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环境质量评价论文:生态环境质量评价论文
1生态环境质量评价研究进展
1.1国外研究进展
随着社会生产力的快速发展,基于单项污染的技术治理已难以有效阻止生态环境的持续恶化。从20世纪40年代起,许多国家的学者在环境质量评价以及环境影响评价等领域开展了诸多的研究工作。20世纪80年代以后,遥感(RS)、全球定位系统(GPS)和地理信息系统(GIS)开始应用到环境科学领域。目前世界各国特别是以荷兰、捷克、德国为代表的欧洲国家和以美国、加拿大为代表的北美国家以及澳大利亚等都很重视生态环境质量的调查和评价,并以此为依据进行景观生态的设计、规划和管理,例如荷兰实行的景观对策计划、德国对农村景观空间结构发展变化的研究、澳大利亚与加拿大的土地生态分类调查、美国对新泽西州海岸平原松林景观和对西部山地花旗松景观的研究等。总的来讲,国外对生态环境质量的评价起步早,手段先进,生态环境质量评价定量化特征比较明显。
1.2国内研究进展
国内的生态环境质量评价研究始于20世纪60—70年代的城市环境污染现状调查评价和工程建设项目影响评价。之后,生态环境质量评价的领域逐步由城市生态环境质量评价发展到水体、农田、旅游等诸多领域,研究内容及研究深度则由单要素评价向区域环境的综合评价过渡,由污染环境评价发展到自然和社会相结合的综合或整体环境评价,逐步涉及到土地可持续利用、农业生态环境质量评价、区域生态环境质量评价、生态脆弱区生态环境质量评价等,进而到县域尺度的生态环境质量评价。从总体上看,区域生态环境质量评价多是全国性、大区域的定性描述,依然处于初始探索阶段,表现为环境问题的简单罗列,或者环境问题没有考虑区域分异规律。
2云南省县域生态环境质量评价研究的必要性和意义
由于云南省地形地貌复杂多变,各种类型生态系统千差万别,为充分体现云南省特点,开展云南省县域生态环境质量评价研究,建立更适合西部特色的评价指标体系,能为国家和其他省份县域生态环境质量评价和考核提供借鉴。
2.1云南省县域生态环境质量评价研究的必要性
(1)云南承担着维护区域、国家乃至国际生态安全的战略任务。云南位于青藏高原南延部分和云贵高原,为高原山区省份。境内河谷盆地、丘陵、山地、高原相间分布,各类地貌之间差异很大,类型多样复杂,生态环境和自然禀赋良好。地处长江、珠江、金沙江、澜沧江、怒江、伊洛瓦底江六大江河上游或源头,是世界10大生物多样性热点地区之一的东喜马拉雅地区的核心区域,生态区位重要、生物区系关键、生物种类丰富。云南作为西南生态安全屏障和生物多样性宝库,生态建设具有全国性乃至全球性的重要地位。
(2)云南生态环境脆弱敏感。全省国土总面积的94%为山地高原,约40%的土地坡度在25°以上,水土流失面积占全省国土面积的27.8%,岩溶面积占全省国土面积的28.1%。石漠化尚未得到有效治理,坡地过度开垦、草地超载现象仍不同程度存在,局部地区生态退化的趋势还未得到有效遏制,部分地区污染问题突出,治理任务依然繁重。云南处于工业化和城镇化发展初期,经济基础薄弱,面临着发展与保护的双重压力和任务。云南省经济成分中低端资源输出型和高耗能产业比重较大,技术水平低,发展的资源环境代价过大。重经济发展、轻环境保护,甚至以牺牲环境为代价换取经济发展的状况,仍在部分地区不同程度地存在。
2.2云南省县域生态环境质量评价研究的重要意义
(1)云南省县域生态环境质量评价有助于客观地反映云南省生态环境的真实情况。“县域生态环境”即以县的行政区划为地理空间的生态环境,县域是我国生态建设的基本单元。由于云南省生态环境和地理位置的特殊性、复杂性以及社会经济发展的不平衡性,导致各地生态环境质量基底不一,以县域为单位,通过开展县域生态环境质量评价,能够较为科学真实地反映云南省的生态环境质量状况。
(2)云南省县域生态环境质量评价是生态环境补偿制度的实践。县域生态环境质量评价是对地区所提供的生态产品和生态服务进行经济补偿的依据。补偿县域由于保护生态环境而牺牲经济发展导致的财政收入减少,同时为地方政府生态保护和生态建设提供必要的资金支持,可使县域经济社会发展不会由于生态环境保护而受到影响,保持当地社会经济与国家整体发展一致,避免出现由于过分强调生态环境保护而限制或阻碍县域经济社会发展的局面。
(3)云南省县域生态环境质量评价能够为财政转移支付提供技术支持。将县域生态环境质量状况及变化情况与财政转移支付资金挂钩,调动当地政府保护生态环境的积极性和主动性。使地方政府明白保护环境不仅关乎国家或者全省整体利益,而且与自身利益密切相关,为保护生态环境而做出贡献,会得到相应的财力补偿。可从生态补偿性转移支付、生态保护性转移支付、区域引导性转移支付、政策性补助等方面施行以县域生态环境质量评价为基础的财政转移支付制度,争取国家对云南省重点生态功能区的均衡性转移支付。
(4)云南省县域生态环境质量评价可作为县域生态环境保护绩效评估的依据。县域生态环境质量评价可以作为资源环境统计和核算的依据,开展县域生态环境质量评价,能够识别生态环境问题,体现生态环境保护与建设、生态环境管理工作的效果。一方面能够评估资金使用的效果,另一方面能为下一步财政转移支付测算提供依据,调节县域转移支付资金的分配。同时,生态环境质量考核结果还可以用于以生态保护、环境要素质量等指标为主的政绩考核。
(5)云南省县域生态环境质量评价有利于维护和改善区域生态环境质量,提高生态外溢价值。开展县域生态环境质量评价能够督促县级政府加强县域生态保护和环境治理,加大环境监测投入,提高环境监管能力,提升县级政府生态环境保护力度和水平,保护好生态系统,维护国家及区域生态安全,增加生态系统服务价值,改善人居环境,促进可持续发展。
3云南省县域生态环境质量评价指标体系构建
3.1指标体系设置的几点思考
(1)指标体系设置要符合云南省实际,体现区域差异性。由于生态环境自身的综合性和复杂性,表征生态环境的指标非常多,所选指标要具有代表性,使用最能反映云南生态环境特征的指标。根据党的“十八大”关于生态文明建设的新要求,云南省县域生态环境质量评价要重点关注如生态系统服务功能提升、生态产品供给能力增强、生物多样性保护、饮用水安全、大气和水体质量等生态环境问题。
(2)指标的设置要与生态环境质量紧密相关,不涉及经济类和社会类指标。地区生产总值、农产品生产、工业、投资、财政收入、城镇化率等指标不应纳入评价体系。不设置经济社会类指标,可以让地方政府认识到保护生态环境的重要性和价值,避免地方政府为发展经济而牺牲生态环境,起到较为明确的导向作用。
(3)指标的设置要能体现县域生态环境质量的变化情况。县域生态环境质量评价既是对县域生态环境质量进行年度的现状评价,又是对县域生态环境质量进行年度间的变化评价。由于云南省地理位置的特殊性、复杂性以及社会经济发展的不平衡性,导致县域之间的生态环境质量本底有一定的差异,甚至差异较大,因此,体现变化情况很重要。以不同年份或年际间的动态变化来表征生态环境质量状况和趋势是科学合理的,能通过变化值来反映生态环境保护的效果。
(4)指标体系要体现县域环境管理方面的成效或措施。县域生态环境质量评价不仅仅是质量评价,同时也是管理考核,是对生态环境绩效的管理考核。其考核县级政府在生态环境管理、生态环境保护方面,是否真正建立了相应的环境管理制度和能有效保护生态环境的长效机制,是否制定了科学合理的政策措施。基于增强环境管理的需要和对地方政府的引导性,指标的设置要将技术指标与管理指标相结合。
3.2指标体系构建
云南省县域生态环境质量评价的指标体系构建要考虑到以下三个方面:一是生态环境质量的背景;二是人类对生态环境的影响程度;三是人类对生态环境的适宜度需求。生态环境是由环境要素(如水、空气)与生物要素(如植物群落)经复杂的相互作用形成,因此表征一个区域的生态环境质量,既需要环境要素指标,又需要生物要素指标。同时还应加入污染物排放、污水垃圾处理等指标综合体现经济发展中环境保护或污染治理的效果,采用环境管理类指标评价地方政府为保护生态环境所采取的措施和做出的贡献。指标体系应采用定量指标和定性指标相结合、以定量指标为主的方法,、科学、合理反映县域生态环境质量的整体特征。
3.2.1生态环境质量
云南省生态环境质量总体良好。森林面积1818万hm2,居全国第3位;活立木总蓄积量17.12亿m3,居全国第2位;森林碳汇量居全国前列。空气环境质量好或较好的比例高于全国平均水平11.2个百分点。湿地众多,云南省国际重要湿地占全国国际重要湿地数量的10%。自然保护区网络体系基本形成,全省已建立自然保护区162个,其中部级21个,省级38个,使生物多样性得到了有效保护。云南作为我国重要的生物多样性宝库和西南生态安全屏障,在生态环境保护与建设上,要关注以下方面:加强天然林保护和植被恢复,推进“森林云南”建设,提高森林生态效益,促进草原植被的休养生息,增强水源涵养、水土保持、生物多样性保护等生态功能,减少对自然生态系统的干扰,推动生态系统自我修复,构建绿色生态屏障;改善滇池等九大高原湖泊和六大江河流域为主的水环境质量;对自然湿地和重要人工湿地生态系统进行保护和修复。因此,云南省县域生态环境质量可以通过自然生态和环境状况来表征。自然生态情况可重点采用林地、草地覆盖率,活立木蓄积量,水域湿地覆盖率,受保护地面积比例等指标来反映。这些指标能够指示县域生态系统整体的服务功能状况以及具备的绿色生态空间。环境状况主要考量县域水体和空气质量,重点评价集中式饮用水源地水质情况、地表水水质达标情况、优良以上空气质量达标情况等。
3.2.2环境保护
云南省工业结构不尽合理,过度依赖矿产、冶金、化工、电力等资源型产业,能耗强度高、资源利用效率低,万元GDP综合能耗高于全国平均水平。要通过优化产业结构,转变发展方式,加强资源节约和高效利用,实现绿色化、循环化、低碳化,提高发展质量和效益。做好工业企业、农业面源等水污染物(化学需氧量、氨氮)减排,电力行业烟气脱硝,冶金、建材、有色、焦化等非电力行业脱硫、脱硝等大气污染物(二氧化硫和氮氧化物)减排。污染物排放强度及污染源排放达标情况能够体现县域产业结构以及环境治理成效,指示县域是否建立生态友好的产业结构。因此,云南省县域环境保护状况重点考量节能减排情况和环境污染治理情况。可采用主要污染物排放强度、重金属排放强度、重点污染源达标排放、单位GDP能耗、污水集中处理、生活垃圾无害化处理等指标来表征。
3.2.3环境管理
设置环境管理方面的指标,加强环境管理抓手,强化生态环境保护制度建立、环境保护机构建设、环境监管能力保障、生态建设示范区创建等。环境管理考核依据当地政府在政策引导、财政投入、环保基础设施建设、生态环境保护工程等方面的实际情况,按照各项管理工作对县域生态环境质量改善的贡献进行评价,主要反映当地政府在生态环境保护与建设方面所做工作,以及这些工作给生态环境变化趋势带来的影响程度。同时还要考虑县域辖区内发生人为因素引发的突发环境事件、通报的环境污染或生态破坏事件、挂牌督办的环境违法案件以及违法征、占用林地事件等。
作者:高欣 施择 单位:云南省环境监测中心站
环境质量评价论文:城市发展生态环境质量评价论文
1南通城市发展水平与生态环境质量评价
1.1指标体系的构建
1.1.1城市发展水平指标体构建
城市发展是一个复杂的系统工程,包括城市社会、经济、文化、体制等若干层面。城市发展水平反映了城市发展的当前状况,体现城市综合实力与总体素质。本文主要遵循科学性、可比性、动态性、数据的可获性、可操作性等原则,参考“21世纪城市发展指数”和我国相关学者对城市发展水平指标体系的研究与构建,结合全球化、信息化的时代特征,以及南通市城市发展的实际情况,构建了城市发展水平指标体系.
1.1.2生态环境质量指标体构建
生态环境质量是生态环境系统客观存在的一种本质属性,这种本质属性能用定性和定量的方法进行描述。生态环境质量评价由来已久,从传统地理学对自然要素的描述发展到现在对生态系统各要素的综合性计算测度。生态环境质量评价到目前为止相对还处于探索阶段,没有公认的理论框架、指标体系和计算方法。本文参考《国家“十一五”环境保护规划的目标》、《全国环境优美小城镇考核指标(试行)》、《生态环境质量评价技术规定》和我国相关学者的代表性研究工作,兼顾实际数据的可获得性和南通市城市生态环境的自身特征,建立了城市生态环境质量评价指标体系,测算了南通市生态环境质量。整个指标体系主要包括两个层次,分别为系统层和变量层:系统层包括植被覆盖、水资源、土地质量、污染物负荷、大气环境和声环境6个层面,变量层是上述6个层面的对应指标。
1.2数据来源和计算方法
南通市城市发展水平和生态环境质量的评价采用SPSS软件和主成分分析法,其原始数据来源于2004—2013年的《南通市统计年鉴》、《南通市环境状况公告》和《江苏省统计年鉴》。计算原理和具体步骤主要为:①对2004—2013年南通市城市发展水平和生态环境质量因子的历年数据进行标准化计算,消除因数据正向和逆向、数量级、量纲的不同而造成结果的差异;②对标准化数据运用统计分析SPSS软件,采用因子分析法对因子变量进行提取(特征值大于1);③通过方差极大法对因子载荷矩阵进行旋转,得到旋转后的指标公共因子贡献率(累计贡献率>85%)和指标公共因子载荷矩阵,根据回归法计算得到指标公共因子的得分系数矩阵;④以各公共因子所对应的旋转后的贡献率为权重进行加权求和,得到2004—2013年南通市城市发展水平和生态环境质量的评价得分。
2城市发展水平与生态环境质量演变耦合协调度
协调度是事物之间耦合研究的重要指标,体现了系统之间或系统内部各要素之间在发展过程中彼此和谐一致的程度,度量体现系统发展是否有序和协调状况好坏程度的定量指标。城市发展水平与生态环境质量协调度是衡量不同阶段下城市发展与生态环境之间的关系,即定量描述特定城市在一定的发展阶段下城市发展与生态环境之间的耦合关系。按照可持续发展的伦理思想,城市建设的模式是城市发展与生态环境的协调发展,协调度是城市发展与生态环境的组合状态。
2.1协调度水平计算方法与协调发展模式判断
协调度水平计算方法:参考我国相关学者在城乡统筹、区域经济与环境、城市化水平与环境质量、城市经济与土地利用等领域对协调度的相关研究,并利用相关数学原理和离差分析原理,协调发展模式判断:关于协调度等级划分的相关研究较多,但对协调度高低的判断或协调阶段的划分无明确定论。多数学者将协调度划分为:0.8—1.0为高度协调、0.6—0.8为中度协调、0.4—0.6为低度协调、0—0.4为不协调。考虑到协调度的大小反映了城市发展水平和生态环境质量的一致程度,并不能反映两者发展的正负问题。本文参考了相关研究结果,结合南通市城市发展水平和生态环境质量的发展阶段特征.城市发展水平与生态环境质量协调度计算我们将2004—2013年南通市城市发展水平和生态环境质量的评价得分代入式得到历年南通市城市发展水平与生态环境质量的协调度水平以及两者的协调发展模式.
2.2城市发展水平与生态环境质量协调度计算
南通市城市发展水平与生态环境质量的协调度水平关系呈现以下三个阶段性特征:及时阶段(2004—2009年)表现为城市发展滞后型的高度协调发展模式向城市发展滞后型中度协调发展模式过渡。这一阶段中,南通市城市发展水平和生态环境质量都处于上升态势,处于一个良性的发展阶段,但由于生态环境质量提升速度明显高于城市发展水平的数值,因此两者差距逐渐增大,协调度逐渐降低。第二阶段(2009—2011年)表现为城市发展滞后型中度协调发展模式向生态环境滞后型高度协调发展模式过渡。在该阶段中,南通市城市发展水平仍快速上升,而生态环境质量则放慢其增长速度,乃至在2010年出现拐点呈下降趋势。因此,两者综合评价得分的数值逐渐逼近,其数值的实际值与理想协调值的差距逐渐缩小,协调度呈现逐渐上升的状态。第三阶段(2011—2013年)表现为生态环境滞后型高度协调发展模式向生态环境滞后型中度协调发展模式过渡。本阶段中,南通市城市发展水平仍呈快速发展态势,而生态环境质量的状况却相反,呈现不断下降和不断恶化的趋势,因此南通市城市发展水平和生态环境质量两者一升一降、差距不断拉大,其数值的实际值与理想协调值的差距也随之拉大,协调度呈现不断下降的态势。综上所述,以城市发展水平和生态环境质量两者的共同提升为前提,考虑两者之间的差距和相对关系的综合评价可知,南通市城市发展水平与生态环境质量的协调关系波动起伏较大,尤其是自2010年起城市发展水平不断上升,而生态环境质量出现拐点,由上升转为下降,没有实现共同发展,且两者的差距不断扩大,状况不容乐观。因此,南通市若不能采取有效的平衡措施,减小两者的差距,尤其是加大对生态环境质量改善的政策和资金投入,一旦生态环境的承载力与城市发展不相匹配,将对南通市城市的可持续发展带来极为不利影响。因此,目前正是南通市调整城市发展的模式,改变现今以牺牲生态环境质量的城市发展、缩小城市发展水平与生态环境质量差距、协调两者关系的关键时刻。
3结语
生态环境作为城市发展的物质支撑与载体,从某种意义上来讲,制约着城市发展的质量和未来趋势。因此,对城市发展水平和生态环境质量进行评估,探究城市发展与城市生态环境协调演变的趋势关系,对促进城市生态系统质量的改善,实现城市发展的健康有序具有非常重要的意义。本文在构建城市发展水平与生态环境质量评价指标体系的基础上,采用SPSS软件及主成分分析法对2004—2013年南通市城市发展水平和生态环境质量进行评估,衡量两者的协调演变关系。结果表明,近十年间南通市城市发展水平与生态环境质量的协调关系波动起伏较大,尤其是自2010年起,协调度不断下降,城市发展与生态环境没有实现共同增长,且两者的差距不断扩大,状况不容乐观。因此,南通市若不能采取有效的平衡措施,减小两者的差距,尤其是加大对生态环境质量改善的政策和资金投入,一旦生态环境的承载力与城市发展不相匹配,将对南通市城市的可持续发展带来不利影响。
作者:陆佩华单位:南通大学
环境质量评价论文:生态环境质量评价论文
1质量评价指标体系与方法
1.1构建评价指标体系及其标准
按照环境生态学理论,生态环境是支撑人类生命系统的整个自然系统的总称,生态环境质量是指在一个具体的时间和空间范围内,生态系统的总体和部分生态环境因子的组合对人类生存及社会经济持续发展的适宜程度。由于评价的标准体系复杂,且因地而异,需要分层次进行,而我国目前生态环境质量评价标准尚处于探索阶段,无统一标准。因此本文依据国内外学术界的相关研究成果以及广泛应用的生态环境质量等级划分,将生态环境质量等级分为优、良、一般、较差、差五个等级,并考虑到呼包鄂地区的气候、土地、人口、经济发展状况、工业排放量等,得出各评价指标的等级标准值。
1.2评价指标权重确定
层次分析法是美国著名运筹学家教授于20世纪70年代中期提出的一种系统分析方法,是一种广泛的综合决策方法,但其中的权重是由主观确定的,缺乏一定的客观性。因此本文在指标权重的确定中引入熵,将主观与客观相结合,得到更加符合实际情况的熵权。
2生态环境质量评价分析
通过模糊综合分析法得出,2012年呼和浩特市和鄂尔多斯市的生态环境质量处于等级优,包头市的生态环境质量处于等级一般。呼和浩特市近年来城市发展速度较快,大力开发和利用资源,工业化水平经验丰富于自治区其他盟市,煤炭产量大幅度上升,使单位GDP能耗、电耗持续增高,一定程度上破坏了生态环境的平衡,带来了一系列环境污染问题,但政府在意识到保护环境的重要性后,大力推广节能减排,优化产业结构,发展循环经济,整顿落后产业,提高区域竞争力,使生态环境质量有了较大的改善,工业经济发展与生态环境保护在一定程度上达到了平衡。包头市是著名的草原钢城,工业发展历史相对久远,但由于产业结构不合理,工业化过程排出的工业废物严重污染环境,导致生态环境质量开始下降,同时滞后的观念也使生态环境质量的下降与工业经济的发展形成鲜明对比。鄂尔多斯市的高耗能产业发展近几年逐渐稳定,规模增大,技术设备先进化,带来的工业结构合理以及经济的高速发展,使得鄂尔多斯市有足够的经济实力治理环境,对耗能高、工业废弃物排放量大、产值低的行业进行了大力整顿,响应国家重视环境保护的潮流,表现为建成区绿化覆盖率大幅度提高,单位GDP能耗、电耗、水耗有很大程度的下降等,使其生态环境质量得到明显的改善。
3结论
本文基于生态环境质量评价的理论与实际,构建了生态环境质量综合评价指标体系与标准,运用层次分析法及模糊综合分析法对呼包鄂地区2012年生态环境质量进行评价与分析。评价结果为:2012年呼和浩特市和鄂尔多斯市的生态环境质量处于等级优,包头市的生态环境质量处于等级一般。本文所用的模糊综合分析法虽然可将一些难以界定或定量的因素定量化,确定每个指标对评价等级的隶属度,从而得出更为的评价结果。但是,这种方法只能就某一年份的数据进行分析,无法进行一个时间序列的分析,得出城市的生态环境质量在一个时间段内的变化趋势,从而进行前后对比,探究更为具体的原因。
作者:罗莎莎甄江红单位:内蒙古师范大学
环境质量评价论文:BP神经网络在空气环境质量评价中的应用研究
摘要:文中提出的样本生成方式幅度地减少了样本输入的工作量。建立了用于空气环境质量评价的BP神经网络模型,分别采用批处理训练方式、顺序处理训练方式和提前终止法训练方式对网络进行训练,并对三种训练方式的性能进行了对比和理论分析,从而得出提前终止法在空气环境质量评价中的快速性和性。
关键词:BP神经网络;批处理方式;提前终止方式;空气环境质量
一、引言
空气环境质量的评价意义重大,近几十年来,大气环境质量的评价研究取得了显著进展,除了指数法、主分量分析法、层次决策法、模糊集理论及灰色系统分析已用于大气环境质量的评价外,随着一些新学科的创立和计算技术的发展,国内外又提出了多种大气环境质量评价的新方法[1]。
BP(Back Propagation)神经网络是一种多层前馈神经网络,该网络因其采用的学习算法而得名。BP网络能学习和存贮大量的输入-输出模式映射关系,而无需事前揭示描述这种映射关系的数学方程[2]。
二、神经网络拓扑结构的确定
神经网络的拓扑结构在很大程度上决定了其性能。一个三层的BP网络可以完成任意的N维到M维的映射[3]。对于空气环境质量评价问题,建立的BP网络包含一个隐层即可。根据GB3095――2000,训练样本的输入向量含三个分量,这三个分量对应三种污染物的浓度值,输出向量含一个分量,该分量表示真实的等级,但是鉴于划分空气质量级别是一种归类,所建立的网络模型难以避免存在误差,输出难以达到恰好是整数的等级,故对于测试样本,我们只要求若输出t ,则空气质量为1级,,类似的可以定义一、三级。隐含层的激励函数选为tansig,输出层的激励函数为purlin。
隐含层的节点数对神经网络的性能有一定的影响,节点过少,达不到要求的误差精度;节点过多,往往会增长学习时间,而且训练所得的网络模型容易出现“过拟合”,失去了泛化能力。
式中, 为隐层节点数; 为输入节点数; 为输出节点数; 为1~10的调节整数。所以,可以确定这里所要建立的网络模型的隐层节点数为3~12。而具体取何值合适,可以通过多次试验比较网络性能来确定。
三、训练样本的得到
目前,在神经网络的应用中,我们多采用在MATLAB软件中建模的方法来解决实际问题。为了使所得模型可以发挥其“智能”特性,必须对其进行训练,训练目的就是“抽取”问题内部蕴涵的规则。所用的训练样本必须具有典型代表性。现行的空气环境质量标准是3095-2000,在这里,为了简明起见,只考虑前三级标准。
根据上节所确定的网络模型,待确定的权值和阀值变量大约30个,根据参考文献[4]中提倡的训练样本数为网络参数3~5倍的原则,可以确定训练样本数120个比较合适。为了使样本随机分布,根据以上表2.1的标准,每种污染物在每个限度区间的值为40个,然后调用MATLABD中的unifrnd函数在每种污染物的限度区间内生成40个随机值,再在每种污染物的每个限度区间内取一个生成的随机值来组成一个三分量的输入向量,并根据上表确定目标输出。为了简便和应用循环结构,我们可以按照一定次序依次生成一定数量的属于同一个等级的样本,调用MATLAB中的随机排序指令把生成的训练样本进一步随机化,这样得到的训练样本就非常接近实际所测的随机样本了,但是,却大副的减少了样本的输入工作量。
四、基于MATLAB仿真的空气环境质量评价
确定神经网络的拓扑结构和训练样本后,我们就可以训练网络以得到合适的网络权值和阀值,并保存得到的网络模型,以后就可以调用该模型对空气环境质量进行评价了。可以采用批处理方式、顺序处理方式以及提前终止训练方式对网络进行训练。经过反复试验,我们发现无论采用那种训练方式,隐层节点数为5或者6个时,网络的性能好,我们分别采用最速下降BP算法(SDBP)、动量BP算法(MOBP)、学习率可变的BP算法(VLBP)、弹性BP算法(RPROP)以及LM(levenberg-marquardt)算法[5,6]进行了批处理训练,对前面四种算法进行了顺序方式训练(LM算法由于算法原理的缘故,不可以采用顺序方式训练),对每种算法进行了提前终止方式训练。
对于批处理方式,我们设定的迭代次数为10000次,学习率则定为使网络能稳定学习时的较大值,这样一般可以加快学习速度,当然对于VLBP算法而言,因为学习率可以自适应,故选择何值就没有关系了。我们发现,对于5种算法,所建立的网络模型在经过3分多钟的一万次迭代学习后,对于30个测试样本在好的情况下都可以达到的率,当然,因为每次的初始化不一样,所以每次训练后网络的性能有差异,这主要是因为陷入了不同的极小值点,我们多次实验就是为了找到全局最小点。对于顺序训练方式,我们设置训练样本循环学习200次,这样学习所花的时间与批处理方式迭代10000次所花的时间几乎相同,该训练方式训练完成后不会输出均方误差,我们可以编程计算训练完成后测试样本的均方误差,如表中所示,T是30个样本的目标输出,OUT是30个样本的实际输出,e=mse(E)计算得到30个测试样本的均方误差,从表中我们容易看到,学习完成后对于相同测试样本的率有明显下降,而均方误差却有明显上升。在提前终止方式中,我们设定的迭代次数也是10000次,而设置的确认样本误差增加较大次数为50次,此时,无论那种学习算法一般迭代几百到几千次后就因为达到了设置的确认样本误差增加较大次数而结束了学习,但是,在好情况下,对于测试样本的率也可以达到,而误差性能却与批处理方式相当。所以运用提前终止法是的训练方式。
提前终止法训练网络时,在每次的仿真中,确认样本和测试样本都是随机从训练样本中按设定比率抽取的,有时候抽取的样本均衡性好,即提前终止法中的训练样本、确认样本和测试样本分布十分接近,这样在训练过程中,三者的误差性能几乎相同,这对应着图1中三条误差性能曲线几乎重合的情况,这是我们期望的理想情况。然而,不可避免的是,在多次仿真试验中,难免偶尔产生三部分样本分布相差较大,这样三条误差性能曲线就分开了,在这种情况下,训练所得网络模型的性能一般还不如没有采用提前终止法的性能,因为训练过程实际上没有采用提前终止法,而所用的训练样本不仅个数减少,而且代表性也降低了,当发生这种情况时,我们要舍去训练得到的网络模型。
五、结论
通过对比可以得到如下结论:及时,除了顺序训练方式外,各种学习算法和训练方式都取得了较为满意的结果,几乎每种算法和训练方式在好的情况下都可以达到率接近的评价结果。第二,为了加快训练速度和提高率,防止出现“过拟合”,我们该采用提前终止训练方式,但是在这种算法中要注意样本划分的均衡性。文中建立的神经网络模型不仅快速的实现了大量空气样本的质量评价,具有一定的实用性,而且,该方法可以类推到许多类似的问题中,具有一定的推广性。
[作者简介]程福亨(1980-),湖北人,男,硕士研究生,广东工业大学,研究方向:计算智能与智能科学。
环境质量评价论文:环境质量黄山市生态环境质量评价研究
【摘 要】城市生态环境质量不仅影响着城市生态功能的稳定,而且还影响着城市的可持续发展。“十二五”发展规划期间是安徽省推动生态省建设、提升生态文明重要时期。国民也更加注重生态环境质量。本文利用主成分分析方法对黄山市生态环境质量进行综合评价,有效地构建了黄山市生态环境质量评价指标体系,并对环境治理与改善给出合理建议。
【关键词】生态环境质量;主成分分析;综合评价
0 引言
黄山市是一座美丽的旅游城市,属于亚热带、湿润性季风气候,一般温和多雨,四季分明,环境适宜。近年来,环境破坏现象越来越严重,国家对生态环境保护力度逐渐加大,也取得突出成绩。叶亚平等[1]对中国省域生态环境质量评价指标体系进行了研究,得出了省域生态环境指标体系由环境质量背景、人类对生态环境的影响、人类对生态环境的适宜度需求组成,并分别提出相应的指标体系及评价方法。孙东琪等[2]利用层次分析法对中国及其31个省市区、三大经济带的生态环境质量进行综合评价,分析了其生态环境的变化态势。目前大多数都是针对我国以及省域生态环境系统的研究,而针对于地方市级区域的生态环境系统研究甚少。本文利用主成分分析方法黄山市生态环境质量进行综合评价,有效地构建了黄山市生态环境质量评价指标体系,并对环境治理与改善给出合理建议。
1 理论基础
假设n个评价对象有n个p维向量,构成n×p阶的数据矩阵X:
通过主成分分析法[3]可以得到的新变量为N1,N2,…,Nm(m≤p),该线性组合表示为:
2 黄山市生态环境质量评价研究
2.1 指标选择与数据处理
分别选取自然环境指标:人均可用水资源量(X1)、人均耕地面积(X2)、C02排放强度(X3)、SO2排放强度(X4)、生活污水处理率(X5)、工业废水排放达标率(X6)、工业废物利用率(X7)、人均公共绿地面积(X8)、居住绿化的覆盖率(X9)。同时,选取黄山市2006年到2016年指标数据进行研究,同时对原始数据进行标准化处理。
2.2 实证分析
2.2.1 适应性检验
对于多层次、多指标城市生态环境质量的评价指标体系,在进行主成分分析,首先进行适应性检验,如:巴特莱特球形检验、KMO检验[4]。结果如下表1所示:
由表1可知,KMO值为0.873,说明该指标数据可以做主成分分析。Bartlett球形测试结果伴随着概率为0.000,小于0.05,因此拒绝Bartlett球形测试,这被认为是非常合适的主成分分析。
2.2.2 计算相关系数矩阵R
初步判定各个指标之间的相关程度。结果见表2:
(3)计算相关系数矩阵R的特征值λi、方差贡献率、累计贡献率,确定主成分个数。
由表3可知,主成分N1、N2、N3的累计贡献率为88.5%,说明这三个主成分足够反映生态环境系统体系绝大部分信息。因此利用N1、N2、N3对黄山市自然生态环境质量进行评价。
(4)计算所选择的主成分所对应的特征向量,写出主成分表达式。
(5)计算生态环境指数。
计算生态环境指数过程中,赋予每一个主成分不同的权值,则令指数计算模型为:I=w1×N1+w2×N2+w3×N3,运用熵权法对各主成分赋权,w1,w2,w3分别为N1、N2、N3的权重。结果如表4。
表4计算得到的生态环境指数存在正、负的情况。这仅代表生态环境某一年生态环境质量所处的相对位置既某一年的生态环境质量状况与近几年来的平均水平的位置关系,以平均水平作为零点,零点以上越远,则相对应的生态环境质量越好;零点以下越远,则相应的生态环境质量越差。
3 结论
在构建评价指标体系时,从多个指标建立生态环境评价指标体系,由以上的综合评价结果显示:黄山市的生态环境从2006年到2015年总体评价正处于良性发展趋势,处于生态市建设的发展阶段,各个指数值保持缓慢增长,这说明黄山市生态环境质量已经处于较好的水平发展状况良好。
环境质量评价论文:安徽省人居硬环境质量评价与优化研究
摘要:为研究安徽省人居硬环境质量,以安徽省整个区域为研究对象,利用GIS技术手段,并以人居自然环境数据和物质积累基础等客观数据为样本,建立了安徽省人居硬环境质量评价模型。利用模型完成了安徽省人居硬环境适宜性空间分布特征的研究,提出了优化安徽省人居硬环境质量的建议。
关键词:安徽省;人居硬环境;质量评价;优化
一、问题的提出
随着社会经济的快速发展,城市化进程也在不断推进。在这一背景下,人居环境开始遭遇严重的环境污染、基础设施落后和人口资源分布不协调等问题,从而导致人类的生活质量不断下降。而人居环境主要由自然实体环境、人类建造实体环境等宜居的空间构成,可以划分为人居硬环境和人居软环境,硬环境为研究目标建立质量评价模型,并利用地形、交通、气候、通讯和水文等客观数据对人居自然环境和物质积累基础水平展开分析,则能够完成人居硬环境的定量研究,从而为实现人居环境质量优化提供科学依据。
二、研究方法
就现阶段而言,国内多应用GIS技术进行人居环境质量评价。利用该技术,能够为人居环境的科学研究提供及时手数据资料,并且能够为分析人居环境周边环境空间特征提供技术手段,也能够为实现人居环境规划设计提供多种分析工具。而随着信息技术的发展,利用GIS技术获得的空间数据分析精度和存储量也在不断提高,能够为研究人居硬环境提供且详实的数据[1]。所以,可以使用GIS技术完成安徽省人居硬环境质量的定性分析和定量评价。通过对安徽省在城镇化进程中的发展现象展开综合分析,并对安徽省人居硬环境建设的趋势进行预测,便于利用获得的各种科研成果指导安徽省人居环境的合理规划建设。为此,还要利用GIS技术实现数据收集,并且参照相关研究完成评价指标的选取,从而完成人居硬环境评价指标体系的建立[2]。通过对各指标和人口数据展开相关性分析,并完成指标权重的确定,则能够完成人居硬环境质量评价模型的建立。
三、实证分析
(一)研究对象及现有研究状况
国内人居环境评价方法及体系研究方面:张文忠以健康性、居住的舒适性等六大指标,结合居民的不同属性,定量评价了城市的宜居性[3];祁新华对广州市边缘区人居环境进行研究,构建了综合评价系统模型[4];还有吴斌初、叶耀先等学者,研究了人居环境的构成体系和评价方法[5-6]。国外人居环境评价方法及体系研究方面:以国家层面的研究为主导,包含了遥感和Gis、家庭生命周期、城市的演变发展等方面,Ge Jian和HokaoKazunori从人居环境主客观方面入手,建立了指标体系和评价模型[7]。
在众多省市中,安徽省各区域在人居硬环境质量上存在着明显的差异,不仅包含有安庆、铜陵等人居硬环境处在优等级的区域,也包含有良、中、差等级的区域。从总体上来看,安徽省人居硬环境级别为良的区域占安徽省总面积的60%以上,人居硬环境级别较差的区域占20%左右[8]。在淮河以北地区,整体人居硬环境质量较差,但是却拥有较大的人口密度,从而形成了人口分布与人居硬环境水平不协调的局面。从现有研究状况来看,有关人居硬环境的研究主要集中在理论阶段,并且局限在社区或城市范围内,尚未形成定量化研究指标体系,并以主观评价为主,无法实现对一个区域人居硬环境质量的有效评价。因此,还加强安徽省人居硬环境质量的评价研究,以便寻求有效的人居硬环境的质量优化途径。
(二)数据收集
在实际研究人居硬环境问题时,还要将其划分为人居自然环境和物质积累基础两个部分。所以,评价指标体系的一级指标有两个,分别为自然环境和人工设施环境。遵循可操作、代表性和人本主义原则,则可以完成二级指标的选取。具体来讲,就是利用水文、气候、地物和地形完成自然环境的综合评价,然后利用经济发展水平、交通通达水平和基础设施水平完成人工设施环境的综合评价[9]。在数据收集上,将利用安徽省市县级气象站在近45年的数据平均值进行气温、降水量和空气相对湿度数据的获取,其余数据则将利用下表1的方式获取。由这些数据可知,安徽省共有78个县市,总面积14.01万km2,人口约6 593万人,人均GDP为3.6万元,地区生产总值22 005.6亿元[10]。在气候方面,安徽省年均气温14-17℃,年均空气湿度为68.5%-81.1%,年均降雨量为800-1 750mm,水域面积约13.94万km2,医疗机构约9 347家,公路密度高出全国平均水平一倍,全省被京沪、京九两条铁路干线贯穿,并拥有以黄山和合肥为中心的开往各地的航班,水路航运也十分发达。
(三)模型建立
1.人居自然环境质量评价。
对安徽省的人居自然环境质量展开评价,需要利用GIS技术完成自然因子数据的收集,然后以1km*1km栅格网为单元对各因子展开评价,并对各因子与人口分布的相关性展开研究,以便完成综合评价模型的建立[11]。在对气候因子和降水量等因子展开分析时,需要使用IDW插值方法假设各采样点存在局部影响,具体指数提取及权重见表2。而采样点到要素的距离越大,其局部影响越小,所以其权重也就越小,反之则越大。考虑到各指标的数量级不同,还要对数据进行无量纲化处理。
通过分析可以发现,安徽省各地空气相对湿度和气温相差不大,均处在适宜状态。在实际评价时,可以使用温湿指数作为气候适宜性评价指标,利用如下式(1)计算。式中,THI为温湿指数,K为风效指数,能够进行体表和周围环境间热交换的反映,t为摄氏温度,T为华氏温度,f为年均空气相对湿度,V为风速,s为日照时数。使用GIS进行反距离权重插值功能,能够完成安徽省1km*1km分辨率的空气相对湿度、平均气温、日照时数和相对湿度的获取,从而完成安徽省温湿度知识和风效指数的计算。通过计算可以发现,全省年均THI在45.13-62.19之间,96.50%地区温湿度指数在55-62.19之间,适合人居住。按照由北向南的方向,空气相对湿度将逐渐增加,淮河以北和皖西皖南山区等部分地区相对不舒适。而安徽省年均风效指数在-557.87-307.12之间,非常适宜人居住。此外,安徽省南部长江流域水系分布密集,空气湿度较大,各地差值约为12.56%。安庆市年均气温较高,平均16.83℃,各地气温均差为2.58℃,呈现出由北向南增加的趋势[12]。
THI=T-0.55(1-f)(T-58)
T=1.8t+32
K=-(10V1/2+10.45-V)(33-t)+8.55s (1)
从地形地貌上来看,地形起伏程度越大,越适宜人居住。所以,可以通过计算地形起伏度研究安徽省地形适宜性空间分布特征。在具体分析过程中,需要使用RDLS进行地形起伏度表示,需要获取栅格区域平均海拔、平地面积及区域总面积这三种数据。经过计算分析可以发现,安徽省各地区地形适应性差异较大,主要可以划分为三个区域,既大别山和黄山区、江淮丘陵区以及安徽省北部、中部和沿江平原区,适宜性依次由低到高排列。
安徽省水资源较为丰富,可以利用水文指数对各区域水资源丰缺程度进行表征。在具体分析中,需要利用WRI表示水资源丰缺度,并获得降水量、水域面积等数据,而这些数据均为得到归一化后的数值。经过计算发现,新安江流域和沿江平原水资源丰缺度较大,最适宜人居住,其次则为皖西山区和皖南山区,适宜性最差的榘不帐≈胁亢捅辈康厍,整体呈现由北向南逐渐增加的趋势。
安徽省植物资源丰富,全省维管束植物3 200多种,分属205科,1 006属,约占全国维管束植物科的60.3%、属的31.7%、种的11.7%。在对地表植被覆盖情况展开评价时,将使用地被指数。在具体分析的过程中,需要利用LCI表示地被指数,并利用NDVI表示各类地物的均值植被指数。使用ERDAS软件完成卫星影像处理分析,并利用林地、水域等22种土地类型特征区为训练模板进行分类分析,则能够完成各土地利用类型指数提取[13]。通过分析则能够发现,安徽省植被覆盖由高到低分布的区域依次为安徽省中部、安徽省北部、大别山和黄山等部分地区、水域地区,适宜性依次由高到低。
2.人居物质积累基础评价。
在对人居物质积累基础水平展开评价时,还要将各二级指标进行标准化处理,然后叠加得到物质积累指数HMI。
在经济水平分析上,使用地均DGP进行经济密度计算,既利用区域GDP与区域国土面积比值进行地均GDP计算。此外,还要利用标准化的建设用地水平和城市人口比例的算术平均值进行城市化水平的表示。通过分析发现,沿江地区和合肥市有着较高的经济水平指数,北部地区经济水平高于江淮和江南地区,整体由北向南呈现逐渐降低的发展趋势。
在交通通达水平分析上,可以利用平均时间距离指标表征可达性,利用公路密度和铁路密度反映交通密度,利用交通用地面积与区域国土面积的比值反映交通用地水平。在测量交通可达性时,可以使用AreGIS软件完成多点对多点的最短交通距离和最短行车时间统计,然后利用加权平均时间距离指标完成通达水平的空间分布计算分析[14]。通过分析可以发现,安徽省以合肥市、铜陵市和芜湖市为中心,交通可达性由内向外逐渐变差,具有交通主干道指向性。总体上来看,北部地区的交通通达水平高于南部。
在基础设施水平分析上,可以利用建设用地面积与区域国土面积的比值进行区域建设用地水平的表征,并利用电话数量与区域家庭户数比值反映区域通讯设施水平,然后利用医疗机构床位数与区域人口数比值反映区域卫生设施水平。
3.人居硬环境质量评价。
在对人居硬环境质量展开评价时,还要利用AreGIS完成安徽省人口数据的计算分析,从而了解安徽省人口密度分布情况。目前,安徽省人口密度较大的地区为阜阳市,可达1 100人/km2,南部人口则相对稀疏。结合人口密度,然后使用如下图1所示的人居硬环境计算方法,则能够完成对安徽省的人居自然环境评价结果和物质积累基础评价结果的叠加计算,继而完成安徽省人居硬环境质量评价。
(四)实证研究结果
1.人居自然环境质量评价结果。
使用SPSS软件对各项因子与人口密度的相关性展开计算分析,则可以得到各指标的相关系数和权重。通过综合评价可以发现,安徽省人居自然环境高度适宜区主要分布在安徽省南部沿江平原地区,区域面积约为2.78万km2,占全省19.83%,分布人口数约为1 240万人,占全省18.80%。比较适宜地区主要分布在安徽省中部、皖南山区,区域面积约为7.91万km2,占全省56.49%,分布人口数约为3 573万人,占全省54.19%[15]。不太适合居住地区主要分布在淮河以北地区,区域面积约为3.32万km2,占全省23.68%,分布人口数约为1 780万人,占全省27.01%。
环境质量评价论文:我国不同群体对环境质量评价的调查和分析
摘 要:通过对全国29个省77个城市的居民对环境质量的问卷调查,得出全国不同省区居民对环境质量的评价,并按照收入、年龄、文化程度等人口特征对不同群体的评价结果进行分类比较,探讨了不同群体对环境质量评价的差异及其可能解释。研究发现:中西部地区面临较大的潜在环境风险;农村地区的环境质量评价低于城市;社会经济地位较低的群体对环境质量评价也较低;居民收入的提升使其对环境质量的预期更高,从而导致其对环境质量更低的评价。研究建议:防止社会极少数群体对环境治理话语权的垄断;加大对农村地区的环境治理以及基本环境公共服务的投入,增加对面临较大环境风险群体的环境补偿和教育;加大对中西部地区环境治理的投入,设立严格环境准入门槛,防止环境污染转移至中西部地区。
关键词:环境质量;质量评价;环境风险
一、问题的提出
人对环境质量的评价是对环境治理政策、过程和效果的综合评价结果,不仅可以对环境污染的地理和范围进行识别,而且是把握不同群体对其所处环境质量的可接受程度和容忍度的关键。虽然通过环境监测也可以反映环境质量状况,但是通过人对环境质量的评价,可以掌握不同群体对环境的主观感受及其偏好[1],更好识别环境质量和不同群体之间的关系,因而同样也是环境治理的重要前提。环境作为一项公共物品,对其进行公共治理时,必须要评估对其进行治理的成本和收益。尤其是在目前环境污染问题日益严峻、环境质量普遍不好的情况下,如何使财政资金进行更有效率的投入,以及采取怎样的环境政策才能使不同群体从环境中获得的福利较大化和均等化,都是目前环境治理的重要问题。
围绕以上问题,目前学术界有如下文献进行了不同群体对环境质量评价方面的研究。
及时,在环境质量的调查方面。訾非等对全国10个城市不同群体居民进行了环境质量满意度调查。调查结果显示10个城市的得分在56.96~66.77分之间,各城市差距不大,均处于中间水平,城市环境质量有很大提升空间。在不同群体的评价方面,女性对环境质量满意度高于男性;23~29岁之间的居民对环境的满意度低;受教育程度越高,对环境的满意程度越低;汉族对环境满意度高于少数民族[2]。黄季j等对5省101个村的环境污染进行了调查,结果表明经济发达地区的村庄污染程度较高,1998年到2008年农村环境恶化的村庄占比达到43.6%[3]。卢淑华以本溪市为例,研究了居民身份与环境风险之间的关系,结果表明工人与一般干部相比,居住在污染程度高地方的机会较大,污染程度高的地方居住领导干部的比例低,而污染程度低的地方居住领导干部的比例高[4]。冯仕政采用2003年全国综合性调查数据,研究不同群体对环境污染的抗争意愿,研究表明个人社会经济地位越高、社会关系网络规模越大或势力越强、关系网络的疏通能力越强,对环境危害作出抗争的可能性就越高[5]。
第二,在不同群体对环境质量评价的理论研究方面。王韬洋用正义理论解释低收入阶层和弱势群体所遭受的环境待遇较差,并认为环境保护的重点是与人生活和生存密切相关的环境[6]。Ma通过河南省的调查数据分析环境负担的城乡差异,研究结果表明中国农村居民和农民工是环境污染的承担者[7]。王慧认为排污权交易、税收等市场机制虽然可以起到环境保护作用,但是对于低收入群体来说,由于搭便车和信息不充分等因素妨碍了低收入群体参与市场机制的运作,只能使其面临的环境风险问题加剧[8]。
基于以上文献分析,可以发现对于环境质量调查的研究还存在一些问题。(1)就群体的分类而言,目前已有的研究在不同群体对环境质量评价方面不够深入,在不同群体分类方面还不够完整,在多种指标的综合讨论中往往忽视群体类型所隐含的意义,如职业本身所显示出的社会地位问题。(2)就抽样方法而言,多数研究采用街头随机抽样方法,没有采取固定抽样框,在人群分类结构上可能存在因被抽样数量较少而导致的数据不。(3)就调查范围而言,目前的研究普遍调查范围不是基于全国的大样本量调查,多数还是以几个城市或是几个省为抽样调查范围,不能进行省份之间的比较,同时不能得出全国的总体状况。针对上述问题,本研究通过全国大范围、大样本量的抽样调查,采集基于年龄、文化程度等具有不同人口特征的群体对环境质量的评价,得出全国不同省份的居民对环境质量评价的结果,并基于对不同群体、不同区域的居民对环境质量的评价和差异来分析评价结果产生和差异形成的原因,并提出有针对性的政策建议。
二、调查设计
(一)群体分类
对不同群体进行环境质量评价调查,首先是要对不同群体进行划分。本研究依据《中国人口和就业统计年鉴》中的人口特征指标对不同群体进行分类,年鉴中所列举的人口特征包含了省份、性别、年龄、户籍、城乡差异、受教育程度、国有单位或城镇集体单位就业情况、工资水平等特征指标[9]。因此,在借鉴该年鉴所统计的人口特征指标的基础上,本研究选取省份、性别、年龄、城乡、文化程度、职业、收入水平这7个人口特征指标来划分不同群体类型并进行调查。
对不同群体基于以上人口特征指标进行分类的原因如下:
1.对不同群体进行调查,首要是对由于空间地理分布不同而产生的差异进行调查。因为我国国土面积较广,人口呈现出很大的地域性特点,不同区域可能由于其经济发展情况不同,也可能由于其人口整体性格特点不同而对环境评价产生差异,因而,对不同居民所在省份的调查是本研究的重点。
2.我国城乡之间在经济发展水平、居民收入水平以及政府公共服务的投入上都存在差距,因而通过对城乡居民的调查,可以反映出我国城乡之间的环境质量是否存在二元性特征。
3.性别是人口特征分析的重要组成部分,性别在一定程度上与自身的收入和社会经济地位有关系,因而可能存在由于性别差异而导致的环境质量评价差异。
4.不同年龄的人群可能面临着不同环境质量,如退休人口的收入、社会资源的掌握和社会影响力都会有所下降,因而,可能存在因年龄变动而导致的环境质量评价差异。
5.文化程度、职业、收入水平一定程度上与居民社会经济地位有关,文化程度和收入较高居民,以及国家干部可能会拥有更多的社会资源,从而在面对环境质量问题时掌握了更多对环境进行改善的主动权,可以避免更多的环境风险。
(二)调查区域与样本抽样
本研究所采用的数据是通过2013年进行的全国范围的问卷调查所获取,调查的范围覆盖我国29个省份77个城市,包括北京、上海、天津、重庆四个直辖市,以及除港澳台及甘肃省、西藏自治区以外的所有省份、自治区的省会及首府。对地级城市的选取主要按照人均GDP排名分层抽样的方法来抽取,具体的抽取方法为:若该省人口低于5 000万,则选取排名中位值城市;若该省人口高于5 000万,则除省会城市以外再选取2个城市,按名次取第70%分位和40%分位的城市。
在所调查的城市里,调查样本按照城市和农村分别抽样,城市抽样按照职业类型的不同进行抽样,农村抽样按不同收入层级进行抽样,问卷量根据城市人口不同抽取60―100个样本。
(三)问卷设计和计算方法
本研究采用调查问卷方法获取居民对环境质量的评价。环境质量的评价可以包含对很多种不同环境构成要素的评价,如根据《中华人民共和国环境保护法》第二条的规定,环境可以包括大气、水、海洋、土地、矿藏、森林、草原、湿地等。本研究是基于居民对环境质量主观感受的评价,因而选取了居民能够切身感受到的5个环境质量构成要素作为问卷调查的问项,包括空气质量、水资源质量、噪音污染、植被覆盖与土壤质量。居民对环境质量评价分值的计算方法如下:
三、调查结果
本研究共计发放6 560份问卷,回收6 217份问卷,有效问卷4 803份。经过统计检验,对环境各个构成要素的调查结果具较高的信度和效度,对信度进行检验的Alpha信度系数为0.944,大于0.9,表明信度很好,各环境构成要素之间有内在的相关性。对效度进行检验的
(一)东中西部环境质量评价依次提高
我国国土面积辽阔,不同地区的居民因为地域差异而享受不同的环境,同时地域差异而导致的人对环境的态度以及容忍度也不尽相同,因而会存在由于地域的不同而导致对环境质量评价的差异。本研究进行的调查覆盖全国绝大多数省份,通过计算出的不同省份居民对环境质量评价的结果,并按照经济发展水平划分东中西部区域,从而可以得到不同区域的居民对环境质量评价的差异(如表1所示)。
从表1中可以看到,东中西部地区的居民对环境质量的评价分别为62.58分、63.44分和63.68分,呈现出东中西部环境质量评价依次提高的特点。我国的经济发展水平大致上呈现东中西依次降低的特点,从不同地区居民对环境质量评价的走势来看,环境质量评价呈现出随经济发展水平提升而降低的趋势(如图1所示)。
通过将所有调查城市的环境质量评价作为因变量,把各城市GDP 由于国家统计局数据库各城市的GDP数据近期为2012年,因此这里采用2012的GDP数据。 [ZW)]作为自变量进行线性回归,得到回归结果R2=0.059,P值为0.033小于0.05,反映出GDP水平对环境质量评价的影响显著,标准系数为-0.243,说明GDP水平与环境质量评价之间呈现显著的负相关关系,也就是GDP越高的地区,居民对环境质量的评价越低。
(二)男性对环境质量评价高于女性
从评价结果可以看到,男性对环境质量评价分值为62.28分,女性对环境质量评价为62.12分,男性与女性对环境质量的评价分值虽然较为接近,但是男性对环境质量的评价高于女性,其特点与通常所认为的男性在社会经济生活中相较于女性占有一定的优势相同,说明在一定程度上,性别差异可能导致对品质环境享受的不均等(如表2所示)。
从城乡差异上看,无论是城市还是农村,男性对环境质量的评价均高于女性。城市男性居民的评价为62.29分,高于城市女性居民的62.14分;农村男性居民的评价为62.26分,高于农村女性居民的62.07分。在不同文化程度的居民中,男女所占比例也具有显著的区别,文化程度为研究生的居民,其男性所占的比例为57.51%,而且不同文化程度的居民,其男女性别的占比大致上呈现出文化程度越低,男性所占的比例就越小的趋势。男性且是研究生的居民对环境质量的评价为61.56分,高于女性且是研究生的居民的评价61.35分。职位上所表现出的男女性别差异,尤其在党政机关这个选项上较为显著,可以看到在党政机关工作的居民有58.70%是男性,而且其中男性的评价为63.72分,高于女性的评价62.56分。以上评价结果都能够反映出男女性别在评价当中的差异(如表3所示)。
(三)环境质量评价总体上随居民年龄增长而提高
从不同年龄层的居民对环境质量评价结果的趋势上来看,居民对环境质量评价大致上呈现出年龄越大对环境质量评价越高的趋势。年龄在60岁以上的居民,对环境质量的评价较高,为66.86分,年龄在31~40岁之间的居民评价低,为61.28分(如表4所示)。从图2中可以看到,年龄在31~40岁之间的居民对环境质量的评价要低于相邻年龄区间的居民,一旦居民越过31~40岁这个年龄段,其对环境质量的评价则又呈现出快速上升的趋势,尤其是60岁以上的居民对环境质量评价上升速度较快。
(四)农村居民比城市居民对环境质量的评价更低
城市和农村居民对环境质量的评价是城乡差异比较的重点。从评价结果来看,城市和农村居民对环境质量的评价表明城乡之间的环境存在一定差异,城市居民对环境质量的评价为62.21分,高于农村居民对环境质量的评价62.16分(如表5所示)。通常认为农村地区人口密度低、植被覆盖面积大、工业污染源较少,而城市聚集了大量的人口、机动车以及其他污染源,因而农村环境质量应该好于城市,但是调查结果却显示农村居民对环境质量的评价低于城市居民,这应当引起对目前农村环境现状的重视。
(七)环境质量评价随居民收入上升而呈倒U型曲线
家庭月收入与环境质量评价之间呈现出倒U型关系。家庭月收入在10 000元以上的居民对环境质量评价低,为59.59分,没有达到及格水平。家庭月收入在3 001~5 000元之间的居民对环境质量评价较高,为63.30分。与通常所认为不同的是,居民并没有随着收入的增加,通过改善自身居住条件等硬件设施,从而享受更高的环境质量。反而当家庭月收入超过3 001~5 000元这个水平以后,对环境质量的评价随着收入水平提高而出现快速下降的趋势,特别是月收入大于10 000元的群体,其对环境质量的评价甚至低于月收入在0~3 000元的居民,反映出对环境质量的主观感受并不是随着收入增加而增加(如表8、图5所示)。[KH*2]
四、讨 论
(一)中西部地区面临产业转移带来的环境风险
东中西部地区环境质量评价依次递减,反映了其评价结果与经济发展水平有一定关联。较早研究环境污染与经济增长之间关系的Grossman认为,环境污染与经济增长呈倒U型关系,其原因是在于经济发展初期阶段,环境污染随着人均收入水平提高而加重;经济发展到一定阶段,收入水平上升到一定程度后出现环境改善的拐点,环境质量随着收入水平提高而改善[10]。由此可以认为,目前我国的整体上还处于Grossman所说的环境污染的上升阶段,从评价的结果可以分析得出,西部离环境改善的拐点最远,然后为中部地区,东部地区离环境改善的拐点最为接近。这也表明,当东部地区开始进入环境质量逐步改善阶段的同时,也意味着中西部地区的环境质量风险会逐步加大。尤其是随着东部地区产业结构升级,大量丧失劳动力成本比较优势的产业开始向中西部地区转移,在给中西部地区带来经济发展的同时,也会把环境污染的风险带向中西部地区[11]。由于产业转移与环境风险之间存在着内在关联,随着东部投资和产业转移项目持续进入中西部地区,未来中西部地区将面临着越来越大的环境风险。从调查数据可以看到,属于中部地区的湖南省,其居民对环境质量评价为56.74分,远低于中部地区均值,内蒙古居民的评价分值仅为49.58分,均反映了目前中西部地区的潜在环境风险。因而,中西部地区需要重视潜在环境风险,设立区域产业转移的环境门槛,防止污染的转移。
(二)性别在一定程度上会影响居民对环境质量的评价
通过调查可以发现,男性在文化程度和职业上相较于女性占有更多的优势。性别对社会经济地位的影响虽然没有起到决定性作用,但是仍然发挥着作用,其对社会经济地位的变动解释力度在1%~2%[12]。部分人群仍然持有男性在社会经济活动中占主导地位的观念[13],使得性别通过教育、晋升和行业等对个人收入产生显著影响[14],导致女性社会经济地位的提升更加困难,这与环境质量评价中女性居民要低于男性居民相一致,一定程度上可以与女性在经济生活中的地位相关联。
(三)农村环境质量问题日益显现
城市和农村居民对环境质量的评价分别为62.21分和62.16分,显示出城市和农村之间的环境质量差异。虽然农村地区的人口密度较低、机动车数量和排放量也显著低于城市,但这并不意味着农村地区的环境质量就更好。与城市对环境治理投入大量的资金,建设生活废水、固体废物的处理厂,以及对城市景观水体、植被进行规划建设相比,农村地区对这些具有基本环境公共服务性质方面的治理和投入存在巨大差距[15]。此外,大量污染型企业并没有设立在城市市区范围内,而是逐步由城市向农村布局,这也导致城市工业“三废”污染向农村蔓延,农村的污染问题日趋严峻[16]。因而,城市居民和农村居民对环境质量评价的差异,实际上反映出目前环境保护的重点更多集中于城市,而对农村的环境治理和基本公共服务的提供还很薄弱,农村是政府环境质量公共服务的短板[17],目前亟需对农村环境质量的治理进行更多投入,完善农村基本环境公共服务。
(四)在党政机关工作的居民对环境质量更为认同
社会经济地位与职业紧密相关,虽然不同职业之间不存在类似于数量的大小关系,但是通过对环境质量评价由高到低的排序可以发现,在党政机关工作的居民对环境质量的评价显著高于在企业工作的居民和进行个体经营的居民。这也与卢淑华对不同身份人群居住环境污染情况差异的研究结论大致吻合[4]。反映出任职于党政机关的群体享受了更好的环境质量,并能够将较好的环境分配到自身所在群体上来。
(五)整体素质的提升使居民对环境质量有更高要求
从居民的文化程度上看,其对环境质量的评价大体呈现出随着文化程度的提高而下降的趋势。反映居民在自身文化程度提升的同时,其对环境质量的预期也会随之提升,使得其对环境质量进行评价时做出较低的评价。这也能够体现目前中国城市居民对环境污染问题越来越敏感,在经济快速发展过程当中,愈发严重的环境污染问题除了迫使居民对环境质量提出基本需求外,居民平均文化程度的提高也会导致其环境意识的提高[18],从而在对环境质量的评价结果上反映其对环境质量的更高需求。
(六)收入增长拉高了居民对环境质量的预期
居民对环境质量评价与收入之间大致呈现出倒U型,收入水平在3 001~5 000元这个区间的居民对环境质量的评价较高,之后则随着收入增长而下降,说明居民对环境质量评价会随着收入的变化出现拐点。这个拐点的出现是由于居民随着收入水平的提高,其对环境质量的预期也随之提高导致的,直到预期与环境质量评价相一致出现拐点后,再随着收入水平进一步增长,曲线向下倾斜[19]。这与Manuelli等对环境库兹涅茨曲线下降阶段的分析相似,认为曲线的下降是由于经济增长之后,人们随之对环境质量的需求提高,从而对环境质量不满足造成的[20]。说明在研究环境污染与环境质量评价之间的关系时,应当考虑居民的容忍度和预期在当中产生的影响。虽然经济增长前一阶段与环境污染是正相关关系,但是由于居民的容忍度较高,对环境质量的评价甚至可以随着收入的增长而增长;当经济增长达到一定程度时,由于居民的容忍度下降以及对环境质量预期的提升,即使较低的污染也可能导致居民较大的福利损失。
五、政策建议
通过对不同群体的环境质量评价调查,可以反映出目前我国环境质量治理以及改善过程中还存在一些问题。一是我国面临着环境污染从东部向中西部地区转移的风险,东部地区环境质量改善的同时,将会带来中西部地区潜在的环境恶化风险。二是目前政府对环境质量治理的重心和投入主要在城市,而对农村地区的环境质量治理重视程度不够,导致农村居民对环境质量的评价低于城市居民。三是调查结果显示,在党政机关任职以及高文化程度的群体对环境质量评价较高,反映出该群体在一定程度上可以占有更多品质的环境资源以及环境改善政策制定和资金投入的话语权。在环境质量改善的过程中,该群体会存在优先改善自身所享受的环境质量的利益动机,在掌握环境质量改善话语权的基础上,使政策制定和资金投入转向对自身更为有利的方面,从而蚕食其他群体在环境质量改善过程中应当获取的收益。
根据上述问题,提出如下政策建议。
及时,防止中部地区在从工业化初期向中期转变过程中,大量接收东部地区所淘汰的落后和高污染企业。综合规划产业布局和结构,设定合理的环境准入门槛,加大对中西部地区环境治理的投入,防止重蹈“先污染、再治理”的覆辙。
第二,加大对农村地区的环境治理投入。重点投入与农村居民生产和生活密切相关的基本公共服务和基础设施的建设,如农村生产和生活垃圾的清理和整治,农村工业和生活废水的集中处理以及河道的清淤疏通等,提升农村地区的基础环境质量。
第三,防止少数人在环境治理的规则制定、资金投入等方面对话语权的垄断。防止与政府关系密切的群体,如机关干部、高文化程度人群等既得利益群体对环境治理的误导,谨防社会底层群体的环境利益受到损害。
第四,对于面临较高环境风险的群体要给予更高的环境补偿,例如对农村地区、工业企业密度较大地区,以及处于垃圾焚烧、填埋厂等环境高风险区域的群体进行补偿。同时,提高与环境相关的教育和宣传的投入,提升居民对环境质量的认知和维权意识,使居民的维权行为成为促使政府改善环境的动力和压力来源。
环境质量评价论文:锦州市典型区域地下水环境质量评价
摘要:指出了在水质的监测分析和科学研究中,地下水水质一直是反映居民饮用水环境状况的重要因素,对“十二五”期间地下水水质的监测数据,采用环境质量单项污染指数法及综合污染指数法进行了统计分析,评价并分析了锦州市饮用水水质环境现状。
关键词:地下水; 环境质量; 单项污染指数; 综合污染指数; 评价
1引言
锦州市地处辽宁省中部偏西,为省辖市,总面积约为9925.34 km2,位于东经120°42′~122°36′、北纬40°49′~42°08′之间。截至2015年,锦州地区水资源量为53610万m3,人均占有量177 m3/人,地下水资源量为42293万m3[1]。为监测锦州地区地下水污染动态及掌握居民饮用水水质状况,地下水监测点位多布设在市区周围的饮用水源地。监测频次为5月份采样一次,监测项目为22项。
2监测结果
“十二五”期间,共对锦州市典型区域地下水采样分析,监测结果见表1。
3结果评价
地下水水质评价标准采用GB/T14848-93《地下水水质标准》[2]中Ⅲ类标准进行评价。评价方法采用污染指数法[3]。
(1) 单项污染评价。
计算公式:Pi=XS0,其中:pH值的单项污染指数为:Pi=|X-|S2-,=S1+S22
式中:Pi为单项污染指数;
X为某一评价参数的实测浓度;
S0为某一评价参数的标准值;
S2、S1 为pH值标准值的上下界限值;
为pH值背景值的上下界限的中值。
(2) 综合污染指数。
计算公式:P=∑ni=1Pi。
评价结果见表2,依据表2的评价结果可知,单项污染指数从大到小依次是六价铬26.86、锰3.33、氨氮1.77、硝酸盐1.55、挥发酚1.50;锦州地区典型区域地下水各项指标污染分担率由大到小依次是六价铬66.84%,锰8.29%,氨氮4.40%,硝酸盐氮3.85%,挥发酚3.73%。
4原因分析
\州市典型区域地下水水质长期处于五类水,相对较稳定,但主要超标项目下降明显,超标点主要集中在铁合金厂附近。随着常年的渗漏,铁合金附近形成了以六价铬和锰为代表的污染带,因此六价铬污染分担率高居不下的主要原因是由铁合金渣山和女儿河屯东、金厂堡屯机井六价铬的超标造成的。
硝酸盐超标主要与锦州市所处地区的地质结构及土壤类型有很大关系。挥发酚与氨氮的污染分担率高,其原因主要是当地大面积种植水田,使用化肥很广泛,受雨季的冲刷渗透,致使上述分析项目偶有超标。
5结论
“十二五”期间,锦州典型区域地下水水质总体处于五类水平,主要污染因子为六价铬、锰、氨氮、硝酸盐、挥发酚,但污染程度呈下降趋势,应加强监测及管理。
环境质量评价论文:我国水环境现状及水环境质量评价研究
摘 要:随着社会经济的发展,水环境污染备受关注。而水是人们赖以生存的自然资源。当今社会,我国水环境污染已经到了何种程度、如何评价水环境状况是一个热点问题。本文通过查阅文献在了解我国地表水水环境现状的基础上综合整理了国内外水环境质量评价研究方法。
关键词:水环境;水环境质量;评价
引言
随着我国经济社会的快速发展,我国经济总量的膨胀和经济粗放型增长使得国内大多数河流遭受不同程度的污染。此外,受人口增长城市范围扩大等因素的影响,我国河流水环境面临的形势越来越严峻。因此,明确我国地表水水环境现状以及如何对水环境质量进行科学评价已经是一个倍受关注的话题。
1 我国地表水水环境现状研究
随着我国经济社会的快速发展,我国经济总量的膨胀和经济粗放型增长使得国内大多数河流遭受不同程度的污染。此外,受人口增长城市范围扩大等因素的影响,我国河流水环境面临的形势越来越严峻。
我国作为世界上河川搅髯试醋罘岣坏墓家之一,多年来的平均河川径流总量近27×104亿m3,位居世界第3。全国29个省市的首府中有66%以上位于大、小河流的河畔,而主要供水之源就是河水。根据《2003 年全国水资源质量公报》,在评价1.3×105km河长中,Ⅰ类、Ⅱ类、Ⅲ类、Ⅳ类、Ⅴ类和劣Ⅴ类水分别占 5.7%、30.7%、 26.2%、10.9%、 5.8%和20.7%。江河水体污染主要是有机污染,主要超标项目是氨氮、5d生化需氧量、化学需氧量高锰酸盐指数和挥发酚等。
我国主要河流污染普遍,全国75%的湖泊出现了不同程度的富营养化,流经城市河段普遍受到污染,近岸海域亦受到一定污染,特别是上海、浙江、广东等省市近岸海域污染较严重。近几年,太湖、滇池、巢湖接连发生不同程度的蓝藻爆发事件。7大江河的大小支流大部分被证实均已坏死,80%的湖泊的水也全部坏死,太湖蓝藻大量繁殖,严重影响了城市的饮用水源。我国现在正面临着水环境严重遭受污染的问题。
2006年度对327座重点水库进行了评价。从评价水库个数看,全年水环境质量为Ⅰ~Ⅲ类的水库占79.5%,Ⅳ~Ⅴ类水库占17.1%,劣Ⅴ类水库11座,占评价总数的3.4%。以Ⅱ、Ⅲ类水库为主。 无贫营养水库,中营养水库67.3%,富营养水库占评价32.7%。重点水库的营养状况以中富营养为主。主要污染项目是总磷、总氮、高锰酸盐指数、化学需氧量和氨氮[1,2]。
2 我国水环境质量评价研究
水环境质量评价是指根据所需要求与评价目的选择水体监测指标、水环境质量应符合标准以及适用的评价方法,进而对水环境质量、水体的客观状态作出合理的评定,同时对水资源的利用方向和利用价值作出评估。在反映了水体现状、水资源污染程度的同时,为水体治理、水环境管理、水资源综合利用提供科学的数据支撑。
目前,国内对于水环境质量评价方法较多,其中灰色聚类法、内梅罗污染指数法、人工神经网络法和模糊综合评价法等应用较为广泛。各种方法皆有其独特的优缺点:如灰色聚类法物理过程简单,但函数的选择具有较大的人为性;人工神经网络则考虑因素比较,但是对数据要求较高。对于传统的内梅罗污染指数法虽然数学公式简单,但这个过程中未考虑各污染因子的权重问题。改进的内梅罗污染指数法则引入了各污染因子权重的概念,也避免了忽视重要因子产生的弊端。模糊综合评价法运用了模糊数学法中的隶属度描述评价等级,确定了各污染因子的权重从而评价水环境质量类别,避免了人为因素产生的影响[3-7]。
目前,部分学者已对水环境质量分级综合评价问题进行了深入研究和探讨,如:采用传统、改进的内梅罗污染指数法及模糊综合法进行水环境评价,对于不同方法评价红石水库水环境质量结果差异较大:内梅罗法为Ⅳ类水,模糊综合法为Ⅰ类水。内梅罗指数法更适用于掌握水体被污染的程度,模糊综合评价法更适用于评价水体功能及水环境类型。一种改进的模糊模式识别理论并将其应用于水环境质量综合评价中,该方法综合考虑了指标超出Ⅴ类标准的情形。
3 国外水环境质量评价研究
1950―1960年开始,随着经济的飞速发展,世界上各流域开始出现水环境恶化现象,造成生态环境破坏,直接和间接影响到人类的生态发展及生存质量,环境领域学科开始产生并随之发展,环境质量评价尤其是水环境质量评价开始受到重视。美国发展水体环境质量评价最早,1965年Iortonl认为通过对环境质量指数的计算可反映水体环境质量的健康情况(QI法),紧接着Brown指出可以通过计算水环境质量指数来反应水体污染情况(WQI),Nemerow同时提出内梅罗综合指数法。另外,1965年Zadek提出一种基于模糊数学的一种数学方法,将水环境做出总体的定量评价,称为模糊综合评价法。1978年,针对地表水的有机污染,Grenney提出一种新的水质模型,可进行地表水水环境预测及管理,称为QUAL-II预测模型,并得到大力发展[5-9]。
4 小结
随着人类对水环境质量评价的不断应用实践,越来越多的基于传统评价方法的改进方法层出不穷,针对不同特点流域及不同的污染因素选择恰当的评价方法,现在许多学者认为,在水环境质量评价中不仅要单方面考虑水环境中的物理、化学指标,还要根据需要进行综合评价,同时考虑水环境中的生物指标。使水环境评价工作更加的具有科学性和性。
作者简介:张静(1981-),女,满族,河北省承德市,工程师,本科,承德市环境监测中心站,环境科学。
环境质量评价论文:城市生态环境质量评价研究
1城市生态环境评价指标体系
1.1城市生态环境评价指标选取原则
城市生态环境是以自然环境为基础,经过人类的加工与改造所建立的适合人类生活与生产的生态系统。因此,建立城市生态环境评价指标体系应遵循以下原则:①科学性原则,评价指标必须科学、客观地进行选取,以期真实反映评价区域的城市生态环境质量;②完整性原则,评价指标应能够完整地涉及城市生态环境的各方面,正确反映城市生态环境质量状况;③独立性原则,评价指标应具有相对独立的内容与评价内涵,避免各模糊指标的重复选取;④可操作性原则,评价指标需具备相当的实用性和可操作性,便于获取且指标均可量化,便于客观、真实反映城市生态环境质量;⑤动态性原则,评价指标需注重其动态性,综合考虑城市生态系统的动态发展规律及其可预测性。
1.2城市生态环境指标体系的构建
结合上述评价指标选取原则及成都市现状,确定成都市生态环境指标体系。该指标体分为自然环境和社会经济环境2大类指标,其中自然环境指标层细分为自然指标和生态指标2类,社会经济环境指标层细分为经济指标和社会指标,每个指标有对应的具体指标。
1.3城市生态环境评价指标权重的确定
由于各生态环境评价指标对城市生态环境的影响程度不一,故各个指标的权重将直接影响城市生态环境质量评价的程度。本文在参考众多前人研究基础上,将AHP法(analytichierarchyprocess,层次分析法)和Delphi法(德尔菲法,专家调查法)相结合,确定各评价指标的权重。
2城市生态环境质量评价
2.1评价方法
AHP是指把一个多目标的、复杂的决策问题看作一个系统,通过将决策问题按总目标、各层子目标、评价准则直至具体的备投方案的顺序分解为不同的层次结构,用求解判断矩阵特征向量的办法,求得每一层次各元素对上一层次某元素的优先权重,用加权和的方法递阶归并各备择方案对总目标的最终权重,以此来确定方案。用AHP作系统分析,根据生态环境质量评价的性质和要达到的总目标,将整个城市生态环境分为自然环境、生态环境、社会指标和经济指标4个组成部分,然后向下构造更加具体的指标体系。环境质量系统包括4个层次:总体层、系统层、要素层、目标层,形成一个多层次的分析结构模型,将有关的各个因素按照不同属性自上而下地分解成若干层次,同一层的诸因素从属于上一层的因素或对上层因素有影响,同时又支配下一层的因素或受到下层因素的制约,并且最终把系统分析归结为最底层相对于较高层的相对重要性权值的确定或相对优劣次序的排序问题。
2.2数据标准化处理
本文所采用的数据主要来源于《四川统计年鉴》、《成都统计年鉴》、《四川省水资源公报》、《城市空气质量信息公开指数(AQTI)报告》。
3评价结果
基于上述评价指标及各指标权重,对成都市2008~2012年期间的生态环境质量综合指数进行计算,成都市生态环境质量总体较好,且呈现出越来越好的发展趋势。从各年子目标层的得分进行分析,成都市生态环境指标、经济指标及社会指标3方面均呈逐渐改善趋势,只有自然环境指标稍有下降。
4结语
运用AHP对成都市城市生态环境质量进行评价,其评价结果与实际情况基本相符,这验证了AHP对城市生态环境评价的实用性与有效性。
作者:翁中银 李维庆 李永鑫 单位:四川省第二测绘地理信息工程院
环境质量评价论文:地表水环境质量评价的问题及建议
《环境监测管理与技术杂志》2016年第6期
摘要:
分析了《地表水环境质量评价办法(试行)》在应用过程中显现的问题,提出了增加地区特征污染物污染情况说明,补充水质状况定性评价特殊情况说明和变化趋势评价方法的判断优先级别,明确数据修约方式、检出限以下测值的评价方法及水质类别不同而标准限值相同的指标评价方法等建议。
关键词:
地表水;环境质量;评价
国际上对于水环境质量监测评价方法的研究始于19世纪末期,而我国的水质监测评价工作起步于20世纪50年代末,之后得到了迅速发展[1]。水环境质量评价方法可归纳为3大类:单因子评价法、水质指数法和不确定性方法[1-8]。这些方法大多停留在理论研究层面,均为对部分水体的简单评价,而缺少一种官方公认的通用的具有可比性的评价方法,更没有形成一套完整的评价体系。因此,难以分析和掌握地表水环境质量的时空状态,公众对身边的地表水环境也难以形成一个定量认知的概念,不能满足环境管理的需要。为了客观反映全国地表水环境质量状况及其变化趋势,经过多年的研究和总结[9-14],环境保护部于2011年了《关于印发<地表水环境质量评价办法(试行)>的通知》(环办[2011]22号),统一规定了地表水环境质量的评价方法,并要求按照此方法编制各类环境质量报告,使得不同时段、不同地区的地表水环境质量具有可比性。然而,在近年的运用中,一些问题也随之浮现[15]。今针对在日常工作中采用《地表水环境质量评价办法(试行)》(以下简称《办法》)编制评价报告时发现的问题,提出相关的改进建议。
1存在的问题
1.1评价结果不能反映某些地区的特征污染情况
根据《办法》,地表水水质评价指标为《地表水环境质量标准》(GB3838—2002)(以下简称《标准》)[16]表1中除水温、总氮和粪大肠菌群以外的21项指标,即pH值、溶解氧、化学需氧量、五日生化需氧量、高锰酸盐指数、氨氮、总磷、石油类、挥发酚、氟化物、氰化物、硫化物、铜、锌、镉、铬(六价)、铅、汞、硒、砷和阴离子表面活性剂。根据《办法》中计算断面超标率的方法,采用2012—2015年国家地表水环境质量监测网的监测数据年均值,统计主要污染指标的超标率。统计结果表明,近年来地表水国控网的主要污染指标均为化学需氧量、总磷、五日生化需氧量、高锰酸盐指数和氨氮(超标率>10%),包含在以上21项评价指标之内。然而,在“十二五”国控网涉及范围之外的某些地区还存在着不同于以上评价指标的特征污染物,而且随着“十三五”国家地表水环境质量监测网的扩展,新增的地表水质监测断面也可能存在不同于以上评价指标的特征污染物。在某些矿产资源丰富的地区,有冶炼厂或选矿场等,难免对下游水体造成污染,形成该地区水体的特征污染物。如北江某断面常见锑超标现象,原因是上游有锑矿,且发生过污染事故,而指标锑并不在《办法》目前规定的评价指标之列。
1.2水质状况定性评价有时存在矛盾
根据《办法》,断面和河流、流域(水系)在作水质状况定性评价时,分别按照水质类别和水质类别比例评价分级,其分级标准对比见表1。按照水质类别评价,当断面为Ⅰ~Ⅱ类水质时,定性评价分级为优;当断面为Ⅲ类水质时,定性评价分级为良好。按照水质类别比例评价,当河流、流域(水系)的断面总数在5个以上(含5个)时,Ⅰ~Ⅲ类水质断面比例≥90%,定性评价分级为优;Ⅰ~Ⅲ类水质断面比例在75%~90%之间,定性评价分级为良好。而在实际运用中,这2种判定方法有时会产生矛盾。如南水北调东线某段河流有6个监测断面,某月6个断面的水质类别均为Ⅲ类,按照评价方法,该河流Ⅰ~Ⅲ类水质断面比例为,定性评价分级为优。然而实际情况是该河流整体水质为Ⅲ类,定性评价分级应为良好,只有水体为Ⅰ或Ⅱ类水质时,定性评价分级才为优。如此产生了矛盾,且评价结果与公众的实际感受不符。此外,按照水质类别评价,当断面为Ⅳ类水质时,定性评价分级为轻度污染;当断面为Ⅴ类水质时,定性评价分级为中度污染。按照水质类别比例评价,当河流、流域(水系)的断面总数在5个以上(含5个)时,Ⅰ~Ⅲ类水质断面比例<75%且劣Ⅴ类水质断面比例<20%,定性评价分级为轻度污染;Ⅰ~Ⅲ类水质断面比例<75%且劣Ⅴ类水质断面比例<40%,定性评价分级为中度污染。而在实际运用中,这2种判定方法有时也会产生矛盾。如某段河流有6个监测断面,某月6个断面的水质类别均为Ⅴ类,按照评价方法,该河流Ⅰ~Ⅲ类水质断面比例为0,且劣Ⅴ类水质断面比例也为0,定性评价分级为轻度污染。然而实际情况是该河流整体水质为Ⅴ类,定性评价分级应为中度污染,只有水体为Ⅳ类水质时,定性评价分级才为轻度污染。如此也会产生矛盾,且评价结果与公众的实际感受不符。
1.3水质状况变化趋势评价有时存在矛盾
根据《办法》,对不同时段水质状况变化趋势评价有按水质状况等级变化和按组合类别比例变化2种方法。按水质状况等级变化评价时,水质状况等级不变,为无明显变化;水质状况等级发生一级变化,为有所变化(好转或变差);水质状况等级发生两级以上(含两级)变化,为明显变化(好转或变差)。按组合类别比例变化评价时,设ΔG为后时段与前时段Ⅰ~Ⅲ类水质百分点之差,ΔD为后时段与前时段劣Ⅴ类水质百分点之差。当ΔG-ΔD>0时,水质变好;当ΔG-ΔD<0时,水质变差。当│ΔG-ΔD│≤10时,为无明显变化;当10<│ΔG-ΔD│≤20时,为有所变化(好转或变差);当│ΔG-ΔD│>20时,为明显变化(好转或变差)。由于这2种评价方法没有给出适用条件或判断优先级别,所以在实际运用时会产生矛盾。如某河流2个月监测值的评价结果1月为轻度污染,2月为中度污染,而│ΔG-ΔD│≤10。2月与1月相比,按水质状况等级变化评价,应判定为有所变差;而按组合类别比例变化评价,应为无明显变化,评价结果产生了矛盾。
1.4数据修约方式不明确
根据《办法》,当周、旬、月有多次监测数据时,采用算术平均值评价;季度评价采用2次以上(含2次)监测数据的算术平均值;全国地表水环境质量年度评价采用每年12次监测数据的算术平均值。对于河流、流域(水系)水质评价,当断面总数少于5个时,要先计算所有断面各评价指标质量浓度的算术平均值。对于湖泊、水库水质评价,当1个湖泊、水库有多个监测点位时,要先计算多个点位各评价指标质量浓度的算术平均值;多次监测结果的水质评价要先按时间序列,计算各个点位各评价指标质量浓度的算术平均值,再按空间序列,计算所有点位各评价指标质量浓度的算术平均值。由此可见,评价指标质量浓度算术平均值的计算是水质评价中的重要步骤。而在多次算术平均值的计算过程中,采用全数值评价还是采用修约值评价往往会改变水体水质类别的判定结果。如某断面高锰酸盐指数计算出的平均质量浓度为6.05mg/L,直接采用计算值评价为Ⅳ类水质;采用修约值保留1位小数,根据《数值修约规则与极限数值的表示和判定》(GB/T8170—2008)[17],修约为6.0mg/L,评价为Ⅲ类水质;若与《标准》一致,修约值取整数,则修约为6mg/L,评价也为Ⅲ类水质。因此,对于平均值的计算,应有数据修约方式的明确说明,而目前《办法》中缺少与此相关的规定。此外,根据《办法》,在对河流、流域(水系)水质评价,以及按照组合类别比例变化判断水质变化趋势时,均需要计算各类水质类别的百分比。在计算过程中,有时会出现所有类别加和比例不等于的情况。因此,需要对水质类别百分比计算数值的修约方式作明确规定,而目前《办法》中缺少与此相关的说明。
1.5水质类别不同而标准限值相同的指标评价方法不明确
水质类别的评价依据是《标准》中表1各类水质对应的标准限值,而在其基本项目标准限值表中却存在着水质类别不同而标准限值相同的指标,见表2。相同的监测值可以评价为不同的水质类别,如此造成了评价标准的不一致。
1.6检出限以下测值的评价方法不明确
在实际地表水样监测中,有些水体水质优良,某些监测项目的测定值可能低于检出限,在数据上报时,直接报送检出限值并在其后标注“L”。对于同一个监测项目,不同的实验室会采用不同的分析方法,而不同的方法有不同的检出限,某些方法的检出限甚至高于《标准》中Ⅰ类水限值。如《标准》中铜的分析方法(2,9-二甲基-1,10-菲啰啉分光光度法)低检出限为0.06mg/L,而铜Ⅰ类水质限值为0.01mg/L。若直接用检出限代表该项目的实际测值,则评价为Ⅱ类水质,若用1/6检出限值则评价为Ⅰ类水质。因此,不同的处理方式会产生差别。另外,在评价不同断面的综合水质状况时需要计算平均值。同一指标不同的检出限值作算术平均该如何取值,在《办法》中也没有明确规定,而不同的处理方式会导致不同的评价结果。
2建议
(1)增加地区特征污染物污染情况说明。由于某些地区存在21项评价指标之外的特征污染物,而《办法》只是针对地表水环境质量评价而非饮用水源地,目前对于特征污染物没有相应的评价标准,无法定类评价。因此,建议在评价地表水环境质量时增加特征污染物污染情况说明,待《标准》修订后再增加相应的特征污染评价指标。
(2)补充水质状况定性评价特殊情况说明。除了《办法》规定的评价方法外,建议补充说明河流、流域(水系)水质定性评价中断面总数超过5个(含5个),且每个断面均为Ⅲ类或Ⅴ类水质时,水质状况定性评价结果分别为良好和中度污染,使评价结果与公众的实际感受一致。
(3)补充水质状况变化趋势评价方法的判断优先级别。在评价不同时段的水质变化趋势时,若按水质状况等级变化和按组合类别比例变化2种方法的评价结果一致,则可采用任何一种方法评价;若评价结果不一致,则以变化大的为趋势评价的结果。如2种方法的评价结果分别为无明显变化和有所变化,采用的评价结果为有所变化。
(4)明确数据修约方式。根据相关标准[17],若规定采用修约值比较法,则应在标准或文件中说明。当测试或计算精度允许时,应先将获得的数值按指定的修约位数多1位或几位报出,再按照修约规则修约至规定的位数。因此,建议在《办法》中明确每个评价指标原始上报数据和均值过程计算数据需保留的小数位数,过程数据好比《标准》中的限值至少多1位,评价数据则保留同样的小数位数。对于水质类别百分比的修约,建议遵循以下规则:四舍五入时,更为接近取舍数字的优先增减0.1%;比例相同的类别原则上不增减0.1%;当出现均有相同比例时,优先在Ⅳ类或Ⅴ类水质上增减0.1%,若无Ⅳ类或Ⅴ类水质,则在Ⅰ~Ⅲ类中较差的水质类别上增减0.1%。
(5)明确水质类别不同而标准限值相同的指标评价方法。对于《标准》表1中此类指标,建议评价结果采用水质类别。
(6)明确检出限以下测值的评价方法。由于每个评价项目都有不同的分析方法,同一种分析方法又有不同的检测仪器,检出限也会有所不同。因此,建议针对检出限以下测值,在单独评价或参与平均值计算时统一采用1/2检出限值。
作者:嵇晓燕 刘雷 陈亚男 解鑫 刘允 白雪 单位:中国环境监测总站 江苏省环境监测中心
环境质量评价论文:改进的AHP在黄河三角洲湿地生态环境质量评价中的应用
摘要:基于层次分析法的基本原理,构建黄河三角洲湿地生态环境质量评价的指标体系,运用改进的ahp确定各个评价指标的权重,从而确定影响黄河三角洲湿地生态环境的重要因素、次要因素及一般因素。结果表明:在黄河三角洲湿地生态环境质量评价中,相关部门在三角洲的洪水调节功能这方面,重视程度相对较高,而在气候调节功能方面,却没有引起足够的重视,这些都为黄河三角洲湿地景观规划、管理和保护提供一定参考依据。
关键词:黄河三角洲;改进的ahp;生态环境质量评价
湿地生态系统是陆地与水域之间水陆相互作用形成的特殊的自然综合体,被誉为“自然之肾”。人类对湿地的关注和研究随着20世纪50、60年代全球环境退化、湿地丧失及由此引发的生态环境问题日益突出而开始。目前,湿地的保护与持续利用已成为当今国际社会关注的热点。由于历史原因和认识偏差,中国在过去较长时间过分强调对湿地资源的开发和利用,而忽视了对其的保护。随着科学发展观的不断深入人心,人们日益认识到保护湿地生态环境的重要性。?
传统的层次分析法(简称ahp)[8]是对一些较为复杂、较为模糊的问题做出判定的简易方法,特别适用于那些难于定量分析的问题,为解决多目标决策问题提供了很大的方便,目前已在世界各国得到迅速普及和发展,并在社会、经济、军事、管理中得到了广泛应用。例如,戴新等[1]利用传统的ahp对黄河三角洲湿地生态环境质量进行评价,使得难以定量化的湿地生态质量指标定量化,为黄河三角洲湿地景观规划、管理和保护提供决策依据。然而,传统的ahp方法在分析和处理问题的时候,也存在许多不足之处。传统的ahp中的判断矩阵一般不满足一致性,此时说明决策者对被比较的元素所赋的值,有些是不的[2]。石建等[3]指出,t.l.saaty等人提出的层次分析法采用“1-9”标度构造成比较矩阵,其一致性效果不理想。传统的ahp没有充分利用已有定量信息,认为传统的ahp是研究专门的定性指标问题,对于既有定性指标也有定量指标的问题讨论得不够[4]。传统的ahp提出对判断矩阵的一致性讨论得较多,而对判断矩阵的合理性考虑得不够,这是因为对标度专家的数量和质量重视不够[5-6]。基于此,本文以黄河三角洲湿地生态系统为例,将传统的ahp方法中由“1-9”标度,改进为ahp层次分析法的“9/9-9/1”的新标度,构造成比较判断矩阵,对黄河三角洲湿地的生态环境质量进行进一步的评价,以得到更加科学、的结果,并将所得结果与戴新等[1]的评价结果进行对比。
1 黄河三角洲湿地生态系统简介?
黄河三角洲是我国三大三角洲之一,地理位置位于东经118°07′-119°18′,北纬36°55′-38°12′之间,处于山东半岛和辽东半岛环抱的渤海湾南岸中心地带,处于京津唐经济区与山东半岛经济区的结合部,同时又是环渤海经济区与沿黄经济带的交汇点。三角洲属暖温带半湿润大陆性季风气候区,海岸线全长约590 km,湿地总面积约4 150 km?2,是全国较大的三角洲,也是我国温带最广阔、最完整、最年轻的湿地,是国际重要湿地之一。黄河三角洲各类湿地面积如表1所示[7]。
由于人类活动的影响,包括油田开采和石油加工业等所产生的工业废气,给其带来很多负面影响。例如黄河三角洲9条入海河流的河口水质均受到污染。潮河、挑河、溢洪河、广利河、神仙沟等河口污染严重,致使鱼、虾、贝类数量减少,鸟类失去了良好的生存环境和食物条件。浅海、滩涂水质均受到了石油类污染,影响了浅海滩涂生物的多样性。因而,对黄河三角洲湿地的生态环境质量进行综合分析,维护该区域内生态平衡、保护生物多样性已经刻不容缓。
2 改进的层次分析法(ahp)的基本原理?
最初由美国运筹学家t.l.saaty教授于20世纪70年代初提出,它是将半定性、半定量问题转化为定量问题的有效途径,将各种因素层次化,并逐层比较多种关联因素,为分析和预测事物的发展提供可定量依据。
2.1 层次分析法的标度改进?
传统的ahp在应用中还存在一定的问题,如使用“1-9”的原始标度率会降低;各层次之间联系设立混乱;数据处理过程繁琐等;这些问题需要在今后的工作中进一步完善。本文对传统的“1-9”标度进行了优化改进,采用新的标度“9/9-9/1”,详见表2。
2.2 改进的ahp在黄河三角洲湿地生态环境质量评价中的应用
2.2.1 明确问题并建立层次模型?
为便于成果引用和结果比较,参照文献[1],本文选取的评价指标也依据黄河三角洲湿地生态环境结构、特征、社会发展现状和规划,筛选出形成和影响生态环境质量的3类,共计13个主要特征因子,如图1所示。总目标层a,在湿地生态环境质量指标体系建立的总目标就是黄河三角洲湿地ahp综合评价;要素层b,根据湿地生态功能及湿地影响因素从湿地生态环境、湿地功能、湿地环境质量指标3个方面分析,用这几个方面特性的非线性相加来反映总目标的价值;指标层c,具体反映要素层的多项指标,根据黄河三角洲湿地生态系统与生态过程所形成及所维持的人类赖以生存的自然环境条件与效用。
在上表中取b?13=9/5,其含义表示在黄河三角洲生态环境质量评价中湿地生态环境指标相对于湿地环境质量指标而言,属于稍微重要;b?31=5/9表示湿地环境质量指标相对于湿地生态环境指标,属于较不重要。依据文献[8]的相关公式计算,求得较大特征值λ?max=3.000 8,一致性检验系数cr=0?000 7,cr<0.1,建立判断矩阵具有令人满意的一致性。按照上述方法,以此类推可得要素层对指标层的较大特征值、归一化特征向量,并对特征矩阵进行一致性分析,结果均满足要求。要素层对于相应各评价层的计算结果,见表4。
2.2.3 层次总排序?
利用上面层次单排序的结果,综合得出本层次各因素对更上一层的优劣,最终得到指标层对总目标层的优劣顺序。对求出的各间接判断矩阵的向量进行权重计算,并进行排序得出表5。根据文献[8]计算公式所得,层次总排序随机一致性比例cr=0.0050,cr<0.1,层次总排 根据归一化后各指标权重值排序结果,可以把13个指标划分为重要指标(≥0.12)、次要指标(0.07~0.12)和一般指标(≤0.07)3类,结果见图2。
2.2.4 结果分析?
从黄河三角洲湿地生态环境质量评价因子指标划分图可以看出13项评价因子中,指标 c1、c6为重要指标;指标c3、c5、c10、c12、c13为次要指标,共计5项指标;c2、c4、c7、c8、c9、c11为一般指标,共计6项指标。
3 结论?
经分析,得到以下初步结论:重要指标c6(权重极大值)与一般指标中权重低的指标c7(权重极小值)二者之间的权重相差比较悬殊,差值达到0.1225。说明在黄河三角洲湿地生态环境质量评价中,相关部门在三角洲的洪水调节功能(指标c6)这方面,重视程度相对较高,投入力度也比较大;然而,在气候调节功能(指标c7)方面,却没有引起足够的重视。此外,显示结果中,一般指标里面的其他几个指标的权重也相对较小,都应当引起相关部门的注意和警惕。
环境质量评价论文:旅游环境质量评价系统建构
近年来,随着人民物质生活水平的极大提高和社会经济条件的不断改善,人们对景区旅游环境的要求也随之增加。与之形成对比的是,目前多数的旅游景区旅游环境管理相对滞后,特别是在一些热门的景区,由于旅游人数的激增所导致的旅游环境明显恶化,已引起旅游者的严重不满,对旅游行业的可持续健康发展产生了不良影响。因此,建立一套指标体系对旅游环境质量进行、有效、有针对性的评价是旅游环境研究中要解决的问题。基于此,笔者尝试以珠海市赤花山森林公园为对象,运用层次分析法(AHP)和Delphi法,采用多层次模糊综合评价方法建立旅游环境质量综合评价模型,对其旅游环境进行定性定量分析,从而为景区的旅游环境管理提供有效的决策方法。 1研究区域概况 赤花山森林公园位于广东省珠海市唐家湾镇,公园总面积为264.87hm2,森林覆盖率为95%,植被类型为南亚热带常绿阔叶林群落,树木种类繁多,景观独特,其浓郁的“赤花八景”为发展生态建设和生态旅游提供了良好的条件。 2构建评价指标体系的原则 为了使所建立的评价指标体系能够综合反映森林公园旅游环境质量的各个方面,在进行评价指标体系构建过程中就需要遵循一定的基本原则。从一般意义上讲,选取指标构建旅游环境质量评价体系时必须注意以下基本原则[1]:1)科学性原则指标体系建立在科学的基础上,指标概念要明确。要充分运用森林生态学、旅游学和可持续发展等相关理论知识,并且应有一定科学的内涵,能够反映出旅游环境质量评价的内容。2)系统性原则旅游环境质量评价指标体系采用的指标尽可能完整齐全,指标体系要能真实地反映出旅游资源各个方面的基本特征,以及旅游资源综合评价的内涵。3)代表性原则旅游资源涵盖范围较广,在充分考虑各类旅游资源的特征及其时空分布尺度的前提下,选取既能反映不同种类生态旅游资源共性而又具有代表性的因子,从而构建具普适性的评价指标体系。4)定性与定量相结合的原则评价指标体系应尽可能量化,但对于一些意义重大却又难以量化的指标,也可用定性指标来描述。5)可比性原则可比性要求评价结果可以在时间和空间上进行比较。从时间上反映旅游资源系统的发展变化过程,从空间上反映同一时间不同种类旅游资源的空间差异。6)可操作性原则可操作性要求在尽可能简单的前提下,挑选指标容易获取、计算方便,并能够很好地反映旅游资源实际情况的指标构建体系。 3评价指标体系的构建 旅游环境质量评价指标体系的建立是旅游环境质量评价的基础。在指标体系构建的过程中,应综合考虑各方面、各层次的因素。因此,笔者根据珠海市赤花山森林公园的特点,以及对森林公园旅游环境质量产生影响的相关因素,同时参考有关文献,通过比较分析,采用多层次模糊综合评判方法来建立旅游环境质量评价模型[2]。 3.1旅游环境质量评价方法 运用Delphi法,通过问卷调查的方式,征询森林生态学、旅游学等专家学者的意见和建议,建立旅游环境质量评价体系(图1),共分为2个层次:一级因素有5个因子,包括旅游景观环境、旅游自然生态环境、旅游服务环境、旅游社会文化环境、旅游信息环境;二级因素有27个因子,其中一级因素中旅游景观环境又细分为景观景点布局的合理性、景点特色与个性的体现性等4个方面;旅游自然生态环境细分为大气环境质量、水体环境质量(饮用水、娱乐用水)、环境清洁度等7个方面;旅游服务环境又细分为游览设施的安全性、交通环境质量、旅游服务的效率和态度等7个方面;旅游社会文化环境细分为社会治安的安全性、旅游法规、居民文化素质等5个方面;旅游信息环境细分为旅游信息网络建设程度、宣传促销力度等4个方面。 3.2评价模型的建立 评价指标权重的确定,采用层次分析法(AHP)通过森林生态学、旅游学的专家学者给出各个指标的相对重要性并对评价因子进行打分,即可通过构建判断矩阵来确定各评价指标的权重,实现定性指标定量化。矩阵由每一对指标的相对重要性比值构成,对于从属于(或影响)上一层每个因素的同一层诸因素,采用1-9标度方法,评分标度说明见表1所示。在层次分析法(AHP)中,判断矩阵特征值与特征向量的求法有几何平均法和规范列几何法。这2种计算方法简便易行,计算量小,属于近似计算,适用于精度要求不高的场合。为了提高精度,需要采用幂法计算,但由于该计算复杂,涉及迭代重复运算,需要利用统计分析软件DPS强大的计算能力,通过软件编程计算出判断矩阵的较大特征值和特征向量。计算步骤如下。根据以上原理和方法,对珠海市赤花山森林公园的旅游景观环境、旅游自然生态环境、旅游服务环境、旅游社会文化环境及旅游信息环境分别进行排序计算和一致性检验。检验结果表明,各单项指标和对综合指标的总排序具有一致性。每层指标权重的计算结果及专家对各项指标打分均值Xj如表3所示。每层指标的权重按下列公式计算[3]:Wj=Pi×Cj式中:Wj为第j个指标在指标体系中的权重;Pi为第i个子系统的权重;Cj为指标在子系统内的权重;i、j分别为森林公园旅游环境质量评价指标体系中子系统数及其指标项。 3.3综合评价结果 对旅游环境质量根据人们的旅游发展需要与环境系统状态之间存在的客观关系进行评定。通过计算旅游环境质量评价指标体系的27个指标得分值及其权重值的乘积,将其累加值定义为旅游环境质量综合指数。根据旅游环境质量综合指数来衡量旅游开发经营和旅游活动适应性和满足的优劣程度[4]。采用下列公式计算旅游环境质量等级[5]。根据旅游环境质量综合指数大小,将森林公园旅游环境质量划分为5个等级:Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ,分别表示很高、较高、一般、较低、很低5个等级(表2)。由于定性、定量指标的计算方法及考核目标不同,具体评分时,分级标准也有所不同。对易于定量的指标,可用相关资料中的数据或实际观测值与理想值或本底值进行对比,确定其旅游环境质量等级。对受主观性影响较强的指标,如景观特色与个性的体现性、旅游法规及交通环境质量,采取专家评分法确定其等级。评价结果见表3所示。#p#分页标题#e# 4结论 1)运用层次分析法、多层次模糊综合评判法,构建综合评价指标及模型。其目标层中,从大到小的排序为B2(0.4401)、B1(0.2801)、B4(0.1423)、B3(0.0862)、B5(0.0513),旅游自然生态环境的权重值B2(0.4401)较大,旅游信息环境的权重值B5(0.0513)最小,说明赤花山森林公园在自然生态环境良好,社会文化环境优越的情况下,旅游信息环境缺乏相应的营销与宣传。 2)通过对珠海市赤花山森林公园旅游环境质量的分析可看出,层次分析法是一种简单直观,行之有效的评价旅游环境质量的方法,实现了定性与定量的结合。其评价结果一目了然,且减少了评价中的主观随意性,为、系统、地评价旅游环境质量提供了有利的帮助。综合评价结果表明:珠海市赤花山森林公园旅游环境质量综合得分为6.076,旅游环境质量处于较高水平。但是多数的旅游资源环境仍停留在意向阶段,这就对组织经营管理单位提出了较高的要求,如果能够积极改善薄弱环节,提升森林公园旅游环境的质量,加强对旅游区的建设,就会进而促进珠海市旅游业的持续、健康、快速发展。 5建议 经分析可知,赤花山森林公园旅游环境质量总体上是较为优越的,旅游社会文化、服务环境质量也在不断提高。然而,随着日后旅游人数的不断增长,对森林公园的开发建设等影响,森林公园的生态环境质量势必会有所下降。所以,应加大对旅游环境营造和改善的投入力量,尤其是对自然生态环境的保护和修复。目前可从以下3个方面进行治理: 1)强化生态管理,确保景区生态环境的可持续赤花山森林公园应当借鉴国内外相关森林公园成熟的管理经验模式,对重点生态脆弱区进行隔离保护,针对具体地段因地制宜地封锁线路,对各线路的生态负荷进行合理调配。同时,根据物种多样性的要求,对具体地段植物的季相和叶相的变化应引起高度重视。春季萌芽期,植物的生长是非常脆弱的,应采取分期分片的抚育措施。 2)强化旅游环境管理体系的标准化森林公园内部的建设开发要坚决按照环境管理体系的要求标准实施,使景区在卫生、景区环境设施等方面做到标准化和规范化。大力推广清洁生产,如在景区范围内禁止使用非清洁能源,使用电、天然气等清洁能源[6]。 3)科学合理调控游客规模,提升旅游人群观赏质量对旅游景区游客时间和空间上的分布不均问题,在时间上应适当在旅游高峰期对游客进行系统性的疏导和指示,在空间上应丰富弱载景点的旅游内容和项目,以充分、有效地利用景区的环境容量,从而达到的生态环境容量。
环境质量评价论文:白水河流域生态环境质量评价
有学者运用《生态环境状况评价技术规范(试行)》(HJ/T192-2006)[4]标准中的生态环境状况评价指标体系和计算方法对小流域的生态环境质量进行评价研究.如:郑淑娟等利用评价指标体系对闽江流域生态环境质量评价进行了评价[11];仙巍等利用遥感及评价指标体系,得出岷江上游2005年生态环境质量较好,生态环境质量分级达到了优,岷江上游茂县2005年生态环境质量略微好于2000年,其余4个县生态环境质量在此期间无明显变化[12];张建龙等构建了玛蚋斯河流域生态环境质量评价指标体系,得出30年该流域生态环境由较差状态转化为一般状态,生态环境质量在向良性循环方向发展;龚文峰利用评价指标体系对松花江流域生态环境进行了评价,对区域土地生态环境的保护和改善具有积极意义[13].本文采用遥感的方法,结合技术规范的评价指标体系和计算方法等要求,对白水河流域的生态环境质量进行评价,分析了该流域目前存在的主要生态问题交提出了相应的对策措施.
研究区自然概况
白水河是洞庭湖水系沅江下游左岸的一级支流酉水河的上游,发源于湖北省宣恩县椿木营乡的火烧堡,分水岭高程2014.5m.有观音坪、沙坪、竹园和小河口水电站规划梯级位于白水河干流的上游.流域的地势为东北高、西南低,白水河自东北流向西南,全长89.9km.气候属亚热带湿润季风气候区,气候温和,雨量丰沛,且雨热同期.由于地形地貌的差异和海拔高度的变化,又呈复杂多变的山地气候.海拔越高,降水量越大,年平均气温越低.流域评价范围内植物种类丰富,是湖北省植物区系较丰富的地区之一.植被类型属湖北南部中亚热带常绿阔叶林地带,鄂西南山地植被区,武陵山山原植被小区.其中海拔560~1500m区域地处常绿落叶、阔叶混交林地带和常绿阔叶林带;海拔560~700m主要自然植物为灌丛和灌草丛,此外还有分布一定面积的农田、经济果木林等,原生植被较少;海拔700~1200m主要自然植被为落叶阔叶灌丛.常绿阔叶林在本带内低山、封闭沟谷有零星、小块状残存分布;海拔1200m~1500m随着海拔的升高,气温下降,湿度增大,落叶树种的比例逐渐增大,同时杉木林、马尾松林等针叶林所占比例也较大.
研究资料及方法
研究资料本文所用数据来源于卫星遥感图片,使用了2011年8月Landsat5-TM影像,精度为30m;评价体系中以县为评价单位的二氧化硫年排放量、COD排放量、固体废物年排放量源于2011年恩施州环境统计公报,其他数据来源于2011年宣恩县统计年鉴.
研究方法本文采用ERDASImagine9.1软件对卫星遥感图片进行遥感处理分析,通过非监督分类法,并结合实地考察测得的地面GPS样点数据和等高线、坡度、坡向等相关信息,对卫片(2011年8月)进行解译,产生植被初图,在植被图的基础上,进一步合并有关土地类型,得到土地利用类型图.从而完成数字化的土地利用类型图和景观格局图,进行景观质量和生态环境质量评价.依据《生态环境状况评价技术规范(试行)》[4](HJ/T192-2006)的评价指标筛选原则,本文选取生物丰度指数、植被覆盖指数、水网密度指数、土地退化指数和环境质量指数5个指标分析流域内生物、植被、水资源、土地以及环境污染等情况,通过赋予各指标不同的权重,计算区域生态环境状况指数,综合区域总体生态环境质量.
生物丰度指数生物丰度指数是指通过单位面积上不同生态系统类型在生物物种数量上的差异,间接地反映被评价区域内生物丰度的丰贫程度[4].生物丰度指数的计算公式[4]为:生物丰度指数=Abio×(0.35×林地面积+0.21×草地面积+0.28×水域湿地面积+0.11×耕地面积+0.04×建设用地面积+0.01×未利用地面积)/区域面积.式中,Abio为生物丰度指数的归一化系数,此处采用全国生物丰度指数归一化系数Abio=400.62代入公式进行计算.
植被覆盖指数植被覆盖指数指被评价区域内林地、草地、农田、建设用地和未利用地5种类型的面积占被评价区域面积的比重,用于反映被评价区域植被覆盖的程度[4].植被覆盖指数计算公式[4]为:植被覆盖指数=Aveg×(0.38×林地面积+0.34×草地面积+0.19×耕地面积+0.07×建设用地+0.02×未利用地)/区域面积.式中,Aveg为植被覆盖指数的归一化系数.此处采用全国植被覆盖指数归一化系数Aveg=355.24.
水网密度指数水网密度指数是指被评价区域内河流总长度、水域面积和水资源量占被评价区域面积的比重,用于反映被评价区域水的丰富程度[4].水网密度指数的计算公式[4]为:水网密度指数=Ariv×河流长度/区域面积+Alak×(湖库)近海面积/区域面积+Ares×水资源量/区域面积.式中,Ariv为河流长度的归一化系数.此处采用全国河流长度归一化系数Ariv=46.43.式中,Alak为湖库面积的归一化系数,此处采用全国水资源量归一化系数Alak=17.88.式中,Ares为水资源量的归一化系数,此处采用全国水资源量归一化系数Ares=61.42.
土壤退化指数土壤退化指数是指被评价区域内风蚀、水蚀、重力侵蚀、冻融侵蚀和工程侵蚀的面积占被评价区域面积的比重,用于反映被评价区域内土地退化程度[4].土壤退化指数的计算公式[4]为:土地退化指数=Aero×(0.05×轻度侵蚀面积+0.25×中度侵蚀面积+0.7×重度侵蚀面积)/区域面积.式中,Aero为土地退化指数的归一化系数,此处采用全国土地退化指数归一化系数Aero=146.33.
环境质量指数环境质量指数是指被评价区域内受纳污染物负荷,用于反映评价区域所承受的环境污染压力[4].环境质量指数的计算公式[4]为:环境质量指数=0.4×(100-ASO2×SO2年排放量/区域面积)+0.4×(100-ACOD×COD年排放量/区域年均降雨量)+0.2×(100-Asol×固体废物年排放量/区域面积).式中,ASO2为SO2的归一化系数,此处采用全国SO2的归一化系数0.06;式中,ACOD为COD的归一化系数,此处采用全国COD的归一化系数0.33;式中,Asol为固体废物的归一化系数,此处采用全国固体废物的归一化系数0.07.
生态环境状况指数(EcologicalIndex,EI)生态环境指数是指反映被评价区域生态环境质量状况的一系列指数的综合.生态环境指数的计算公式[4]为:EI=0.25×生物丰度指数+0.2×植被覆盖指数+0.2×水网密度指数土0.2×(100-土地退化指数)+0.15×环境质量指数.
数据计算
土地利用类型面积2011年10月笔者制定了详细的野外考察计划,通过GPS定位,对各种土地类型进行定位.通过卫片解译得出评价区内有林地、水域湿地、耕地、建筑用地、未利用地5种土地利用类型,下分13种结构类型。
计算结果生物丰度指数=400.62×[0.35×(139.27×0.6+82.43×0.25+4.16×0.15)+0.28×(5.89×0.1+1.96×0.6)+0.11×(3.78×0.6+12.20×0.4)+0.04×(0.16×0.3+2.65×0.4+0.31×0.3)+0.01×(0.3×0.49+0.2×0.33)]/253.63=60.04.3.3植被覆盖指数的权重及计算方法3.3.2计算结果植被覆盖指数=355.24×[0.38×(139.27×0.6+82.43×0.25+4.16×0.15)+0.19×(3.78×0.7+12.20×0.3)+0.07×(0.16×0.3+2.65×0.4+0.31×0.3)+0.02×(0.3×0.49+0.2×0.33)]/253.63=57.58.
水网密度指数计算方法水网密度指数=46.43×153.29/253.63+17.88×1.57/253.63+61.42×173.35/253.63=70.15.
环境状况指数(EI)计算方法
EI计算结果EI=0.25×60.04+0.2×57.58+0.2×70.15+0.2×(100-24.14)+0.15×99.76=70.69.根据EI的计算结果,评价范围内的EI为70.69.在生态环境状况分级为良,植被覆盖度较高,生物多样性水平较丰富,基本适合人类生存.
主要生态问题及措施
白水河流域所在的宣恩县,于2000年10月正式启动实施天然林资源保护工程,工程实施以来,全县新增有林地面积287km2,净增森林活立木蓄积189万m3.且2012年宣恩县被确定为第二批全国绿色能源示范县以来,通过收集全县农业废弃物、剩余物数据,制定各项规划拟解决排放物污染环境等问题.根据计算,白水河流域生态环境质量良好,生物多样性较为丰富,生态系统较稳定,但也存在一定的生态问题.影响白水河流域生态环境质量的主要生态因素主要有人为干扰较大、土地垦殖过度、水污染加重、水土流失加剧等.农村污染是流域总氮、总磷负荷的主要来源之一.随着工业和交通航运的日益发达,各类潜在污染源、危险源也逐渐增多;此外,山地资源的不合理开发利用,森林砍伐,土地垦殖过渡,森林覆盖率低带来的生态问题会导致水土流失加剧.因此,应在流域范围内继续加强林业生态工程建设、控制农业面源污染源,加之区域内不断实行天保林、退耕还林等工程,会使得流域范围内的林地面积增加,且林地的生物丰度指数权重高于耕地和水域的权重,因此这些因素可能会使流域生态环境质量状况向更好的方向变化.
作者:李妮娅唐瑶杨丽肖志豪陈征李红涛胡明玉单位:华中师范大学生命科学学院武汉市伊美净科技发展有限公司