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引言

近幾十年來隨著社會、經(jīng)濟、科技飛速發(fā)展和生態(tài)資源的過度開發(fā)利用,全球的生態(tài)環(huán)境不斷遭受嚴重的破壞。生態(tài)環(huán)境評估就是根據(jù)特定的目的,選擇具有代表可比性、可操作性的評估指標和方法,對生態(tài)環(huán)境的質量優(yōu)劣程度進行定性或定量的分析和判別;主要包括了森林生態(tài)系統(tǒng)、濕地生態(tài)系統(tǒng)、草地資源、水資空氣質量及土地荒漠化等要素。然而氣候要素對這些要素存在著巨大的直接或者間接影響,因此進行氣象生態(tài)環(huán)境評估有其必要性和可行性。

一、生態(tài)環(huán)境質量評估的發(fā)展概況

生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)是自然環(huán)境和人類社會的各種活動共同作用下形成的一個龐大復雜的多因素系統(tǒng)。隨著人口迅速增長和社會經(jīng)濟的加速發(fā)展,人類活動對生態(tài)環(huán)境的影響越來越大,生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)的退化已成為普遍現(xiàn)象[1]。生態(tài)環(huán)境質量評價就是根據(jù)特定的目的, 選擇具有代表性、可比性、可操作性的評價指標和方法, 對生態(tài)環(huán)境質量的優(yōu)劣程度進行定性或定量的分析和判別。

目前我國生態(tài)環(huán)境評估體系針對范圍較廣,根據(jù)評價區(qū)域劃分主要有各省域生態(tài)環(huán)境評估、城市生態(tài)環(huán)境評估、農(nóng)村態(tài)環(huán)境評估、縣區(qū)生態(tài)環(huán)境評估、旅游景點生態(tài)環(huán)境評估乃至個別具有典型特征的具體小區(qū)域生態(tài)環(huán)境評估。根據(jù)評價對象劃分主要領域有森林生態(tài)環(huán)境評估、濕地生態(tài)環(huán)境評估、城市森林生態(tài)環(huán)境評估、海洋生態(tài)環(huán)境評估、流域生態(tài)補償、森林景觀資產(chǎn)價值評估和碳評估七大領域。但各評價體系著重評價研究區(qū)域各子區(qū)域生態(tài)環(huán)境質量的相對好壞,各次評價結果縱橫向可比性差。因此,建立科學合理、可比性強、操作簡單易行的生態(tài)環(huán)境質量評價體系和方法,對正確評價各區(qū)域生態(tài)環(huán)境質量及生態(tài)環(huán)境質量變化狀況具有重要意義。

二、生態(tài)環(huán)境質量評價主要類型及及計算方法

在分析生態(tài)環(huán)境各要素和主要生態(tài)環(huán)境問題的基礎上,國家環(huán)境保護總局2006年發(fā)布《生態(tài)環(huán)境狀況評價技術規(guī)范(試行)》指標體系,吸取李如忠、李曉秀、屠玉麟等生態(tài)環(huán)境質量評價指標體系的成功經(jīng)驗,筆者選用5個相對獨立的評價系統(tǒng)因子,即生物豐度系統(tǒng)因子、土地退化系統(tǒng)因子、自然資源系統(tǒng)因子、人類活動影響系統(tǒng)因子和環(huán)境質量系統(tǒng)因子[2-4]。利用層次分析法獲得因子的權重,利用加權疊加法計算生態(tài)環(huán)境質量綜合指數(shù)( Eco-environmental quality index, EQI),綜合評價研究區(qū)域的生態(tài)環(huán)境質量。

(1)環(huán)境質量評價指標及計算方法

評價指標選取要求具有代表性、全面性、綜合性、簡明性、方便性、適用性;所選取指標能夠反映生態(tài)環(huán)境本質特征,盡可能反映自然、生態(tài)和社會特征,能夠反映環(huán)境保護的整體性和綜合性特征;同時,指標盡可能地少,評價方法盡可能地簡單,指標的數(shù)據(jù)要易于獲得和更新,指標易于推廣應用。

a、生物豐度指數(shù):是指衡量被評價區(qū)域內生物多樣性的豐貧程度。

生物豐度指數(shù)=Abio×(0.5×森林面積+0.3×水域面積+0.15×草地面積+0.05×其它面積)/區(qū)域面積

——式中:Abio,生物豐度指數(shù)的歸一化系數(shù)。

b、植被覆蓋指數(shù):是指被評價區(qū)域內林地、草地及農(nóng)田三種類型的面積占被評價區(qū)域面積的比重。

植被覆蓋指數(shù)=Aveg×(0.5×林地面積+0.3×草地面積+0.2×農(nóng)田面積)/區(qū)域面積

——式中:Aveg,植被覆蓋指數(shù)的歸一化系數(shù)。

c、水網(wǎng)密度指數(shù):是指被評價區(qū)域內河流總長度、水域面積和水資源量占被評價區(qū)域面積的比重。

水網(wǎng)密度指數(shù) = A

riv×河流長度/區(qū)域面積+Alak×湖庫(近海)面積/區(qū)域面積+Ares×水資源量/區(qū)域面積

—— 式中:Ariv,河流長度的歸一化系數(shù);Alak,湖庫面積的歸一化系數(shù);Aress

水資源量的歸一化系數(shù)。 備注:計算值大于100時,一律按100計算。

d、土地退化指數(shù):是指被評價區(qū)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(qū)域面積的比重。

土地退化指數(shù)=Aero×(0.05×輕度侵蝕面積+0.25×中度侵蝕面積+0.7×重度侵蝕面積)/區(qū)域面積

——式中:Aero,土地退化指數(shù)的歸一化系數(shù)。

e、污染負荷指數(shù):是指單位面積上擔負的污染物的量。

污染負荷指數(shù)=(O2×0.4×SO2排放量+ol×0.2×固廢排放量)/區(qū)域面積+ACOD×0.4×COD排放量/區(qū)域年均降雨量

——式中:O2,SO2的歸一化系數(shù);ol,固體廢物的歸一化系數(shù),ACOD,COD的歸一化系數(shù)。備注:計算值大于100時,一律按100計算。

(2)生態(tài)環(huán)境質量指數(shù)計算方法及評價分級

生態(tài)環(huán)境質量指數(shù)計算方法

生態(tài)環(huán)境質量指數(shù)=0.3×生物豐度指數(shù)+0.2×植被覆蓋指數(shù)+0.25×水網(wǎng)密度指數(shù)+0.15×(100-土地退化指數(shù))+0.1×(100-污染負荷指數(shù))

生態(tài)環(huán)境質量分級

根據(jù)生態(tài)環(huán)境質量指數(shù),將生態(tài)環(huán)境質量分為五級,即優(yōu)、良、一般、較差和差,見表1。

(3)其他常用指標

a、大氣:大氣背景值、降雨pH值。

b、土壤:土壤類型、土壤元素背景值、土壤質量(肥力、水分、質地、厚度)。

c、水:地表水狀況、地下水狀況。

d、氣候:年降水量、降水分布均勻度、災害性天氣日數(shù)、無霜期、蒸發(fā)量、常年風速。

e、景觀:綠色植被率、人均綠地面積、農(nóng)區(qū)土地與植被的比例、景觀和旅游資源的保護程度。

實際評價中,往往要根據(jù)不同地區(qū)的具體狀況和評價主要目的,采用不同的指標和權重,計算出該地區(qū)生態(tài)環(huán)境質量評價的總指標。

當前關于生態(tài)環(huán)境質量評價的研究,國內外又出現(xiàn)了一些新的技術和方法。馬榮華等在前人工作研究的基礎上,利用遙感及GIS以景觀生態(tài)學理論為指導,以多因子綜合評價為主要方法,進行了海南生態(tài)環(huán)境的現(xiàn)狀評價分析研究。另外,加拿大建立了生態(tài)監(jiān)測與評估網(wǎng)絡。通過此網(wǎng)絡對生態(tài)環(huán)境進行長期的監(jiān)測并根據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)對生態(tài)環(huán)境進行評估,內容包括氣候變化對水純凈度的影響,森林可持續(xù)發(fā)展的標準等。李世東等人出版的《中國生態(tài)狀況報告2005》首次利用了生態(tài)綜合指數(shù)的概念和方法,對我國的生態(tài)環(huán)境狀況做出了綜合分析和判斷。