土地利用过程中的生态环境评价体系

文章编号:1000-8462(2007)06-1003-04

土地利用过程中的生态环境评价体系①

黄　宇　萍

(湖南省经济地理研究所,中国湖南长沙　410004)

摘　要:随着第二次全国土地调查的全面展开,土地利用现状及规划中的生态环境评价逐渐引起大家更深入的关注。本文从土地利用生态环境评价的区域范围、数据来源、评价指标、评价方法和技术手段等几个方面对当前土地利用过程中的生态环境评价体系进行了综合评述与讨论,总结国内一些具有代表性的生态环境质量评价指标体系,指出了当前土地利用生态环境评价体系中存在的问题,并为今后的继续研究提出了建议。

关键词:土地利用;生态环境评价;分层分析法;“3S”技术

中图分类号:F301.24文献标识码:A

随着社会经济的迅速发展,土地利用类型更加多元化,耕地的减少和建设用地增加对生态环境的影响加剧,土地利用过程中的环境问题逐渐得到国家和众多学者的重视。国办[2005]32号文件精神,要求开展土地利用规划环境影响评价,它的基础在于做好“协调土地利用生态环境建设研究”的专题研究工作。该专题研究有六项任务:①调查土地生态环境问题;②分析土地利用对生态环境的影响;③提出环境友好型土地利用模式的建议;④提出进行土地生态环境保护和建设分区,确定管制规则;⑤提出重点建设区域的土地利用调控指标建议;⑥提出生态改善目标和生态建设用地的建议。

要以“改善、协调、预防和减缓”生态环境问题为目标,提出一系列考虑充分、全面的规划方案建议。在此基础上,国家对土地开发利用中的生态环境进行严格的监控和评价分析,在土地开发利用方案的形成阶段就参与其中,及早从生态环境保护和建设的角度出发,分析规划方案可能引发的生态环境变化,依据规划方案的可行性,并根据实际情况对规划方案进行改进,从源头上控制环境问题的产生[1]。到目前为止,国内外许多学者对土地利用中环境评价体系的基本框架、原则、方法和指标体系都进行了一定的研究和探讨。

1　生态环境评价的定义和研究意义

1.1　生态环境评价的含义和定位

1.1.1　环境影响评价的含义[2]

土地利用规划的环境影响评价是指对土地利用规划实施后可能造成的环境影响进行分析、预测和评价,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和制度,它属于战略环境影响评价。广义的环境评价包括社会、经济和生态环境综合方面,狭义的环境评价仅指生态环境评价。

1.1.2　土地利用中的生态环境评价

就我国而言,当前的土地利用环境评价主要指对土地利用规划可能导致的生态环境影响进行评价。即土地利用的变化对周围生态环境的改变和影响,主要包括对水体、气候、土壤、生物和大气等方面的影响程度。

1.2　生态环境评价的重要性

生态环境影响评价是土地利用总体规划环境影响评价的基础。重点考虑维护生态系统稳定性和完整性,保证在土地利用过程中生态环境的健康发展;在对生态环境影响评价基础上,兼顾经济环境影响评价和社会环境影响评价。

1.3　本文综述的主要内容

本文对当前土地利用过程中的生态环境评价指标体系进行综述,全面论述了当前生态环境评价体系的研究和实施现状,分析了评价中存在的问题,提出意见和建议。

2　土地利用过程中生态环境评价体系研究动态在生态环境评价过程中,由于评价效益的目的、重点和方向不同,评价区域范围、数据来源和技术手段方面各有不同,还没能形成一套完整的能被广泛接受的评价指标体系和评价方法,且评价多停留在静态评价上,动态的分析评价和生态变化可视化的应用还较少。

2.1　生态环境评价的区域范围

研究区域范围覆盖了国家、省、市、区、流域及生态区等各种不同空间尺度。叶亚平、刘鲁君作了关于“中国省域生态环境质量评价指标体系研究”,从国家宏观角度对中国各省区的生态环境质量进行了评价。朱晓华、杨秀春、谢志仁对江苏省各地级市生态环境质量进行了动态变化研究,将生态质量评价从静态扩展到动态研究。2006年,李贞、冷飞、刘艳菊等作了关于“城市土地利用规划环境影响评价指标与方法研究”,对山西省太原市的城市土地利用规划进行了环境影响评价。徐杰、张盛、檀庆海等人进行了“呼和浩特市玉泉区生态环境评价及其生态功能区划”的研究,以城市的一个行政区为单位进行了生态环境的影响评价。伏洋、李凤霞、严进瑞等对“青海省河流生态环境质量评价指标体系”进行了研究,得出了青海省主要河流生态环境的质量评分,并提出了青海省河流生

第27卷第6期2007年11月

经 济 地 理

EC ONOMIC GE OG RAPHY

V ol.27,N o.6

N ov.,2007

①收稿日期:2007-04-12;修回日期:2007-08-20

态环境建设的构想。瓦哈甫・哈力克等人对新疆策勒绿洲进行了干旱区土地利用状况的环境影响评价,给出了基本的量化研究方法[3-10]。研究范围覆盖完整,对各级空间尺度的生态环境质量都进行了评价和科学调控,这说明在土地利用过程中生态环境保护已经得到了各级的重视和大力推进。

2.2　评价数据来源的选择

随着科学技术水平的发展,生态环境评价的数据来源已经由单一的地形图、土地利用详查数据发展到现在结合卫星遥感数据(如SPOT、NOAAΠAVHRR等)、DE M数据等高精度数据源。新疆策勒绿洲的生态环境评价中利用不同时期的卫星遥感图像作为数据源,计算出每个样本内不同时期的弃耕和沙化面积,在实地用G PS来定位,在GIS平台上进行面积计算并作了土地利用类型图[8];中科院遥感应用研究所的张增祥、杨存建、田光进利用NOAAΠAVHRR、DE M数据对中国生态环境进行综合评价和分析[11]。

2.3　评价指标选取的研究

国内的生态环境体系评价指标发展起步晚,还处在探索阶段,未形成统一的评价指标体系。各专题研究在遵循国家环保总局的指标选取要求外,根据各地的实际情况选取适合本地区的评价指标,土地利用生态环境评价选取指标还没得到统一。

史纪安、刘玉华、师江澜等人在对青海省江河源区的生态环境评价时,在参考本地区其他资料的基础上,采用中国环境监测总站的生态环境质量评价指标和权重值,把生物丰度指数、植被覆盖指数、水网密度指数、土地退化指数和污染负荷指数五项指标作为江河源区生态环境质量综合评价指标[12]。李贞、冷飞等人对山西省太原市城市土地利用规划环境影响评价时将DPSIR(驱动力—压力—状态—影响—响应)概念模型应用于评价指标体系的构建,将评价指标划分为驱动力指标、压力指标、状态指标、影响指标和响应指标。采用“问题驱动”的模式对土地利用的生态环境影响链进行系统、深入的分析,掌握相关活动、问题、状态、影响、措施之间的因果关系,并利用Delphi法对初选指标进行筛选,以此得到城市土地利用规划环境影响评价的指标体系框架[5]。叶亚平、刘鲁君在省域生态环境质量评价中指出评价指标体系由生态环境质量背景、人类对生态环境的影响程度及人类对生态环境的适宜度需求三部份组成,并提出相应的指标体系及评价方法[3]。毕晓丽、洪伟在对生态环境综合评价中指出,应从社会、自然生态、经济方面来分析生态环境系统的结构、功能和影响[13]。

2.4　评价方法的选择

鉴于生态环境评价指标体系的复杂性,其评价方法也必须用复杂大系统的理论和综合集成的方法进行,在定性分析下结合定量分析,将自然科学与社会科学、软科学与硬技术、现代方法与传统方法结合起来,目前应用的主要方法有以下几种[14]。

2.4.1　层次分析法(The Analytical Hierarchy Process,简称AHP)[15,16]

它是著名运筹学家T.L.Saaty在1970年代提出的。它把人的思维过程层次化、数量化,并用数学方法为分析、决策、预报和控制提供定量的依据,事实上是一种定性与定量相结合的方法。AHP法的基本原理就是把要研究的复杂问题看作一个大系统,通过对系统的多个因素的分析,划分出各因素相互联系的有序层次;再请专家对每一层次的各因素进行客观的判断后,相应给出相对重要性的定量表示,建立数学模型,计算出每一层次全部因素的相对重要性的权数,并加以排序;最后根据排序结果进行规划决策和选择解决问题的措施。它是系统工程中对非定量事物进行定量分析的一种简便方法,特别适合对土地利用的环境影响评价分析,这也是目前对土地利用生态环境影响评价中应用最多的一种方法。

2.4.2　主成分分析法

在多指标的质量综合评价中,常常是通过加权法将多个指标的评价值综合在一起,以得到一个整体性的评价值。主成份分析法就是要从较多的指标中找出几个能较好地反映原来资料信息的综合指标,也就是在保征数据信息损失最小的前提下,经线性变换和舍弃一小部分信息,以少数的综合变量取代原始的多维变量,这是一种降维处理技术,这些综合指标既能尽量多地反映原来较多指标所反映的信息,同时它们之间又是彼此独立的。

2.4.3　人工神经网络评价法

由于人工神经网络有类似人的大脑思维过程,可以模拟人脑解决某些模糊性和不确定性问题。因此,利用人工神经网络对已知环境样本进行学习,获得先验知识,学会对新样本进行识别和评价。李祚泳等开展了人工神经网络在环境科学中的应用。他将人工神经网络B-P模型应用于环境质量评价[17]。B-P网络模型应用于环境质量评价,不需要对各评价指标权值大小做出人为规定,在学习过程中会自适应调整,评价结果具有客观性。另外,B-P网络可以根据不同需要选取随意多个评价参数建立环境质量评价模型,此方法具有很强的适应性。

2.4.4　聚类分析法

聚类分析是根据指标(或元素、因子)数据的相似程度进行分类的一种多元统计方法。它适用于生态环境评价指标的选取、指标权重的计算及指标阈值的确定等各个环节。尤其当指标数量众多,并且指标数值处于动态变化的情况下,采用聚类分析法发现其基本类型和规律,在此基础上选择指标评价体系,将会更加符合客观实际,从而获得更完美的评价效果[18]。

2.4.5　灰色关联度分析法

此方法确定权值,首先要选取决定研究地区生态环境变化的主导因子,再确定其它指标同主层因子决定的指标之间的关联度排序,然后以此关联度为基础,决定权重的分析。2.4.6　指数评价法

指数评价法从监测点的原始监测数据统计值与评价标准之比作为分指数,然后通过数学综合作为环境质量评定尺度。近几十年来,这一方法在环境质量评价中得到了广泛的应用,并有了很大的发展。早期国外应用的指数法有美国的NWF 环境质量指数和加拿大的“总环境质量指数”(E QI)等[19],目前最常用的是综合指数法,应用此法,可以体现生态环境评价的综合性、整体性和层次性。

以上几种方法在实际土地利用生态环境评价方面均有很多应用,在对复杂数据分析方面各有优势,同时在分析数据时也可结合一种或两种方法同时使用,如将主成分分析和聚类

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