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環境質量評價論文

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環境質量評價論文

環境質量評價論文:生態環境質量評價論文

1生態環境質量評價研究進展

1.1國外研究進展

隨著社會生產力的快速發展,基于單項污染的技術治理已難以有效阻止生態環境的持續惡化。從20世紀40年代起,許多國家的學者在環境質量評價以及環境影響評價等領域開展了諸多的研究工作。20世紀80年代以后,遙感(RS)、全球定位系統(GPS)和地理信息系統(GIS)開始應用到環境科學領域。目前世界各國特別是以荷蘭、捷克、德國為代表的歐洲國家和以美國、加拿大為代表的北美國家以及澳大利亞等都很重視生態環境質量的調查和評價,并以此為依據進行景觀生態的設計、規劃和管理,例如荷蘭實行的景觀對策計劃、德國對農村景觀空間結構發展變化的研究、澳大利亞與加拿大的土地生態分類調查、美國對新澤西州海岸平原松林景觀和對西部山地花旗松景觀的研究等??偟膩碇v,國外對生態環境質量的評價起步早,手段先進,生態環境質量評價定量化特征比較明顯。

1.2國內研究進展

國內的生態環境質量評價研究始于20世紀60—70年代的城市環境污染現狀調查評價和工程建設項目影響評價。之后,生態環境質量評價的領域逐步由城市生態環境質量評價發展到水體、農田、旅游等諸多領域,研究內容及研究深度則由單要素評價向區域環境的綜合評價過渡,由污染環境評價發展到自然和社會相結合的綜合或整體環境評價,逐步涉及到土地可持續利用、農業生態環境質量評價、區域生態環境質量評價、生態脆弱區生態環境質量評價等,進而到縣域尺度的生態環境質量評價。從總體上看,區域生態環境質量評價多是全國性、大區域的定性描述,依然處于初始探索階段,表現為環境問題的簡單羅列,或者環境問題沒有考慮區域分異規律。

2云南省縣域生態環境質量評價研究的必要性和意義

由于云南省地形地貌復雜多變,各種類型生態系統千差萬別,為充分體現云南省特點,開展云南省縣域生態環境質量評價研究,建立更適合西部特色的評價指標體系,能為國家和其他省份縣域生態環境質量評價和考核提供借鑒。

2.1云南省縣域生態環境質量評價研究的必要性

(1)云南承擔著維護區域、國家乃至國際生態安全的戰略任務。云南位于青藏高原南延部分和云貴高原,為高原山區省份。境內河谷盆地、丘陵、山地、高原相間分布,各類地貌之間差異很大,類型多樣復雜,生態環境和自然稟賦良好。地處長江、珠江、金沙江、瀾滄江、怒江、伊洛瓦底江六大江河上游或源頭,是世界10大生物多樣性熱點地區之一的東喜馬拉雅地區的核心區域,生態區位重要、生物區系關鍵、生物種類豐富。云南作為西南生態安全屏障和生物多樣性寶庫,生態建設具有全國性乃至全球性的重要地位。

(2)云南生態環境脆弱敏感。全省國土總面積的94%為山地高原,約40%的土地坡度在25°以上,水土流失面積占全省國土面積的27.8%,巖溶面積占全省國土面積的28.1%。石漠化尚未得到有效治理,坡地過度開墾、草地超載現象仍不同程度存在,局部地區生態退化的趨勢還未得到有效遏制,部分地區污染問題突出,治理任務依然繁重。云南處于工業化和城鎮化發展初期,經濟基礎薄弱,面臨著發展與保護的雙重壓力和任務。云南省經濟成分中低端資源輸出型和高耗能產業比重較大,技術水平低,發展的資源環境代價過大。重經濟發展、輕環境保護,甚至以犧牲環境為代價換取經濟發展的狀況,仍在部分地區不同程度地存在。

2.2云南省縣域生態環境質量評價研究的重要意義

(1)云南省縣域生態環境質量評價有助于客觀地反映云南省生態環境的真實情況。“縣域生態環境”即以縣的行政區劃為地理空間的生態環境,縣域是我國生態建設的基本單元。由于云南省生態環境和地理位置的特殊性、復雜性以及社會經濟發展的不平衡性,導致各地生態環境質量基底不一,以縣域為單位,通過開展縣域生態環境質量評價,能夠較為科學真實地反映云南省的生態環境質量狀況。

(2)云南省縣域生態環境質量評價是生態環境補償制度的實踐。縣域生態環境質量評價是對地區所提供的生態產品和生態服務進行經濟補償的依據。補償縣域由于保護生態環境而犧牲經濟發展導致的財政收入減少,同時為地方政府生態保護和生態建設提供必要的資金支持,可使縣域經濟社會發展不會由于生態環境保護而受到影響,保持當地社會經濟與國家整體發展一致,避免出現由于過分強調生態環境保護而限制或阻礙縣域經濟社會發展的局面。

(3)云南省縣域生態環境質量評價能夠為財政轉移支付提供技術支持。將縣域生態環境質量狀況及變化情況與財政轉移支付資金掛鉤,調動當地政府保護生態環境的積極性和主動性。使地方政府明白保護環境不僅關乎國家或者全省整體利益,而且與自身利益密切相關,為保護生態環境而做出貢獻,會得到相應的財力補償??蓮纳鷳B補償性轉移支付、生態保護性轉移支付、區域引導性轉移支付、政策性補助等方面施行以縣域生態環境質量評價為基礎的財政轉移支付制度,爭取國家對云南省重點生態功能區的均衡性轉移支付。

(4)云南省縣域生態環境質量評價可作為縣域生態環境保護績效評估的依據??h域生態環境質量評價可以作為資源環境統計和核算的依據,開展縣域生態環境質量評價,能夠識別生態環境問題,體現生態環境保護與建設、生態環境管理工作的效果。一方面能夠評估資金使用的效果,另一方面能為下一步財政轉移支付測算提供依據,調節縣域轉移支付資金的分配。同時,生態環境質量考核結果還可以用于以生態保護、環境要素質量等指標為主的政績考核。

(5)云南省縣域生態環境質量評價有利于維護和改善區域生態環境質量,提高生態外溢價值。開展縣域生態環境質量評價能夠督促縣級政府加強縣域生態保護和環境治理,加大環境監測投入,提高環境監管能力,提升縣級政府生態環境保護力度和水平,保護好生態系統,維護國家及區域生態安全,增加生態系統服務價值,改善人居環境,促進可持續發展。

3云南省縣域生態環境質量評價指標體系構建

3.1指標體系設置的幾點思考

(1)指標體系設置要符合云南省實際,體現區域差異性。由于生態環境自身的綜合性和復雜性,表征生態環境的指標非常多,所選指標要具有代表性,使用最能反映云南生態環境特征的指標。根據黨的“十八大”關于生態文明建設的新要求,云南省縣域生態環境質量評價要重點關注如生態系統服務功能提升、生態產品供給能力增強、生物多樣性保護、飲用水安全、大氣和水體質量等生態環境問題。

(2)指標的設置要與生態環境質量緊密相關,不涉及經濟類和社會類指標。地區生產總值、農產品生產、工業、投資、財政收入、城鎮化率等指標不應納入評價體系。不設置經濟社會類指標,可以讓地方政府認識到保護生態環境的重要性和價值,避免地方政府為發展經濟而犧牲生態環境,起到較為明確的導向作用。

(3)指標的設置要能體現縣域生態環境質量的變化情況??h域生態環境質量評價既是對縣域生態環境質量進行年度的現狀評價,又是對縣域生態環境質量進行年度間的變化評價。由于云南省地理位置的特殊性、復雜性以及社會經濟發展的不平衡性,導致縣域之間的生態環境質量本底有一定的差異,甚至差異較大,因此,體現變化情況很重要。以不同年份或年際間的動態變化來表征生態環境質量狀況和趨勢是科學合理的,能通過變化值來反映生態環境保護的效果。

(4)指標體系要體現縣域環境管理方面的成效或措施??h域生態環境質量評價不僅僅是質量評價,同時也是管理考核,是對生態環境績效的管理考核。其考核縣級政府在生態環境管理、生態環境保護方面,是否真正建立了相應的環境管理制度和能有效保護生態環境的長效機制,是否制定了科學合理的政策措施?;谠鰪姯h境管理的需要和對地方政府的引導性,指標的設置要將技術指標與管理指標相結合。

3.2指標體系構建

云南省縣域生態環境質量評價的指標體系構建要考慮到以下三個方面:一是生態環境質量的背景;二是人類對生態環境的影響程度;三是人類對生態環境的適宜度需求。生態環境是由環境要素(如水、空氣)與生物要素(如植物群落)經復雜的相互作用形成,因此表征一個區域的生態環境質量,既需要環境要素指標,又需要生物要素指標。同時還應加入污染物排放、污水垃圾處理等指標綜合體現經濟發展中環境保護或污染治理的效果,采用環境管理類指標評價地方政府為保護生態環境所采取的措施和做出的貢獻。指標體系應采用定量指標和定性指標相結合、以定量指標為主的方法,、科學、合理反映縣域生態環境質量的整體特征。

3.2.1生態環境質量

云南省生態環境質量總體良好。森林面積1818萬hm2,居全國第3位;活立木總蓄積量17.12億m3,居全國第2位;森林碳匯量居全國前列。空氣環境質量好或較好的比例高于全國平均水平11.2個百分點。濕地眾多,云南省國際重要濕地占全國國際重要濕地數量的10%。自然保護區網絡體系基本形成,全省已建立自然保護區162個,其中部級21個,省級38個,使生物多樣性得到了有效保護。云南作為我國重要的生物多樣性寶庫和西南生態安全屏障,在生態環境保護與建設上,要關注以下方面:加強天然林保護和植被恢復,推進“森林云南”建設,提高森林生態效益,促進草原植被的休養生息,增強水源涵養、水土保持、生物多樣性保護等生態功能,減少對自然生態系統的干擾,推動生態系統自我修復,構建綠色生態屏障;改善滇池等九大高原湖泊和六大江河流域為主的水環境質量;對自然濕地和重要人工濕地生態系統進行保護和修復。因此,云南省縣域生態環境質量可以通過自然生態和環境狀況來表征。自然生態情況可重點采用林地、草地覆蓋率,活立木蓄積量,水域濕地覆蓋率,受保護地面積比例等指標來反映。這些指標能夠指示縣域生態系統整體的服務功能狀況以及具備的綠色生態空間。環境狀況主要考量縣域水體和空氣質量,重點評價集中式飲用水源地水質情況、地表水水質達標情況、優良以上空氣質量達標情況等。

3.2.2環境保護

云南省工業結構不盡合理,過度依賴礦產、冶金、化工、電力等資源型產業,能耗強度高、資源利用效率低,萬元GDP綜合能耗高于全國平均水平。要通過優化產業結構,轉變發展方式,加強資源節約和高效利用,實現綠色化、循環化、低碳化,提高發展質量和效益。做好工業企業、農業面源等水污染物(化學需氧量、氨氮)減排,電力行業煙氣脫硝,冶金、建材、有色、焦化等非電力行業脫硫、脫硝等大氣污染物(二氧化硫和氮氧化物)減排。污染物排放強度及污染源排放達標情況能夠體現縣域產業結構以及環境治理成效,指示縣域是否建立生態友好的產業結構。因此,云南省縣域環境保護狀況重點考量節能減排情況和環境污染治理情況。可采用主要污染物排放強度、重金屬排放強度、重點污染源達標排放、單位GDP能耗、污水集中處理、生活垃圾無害化處理等指標來表征。

3.2.3環境管理

設置環境管理方面的指標,加強環境管理抓手,強化生態環境保護制度建立、環境保護機構建設、環境監管能力保障、生態建設示范區創建等。環境管理考核依據當地政府在政策引導、財政投入、環保基礎設施建設、生態環境保護工程等方面的實際情況,按照各項管理工作對縣域生態環境質量改善的貢獻進行評價,主要反映當地政府在生態環境保護與建設方面所做工作,以及這些工作給生態環境變化趨勢帶來的影響程度。同時還要考慮縣域轄區內發生人為因素引發的突發環境事件、通報的環境污染或生態破壞事件、掛牌督辦的環境違法案件以及違法征、占用林地事件等。

作者:高欣 施擇 單位:云南省環境監測中心站

環境質量評價論文:城市發展生態環境質量評價論文

1南通城市發展水平與生態環境質量評價

1.1指標體系的構建

1.1.1城市發展水平指標體構建

城市發展是一個復雜的系統工程,包括城市社會、經濟、文化、體制等若干層面。城市發展水平反映了城市發展的當前狀況,體現城市綜合實力與總體素質。本文主要遵循科學性、可比性、動態性、數據的可獲性、可操作性等原則,參考“21世紀城市發展指數”和我國相關學者對城市發展水平指標體系的研究與構建,結合全球化、信息化的時代特征,以及南通市城市發展的實際情況,構建了城市發展水平指標體系.

1.1.2生態環境質量指標體構建

生態環境質量是生態環境系統客觀存在的一種本質屬性,這種本質屬性能用定性和定量的方法進行描述。生態環境質量評價由來已久,從傳統地理學對自然要素的描述發展到現在對生態系統各要素的綜合性計算測度。生態環境質量評價到目前為止相對還處于探索階段,沒有公認的理論框架、指標體系和計算方法。本文參考《國家“十一五”環境保護規劃的目標》、《全國環境優美小城鎮考核指標(試行)》、《生態環境質量評價技術規定》和我國相關學者的代表性研究工作,兼顧實際數據的可獲得性和南通市城市生態環境的自身特征,建立了城市生態環境質量評價指標體系,測算了南通市生態環境質量。整個指標體系主要包括兩個層次,分別為系統層和變量層:系統層包括植被覆蓋、水資源、土地質量、污染物負荷、大氣環境和聲環境6個層面,變量層是上述6個層面的對應指標。

1.2數據來源和計算方法

南通市城市發展水平和生態環境質量的評價采用SPSS軟件和主成分分析法,其原始數據來源于2004—2013年的《南通市統計年鑒》、《南通市環境狀況公告》和《江蘇省統計年鑒》。計算原理和具體步驟主要為:①對2004—2013年南通市城市發展水平和生態環境質量因子的歷年數據進行標準化計算,消除因數據正向和逆向、數量級、量綱的不同而造成結果的差異;②對標準化數據運用統計分析SPSS軟件,采用因子分析法對因子變量進行提取(特征值大于1);③通過方差極大法對因子載荷矩陣進行旋轉,得到旋轉后的指標公共因子貢獻率(累計貢獻率>85%)和指標公共因子載荷矩陣,根據回歸法計算得到指標公共因子的得分系數矩陣;④以各公共因子所對應的旋轉后的貢獻率為權重進行加權求和,得到2004—2013年南通市城市發展水平和生態環境質量的評價得分。

2城市發展水平與生態環境質量演變耦合協調度

協調度是事物之間耦合研究的重要指標,體現了系統之間或系統內部各要素之間在發展過程中彼此和諧一致的程度,度量體現系統發展是否有序和協調狀況好壞程度的定量指標。城市發展水平與生態環境質量協調度是衡量不同階段下城市發展與生態環境之間的關系,即定量描述特定城市在一定的發展階段下城市發展與生態環境之間的耦合關系。按照可持續發展的倫理思想,城市建設的模式是城市發展與生態環境的協調發展,協調度是城市發展與生態環境的組合狀態。

2.1協調度水平計算方法與協調發展模式判斷

協調度水平計算方法:參考我國相關學者在城鄉統籌、區域經濟與環境、城市化水平與環境質量、城市經濟與土地利用等領域對協調度的相關研究,并利用相關數學原理和離差分析原理,協調發展模式判斷:關于協調度等級劃分的相關研究較多,但對協調度高低的判斷或協調階段的劃分無明確定論。多數學者將協調度劃分為:0.8—1.0為高度協調、0.6—0.8為中度協調、0.4—0.6為低度協調、0—0.4為不協調??紤]到協調度的大小反映了城市發展水平和生態環境質量的一致程度,并不能反映兩者發展的正負問題。本文參考了相關研究結果,結合南通市城市發展水平和生態環境質量的發展階段特征.城市發展水平與生態環境質量協調度計算我們將2004—2013年南通市城市發展水平和生態環境質量的評價得分代入式得到歷年南通市城市發展水平與生態環境質量的協調度水平以及兩者的協調發展模式.

2.2城市發展水平與生態環境質量協調度計算

南通市城市發展水平與生態環境質量的協調度水平關系呈現以下三個階段性特征:及時階段(2004—2009年)表現為城市發展滯后型的高度協調發展模式向城市發展滯后型中度協調發展模式過渡。這一階段中,南通市城市發展水平和生態環境質量都處于上升態勢,處于一個良性的發展階段,但由于生態環境質量提升速度明顯高于城市發展水平的數值,因此兩者差距逐漸增大,協調度逐漸降低。第二階段(2009—2011年)表現為城市發展滯后型中度協調發展模式向生態環境滯后型高度協調發展模式過渡。在該階段中,南通市城市發展水平仍快速上升,而生態環境質量則放慢其增長速度,乃至在2010年出現拐點呈下降趨勢。因此,兩者綜合評價得分的數值逐漸逼近,其數值的實際值與理想協調值的差距逐漸縮小,協調度呈現逐漸上升的狀態。第三階段(2011—2013年)表現為生態環境滯后型高度協調發展模式向生態環境滯后型中度協調發展模式過渡。本階段中,南通市城市發展水平仍呈快速發展態勢,而生態環境質量的狀況卻相反,呈現不斷下降和不斷惡化的趨勢,因此南通市城市發展水平和生態環境質量兩者一升一降、差距不斷拉大,其數值的實際值與理想協調值的差距也隨之拉大,協調度呈現不斷下降的態勢。綜上所述,以城市發展水平和生態環境質量兩者的共同提升為前提,考慮兩者之間的差距和相對關系的綜合評價可知,南通市城市發展水平與生態環境質量的協調關系波動起伏較大,尤其是自2010年起城市發展水平不斷上升,而生態環境質量出現拐點,由上升轉為下降,沒有實現共同發展,且兩者的差距不斷擴大,狀況不容樂觀。因此,南通市若不能采取有效的平衡措施,減小兩者的差距,尤其是加大對生態環境質量改善的政策和資金投入,一旦生態環境的承載力與城市發展不相匹配,將對南通市城市的可持續發展帶來極為不利影響。因此,目前正是南通市調整城市發展的模式,改變現今以犧牲生態環境質量的城市發展、縮小城市發展水平與生態環境質量差距、協調兩者關系的關鍵時刻。

3結語

生態環境作為城市發展的物質支撐與載體,從某種意義上來講,制約著城市發展的質量和未來趨勢。因此,對城市發展水平和生態環境質量進行評估,探究城市發展與城市生態環境協調演變的趨勢關系,對促進城市生態系統質量的改善,實現城市發展的健康有序具有非常重要的意義。本文在構建城市發展水平與生態環境質量評價指標體系的基礎上,采用SPSS軟件及主成分分析法對2004—2013年南通市城市發展水平和生態環境質量進行評估,衡量兩者的協調演變關系。結果表明,近十年間南通市城市發展水平與生態環境質量的協調關系波動起伏較大,尤其是自2010年起,協調度不斷下降,城市發展與生態環境沒有實現共同增長,且兩者的差距不斷擴大,狀況不容樂觀。因此,南通市若不能采取有效的平衡措施,減小兩者的差距,尤其是加大對生態環境質量改善的政策和資金投入,一旦生態環境的承載力與城市發展不相匹配,將對南通市城市的可持續發展帶來不利影響。

作者:陸佩華單位:南通大學

環境質量評價論文:生態環境質量評價論文

1質量評價指標體系與方法

1.1構建評價指標體系及其標準

按照環境生態學理論,生態環境是支撐人類生命系統的整個自然系統的總稱,生態環境質量是指在一個具體的時間和空間范圍內,生態系統的總體和部分生態環境因子的組合對人類生存及社會經濟持續發展的適宜程度。由于評價的標準體系復雜,且因地而異,需要分層次進行,而我國目前生態環境質量評價標準尚處于探索階段,無統一標準。因此本文依據國內外學術界的相關研究成果以及廣泛應用的生態環境質量等級劃分,將生態環境質量等級分為優、良、一般、較差、差五個等級,并考慮到呼包鄂地區的氣候、土地、人口、經濟發展狀況、工業排放量等,得出各評價指標的等級標準值。

1.2評價指標權重確定

層次分析法是美國著名運籌學家教授于20世紀70年代中期提出的一種系統分析方法,是一種廣泛的綜合決策方法,但其中的權重是由主觀確定的,缺乏一定的客觀性。因此本文在指標權重的確定中引入熵,將主觀與客觀相結合,得到更加符合實際情況的熵權。

2生態環境質量評價分析

通過模糊綜合分析法得出,2012年呼和浩特市和鄂爾多斯市的生態環境質量處于等級優,包頭市的生態環境質量處于等級一般。呼和浩特市近年來城市發展速度較快,大力開發和利用資源,工業化水平經驗豐富于自治區其他盟市,煤炭產量大幅度上升,使單位GDP能耗、電耗持續增高,一定程度上破壞了生態環境的平衡,帶來了一系列環境污染問題,但政府在意識到保護環境的重要性后,大力推廣節能減排,優化產業結構,發展循環經濟,整頓落后產業,提高區域競爭力,使生態環境質量有了較大的改善,工業經濟發展與生態環境保護在一定程度上達到了平衡。包頭市是著名的草原鋼城,工業發展歷史相對久遠,但由于產業結構不合理,工業化過程排出的工業廢物嚴重污染環境,導致生態環境質量開始下降,同時滯后的觀念也使生態環境質量的下降與工業經濟的發展形成鮮明對比。鄂爾多斯市的高耗能產業發展近幾年逐漸穩定,規模增大,技術設備先進化,帶來的工業結構合理以及經濟的高速發展,使得鄂爾多斯市有足夠的經濟實力治理環境,對耗能高、工業廢棄物排放量大、產值低的行業進行了大力整頓,響應國家重視環境保護的潮流,表現為建成區綠化覆蓋率大幅度提高,單位GDP能耗、電耗、水耗有很大程度的下降等,使其生態環境質量得到明顯的改善。

3結論

本文基于生態環境質量評價的理論與實際,構建了生態環境質量綜合評價指標體系與標準,運用層次分析法及模糊綜合分析法對呼包鄂地區2012年生態環境質量進行評價與分析。評價結果為:2012年呼和浩特市和鄂爾多斯市的生態環境質量處于等級優,包頭市的生態環境質量處于等級一般。本文所用的模糊綜合分析法雖然可將一些難以界定或定量的因素定量化,確定每個指標對評價等級的隸屬度,從而得出更為的評價結果。但是,這種方法只能就某一年份的數據進行分析,無法進行一個時間序列的分析,得出城市的生態環境質量在一個時間段內的變化趨勢,從而進行前后對比,探究更為具體的原因。

作者:羅莎莎甄江紅單位:內蒙古師范大學

環境質量評價論文:BP神經網絡在空氣環境質量評價中的應用研究

摘要:文中提出的樣本生成方式幅度地減少了樣本輸入的工作量。建立了用于空氣環境質量評價的BP神經網絡模型,分別采用批處理訓練方式、順序處理訓練方式和提前終止法訓練方式對網絡進行訓練,并對三種訓練方式的性能進行了對比和理論分析,從而得出提前終止法在空氣環境質量評價中的快速性和性。

關鍵詞:BP神經網絡;批處理方式;提前終止方式;空氣環境質量

一、引言

空氣環境質量的評價意義重大,近幾十年來,大氣環境質量的評價研究取得了顯著進展,除了指數法、主分量分析法、層次決策法、模糊集理論及灰色系統分析已用于大氣環境質量的評價外,隨著一些新學科的創立和計算技術的發展,國內外又提出了多種大氣環境質量評價的新方法[1]。

BP(Back Propagation)神經網絡是一種多層前饋神經網絡,該網絡因其采用的學習算法而得名。BP網絡能學習和存貯大量的輸入-輸出模式映射關系,而無需事前揭示描述這種映射關系的數學方程[2]。

二、神經網絡拓撲結構的確定

神經網絡的拓撲結構在很大程度上決定了其性能。一個三層的BP網絡可以完成任意的N維到M維的映射[3]。對于空氣環境質量評價問題,建立的BP網絡包含一個隱層即可。根據GB3095――2000,訓練樣本的輸入向量含三個分量,這三個分量對應三種污染物的濃度值,輸出向量含一個分量,該分量表示真實的等級,但是鑒于劃分空氣質量級別是一種歸類,所建立的網絡模型難以避免存在誤差,輸出難以達到恰好是整數的等級,故對于測試樣本,我們只要求若輸出t ,則空氣質量為1級,,類似的可以定義一、三級。隱含層的激勵函數選為tansig,輸出層的激勵函數為purlin。

隱含層的節點數對神經網絡的性能有一定的影響,節點過少,達不到要求的誤差精度;節點過多,往往會增長學習時間,而且訓練所得的網絡模型容易出現“過擬合”,失去了泛化能力。

式中, 為隱層節點數; 為輸入節點數; 為輸出節點數; 為1~10的調節整數。所以,可以確定這里所要建立的網絡模型的隱層節點數為3~12。而具體取何值合適,可以通過多次試驗比較網絡性能來確定。

三、訓練樣本的得到

目前,在神經網絡的應用中,我們多采用在MATLAB軟件中建模的方法來解決實際問題。為了使所得模型可以發揮其“智能”特性,必須對其進行訓練,訓練目的就是“抽取”問題內部蘊涵的規則。所用的訓練樣本必須具有典型代表性?,F行的空氣環境質量標準是3095-2000,在這里,為了簡明起見,只考慮前三級標準。

根據上節所確定的網絡模型,待確定的權值和閥值變量大約30個,根據參考文獻[4]中提倡的訓練樣本數為網絡參數3~5倍的原則,可以確定訓練樣本數120個比較合適。為了使樣本隨機分布,根據以上表2.1的標準,每種污染物在每個限度區間的值為40個,然后調用MATLABD中的unifrnd函數在每種污染物的限度區間內生成40個隨機值,再在每種污染物的每個限度區間內取一個生成的隨機值來組成一個三分量的輸入向量,并根據上表確定目標輸出。為了簡便和應用循環結構,我們可以按照一定次序依次生成一定數量的屬于同一個等級的樣本,調用MATLAB中的隨機排序指令把生成的訓練樣本進一步隨機化,這樣得到的訓練樣本就非常接近實際所測的隨機樣本了,但是,卻大副的減少了樣本的輸入工作量。

四、基于MATLAB仿真的空氣環境質量評價

確定神經網絡的拓撲結構和訓練樣本后,我們就可以訓練網絡以得到合適的網絡權值和閥值,并保存得到的網絡模型,以后就可以調用該模型對空氣環境質量進行評價了??梢圆捎门幚矸绞?、順序處理方式以及提前終止訓練方式對網絡進行訓練。經過反復試驗,我們發現無論采用那種訓練方式,隱層節點數為5或者6個時,網絡的性能好,我們分別采用最速下降BP算法(SDBP)、動量BP算法(MOBP)、學習率可變的BP算法(VLBP)、彈性BP算法(RPROP)以及LM(levenberg-marquardt)算法[5,6]進行了批處理訓練,對前面四種算法進行了順序方式訓練(LM算法由于算法原理的緣故,不可以采用順序方式訓練),對每種算法進行了提前終止方式訓練。

對于批處理方式,我們設定的迭代次數為10000次,學習率則定為使網絡能穩定學習時的較大值,這樣一般可以加快學習速度,當然對于VLBP算法而言,因為學習率可以自適應,故選擇何值就沒有關系了。我們發現,對于5種算法,所建立的網絡模型在經過3分多鐘的一萬次迭代學習后,對于30個測試樣本在好的情況下都可以達到的率,當然,因為每次的初始化不一樣,所以每次訓練后網絡的性能有差異,這主要是因為陷入了不同的極小值點,我們多次實驗就是為了找到全局最小點。對于順序訓練方式,我們設置訓練樣本循環學習200次,這樣學習所花的時間與批處理方式迭代10000次所花的時間幾乎相同,該訓練方式訓練完成后不會輸出均方誤差,我們可以編程計算訓練完成后測試樣本的均方誤差,如表中所示,T是30個樣本的目標輸出,OUT是30個樣本的實際輸出,e=mse(E)計算得到30個測試樣本的均方誤差,從表中我們容易看到,學習完成后對于相同測試樣本的率有明顯下降,而均方誤差卻有明顯上升。在提前終止方式中,我們設定的迭代次數也是10000次,而設置的確認樣本誤差增加較大次數為50次,此時,無論那種學習算法一般迭代幾百到幾千次后就因為達到了設置的確認樣本誤差增加較大次數而結束了學習,但是,在好情況下,對于測試樣本的率也可以達到,而誤差性能卻與批處理方式相當。所以運用提前終止法是的訓練方式。

提前終止法訓練網絡時,在每次的仿真中,確認樣本和測試樣本都是隨機從訓練樣本中按設定比率抽取的,有時候抽取的樣本均衡性好,即提前終止法中的訓練樣本、確認樣本和測試樣本分布十分接近,這樣在訓練過程中,三者的誤差性能幾乎相同,這對應著圖1中三條誤差性能曲線幾乎重合的情況,這是我們期望的理想情況。然而,不可避免的是,在多次仿真試驗中,難免偶爾產生三部分樣本分布相差較大,這樣三條誤差性能曲線就分開了,在這種情況下,訓練所得網絡模型的性能一般還不如沒有采用提前終止法的性能,因為訓練過程實際上沒有采用提前終止法,而所用的訓練樣本不僅個數減少,而且代表性也降低了,當發生這種情況時,我們要舍去訓練得到的網絡模型。

五、結論

通過對比可以得到如下結論:及時,除了順序訓練方式外,各種學習算法和訓練方式都取得了較為滿意的結果,幾乎每種算法和訓練方式在好的情況下都可以達到率接近的評價結果。第二,為了加快訓練速度和提高率,防止出現“過擬合”,我們該采用提前終止訓練方式,但是在這種算法中要注意樣本劃分的均衡性。文中建立的神經網絡模型不僅快速的實現了大量空氣樣本的質量評價,具有一定的實用性,而且,該方法可以類推到許多類似的問題中,具有一定的推廣性。

[作者簡介]程福亨(1980-),湖北人,男,碩士研究生,廣東工業大學,研究方向:計算智能與智能科學。

環境質量評價論文:環境質量黃山市生態環境質量評價研究

【摘 要】城市生態環境質量不僅影響著城市生態功能的穩定,而且還影響著城市的可持續發展。“十二五”發展規劃期間是安徽省推動生態省建設、提升生態文明重要時期。國民也更加注重生態環境質量。本文利用主成分分析方法對黃山市生態環境質量進行綜合評價,有效地構建了黃山市生態環境質量評價指標體系,并對環境治理與改善給出合理建議。

【關鍵詞】生態環境質量;主成分分析;綜合評價

0 引言

黃山市是一座美麗的旅游城市,屬于亞熱帶、濕潤性季風氣候,一般溫和多雨,四季分明,環境適宜。近年來,環境破壞現象越來越嚴重,國家對生態環境保護力度逐漸加大,也取得突出成績。葉亞平等[1]對中國省域生態環境質量評價指標體系進行了研究,得出了省域生態環境指標體系由環境質量背景、人類對生態環境的影響、人類對生態環境的適宜度需求組成,并分別提出相應的指標體系及評價方法。孫東琪等[2]利用層次分析法對中國及其31個省市區、三大經濟帶的生態環境質量進行綜合評價,分析了其生態環境的變化態勢。目前大多數都是針對我國以及省域生態環境系統的研究,而針對于地方市級區域的生態環境系統研究甚少。本文利用主成分分析方法黃山市生態環境質量進行綜合評價,有效地構建了黃山市生態環境質量評價指標體系,并對環境治理與改善給出合理建議。

1 理論基礎

假設n個評價對象有n個p維向量,構成n×p階的數據矩陣X:

通過主成分分析法[3]可以得到的新變量為N1,N2,…,Nm(m≤p),該線性組合表示為:

2 黃山市生態環境質量評價研究

2.1 指標選擇與數據處理

分別選取自然環境指標:人均可用水資源量(X1)、人均耕地面積(X2)、C02排放強度(X3)、SO2排放強度(X4)、生活污水處理率(X5)、工業廢水排放達標率(X6)、工業廢物利用率(X7)、人均公共綠地面積(X8)、居住綠化的覆蓋率(X9)。同時,選取黃山市2006年到2016年指標數據進行研究,同時對原始數據進行標準化處理。

2.2 實證分析

2.2.1 適應性檢驗

對于多層次、多指標城市生態環境質量的評價指標體系,在進行主成分分析,首先進行適應性檢驗,如:巴特萊特球形檢驗、KMO檢驗[4]。結果如下表1所示:

由表1可知,KMO值為0.873,說明該指標數據可以做主成分分析。Bartlett球形測試結果伴隨著概率為0.000,小于0.05,因此拒絕Bartlett球形測試,這被認為是非常合適的主成分分析。

2.2.2 計算相關系數矩陣R

初步判定各個指標之間的相關程度。結果見表2:

(3)計算相關系數矩陣R的特征值λi、方差貢獻率、累計貢獻率,確定主成分個數。

由表3可知,主成分N1、N2、N3的累計貢獻率為88.5%,說明這三個主成分足夠反映生態環境系統體系絕大部分信息。因此利用N1、N2、N3對黃山市自然生態環境質量進行評價。

(4)計算所選擇的主成分所對應的特征向量,寫出主成分表達式。

(5)計算生態環境指數。

計算生態環境指數過程中,賦予每一個主成分不同的權值,則令指數計算模型為:I=w1×N1+w2×N2+w3×N3,運用熵權法對各主成分賦權,w1,w2,w3分別為N1、N2、N3的權重。結果如表4。

表4計算得到的生態環境指數存在正、負的情況。這僅代表生態環境某一年生態環境質量所處的相對位置既某一年的生態環境質量狀況與近幾年來的平均水平的位置關系,以平均水平作為零點,零點以上越遠,則相對應的生態環境質量越好;零點以下越遠,則相應的生態環境質量越差。

3 結論

在構建評價指標體系時,從多個指標建立生態環境評價指標體系,由以上的綜合評價結果顯示:黃山市的生態環境從2006年到2015年總體評價正處于良性發展趨勢,處于生態市建設的發展階段,各個指數值保持緩慢增長,這說明黃山市生態環境質量已經處于較好的水平發展狀況良好。

環境質量評價論文:安徽省人居硬環境質量評價與優化研究

摘要:為研究安徽省人居硬環境質量,以安徽省整個區域為研究對象,利用GIS技術手段,并以人居自然環境數據和物質積累基礎等客觀數據為樣本,建立了安徽省人居硬環境質量評價模型。利用模型完成了安徽省人居硬環境適宜性空間分布特征的研究,提出了優化安徽省人居硬環境質量的建議。

關鍵詞:安徽?。蝗司佑箔h境;質量評價;優化

一、問題的提出

隨著社會經濟的快速發展,城市化進程也在不斷推進。在這一背景下,人居環境開始遭遇嚴重的環境污染、基礎設施落后和人口資源分布不協調等問題,從而導致人類的生活質量不斷下降。而人居環境主要由自然實體環境、人類建造實體環境等宜居的空間構成,可以劃分為人居硬環境和人居軟環境,硬環境為研究目標建立質量評價模型,并利用地形、交通、氣候、通訊和水文等客觀數據對人居自然環境和物質積累基礎水平展開分析,則能夠完成人居硬環境的定量研究,從而為實現人居環境質量優化提供科學依據。

二、研究方法

就現階段而言,國內多應用GIS技術進行人居環境質量評價。利用該技術,能夠為人居環境的科學研究提供及時手數據資料,并且能夠為分析人居環境周邊環境空間特征提供技術手段,也能夠為實現人居環境規劃設計提供多種分析工具。而隨著信息技術的發展,利用GIS技術獲得的空間數據分析精度和存儲量也在不斷提高,能夠為研究人居硬環境提供且詳實的數據[1]。所以,可以使用GIS技術完成安徽省人居硬環境質量的定性分析和定量評價。通過對安徽省在城鎮化進程中的發展現象展開綜合分析,并對安徽省人居硬環境建設的趨勢進行預測,便于利用獲得的各種科研成果指導安徽省人居環境的合理規劃建設。為此,還要利用GIS技術實現數據收集,并且參照相關研究完成評價指標的選取,從而完成人居硬環境評價指標體系的建立[2]。通過對各指標和人口數據展開相關性分析,并完成指標權重的確定,則能夠完成人居硬環境質量評價模型的建立。

三、實證分析

(一)研究對象及現有研究狀況

國內人居環境評價方法及體系研究方面:張文忠以健康性、居住的舒適性等六大指標,結合居民的不同屬性,定量評價了城市的宜居性[3];祁新華對廣州市邊緣區人居環境進行研究,構建了綜合評價系統模型[4];還有吳斌初、葉耀先等學者,研究了人居環境的構成體系和評價方法[5-6]。國外人居環境評價方法及體系研究方面:以國家層面的研究為主導,包含了遙感和Gis、家庭生命周期、城市的演變發展等方面,Ge Jian和HokaoKazunori從人居環境主客觀方面入手,建立了指標體系和評價模型[7]。

在眾多省市中,安徽省各區域在人居硬環境質量上存在著明顯的差異,不僅包含有安慶、銅陵等人居硬環境處在優等級的區域,也包含有良、中、差等級的區域。從總體上來看,安徽省人居硬環境級別為良的區域占安徽省總面積的60%以上,人居硬環境級別較差的區域占20%左右[8]。在淮河以北地區,整體人居硬環境質量較差,但是卻擁有較大的人口密度,從而形成了人口分布與人居硬環境水平不協調的局面。從現有研究狀況來看,有關人居硬環境的研究主要集中在理論階段,并且局限在社區或城市范圍內,尚未形成定量化研究指標體系,并以主觀評價為主,無法實現對一個區域人居硬環境質量的有效評價。因此,還加強安徽省人居硬環境質量的評價研究,以便尋求有效的人居硬環境的質量優化途徑。

(二)數據收集

在實際研究人居硬環境問題時,還要將其劃分為人居自然環境和物質積累基礎兩個部分。所以,評價指標體系的一級指標有兩個,分別為自然環境和人工設施環境。遵循可操作、代表性和人本主義原則,則可以完成二級指標的選取。具體來講,就是利用水文、氣候、地物和地形完成自然環境的綜合評價,然后利用經濟發展水平、交通通達水平和基礎設施水平完成人工設施環境的綜合評價[9]。在數據收集上,將利用安徽省市縣級氣象站在近45年的數據平均值進行氣溫、降水量和空氣相對濕度數據的獲取,其余數據則將利用下表1的方式獲取。由這些數據可知,安徽省共有78個縣市,總面積14.01萬km2,人口約6 593萬人,人均GDP為3.6萬元,地區生產總值22 005.6億元[10]。在氣候方面,安徽省年均氣溫14-17℃,年均空氣濕度為68.5%-81.1%,年均降雨量為800-1 750mm,水域面積約13.94萬km2,醫療機構約9 347家,公路密度高出全國平均水平一倍,全省被京滬、京九兩條鐵路干線貫穿,并擁有以黃山和合肥為中心的開往各地的航班,水路航運也十分發達。

(三)模型建立

1.人居自然環境質量評價。

對安徽省的人居自然環境質量展開評價,需要利用GIS技術完成自然因子數據的收集,然后以1km*1km柵格網為單元對各因子展開評價,并對各因子與人口分布的相關性展開研究,以便完成綜合評價模型的建立[11]。在對氣候因子和降水量等因子展開分析時,需要使用IDW插值方法假設各采樣點存在局部影響,具體指數提取及權重見表2。而采樣點到要素的距離越大,其局部影響越小,所以其權重也就越小,反之則越大??紤]到各指標的數量級不同,還要對數據進行無量綱化處理。

通過分析可以發現,安徽省各地空氣相對濕度和氣溫相差不大,均處在適宜狀態。在實際評價時,可以使用溫濕指數作為氣候適宜性評價指標,利用如下式(1)計算。式中,THI為溫濕指數,K為風效指數,能夠進行體表和周圍環境間熱交換的反映,t為攝氏溫度,T為華氏溫度,f為年均空氣相對濕度,V為風速,s為日照時數。使用GIS進行反距離權重插值功能,能夠完成安徽省1km*1km分辨率的空氣相對濕度、平均氣溫、日照時數和相對濕度的獲取,從而完成安徽省溫濕度知識和風效指數的計算。通過計算可以發現,全省年均THI在45.13-62.19之間,96.50%地區溫濕度指數在55-62.19之間,適合人居住。按照由北向南的方向,空氣相對濕度將逐漸增加,淮河以北和皖西皖南山區等部分地區相對不舒適。而安徽省年均風效指數在-557.87-307.12之間,非常適宜人居住。此外,安徽省南部長江流域水系分布密集,空氣濕度較大,各地差值約為12.56%。安慶市年均氣溫較高,平均16.83℃,各地氣溫均差為2.58℃,呈現出由北向南增加的趨勢[12]。

THI=T-0.55(1-f)(T-58)

T=1.8t+32

K=-(10V1/2+10.45-V)(33-t)+8.55s (1)

從地形地貌上來看,地形起伏程度越大,越適宜人居住。所以,可以通過計算地形起伏度研究安徽省地形適宜性空間分布特征。在具體分析過程中,需要使用RDLS進行地形起伏度表示,需要獲取柵格區域平均海拔、平地面積及區域總面積這三種數據。經過計算分析可以發現,安徽省各地區地形適應性差異較大,主要可以劃分為三個區域,既大別山和黃山區、江淮丘陵區以及安徽省北部、中部和沿江平原區,適宜性依次由低到高排列。

安徽省水資源較為豐富,可以利用水文指數對各區域水資源豐缺程度進行表征。在具體分析中,需要利用WRI表示水資源豐缺度,并獲得降水量、水域面積等數據,而這些數據均為得到歸一化后的數值。經過計算發現,新安江流域和沿江平原水資源豐缺度較大,最適宜人居住,其次則為皖西山區和皖南山區,適宜性最差的榘不帳≈脅亢捅輩康厙,整體呈現由北向南逐漸增加的趨勢。

安徽省植物資源豐富,全省維管束植物3 200多種,分屬205科,1 006屬,約占全國維管束植物科的60.3%、屬的31.7%、種的11.7%。在對地表植被覆蓋情況展開評價時,將使用地被指數。在具體分析的過程中,需要利用LCI表示地被指數,并利用NDVI表示各類地物的均值植被指數。使用ERDAS軟件完成衛星影像處理分析,并利用林地、水域等22種土地類型特征區為訓練模板進行分類分析,則能夠完成各土地利用類型指數提取[13]。通過分析則能夠發現,安徽省植被覆蓋由高到低分布的區域依次為安徽省中部、安徽省北部、大別山和黃山等部分地區、水域地區,適宜性依次由高到低。

2.人居物質積累基礎評價。

在對人居物質積累基礎水平展開評價時,還要將各二級指標進行標準化處理,然后疊加得到物質積累指數HMI。

在經濟水平分析上,使用地均DGP進行經濟密度計算,既利用區域GDP與區域國土面積比值進行地均GDP計算。此外,還要利用標準化的建設用地水平和城市人口比例的算術平均值進行城市化水平的表示。通過分析發現,沿江地區和合肥市有著較高的經濟水平指數,北部地區經濟水平高于江淮和江南地區,整體由北向南呈現逐漸降低的發展趨勢。

在交通通達水平分析上,可以利用平均時間距離指標表征可達性,利用公路密度和鐵路密度反映交通密度,利用交通用地面積與區域國土面積的比值反映交通用地水平。在測量交通可達性時,可以使用AreGIS軟件完成多點對多點的最短交通距離和最短行車時間統計,然后利用加權平均時間距離指標完成通達水平的空間分布計算分析[14]。通過分析可以發現,安徽省以合肥市、銅陵市和蕪湖市為中心,交通可達性由內向外逐漸變差,具有交通主干道指向性??傮w上來看,北部地區的交通通達水平高于南部。

在基礎設施水平分析上,可以利用建設用地面積與區域國土面積的比值進行區域建設用地水平的表征,并利用電話數量與區域家庭戶數比值反映區域通訊設施水平,然后利用醫療機構床位數與區域人口數比值反映區域衛生設施水平。

3.人居硬環境質量評價。

在對人居硬環境質量展開評價時,還要利用AreGIS完成安徽省人口數據的計算分析,從而了解安徽省人口密度分布情況。目前,安徽省人口密度較大的地區為阜陽市,可達1 100人/km2,南部人口則相對稀疏。結合人口密度,然后使用如下圖1所示的人居硬環境計算方法,則能夠完成對安徽省的人居自然環境評價結果和物質積累基礎評價結果的疊加計算,繼而完成安徽省人居硬環境質量評價。

(四)實證研究結果

1.人居自然環境質量評價結果。

使用SPSS軟件對各項因子與人口密度的相關性展開計算分析,則可以得到各指標的相關系數和權重。通過綜合評價可以發現,安徽省人居自然環境高度適宜區主要分布在安徽省南部沿江平原地區,區域面積約為2.78萬km2,占全省19.83%,分布人口數約為1 240萬人,占全省18.80%。比較適宜地區主要分布在安徽省中部、皖南山區,區域面積約為7.91萬km2,占全省56.49%,分布人口數約為3 573萬人,占全省54.19%[15]。不太適合居住地區主要分布在淮河以北地區,區域面積約為3.32萬km2,占全省23.68%,分布人口數約為1 780萬人,占全省27.01%。

環境質量評價論文:我國不同群體對環境質量評價的調查和分析

摘 要:通過對全國29個省77個城市的居民對環境質量的問卷調查,得出全國不同省區居民對環境質量的評價,并按照收入、年齡、文化程度等人口特征對不同群體的評價結果進行分類比較,探討了不同群體對環境質量評價的差異及其可能解釋。研究發現:中西部地區面臨較大的潛在環境風險;農村地區的環境質量評價低于城市;社會經濟地位較低的群體對環境質量評價也較低;居民收入的提升使其對環境質量的預期更高,從而導致其對環境質量更低的評價。研究建議:防止社會極少數群體對環境治理話語權的壟斷;加大對農村地區的環境治理以及基本環境公共服務的投入,增加對面臨較大環境風險群體的環境補償和教育;加大對中西部地區環境治理的投入,設立嚴格環境準入門檻,防止環境污染轉移至中西部地區。

關鍵詞:環境質量;質量評價;環境風險

一、問題的提出

人對環境質量的評價是對環境治理政策、過程和效果的綜合評價結果,不僅可以對環境污染的地理和范圍進行識別,而且是把握不同群體對其所處環境質量的可接受程度和容忍度的關鍵。雖然通過環境監測也可以反映環境質量狀況,但是通過人對環境質量的評價,可以掌握不同群體對環境的主觀感受及其偏好[1],更好識別環境質量和不同群體之間的關系,因而同樣也是環境治理的重要前提。環境作為一項公共物品,對其進行公共治理時,必須要評估對其進行治理的成本和收益。尤其是在目前環境污染問題日益嚴峻、環境質量普遍不好的情況下,如何使財政資金進行更有效率的投入,以及采取怎樣的環境政策才能使不同群體從環境中獲得的福利較大化和均等化,都是目前環境治理的重要問題。

圍繞以上問題,目前學術界有如下文獻進行了不同群體對環境質量評價方面的研究。

及時,在環境質量的調查方面。訾非等對全國10個城市不同群體居民進行了環境質量滿意度調查。調查結果顯示10個城市的得分在56.96~66.77分之間,各城市差距不大,均處于中間水平,城市環境質量有很大提升空間。在不同群體的評價方面,女性對環境質量滿意度高于男性;23~29歲之間的居民對環境的滿意度低;受教育程度越高,對環境的滿意程度越低;漢族對環境滿意度高于少數民族[2]。黃季j等對5省101個村的環境污染進行了調查,結果表明經濟發達地區的村莊污染程度較高,1998年到2008年農村環境惡化的村莊占比達到43.6%[3]。盧淑華以本溪市為例,研究了居民身份與環境風險之間的關系,結果表明工人與一般干部相比,居住在污染程度高地方的機會較大,污染程度高的地方居住領導干部的比例低,而污染程度低的地方居住領導干部的比例高[4]。馮仕政采用2003年全國綜合性調查數據,研究不同群體對環境污染的抗爭意愿,研究表明個人社會經濟地位越高、社會關系網絡規模越大或勢力越強、關系網絡的疏通能力越強,對環境危害作出抗爭的可能性就越高[5]。

第二,在不同群體對環境質量評價的理論研究方面。王韜洋用正義理論解釋低收入階層和弱勢群體所遭受的環境待遇較差,并認為環境保護的重點是與人生活和生存密切相關的環境[6]。Ma通過河南省的調查數據分析環境負擔的城鄉差異,研究結果表明中國農村居民和農民工是環境污染的承擔者[7]。王慧認為排污權交易、稅收等市場機制雖然可以起到環境保護作用,但是對于低收入群體來說,由于搭便車和信息不充分等因素妨礙了低收入群體參與市場機制的運作,只能使其面臨的環境風險問題加劇[8]。

基于以上文獻分析,可以發現對于環境質量調查的研究還存在一些問題。(1)就群體的分類而言,目前已有的研究在不同群體對環境質量評價方面不夠深入,在不同群體分類方面還不夠完整,在多種指標的綜合討論中往往忽視群體類型所隱含的意義,如職業本身所顯示出的社會地位問題。(2)就抽樣方法而言,多數研究采用街頭隨機抽樣方法,沒有采取固定抽樣框,在人群分類結構上可能存在因被抽樣數量較少而導致的數據不。(3)就調查范圍而言,目前的研究普遍調查范圍不是基于全國的大樣本量調查,多數還是以幾個城市或是幾個省為抽樣調查范圍,不能進行省份之間的比較,同時不能得出全國的總體狀況。針對上述問題,本研究通過全國大范圍、大樣本量的抽樣調查,采集基于年齡、文化程度等具有不同人口特征的群體對環境質量的評價,得出全國不同省份的居民對環境質量評價的結果,并基于對不同群體、不同區域的居民對環境質量的評價和差異來分析評價結果產生和差異形成的原因,并提出有針對性的政策建議。

二、調查設計

(一)群體分類

對不同群體進行環境質量評價調查,首先是要對不同群體進行劃分。本研究依據《中國人口和就業統計年鑒》中的人口特征指標對不同群體進行分類,年鑒中所列舉的人口特征包含了省份、性別、年齡、戶籍、城鄉差異、受教育程度、國有單位或城鎮集體單位就業情況、工資水平等特征指標[9]。因此,在借鑒該年鑒所統計的人口特征指標的基礎上,本研究選取省份、性別、年齡、城鄉、文化程度、職業、收入水平這7個人口特征指標來劃分不同群體類型并進行調查。

對不同群體基于以上人口特征指標進行分類的原因如下:

1.對不同群體進行調查,首要是對由于空間地理分布不同而產生的差異進行調查。因為我國國土面積較廣,人口呈現出很大的地域性特點,不同區域可能由于其經濟發展情況不同,也可能由于其人口整體性格特點不同而對環境評價產生差異,因而,對不同居民所在省份的調查是本研究的重點。

2.我國城鄉之間在經濟發展水平、居民收入水平以及政府公共服務的投入上都存在差距,因而通過對城鄉居民的調查,可以反映出我國城鄉之間的環境質量是否存在二元性特征。

3.性別是人口特征分析的重要組成部分,性別在一定程度上與自身的收入和社會經濟地位有關系,因而可能存在由于性別差異而導致的環境質量評價差異。

4.不同年齡的人群可能面臨著不同環境質量,如退休人口的收入、社會資源的掌握和社會影響力都會有所下降,因而,可能存在因年齡變動而導致的環境質量評價差異。

5.文化程度、職業、收入水平一定程度上與居民社會經濟地位有關,文化程度和收入較高居民,以及國家干部可能會擁有更多的社會資源,從而在面對環境質量問題時掌握了更多對環境進行改善的主動權,可以避免更多的環境風險。

(二)調查區域與樣本抽樣

本研究所采用的數據是通過2013年進行的全國范圍的問卷調查所獲取,調查的范圍覆蓋我國29個省份77個城市,包括北京、上海、天津、重慶四個直轄市,以及除港澳臺及甘肅省、西藏自治區以外的所有省份、自治區的省會及首府。對地級城市的選取主要按照人均GDP排名分層抽樣的方法來抽取,具體的抽取方法為:若該省人口低于5 000萬,則選取排名中位值城市;若該省人口高于5 000萬,則除省會城市以外再選取2個城市,按名次取第70%分位和40%分位的城市。

在所調查的城市里,調查樣本按照城市和農村分別抽樣,城市抽樣按照職業類型的不同進行抽樣,農村抽樣按不同收入層級進行抽樣,問卷量根據城市人口不同抽取60―100個樣本。

(三)問卷設計和計算方法

本研究采用調查問卷方法獲取居民對環境質量的評價。環境質量的評價可以包含對很多種不同環境構成要素的評價,如根據《中華人民共和國環境保護法》第二條的規定,環境可以包括大氣、水、海洋、土地、礦藏、森林、草原、濕地等。本研究是基于居民對環境質量主觀感受的評價,因而選取了居民能夠切身感受到的5個環境質量構成要素作為問卷調查的問項,包括空氣質量、水資源質量、噪音污染、植被覆蓋與土壤質量。居民對環境質量評價分值的計算方法如下:

三、調查結果

本研究共計發放6 560份問卷,回收6 217份問卷,有效問卷4 803份。經過統計檢驗,對環境各個構成要素的調查結果具較高的信度和效度,對信度進行檢驗的Alpha信度系數為0.944,大于0.9,表明信度很好,各環境構成要素之間有內在的相關性。對效度進行檢驗的

(一)東中西部環境質量評價依次提高

我國國土面積遼闊,不同地區的居民因為地域差異而享受不同的環境,同時地域差異而導致的人對環境的態度以及容忍度也不盡相同,因而會存在由于地域的不同而導致對環境質量評價的差異。本研究進行的調查覆蓋全國絕大多數省份,通過計算出的不同省份居民對環境質量評價的結果,并按照經濟發展水平劃分東中西部區域,從而可以得到不同區域的居民對環境質量評價的差異(如表1所示)。

從表1中可以看到,東中西部地區的居民對環境質量的評價分別為62.58分、63.44分和63.68分,呈現出東中西部環境質量評價依次提高的特點。我國的經濟發展水平大致上呈現東中西依次降低的特點,從不同地區居民對環境質量評價的走勢來看,環境質量評價呈現出隨經濟發展水平提升而降低的趨勢(如圖1所示)。

通過將所有調查城市的環境質量評價作為因變量,把各城市GDP 由于國家統計局數據庫各城市的GDP數據近期為2012年,因此這里采用2012的GDP數據。 [ZW)]作為自變量進行線性回歸,得到回歸結果R2=0.059,P值為0.033小于0.05,反映出GDP水平對環境質量評價的影響顯著,標準系數為-0.243,說明GDP水平與環境質量評價之間呈現顯著的負相關關系,也就是GDP越高的地區,居民對環境質量的評價越低。

(二)男性對環境質量評價高于女性

從評價結果可以看到,男性對環境質量評價分值為62.28分,女性對環境質量評價為62.12分,男性與女性對環境質量的評價分值雖然較為接近,但是男性對環境質量的評價高于女性,其特點與通常所認為的男性在社會經濟生活中相較于女性占有一定的優勢相同,說明在一定程度上,性別差異可能導致對品質環境享受的不均等(如表2所示)。

從城鄉差異上看,無論是城市還是農村,男性對環境質量的評價均高于女性。城市男性居民的評價為62.29分,高于城市女性居民的62.14分;農村男性居民的評價為62.26分,高于農村女性居民的62.07分。在不同文化程度的居民中,男女所占比例也具有顯著的區別,文化程度為研究生的居民,其男性所占的比例為57.51%,而且不同文化程度的居民,其男女性別的占比大致上呈現出文化程度越低,男性所占的比例就越小的趨勢。男性且是研究生的居民對環境質量的評價為61.56分,高于女性且是研究生的居民的評價61.35分。職位上所表現出的男女性別差異,尤其在黨政機關這個選項上較為顯著,可以看到在黨政機關工作的居民有58.70%是男性,而且其中男性的評價為63.72分,高于女性的評價62.56分。以上評價結果都能夠反映出男女性別在評價當中的差異(如表3所示)。

(三)環境質量評價總體上隨居民年齡增長而提高

從不同年齡層的居民對環境質量評價結果的趨勢上來看,居民對環境質量評價大致上呈現出年齡越大對環境質量評價越高的趨勢。年齡在60歲以上的居民,對環境質量的評價較高,為66.86分,年齡在31~40歲之間的居民評價低,為61.28分(如表4所示)。從圖2中可以看到,年齡在31~40歲之間的居民對環境質量的評價要低于相鄰年齡區間的居民,一旦居民越過31~40歲這個年齡段,其對環境質量的評價則又呈現出快速上升的趨勢,尤其是60歲以上的居民對環境質量評價上升速度較快。

(四)農村居民比城市居民對環境質量的評價更低

城市和農村居民對環境質量的評價是城鄉差異比較的重點。從評價結果來看,城市和農村居民對環境質量的評價表明城鄉之間的環境存在一定差異,城市居民對環境質量的評價為62.21分,高于農村居民對環境質量的評價62.16分(如表5所示)。通常認為農村地區人口密度低、植被覆蓋面積大、工業污染源較少,而城市聚集了大量的人口、機動車以及其他污染源,因而農村環境質量應該好于城市,但是調查結果卻顯示農村居民對環境質量的評價低于城市居民,這應當引起對目前農村環境現狀的重視。

(七)環境質量評價隨居民收入上升而呈倒U型曲線

家庭月收入與環境質量評價之間呈現出倒U型關系。家庭月收入在10 000元以上的居民對環境質量評價低,為59.59分,沒有達到及格水平。家庭月收入在3 001~5 000元之間的居民對環境質量評價較高,為63.30分。與通常所認為不同的是,居民并沒有隨著收入的增加,通過改善自身居住條件等硬件設施,從而享受更高的環境質量。反而當家庭月收入超過3 001~5 000元這個水平以后,對環境質量的評價隨著收入水平提高而出現快速下降的趨勢,特別是月收入大于10 000元的群體,其對環境質量的評價甚至低于月收入在0~3 000元的居民,反映出對環境質量的主觀感受并不是隨著收入增加而增加(如表8、圖5所示)。[KH*2]

四、討 論

(一)中西部地區面臨產業轉移帶來的環境風險

東中西部地區環境質量評價依次遞減,反映了其評價結果與經濟發展水平有一定關聯。較早研究環境污染與經濟增長之間關系的Grossman認為,環境污染與經濟增長呈倒U型關系,其原因是在于經濟發展初期階段,環境污染隨著人均收入水平提高而加重;經濟發展到一定階段,收入水平上升到一定程度后出現環境改善的拐點,環境質量隨著收入水平提高而改善[10]。由此可以認為,目前我國的整體上還處于Grossman所說的環境污染的上升階段,從評價的結果可以分析得出,西部離環境改善的拐點最遠,然后為中部地區,東部地區離環境改善的拐點最為接近。這也表明,當東部地區開始進入環境質量逐步改善階段的同時,也意味著中西部地區的環境質量風險會逐步加大。尤其是隨著東部地區產業結構升級,大量喪失勞動力成本比較優勢的產業開始向中西部地區轉移,在給中西部地區帶來經濟發展的同時,也會把環境污染的風險帶向中西部地區[11]。由于產業轉移與環境風險之間存在著內在關聯,隨著東部投資和產業轉移項目持續進入中西部地區,未來中西部地區將面臨著越來越大的環境風險。從調查數據可以看到,屬于中部地區的湖南省,其居民對環境質量評價為56.74分,遠低于中部地區均值,內蒙古居民的評價分值僅為49.58分,均反映了目前中西部地區的潛在環境風險。因而,中西部地區需要重視潛在環境風險,設立區域產業轉移的環境門檻,防止污染的轉移。

(二)性別在一定程度上會影響居民對環境質量的評價

通過調查可以發現,男性在文化程度和職業上相較于女性占有更多的優勢。性別對社會經濟地位的影響雖然沒有起到決定性作用,但是仍然發揮著作用,其對社會經濟地位的變動解釋力度在1%~2%[12]。部分人群仍然持有男性在社會經濟活動中占主導地位的觀念[13],使得性別通過教育、晉升和行業等對個人收入產生顯著影響[14],導致女性社會經濟地位的提升更加困難,這與環境質量評價中女性居民要低于男性居民相一致,一定程度上可以與女性在經濟生活中的地位相關聯。

(三)農村環境質量問題日益顯現

城市和農村居民對環境質量的評價分別為62.21分和62.16分,顯示出城市和農村之間的環境質量差異。雖然農村地區的人口密度較低、機動車數量和排放量也顯著低于城市,但這并不意味著農村地區的環境質量就更好。與城市對環境治理投入大量的資金,建設生活廢水、固體廢物的處理廠,以及對城市景觀水體、植被進行規劃建設相比,農村地區對這些具有基本環境公共服務性質方面的治理和投入存在巨大差距[15]。此外,大量污染型企業并沒有設立在城市市區范圍內,而是逐步由城市向農村布局,這也導致城市工業“三廢”污染向農村蔓延,農村的污染問題日趨嚴峻[16]。因而,城市居民和農村居民對環境質量評價的差異,實際上反映出目前環境保護的重點更多集中于城市,而對農村的環境治理和基本公共服務的提供還很薄弱,農村是政府環境質量公共服務的短板[17],目前亟需對農村環境質量的治理進行更多投入,完善農村基本環境公共服務。

(四)在黨政機關工作的居民對環境質量更為認同

社會經濟地位與職業緊密相關,雖然不同職業之間不存在類似于數量的大小關系,但是通過對環境質量評價由高到低的排序可以發現,在黨政機關工作的居民對環境質量的評價顯著高于在企業工作的居民和進行個體經營的居民。這也與盧淑華對不同身份人群居住環境污染情況差異的研究結論大致吻合[4]。反映出任職于黨政機關的群體享受了更好的環境質量,并能夠將較好的環境分配到自身所在群體上來。

(五)整體素質的提升使居民對環境質量有更高要求

從居民的文化程度上看,其對環境質量的評價大體呈現出隨著文化程度的提高而下降的趨勢。反映居民在自身文化程度提升的同時,其對環境質量的預期也會隨之提升,使得其對環境質量進行評價時做出較低的評價。這也能夠體現目前中國城市居民對環境污染問題越來越敏感,在經濟快速發展過程當中,愈發嚴重的環境污染問題除了迫使居民對環境質量提出基本需求外,居民平均文化程度的提高也會導致其環境意識的提高[18],從而在對環境質量的評價結果上反映其對環境質量的更高需求。

(六)收入增長拉高了居民對環境質量的預期

居民對環境質量評價與收入之間大致呈現出倒U型,收入水平在3 001~5 000元這個區間的居民對環境質量的評價較高,之后則隨著收入增長而下降,說明居民對環境質量評價會隨著收入的變化出現拐點。這個拐點的出現是由于居民隨著收入水平的提高,其對環境質量的預期也隨之提高導致的,直到預期與環境質量評價相一致出現拐點后,再隨著收入水平進一步增長,曲線向下傾斜[19]。這與Manuelli等對環境庫茲涅茨曲線下降階段的分析相似,認為曲線的下降是由于經濟增長之后,人們隨之對環境質量的需求提高,從而對環境質量不滿足造成的[20]。說明在研究環境污染與環境質量評價之間的關系時,應當考慮居民的容忍度和預期在當中產生的影響。雖然經濟增長前一階段與環境污染是正相關關系,但是由于居民的容忍度較高,對環境質量的評價甚至可以隨著收入的增長而增長;當經濟增長達到一定程度時,由于居民的容忍度下降以及對環境質量預期的提升,即使較低的污染也可能導致居民較大的福利損失。

五、政策建議

通過對不同群體的環境質量評價調查,可以反映出目前我國環境質量治理以及改善過程中還存在一些問題。一是我國面臨著環境污染從東部向中西部地區轉移的風險,東部地區環境質量改善的同時,將會帶來中西部地區潛在的環境惡化風險。二是目前政府對環境質量治理的重心和投入主要在城市,而對農村地區的環境質量治理重視程度不夠,導致農村居民對環境質量的評價低于城市居民。三是調查結果顯示,在黨政機關任職以及高文化程度的群體對環境質量評價較高,反映出該群體在一定程度上可以占有更多品質的環境資源以及環境改善政策制定和資金投入的話語權。在環境質量改善的過程中,該群體會存在優先改善自身所享受的環境質量的利益動機,在掌握環境質量改善話語權的基礎上,使政策制定和資金投入轉向對自身更為有利的方面,從而蠶食其他群體在環境質量改善過程中應當獲取的收益。

根據上述問題,提出如下政策建議。

及時,防止中部地區在從工業化初期向中期轉變過程中,大量接收東部地區所淘汰的落后和高污染企業。綜合規劃產業布局和結構,設定合理的環境準入門檻,加大對中西部地區環境治理的投入,防止重蹈“先污染、再治理”的覆轍。

第二,加大對農村地區的環境治理投入。重點投入與農村居民生產和生活密切相關的基本公共服務和基礎設施的建設,如農村生產和生活垃圾的清理和整治,農村工業和生活廢水的集中處理以及河道的清淤疏通等,提升農村地區的基礎環境質量。

第三,防止少數人在環境治理的規則制定、資金投入等方面對話語權的壟斷。防止與政府關系密切的群體,如機關干部、高文化程度人群等既得利益群體對環境治理的誤導,謹防社會底層群體的環境利益受到損害。

第四,對于面臨較高環境風險的群體要給予更高的環境補償,例如對農村地區、工業企業密度較大地區,以及處于垃圾焚燒、填埋廠等環境高風險區域的群體進行補償。同時,提高與環境相關的教育和宣傳的投入,提升居民對環境質量的認知和維權意識,使居民的維權行為成為促使政府改善環境的動力和壓力來源。

環境質量評價論文:錦州市典型區域地下水環境質量評價

摘要:指出了在水質的監測分析和科學研究中,地下水水質一直是反映居民飲用水環境狀況的重要因素,對“十二五”期間地下水水質的監測數據,采用環境質量單項污染指數法及綜合污染指數法進行了統計分析,評價并分析了錦州市飲用水水質環境現狀。

關鍵詞:地下水; 環境質量; 單項污染指數; 綜合污染指數; 評價

1引言

錦州市地處遼寧省中部偏西,為省轄市,總面積約為9925.34 km2,位于東經120°42′~122°36′、北緯40°49′~42°08′之間。截至2015年,錦州地區水資源量為53610萬m3,人均占有量177 m3/人,地下水資源量為42293萬m3[1]。為監測錦州地區地下水污染動態及掌握居民飲用水水質狀況,地下水監測點位多布設在市區周圍的飲用水源地。監測頻次為5月份采樣一次,監測項目為22項。

2監測結果

“十二五”期間,共對錦州市典型區域地下水采樣分析,監測結果見表1。

3結果評價

地下水水質評價標準采用GB/T14848-93《地下水水質標準》[2]中Ⅲ類標準進行評價。評價方法采用污染指數法[3]。

(1) 單項污染評價。

計算公式:Pi=XS0,其中:pH值的單項污染指數為:Pi=|X-|S2-,=S1+S22

式中:Pi為單項污染指數;

X為某一評價參數的實測濃度;

S0為某一評價參數的標準值;

S2、S1 為pH值標準值的上下界限值;

為pH值背景值的上下界限的中值。

(2) 綜合污染指數。

計算公式:P=∑ni=1Pi。

評價結果見表2,依據表2的評價結果可知,單項污染指數從大到小依次是六價鉻26.86、錳3.33、氨氮1.77、硝酸鹽1.55、揮發酚1.50;錦州地區典型區域地下水各項指標污染分擔率由大到小依次是六價鉻66.84%,錳8.29%,氨氮4.40%,硝酸鹽氮3.85%,揮發酚3.73%。

4原因分析

\州市典型區域地下水水質長期處于五類水,相對較穩定,但主要超標項目下降明顯,超標點主要集中在鐵合金廠附近。隨著常年的滲漏,鐵合金附近形成了以六價鉻和錳為代表的污染帶,因此六價鉻污染分擔率高居不下的主要原因是由鐵合金渣山和女兒河屯東、金廠堡屯機井六價鉻的超標造成的。

硝酸鹽超標主要與錦州市所處地區的地質結構及土壤類型有很大關系。揮發酚與氨氮的污染分擔率高,其原因主要是當地大面積種植水田,使用化肥很廣泛,受雨季的沖刷滲透,致使上述分析項目偶有超標。

5結論

“十二五”期間,錦州典型區域地下水水質總體處于五類水平,主要污染因子為六價鉻、錳、氨氮、硝酸鹽、揮發酚,但污染程度呈下降趨勢,應加強監測及管理。

環境質量評價論文:我國水環境現狀及水環境質量評價研究

摘 要:隨著社會經濟的發展,水環境污染備受關注。而水是人們賴以生存的自然資源。當今社會,我國水環境污染已經到了何種程度、如何評價水環境狀況是一個熱點問題。本文通過查閱文獻在了解我國地表水水環境現狀的基礎上綜合整理了國內外水環境質量評價研究方法。

關鍵詞:水環境;水環境質量;評價

引言

隨著我國經濟社會的快速發展,我國經濟總量的膨脹和經濟粗放型增長使得國內大多數河流遭受不同程度的污染。此外,受人口增長城市范圍擴大等因素的影響,我國河流水環境面臨的形勢越來越嚴峻。因此,明確我國地表水水環境現狀以及如何對水環境質量進行科學評價已經是一個倍受關注的話題。

1 我國地表水水環境現狀研究

隨著我國經濟社會的快速發展,我國經濟總量的膨脹和經濟粗放型增長使得國內大多數河流遭受不同程度的污染。此外,受人口增長城市范圍擴大等因素的影響,我國河流水環境面臨的形勢越來越嚴峻。

我國作為世界上河川攪髯試醋罘岣壞墓家之一,多年來的平均河川徑流總量近27×104億m3,位居世界第3。全國29個省市的首府中有66%以上位于大、小河流的河畔,而主要供水之源就是河水。根據《2003 年全國水資源質量公報》,在評價1.3×105km河長中,Ⅰ類、Ⅱ類、Ⅲ類、Ⅳ類、Ⅴ類和劣Ⅴ類水分別占 5.7%、30.7%、 26.2%、10.9%、 5.8%和20.7%。江河水體污染主要是有機污染,主要超標項目是氨氮、5d生化需氧量、化學需氧量高錳酸鹽指數和揮發酚等。

我國主要河流污染普遍,全國75%的湖泊出現了不同程度的富營養化,流經城市河段普遍受到污染,近岸海域亦受到一定污染,特別是上海、浙江、廣東等省市近岸海域污染較嚴重。近幾年,太湖、滇池、巢湖接連發生不同程度的藍藻爆發事件。7大江河的大小支流大部分被證實均已壞死,80%的湖泊的水也全部壞死,太湖藍藻大量繁殖,嚴重影響了城市的飲用水源。我國現在正面臨著水環境嚴重遭受污染的問題。

2006年度對327座重點水庫進行了評價。從評價水庫個數看,全年水環境質量為Ⅰ~Ⅲ類的水庫占79.5%,Ⅳ~Ⅴ類水庫占17.1%,劣Ⅴ類水庫11座,占評價總數的3.4%。以Ⅱ、Ⅲ類水庫為主。 無貧營養水庫,中營養水庫67.3%,富營養水庫占評價32.7%。重點水庫的營養狀況以中富營養為主。主要污染項目是總磷、總氮、高錳酸鹽指數、化學需氧量和氨氮[1,2]。

2 我國水環境質量評價研究

水環境質量評價是指根據所需要求與評價目的選擇水體監測指標、水環境質量應符合標準以及適用的評價方法,進而對水環境質量、水體的客觀狀態作出合理的評定,同時對水資源的利用方向和利用價值作出評估。在反映了水體現狀、水資源污染程度的同時,為水體治理、水環境管理、水資源綜合利用提供科學的數據支撐。

目前,國內對于水環境質量評價方法較多,其中灰色聚類法、內梅羅污染指數法、人工神經網絡法和模糊綜合評價法等應用較為廣泛。各種方法皆有其獨特的優缺點:如灰色聚類法物理過程簡單,但函數的選擇具有較大的人為性;人工神經網絡則考慮因素比較,但是對數據要求較高。對于傳統的內梅羅污染指數法雖然數學公式簡單,但這個過程中未考慮各污染因子的權重問題。改進的內梅羅污染指數法則引入了各污染因子權重的概念,也避免了忽視重要因子產生的弊端。模糊綜合評價法運用了模糊數學法中的隸屬度描述評價等級,確定了各污染因子的權重從而評價水環境質量類別,避免了人為因素產生的影響[3-7]。

目前,部分學者已對水環境質量分級綜合評價問題進行了深入研究和探討,如:采用傳統、改進的內梅羅污染指數法及模糊綜合法進行水環境評價,對于不同方法評價紅石水庫水環境質量結果差異較大:內梅羅法為Ⅳ類水,模糊綜合法為Ⅰ類水。內梅羅指數法更適用于掌握水體被污染的程度,模糊綜合評價法更適用于評價水體功能及水環境類型。一種改進的模糊模式識別理論并將其應用于水環境質量綜合評價中,該方法綜合考慮了指標超出Ⅴ類標準的情形。

3 國外水環境質量評價研究

1950―1960年開始,隨著經濟的飛速發展,世界上各流域開始出現水環境惡化現象,造成生態環境破壞,直接和間接影響到人類的生態發展及生存質量,環境領域學科開始產生并隨之發展,環境質量評價尤其是水環境質量評價開始受到重視。美國發展水體環境質量評價最早,1965年Iortonl認為通過對環境質量指數的計算可反映水體環境質量的健康情況(QI法),緊接著Brown指出可以通過計算水環境質量指數來反應水體污染情況(WQI),Nemerow同時提出內梅羅綜合指數法。另外,1965年Zadek提出一種基于模糊數學的一種數學方法,將水環境做出總體的定量評價,稱為模糊綜合評價法。1978年,針對地表水的有機污染,Grenney提出一種新的水質模型,可進行地表水水環境預測及管理,稱為QUAL-II預測模型,并得到大力發展[5-9]。

4 小結

隨著人類對水環境質量評價的不斷應用實踐,越來越多的基于傳統評價方法的改進方法層出不窮,針對不同特點流域及不同的污染因素選擇恰當的評價方法,現在許多學者認為,在水環境質量評價中不僅要單方面考慮水環境中的物理、化學指標,還要根據需要進行綜合評價,同時考慮水環境中的生物指標。使水環境評價工作更加的具有科學性和性。

作者簡介:張靜(1981-),女,滿族,河北省承德市,工程師,本科,承德市環境監測中心站,環境科學。

環境質量評價論文:城市生態環境質量評價研究

1城市生態環境評價指標體系

1.1城市生態環境評價指標選取原則

城市生態環境是以自然環境為基礎,經過人類的加工與改造所建立的適合人類生活與生產的生態系統。因此,建立城市生態環境評價指標體系應遵循以下原則:①科學性原則,評價指標必須科學、客觀地進行選取,以期真實反映評價區域的城市生態環境質量;②完整性原則,評價指標應能夠完整地涉及城市生態環境的各方面,正確反映城市生態環境質量狀況;③獨立性原則,評價指標應具有相對獨立的內容與評價內涵,避免各模糊指標的重復選?。虎芸刹僮餍栽瓌t,評價指標需具備相當的實用性和可操作性,便于獲取且指標均可量化,便于客觀、真實反映城市生態環境質量;⑤動態性原則,評價指標需注重其動態性,綜合考慮城市生態系統的動態發展規律及其可預測性。

1.2城市生態環境指標體系的構建

結合上述評價指標選取原則及成都市現狀,確定成都市生態環境指標體系。該指標體分為自然環境和社會經濟環境2大類指標,其中自然環境指標層細分為自然指標和生態指標2類,社會經濟環境指標層細分為經濟指標和社會指標,每個指標有對應的具體指標。

1.3城市生態環境評價指標權重的確定

由于各生態環境評價指標對城市生態環境的影響程度不一,故各個指標的權重將直接影響城市生態環境質量評價的程度。本文在參考眾多前人研究基礎上,將AHP法(analytichierarchyprocess,層次分析法)和Delphi法(德爾菲法,專家調查法)相結合,確定各評價指標的權重。

2城市生態環境質量評價

2.1評價方法

AHP是指把一個多目標的、復雜的決策問題看作一個系統,通過將決策問題按總目標、各層子目標、評價準則直至具體的備投方案的順序分解為不同的層次結構,用求解判斷矩陣特征向量的辦法,求得每一層次各元素對上一層次某元素的優先權重,用加權和的方法遞階歸并各備擇方案對總目標的最終權重,以此來確定方案。用AHP作系統分析,根據生態環境質量評價的性質和要達到的總目標,將整個城市生態環境分為自然環境、生態環境、社會指標和經濟指標4個組成部分,然后向下構造更加具體的指標體系。環境質量系統包括4個層次:總體層、系統層、要素層、目標層,形成一個多層次的分析結構模型,將有關的各個因素按照不同屬性自上而下地分解成若干層次,同一層的諸因素從屬于上一層的因素或對上層因素有影響,同時又支配下一層的因素或受到下層因素的制約,并且最終把系統分析歸結為最底層相對于較高層的相對重要性權值的確定或相對優劣次序的排序問題。

2.2數據標準化處理

本文所采用的數據主要來源于《四川統計年鑒》、《成都統計年鑒》、《四川省水資源公報》、《城市空氣質量信息公開指數(AQTI)報告》。

3評價結果

基于上述評價指標及各指標權重,對成都市2008~2012年期間的生態環境質量綜合指數進行計算,成都市生態環境質量總體較好,且呈現出越來越好的發展趨勢。從各年子目標層的得分進行分析,成都市生態環境指標、經濟指標及社會指標3方面均呈逐漸改善趨勢,只有自然環境指標稍有下降。

4結語

運用AHP對成都市城市生態環境質量進行評價,其評價結果與實際情況基本相符,這驗證了AHP對城市生態環境評價的實用性與有效性。

作者:翁中銀 李維慶 李永鑫 單位:四川省第二測繪地理信息工程院

環境質量評價論文:地表水環境質量評價的問題及建議

《環境監測管理與技術雜志》2016年第6期

摘要:

分析了《地表水環境質量評價辦法(試行)》在應用過程中顯現的問題,提出了增加地區特征污染物污染情況說明,補充水質狀況定性評價特殊情況說明和變化趨勢評價方法的判斷優先級別,明確數據修約方式、檢出限以下測值的評價方法及水質類別不同而標準限值相同的指標評價方法等建議。

關鍵詞:

地表水;環境質量;評價

國際上對于水環境質量監測評價方法的研究始于19世紀末期,而我國的水質監測評價工作起步于20世紀50年代末,之后得到了迅速發展[1]。水環境質量評價方法可歸納為3大類:單因子評價法、水質指數法和不確定性方法[1-8]。這些方法大多停留在理論研究層面,均為對部分水體的簡單評價,而缺少一種官方公認的通用的具有可比性的評價方法,更沒有形成一套完整的評價體系。因此,難以分析和掌握地表水環境質量的時空狀態,公眾對身邊的地表水環境也難以形成一個定量認知的概念,不能滿足環境管理的需要。為了客觀反映全國地表水環境質量狀況及其變化趨勢,經過多年的研究和總結[9-14],環境保護部于2011年了《關于印發<地表水環境質量評價辦法(試行)>的通知》(環辦[2011]22號),統一規定了地表水環境質量的評價方法,并要求按照此方法編制各類環境質量報告,使得不同時段、不同地區的地表水環境質量具有可比性。然而,在近年的運用中,一些問題也隨之浮現[15]。今針對在日常工作中采用《地表水環境質量評價辦法(試行)》(以下簡稱《辦法》)編制評價報告時發現的問題,提出相關的改進建議。

1存在的問題

1.1評價結果不能反映某些地區的特征污染情況

根據《辦法》,地表水水質評價指標為《地表水環境質量標準》(GB3838—2002)(以下簡稱《標準》)[16]表1中除水溫、總氮和糞大腸菌群以外的21項指標,即pH值、溶解氧、化學需氧量、五日生化需氧量、高錳酸鹽指數、氨氮、總磷、石油類、揮發酚、氟化物、氰化物、硫化物、銅、鋅、鎘、鉻(六價)、鉛、汞、硒、砷和陰離子表面活性劑。根據《辦法》中計算斷面超標率的方法,采用2012—2015年國家地表水環境質量監測網的監測數據年均值,統計主要污染指標的超標率。統計結果表明,近年來地表水國控網的主要污染指標均為化學需氧量、總磷、五日生化需氧量、高錳酸鹽指數和氨氮(超標率>10%),包含在以上21項評價指標之內。然而,在“十二五”國控網涉及范圍之外的某些地區還存在著不同于以上評價指標的特征污染物,而且隨著“十三五”國家地表水環境質量監測網的擴展,新增的地表水質監測斷面也可能存在不同于以上評價指標的特征污染物。在某些礦產資源豐富的地區,有冶煉廠或選礦場等,難免對下游水體造成污染,形成該地區水體的特征污染物。如北江某斷面常見銻超標現象,原因是上游有銻礦,且發生過污染事故,而指標銻并不在《辦法》目前規定的評價指標之列。

1.2水質狀況定性評價有時存在矛盾

根據《辦法》,斷面和河流、流域(水系)在作水質狀況定性評價時,分別按照水質類別和水質類別比例評價分級,其分級標準對比見表1。按照水質類別評價,當斷面為Ⅰ~Ⅱ類水質時,定性評價分級為優;當斷面為Ⅲ類水質時,定性評價分級為良好。按照水質類別比例評價,當河流、流域(水系)的斷面總數在5個以上(含5個)時,Ⅰ~Ⅲ類水質斷面比例≥90%,定性評價分級為優;Ⅰ~Ⅲ類水質斷面比例在75%~90%之間,定性評價分級為良好。而在實際運用中,這2種判定方法有時會產生矛盾。如南水北調東線某段河流有6個監測斷面,某月6個斷面的水質類別均為Ⅲ類,按照評價方法,該河流Ⅰ~Ⅲ類水質斷面比例為,定性評價分級為優。然而實際情況是該河流整體水質為Ⅲ類,定性評價分級應為良好,只有水體為Ⅰ或Ⅱ類水質時,定性評價分級才為優。如此產生了矛盾,且評價結果與公眾的實際感受不符。此外,按照水質類別評價,當斷面為Ⅳ類水質時,定性評價分級為輕度污染;當斷面為Ⅴ類水質時,定性評價分級為中度污染。按照水質類別比例評價,當河流、流域(水系)的斷面總數在5個以上(含5個)時,Ⅰ~Ⅲ類水質斷面比例<75%且劣Ⅴ類水質斷面比例<20%,定性評價分級為輕度污染;Ⅰ~Ⅲ類水質斷面比例<75%且劣Ⅴ類水質斷面比例<40%,定性評價分級為中度污染。而在實際運用中,這2種判定方法有時也會產生矛盾。如某段河流有6個監測斷面,某月6個斷面的水質類別均為Ⅴ類,按照評價方法,該河流Ⅰ~Ⅲ類水質斷面比例為0,且劣Ⅴ類水質斷面比例也為0,定性評價分級為輕度污染。然而實際情況是該河流整體水質為Ⅴ類,定性評價分級應為中度污染,只有水體為Ⅳ類水質時,定性評價分級才為輕度污染。如此也會產生矛盾,且評價結果與公眾的實際感受不符。

1.3水質狀況變化趨勢評價有時存在矛盾

根據《辦法》,對不同時段水質狀況變化趨勢評價有按水質狀況等級變化和按組合類別比例變化2種方法。按水質狀況等級變化評價時,水質狀況等級不變,為無明顯變化;水質狀況等級發生一級變化,為有所變化(好轉或變差);水質狀況等級發生兩級以上(含兩級)變化,為明顯變化(好轉或變差)。按組合類別比例變化評價時,設ΔG為后時段與前時段Ⅰ~Ⅲ類水質百分點之差,ΔD為后時段與前時段劣Ⅴ類水質百分點之差。當ΔG-ΔD>0時,水質變好;當ΔG-ΔD<0時,水質變差。當│ΔG-ΔD│≤10時,為無明顯變化;當10<│ΔG-ΔD│≤20時,為有所變化(好轉或變差);當│ΔG-ΔD│>20時,為明顯變化(好轉或變差)。由于這2種評價方法沒有給出適用條件或判斷優先級別,所以在實際運用時會產生矛盾。如某河流2個月監測值的評價結果1月為輕度污染,2月為中度污染,而│ΔG-ΔD│≤10。2月與1月相比,按水質狀況等級變化評價,應判定為有所變差;而按組合類別比例變化評價,應為無明顯變化,評價結果產生了矛盾。

1.4數據修約方式不明確

根據《辦法》,當周、旬、月有多次監測數據時,采用算術平均值評價;季度評價采用2次以上(含2次)監測數據的算術平均值;全國地表水環境質量年度評價采用每年12次監測數據的算術平均值。對于河流、流域(水系)水質評價,當斷面總數少于5個時,要先計算所有斷面各評價指標質量濃度的算術平均值。對于湖泊、水庫水質評價,當1個湖泊、水庫有多個監測點位時,要先計算多個點位各評價指標質量濃度的算術平均值;多次監測結果的水質評價要先按時間序列,計算各個點位各評價指標質量濃度的算術平均值,再按空間序列,計算所有點位各評價指標質量濃度的算術平均值。由此可見,評價指標質量濃度算術平均值的計算是水質評價中的重要步驟。而在多次算術平均值的計算過程中,采用全數值評價還是采用修約值評價往往會改變水體水質類別的判定結果。如某斷面高錳酸鹽指數計算出的平均質量濃度為6.05mg/L,直接采用計算值評價為Ⅳ類水質;采用修約值保留1位小數,根據《數值修約規則與極限數值的表示和判定》(GB/T8170—2008)[17],修約為6.0mg/L,評價為Ⅲ類水質;若與《標準》一致,修約值取整數,則修約為6mg/L,評價也為Ⅲ類水質。因此,對于平均值的計算,應有數據修約方式的明確說明,而目前《辦法》中缺少與此相關的規定。此外,根據《辦法》,在對河流、流域(水系)水質評價,以及按照組合類別比例變化判斷水質變化趨勢時,均需要計算各類水質類別的百分比。在計算過程中,有時會出現所有類別加和比例不等于的情況。因此,需要對水質類別百分比計算數值的修約方式作明確規定,而目前《辦法》中缺少與此相關的說明。

1.5水質類別不同而標準限值相同的指標評價方法不明確

水質類別的評價依據是《標準》中表1各類水質對應的標準限值,而在其基本項目標準限值表中卻存在著水質類別不同而標準限值相同的指標,見表2。相同的監測值可以評價為不同的水質類別,如此造成了評價標準的不一致。

1.6檢出限以下測值的評價方法不明確

在實際地表水樣監測中,有些水體水質優良,某些監測項目的測定值可能低于檢出限,在數據上報時,直接報送檢出限值并在其后標注“L”。對于同一個監測項目,不同的實驗室會采用不同的分析方法,而不同的方法有不同的檢出限,某些方法的檢出限甚至高于《標準》中Ⅰ類水限值。如《標準》中銅的分析方法(2,9-二甲基-1,10-菲啰啉分光光度法)低檢出限為0.06mg/L,而銅Ⅰ類水質限值為0.01mg/L。若直接用檢出限代表該項目的實際測值,則評價為Ⅱ類水質,若用1/6檢出限值則評價為Ⅰ類水質。因此,不同的處理方式會產生差別。另外,在評價不同斷面的綜合水質狀況時需要計算平均值。同一指標不同的檢出限值作算術平均該如何取值,在《辦法》中也沒有明確規定,而不同的處理方式會導致不同的評價結果。

2建議

(1)增加地區特征污染物污染情況說明。由于某些地區存在21項評價指標之外的特征污染物,而《辦法》只是針對地表水環境質量評價而非飲用水源地,目前對于特征污染物沒有相應的評價標準,無法定類評價。因此,建議在評價地表水環境質量時增加特征污染物污染情況說明,待《標準》修訂后再增加相應的特征污染評價指標。

(2)補充水質狀況定性評價特殊情況說明。除了《辦法》規定的評價方法外,建議補充說明河流、流域(水系)水質定性評價中斷面總數超過5個(含5個),且每個斷面均為Ⅲ類或Ⅴ類水質時,水質狀況定性評價結果分別為良好和中度污染,使評價結果與公眾的實際感受一致。

(3)補充水質狀況變化趨勢評價方法的判斷優先級別。在評價不同時段的水質變化趨勢時,若按水質狀況等級變化和按組合類別比例變化2種方法的評價結果一致,則可采用任何一種方法評價;若評價結果不一致,則以變化大的為趨勢評價的結果。如2種方法的評價結果分別為無明顯變化和有所變化,采用的評價結果為有所變化。

(4)明確數據修約方式。根據相關標準[17],若規定采用修約值比較法,則應在標準或文件中說明。當測試或計算精度允許時,應先將獲得的數值按指定的修約位數多1位或幾位報出,再按照修約規則修約至規定的位數。因此,建議在《辦法》中明確每個評價指標原始上報數據和均值過程計算數據需保留的小數位數,過程數據好比《標準》中的限值至少多1位,評價數據則保留同樣的小數位數。對于水質類別百分比的修約,建議遵循以下規則:四舍五入時,更為接近取舍數字的優先增減0.1%;比例相同的類別原則上不增減0.1%;當出現均有相同比例時,優先在Ⅳ類或Ⅴ類水質上增減0.1%,若無Ⅳ類或Ⅴ類水質,則在Ⅰ~Ⅲ類中較差的水質類別上增減0.1%。

(5)明確水質類別不同而標準限值相同的指標評價方法。對于《標準》表1中此類指標,建議評價結果采用水質類別。

(6)明確檢出限以下測值的評價方法。由于每個評價項目都有不同的分析方法,同一種分析方法又有不同的檢測儀器,檢出限也會有所不同。因此,建議針對檢出限以下測值,在單獨評價或參與平均值計算時統一采用1/2檢出限值。

作者:嵇曉燕 劉雷 陳亞男 解鑫 劉允 白雪 單位:中國環境監測總站 江蘇省環境監測中心

環境質量評價論文:改進的AHP在黃河三角洲濕地生態環境質量評價中的應用

摘要:基于層次分析法的基本原理,構建黃河三角洲濕地生態環境質量評價的指標體系,運用改進的ahp確定各個評價指標的權重,從而確定影響黃河三角洲濕地生態環境的重要因素、次要因素及一般因素。結果表明:在黃河三角洲濕地生態環境質量評價中,相關部門在三角洲的洪水調節功能這方面,重視程度相對較高,而在氣候調節功能方面,卻沒有引起足夠的重視,這些都為黃河三角洲濕地景觀規劃、管理和保護提供一定參考依據。

關鍵詞:黃河三角洲;改進的ahp;生態環境質量評價

濕地生態系統是陸地與水域之間水陸相互作用形成的特殊的自然綜合體,被譽為“自然之腎”。人類對濕地的關注和研究隨著20世紀50、60年代全球環境退化、濕地喪失及由此引發的生態環境問題日益突出而開始。目前,濕地的保護與持續利用已成為當今國際社會關注的熱點。由于歷史原因和認識偏差,中國在過去較長時間過分強調對濕地資源的開發和利用,而忽視了對其的保護。隨著科學發展觀的不斷深入人心,人們日益認識到保護濕地生態環境的重要性。?

傳統的層次分析法(簡稱ahp)[8]是對一些較為復雜、較為模糊的問題做出判定的簡易方法,特別適用于那些難于定量分析的問題,為解決多目標決策問題提供了很大的方便,目前已在世界各國得到迅速普及和發展,并在社會、經濟、軍事、管理中得到了廣泛應用。例如,戴新等[1]利用傳統的ahp對黃河三角洲濕地生態環境質量進行評價,使得難以定量化的濕地生態質量指標定量化,為黃河三角洲濕地景觀規劃、管理和保護提供決策依據。然而,傳統的ahp方法在分析和處理問題的時候,也存在許多不足之處。傳統的ahp中的判斷矩陣一般不滿足一致性,此時說明決策者對被比較的元素所賦的值,有些是不的[2]。石建等[3]指出,t.l.saaty等人提出的層次分析法采用“1-9”標度構造成比較矩陣,其一致性效果不理想。傳統的ahp沒有充分利用已有定量信息,認為傳統的ahp是研究專門的定性指標問題,對于既有定性指標也有定量指標的問題討論得不夠[4]。傳統的ahp提出對判斷矩陣的一致性討論得較多,而對判斷矩陣的合理性考慮得不夠,這是因為對標度專家的數量和質量重視不夠[5-6]。基于此,本文以黃河三角洲濕地生態系統為例,將傳統的ahp方法中由“1-9”標度,改進為ahp層次分析法的“9/9-9/1”的新標度,構造成比較判斷矩陣,對黃河三角洲濕地的生態環境質量進行進一步的評價,以得到更加科學、的結果,并將所得結果與戴新等[1]的評價結果進行對比。

1 黃河三角洲濕地生態系統簡介?

黃河三角洲是我國三大三角洲之一,地理位置位于東經118°07′-119°18′,北緯36°55′-38°12′之間,處于山東半島和遼東半島環抱的渤海灣南岸中心地帶,處于京津唐經濟區與山東半島經濟區的結合部,同時又是環渤海經濟區與沿黃經濟帶的交匯點。三角洲屬暖溫帶半濕潤大陸性季風氣候區,海岸線全長約590 km,濕地總面積約4 150 km?2,是全國較大的三角洲,也是我國溫帶最廣闊、最完整、最年輕的濕地,是國際重要濕地之一。黃河三角洲各類濕地面積如表1所示[7]。

由于人類活動的影響,包括油田開采和石油加工業等所產生的工業廢氣,給其帶來很多負面影響。例如黃河三角洲9條入海河流的河口水質均受到污染。潮河、挑河、溢洪河、廣利河、神仙溝等河口污染嚴重,致使魚、蝦、貝類數量減少,鳥類失去了良好的生存環境和食物條件。淺海、灘涂水質均受到了石油類污染,影響了淺海灘涂生物的多樣性。因而,對黃河三角洲濕地的生態環境質量進行綜合分析,維護該區域內生態平衡、保護生物多樣性已經刻不容緩。

2 改進的層次分析法(ahp)的基本原理?

最初由美國運籌學家t.l.saaty教授于20世紀70年代初提出,它是將半定性、半定量問題轉化為定量問題的有效途徑,將各種因素層次化,并逐層比較多種關聯因素,為分析和預測事物的發展提供可定量依據。

2.1 層次分析法的標度改進?

傳統的ahp在應用中還存在一定的問題,如使用“1-9”的原始標度率會降低;各層次之間聯系設立混亂;數據處理過程繁瑣等;這些問題需要在今后的工作中進一步完善。本文對傳統的“1-9”標度進行了優化改進,采用新的標度“9/9-9/1”,詳見表2。

2.2 改進的ahp在黃河三角洲濕地生態環境質量評價中的應用

2.2.1 明確問題并建立層次模型?

為便于成果引用和結果比較,參照文獻[1],本文選取的評價指標也依據黃河三角洲濕地生態環境結構、特征、社會發展現狀和規劃,篩選出形成和影響生態環境質量的3類,共計13個主要特征因子,如圖1所示。總目標層a,在濕地生態環境質量指標體系建立的總目標就是黃河三角洲濕地ahp綜合評價;要素層b,根據濕地生態功能及濕地影響因素從濕地生態環境、濕地功能、濕地環境質量指標3個方面分析,用這幾個方面特性的非線性相加來反映總目標的價值;指標層c,具體反映要素層的多項指標,根據黃河三角洲濕地生態系統與生態過程所形成及所維持的人類賴以生存的自然環境條件與效用。

在上表中取b?13=9/5,其含義表示在黃河三角洲生態環境質量評價中濕地生態環境指標相對于濕地環境質量指標而言,屬于稍微重要;b?31=5/9表示濕地環境質量指標相對于濕地生態環境指標,屬于較不重要。依據文獻[8]的相關公式計算,求得較大特征值λ?max=3.000 8,一致性檢驗系數cr=0?000 7,cr<0.1,建立判斷矩陣具有令人滿意的一致性。按照上述方法,以此類推可得要素層對指標層的較大特征值、歸一化特征向量,并對特征矩陣進行一致性分析,結果均滿足要求。要素層對于相應各評價層的計算結果,見表4。

2.2.3 層次總排序?

利用上面層次單排序的結果,綜合得出本層次各因素對更上一層的優劣,最終得到指標層對總目標層的優劣順序。對求出的各間接判斷矩陣的向量進行權重計算,并進行排序得出表5。根據文獻[8]計算公式所得,層次總排序隨機一致性比例cr=0.0050,cr<0.1,層次總排 根據歸一化后各指標權重值排序結果,可以把13個指標劃分為重要指標(≥0.12)、次要指標(0.07~0.12)和一般指標(≤0.07)3類,結果見圖2。

2.2.4 結果分析?

從黃河三角洲濕地生態環境質量評價因子指標劃分圖可以看出13項評價因子中,指標 c1、c6為重要指標;指標c3、c5、c10、c12、c13為次要指標,共計5項指標;c2、c4、c7、c8、c9、c11為一般指標,共計6項指標。

3 結論?

經分析,得到以下初步結論:重要指標c6(權重極大值)與一般指標中權重低的指標c7(權重極小值)二者之間的權重相差比較懸殊,差值達到0.1225。說明在黃河三角洲濕地生態環境質量評價中,相關部門在三角洲的洪水調節功能(指標c6)這方面,重視程度相對較高,投入力度也比較大;然而,在氣候調節功能(指標c7)方面,卻沒有引起足夠的重視。此外,顯示結果中,一般指標里面的其他幾個指標的權重也相對較小,都應當引起相關部門的注意和警惕。

環境質量評價論文:旅游環境質量評價系統建構

近年來,隨著人民物質生活水平的極大提高和社會經濟條件的不斷改善,人們對景區旅游環境的要求也隨之增加。與之形成對比的是,目前多數的旅游景區旅游環境管理相對滯后,特別是在一些熱門的景區,由于旅游人數的激增所導致的旅游環境明顯惡化,已引起旅游者的嚴重不滿,對旅游行業的可持續健康發展產生了不良影響。因此,建立一套指標體系對旅游環境質量進行、有效、有針對性的評價是旅游環境研究中要解決的問題?;诖?,筆者嘗試以珠海市赤花山森林公園為對象,運用層次分析法(AHP)和Delphi法,采用多層次模糊綜合評價方法建立旅游環境質量綜合評價模型,對其旅游環境進行定性定量分析,從而為景區的旅游環境管理提供有效的決策方法。 1研究區域概況 赤花山森林公園位于廣東省珠海市唐家灣鎮,公園總面積為264.87hm2,森林覆蓋率為95%,植被類型為南亞熱帶常綠闊葉林群落,樹木種類繁多,景觀獨特,其濃郁的“赤花八景”為發展生態建設和生態旅游提供了良好的條件。 2構建評價指標體系的原則 為了使所建立的評價指標體系能夠綜合反映森林公園旅游環境質量的各個方面,在進行評價指標體系構建過程中就需要遵循一定的基本原則。從一般意義上講,選取指標構建旅游環境質量評價體系時必須注意以下基本原則[1]:1)科學性原則指標體系建立在科學的基礎上,指標概念要明確。要充分運用森林生態學、旅游學和可持續發展等相關理論知識,并且應有一定科學的內涵,能夠反映出旅游環境質量評價的內容。2)系統性原則旅游環境質量評價指標體系采用的指標盡可能完整齊全,指標體系要能真實地反映出旅游資源各個方面的基本特征,以及旅游資源綜合評價的內涵。3)代表性原則旅游資源涵蓋范圍較廣,在充分考慮各類旅游資源的特征及其時空分布尺度的前提下,選取既能反映不同種類生態旅游資源共性而又具有代表性的因子,從而構建具普適性的評價指標體系。4)定性與定量相結合的原則評價指標體系應盡可能量化,但對于一些意義重大卻又難以量化的指標,也可用定性指標來描述。5)可比性原則可比性要求評價結果可以在時間和空間上進行比較。從時間上反映旅游資源系統的發展變化過程,從空間上反映同一時間不同種類旅游資源的空間差異。6)可操作性原則可操作性要求在盡可能簡單的前提下,挑選指標容易獲取、計算方便,并能夠很好地反映旅游資源實際情況的指標構建體系。 3評價指標體系的構建 旅游環境質量評價指標體系的建立是旅游環境質量評價的基礎。在指標體系構建的過程中,應綜合考慮各方面、各層次的因素。因此,筆者根據珠海市赤花山森林公園的特點,以及對森林公園旅游環境質量產生影響的相關因素,同時參考有關文獻,通過比較分析,采用多層次模糊綜合評判方法來建立旅游環境質量評價模型[2]。 3.1旅游環境質量評價方法 運用Delphi法,通過問卷調查的方式,征詢森林生態學、旅游學等專家學者的意見和建議,建立旅游環境質量評價體系(圖1),共分為2個層次:一級因素有5個因子,包括旅游景觀環境、旅游自然生態環境、旅游服務環境、旅游社會文化環境、旅游信息環境;二級因素有27個因子,其中一級因素中旅游景觀環境又細分為景觀景點布局的合理性、景點特色與個性的體現性等4個方面;旅游自然生態環境細分為大氣環境質量、水體環境質量(飲用水、娛樂用水)、環境清潔度等7個方面;旅游服務環境又細分為游覽設施的安全性、交通環境質量、旅游服務的效率和態度等7個方面;旅游社會文化環境細分為社會治安的安全性、旅游法規、居民文化素質等5個方面;旅游信息環境細分為旅游信息網絡建設程度、宣傳促銷力度等4個方面。 3.2評價模型的建立 評價指標權重的確定,采用層次分析法(AHP)通過森林生態學、旅游學的專家學者給出各個指標的相對重要性并對評價因子進行打分,即可通過構建判斷矩陣來確定各評價指標的權重,實現定性指標定量化。矩陣由每一對指標的相對重要性比值構成,對于從屬于(或影響)上一層每個因素的同一層諸因素,采用1-9標度方法,評分標度說明見表1所示。在層次分析法(AHP)中,判斷矩陣特征值與特征向量的求法有幾何平均法和規范列幾何法。這2種計算方法簡便易行,計算量小,屬于近似計算,適用于精度要求不高的場合。為了提高精度,需要采用冪法計算,但由于該計算復雜,涉及迭代重復運算,需要利用統計分析軟件DPS強大的計算能力,通過軟件編程計算出判斷矩陣的較大特征值和特征向量。計算步驟如下。根據以上原理和方法,對珠海市赤花山森林公園的旅游景觀環境、旅游自然生態環境、旅游服務環境、旅游社會文化環境及旅游信息環境分別進行排序計算和一致性檢驗。檢驗結果表明,各單項指標和對綜合指標的總排序具有一致性。每層指標權重的計算結果及專家對各項指標打分均值Xj如表3所示。每層指標的權重按下列公式計算[3]:Wj=Pi×Cj式中:Wj為第j個指標在指標體系中的權重;Pi為第i個子系統的權重;Cj為指標在子系統內的權重;i、j分別為森林公園旅游環境質量評價指標體系中子系統數及其指標項。 3.3綜合評價結果 對旅游環境質量根據人們的旅游發展需要與環境系統狀態之間存在的客觀關系進行評定。通過計算旅游環境質量評價指標體系的27個指標得分值及其權重值的乘積,將其累加值定義為旅游環境質量綜合指數。根據旅游環境質量綜合指數來衡量旅游開發經營和旅游活動適應性和滿足的優劣程度[4]。采用下列公式計算旅游環境質量等級[5]。根據旅游環境質量綜合指數大小,將森林公園旅游環境質量劃分為5個等級:Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ,分別表示很高、較高、一般、較低、很低5個等級(表2)。由于定性、定量指標的計算方法及考核目標不同,具體評分時,分級標準也有所不同。對易于定量的指標,可用相關資料中的數據或實際觀測值與理想值或本底值進行對比,確定其旅游環境質量等級。對受主觀性影響較強的指標,如景觀特色與個性的體現性、旅游法規及交通環境質量,采取專家評分法確定其等級。評價結果見表3所示。#p#分頁標題#e# 4結論 1)運用層次分析法、多層次模糊綜合評判法,構建綜合評價指標及模型。其目標層中,從大到小的排序為B2(0.4401)、B1(0.2801)、B4(0.1423)、B3(0.0862)、B5(0.0513),旅游自然生態環境的權重值B2(0.4401)較大,旅游信息環境的權重值B5(0.0513)最小,說明赤花山森林公園在自然生態環境良好,社會文化環境優越的情況下,旅游信息環境缺乏相應的營銷與宣傳。 2)通過對珠海市赤花山森林公園旅游環境質量的分析可看出,層次分析法是一種簡單直觀,行之有效的評價旅游環境質量的方法,實現了定性與定量的結合。其評價結果一目了然,且減少了評價中的主觀隨意性,為、系統、地評價旅游環境質量提供了有利的幫助。綜合評價結果表明:珠海市赤花山森林公園旅游環境質量綜合得分為6.076,旅游環境質量處于較高水平。但是多數的旅游資源環境仍停留在意向階段,這就對組織經營管理單位提出了較高的要求,如果能夠積極改善薄弱環節,提升森林公園旅游環境的質量,加強對旅游區的建設,就會進而促進珠海市旅游業的持續、健康、快速發展。 5建議 經分析可知,赤花山森林公園旅游環境質量總體上是較為優越的,旅游社會文化、服務環境質量也在不斷提高。然而,隨著日后旅游人數的不斷增長,對森林公園的開發建設等影響,森林公園的生態環境質量勢必會有所下降。所以,應加大對旅游環境營造和改善的投入力量,尤其是對自然生態環境的保護和修復。目前可從以下3個方面進行治理: 1)強化生態管理,確保景區生態環境的可持續赤花山森林公園應當借鑒國內外相關森林公園成熟的管理經驗模式,對重點生態脆弱區進行隔離保護,針對具體地段因地制宜地封鎖線路,對各線路的生態負荷進行合理調配。同時,根據物種多樣性的要求,對具體地段植物的季相和葉相的變化應引起高度重視。春季萌芽期,植物的生長是非常脆弱的,應采取分期分片的撫育措施。 2)強化旅游環境管理體系的標準化森林公園內部的建設開發要堅決按照環境管理體系的要求標準實施,使景區在衛生、景區環境設施等方面做到標準化和規范化。大力推廣清潔生產,如在景區范圍內禁止使用非清潔能源,使用電、天然氣等清潔能源[6]。 3)科學合理調控游客規模,提升旅游人群觀賞質量對旅游景區游客時間和空間上的分布不均問題,在時間上應適當在旅游高峰期對游客進行系統性的疏導和指示,在空間上應豐富弱載景點的旅游內容和項目,以充分、有效地利用景區的環境容量,從而達到的生態環境容量。

環境質量評價論文:白水河流域生態環境質量評價

有學者運用《生態環境狀況評價技術規范(試行)》(HJ/T192-2006)[4]標準中的生態環境狀況評價指標體系和計算方法對小流域的生態環境質量進行評價研究.如:鄭淑娟等利用評價指標體系對閩江流域生態環境質量評價進行了評價[11];仙巍等利用遙感及評價指標體系,得出岷江上游2005年生態環境質量較好,生態環境質量分級達到了優,岷江上游茂縣2005年生態環境質量略微好于2000年,其余4個縣生態環境質量在此期間無明顯變化[12];張建龍等構建了瑪蚋斯河流域生態環境質量評價指標體系,得出30年該流域生態環境由較差狀態轉化為一般狀態,生態環境質量在向良性循環方向發展;龔文峰利用評價指標體系對松花江流域生態環境進行了評價,對區域土地生態環境的保護和改善具有積極意義[13].本文采用遙感的方法,結合技術規范的評價指標體系和計算方法等要求,對白水河流域的生態環境質量進行評價,分析了該流域目前存在的主要生態問題交提出了相應的對策措施.

研究區自然概況

白水河是洞庭湖水系沅江下游左岸的一級支流酉水河的上游,發源于湖北省宣恩縣椿木營鄉的火燒堡,分水嶺高程2014.5m.有觀音坪、沙坪、竹園和小河口水電站規劃梯級位于白水河干流的上游.流域的地勢為東北高、西南低,白水河自東北流向西南,全長89.9km.氣候屬亞熱帶濕潤季風氣候區,氣候溫和,雨量豐沛,且雨熱同期.由于地形地貌的差異和海拔高度的變化,又呈復雜多變的山地氣候.海拔越高,降水量越大,年平均氣溫越低.流域評價范圍內植物種類豐富,是湖北省植物區系較豐富的地區之一.植被類型屬湖北南部中亞熱帶常綠闊葉林地帶,鄂西南山地植被區,武陵山山原植被小區.其中海拔560~1500m區域地處常綠落葉、闊葉混交林地帶和常綠闊葉林帶;海拔560~700m主要自然植物為灌叢和灌草叢,此外還有分布一定面積的農田、經濟果木林等,原生植被較少;海拔700~1200m主要自然植被為落葉闊葉灌叢.常綠闊葉林在本帶內低山、封閉溝谷有零星、小塊狀殘存分布;海拔1200m~1500m隨著海拔的升高,氣溫下降,濕度增大,落葉樹種的比例逐漸增大,同時杉木林、馬尾松林等針葉林所占比例也較大.

研究資料及方法

研究資料本文所用數據來源于衛星遙感圖片,使用了2011年8月Landsat5-TM影像,精度為30m;評價體系中以縣為評價單位的二氧化硫年排放量、COD排放量、固體廢物年排放量源于2011年恩施州環境統計公報,其他數據來源于2011年宣恩縣統計年鑒.

研究方法本文采用ERDASImagine9.1軟件對衛星遙感圖片進行遙感處理分析,通過非監督分類法,并結合實地考察測得的地面GPS樣點數據和等高線、坡度、坡向等相關信息,對衛片(2011年8月)進行解譯,產生植被初圖,在植被圖的基礎上,進一步合并有關土地類型,得到土地利用類型圖.從而完成數字化的土地利用類型圖和景觀格局圖,進行景觀質量和生態環境質量評價.依據《生態環境狀況評價技術規范(試行)》[4](HJ/T192-2006)的評價指標篩選原則,本文選取生物豐度指數、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個指標分析流域內生物、植被、水資源、土地以及環境污染等情況,通過賦予各指標不同的權重,計算區域生態環境狀況指數,綜合區域總體生態環境質量.

生物豐度指數生物豐度指數是指通過單位面積上不同生態系統類型在生物物種數量上的差異,間接地反映被評價區域內生物豐度的豐貧程度[4].生物豐度指數的計算公式[4]為:生物豐度指數=Abio×(0.35×林地面積+0.21×草地面積+0.28×水域濕地面積+0.11×耕地面積+0.04×建設用地面積+0.01×未利用地面積)/區域面積.式中,Abio為生物豐度指數的歸一化系數,此處采用全國生物豐度指數歸一化系數Abio=400.62代入公式進行計算.

植被覆蓋指數植被覆蓋指數指被評價區域內林地、草地、農田、建設用地和未利用地5種類型的面積占被評價區域面積的比重,用于反映被評價區域植被覆蓋的程度[4].植被覆蓋指數計算公式[4]為:植被覆蓋指數=Aveg×(0.38×林地面積+0.34×草地面積+0.19×耕地面積+0.07×建設用地+0.02×未利用地)/區域面積.式中,Aveg為植被覆蓋指數的歸一化系數.此處采用全國植被覆蓋指數歸一化系數Aveg=355.24.

水網密度指數水網密度指數是指被評價區域內河流總長度、水域面積和水資源量占被評價區域面積的比重,用于反映被評價區域水的豐富程度[4].水網密度指數的計算公式[4]為:水網密度指數=Ariv×河流長度/區域面積+Alak×(湖庫)近海面積/區域面積+Ares×水資源量/區域面積.式中,Ariv為河流長度的歸一化系數.此處采用全國河流長度歸一化系數Ariv=46.43.式中,Alak為湖庫面積的歸一化系數,此處采用全國水資源量歸一化系數Alak=17.88.式中,Ares為水資源量的歸一化系數,此處采用全國水資源量歸一化系數Ares=61.42.

土壤退化指數土壤退化指數是指被評價區域內風蝕、水蝕、重力侵蝕、凍融侵蝕和工程侵蝕的面積占被評價區域面積的比重,用于反映被評價區域內土地退化程度[4].土壤退化指數的計算公式[4]為:土地退化指數=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)/區域面積.式中,Aero為土地退化指數的歸一化系數,此處采用全國土地退化指數歸一化系數Aero=146.33.

環境質量指數環境質量指數是指被評價區域內受納污染物負荷,用于反映評價區域所承受的環境污染壓力[4].環境質量指數的計算公式[4]為:環境質量指數=0.4×(100-ASO2×SO2年排放量/區域面積)+0.4×(100-ACOD×COD年排放量/區域年均降雨量)+0.2×(100-Asol×固體廢物年排放量/區域面積).式中,ASO2為SO2的歸一化系數,此處采用全國SO2的歸一化系數0.06;式中,ACOD為COD的歸一化系數,此處采用全國COD的歸一化系數0.33;式中,Asol為固體廢物的歸一化系數,此處采用全國固體廢物的歸一化系數0.07.

生態環境狀況指數(EcologicalIndex,EI)生態環境指數是指反映被評價區域生態環境質量狀況的一系列指數的綜合.生態環境指數的計算公式[4]為:EI=0.25×生物豐度指數+0.2×植被覆蓋指數+0.2×水網密度指數土0.2×(100-土地退化指數)+0.15×環境質量指數.

數據計算

土地利用類型面積2011年10月筆者制定了詳細的野外考察計劃,通過GPS定位,對各種土地類型進行定位.通過衛片解譯得出評價區內有林地、水域濕地、耕地、建筑用地、未利用地5種土地利用類型,下分13種結構類型。

計算結果生物豐度指數=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植被覆蓋指數的權重及計算方法3.3.2計算結果植被覆蓋指數=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.

水網密度指數計算方法水網密度指數=46.43×153.29/253.63+17.88×1.57/253.63+61.42×173.35/253.63=70.15.

環境狀況指數(EI)計算方法

EI計算結果EI=0.25×60.04+0.2×57.58+0.2×70.15+0.2×(100-24.14)+0.15×99.76=70.69.根據EI的計算結果,評價范圍內的EI為70.69.在生態環境狀況分級為良,植被覆蓋度較高,生物多樣性水平較豐富,基本適合人類生存.

主要生態問題及措施

白水河流域所在的宣恩縣,于2000年10月正式啟動實施天然林資源保護工程,工程實施以來,全縣新增有林地面積287km2,凈增森林活立木蓄積189萬m3.且2012年宣恩縣被確定為第二批全國綠色能源示范縣以來,通過收集全縣農業廢棄物、剩余物數據,制定各項規劃擬解決排放物污染環境等問題.根據計算,白水河流域生態環境質量良好,生物多樣性較為豐富,生態系統較穩定,但也存在一定的生態問題.影響白水河流域生態環境質量的主要生態因素主要有人為干擾較大、土地墾殖過度、水污染加重、水土流失加劇等.農村污染是流域總氮、總磷負荷的主要來源之一.隨著工業和交通航運的日益發達,各類潛在污染源、危險源也逐漸增多;此外,山地資源的不合理開發利用,森林砍伐,土地墾殖過渡,森林覆蓋率低帶來的生態問題會導致水土流失加?。虼?,應在流域范圍內繼續加強林業生態工程建設、控制農業面源污染源,加之區域內不斷實行天保林、退耕還林等工程,會使得流域范圍內的林地面積增加,且林地的生物豐度指數權重高于耕地和水域的權重,因此這些因素可能會使流域生態環境質量狀況向更好的方向變化.

作者:李妮婭唐瑤楊麗肖志豪陳征李紅濤胡明玉單位:華中師范大學生命科學學院武漢市伊美凈科技發展有限公司