基于柵格和層析分析法的生態環境質量評價研究——以平涼市為例

張強

（甘肅省環境監測中心站，甘肅 蘭州　730020）

基于柵格和層析分析法的生態環境質量評價研究——以平涼市為例

張強

（甘肅省環境監測中心站，甘肅 蘭州730020）

區域生態環境質量評價是協調區域經濟發展與生態環境保護之間關系的基礎，以平涼市2015年生態環境質量評價數據為基礎，構建適合平涼市的生態環境質量評價體系，并運用層次分析法確定權重值，并采用柵格化思維將整個平涼市生態環境質量評價進行網格化處理，計算得到平涼市生態環境質量綜合分值最高為59.27，最低為40.5，整體空間分布格局呈現中高兩側低的分布格局。

生態環境質量評價；層次分析法；平涼市

1　概述

在新型城鎮化大背景下，生態環境質量安全與社會經濟的發展之間的關系逐漸成為研究的重點和熱點，我國對于生態環境質量評價起步相對較晚，最初是針對的農業生態系統和城市生態環境的評價，經過近幾十年的發展生態環境的評價逐漸由對各評價因子進行分級量化發展為利用綜合評價模型，現有研究中更多的是遵循國家環境保護部頒發《生態環境狀況評價技術規范（HJ/T192-2006）》［1］中對評價指標體系和權重。區域生態質量評價是協調區域經濟發展與環境保護的基礎，也是實現社會經濟發展的重要手段［2］，但在實際評價中往往存在評價指標權重的方法過于主觀，權重的確定只是按照規程要求并未具體結合實地情況，并且評價單元基本都在行政尺度層面，對于同一行政尺度上的生態環境質量差異研究較少。基于此，作者從改善評價指標權重確定的方法為出發點，嘗試研究區域內柵格層面的生態環境質量評價研究，以期望對黃土高原溝壑區生態環境質量評價提供新的思路和方法。

2　研究方法

2.1評價指標體系的建立

生態環境質量評價是一個相涉及多方面因素的綜合評價，平涼市位于隴東黃土高原地區，生態環境相對脆弱［3］，對于評價指標的選擇從生物多樣性、現狀生態環境等方面出發，確定生物豐度、植被覆蓋指數、水網密度指數、土地退化指數和環境質量指數5個因子建立平涼市生態安全評價指標體系表見表1，如圖1所示，各具體指標含義及計算方式見《生態環境狀況評價技術規范（HJ/T192-2006）》［4］。

表1　層次分析法判斷矩陣及含義

圖1　平涼市生態環境評價指標體系

2.2指標權重的確定

指標權重采用目前比較成熟的層次分析法來確定。按照層次結構模型，利用專家的經驗，給出權重的判斷矩陣，然后利用特征向量法計算權重（判斷矩陣B），計算滿足BW=λmax×W的特征根與特征向量。

根據計算層次單排序和層次總排序，為了檢驗一致性，需定義和考慮CR指標，其計算公式CR= CI/RI，其中一致性指標CI=（λmax-n）/（n-1），當CR＜0.1，可以認為該判斷矩陣具有較好的一致性，否則就需對判斷矩陣進行調整直至通過一致性指標檢查。

3　實證研究

3.1研究區概況

平涼市位于甘肅省東部，地處陜、甘、寧三省交匯處，位于東經105°20′～107°51′，北緯34°54′～35°46′之間。東接甘肅省寧縣以及陜西省長武縣、郴縣，南鄰甘肅省張家川回族自治縣、秦安縣和陜西省麟游縣、千陽縣、隴縣，西連甘肅省通渭縣、會寧縣，北依本省西峰區、鎮原縣和寧夏回族自治區固原市、彭陽縣、涇源縣、西吉縣、隆德縣。全市現轄崆峒區、涇川縣、靈臺縣、崇信縣、華亭縣、莊浪縣、靜寧縣7個縣區，共102個鄉鎮，3個街道辦事處。全市屬黃河中游的黃土丘陵和高原溝壑區，海拔890.00～2857.50m。地勢西北高、東南低、中部高、兩廂低，形成東部黃土高原溝壑地貌、中南部山地地貌、西部梁峁丘陵溝壑三大地貌單元。

3.2研究結果

將圖1中的評價指標進行兩兩比較，構造評價指標的相關矩陣［5］，具體見表2所示。

表2　評價指標相關判斷矩陣數據及權重

經過計算該評價判斷矩陣CI=0.0351，通過一致性檢查接近于0，表明計算得到的權重較為理想，其中生物豐度指數和環境質量指數權重最大為0.2535這說明在平涼市特殊的地理地形的影響下生物豐度和環境質量在整個生態環境質量的評價中起到最重要的貢獻［6-8］。

將計算出平涼市各縣區生物豐度指數、植被覆蓋指數、水網密度指數、土壤退化指數和環境質量指數分別在ArcGIS中進行空間插值，生成相應的五個柵格圖層（柵格尺寸2km×200km），借助柵格計算器生成平涼市生態環境質量評價結果圖（如圖2所示）。

圖2　平涼市生態安全評價結果圖

平涼市生態環境評價結果=植物覆蓋度指數× 0.1456+生物豐度指數×0.2535+土壤退化指數×0.1267+環境質量指數×0.2535+水網密度指數×0.2207。

從平涼市生態環境質量評價結果圖中可以看出，整個平涼市生態環境質量整體呈現 “中高、兩低”的空間分布格局，崆峒區、華亭縣和崇信縣生態環境質量明顯優于其他縣區。由于采用了柵格插值的處理思路，就某一行政單元內部差異也凸顯出來，以涇川縣為例，涇川縣縣城周圍區域生態環境質量要低于西部靠近崆峒區的地方。

4　結論

通過層次分析法來確定生態環境質量評價體系的權重，并引入柵格研究結果表明層次分析法和基于柵格思維能夠反映出同一形狀尺度下生態環境質量的差異情況，從平涼市的實際情況來看，評價結果較符合當地的實際情況。

［1］ 朱衛紅，苗承玉，鄭小軍，等.基于3S技術的圖們江流域濕地生態安全評價與預警研究［J］.生態學報，2014（6）：1379-1390.

［2］ 蔣敏，沈雅，毛德華.縣域生態環境質量綜合評價探討——以長沙縣為例［J］.湖南財政經濟學院學報，2011（1）：26-28.

［3］ 凡宸，夏北成，秦建橋.基于RS和GIS的縣域生態環境質量綜合評價模型——以惠東縣為例［J］.生態學雜志，2013（3）：719-725.

［4］ 國家環境保護總局.生態環境狀況評價技術規范（試行）［S］.北京：中國環境出版社.

［5］ 雷波，張麗，夏婷婷，等.基于層次分析法的重慶市新農村生態環境質量評價模型［J］.北京工業大學學報，2011（9）：1393-1399.

［6］ 沈鴻飛，張軍，邱慧珍，張智全.區域生態環境狀況綜合評價—以甘肅省慶陽市為例［J］.干旱區資源與環境，2011，25（6）：13-17.

［7］ 王莉娜，王婷，李曉紅，程慧波.甘肅省2005-2009年生態環境質量狀況評價研究［J］.甘肅科技，2012，28（3）：48-49.

［8］ 鄭楠，張華，張琳，楊俊.基于RS與GIS的大連市生態環境狀況綜合評價［J］.國土與自然資源研究，2011，1：55-57.

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