昌吉州生態(tài)環(huán)境質(zhì)量評價研究

馬木合·曼散, 孜比布拉·司馬義，2*

(1.新疆大學(xué)資源與環(huán)境科學(xué)學(xué)院，新疆烏魯木齊 830046;2.新疆大學(xué)綠洲生態(tài)教育部重點實驗室，新疆烏魯木齊 830046)

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昌吉州生態(tài)環(huán)境質(zhì)量評價研究

馬木合·曼散1, 孜比布拉·司馬義1，2*

(1.新疆大學(xué)資源與環(huán)境科學(xué)學(xué)院，新疆烏魯木齊 830046;2.新疆大學(xué)綠洲生態(tài)教育部重點實驗室，新疆烏魯木齊 830046)

以2001～2012年生態(tài)環(huán)境時間序列數(shù)據(jù)為數(shù)據(jù)源，建立了昌吉州生態(tài)環(huán)境質(zhì)量綜合評價指標(biāo)體系，應(yīng)用熵值法確定各生態(tài)因子的權(quán)重，給出影響因子的重要性排序，得到生態(tài)環(huán)境質(zhì)量綜合指數(shù)，最終對昌吉州生態(tài)環(huán)境質(zhì)量進行了評價。研究表明，昌吉州生態(tài)環(huán)境質(zhì)量呈現(xiàn)上升趨勢。以生態(tài)環(huán)境綜合指數(shù)評價來看，生態(tài)綜合指標(biāo)數(shù)由2001年的0.013 7增長至2009年的0.475 8，該期間生態(tài)環(huán)境質(zhì)量處于較差狀態(tài)。從2010年開始環(huán)境狀況逐年得到改善，2012年生態(tài)綜合指標(biāo)數(shù)為0.940 0，屬良性狀況。生態(tài)綜合指標(biāo)數(shù)的增長說明昌吉州政府重視及采取因地制宜措施逐步改善生態(tài)環(huán)境質(zhì)量，促進區(qū)域生態(tài)環(huán)境的保護,使生態(tài)環(huán)境向好趨勢發(fā)展。

生態(tài)環(huán)境；昌吉州；熵值法；綜合評價

生態(tài)環(huán)境質(zhì)量評價指在具體的時間或空間范圍內(nèi)，環(huán)境的總體或部分環(huán)境要素的組合體對人類生存及社會、經(jīng)濟持續(xù)發(fā)展適宜程度的定量,即根據(jù)合理的指標(biāo)體系、評價標(biāo)準(zhǔn)和運用適當(dāng)?shù)姆椒?，評定某區(qū)域生態(tài)環(huán)境質(zhì)量的優(yōu)劣及其影響關(guān)系[1]。國外有關(guān)生態(tài)環(huán)境質(zhì)量評價研究始于20世紀(jì)60年代中期，70年代開始蓬勃發(fā)展。目前，國外對于生態(tài)環(huán)境評價分不同的等級尺度進行研究[2]。 Reitti等以滲透理論為基礎(chǔ)，提出了一種新型的生態(tài)質(zhì)量評價法，即生態(tài)質(zhì)量安全可否與斑塊的間距、擴散能力、干擾能力等相關(guān)聯(lián)，安全度也是生態(tài)評價中必應(yīng)解決的問題[3]。我國生態(tài)環(huán)境質(zhì)量的評價在20世紀(jì)80年代末至90年代初開始引起人們的重視，對該綜合指標(biāo)體系的研究也應(yīng)運而生，重點先是農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)，其次是城市生態(tài)環(huán)境質(zhì)量評價，進而涉及到區(qū)域環(huán)境區(qū)劃、山區(qū)生態(tài)環(huán)境、土地可持續(xù)利用和省級生態(tài)綜合評價等。葉亞平等根據(jù)不同類別的生態(tài)系統(tǒng)有不同的組分、結(jié)構(gòu)和功能，選用生態(tài)環(huán)境質(zhì)量背景、人類影響程度和人類適宜需求三方面的指標(biāo)對全國30個省份進行生態(tài)環(huán)境質(zhì)量評價，將其分為10個等級，建立了我國省域生態(tài)環(huán)境質(zhì)量評價指標(biāo)體系[4]。賈艷紅等根據(jù)白銀市區(qū)域生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)的實際情況，運用AHP法確定其生態(tài)環(huán)境質(zhì)量評價指標(biāo)體系，并通過對各評價因子進行權(quán)重和分級量化，利用綜合評價模型對白銀市區(qū)域生態(tài)環(huán)境質(zhì)量進行了評價[5]。任廣鑫等通過對生態(tài)環(huán)境質(zhì)量及其評價的內(nèi)涵和國內(nèi)外研究進展的分析和判定，指出江河源區(qū)生態(tài)環(huán)境質(zhì)量評價應(yīng)大量地借助于遙感資料，同時結(jié)合統(tǒng)計資料對區(qū)域自然環(huán)境系統(tǒng)、經(jīng)濟系統(tǒng)和社會系統(tǒng)進行綜合評價[6]。在應(yīng)用研究上，我國基于國內(nèi)外的理論成果展開了廣泛的運用[7-13]。

該研究從昌吉州生態(tài)環(huán)境普遍存在的主要問題中選取評價指標(biāo),并采用綜合指數(shù)法評價區(qū)域生態(tài)環(huán)境質(zhì)量。首先確定選擇評價指標(biāo)的原則,其次確定評價指標(biāo)、評價標(biāo)準(zhǔn)以及評價指標(biāo)的權(quán)重,并根據(jù)評價指標(biāo)的指數(shù)值計算區(qū)域生態(tài)環(huán)境質(zhì)量綜合指數(shù),再根據(jù)區(qū)域生態(tài)環(huán)境質(zhì)量綜合指數(shù)來確定區(qū)域生態(tài)環(huán)境質(zhì)量的狀態(tài)，最后應(yīng)用該研究成果對昌吉州生態(tài)環(huán)境質(zhì)量進行綜合評價。

1 研究區(qū)概況

昌吉回族自治州(簡稱昌吉州，俗稱庭川)地處新疆天山北麓、準(zhǔn)噶爾盆地東南緣，地理位置86°24′～87°37′ E，43°06′～45°20′ N之間。東鄰哈密地區(qū)，西接石河子市，沙灣縣相鄰，南與吐魯番地區(qū)、巴音郭楞蒙古自治州毗連，北與塔城地區(qū)、阿勒泰地區(qū)接壤，東北與蒙古人民共和國交界。昌吉州轄2個縣級市、4個縣、1個自治縣，境內(nèi)有新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團的24個團場?？偯娣e73 660 km2，總?cè)丝?2.8×104人。地勢南高北低，自南向北傾斜。典型的大陸性干燥氣候，具有冬季寒冷、夏季炎熱、晝夜溫差大的特點。南部山區(qū)氣候特征明顯，北部沙漠性氣候特征顯著。年平均氣溫6.8 ℃，極端最高氣溫39 ℃，極端最低氣溫-37.3 ℃。全年無霜期約155 d左右，年均降水200 mm。

2 昌吉州生態(tài)環(huán)境質(zhì)量評價指標(biāo)

2.1 評價指標(biāo)體系的建立在對昌吉州現(xiàn)狀調(diào)查的基礎(chǔ)上，參考國內(nèi)外指標(biāo)體系建立的理論體系，建立了適合干旱區(qū)域的3個層次結(jié)構(gòu)的指標(biāo)體系(表1)。環(huán)境質(zhì)量、經(jīng)濟系統(tǒng)、社會發(fā)展能反映指標(biāo)體系所涵蓋的區(qū)域生態(tài)環(huán)境的各個方面，能體現(xiàn)經(jīng)濟實力對促進和提升生態(tài)環(huán)境的重要作用，同時，亦思慮到社會發(fā)展體系對區(qū)域人居環(huán)境的支撐作用[14]。因此，該評價指標(biāo)體系可以全面地反映區(qū)域生態(tài)環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀和趨勢。該體系各層涵義:目標(biāo)層,即以區(qū)域生態(tài)環(huán)境質(zhì)量作為總目標(biāo)，綜合分析歸納并表征區(qū)域生態(tài)環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢;制約層,制約區(qū)域生態(tài)環(huán)境質(zhì)量水平的主要因素，包括環(huán)境質(zhì)量、經(jīng)濟系統(tǒng)、社會發(fā)展系統(tǒng);指標(biāo)層，由可直接度量的因子組成，如建成區(qū)綠化覆蓋率、人均公園綠地面積、生活污水處理率、工業(yè)固體廢物排放量、工業(yè)固廢綜合利用率、工業(yè)廢水排放達標(biāo)率、煙塵排放量、二氧化硫的總排放量、生產(chǎn)總值、人均國內(nèi)生產(chǎn)總值、第二產(chǎn)業(yè)GDP、第三產(chǎn)業(yè)GDP、工業(yè)總產(chǎn)值、城鎮(zhèn)在崗職工平均工資、全社會固定資產(chǎn)投資總額、進出口總額、人口自然增長率、人均城市道路面積、人均生活用水量、用水普及率、用氣普及率、醫(yī)院床位數(shù)、移動電話用戶數(shù)、普通高等學(xué)校在校人數(shù)24個因子組合成的。

2.2 評價指標(biāo)的選擇表征區(qū)域生態(tài)環(huán)境的指標(biāo)有多種，要在其多種不同層次含義的指標(biāo)中選擇所研究的指標(biāo)是一項系統(tǒng)性的工作。具體對于指標(biāo)的選擇，可運用的方法有頻度統(tǒng)計法、多因子比較法和專家評價法等。頻度統(tǒng)計法，即通過對大量文獻進行閱讀及參考已有相關(guān)評價體系，對各指標(biāo)因子進行頻度統(tǒng)計，選用那些使用頻度高的指標(biāo)； 多因子比較法就是通過對同時可表征同一要素的多項指標(biāo)因子進行比較分析，從中選出更具代表性的指標(biāo)為評價體系所用； 專家評價法是以初步建立的評價體系為基礎(chǔ)，進而咨詢專家的意見和建議，對指標(biāo)體系進行合理調(diào)整，以達到優(yōu)化目的。準(zhǔn)確合理，易操作的指標(biāo)因子是建立良好的區(qū)域環(huán)境質(zhì)量評價指標(biāo)體系的基礎(chǔ)[15]。

2.4 評價指標(biāo)權(quán)重的確定由于各指標(biāo)因子在指標(biāo)體系中起到的作用有所不同，對生態(tài)系統(tǒng)的影響程度是有差別的，為了區(qū)分其對系統(tǒng)影響的差異性，筆者運用熵值法確定各指標(biāo)的權(quán)重[16]。熵值法要根據(jù)客觀環(huán)境的原始信息，通過分析各指標(biāo)之間的關(guān)系程度及各指標(biāo)所提供的信息量來決定指標(biāo)權(quán)重，從而在一定程度上避免了主觀因素帶來的偏差。熵值法確定指標(biāo)權(quán)重的步驟如下：xij表示樣本i的第j個指數(shù)的值(i=1,2,…,n；j=1，2,…,p,其中n和p分別為樣本個數(shù)與指標(biāo)個數(shù))。①對指標(biāo)作比重變換：

②計算指標(biāo)的熵值：

③將熵值標(biāo)準(zhǔn)化：

④計算指標(biāo)的權(quán)重：

根據(jù)以上步驟利用昌吉州2001～2012年的數(shù)據(jù)計算出各指標(biāo)權(quán)重，所得的結(jié)果見表1。

表1 昌吉州生態(tài)環(huán)境質(zhì)量評價指標(biāo)體系

目標(biāo)層制約層指標(biāo)層權(quán)重昌吉州環(huán)境質(zhì)量綜合指標(biāo)環(huán)境質(zhì)量(0．3191)建成區(qū)綠化覆蓋率∥%0．1204人均公園綠地面積∥m20．1209生活污水處理率∥%0．1211工業(yè)廢水排放達標(biāo)率∥%0．1210二氧化硫排放總量∥萬t0．1218煙塵排放量∥萬t0．1270工業(yè)固體廢物排放量∥萬t0．1474工業(yè)固體廢物綜合利用率∥%0．1203經(jīng)濟系統(tǒng)(0．3638)生產(chǎn)總值∥萬元0．1199人均GDP∥萬元0．1201第二產(chǎn)業(yè)GDP∥萬元0．1234第三產(chǎn)業(yè)GDP∥萬元0．1201工業(yè)總產(chǎn)值∥萬元0．1241城鎮(zhèn)在崗職工平均工資∥元0．1173全社會固定資產(chǎn)投資總額∥萬元0．1432進出口總額∥萬元0．1319社會發(fā)展(0．3170)人口自然增長率∥%0．1227人均生活用水量∥L0．1228用水普及率∥%0．1227用燃?xì)馄占奥省?0．1226人均城市道路面積∥m20．1240醫(yī)院床位數(shù)∥萬人0．1245普通高等學(xué)校在校人數(shù)∥人0．1261移動電話用戶數(shù)∥萬部0．1346

3 昌吉州生態(tài)環(huán)境質(zhì)量綜合評價

由圖1可知，2001～2012年昌吉州生態(tài)環(huán)境質(zhì)量綜合指數(shù)呈現(xiàn)上升趨勢(0.013 0～0.940 6)，即2009年生態(tài)環(huán)境質(zhì)量綜合指數(shù)有明顯的變化。2001～2009年生態(tài)環(huán)境綜合指數(shù)屬較低狀況(即生態(tài)環(huán)境質(zhì)量差)，是由于當(dāng)時昌吉州經(jīng)濟實力比較弱的原因，致使投入環(huán)境保護的資金非常有限；同時生產(chǎn)規(guī)模的擴大必然伴隨廢物排放量的增加，工業(yè)廢水排放、工業(yè)固體廢物排放、煙塵排放是影響該區(qū)域環(huán)境空氣質(zhì)量的首要污染物。而該空氣環(huán)境污染類型為工業(yè)污染，破壞生態(tài)環(huán)境；2007年8月昌吉州的主要工業(yè)區(qū)米泉市從昌吉州分離，工業(yè)污染大量減少， 從2009年開始生態(tài)環(huán)境質(zhì)量綜合指數(shù)迅速上升，表明生態(tài)環(huán)境質(zhì)量有所好轉(zhuǎn)，且走向趨勢比較理想。其原因是隨著經(jīng)濟的發(fā)展，政府對環(huán)境保護領(lǐng)域投資規(guī)模的擴大，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整，教育投入增加，居民文化素質(zhì)提高的同時環(huán)保意識也逐年上升，使生態(tài)環(huán)境有好轉(zhuǎn)的趨向。但是隨著區(qū)域城市化水平的提高，經(jīng)濟趨于發(fā)達，人口或工業(yè)趨于密集，人類的活動更加活躍，環(huán)境污染物的產(chǎn)量高，從而造成環(huán)境綜合水平較低。

從環(huán)境質(zhì)量指數(shù)來看，2001～2012年環(huán)境質(zhì)量指數(shù)總體呈上升趨勢(0.217 9～0.709 1)。由此可知，該期間昌吉州環(huán)境質(zhì)量逐年好轉(zhuǎn)；2001～2005年生態(tài)環(huán)境質(zhì)量指數(shù)為上升趨勢，指數(shù)由2001年的0.217 9上升到2005年的0.472 6，環(huán)境質(zhì)量有所好轉(zhuǎn)；2005～2009年環(huán)境質(zhì)量指數(shù)處于平穩(wěn)狀態(tài)；之后的指數(shù)又處于上升趨勢。從生態(tài)環(huán)境指數(shù)值描述狀態(tài)來看，生態(tài)環(huán)境質(zhì)量屬于中級狀態(tài)。

從經(jīng)濟指標(biāo)來看，2001～2012年指數(shù)總體上是上升趨勢，指數(shù)從2001年的0.024 3上升至2012年的0.893 3。近年來隨著昌吉州經(jīng)濟的迅速發(fā)展，居民生活水平日益提高的同時也出現(xiàn)了一些環(huán)境問題。因此，昌吉州發(fā)展經(jīng)濟的同時要加大對環(huán)境保護的投資力度，這對于建設(shè)生態(tài)城市至為關(guān)鍵。

從社會發(fā)展指標(biāo)來看，此期間總體來說呈上升趨勢(2009年的指數(shù)下降到0.578 7外)。2010～2012年社會發(fā)展速度比前期快，基礎(chǔ)設(shè)施大大改善，居民的生活質(zhì)量和滿意度日益提高，對區(qū)域綜合生態(tài)環(huán)境質(zhì)量的提升起到催化劑的作用。為此，昌吉州應(yīng)大力發(fā)展技術(shù)含量高的產(chǎn)業(yè)，要提高“三廢”處理率、增加固體廢物的回收利用量。

從昌吉州生態(tài)環(huán)境綜合指數(shù)看，2001～2012年生態(tài)環(huán)境綜合指數(shù)分別為0.013 0、0.148 8、0.174 6、0.276 3、0.376 8、0.409 8、0.501 2、0.501 2、0.475 8、0.683 2、0.846 1、0.940 6，逐年上升，生態(tài)化程度趨勢良好，反映出政府部門確實把生態(tài)環(huán)境建設(shè)擺放在相對重要的位置。參照國內(nèi)外的各種綜合指數(shù)的分級方法，設(shè)計出5 級分級標(biāo)準(zhǔn)，并給出相應(yīng)的分級評語(表2)。據(jù)此，可以判定和分析得到昌吉州綜合生態(tài)環(huán)境質(zhì)量處于較好的狀態(tài)。

表2 城市生態(tài)環(huán)境狀況分級

分級生態(tài)環(huán)境綜合指數(shù)狀態(tài)描述10．90～1．00優(yōu) 20．80～0．89良 30．60～0．79中 40．40～0．59差 50～0．39很差

4 結(jié)論與建議

該研究通過構(gòu)建出昌吉州生態(tài)環(huán)境質(zhì)量綜合評價指標(biāo)體系的基礎(chǔ)，采用熵值法確定各生態(tài)因子的權(quán)重，得出影響因子的重要性排序并計算出生態(tài)環(huán)境質(zhì)量綜合指數(shù)，對昌吉州2001～2012年的生態(tài)環(huán)境質(zhì)量進行評價。從生態(tài)環(huán)境綜合指數(shù)評價來看，昌吉州生態(tài)環(huán)境質(zhì)量有所好轉(zhuǎn)。2001～2009年生態(tài)環(huán)境質(zhì)量綜合指數(shù)在0.013 0～0.475 8之間，屬于較差和差的狀態(tài)，原因主要在于這一段時間內(nèi)，昌吉州加大對工業(yè)生產(chǎn)的投資力度，但在環(huán)境治理方面的支出相對不足，導(dǎo)致了工業(yè)對區(qū)域生態(tài)環(huán)境質(zhì)量的直接影響。2012年生態(tài)環(huán)境綜合指標(biāo)指數(shù)為0.940 0，屬于良性狀態(tài)。昌吉州區(qū)域生態(tài)環(huán)境總體為向好趨勢。隨著昌吉州經(jīng)濟的快速發(fā)展，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整，教育投入增加，居民文化素質(zhì)提高的同時環(huán)保意識也逐年提升，昌吉州政府重視及采取因地制宜的措施逐步改善生態(tài)環(huán)境質(zhì)量，促進了區(qū)域生態(tài)環(huán)境的保護,使生態(tài)環(huán)境逐漸好轉(zhuǎn)。

為使昌吉州生態(tài)環(huán)境向著良性的方向發(fā)展，根據(jù)對昌吉州生態(tài)環(huán)境的研究分析，提出以下建議：首先，政府相關(guān)部門應(yīng)對現(xiàn)有人口規(guī)模熟知情況下，適當(dāng)控制建成區(qū)范圍；其次，充分利用良好的生態(tài)環(huán)境優(yōu)勢，吸引人才，大力發(fā)展創(chuàng)意產(chǎn)業(yè)，文化產(chǎn)業(yè)，提升整體經(jīng)濟實力；再次，重視工業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，發(fā)展節(jié)水節(jié)電型項目和低碳產(chǎn)業(yè)，合理開發(fā)利用資源；另外，進一步提高區(qū)域綠化面積，繼續(xù)保持現(xiàn)有的生態(tài)環(huán)境，樹立并打響特色宜居區(qū)域的品牌。

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A Study of Evaluation on the Eco-environment Quality of Changji

MAMUHE Mansan1, ZIBIBULA Simayi1,2*

(1.College of Resource and Environmental Science, Xinjiang University, Urumqi, Xinjiang 830046; 2. Key Laboratory of Oasis Ecology of Ministry of Education, Xinjiang University, Urumqi, Xinjiang 830046)

The study based on the long term time series data from 2001 to 2012 and environmental quality statistics to evaluate the eco-environmental quality of Changji Hui Autonomous Prefecture and set up a ecological environment quality comprehensive evaluation index system. The entropy value method was used to determine the weights of various ecological factors to find the rank of impact factor, calculate eco-environmental quality index and evaluate the ecological environment quality of Changji Hui Autonomous Prefecture. The study showed that: according to the comprehensive index evaluation of the ecological environment, the ecological quality of the environment is in an upward trend in Changji Hui Autonomous Prefecture, from 0.013 7 of 2001 to 0.475 8 of 2009 during which the quality of the ecological environment in bad or worse grade. From 2010, the state of the environment has been improved, the ecological composite indicator of 2012 showed a optimistic situation which is at 0.940 0. Changji Hui Autonomous Prefecture Government attaches importance to take measures according to the local conditions and improve the ecological quality of the environment gradually to promote the regional ecological environment protection, keep the ecological quality of the environment in an optimistic trend.

Eco-environment; Changji; Entropy method; Comprehensive evaluation

國家自然科學(xué)基金項目(40861006)；國際合作項目(41010104040)。

馬木合·曼散，(1987-)，女，哈薩克族，新疆烏魯木齊人，碩士研究生，研究方向：城市環(huán)境質(zhì)量分析。*通訊作者，教授，博士，從事城市發(fā)展與城市生態(tài)環(huán)境研究。

2015-03-09

S 181.3

A

0517-6611(2015)10-239-04