的內容:各評價要素質量變化引起的環境生態效應和整體生態環境質量變化引起的生態效應,如生物的生態變異、生理功能異常、減產、不結實直至死亡、生態環境的破壞等;生態環境污染對人類健康狀況的影響,如兒童的發育、健康狀況,成人的發病率、死亡率及能獲得安全飲用水的人口比例等;經濟效益分析,以貨幣作為衡量生態環境質量影響大小的尺度,將生態環境質量所受的損害進行經濟損失估算。
5.結語
自然生態環境中的各要素不僅以各自的特點不同程度地影響著城市的某些部分,而且結合在一起對城市施加綜合影響,共同塑造著城市的景觀,甚至左右著城市的生態平衡。實現生態環境的優化調控與科學管理是保護生態環境,促進社會經濟與環境協調發展,建立人與環境和諧關系的重要舉措。從環境生態角度看,社會生態環境與經濟生態環境中的各要素,更關系到資源的有效利用和生態環境的可持續性。因此,評價城市生態環境的時候,要綜合自然、社會和經濟三各方面。評價生態環境的素質優劣,是以生態環境對人類和生物生存及持續發展的適宜度作為衡量標準,從系統的觀點出發,應正確認識環境,分析環境,從而達到客觀準確地評價生態環境質量狀況的目的。
參考文獻