基于GIS的安慶市生態(tài)環(huán)境綜合評價

王軍偉

(長安大學土地工程學院，陜西 西安 710054)

生態(tài)環(huán)境是人類得以生存的地方，是過去、現(xiàn)在、未來都需要研究、保護的對象。對生態(tài)環(huán)境進行研究，是亟須解決的問題[1]。生態(tài)環(huán)境評價是按照所選取的指標或者因子進行質量判斷，因而對研究的區(qū)間進行評價，以便為決策提供支撐[2]。生態(tài)環(huán)境綜合評價因其特點決定了其是一項復雜、困難的工作，所以需要能夠解決數(shù)據(jù)量大，時效性差，手段、技術落后，精度不高、復雜性大等問題的技術手段。而GIS作為一門計算機科學與地學、環(huán)境學等多門學科聯(lián)系的交叉性學科，為上述問題的解決提供了便捷高效的技術手段[3]。目前學術界對生態(tài)環(huán)境綜合評價的研究主要是采用GIS技術，構建起評價指標體系[4-11]，安慶市位于安徽省西南部，長江北岸，生態(tài)類型復雜多樣,生態(tài)資源豐富,生態(tài)條件優(yōu)越，為了掌握安慶市生態(tài)環(huán)境建設情況，基于GIS對安慶市進行生態(tài)環(huán)境綜合評價可以為安慶提供數(shù)字化、信息化的結果，為安慶市及下轄各縣(市)、區(qū)生態(tài)建設規(guī)劃的制定提供直觀的分析資料和決策支持，為生態(tài)環(huán)境保護進行規(guī)劃[12]。

1 研究區(qū)域概況及數(shù)據(jù)來源

安慶市位于安徽省西南部，N29°47′～31°16′，E115°45′～117°44′，是皖西南重要的沿江城市。位于長江的中下游地區(qū)，氣候類型為亞熱帶季風氣候，全境地勢由西北向東南分別為山地、丘陵和平原。轄區(qū)內有7縣(縣級市)3區(qū)，至2018年底總面積有13589.99km2，其中市轄區(qū)面積821km2。另外，安慶的地貌非常豐富，以低山丘陵為最多。本文中所使用的安慶市數(shù)據(jù)主要是2019年的《國民經(jīng)濟和社會發(fā)展統(tǒng)計公報》、《安慶市2019統(tǒng)計年鑒》以及綜合林業(yè)、水文、農業(yè)等多部門公布的數(shù)據(jù)和專題地圖數(shù)據(jù)。

2 研究方法

2.1 評價指標體系的確定

為了評價安慶市的生態(tài)環(huán)境需要建立社會(B1)、經(jīng)濟(B2)、自然準則層(B3)，在社會層面，選取的指標為人口自然增長率、城鎮(zhèn)化率、衛(wèi)生技術人員，都有一定的獨立性，能反映安慶市各縣區(qū)的社會發(fā)展情況，人民健康保障技術人員和人口的出生與死亡率，可以反映社會發(fā)展狀況；在經(jīng)濟層面，選取指標為地區(qū)生產(chǎn)總值、人均GDP、城鎮(zhèn)居民人均可支配收入，其中地區(qū)生產(chǎn)總值是反映安慶市各縣區(qū)經(jīng)濟總量水平，人均GDP、城鎮(zhèn)居民人均可支配收入2個指標則從人均的角度來反映地區(qū)的經(jīng)濟水平,其間又可以看出地區(qū)發(fā)展與人均之間的相關關系，可以較好地反映經(jīng)濟指標；在自然層面，選取農用化肥使用量、耕地面積、森林覆蓋率，其中森林覆蓋率作為一條生態(tài)紅線，可以在人口、土地、環(huán)境、安全“四條底線”之外更好地展現(xiàn)生態(tài)質量情況，耕地面積可以反映各區(qū)縣的農業(yè)生產(chǎn)能力，能夠有效看出地區(qū)的資源壓力情況，農用化肥使用量是一個逆向指標，對于進行綠色發(fā)展和生態(tài)文明建設體系具有指標意義，同時在減量增效和改善生態(tài)環(huán)境方面具有重要意義。

2.2 指標標準化

由于屬性數(shù)據(jù)都是通過一定的標準進行存儲的，而這些數(shù)據(jù)又都有自身一定的量綱和數(shù)量級，無法直接進行比較，因此必須對數(shù)據(jù)進行標準化。本文通過極差變換公式進行處理。然后標準化數(shù)據(jù)乘以10，以便于觀察。

2.3 確定指標權重

2.3.1 構建判斷矩陣

本文使用的是層次分析法。在構建判斷矩陣時，逐一比較2個指標之間的重要性，再按照規(guī)定的標度進行定量表示，常用的是1～9的標度。以社會(B1)對應的3個指標為例，X1、X2、X3分別代表人口自然增長率、城鎮(zhèn)化率、衛(wèi)生技術人員。

2.3.2 層次單排序

根據(jù)判斷矩陣得到的各個因子之間的重要程度，需要進行層次單排序，通過計算權重值，權重的確定可以用Excel來計算。將判斷矩陣的各行向量進行幾何平均，歸一化，得到的行向量就是權重向量：

(1)

式中，Wi為特征向量；n為幾個指標；i、j為矩陣的行列號；k為某一列。

(2)

式中，λmax為判斷矩陣的最大特征根。

一致性檢驗：

(3)

表1 平均隨機一致性指標RI值

由公式(1)可以求出社會系統(tǒng)(B1)的3個指標特征向量，如表2所示。

表2 社會指標權重

利用公式(2)計算CR=0.017591<0.1,說明該矩陣有一致性。

2.3.3 層次總排序

通過上述方法依次計算出每一個指標相對于目標層的權重值，再利用層次單排序，計算出本層次的所有的權重值。如表3所示。

表3 生態(tài)環(huán)境評價指標表

3 結果與分析

根據(jù)上述結論，把安慶市的綜合指數(shù)屬性數(shù)據(jù)輸入到GIS中，對生態(tài)環(huán)境綜合情況進行可視化處理，得到安慶市的生態(tài)環(huán)境綜合評價圖。為了直觀地表達，對屬于同一指標類的數(shù)據(jù)進行重分類，得到安慶市城市生態(tài)環(huán)境情況等級分布圖，如圖1所示。

圖1 安慶市2018年生態(tài)環(huán)境評價等級圖

本文通過綜合指數(shù)大小對安慶市進行分區(qū)，分為優(yōu)質區(qū)、良好區(qū)、一般區(qū)、較差區(qū)4級。由圖1可知，安慶市優(yōu)質區(qū)主要分布在安慶市市轄區(qū)和懷寧縣，良好區(qū)主要分布在桐城市和潛山縣，一般區(qū)主要集中在太湖縣和望江縣，而較差區(qū)則在宿松縣和岳西縣居多。根據(jù)ArcGIS軟件計算出每一個區(qū)域的占比情況，如表4所示。

表4 安慶市生態(tài)環(huán)境評價等級占比

安慶市為堅決打好生態(tài)環(huán)境攻堅戰(zhàn)，提高生態(tài)文明建設水平，堅持建設生態(tài)強市，全面提高生態(tài)環(huán)境保護利用與污染防治水平。安慶市市轄區(qū)和懷寧縣在生態(tài)環(huán)境方面做出多方努力，其中懷寧縣在2018年推進“三石”企業(yè)整治、工業(yè)燃煤鍋爐淘汰攻堅戰(zhàn)取得階段性勝利，“林長制”、“河長制”有序推進，生態(tài)文明建設全面加強，全年空氣質量優(yōu)良率82%以上，生態(tài)環(huán)境質量指標持續(xù)優(yōu)化。良好區(qū)與一般區(qū)主要分布在潛山縣、桐城市、太湖縣、望江縣。桐城市實行“林長制”，以增綠增效、生態(tài)環(huán)境保護、產(chǎn)業(yè)富民和市內道路實現(xiàn)綠色文化長廊建設作為4大系統(tǒng)工程，在2018年底開始實施，已完成樹林種植133.33hm2、修復退化森林400hm2、封山育林533.33hm2，完成G206城區(qū)段綠色經(jīng)濟長廊建設工程，爭創(chuàng)省級森林城鎮(zhèn)、省級森林村莊的結果。較差區(qū)主要分布在岳西縣、宿松縣，因此針對這些地方應加強生態(tài)環(huán)境建設。

4 結論與建議

4.1 結論

本次研究主要運用了層次分析法、重分類、可視化表達和統(tǒng)計分析，分析的內容主要是安慶市的生態(tài)環(huán)境綜合評價應用研究，選取的資料是安慶市的社會、經(jīng)濟、自然部分，共9個指標，通過仔細研究得出以下結論。

從評價結果綜合來說，安慶市整體生態(tài)環(huán)境偏好，安慶市2018年優(yōu)質區(qū)主要分布在安慶市市轄區(qū)和懷寧縣，占比15%，這是安慶市近年來建設生態(tài)強市，加大生態(tài)環(huán)境保護與利用的成果。

良好區(qū)與一般區(qū)主要分布在潛山縣、桐城市、太湖縣、望江縣，共占比50%，表明桐城市生態(tài)保護工作取得了實效。望江縣、潛山縣、太湖縣以生態(tài)文明創(chuàng)建為引領，努力提升了縣域的環(huán)保水平。

較差區(qū)主要分布在岳西縣、宿松縣，占比35%，因此為了生態(tài)環(huán)境的可持續(xù)利用，要加強生態(tài)環(huán)境建設的資金投入。

4.2 建議

綜合而言，加強生態(tài)環(huán)境建設以實現(xiàn)生態(tài)環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展，可在以下幾個方面進行加強。

繼續(xù)加強城市創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，提升產(chǎn)業(yè)的效率與轉型升級。可以發(fā)展一批綠色產(chǎn)業(yè)，節(jié)能環(huán)保產(chǎn)業(yè)，建立產(chǎn)業(yè)體系。

加大對生態(tài)環(huán)境利用與保護的資金投入，采取靈活、重點扶持的政策，對生態(tài)環(huán)境需要加強的地區(qū)進行保護，如太湖縣旅游資源豐富，可以盡力發(fā)展旅游業(yè)，宿松縣人口眾多，可以著力發(fā)展勞動力聚集型的服裝、電子產(chǎn)業(yè)。最大限度地保證各項生態(tài)環(huán)境保護措施有序、持續(xù)推進，為生態(tài)環(huán)境建設提供最大保障。

加強綠色消費的宣傳，提升居民環(huán)境參與感。當前民眾人均可支配收入在提高，人們生活質量也在提高，但是對于環(huán)保知識和意識相對缺乏，可以通過宣傳車、發(fā)起環(huán)保倡議書等形式來大力普及環(huán)保知識，從而加強環(huán)境意識。