景觀退化模型：景觀優先度的環境影響評價

吳瑞雪 李玉環

摘要：景觀退化評價可以在景觀規劃中發揮至關重要的作用。為提高景觀規劃決策過程的透明度，將項目規模評估的規模擴大到更具戰略性的地方層面，加強與決策者的有效溝通，提出了該環境影響評估模型。該模型基于等式，LD =ΣkI/ V，其中LD表示景觀分區的退化系數，ΣkI表示人類活動的累積影響，V量化了該地的脆弱性。LD的價值在于為相關部門制定相應的保護計劃的決策提供了支持。景觀退化模型的發現適用于可持續性評估，并且可對提案的經濟性進行綜合評估。

Abstract： Landscape degradation assessment can play a vital role in landscape planning. In order to improve the transparency of the landscape planning decision-making process， the scale of project scale assessment was expanded to a more strategic local level， and effective communication with decision makers was strengthened， and the environmental impact assessment model was proposed. The model is based on the equation， LD = ΣkI / V， where LD represents the degradation factor of the landscape partition， ΣkI represents the cumulative effect of human activity， and V quantifies the vulnerability of the area. The value of LD is to support the decision-making of relevant departments to develop appropriate protection plans. The findings of the landscape degradation model apply to sustainability assessments and provide a comprehensive assessment of the economics of the proposal.

關鍵詞：景觀退化模型；環境影響評價；景觀格局；泰安

Key words： landscape degradation model；environmental impact assessment；landscape pattern；Taian

中圖分類號：X820.3 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2019）03-0128-04

1 介紹

我國環境影響評價（EIA）系統缺乏透明度有兩個原因：項目的位置和項目的規模的重要性。因此，針對我國環境影響評價體系中對景觀規劃缺乏考慮的問題，提出了解決景觀退化狀況的方法。

1.1 景觀退化評價（LDA）

景觀退化評價是一種可以獲得物理內容或特征的圖像以及對相關值的理解的方法[1]。景觀退化評價可以被描述為累積效應評價（CEA），其關注環境并考慮由人類活動對退化景觀造成的所有影響。

景觀和視覺效果可能是環境影響評價系統解決的最主觀因素，因此評價方法的透明度至關重要。景觀主導了視覺影響的定位或接收的定制評估標準，而我國規劃中對于長期保護生物多樣性和可持續發展至關重要。

景觀影響與景觀的結構，特征以及質量的變化有關。在這方面，景觀的脆弱性是評估環境“完整性”的最重要參數之一。景觀的脆弱性取決于該地區的生態特征和所遇到的生態系統類型。然而，在評估一個地區的脆弱性時，地形數據的準確性和規模問題總是隱含的，通常不會以明確的方式進行討論。

1.2 景觀退化模型（LDM）

提出景觀退化評價方法是解決決策過程缺乏透明度的第一步。景觀規劃的整體性為決策者提供物理環境條件。景觀退化模型已作為累積效應評估方法引入，以解決部分環境影響評價缺陷并評估區域內水平的景觀退化。

除了在景觀層面的方法中引入環境影響評估之外，本文的主要目標是通過建立一個透明的定量的框架來解決與景觀水平相關的決策，從而解決我國缺乏基于景觀的累積效應評價方法，本文的次要目標是通過考慮景觀退化和棲息地脆弱性（作為環境影響評估過程中的生態物質）作為優先考慮景觀區劃的措施，來幫助解決無所不在的環境影響評估問題。

2 方法

景觀退化模型包括的一系列人類影響活動（kI）仍然是影響當前退化景觀，權重因子（kI）和自然棲息地脆弱性（V）的要素。這些參數在景觀退化模型中用作LD =ΣkI/ V。在景觀退化模型中，采用景觀退化因子而不是使用環境影響因子，環境影響因子是環境影響評價中的因子，用于確定影響。在這里，景觀退化因子代表了我國景觀的獨特組成部分，以及它的自然元素[2]。

我們所要研究的區域介于東經116°20′-117°59′，北緯35°38′-36°28′之間，總面積7761平方千米，如圖1

所示。

3 人類活動的累積影響

經過大量的實地調查和文獻查閱，人類活動對每個區域的影響被劃分如下：DF：森林損失總面積；PA：農藥的使用量；SC：汽車報廢點數；G：垃圾傾倒場數；YS：汽車報廢點數和垃圾傾倒場數組合；XF：發達城市化土地的總面積；ZQ：采石場活動的總面積；DP：人口/農田面積（人口密度）；IP：人造不透水表面的總面積；IR：農村公路的長度；EC：可收集的瀕危物種的數量；FF：道路環繞的森林斑塊數量（森林破碎化）。

3.1 參數解釋及計算方法

DF，XF，FF和ZQ的數據是從Landsat8影像中提取和計算的。G和SC是通過實地考察和查閱資料來估算的。YS的值等于G和SC的總和。隧道，池塘，水稻田和裸露的巖石不被視為人為的不透水表面，通過將每種類型道路的長度乘以相應的寬度來計算每個區域的道路的不透水表面，即IP值。

3.2 計算人類活動的影響（表1）

3.3 kI的計算

kI給出了人類對景觀退化的累積影響，其中k表示每種活動的強度系數。對于輕度，中度，重度和非常嚴重的活動，分別使用預定的加權方案2，4，6和8分配活動強度（k）。

為了對每次影響進行排名，應計算中位數以描繪每次影響的規模。在這方面，計算三個中值以將數據分成四段。首先，使用每個區域中每項活動的最小值和最大值確定整個數據范圍的中位數。然后確定下半部中位數（定義為最小和全范圍中位數之間的中位數）和上半部中位數（定義為整個范圍中位數和最大值之間的中位數）。最后，將每個區域的累積景觀退化活動量與四段范圍進行比較，并確定每個活動對6個區域中每個區域的影響強度（見表2）。

4 自然棲息地脆弱性（V）

根據生態系統最重要的變量權重，棲息地的脆弱性可分別為1，2或3，分別為非常脆弱、脆弱和半脆弱。“半脆弱”的分類適用于受人類影響較小的區域（例如，城市化可能性較小的陡坡）。在這方面，棲息地的脆弱性是根據棲息地的坡度，海拔高度，坡向，土壤以及植被密度來計算的。

坡度分為0-8°、8-24°和24-90°三組。高程范圍約1590米，隨后被分為三個等高群，0-530米、530-1060米和1060-1590米。坡向分為東南、南、西南；西、西北；北，東北，東三組。土壤被分為了棕壤、褐土和潮土三種[3]。最后，對于植被覆蓋，使用了由0到255個灰度色度組成的衛星圖像，分為0-85，85-170，170-225三組。

大量研究表明，植被光譜反射率的值與測量時的總植物量有關。這些值被分配給被提取的像素，并為每個研究單元劃分為三個漏洞組。最后，在每個研究單元和每個地形特征中，使用Microsoft Excel進行加權平均法來估計自然棲息地的脆弱性。必須承認，這種方法忽略了參數的缺失。

5 結果

本文介紹的景觀退化模型采用了農村景觀規劃的兩個基本參數：人類景觀退化活動（S kI）和自然棲息地的脆弱性（V）。這些參數通過實地考察和查閱大量文獻獲得并經相應軟件處理所得，見表3，如方法部分所述。

為決策者提供一套量化指標來判斷受影響的區域（作為關鍵區域或非關鍵區域），將每個區域的景觀退化模型名義圖表分類為類別和標準。這種分類是使用Jongman（2002）描述的聚類概念完成的。“集群”一詞表示一類數據，無論其選擇的邊界有多么隨意。在景觀退化模型方法中使用這種聚類背后的核心思想是，由此產生的分類將為決策者提供兩條信息：受影響區域所屬的類別以及該類別中的程度。這種在一個類中顯示受影響區域大小的必要性是在此累積效應評價過程中采用聚類概念的唯一原因。表4列出了LD的分類，由于規模的重要性，景觀的結構屬性可以定義為從地方到全球的尺度。因此，為了揭示規模如何影響景觀退化模型的結果，將6個區域合并為3個區域類別，簡單來說就是將泰山區、岱岳區劃為區域A，將肥城市、東平縣劃為區域B，將寧陽縣、新泰市劃為區域C，最后，重新計算了三個較大的研究單位的LD，見表5。

6 討論

在本文中，景觀退化模型將景觀退化的狀態傳達到更高的景觀規劃尺度（從項目層面到更具戰略性的層面）。景觀退化模型的應用及其對景觀區室降解系數的進一步分類，這將增加和改善我國環境影響評價規模及其數量性質，使我國能夠進行更可靠的戰略性效果評估。因為景觀退化模型不僅是關注項目，而是考慮人類退化活動對景觀層面的影響。景觀水平是決策者部署政策和計劃的水平，特別是，當計算LD時，預見到景觀水平的累積效應評估的約束。在環境影響評估過程中納入景觀退化的問題是在我國各級組織和政府之間建立景觀層面對話的基本要素之一。應當鼓勵我國的管理者和政府官員重視自然環境和鄉村景觀的各個層面。這幾個指數的匯編代表了景觀退化模型的強度，因為研究區域內人類的LD值和降解活動是直接相關的。

退化模型的弱點，一般是環境影響評估的弱點，是幾個影響變量的匯編，每個影響變量都有不同的排序強度系統。盡管嘗試將信息結合起來為環境影響評價提供最終得分通常是合適的，但這些技術經常被批評為包含任意或隱藏的價值判斷。例如，東平縣的森林破碎（FF）強度評估為I4，而砍伐森林評估為I1。如果不了解哪些數據有用或無意義或哪些模型適用或不適當，我們將無法采取行動。價值判斷遍及人類活動的各個方面，環境影響評估也不例外。使用聚類概念描繪各種影響因子是非常有用的；但是，如果沒有此程序，則無法將LD數據轉換為類別和標準，并將景觀退化模型結果顯示在決策支持表中。分配用于描述景觀退化模型中類別和標準的任意閾值在與專注于能源和污染領域的高度專業化的環境影響評價方法形成鮮明對比。與能源和污染項目的環境影響評估相比，景觀退化模型的另一個弱點在于景觀退化評價價值的絕對和相對性質。例如，農村退化景觀中的采石場實踐可能意味著該區域的成功，或者可能為各項基礎建設節省資金。因此，無論是否合適，景觀退化評估應支持環境或景觀規劃[4]。

根據地形特征（V）和影響程度對各區域的脆弱性進行評估，并根據目前對每個因素的最大評估量對生境的脆弱性進行優先排序。因此，為使環評過程具有生態學意義，利用地形地貌景觀特征（坡度、海拔、地形、土石特征、植被密度等）評價地形特征（V）。由于已有大量的GIS數據，該模型可用于全國的景觀退化現狀評估和支持景觀規劃。為了在世界范圍內使用該模型，必須根據不同區域和不同的人類活動修改人類景觀退化活動清單。

景觀退化模型的優勢是它能夠累積量化受影響的景觀。這些景觀格局的量化可以幫助確定工作單位的優先級，從最低程度到最高程度的景觀脆弱性或退化。雖然新的方法更具有物質性，但研究的規模也可能影響對結果的解釋，類似于任何其他環境影響評估。例如，在編制新區域后，泰山區被認為幾乎不受干擾，仍然傾向于需要進一步康復。如果瀕危物種位于正在考慮進行城市化的區域（或附近）[5]，則可以使用LD數據建議進一步保護或改變發展計劃。似乎沒有完美的規模選擇，因為不同類型的行為者都有不同的偏好，并且對每種尺度選擇使用不同的論據。因此，景觀退化模型的另一個優勢是關于人類壓力對景觀的詳細信息的適用性，這個詳細的評估對缺乏定量分析的環境影響評估中的一般科學嚴謹性做了補充。景觀退化模型將在從環境影響評價演變為可持續性評估的范式中發揮重要作用，可以建議評估提案的經濟，環境和社會影響的綜合或全部成本[6]。

7 結論

景觀退化模型涵蓋更廣泛的評估范圍，在任何層面上，環境影響評價都采用比戰略層面更廣泛的管理措施，這些措施不僅包括項目層面的措施，還包括位置（景觀）措施。景觀退化模型可以將詳細信息從站點級別轉移到更高級別進行決策。景觀退化模型通過各區域的優先次序為景觀提供了一個量化框架，其中農村景觀比其他景觀更容易暴露，因此需要進行景觀恢復。從積極的方面來說，景觀退化模型在政策制定層面的有效性比那些與具體項目決策更為深遠。用于支持景觀退化模型的兩個因素是人類景觀退化活動和自然棲息地脆弱性，因此，他能夠在LD中提取和量化多維自然環境數據和人類影響活動數據。這里提出的模型可以通過對當地居民進行問卷調查來補充，以核實居民對景觀退化影響的容忍度，可以用來更準確地描繪影響的大小。

參考文獻：

[1]Azari Dehkordi， F. & Nakagoshi， N.（2003） Rehabilitation of Shibateranthis pinnatifida Maxim.， a GIS approach， Hikobia， 14， pp.9-14.

[2]郭春利，陳凱，王忠.泰安市水土保持生態環境建設實踐與探索[J].水土保持研究，2003，10（4）.

[3]孫希華.基于 GIS 的濟南市土壤侵蝕潛在危險度評價研究[J].水土保持學報，2003，17（6）：47-50.

[4]馬克平.試論生物多樣性的概念[J].生物多樣性，1993，1（1）：20-22. MA Keping. Discuss the Concept of Biodiversity. Chinese Biodiversity[J]. 1993， 1（1）： 20-22.

[5]房用，孟振農，朱憲珍.山東森林植物資源及應用[M].北京：中國國際廣播出版社，2006：491-495.

[6]吳風華，楊久東，李小光，等.3S 技術在耕地保護中的應用研究[J].國土資源情報，2005，2（1）：47-50.