引言
近几十年来随着社会、经济、科技飞速发展和生态资源的过度开发利用,全球的生态环境不断遭受严重的破坏。生态环境评估就是根据特定的目的,选择具有代表可比性、可操作性的评估指标和方法,对生态环境的质量优劣程度进行定性或定量的分析和判别;主要包括了森林生态系统、湿地生态系统、草地资源、水资空气质量及土地荒漠化等要素。然而气候要素对这些要素存在着巨大的直接或者间接影响,因此进行气象生态环境评估有其必要性和可行性。
一、生态环境质量评估的发展概况
生态环境系统是自然环境和人类社会的各种活动共同作用下形成的一个庞大复杂的多因素系统。随着人口迅速增长和社会经济的加速发展,人类活动对生态环境的影响越来越大,生态环境系统的退化已成为普遍现象[1]。生态环境质量评价就是根据特定的目的, 选择具有代表性、可比性、可操作性的评价指标和方法, 对生态环境质量的优劣程度进行定性或定量的分析和判别。
目前我国生态环境评估体系针对范围较广,根据评价区域划分主要有各省域生态环境评估、城市生态环境评估、农村态环境评估、县区生态环境评估、旅游景点生态环境评估乃至个别具有典型特征的具体小区域生态环境评估。根据评价对象划分主要领域有森林生态环境评估、湿地生态环境评估、城市森林生态环境评估、海洋生态环境评估、流域生态补偿、森林景观资产价值评估和碳评估七大领域。但各评价体系着重评价研究区域各子区域生态环境质量的相对好坏,各次评价结果纵横向可比性差。因此,建立科学合理、可比性强、操作简单易行的生态环境质量评价体系和方法,对正确评价各区域生态环境质量及生态环境质量变化状况具有重要意义。
二、生态环境质量评价主要类型及及计算方法
在分析生态环境各要素和主要生态环境问题的基础上,国家环境保护总局2006年发布《生态环境状况评价技术规范(试行)》指标体系,吸取李如忠、李晓秀、屠玉麟等生态环境质量评价指标体系的成功经验,笔者选用5个相对独立的评价系统因子,即生物丰度系统因子、土地退化系统因子、自然资源系统因子、人类活动影响系统因子和环境质量系统因子[2-4]。利用层次分析法获得因子的权重,利用加权叠加法计算生态环境质量综合指数( Eco-environmental quality index, EQI),综合评价研究区域的生态环境质量。
(1)环境质量评价指标及计算方法
评价指标选取要求具有代表性、全面性、综合性、简明性、方便性、适用性;所选取指标能够反映生态环境本质特征,尽可能反映自然、生态和社会特征,能够反映环境保护的整体性和综合性特征;同时,指标尽可能地少,评价方法尽可能地简单,指标的数据要易于获得和更新,指标易于推广应用。
a、生物丰度指数:是指衡量被评价区域内生物多样性的丰贫程度。
生物丰度指数=Abio×(0.5×森林面积+0.3×水域面积+0.15×草地面积+0.05×其它面积)/区域面积
――式中:Abio,生物丰度指数的归一化系数。
b、植被覆盖指数:是指被评价区域内林地、草地及农田三种类型的面积占被评价区域面积的比重。
植被覆盖指数=Aveg×(0.5×林地面积+0.3×草地面积+0.2×农田面积)/区域面积
――式中:Aveg,植被覆盖指数的归一化系数。
c、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。
水网密度指数 = A
riv×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,河流长度的归一化系数;Alak,湖库面积的归一化系数;Aress
水资源量的归一化系数。 备注:计算值大于100时,一律按100计算。
d、土地退化指数: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。
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,土地退化指数的归一化系数。
e、污染负荷指数:是指单位面积上担负的污染物的量。
污染负荷指数=(O2×0.4×SO2排放量+ol×0.2×固废排放量)/区域面积+ACOD×0.4×COD排放量/区域年均降雨量
――式中:O2,SO2的归一化系数;ol,固体废物的归一化系数,ACOD,COD的归一化系数。备注:计算值大于100时,一律按100计算。
(2)生态环境质量指数计算方法及评价分级
生态环境质量指数计算方法
生态环境质量指数=0.3×生物丰度指数+0.2×植被覆盖指数+0.25×水网密度指数+0.15×(100-土地退化指数)+0.1×(100-污染负荷指数)
生态环境质量分级
根据生态环境质量指数,将生态环境质量分为五级,即优、良、一般、较差和差,见表1。
(3)其他常用指标
a、大气:大气背景值、降雨pH值。
b、土壤:土壤类型、土壤元素背景值、土壤质量(肥力、水分、质地、厚度)。
c、水:地表水状况、地下水状况。
d、气候:年降水量、降水分布均匀度、灾害性天气日数、无霜期、蒸发量、常年风速。
e、景观:绿色植被率、人均绿地面积、农区土地与植被的比例、景观和旅游资源的保护程度。
实际评价中,往往要根据不同地区的具体状况和评价主要目的,采用不同的指标和权重,计算出该地区生态环境质量评价的总指标。
当前关于生态环境质量评价的研究,国内外又出现了一些新的技术和方法。马荣华等在前人工作研究的基础上,利用遥感及GIS以景观生态学理论为指导,以多因子综合评价为主要方法,进行了海南生态环境的现状评价分析研究。另外,加拿大建立了生态监测与评估网络。通过此网络对生态环境进行长期的监测并根据监测数据对生态环境进行评估,内容包括气候变化对水纯净度的影响,森林可持续发展的标准等。李世东等人出版的《中国生态状况报告2005》首次利用了生态综合指数的概念和方法,对我国的生态环境状况做出了综合分析和判断。
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