基于灰色關聯分析的土地利用總體規劃環境影響評價研究

摘要：土地利用總體規劃環境影響評價屬于戰略環境影響評價的范疇，它對于進行科學合理的土地利用決策和提高政府決策的科學化具有重要的理論和實踐意義。基于壓力—狀態—響應概念模型，構建土地利用總體規劃環境影響評價指標體系，嘗試使用灰色關聯分析方法計算秀山縣環境安全的關聯度，并對秀山縣的土地利用總體規劃的環境影響作出評估。結果表明：秀山縣土地利用現狀與規劃方案帶來的環境影響都與環境比較協調，與環境的協調程度呈現出先上升后下降的趨勢。

關鍵詞：土地利用總體規劃；戰略環評；重慶市；秀山縣

中圖分類號：F27文獻標志碼：A文章編號：1673-291X（2010）34-0156-03

引言

近年來，隨著社會經濟的發展，土地利用的結構和形式漸趨復雜，由此引發的生態環境問題愈加引起人們的關注。土地利用總體規劃通過調整土地利用的結構和空間布局，影響土地利用的方向和強度，進而對生態環境產生重要影響。2003年9月1日起實施的《中華人民共和國環境影響評價法》規定，國務院有關部門、設區的市級以上地方人民政府及其有關部門，對其組織編制的土地利用的有關規劃，區域、流域、海域的建設、開發利用規劃，應當在規劃編制過程中組織進行環境影響評價，編寫該規劃有關環境影響的篇章或者說明[1]。開展土地利用總體規劃環境影響評價工作，對提高土地利用總體規劃的科學性、促進土地資源的可持續利用具有重要意義。

一、土地利用總體規劃環境影響評價

土地利用總體規劃環境影響評價屬于戰略環境影響評價（簡稱戰略環評，SEA）的范疇，是指對土地利用規劃方案實施后可能造成的環境影響進行分析、預測和評價，并在此基礎上從生態環境角度提出規劃的最佳方案及其調整建議，同時提出消除或減緩規劃方案實施后可能產生的負面生態環境影響的對策與措施。土地利用總體規劃環境影響評價在規劃方案的形成階段就參與其中，及早從生態環境保護和建設的角度出發，分析規劃方案可能引發的積極和消極影響，從而進一步改善規劃方案，從源頭上盡量減少產生不利影響的可能性。其優勢在于可以彌補項目環境影響評價只考慮單個項目的環境影響、沒有從根本上認識土地利用可能引致的生態環境問題的不足。通過土地利用總體規劃環境影響評價能夠促進土地利用更好地向環境友好方向發展，并提高土地利用總體規劃的權威性、全面性、可持續性以及可操作性[2~4]。

二、研究區土地利用現狀及規劃方案

秀山縣位于重慶市東南緣、武陵山腹地、渝、湘、黔、鄂四省（市）結合部，為重慶市最邊遠的區縣之一。地理坐標介于東經108°43′06″～109°18′58″，北緯28°09′43″～28°53′05″之間。根據2005年秀山縣土地利用變更調查數據，全縣土地總面積246 361.31hm2，其中，農用地210 572.35 hm2、建設用地12 292.58 hm2、未利用地23 496.38 hm2，分別占土地總面積的85.47%、4.99%和9.54%。

本次土地利用總體規劃是對上一輪土地利用總體規劃（1997—2010年）進行的修編。規劃基期為2005年，規劃近期為2010年，規劃期末為2020年。秀山縣土地利用現狀及規劃方案（見下頁表1）。

三、評價的指標體系

本文采用“壓力—狀態—響應”（PSR）框架模型構建土地利用總體規劃環境影響評價的指標體系。PSR框架模型最早是由世界經濟合作組織在評價世界環境狀況時所提出的評價模式[5]，其基本思路是人類活動會給環境和自然資源施加壓力，結果改變了環境與自然資源的質量；社會通過環境、經濟、土地等政策、決策或管理措施對這些變化發生響應，緩解由于人類活動對環境產生的壓力，維持環境健康[6]。

在土地利用中，壓力是指由于人類社會經濟發展對土地需求量的增加以及各種建設活動對土地資源造成的破壞而對土地資源產生的壓力。本文選取人口密度、城市化水平、人均GDP和耕地壓力指數這四個指標。

狀態是指土地受到外界的壓力作用使得土地利用結構和方式發生相應的變化或產生相應的影響。本文選取土地利用率、城鎮及工礦用地率和自然保留地面積率這三個狀態指標。

響應是指為了預防和減緩不合理的土地利用帶來的負面環境影響，政府和公眾作出的反應和采取的措施。本文選取城市綠化覆蓋率、森林覆蓋率和基本農田保護率這三個響應指標。

四、評價方法及結果

1982年，中國學者鄧聚龍教授創立灰色系統理論。灰色系統理論以“部分信息已知，部分信息未知”的“小樣本”、“貧信息”不確定性系統為研究對象，主要通過對“部分”已知信息的生成、開發，提取有價值的信息，實現對系統運行行為、演化規律的正確描述和有效監控。灰色系統的關聯分析是系統態勢度的量化比較分析，其基本思想是根據序列幾何形狀的相似程度來判斷其聯系是否緊密。曲線越接近，相應序列之間的關聯程度就越大，反之就越小[7]。

土地利用涉及社會、經濟和自然環境等諸多因素，由于因素信息的不確定性和不完全性，使得該系統成為一個灰色系統。土地利用總體規劃的環境影響評價對象不同于一般的建設項目，評價一般與土地利用總體規劃同步，時限較長，評價時所能收集到的資料和信息具有一定的不確定性和灰色性的特點，因而可以應用灰色關聯分析法，通過比較規劃方案實施前后不同水平年環境序列與理想環境序列的關聯度，綜合評價規劃方案對環境的影響[8]。

1.確定參考序列和比較序列。參考序列就是作比較的“母序列”，記作X（k），一般選取最優指標集，記為：X（k）={x（1），x（2），…，x（n）}，（k=1，2，…，n）作為關聯分析的原始參考數列。比較序列是與參考序列作關聯程度比較的“子序列”，記為：Xi（k）={xi（1），xi（2），…，xi（k）}。

在土地利用總體規劃環境影響評價中，根據土地利用的具體情況，按其可能給環境帶來的最佳影響或根據相關經驗以及環境質量標準確定參考序列，將土地利用總體規劃實施前后的環境序列作為比較序列，利用其實施前后的環境狀況與理想或最優方案之間關聯度的大小對評價對象進行比較、排序[9]。

本文根據相關經驗和行業標準選取了各個指標的標準值，組成環境影響評價的參考序列；通過對秀山縣2005年土地利用現狀及土地利用總體規劃方案（2006—2020年）中各項指標值的推算，組成環境影響評價的比較序列（見表2）。

2.評價指標的無量綱化。為消除由評價指標物理量綱不同帶來的影響，在評價之前，需將樣本中各指標進行無量綱化處理。本文運用SPSS軟件對原始數據進行無量綱化處理[10]。

3.計算關聯系數和關聯度。運用灰色建模系統IV軟件計算各比較序列中每一個指標相對目標序列對應指標的關聯系數以及各比較序列與參考序列的關聯度。其中：分辨系數ρ取0.5。

ζ=1，0.5167，0.6222，0.5196，0.3333，0.3982，0.4378，0.5912，0.3570，0.47151，0.6135，0.5588，0.8336，0.5629，0.6190，0.6908，0.5275，0.4052，0.33331，0.4106，0.4708，0.4988，0.3333，0.4005，0.4330，0.4390，0.4142，0.7505

關聯度為：R=（1，0.5248，0.6145，0.5151）

即2005年秀山縣土地利用現狀以及2010年和2020年規劃方案所帶來的環境影響與預期的環境標準的關聯度分別為0.5248、0.6145和0.5151。

4.評價結果分析。評價結果表明：秀山縣土地利用現狀與規劃方案帶來的環境影響與預期的環境標準的關聯度均大于0.5的水平，說明土地利用現狀與規劃方案帶來的環境影響都與環境標準比較協調；土地利用現狀與規劃方案帶來的環境影響與環境標準的關聯度呈現出先上升后下降的趨勢，即2010年規劃方案與預期環境標準的關聯度為0.6145，大于2005年土地利用現狀與預期環境標準的關聯度，2020年規劃方案與預期環境標準的關聯度為0.6145，小于2005年土地利用現狀以及2010年規劃方案與預期環境標準的關聯度。

規劃方案與環境的協調程度呈現出先上升后下降的趨勢，從評價指標看，主要是由于城市化水平的提高、耕地壓力指數的增加、城鎮工礦用地率的增加以及自然保留地面積的減少。即由于城市化水平的提高，使得城鎮工礦用地規模大幅增加，占用了大面積的耕地，同時大力開發荒草地等自然保留地為城鎮建設用地所需，導致環境質量下降。由于秀山縣境內礦產資源豐富，因此，礦產資源的開采及加工在一定程度上會導致礦區生態環境惡化，造成環境污染，影響環境質量。雖然森林覆蓋率有很大程度的提高，并對環境質量的改善起到了一定的緩解作用，但是由于城鎮工礦用地規模擴大帶來的環境破壞明顯大于森林覆蓋率上升帶來的環境質量的提高。

因此，在規劃方案實施的過程中，應該加大對耕地的保護力度，嚴格控制建設用地規模，提高人均耕地面積及生態用地面積，合理且節約集約利用土地。堅持礦產資源開發與生態環境保護并重，加強礦山生態環境保護和次生災害控制，綜合整治礦區生態環境，建立礦產資源開發與環境保護相協調的機制。最終實現土地資源的可持續發展。

結論與討論

土地利用總體規劃通過調整土地利用的結構、規模和空間布局，直接影響到土地利用的方向和強度，其帶來的環境影響不容忽視。本文采用PSR框架模型，從土地利用的壓力、狀態以及生態環境的響應三個方面選出10個指標構建土地利用規劃環境影響評價的指標體系，通過對比這10個因子在規劃實施前后的相對變化，預測規劃方案的實施對環境可能產生的影響程度。結果表明：本次規劃方案在優化環境、改善環境質量、促進土地的可持續利用等方面呈現出先上升后下降的趨勢。

目前，中國土地利用總體規劃環境影響評價還正處于初期階段，相關理論和方法尚不完善[11]。文本對土地利用總體規劃環境影響評價進行初步探討，嘗試采用灰色關聯分析法對秀山縣的土地利用總體規劃方案進行評價。灰色關聯分析方法應用在土地利用總體規劃環境影響評價領域尚屬嘗試，一定程度上豐富和發展了土地利用總體規劃環境影響評價方法。灰色關聯分析因為自身的特點，對樣本量的多少沒有過分的要求，也不需要典型的分布規律，且不會出現量化結果與定性分析不一致的情況，運用此方法對土地利用總體規劃的環境影響進行評價較合理。但是常用的灰色關聯度量化模型求出的關聯度總為正值，不能全面反映事物之間的關系[12]。同時土地利用總體規劃的實施是一個動態的過程，采用靜態的標準值作為參考序列，不能全面反映規劃方案實施的效果。因此，本研究的評價方法還有待改善。

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[責任編輯 安世友]