發(fā)布時間:2022-05-14 08:57:29
開篇:寫作不僅是一種記錄,更是一種創(chuàng)造,它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感,將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的1篇環(huán)境質(zhì)量評價論文,希望這些內(nèi)容能成為您創(chuàng)作過程中的良師益友,陪伴您不斷探索和進(jìn)步。
1質(zhì)量評價指標(biāo)體系與方法
1.1構(gòu)建評價指標(biāo)體系及其標(biāo)準(zhǔn)
按照環(huán)境生態(tài)學(xué)理論,生態(tài)環(huán)境是支撐人類生命系統(tǒng)的整個自然系統(tǒng)的總稱,生態(tài)環(huán)境質(zhì)量是指在一個具體的時間和空間范圍內(nèi),生態(tài)系統(tǒng)的總體和部分生態(tài)環(huán)境因子的組合對人類生存及社會經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展的適宜程度。由于評價的標(biāo)準(zhǔn)體系復(fù)雜,且因地而異,需要分層次進(jìn)行,而我國目前生態(tài)環(huán)境質(zhì)量評價標(biāo)準(zhǔn)尚處于探索階段,無統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。因此本文依據(jù)國內(nèi)外學(xué)術(shù)界的相關(guān)研究成果以及廣泛應(yīng)用的生態(tài)環(huán)境質(zhì)量等級劃分,將生態(tài)環(huán)境質(zhì)量等級分為優(yōu)、良、一般、較差、差五個等級,并考慮到呼包鄂地區(qū)的氣候、土地、人口、經(jīng)濟(jì)發(fā)展?fàn)顩r、工業(yè)排放量等,得出各評價指標(biāo)的等級標(biāo)準(zhǔn)值。
1.2評價指標(biāo)權(quán)重確定
層次分析法是美國著名運(yùn)籌學(xué)家教授于20世紀(jì)70年代中期提出的一種系統(tǒng)分析方法,是一種廣泛的綜合決策方法,但其中的權(quán)重是由主觀確定的,缺乏一定的客觀性。因此本文在指標(biāo)權(quán)重的確定中引入熵,將主觀與客觀相結(jié)合,得到更加符合實際情況的熵權(quán)。
2生態(tài)環(huán)境質(zhì)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(tài)環(huán)境質(zhì)量處于等級優(yōu),包頭市的生態(tài)環(huán)境質(zhì)量處于等級一般。呼和浩特市近年來城市發(fā)展速度較快,大力開發(fā)和利用資源,工業(yè)化水平領(lǐng)先于自治區(qū)其他盟市,煤炭產(chǎn)量大幅度上升,使單位GDP能耗、電耗持續(xù)增高,一定程度上破壞了生態(tài)環(huán)境的平衡,帶來了一系列環(huán)境污染問題,但政府在意識到保護(hù)環(huán)境的重要性后,大力推廣節(jié)能減排,優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu),發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì),整頓落后產(chǎn)業(yè),提高區(qū)域競爭力,使生態(tài)環(huán)境質(zhì)量有了較大的改善,工業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展與生態(tài)環(huán)境保護(hù)在一定程度上達(dá)到了平衡。包頭市是著名的草原鋼城,工業(yè)發(fā)展歷史相對久遠(yuǎn),但由于產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)不合理,工業(yè)化過程排出的工業(yè)廢物嚴(yán)重污染環(huán)境,導(dǎo)致生態(tài)環(huán)境質(zhì)量開始下降,同時滯后的觀念也使生態(tài)環(huán)境質(zhì)量的下降與工業(yè)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展形成鮮明對比。鄂爾多斯市的高耗能產(chǎn)業(yè)發(fā)展近幾年逐漸穩(wěn)定,規(guī)模增大,技術(shù)設(shè)備先進(jìn)化,帶來的工業(yè)結(jié)構(gòu)合理以及經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展,使得鄂爾多斯市有足夠的經(jīng)濟(jì)實力治理環(huán)境,對耗能高、工業(yè)廢棄物排放量大、產(chǎn)值低的行業(yè)進(jìn)行了大力整頓,響應(yīng)國家重視環(huán)境保護(hù)的潮流,表現(xiàn)為建成區(qū)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(tài)環(huán)境質(zhì)量得到明顯的改善。
3結(jié)論
本文基于生態(tài)環(huán)境質(zhì)量評價的理論與實際,構(gòu)建了生態(tài)環(huán)境質(zhì)量綜合評價指標(biāo)體系與標(biāo)準(zhǔn),運(yùn)用層次分析法及模糊綜合分析法對呼包鄂地區(qū)2012年生態(tài)環(huán)境質(zhì)量進(jìn)行評價與分析。評價結(jié)果為:2012年呼和浩特市和鄂爾多斯市的生態(tài)環(huán)境質(zhì)量處于等級優(yōu),包頭市的生態(tài)環(huán)境質(zhì)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(biāo)對評價等級的隸屬度,從而得出更為準(zhǔn)確的評價結(jié)果。但是,這種方法只能就某一年份的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,無法進(jìn)行一個時間序列的分析,得出城市的生態(tài)環(huán)境質(zhì)量在一個時間段內(nèi)的變化趨勢,從而進(jìn)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(nèi)蒙古師范大學(xué)
1南通城市發(fā)展水平與生態(tài)環(huán)境質(zhì)量評價
1.1指標(biāo)體系的構(gòu)建
1.1.1城市發(fā)展水平指標(biāo)體構(gòu)建
城市發(fā)展是一個復(fù)雜的系統(tǒng)工程,包括城市社會、經(jīng)濟(jì)、文化、體制等若干層面。城市發(fā)展水平反映了城市發(fā)展的當(dāng)前狀況,體現(xiàn)城市綜合實力與總體素質(zhì)。本文主要遵循科學(xué)性、可比性、動態(tài)性、數(shù)據(jù)的可獲性、可操作性等原則,參考“21世紀(jì)城市發(fā)展指數(shù)”和我國相關(guān)學(xué)者對城市發(fā)展水平指標(biāo)體系的研究與構(gòu)建,結(jié)合全球化、信息化的時代特征,以及南通市城市發(fā)展的實際情況,構(gòu)建了城市發(fā)展水平指標(biāo)體系.
1.1.2生態(tài)環(huán)境質(zhì)量指標(biāo)體構(gòu)建
生態(tài)環(huán)境質(zhì)量是生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)客觀存在的一種本質(zhì)屬性,這種本質(zhì)屬性能用定性和定量的方法進(jìn)行描述。生態(tài)環(huán)境質(zhì)量評價由來已久,從傳統(tǒng)地理學(xué)對自然要素的描述發(fā)展到現(xiàn)在對生態(tài)系統(tǒng)各要素的綜合性計算測度。生態(tài)環(huán)境質(zhì)量評價到目前為止相對還處于探索階段,沒有公認(rèn)的理論框架、指標(biāo)體系和計算方法。本文參考《國家“十一五”環(huán)境保護(hù)規(guī)劃的目標(biāo)》、《全國環(huán)境優(yōu)美小城鎮(zhèn)考核指標(biāo)(試行)》、《生態(tài)環(huán)境質(zhì)量評價技術(shù)規(guī)定》和我國相關(guān)學(xué)者的代表性研究工作,兼顧實際數(shù)據(jù)的可獲得性和南通市城市生態(tài)環(huán)境的自身特征,建立了城市生態(tài)環(huán)境質(zhì)量評價指標(biāo)體系,測算了南通市生態(tài)環(huán)境質(zhì)量。整個指標(biāo)體系主要包括兩個層次,分別為系統(tǒng)層和變量層:系統(tǒng)層包括植被覆蓋、水資源、土地質(zhì)量、污染物負(fù)荷、大氣環(huán)境和聲環(huán)境6個層面,變量層是上述6個層面的對應(yīng)指標(biāo)。
1.2數(shù)據(jù)來源和計算方法
南通市城市發(fā)展水平和生態(tài)環(huán)境質(zhì)量的評價采用SPSS軟件和主成分分析法,其原始數(shù)據(jù)來源于2004—2013年的《南通市統(tǒng)計年鑒》、《南通市環(huán)境狀況公告》和《江蘇省統(tǒng)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(fā)展水平和生態(tài)環(huán)境質(zhì)量因子的歷年數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化計算,消除因數(shù)據(jù)正向和逆向、數(shù)量級、量綱的不同而造成結(jié)果的差異;②對標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)運(yùn)用統(tǒng)計分析SPSS軟件,采用因子分析法對因子變量進(jìn)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(jìn)行旋轉(zhuǎn),得到旋轉(zhuǎn)后的指標(biāo)公共因子貢獻(xiàn)率(累計貢獻(xiàn)率>85%)和指標(biāo)公共因子載荷矩陣,根據(jù)回歸法計算得到指標(biāo)公共因子的得分系數(shù)矩陣;④以各公共因子所對應(yīng)的旋轉(zhuǎn)后的貢獻(xiàn)率為權(quán)重進(jìn)行加權(quán)求和,得到2004—2013年南通市城市發(fā)展水平和生態(tài)環(huán)境質(zhì)量的評價得分。
2城市發(fā)展水平與生態(tài)環(huán)境質(zhì)量演變耦合協(xié)調(diào)度
協(xié)調(diào)度是事物之間耦合研究的重要指標(biāo),體現(xiàn)了系統(tǒng)之間或系統(tǒng)內(nèi)部各要素之間在發(fā)展過程中彼此和諧一致的程度,度量體現(xiàn)系統(tǒng)發(fā)展是否有序和協(xié)調(diào)狀況好壞程度的定量指標(biāo)。城市發(fā)展水平與生態(tài)環(huán)境質(zhì)量協(xié)調(diào)度是衡量不同階段下城市發(fā)展與生態(tài)環(huán)境之間的關(guān)系,即定量描述特定城市在一定的發(fā)展階段下城市發(fā)展與生態(tài)環(huán)境之間的耦合關(guān)系。按照可持續(xù)發(fā)展的倫理思想,城市建設(shè)的最佳模式是城市發(fā)展與生態(tài)環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展,最優(yōu)協(xié)調(diào)度是城市發(fā)展與生態(tài)環(huán)境的最佳組合狀態(tài)。
2.1協(xié)調(diào)度水平計算方法與協(xié)調(diào)發(fā)展模式判斷
協(xié)調(diào)度水平計算方法:參考我國相關(guān)學(xué)者在城鄉(xiāng)統(tǒng)籌、區(qū)域經(jīng)濟(jì)與環(huán)境、城市化水平與環(huán)境質(zhì)量、城市經(jīng)濟(jì)與土地利用等領(lǐng)域?qū)f(xié)調(diào)度的相關(guān)研究,并利用相關(guān)數(shù)學(xué)原理和離差分析原理,協(xié)調(diào)發(fā)展模式判斷:關(guān)于協(xié)調(diào)度等級劃分的相關(guān)研究較多,但對協(xié)調(diào)度高低的判斷或協(xié)調(diào)階段的劃分無明確定論。多數(shù)學(xué)者將協(xié)調(diào)度劃分為:0.8—1.0為高度協(xié)調(diào)、0.6—0.8為中度協(xié)調(diào)、0.4—0.6為低度協(xié)調(diào)、0—0.4為不協(xié)調(diào)。考慮到協(xié)調(diào)度的大小反映了城市發(fā)展水平和生態(tài)環(huán)境質(zhì)量的一致程度,并不能完全反映兩者發(fā)展的正負(fù)問題。本文參考了相關(guān)研究結(jié)果,結(jié)合南通市城市發(fā)展水平和生態(tài)環(huán)境質(zhì)量的發(fā)展階段特征.城市發(fā)展水平與生態(tài)環(huán)境質(zhì)量協(xié)調(diào)度計算我們將2004—2013年南通市城市發(fā)展水平和生態(tài)環(huán)境質(zhì)量的評價得分代入式得到歷年南通市城市發(fā)展水平與生態(tài)環(huán)境質(zhì)量的協(xié)調(diào)度水平以及兩者的協(xié)調(diào)發(fā)展模式.
2.2城市發(fā)展水平與生態(tài)環(huán)境質(zhì)量協(xié)調(diào)度計算
南通市城市發(fā)展水平與生態(tài)環(huán)境質(zhì)量的協(xié)調(diào)度水平關(guān)系呈現(xiàn)以下三個階段性特征:第一階段(2004—2009年)表現(xiàn)為城市發(fā)展滯后型的高度協(xié)調(diào)發(fā)展模式向城市發(fā)展滯后型中度協(xié)調(diào)發(fā)展模式過渡。這一階段中,南通市城市發(fā)展水平和生態(tài)環(huán)境質(zhì)量都處于上升態(tài)勢,處于一個良性的發(fā)展階段,但由于生態(tài)環(huán)境質(zhì)量提升速度明顯高于城市發(fā)展水平的數(shù)值,因此兩者差距逐漸增大,協(xié)調(diào)度逐漸降低。第二階段(2009—2011年)表現(xiàn)為城市發(fā)展滯后型中度協(xié)調(diào)發(fā)展模式向生態(tài)環(huán)境滯后型高度協(xié)調(diào)發(fā)展模式過渡。在該階段中,南通市城市發(fā)展水平仍快速上升,而生態(tài)環(huán)境質(zhì)量則放慢其增長速度,乃至在2010年出現(xiàn)拐點呈下降趨勢。因此,兩者綜合評價得分的數(shù)值逐漸逼近,其數(shù)值的實際值與理想?yún)f(xié)調(diào)值的差距逐漸縮小,協(xié)調(diào)度呈現(xiàn)逐漸上升的狀態(tài)。第三階段(2011—2013年)表現(xiàn)為生態(tài)環(huán)境滯后型高度協(xié)調(diào)發(fā)展模式向生態(tài)環(huán)境滯后型中度協(xié)調(diào)發(fā)展模式過渡。本階段中,南通市城市發(fā)展水平仍呈快速發(fā)展態(tài)勢,而生態(tài)環(huán)境質(zhì)量的狀況卻相反,呈現(xiàn)不斷下降和不斷惡化的趨勢,因此南通市城市發(fā)展水平和生態(tài)環(huán)境質(zhì)量兩者一升一降、差距不斷拉大,其數(shù)值的實際值與理想?yún)f(xié)調(diào)值的差距也隨之拉大,協(xié)調(diào)度呈現(xiàn)不斷下降的態(tài)勢。綜上所述,以城市發(fā)展水平和生態(tài)環(huán)境質(zhì)量兩者的共同提升為前提,考慮兩者之間的差距和相對關(guān)系的綜合評價可知,南通市城市發(fā)展水平與生態(tài)環(huán)境質(zhì)量的協(xié)調(diào)關(guān)系波動起伏較大,尤其是自2010年起城市發(fā)展水平不斷上升,而生態(tài)環(huán)境質(zhì)量出現(xiàn)拐點,由上升轉(zhuǎn)為下降,沒有實現(xiàn)共同發(fā)展,且兩者的差距不斷擴(kuò)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(tài)環(huán)境質(zhì)量改善的政策和資金投入,一旦生態(tài)環(huán)境的承載力與城市發(fā)展不相匹配,將對南通市城市的可持續(xù)發(fā)展帶來極為不利影響。因此,目前正是南通市調(diào)整城市發(fā)展的模式,改變現(xiàn)今以犧牲生態(tài)環(huán)境質(zhì)量的城市發(fā)展、縮小城市發(fā)展水平與生態(tài)環(huán)境質(zhì)量差距、協(xié)調(diào)兩者關(guān)系的關(guān)鍵時刻。
3結(jié)語
生態(tài)環(huán)境作為城市發(fā)展的物質(zhì)支撐與載體,從某種意義上來講,制約著城市發(fā)展的質(zhì)量和未來趨勢。因此,對城市發(fā)展水平和生態(tài)環(huán)境質(zhì)量進(jìn)行評估,探究城市發(fā)展與城市生態(tài)環(huán)境協(xié)調(diào)演變的趨勢關(guān)系,對促進(jìn)城市生態(tài)系統(tǒng)質(zhì)量的改善,實現(xiàn)城市發(fā)展的健康有序具有非常重要的意義。本文在構(gòu)建城市發(fā)展水平與生態(tài)環(huán)境質(zhì)量評價指標(biāo)體系的基礎(chǔ)上,采用SPSS軟件及主成分分析法對2004—2013年南通市城市發(fā)展水平和生態(tài)環(huán)境質(zhì)量進(jìn)行評估,衡量兩者的協(xié)調(diào)演變關(guān)系。結(jié)果表明,近十年間南通市城市發(fā)展水平與生態(tài)環(huán)境質(zhì)量的協(xié)調(diào)關(guān)系波動起伏較大,尤其是自2010年起,協(xié)調(diào)度不斷下降,城市發(fā)展與生態(tài)環(huán)境沒有實現(xiàn)共同增長,且兩者的差距不斷擴(kuò)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(tài)環(huán)境質(zhì)量改善的政策和資金投入,一旦生態(tài)環(huán)境的承載力與城市發(fā)展不相匹配,將對南通市城市的可持續(xù)發(fā)展帶來不利影響。
作者:陸佩華單位:南通大學(xué)
摘要:指出了對大渡河的水環(huán)境質(zhì)量進(jìn)行評價能夠較好地發(fā)現(xiàn)當(dāng)下水資源利用過程中出現(xiàn)的問題,及早地進(jìn)行處理,避免污染擴(kuò)大化和嚴(yán)重化。介紹了大渡河河道概況,評價了水環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀,對環(huán)境影響進(jìn)行了預(yù)測,并針對污染原因提出了相應(yīng)的對策措施。
關(guān)鍵詞:水環(huán)境質(zhì)量評價;環(huán)境影響預(yù)測;措施
1引言
水環(huán)境質(zhì)量的安全不僅威脅到水中生物的生存空間,而且也直接的影響到人類自身的安全問題,因此對水環(huán)境質(zhì)量的及時評價,針對已有的問題及時的采取治理措施。對水環(huán)境進(jìn)行長期監(jiān)測,對污染的處理和對水環(huán)境的發(fā)展趨勢進(jìn)行預(yù)測至關(guān)重要。
2大渡河河道概況
大渡河是岷江水系的一級支流,是長江的二級支流,發(fā)源于青海省玉樹藏族自治州境內(nèi)巴顏喀拉山南麓,向南入四川省分別流經(jīng)阿壩藏族羌族自治州、甘孜藏族自治州、雅安市、涼山彝族自治州、樂山市,長1155 km。主源大金川發(fā)源于青海、四川邊境的果洛山,在四川丹巴縣與小金川匯合后稱大渡河,至樂山縣入岷江,長909 km,流域面積82,700 km2,大渡河屬于高山峽谷型河流,落差達(dá)4177 m,大渡河以瀘橋鎮(zhèn)和銅街子水電站為分界點,分為上游、中游和下游三段。在大渡河地區(qū)受地形、地貌的影響,農(nóng)業(yè)發(fā)展較分散,而且農(nóng)業(yè)發(fā)展數(shù)量也較小,因此有農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中使用的農(nóng)藥化肥等隨雨水或河流帶入大渡河內(nèi)的污染物也少,對大渡河水環(huán)境的影響較小。
大渡河水體內(nèi)的污染物來源主要來自于生活污水和工業(yè)廢水的排放。農(nóng)村的生活污水排放量較小而且大部分都用于農(nóng)田的灌溉,很少對水體造成污染。大渡河的水質(zhì)主要受城鎮(zhèn)污水排放的影響較大,大渡河附近城鎮(zhèn)建設(shè)集中,沿岸有十幾座城鎮(zhèn),例如金川縣安寧鎮(zhèn),樂山市金口河區(qū),康定縣姑咱鎮(zhèn)等。這些城鎮(zhèn)發(fā)展較快,人口較集中,人口超過30萬人,大量人口生活的城鎮(zhèn)必然會產(chǎn)生大量的生活用水。另外大渡河流域還有一些工業(yè)企業(yè),這些工業(yè)企業(yè)中既有大量的工業(yè)廢水的排放也有一定量的生活污水的排放,對大渡河水質(zhì)的安全帶來威脅。同時,在大渡河流域多私營小型企業(yè),生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的工業(yè)廢水大多未經(jīng)處理直接排放,這些污水中含有大量的有毒有害物質(zhì),是造成大渡河水質(zhì)污染的主要因素。
3環(huán)境現(xiàn)狀評價
3.1環(huán)境污染現(xiàn)狀
(1)附近的農(nóng)業(yè)產(chǎn)生的面源污染,大渡河流域的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)類型主要有水田、旱地和果園3種形式,而在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中必然會使用到農(nóng)藥和化肥等有機(jī)物質(zhì),這些有機(jī)物主要通過兩種途徑來污染水質(zhì),第一種就是在降水等的作用下農(nóng)藥化肥等污染物質(zhì)直接隨地表徑流進(jìn)入到大渡河的水體中;第二種就是在澆灌水和雨水的共同作用下,農(nóng)藥化肥等有害物質(zhì)直接滲入到地下水中,通過地下水與地表水的排泄和補(bǔ)給作用來間接地影響大渡河的水質(zhì)。
(2)大渡河地區(qū)水電站工程的建設(shè)也會產(chǎn)生大量的污染物對大渡河水質(zhì)造成污染,主要有砂石的加工工程產(chǎn)生的廢水,混凝土攪拌產(chǎn)生的廢水,沖洗產(chǎn)生的廢水及建筑工地工人日常生活中產(chǎn)生的廢水等。
(3)大渡河流域附近的城鎮(zhèn)居民生活污水,這些生活用水中既有日常大量洗滌用水和廁所水等,又包含有大量的污染物,以及細(xì)菌、真菌,這些未經(jīng)處理而直接排入大渡河水系中的污水會導(dǎo)致水體的富營養(yǎng)化,對水生植物、動物及人類自身的健康都帶來很大的影響。
(4)大渡河附近由于用水方便,能源集中,地勢低平等特點導(dǎo)致一些加工企業(yè)和工礦企業(yè)的大量集中,這些工礦產(chǎn)業(yè)中既有采礦洗選廠這樣需要耗費(fèi)大量水資源并產(chǎn)生大量污染物質(zhì)的企業(yè),也有私營的小型加工企業(yè)。加工企業(yè)產(chǎn)生的廢水大多未經(jīng)處理直接排放,其污水中含有大量的化學(xué)物質(zhì)和重金屬,也包含一定的細(xì)菌、真菌等。
3.2水環(huán)境現(xiàn)狀
為更好地對大渡河的水環(huán)境進(jìn)行監(jiān)督和管理,需要對水環(huán)境現(xiàn)狀進(jìn)行調(diào)查。水質(zhì)監(jiān)測是分析水環(huán)境的現(xiàn)狀的重要手段,可對大渡河分出8個監(jiān)測斷面,并使用專業(yè)的測試儀器對其水質(zhì)污染物如高錳酸鹽、化學(xué)需氧量、生化需氧量、溶解氧、氨氮含量指標(biāo)、砷、汞、酸堿性、油類、總氮和總磷等進(jìn)行測試,其中黃荊坪斷面的指標(biāo)分別是:高錳酸鹽指數(shù)為二級,化學(xué)需氧量為一級,生化需氧量為一級,氨氮含量指標(biāo)為二級,總氮指標(biāo)為四級,總磷指標(biāo)為三級;康巴大橋斷面,磨河溝斷面,加郡溝的斷面,磨西河斷面,灣東河斷面,雨灑河斷面,南頭斷面的指標(biāo)含量為:高錳酸鹽指數(shù)為二級,化學(xué)需氧量為一級,生化需氧量為一級,氨氮含量指標(biāo)為二級,總氮指標(biāo)為三級,總磷指標(biāo)為三級。
3.3大渡河水電開發(fā)
大渡河作為我國的水電開發(fā)基地現(xiàn)如今發(fā)展有22座發(fā)電站,總發(fā)電量達(dá)1019億 kW?h。據(jù)統(tǒng)計年鑒記載,大渡河共流經(jīng)馬爾康、瀘定、全口河區(qū)等12個區(qū)縣,在這些區(qū)縣中,已建成的水電站有銅街子和龔嘴等,規(guī)劃好但未建成的有季家河壩、老鷹巖、長河壩、冷竹關(guān)、硬梁包等。從這些已建成和正在建的工程可以發(fā)現(xiàn)大渡河的水電工程大多為土石壩,這種壩型在建設(shè)過程中需要使用大量的土料和石料,進(jìn)而導(dǎo)致廢渣棄料較多,對周圍的環(huán)境和大渡河水環(huán)境造成嚴(yán)重污染。另外大渡河的上游水電站雙江口水電站和瀑布溝水電站等由于水庫面積大其淹沒的地區(qū)對大渡河上游我國的珍稀植物(一級保護(hù)植物紅豆杉,二級保護(hù)植物岷江柏),墨爾多山省級自然保護(hù)區(qū)、金湯孔玉省級自然保護(hù)區(qū)等6個自然保護(hù)區(qū)、國家地質(zhì)公園、紅色革命根據(jù)地等都有較大的影響。另外大渡河水電站的建設(shè)會改變其原有的水生生態(tài)環(huán)境,例如改變了其原有的自然梯度和原有的水流速度,甚至對水質(zhì)和水溫也有較大的改變,這些水生生態(tài)環(huán)境的變化會導(dǎo)致河道中原有的一些水生生物生境的喪失,其中一些水生生物被迫對棲息地進(jìn)行遷移,但是某些物種由于適應(yīng)能力較弱,棲息地的破壞可能會導(dǎo)致這些水生生物數(shù)量銳減。
大渡河的上游地區(qū)有多種特殊魚類例如:紅尾副鰍、麻爾柯河高原鰍、東方高原鰍、短尾高原鰍、斯氏高原鰍、細(xì)尾高原鰍、齊口裂腹魚、重口裂腹魚、長須裂腹魚、大渡軟刺裸裂尻魚等15種珍稀魚類,但是大量的污水排放導(dǎo)致水體的富營養(yǎng)化嚴(yán)重,這些珍稀物種的生存環(huán)境遭受了嚴(yán)重的破壞,尤其是水電工程的開發(fā)占用了珍稀魚類的生存繁殖空間,對這些魚類的生存和繁殖造成了嚴(yán)重的破壞。
4環(huán)境影響預(yù)測
環(huán)境影響預(yù)測是根據(jù)現(xiàn)有的資料和模擬技術(shù),模擬其日后的發(fā)展趨勢,即在當(dāng)前的生活污水,生產(chǎn)廢水的正常排放狀態(tài)下,大渡河的水系污染發(fā)展及對人們的生產(chǎn)生活帶來的影響。另一方面,也可以模擬預(yù)測對當(dāng)前的生活廢水,生產(chǎn)污水進(jìn)行處理后大渡河水系受污染程度的未來改善趨勢。通過對廢水排放量的預(yù)估,可以對大渡河水系污染程度的未來發(fā)展趨勢有著大致的了解,利于針對污染的形勢采取有效的改善措施。
環(huán)境影響預(yù)測的范圍在與現(xiàn)在已有的水質(zhì)監(jiān)測范圍相同的基礎(chǔ)上,應(yīng)當(dāng)有選擇的擴(kuò)大一定的預(yù)測范圍,其中需要對某些區(qū)域做出重點預(yù)測,例如城鎮(zhèn)居民日常的供水區(qū),農(nóng)業(yè)用水區(qū)及城鎮(zhèn)用水的排放區(qū)和工業(yè)廢水的排放區(qū)等,預(yù)測因子應(yīng)該包括影響大渡河水系的主要污染物質(zhì)硫化物和重金屬等,另外,還要特別關(guān)注對難降解,易發(fā)生氧化還原反應(yīng)形成有毒有害的物質(zhì),容易在生物體內(nèi)形成富積作用的有毒物質(zhì)等的監(jiān)測和預(yù)測工作。對水環(huán)境進(jìn)行預(yù)測的方法主要有數(shù)學(xué)模擬法、回歸分析、趨勢預(yù)測、層次分析法以及耦合模型法等分析方法。其中,對于污染情況較簡單的水環(huán)境一般采用數(shù)值法,在污染情況較復(fù)雜的地區(qū)常常可采用回歸分析法,層次分析法和耦合模擬法等做出各類污染物質(zhì)對水體污染成都之間的關(guān)系式或者是關(guān)系模型。
筆者認(rèn)為,對大渡河的水環(huán)境預(yù)測可以從以下幾方面來進(jìn)行:第一,水溫的預(yù)測,水體中不同的生物需要的生存溫度不同對溫度的監(jiān)測預(yù)測能預(yù)測生物的生存空間;第二,水質(zhì)的預(yù)測,水質(zhì)情況影響到水體的含氧量和化學(xué)含量,對水質(zhì)預(yù)測能全面地了解到水體的富營養(yǎng)化程度,對于赤潮的治理和防范也有著較大的影響;第三,水生植物、動物的監(jiān)測預(yù)測,水生生物的生存環(huán)境的改變將導(dǎo)致某些水生動物、植物數(shù)量的激增或銳減,通過對某些水生生物的監(jiān)測能夠很好地預(yù)測水環(huán)境的變化。
5對策與建議
(1)應(yīng)針對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的少量廢水,可以大力發(fā)展有機(jī)、無害的施肥方式,改善灌溉方式,控制農(nóng)藥和化肥的施用量減少農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢水總量。
(2)工業(yè)廢水的處理,首先需要對大渡河流域的工業(yè)進(jìn)行集中化管理,廢水集中處理,改變原有的私企隨便排污的現(xiàn)象;在工業(yè)生產(chǎn)工程中提高水的使用效率,盡量較少污水的排放量并減少有毒物質(zhì)的使用,對于一些能夠重復(fù)利用的水盡量多次使用后再排放。
(3)生活污水要經(jīng)過廢水處理減少廢水中的細(xì)菌、真菌、磷、氟等的含量后在排入大渡河水系。
(4)在建設(shè)水電工程時,要提前調(diào)查清楚施工地區(qū)的資源環(huán)境,并堅持可持續(xù)發(fā)展的生態(tài)原則做好水電工程建設(shè)地區(qū)的資源環(huán)境評價工作,盡量避開對珍稀物種,重要的地質(zhì)地貌,人文環(huán)境的淹沒和破壞。另外為保護(hù)脆弱的生態(tài)環(huán)境,減少對環(huán)境的破壞,在工程建設(shè)中應(yīng)該減少污染物的排放,對工程污水和工程廢渣要進(jìn)行處理后再排放,將污染程度降到最低。
摘要:本文從污染指數(shù)評價法、模糊評價法、灰色評價法、 物元分析法以及層次分析法等角度論述了多種水環(huán)境質(zhì)量評價方法。
關(guān)鍵詞:水環(huán)境;質(zhì)量評價;指數(shù)評價;模糊評價
引言:隨著國內(nèi)經(jīng)濟(jì)發(fā)展,城鎮(zhèn)建設(shè)和工業(yè)生產(chǎn)不斷擴(kuò)大,人們在工業(yè)及生活中用水量急劇增長的同時排放量也隨之增加,致使大量工業(yè)及生活污水將諸多水體污染,導(dǎo)致水污染已成為目前國內(nèi)最為嚴(yán)重的環(huán)境問題,國內(nèi)七大水系2/3以上的監(jiān)測段面不能滿足Ⅲ類水質(zhì)要求,水體污染在成為人類面臨的最大環(huán)境問題的同時也加劇了各地的水資源短缺,而要實現(xiàn)對水環(huán)境有效治理、改善和保護(hù)則首先應(yīng)對水環(huán)境質(zhì)量做出可觀準(zhǔn)確的評價,因此其是保護(hù)地區(qū)水環(huán)境的基礎(chǔ)性工作,并已成為當(dāng)今急需研究的問題。
1.污染指數(shù)評價法
將對水體實際監(jiān)測數(shù)據(jù)與評價標(biāo)準(zhǔn)作為分指數(shù),然后將其通過數(shù)學(xué)運(yùn)算得到總體污染指數(shù),并將該指數(shù)作為水體污染程度評價標(biāo)準(zhǔn),并作為評價不同河流或同一河流不同時期水質(zhì)評價尺度,該種方法只適于對水體進(jìn)行定量描述,其可基本反應(yīng)污染性質(zhì)及污染程度。該評價方法可分為單因子污染指數(shù)法和綜合污染指數(shù)法。單因子污染指數(shù)法是將某種污染物實測濃度與其評價標(biāo)準(zhǔn)做比較來確定水質(zhì)類別,其只能反應(yīng)某種污染物的污染程度而不能反映水體整體污染程度;綜合污染指數(shù)法是在各因子污染指數(shù)的基礎(chǔ)上,經(jīng)過數(shù)學(xué)方法處理而得到綜合污染指數(shù),以此作為評價水質(zhì)和對水質(zhì)分類的方法,該方法可對整體水質(zhì)做定量描述,可較為準(zhǔn)確的反映水體污染性質(zhì)和程度,并且便于對同一水體不同時間和空間上做比較,因此該方法較為適用。
2 模糊評價法
水環(huán)境本身即存在大量不確定因素,因此在其包含的各指標(biāo)級別和標(biāo)準(zhǔn)的確定上也具有一定的模糊性,為此在水質(zhì)評價中即引用了模糊數(shù)學(xué)理論。其具體方法是根據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)來建立各因子指標(biāo)對各級標(biāo)準(zhǔn)的隸屬度集而形成隸屬矩陣,然后將各因子的權(quán)重集與隸屬度矩陣相乘得到的模糊積并獲得一個綜合評判集,由于模糊評價法體現(xiàn)了水環(huán)境中客觀存在的模糊性及不確定性,因此其具有一定的合理性,其具體方法是將各污染物的超標(biāo)情況進(jìn)行加權(quán),但由于大多污染物毒性及濃度之間不是簡單的比例關(guān)系,因此當(dāng)采用線性加權(quán)平均得到的最終評判容易出現(xiàn)失真、失效或是跳躍現(xiàn)象等而不符合實際情況,并且該種評價方法操作過程復(fù)雜、可操作性差,因此對各評價因素進(jìn)行權(quán)重合理分配以及可比性問題是該種方法重點研究對象,目前采用的模糊評價方法主要為模糊聚類法、模糊距離法以及模糊貼近度法等。
3 灰色評價法
由于在水質(zhì)評價時對水質(zhì)的分級或?qū)λw是否污染的問題并非類似黑與白的可明顯進(jìn)行判定的問題,且人們在對水環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測過程中所得到的數(shù)據(jù)都控制在有限的空間及時間范圍內(nèi),因此該種數(shù)據(jù)在一定程度上是不確切的,諸如“水質(zhì)級別”、“污染程度”等概念均為灰色概念,水環(huán)境本身也屬于一個本征性灰色系統(tǒng),因此可將灰色系統(tǒng)原理用于水質(zhì)綜合評價中,即將水環(huán)境整體作為一個灰色系統(tǒng),其中部分信息為已知,部分為未知,在實際應(yīng)用中根據(jù)水體各因子的實測濃度與水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的關(guān)聯(lián)程度來確定水體的水質(zhì)級別,對于同類水質(zhì)的不同水體則可通過其與該類標(biāo)準(zhǔn)的關(guān)聯(lián)度大小來進(jìn)行優(yōu)劣評定。常用的灰色評價法為灰色聚類法、灰色貼近度分析法以及灰色關(guān)聯(lián)評價方法等。灰色聚類是通過建立與隸屬函數(shù)類似的白化函數(shù)并對其進(jìn)行聚類,根據(jù)結(jié)果來確定斷面綜合水質(zhì);灰色貼近度則是對灰色聚類的改進(jìn),通過將聚類函數(shù)的分段計算改為分段共斜率計算,并以此確定聚類元素與理想子集的貼近程度來最終確定所屬類別;灰色關(guān)聯(lián)法是將各污染因子的實測值排成實際序列,同時將標(biāo)準(zhǔn)值排成理想序列,之后用灰色關(guān)聯(lián)度法計算兩個序列之間的關(guān)聯(lián)度,并根據(jù)關(guān)聯(lián)度的大小來確定斷面綜合水質(zhì)的級別,若將該理論用于多斷面的區(qū)域水環(huán)境質(zhì)量評價中則相應(yīng)得到區(qū)域水質(zhì)綜合評價的灰關(guān)聯(lián)分析法。隨著水環(huán)境日益復(fù)雜影響水環(huán)境的因素不斷增多且不斷發(fā)生變化,致使水環(huán)境的不確定性也日益增加,灰色評價法在理論上是可充分體現(xiàn)該系統(tǒng)的不確定性,同時該方法具有簡單、可比的優(yōu)點,但該類方法一般存在分辨率低的缺點。
4 物元分析法
其是在水環(huán)境質(zhì)量評價領(lǐng)域應(yīng)用物元分析理論,具體做法是根據(jù)各級水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)建立經(jīng)典域物元矩陣,同時根據(jù)各種污染因子的實際濃度來建立節(jié)域物元矩陣,然后再建立各相關(guān)指標(biāo)對不同水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)級別的關(guān)聯(lián)函數(shù),最后根據(jù)函數(shù)值大小來確定水體的水質(zhì)級別,一般采取關(guān)聯(lián)度最大值的對應(yīng)級別來作為評價水質(zhì)級別的標(biāo)準(zhǔn),該種方法的關(guān)聯(lián)度是建立在可拓集合基礎(chǔ)上的取值區(qū)間的拓寬到實數(shù)軸,并且可拓集合的關(guān)聯(lián)函數(shù)可用代數(shù)式表示,從而可以定量化的解決不相容問題,以便于從變化角度來識別變化中的事物,因此該種方法更能反應(yīng)事物的本質(zhì)狀態(tài),同時具有較高的可分辨率。
5 層次分析法
其是將評價系統(tǒng)內(nèi)有關(guān)方案中的各要素進(jìn)行層層分解,而對同一層次的要求則以上一層要求為準(zhǔn)則,之后進(jìn)行兩兩判斷比較,并經(jīng)計算得出各要素的權(quán)重,最后根據(jù)最大權(quán)重來確定水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn),其首先應(yīng)建立指標(biāo)體系和判斷矩陣,之后進(jìn)行歸一化特征向量及進(jìn)行一致性檢驗,最后計算綜合評價指數(shù)。在一般應(yīng)中忽略較最大值小的上一級別的層次權(quán)值,并且根本不考慮各層次權(quán)值間的關(guān)聯(lián)性,因此該方法的評價結(jié)果往往分辨率較低,評價結(jié)果也不盡合理。
結(jié)語:隨著國內(nèi)水環(huán)境不斷惡化,對水環(huán)境質(zhì)量評價越來越重要,目前各種評價方法都有自己的優(yōu)劣性,隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,評價方法也必將得到開發(fā)和優(yōu)化,在實際應(yīng)用中應(yīng)結(jié)合具體水質(zhì)情況及其他客觀因素來選擇評價方法。
作者簡介:范城君 1981.10 大學(xué)本科學(xué)歷 助理工程師 主要從事水文水資源 水環(huán)境評價與研究工作
摘要:采用文獻(xiàn)對比法和環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測評價方法,對湖北省恩施土家族苗族自治州石窯當(dāng)歸種植基地的空氣質(zhì)量、土壤質(zhì)量、地表水質(zhì)量進(jìn)行了檢測分析。結(jié)果表明,種植基地的空氣質(zhì)量符合環(huán)境空氣質(zhì)量國家標(biāo)準(zhǔn)的一級標(biāo)準(zhǔn),土壤質(zhì)量符合土壤環(huán)境質(zhì)量國家標(biāo)準(zhǔn)的二級標(biāo)準(zhǔn),地表水質(zhì)量符合地表水環(huán)境質(zhì)量國家標(biāo)準(zhǔn)二級標(biāo)準(zhǔn)的要求。綜合評價認(rèn)為,石窯當(dāng)歸種植基地環(huán)境質(zhì)量好,符合中藥材良好農(nóng)業(yè)規(guī)范(GAP)基地的環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)。
關(guān)鍵詞:石窯當(dāng)歸;土壤環(huán)境;大氣環(huán)境;水質(zhì);評價;良好農(nóng)業(yè)規(guī)范
1 材料與方法
1.1 材料與種植基地
經(jīng)中國科學(xué)院武漢植物園李建強(qiáng)研究員和湖北中醫(yī)藥大學(xué)詹亞華教授鑒定,恩施市紅土鄉(xiāng)當(dāng)歸規(guī)范化種植基地種植的當(dāng)歸種質(zhì)來源為傘形科當(dāng)歸屬植物當(dāng)歸,與《中華人民共和國藥典·一部》2010年版 [12]收載的當(dāng)歸藥材來源植物相同。
種植基地優(yōu)秀區(qū)位于恩施市紅土鄉(xiāng)的石灰窯村,基地中心地理位置處在北緯30°15′、東經(jīng)109°55′區(qū)域,海拔1 580~1 640 m,地形為緩坡地,周邊有人工培育的日本落葉松[Larix kaempferi(Lamb.)Carr.]林,覆蓋率達(dá)70%以上。林下土壤有機(jī)質(zhì)含量高,全氮及速效氮、磷、鉀養(yǎng)分均比較豐富,潛在養(yǎng)分價值大,速效養(yǎng)分處在中等水平。
2010年4月,根據(jù)《中藥材GAP認(rèn)證檢查評定標(biāo)準(zhǔn)(試行)》[13]的要求, 在基地取樣檢測,對基地的整個環(huán)境質(zhì)量進(jìn)行評價。
1.2 分析方法
1.2.1 環(huán)境空氣質(zhì)量 分別參照文獻(xiàn)[14]和文獻(xiàn)[15]的方法實施布點采樣。采用文獻(xiàn)[16]和文獻(xiàn)[17]的方法檢測大氣環(huán)境質(zhì)量。在采樣日每天采樣4次,分別在當(dāng)天的8∶00、12∶00、16∶00、20∶00等4個時段進(jìn)行。空氣中的總懸浮顆粒物則每個采樣日接連采樣6~8 h,連續(xù)采樣3 d,采用文獻(xiàn)[18]的方法測定其濃度;SO2、NO2每個時段監(jiān)測60 min,NO2的濃度采用文獻(xiàn)[19]的方法測定,SO2的濃度采用文獻(xiàn)[20]的方法測定;氟化物則1 d連續(xù)采樣10 h,其濃度采用文獻(xiàn)[21]的方法測定。
1.2.2 土壤環(huán)境質(zhì)量 分別參照文獻(xiàn)[14]和文獻(xiàn)[15]的方法,在取樣地點按“S”形均勻布點采樣。采用文獻(xiàn)[22]的方法監(jiān)測土壤環(huán)境質(zhì)量;土壤中的Pb、Cd含量采用文獻(xiàn)[23]和文獻(xiàn)[24]的方法測定;土壤中的As含量采用文獻(xiàn)[25]的方法測定;土壤中的Cr含量采用文獻(xiàn)[26]的方法測定;土壤中的Hg含量采用文獻(xiàn)[27]的方法測定,土壤中的農(nóng)藥殘留采用文獻(xiàn)[28]的方法測定。
1.2.3 基地地表水水質(zhì)檢測 采樣和監(jiān)測參照文獻(xiàn)[14]的方法實施,分析項目參照文獻(xiàn)[29]的方法測定。地表水的pH采用文獻(xiàn)[30]的方法測定;地表水中的氟化物濃度采用文獻(xiàn)[31]的方法測定;地表水中的游離氯和總氯濃度采用文獻(xiàn)[32]的方法測定;地表水中的氰化物濃度采用文獻(xiàn)[33]的方法測定(第一部分:總氰化物的測定);地表水中的Pb、Cd濃度采用文獻(xiàn)[34]的方法測定;地表水中的As濃度采用文獻(xiàn)[35]的方法測定;地表水中的Cr濃度采用文獻(xiàn)[36]的方法測定;地表水中的Hg濃度采用文獻(xiàn)[37]的方法測定。
1.4 評價方法
主要按單項污染因子評價標(biāo)準(zhǔn)或綜合污染指數(shù)評價標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行環(huán)境質(zhì)量評價[8]。將各項測定值與標(biāo)準(zhǔn)限定值進(jìn)行比較,若控制指標(biāo)的各個參數(shù)無一超標(biāo),則直接判定為該測定項合格,可不進(jìn)行單項污染因子評價或綜合污染指數(shù)評價;若控制指標(biāo)任一參數(shù)出現(xiàn)了超標(biāo)情況,則采用單項污染因子或綜合污染指數(shù)法對測定結(jié)果進(jìn)行評價,其中如果嚴(yán)控指標(biāo)(大氣檢測嚴(yán)控指標(biāo)有SO2、NO2濃度,地表水檢測嚴(yán)控指標(biāo)有Cd、As、Hg、Cr濃度;土壤檢測嚴(yán)控指標(biāo)有Cd、As、Hg、Cr含量)的所有污染指數(shù)均小于1,一般控制指標(biāo)出現(xiàn)超標(biāo)情況,則需按綜合污染指數(shù)計算公式作進(jìn)一步評價;若嚴(yán)控指標(biāo)中大氣或灌溉水任一污染指數(shù)大于1,則判定為不合格,不適合當(dāng)歸生產(chǎn);若嚴(yán)控指標(biāo)中土壤指標(biāo)的任一污染指數(shù)大于1,則需要進(jìn)一步分析,視其對所影響的植物、周圍環(huán)境和(或)人體健康有無危害,再確認(rèn)是否判定為污染[40,41]。
2 結(jié)果與分析
從實地調(diào)查來看,恩施市紅土鄉(xiāng)周邊沒有造成污染的工廠存在,因此沒有廢氣、廢水、廢渣的排放來源,符合當(dāng)歸生產(chǎn)基地的基本條件。
2.1 空氣環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測與評價
對當(dāng)歸規(guī)范化種植基地環(huán)境空氣質(zhì)量的監(jiān)測結(jié)果見表1,由表1可見,基地環(huán)境空氣中均未檢出氟化物,SO2、NO2、總懸浮顆粒物日平均濃度監(jiān)測值也均低于國家標(biāo)準(zhǔn)中的一級標(biāo)準(zhǔn)限值[16],環(huán)境空氣質(zhì)量優(yōu)良,而GAP對中藥材產(chǎn)地的環(huán)境空氣質(zhì)量僅要求符合國家標(biāo)準(zhǔn)中的二級標(biāo)準(zhǔn)[16]即可,因此就不需進(jìn)行單項污染因子評價或綜合污染指數(shù)的分析。如果按照呂洪飛[15]對大氣質(zhì)量的分級標(biāo)準(zhǔn),這個檢測結(jié)果也全部達(dá)到了其一級標(biāo)準(zhǔn),符合中藥材GAP栽培基地的空氣環(huán)境要求。
2.2 土壤環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測與評價
一般認(rèn)為,土壤質(zhì)量屬于一級或二級標(biāo)準(zhǔn),適宜發(fā)展綠色中藥材種植,即藥材產(chǎn)地的土壤環(huán)境應(yīng)符合文獻(xiàn)[22]的二級質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。對當(dāng)歸規(guī)范化種植基地土壤環(huán)境質(zhì)量的監(jiān)測結(jié)果見表2,由表2可見,該基地土壤環(huán)境質(zhì)量中重金屬及農(nóng)殘測定的各項指標(biāo),除土壤中鎘含量略超過國家標(biāo)準(zhǔn)[22]的二級標(biāo)準(zhǔn)限值外,其余各項指標(biāo)均低于二級標(biāo)準(zhǔn)的限值規(guī)定。對單項污染因子進(jìn)行評價,可見除鎘外每一項的Pi值均小于1;其鎘污染物指數(shù)為PCd=1.67,呈現(xiàn)偏高態(tài)勢(PCd>1);經(jīng)進(jìn)一步的調(diào)研發(fā)現(xiàn),當(dāng)歸規(guī)范化種植基地的土壤系由沉積母質(zhì)本身的原因形成了土壤背景值中的鎘含量升高,不屬于外來污染,且對當(dāng)歸植株生長發(fā)育與周圍環(huán)境和(或)人體健康沒有產(chǎn)生危害;并且通過對種植區(qū)域內(nèi)產(chǎn)出的當(dāng)歸進(jìn)行多批次檢測,均未發(fā)現(xiàn)鎘含量超過現(xiàn)行綠色食品行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)(鎘以Cd計,≤0.30 mg/kg)[41](另文發(fā)表),由此確認(rèn)當(dāng)歸對鎘無富集現(xiàn)象。這可能是植物從土壤中吸收的鎘只是游離態(tài)鎘[42]而已,而農(nóng)戶多年來堅持窯歸有機(jī)種植,其藥園土壤中腐殖質(zhì)含量比較高,各種成分復(fù)雜,對游離鎘產(chǎn)生了絡(luò)合、沉淀或拮抗等作用,從而降低了植物對鎘的吸收所致[17]。
對于環(huán)境監(jiān)測中所確認(rèn)的超標(biāo)等級而言,只要各嚴(yán)格控制指標(biāo)超標(biāo)1項即視為不合格,若是灌溉水、大氣就可認(rèn)為屬于污染;而土壤是否污染應(yīng)作進(jìn)一步調(diào)研,若確實對植物的生長發(fā)育產(chǎn)生危害、或可食用部分與作為飲料原料部分超標(biāo)、或周圍環(huán)境(地下水、地表水、大氣等)和人體健康已經(jīng)出現(xiàn)了受害情況等,方能確定為污染[39,40];這在近年來的GAP認(rèn)證實務(wù)中亦得到了越來越多的認(rèn)同。在土壤方面,若不區(qū)分土壤鎘的地質(zhì)背景和人為化學(xué)污染來源,評估鎘污染潛在風(fēng)險可按前述計算得到土壤綜合污染指數(shù)P=1.28(土壤質(zhì)量符合國家標(biāo)準(zhǔn)的三級標(biāo)準(zhǔn));而產(chǎn)區(qū)土壤的高鎘背景值對其所影響的當(dāng)歸植株生長發(fā)育與周圍環(huán)境或人體健康無危害出現(xiàn),這樣也可確定為無鎘化學(xué)污染;結(jié)合前述除鎘外的各項指標(biāo),故該當(dāng)歸栽培區(qū)的土壤環(huán)境質(zhì)量可視同符合土壤環(huán)境質(zhì)量國家標(biāo)準(zhǔn)的二級標(biāo)準(zhǔn),也符合中藥材GAP栽培的環(huán)境要求。
2.3 基地地表水水質(zhì)監(jiān)測與評價
當(dāng)歸栽培基地的主要種植地塊屬于坡地,依靠自然灌溉,水源均為泉水,主要供生活飲用和加工消耗。因為雨水和天然泉水符合綠色中藥材用水要求;所以我們只對基地的地面流水(地表水)做了監(jiān)測,結(jié)果見表3。從表3可見,地表水呈微酸性,不含氟化物、氰化物、Pb、Cd,As、Hg、Cr僅有極微量檢出,其他指標(biāo)遠(yuǎn)低于國家標(biāo)準(zhǔn),符合地表水環(huán)境質(zhì)量國家標(biāo)準(zhǔn)[29]的二級標(biāo)準(zhǔn),為無污染的優(yōu)質(zhì)安全飲用水和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)加工用水,因而也就不需進(jìn)行單項污染因子評價或綜合污染指數(shù)分析;這與農(nóng)田灌溉水質(zhì)量國家標(biāo)準(zhǔn)的水質(zhì)要求[43]相比較,除少數(shù)指標(biāo)等同外,GB3838-2002二級標(biāo)準(zhǔn)大多數(shù)指標(biāo)要求更嚴(yán)[29],而GAP對中藥材產(chǎn)地的地表水僅要求符合農(nóng)田灌溉水質(zhì)量國家標(biāo)準(zhǔn)的水質(zhì)要求即可,說明當(dāng)歸種植區(qū)地面流水符合綠色藥材的灌溉用水要求。
3 小結(jié)與討論
當(dāng)歸的GAP種植必須是在環(huán)境條件良好的前提下限制農(nóng)藥、化肥、激素等農(nóng)化物質(zhì)的使用,因此當(dāng)歸種植環(huán)境(大氣、水源、土壤)持續(xù)達(dá)到要求是生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)當(dāng)歸的前提和基礎(chǔ)[44]。如果環(huán)境中的有害物質(zhì)含量高,勢必加劇植(作)物對有害物質(zhì)的吸收,國內(nèi)外近幾年已在多種農(nóng)作物、蔬菜、藥用植物[45]的研究中得到證實。因此國家GAP標(biāo)準(zhǔn)對中藥材種植的環(huán)境條件要求極為嚴(yán)格,并做出了一系列的規(guī)定[8,13,23,40,41]。石窯當(dāng)歸種植基地的選址正是按GAP的要求確定的,該基地位于高山地區(qū),周邊植被覆蓋率達(dá)70%以上[46-48]。經(jīng)檢測,其空氣環(huán)境質(zhì)量符合環(huán)境空氣質(zhì)量國家標(biāo)準(zhǔn)一級標(biāo)準(zhǔn)[16];用水質(zhì)量符合地表水環(huán)境質(zhì)量國家標(biāo)準(zhǔn)二級標(biāo)準(zhǔn)[29];盡管其土壤鎘含量略超過土壤環(huán)境質(zhì)量國家標(biāo)準(zhǔn)二級標(biāo)準(zhǔn)[22]的限值,但相關(guān)調(diào)查研究表明,其不屬人為的外來污染,且對當(dāng)歸生長及藥材質(zhì)量、周圍環(huán)境或人體健康無不良影響,而其余各項土壤指標(biāo)均低于土壤環(huán)境質(zhì)量國家標(biāo)準(zhǔn)二級標(biāo)準(zhǔn)的限值規(guī)定,故其土壤環(huán)境質(zhì)量仍視同符合土壤環(huán)境質(zhì)量國家標(biāo)準(zhǔn)二級標(biāo)準(zhǔn)[22]。
綜合上述檢測與分析,石窯當(dāng)歸基地的空氣、土壤、地表水質(zhì)量均符合國家GAP對中藥材產(chǎn)地生態(tài)環(huán)境相應(yīng)的規(guī)定,因此可得出初步結(jié)論,基地環(huán)境質(zhì)量良好,未受污染,是生產(chǎn)石窯當(dāng)歸這一綠色中藥材的適宜區(qū)域。
不過由于條件所限,對基地連續(xù)多年的監(jiān)測[49]尚未充分展開,尤其是地表水質(zhì)量指標(biāo)檢測僅限于主要污染物指標(biāo),在正式啟動GAP認(rèn)證前還要進(jìn)行補(bǔ)充與完善。
【摘要】系統(tǒng)介紹環(huán)境質(zhì)量評價的相關(guān)概念,確定農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境質(zhì)量評價的相關(guān)指標(biāo)和評價方法,為制訂農(nóng)業(yè)環(huán)境區(qū)劃、農(nóng)業(yè)環(huán)境規(guī)劃、農(nóng)業(yè)環(huán)境法規(guī)和農(nóng)業(yè)環(huán)境管理提供科學(xué)依據(jù)。
【關(guān)鍵詞】農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境質(zhì)量評價;評價方法;指標(biāo)體系
經(jīng)濟(jì)發(fā)展既給環(huán)境帶來沖擊,也對環(huán)境保護(hù)產(chǎn)生了急迫需求。為了防止農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境惡化,防患于未然,農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境質(zhì)量評價顯得越發(fā)重要。環(huán)境質(zhì)量評價是環(huán)境管理的重要組成部分,它可以為環(huán)境保護(hù)和建設(shè)提供了可靠的數(shù)據(jù)資料,為環(huán)境保護(hù)和建設(shè)打下前提和基礎(chǔ)。
環(huán)境質(zhì)量是環(huán)境系統(tǒng)客觀存在的一種本質(zhì)屬性,并能用定性和定量的方法加以描述的環(huán)境系統(tǒng)所處的狀態(tài)。農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境質(zhì)量評價是指以區(qū)域農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境為評價對象,依據(jù)農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)屬性數(shù)據(jù)和資料,選取科學(xué)的環(huán)境質(zhì)量評價指標(biāo)而進(jìn)行的環(huán)境質(zhì)量綜合評價。它為環(huán)境評價、環(huán)境規(guī)劃與建設(shè)和保護(hù)提供了現(xiàn)實依據(jù)和基礎(chǔ)。
1 環(huán)境質(zhì)量評價指標(biāo)的選取
1.1 選取評價指標(biāo)的原則:科學(xué)性原則。選取的評價指標(biāo)應(yīng)科學(xué)、準(zhǔn)確,要選取能反映所評價農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境質(zhì)量特征以及生態(tài)環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀的綜合指標(biāo)。為了使選取的目標(biāo)具有可比性,相鄰地區(qū)的指標(biāo)應(yīng)統(tǒng)一量化,方便橫向與縱向比較。
主導(dǎo)性或代表性原則。制約農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境的因素很多,利用單一因子對農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境質(zhì)量及變化做出全面、科學(xué)的評價,指標(biāo)過多又很難操作,應(yīng)選擇具有代表性的、可比較的,能直接反映區(qū)域農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境質(zhì)量的特征的主導(dǎo)性指標(biāo)。
可操作性。指標(biāo)體系的建立必須具有可行性,評價指標(biāo)的設(shè)計必須考慮其指標(biāo)采集工作的可操作性,沒有辦法量化的資料不能稱其為指標(biāo)。其次,選取指標(biāo)時應(yīng)注意靈活性即在農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境質(zhì)量發(fā)生變化時,能明顯地表現(xiàn)出它的變化和征兆,這樣選取的指標(biāo)才有意義。
適用性原則。環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展與任何一個農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境管理的目標(biāo)是一致的,故選取的指標(biāo)應(yīng)具有一致性,即適用性。當(dāng)然,不同區(qū)域的環(huán)境具有不同的具體特點,因而應(yīng)根據(jù)不同區(qū)域的農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境特點建立不同的標(biāo)準(zhǔn)。
1.2 評價指標(biāo)體系的選擇:當(dāng)前關(guān)于評價體系的研究,多注重分層、分系統(tǒng)等方面。例如:李英等人針對濟(jì)南地區(qū)生態(tài)環(huán)境所展現(xiàn)出來的現(xiàn)實特點進(jìn)行研究,構(gòu)建了濟(jì)南區(qū)域生態(tài)環(huán)境質(zhì)量評估體系。此類指標(biāo)體系具體到要素層共包括了31個要素,用于對濟(jì)南市區(qū)在內(nèi)的111個鄉(xiāng)鎮(zhèn)進(jìn)行逐層評價。第一層為目標(biāo)層,反映生態(tài)質(zhì)量總數(shù);第二層為系統(tǒng)層,由5個子系統(tǒng)構(gòu)成,分別是生態(tài)脆弱度、生態(tài)影響度、生態(tài)抗逆水平、人文發(fā)展度以及自然資源稟賦;第三層為狀態(tài)層,對上一層具體評價指標(biāo)加以體現(xiàn),并揭示它們之間存在的關(guān)系。第四層為要素層,用來評析初始目標(biāo)對象。“朱曉華等分別以徐州等地做為生態(tài)環(huán)境質(zhì)量評估體系研究的目標(biāo)區(qū)域。區(qū)域生態(tài)的總目標(biāo)層由社會經(jīng)濟(jì)
自然復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)構(gòu)成,以綜合指數(shù)所表現(xiàn)出來的特征來評析區(qū)域內(nèi)生態(tài)環(huán)境質(zhì)量的總體水平。環(huán)境、自然、環(huán)境污染和社會經(jīng)濟(jì)4個子系統(tǒng)構(gòu)成了制約層。16個基本要素組成各個子系統(tǒng)構(gòu)成了要素層。28個直接度量因子構(gòu)成了指標(biāo)層。孫希華將山東的農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境質(zhì)量作為評價的總指標(biāo),其評價準(zhǔn)則主要由經(jīng)濟(jì)要素、社會要素、技術(shù)要素和自然環(huán)境要素所構(gòu)成,每一準(zhǔn)則層由不同的要素組成,48個要素組成所需評價的要素層”。運(yùn)用“樹木活力”法對吉林生態(tài)環(huán)境質(zhì)量進(jìn)行評價這一新的綜合生態(tài)指標(biāo)由千慶蘭提出,補(bǔ)充在通常狀況下要想科學(xué)、全面地解決生態(tài)環(huán)境質(zhì)量目前存在的不足,僅僅依靠單一的環(huán)境指標(biāo)是不夠的。
本文評價體系的建立,基于以下考慮:一是使指標(biāo)體系能夠完整準(zhǔn)確地反映農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境質(zhì)量狀況;二是使指標(biāo)體系最簡單化。在此原則的基礎(chǔ)上,確立農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境質(zhì)量評價指標(biāo)體系。一般來說,農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境評價指標(biāo)體系分為一級指標(biāo)體系和多級指標(biāo)體系。通常情況下,一級指標(biāo)體系不能完整而清晰地反映多層次屬性的特點。而農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境又是由多個子系統(tǒng)構(gòu)成的,各個系統(tǒng)之間的相互作用將直接影響整個生態(tài)系統(tǒng)的質(zhì)量。因此,多級指標(biāo)體系能夠清晰準(zhǔn)確地反映各子系統(tǒng)之間差異及生態(tài)環(huán)境的不同層次,因此目前多級指標(biāo)體系比較常用,其中多以二級指標(biāo)體系為常見。
根據(jù)以上宗旨,農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境質(zhì)量整個指標(biāo)體系得以確立。通常把農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境又分為四個子體系:“生境資源狀況體系、生物狀況體系、生態(tài)狀況體系和環(huán)境污染體系。生境資源狀況體系由四個指標(biāo)組成:“人均擁有耕地面積(畝/人)、草地面積占有比率(%)、水域面積占有比率(%)、森林覆蓋面積比率。”環(huán)境污染體系由三個指標(biāo)組成:“灌溉水質(zhì)量、農(nóng)田土壤環(huán)境質(zhì)量、農(nóng)田大氣環(huán)境質(zhì)量。”生物狀況體系由兩個指標(biāo)組成:農(nóng)作物中重金屬含量、農(nóng)作物中農(nóng)藥含量。
生態(tài)狀況體系由五個指標(biāo)組成:“水土流失比率(%)、水土三化比率(%)、每畝平均施化肥量(千克/畝)、每畝平均施農(nóng)藥量(克/畝)、農(nóng)田土壤有機(jī)質(zhì)含量(%)。”
2 環(huán)境質(zhì)量評價的一般方法
生態(tài)環(huán)境評價方法就是指為了滿足生態(tài)環(huán)境過程中的一系列目標(biāo)要求,所采用的程序步驟和相應(yīng)的技術(shù)方法。國內(nèi)外已經(jīng)提出應(yīng)用的環(huán)境質(zhì)量評價方法是多種多樣的,至今我國尚未形成統(tǒng)一的方法系列,較成熟的方法有:
2.1 指數(shù)法與綜合指數(shù)法:即加權(quán)平均法。在農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境質(zhì)量評價中應(yīng)用這種方法最重要的是評價指標(biāo)權(quán)重的確定,一般都是采用比較易行的德爾菲法(專家評分法)。它可以簡便、直觀地體現(xiàn)出農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境質(zhì)量評價的綜合性、整體性和層次性。但是該方法的不足是主觀性比較大,因為專家在打分的過程中,主觀因素和自己的經(jīng)驗,都在左右著分值的確定。
在確定評價指標(biāo)體系和評價標(biāo)準(zhǔn)后,根據(jù)評價因素的相對重要性確定其權(quán)重值,將各因素的變化值得出綜合評價值。通常采用的數(shù)學(xué)模型按因子之間的相互相聯(lián)性、構(gòu)成模式,第一步計算出各評價因子的加權(quán)質(zhì)量指數(shù),然后再按評價因子的歸屬關(guān)系得出三個因子集的質(zhì)量分指數(shù),最終由因子集質(zhì)量分指數(shù)得出評價區(qū)域的生態(tài)環(huán)境質(zhì)量綜合指數(shù)。
質(zhì)量指數(shù)分為子體系指數(shù)和總指數(shù)兩級。共有四個子體系:灌溉用水子體系、農(nóng)田大氣子體系、農(nóng)田土壤子體系和其他生態(tài)環(huán)境子體系。每個子體系由若干指標(biāo)組成。由指標(biāo)值求出指數(shù)值。總指數(shù)值由四個子體系的分?jǐn)?shù)值加權(quán)和得出。然后根據(jù)加權(quán)值的大小來得出環(huán)境質(zhì)量的好壞。
2.2 模糊綜合評價方法:環(huán)境質(zhì)量具有精確與模糊、確定與不確定的特性,所以環(huán)境質(zhì)量評價中又引入了模糊綜合評價法。模糊方法是20世紀(jì)60年代美國科學(xué)家扎德教授創(chuàng)立的。因此評價過程中充分利用模糊信息,以及評判結(jié)果用模糊性的語言,該方法既有嚴(yán)格的定量刻劃,也有對難以定量分析的模糊現(xiàn)象進(jìn)行主觀上的定性描述,把定性描述和定量分析緊密地結(jié)合起來,是近年來發(fā)展較快的一種新方法。
通過計算的綜合判斷中的各元素之值,對生態(tài)環(huán)境做出評判,評價等級。模糊評價方法,有時比較粗糙,而且往往受控于某污染權(quán)重的項目,以至于有誤判的現(xiàn)象,在評價因素時,這種現(xiàn)象尤為突出,而且導(dǎo)致實用性差。此外,還有一些方法:類比分析法,作為一種常用半定量和定性的方法,主要有生態(tài)因子類比、生態(tài)環(huán)境問題類比以及生態(tài)環(huán)境整體類比三種類比分析法。景觀生態(tài)學(xué)方法,生態(tài)環(huán)境質(zhì)量狀況通過功能與穩(wěn)定性分析與空問結(jié)構(gòu)分析進(jìn)行評價。圖形疊置法,即生態(tài)圖法,即一張圖上跌合兩個以上的生態(tài)環(huán)境信息,構(gòu)成復(fù)合圖,反映生態(tài)環(huán)境變化的程度和方向。列表清單,分別將各種生態(tài)環(huán)境因子劣種統(tǒng)一表格的行與列里,逐一進(jìn)行分析并以數(shù)字、正負(fù)號或其他符號表示其強(qiáng)度、性質(zhì)等;指數(shù)法與綜合指數(shù)法是最常用的生態(tài)環(huán)境評價方法,表征生態(tài)環(huán)境因子特性的指標(biāo)體系和確定評價標(biāo)準(zhǔn)的建立,并賦予因子權(quán)重,然后建立評價函數(shù)曲線,得出綜合評價指數(shù)值。例如內(nèi)梅羅指數(shù)用于評價水環(huán)境質(zhì)量,上海大氣質(zhì)量指數(shù)、格林大氣指數(shù)用于評價大氣質(zhì)量。
生態(tài)系統(tǒng)綜合評價法一般采用層次分析法(AHP法),同時采用定量和定性分析方法,又稱多層次權(quán)重分析決策法。生物生產(chǎn)力評價法,可評價生態(tài)環(huán)境質(zhì)量極其變化趨勢,用生物量、生物生長量以及物重量三個基本生物學(xué)參數(shù)表示;其他評價方法還有回歸分析法、相關(guān)分析法、多因子數(shù)量分析法、系統(tǒng)分析法以及聚類分析法等。
總之,農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境質(zhì)量評價,為農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境的管理提供參考標(biāo)準(zhǔn),為農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展提供依據(jù)。揭示和預(yù)測農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境質(zhì)量受人類活動的影響程度,為制定農(nóng)業(yè)環(huán)境規(guī)劃、農(nóng)業(yè)環(huán)境區(qū)劃、農(nóng)業(yè)環(huán)境管理和農(nóng)業(yè)法規(guī)提供科學(xué)依據(jù)。為農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境的保護(hù)與建設(shè)提供科學(xué)的保障。
摘要:隨著社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,人們對人居環(huán)境的要求也逐步提高。本文從城市的尺度出發(fā),以西安市作為研究區(qū)域,通過對人居環(huán)境基本概念的剖析和城市人居環(huán)境構(gòu)成要素的分析,構(gòu)建評價指標(biāo)體系,對西安市城區(qū)的人居環(huán)境質(zhì)量進(jìn)行評價,并為優(yōu)化城市人居環(huán)境質(zhì)量提出建議。
關(guān)鍵詞:人居環(huán)境質(zhì)量;評價;城市
隨著我國城市化進(jìn)程的加快和住房制度改革,人居環(huán)境問題日益受到了政府和學(xué)界的廣泛關(guān)注。吳良鏞先生受道薩迪亞斯的人類聚居學(xué)理論的啟發(fā),創(chuàng)立了“人居環(huán)境科學(xué)”。2001年,吳良鏞先生出版著作《人居環(huán)境科學(xué)導(dǎo)論》,確立了人居環(huán)境科學(xué)學(xué)術(shù)框架。此后,關(guān)于人居環(huán)境的研究進(jìn)一步發(fā)展,尤其是對于城市人居環(huán)境的研究。
本文以城市為研究尺度,選取西安市三環(huán)范圍內(nèi)作為研究區(qū)域,通過對人居環(huán)境系統(tǒng)構(gòu)成的分析選取指標(biāo),建立評價體系,對研究區(qū)域的人居環(huán)境質(zhì)量進(jìn)行了評價,為西安城市的規(guī)劃建設(shè)提供一定的建議。
一.人居環(huán)境基本概念
1.1 人居環(huán)境的基本概念
人居環(huán)境是在人類居住和環(huán)境科學(xué)兩大概念范疇的基礎(chǔ)上發(fā)展而來的,是人類活動改造自然的勞動成果。
人居環(huán)境有廣義和狹義之分。狹義的人居環(huán)境是指人類聚居活動的空間,居民賴以生存的空間場所,它是在自然環(huán)境基礎(chǔ)上構(gòu)建的人工環(huán)境;廣義的人居環(huán)境是指圍繞人類這個主體生存和發(fā)展條件的各種物質(zhì)性和非物質(zhì)性因素的總和,是與人類發(fā)展相關(guān)的各種要素的綜合。
1.2 城市人居環(huán)境的構(gòu)成
城市人居環(huán)境一般由3部分組成:(1)居住條件,它通過住宅本身的價值來體現(xiàn),包含住宅面積、住宅質(zhì)量和住宅設(shè)備等;(2)生態(tài)環(huán)境質(zhì)量,它通過城市的大氣、水、噪聲以及綠化水平等指標(biāo)來反映城市生態(tài)環(huán)境的水平;(3)基礎(chǔ)設(shè)施和公共服務(wù)設(shè)施水平,它可通過各文教設(shè)施、商業(yè)服務(wù)業(yè)設(shè)施、各類活動場所、道路廣場、交通狀況等指標(biāo)反映。
二.研究區(qū)域概況
西安,古稱長安,是人類文明和中華民族的發(fā)祥地之一,是新亞歐大陸橋中國段隴海蘭新經(jīng)濟(jì)帶最大的中心城市。西安市現(xiàn)轄9區(qū)4縣,總面積10108平方公里,常住人口830.54萬人,戶籍人口764.25萬人。本文研究的區(qū)域是三環(huán)道路內(nèi)的建成區(qū)范圍。其三環(huán)范圍內(nèi)空間的功能分區(qū)明顯,不同功能區(qū)聚集不同產(chǎn)業(yè);聚集不同年齡結(jié)構(gòu)、不同文化水平的人口,所從事的生產(chǎn)、生活活動差異性較大。
三.評價指標(biāo)的建立與數(shù)據(jù)采集
人居環(huán)境的優(yōu)化過程,實質(zhì)上是人居硬環(huán)境和人居軟環(huán)境的耦合過程。人居環(huán)境質(zhì)量的評價實際上也就是對人居硬環(huán)境和人居軟環(huán)境的綜合評價具體而言。本文選取了居住條件、生態(tài)環(huán)境質(zhì)量、基礎(chǔ)設(shè)施公共服務(wù)設(shè)施水平3個大類評價指標(biāo),15個單項指標(biāo),構(gòu)成城市人居環(huán)境評價指標(biāo)體系。針對指標(biāo)體系收集了相關(guān)數(shù)據(jù)(主要來源于各年《西安統(tǒng)計年鑒(2002―2007)》)(見表1)。
表1西安市區(qū)人居環(huán)境指標(biāo)數(shù)據(jù)資料
五.建議與討論
1)優(yōu)化城市發(fā)展模式,處理好城市經(jīng)濟(jì)增長與生態(tài)環(huán)境保護(hù)之間的關(guān)系,在滿足城市經(jīng)濟(jì)增長指標(biāo)的同時應(yīng)該加快保護(hù)城市生態(tài)環(huán)境建設(shè)。
2)以人為本,改善城市居住環(huán)境。城市人居環(huán)境優(yōu)化要落實在居住區(qū)這一尺度上。強(qiáng)化城市居住區(qū)的主導(dǎo)功能,以自然環(huán)境為基礎(chǔ),不斷提高生活質(zhì)量,創(chuàng)造出能使居民身心健康發(fā)展的、適應(yīng)社會在發(fā)展需求的人居場所。
3)優(yōu)化生態(tài)環(huán)境,實施可持續(xù)發(fā)展,采取各種措施,提高城市污水處理率,加強(qiáng)固體廢物綜合利用率,減少污染,提高人均綠地面積與城市綠化覆蓋率。
結(jié)束語:
城市人居環(huán)境發(fā)展是一個動態(tài)、復(fù)雜的巨大系統(tǒng),本文僅考慮到影響西安城區(qū)人居環(huán)境的部分指標(biāo),即只是對人居硬環(huán)境進(jìn)行評價,并沒有對人居軟環(huán)境經(jīng)行評價,所以文中得出的結(jié)論具有局限性,只作為城市規(guī)劃建設(shè)的建議性依據(jù)。
【摘 要】 陽澄湖位于太湖流域下游,是太湖流域第三大湖,跨蘇州市區(qū)、蘇州工業(yè)園、常熟市、蘇州相城區(qū)和昆山多個行政區(qū)。近十多年來,隨著陽澄東湖周圍地區(qū),特別是湖區(qū)北部工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的迅速發(fā)展和城市化進(jìn)程的加快,排入湖體內(nèi)的工業(yè)廢水和生活污水的數(shù)量不斷增加,兼之湖內(nèi)大面積的人工圍網(wǎng)養(yǎng)殖,養(yǎng)殖投餌帶入湖體內(nèi)的氮、磷等營養(yǎng)物質(zhì)也逐年增多,致使湖體水質(zhì)污染和富營養(yǎng)化的程度逐年上升,湖泊生態(tài)系統(tǒng)日趨脆弱。從指示水質(zhì)的水生植物——輪藻的分布面積看,70年代輪藻在陽澄湖幾乎全湖分布到目前輪藻僅在陽澄東湖南部區(qū)域有分布可以看出,陽澄湖的水質(zhì)呈下降趨勢。
【關(guān)鍵詞】 陽澄東湖 環(huán)境質(zhì)量評價
本研究的目的即為客觀評價陽澄東湖水環(huán)境現(xiàn)狀,為陽澄湖水質(zhì)管理提供依據(jù)。
1 湖區(qū)水質(zhì)基本理化參數(shù)
就湖泊水質(zhì)而言,衡量水質(zhì)的基本理化參數(shù)包括:透明度、濁度、pH、溶解氧、電導(dǎo)率、氧化還原電位。
湖區(qū)南北部水體透明度有明顯的差別,北部透明度顯著低于中部湖區(qū),南部湖區(qū)透明度最高;與此相似,水體濁度顯示為相反的分布特征。北部、中部和南部湖區(qū)的透明度分別為61.7cm、82.3cm和116.4cm。(如表1)
湖區(qū)pH顯示為湖心區(qū)及南部湖區(qū)大于北部及沿岸區(qū)。由于湖心區(qū)及南部湖區(qū)水生植物覆蓋度大于北部及沿岸區(qū),初級生產(chǎn)力較高,造成pH較高。而且,沿岸區(qū)可能受陸源污染物輸入的影響,pH偏低。
電導(dǎo)率的高低基本反映了水體中離子濃度的高低,沿岸區(qū)的電導(dǎo)率略高于湖心區(qū),也顯示了陸源污染輸入的影響。
從三個湖區(qū)(北部、中部、南部)比較而言(表1),南部湖區(qū)電導(dǎo)率略低于北部湖區(qū),但僅有4%左右的差異。pH的湖區(qū)差異也較小,北部湖區(qū)
湖區(qū)氧化還原電位和溶解氧分布均反映出南部湖區(qū)溶氧較高,氧化性較好,而北部湖區(qū),特別是北部沿岸區(qū)的溶解氧和氧化性均較低。
從三個湖區(qū)的比較結(jié)果看(表1),南部湖區(qū)溶解氧平均水平比北部和中部湖區(qū)高0.3mg/l左右,而ORP則提高了約20%。但從絕對值看,三個湖區(qū)的差異并非顯著。
2 營養(yǎng)鹽水平
水體中氨氮的分布最高值出現(xiàn)在湖區(qū)北部,自北向南逐漸稀釋,應(yīng)與污染輸入有關(guān)。而南部陽澄湖公園附近也出現(xiàn)了較高的氨氮分布區(qū),是否與公園的施肥有關(guān)尚需驗證。北部湖區(qū)磷酸鹽在含量較中部湖區(qū)高,但南部水草區(qū)及野尤涇口外水草區(qū)出現(xiàn)了一個磷酸鹽較高的區(qū)域,這與在東太湖水草區(qū)觀察到水草覆蓋度較高的區(qū)域水土界面層的高有機(jī)質(zhì)、高磷酸鹽含量類似。
從湖區(qū)比較看,北部湖區(qū)氨氮和磷酸鹽含量分別為0.29mg/l, 7.3μg/l;中部湖區(qū)則分別為0.13mg/l,4.7μg/l;南部湖區(qū)則分別為0.20mg/l,6.8μg/l。(如表2)
水體中總磷和總氮的含量既和溶解性氮磷營養(yǎng)鹽含量有關(guān),但是水體中懸浮顆粒物的多少也會嚴(yán)重影響其含量。對照水體濁度指標(biāo),發(fā)現(xiàn)水體總磷和總氮含量與顆粒物多少有一定的相關(guān)性。總氮與濁度的關(guān)系可用下式表示:
y=5.3462x-4.2334相關(guān)系數(shù)R2=0.60
總磷與濁度關(guān)系可用下式表示:
y=116.45x-19.877相關(guān)系數(shù)R2=0.35
因此可以說,水體透明度的多少,即水體中懸浮顆粒物的多少,對水體中的總氮和總磷有一定的影響因素。
從北、中、南三個湖區(qū)的比較而言,總氮平均含量為2.22,1.51和1.07mg/l,總磷平均含量為0.22,0.20和0.19mg/l。從三個湖區(qū)數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)偏差看,北部湖區(qū)樣點間總氮總磷含量的數(shù)據(jù)離散度要大于中部湖區(qū),中部湖區(qū)要大于南部湖區(qū),這也說明了總氮總磷在北部湖區(qū)有一個較快的沉降過程,且越往南,差異越小。(表2)
硝酸鹽和亞硝酸鹽的分布同樣表現(xiàn)為北高南低的特點,而且,沿岸區(qū)要劣于湖心區(qū),顯示著陸源污染物對水質(zhì)的影響。而亞硝酸鹽僅在北部湖區(qū)的沿岸帶有一定含量的檢出,而亞硝酸鹽可以認(rèn)為是氮在厭氧條件下的產(chǎn)物,預(yù)示著水體氧條件較差,氧化能力不足的問題。
比較三個湖區(qū),硝酸鹽在北、中、南三個區(qū)域的平均含量分別為0.51,0.25和0.08mg/l。亞硝酸鹽僅在北部湖區(qū)檢出,平均含量0.01mg/l,中部和南部湖區(qū)均未有檢出。
北部湖區(qū)CODMn平均含量4.97mg/l,中部湖區(qū)平均值為4.66mg/l,南部湖區(qū)為4.29mg/l(表2)。同樣的表現(xiàn)為北部及沿岸帶高于南部及湖心區(qū)的特點。(圖1)
3 水域環(huán)境質(zhì)量評價
水域富營養(yǎng)化程度的綜合評價是對湖泊富營養(yǎng)化發(fā)展過程中的某一階段營養(yǎng)狀態(tài)的定量描述,其主要目的是通過對具體湖泊富營養(yǎng)化代表性指標(biāo)的詳細(xì)調(diào)查,判斷該湖泊的營養(yǎng)狀態(tài),了解其水質(zhì)及其富營養(yǎng)化進(jìn)程,為湖泊水質(zhì)管理和富營養(yǎng)化控制提供科學(xué)依據(jù)。
在本次評價中,選用《全國水資源綜合規(guī)劃湖泊營養(yǎng)狀態(tài)評價標(biāo)準(zhǔn)》(全國水資源規(guī)劃技術(shù)工作組,2002)一書中所推薦的評分法,作為評價的基礎(chǔ)方法,該方法選用了與富營養(yǎng)化關(guān)系最為密切的五項指標(biāo)——Chla、TN、TP、CODMn、SD作為評價的基本參數(shù),在具體的評價中首先以測點為評價單元,求得各項指標(biāo)的營養(yǎng)狀態(tài)的評分值,然后以各測點五項指標(biāo)評分的平均值與各級標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行比照,求得各測站營養(yǎng)級別。以各測點代表面積占全湖面積的百分比值,求得不同營養(yǎng)級別水面面積的大小及全湖的營養(yǎng)水平。
其中,計算的各分量TSI指數(shù)由下式得到:
根據(jù)表2所列標(biāo)準(zhǔn),陽澄東湖大都屬于中富營養(yǎng)水平,北部湖區(qū)少量樣點已屬于富營養(yǎng)化水平,而南部湖區(qū)則尚未發(fā)現(xiàn)富營養(yǎng)化區(qū)域。北部湖區(qū)富營養(yǎng)化指標(biāo)平均得分為58.9分,最大63.8,最小值52.8,中部湖區(qū)平均得分56.6分,最大值60.0分,最小值52.4分;南部湖區(qū)平均得分53.1分,最大值56.3分,最小值51.6分。
在這個湖區(qū)的得分分布情況如圖1所示:在北部及沿岸區(qū),其得分已經(jīng)逼近甚至超越了富營養(yǎng)化指數(shù)域值,而南部水體則相對良好。
考慮三個湖區(qū)的不同面積,即北部湖區(qū):7.87Km2,中部:4.02Km2,南部4.50Km2,總計16.4Km2面積計算,全湖區(qū)的富營養(yǎng)化得分情況計算如下:
TSI(全湖區(qū))=(61.3×7.87+59.0×4.02+54.8×4.50)/16.4 =58.9
全湖已處于富營養(yǎng)化域值(60)附近,富營養(yǎng)化情況不容樂觀。即使是水質(zhì)較好的南部湖區(qū),其TSI得分也達(dá)到了54.8,局部樣點也逼近60的臨界值,必須采取有力措施,才能及早遏制富營養(yǎng)化程度的進(jìn)一步加深。
4 結(jié)論
根據(jù)國家地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)(GB3838—2002),對陽澄東湖昆山水域主要水環(huán)境質(zhì)量參數(shù)進(jìn)行評價,評價結(jié)果反映,其水質(zhì)狀況主要為III類-IV類水,其中總磷已達(dá)V類標(biāo)準(zhǔn)。特別是北部湖區(qū),水質(zhì)狀況不容樂觀。
很多年來,陽澄東湖都是處于中營養(yǎng)水平,只有在局部湖區(qū)才表現(xiàn)為中富營養(yǎng)。但是據(jù)對本次主要測點的富營養(yǎng)化程度綜合評價,其得分已十分接近60分,已迫近富營養(yǎng)水平。
據(jù)在90年代初的調(diào)查表明,當(dāng)時全湖均處于III類水標(biāo)準(zhǔn),僅有部分指標(biāo)達(dá)到IV類水,十多年來,陽澄東湖水質(zhì)已經(jīng)下降了近一個等級,情況不容樂觀。表明陽澄東湖富營養(yǎng)化污染已成為當(dāng)前急待解決的重要環(huán)境問題之一。
摘要:針對水環(huán)境質(zhì)量評價水質(zhì)類型的多樣性、監(jiān)測數(shù)據(jù)量大、參數(shù)各異的情況,本文通過總結(jié)以往水質(zhì)評價存在問題,依據(jù)環(huán)境保護(hù)部“關(guān)于印發(fā)《地表水環(huán)境質(zhì)量評價辦法(試行)》的通知(環(huán)辦[2011]22號),基于河流型水質(zhì)評價方法計算比較復(fù)雜的問題,提出了以Excel為平臺,開發(fā)了編程簡單、通用性強(qiáng)、針對性突出的VBA應(yīng)用程序。通過對實例計算應(yīng)用,較好地解決了河流水質(zhì)評價經(jīng)常會遇到的重復(fù)、繁瑣的人工處理和Excel表格中無法簡單處理的計算,同時為Excel VBA實現(xiàn)湖泊、地下水、海水等水質(zhì)評價方法提供了一種新的程序設(shè)計思路。
在環(huán)境質(zhì)量評價研究中,特別是水環(huán)境質(zhì)量評價需要對地表水、地下水、湖泊等大量的監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行水質(zhì)評價,迄今還沒有一個被大家公認(rèn)的通用的具有可比性的水質(zhì)評價方法。不同部門進(jìn)行水質(zhì)評價時,選用數(shù)學(xué)模型的任意性很強(qiáng),常常不能反映本地的污染狀態(tài)【1】。2011年3月9日,環(huán)境保護(hù)部了“關(guān)于印發(fā)《地表水環(huán)境質(zhì)量評價辦法(試行)》的通知(環(huán)辦[2011]22號)”,統(tǒng)一了地表水評價方法,而對于水質(zhì)評價采用何種計算軟件沒有作出規(guī)定,現(xiàn)行的監(jiān)測數(shù)據(jù)的保存和水質(zhì)的評價,仍沿襲以往人工在Excel表格中進(jìn)行,計算時經(jīng)常需要用到單元格填充功能,常用插入函數(shù)與填充柄來完成。這種重復(fù)性的填充和插入函數(shù)容易出現(xiàn)錯誤,工作效率及準(zhǔn)確性差,這就給評價工作帶來了困難,甚至無法計算出正確的評價結(jié)果。因此,如何實現(xiàn)水質(zhì)環(huán)境質(zhì)量評價的自動化、功能化將評價人員從單調(diào)耗時的工作中解放出來,是一個急待解決的問題。
鑒于以上原因,這里應(yīng)用VBA語言編寫嵌入式模塊,開發(fā)了水質(zhì)監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行自動化的評價方法,通過實際應(yīng)用可以看出這種方法不僅對地表水?dāng)?shù)據(jù)評價的效率、準(zhǔn)確度高,而且可移植到湖泊、地下水、海水等水質(zhì)評價中,具有較強(qiáng)的通用性和擴(kuò)展性。
水質(zhì)數(shù)據(jù)評價方法【2】
河流斷面水質(zhì)類別評價采用單因子評價法,即根據(jù)評價時段內(nèi)該斷面參評的指標(biāo)中類別最高的一項來確定。描述斷面的水質(zhì)類別時,使用“符合”或“劣于”等詞語。斷面水質(zhì)類別與水質(zhì)定性評價分級的對應(yīng)關(guān)系見表1。
因此,計算中首先需要對每一個斷面的參評指標(biāo)按照水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)【3】,計算出各參評指標(biāo)的水質(zhì)類別,之后再按參評指標(biāo)的水質(zhì)類別的最高一項求出斷面的水質(zhì)類別,最后根據(jù)斷面的水質(zhì)類別判斷出水質(zhì)狀況。
這里參評指標(biāo)的水質(zhì)類別利用了最優(yōu)化方法,即求問題的最大值,將水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的五類水質(zhì)類別I、II、III、IV、V,分別用數(shù)字1、2、3、4、5表示,尋優(yōu)的方法采用搜索法。在本程序中選優(yōu)利用的是水質(zhì)類別區(qū)間法,它是一種水質(zhì)類別區(qū)間搜索方法,廣泛應(yīng)用于計算模糊數(shù)學(xué)隸屬度、灰色聚類函數(shù)的問題。
2開發(fā)設(shè)計
2.1 Excel水質(zhì)評價數(shù)據(jù)表設(shè)計
應(yīng)用計算機(jī)進(jìn)行科學(xué)計算,通常需要建立數(shù)據(jù)輸入和結(jié)果輸出兩個數(shù)據(jù)表,就水質(zhì)評價而言,為程序設(shè)計更優(yōu)化,還需要增加一個存放水質(zhì)評價標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)表以便程序調(diào)用和標(biāo)準(zhǔn)的增加及修改。程序設(shè)計之前,首先新建一個Excel,并在Excel中共建三個數(shù)據(jù)表,分別取名為“數(shù)據(jù)”、“結(jié)果”、“標(biāo)準(zhǔn)”,最后將該工作薄保存一個名為“水質(zhì)評價”的Excel文件。
2.2 程序設(shè)計
為了簡化手工處理過程,筆者使用應(yīng)用程序開發(fā)語言VBA在Excel下編寫宏程序,自定義Excel工具欄,菜單欄和界面,簡化模板的使用,使用戶在運(yùn)用水質(zhì)評價方法中,直接點擊“水質(zhì)計算”按鈕,即可得到水質(zhì)評價結(jié)果。基于上述水質(zhì)評價方法和數(shù)據(jù)表設(shè)計后,用VBA實現(xiàn)水質(zhì)評價的程序代碼清單如截圖1。
3水質(zhì)評價方法在Excel中的實現(xiàn)
這里以大沽河干流水質(zhì)監(jiān)測結(jié)果為例【4】,根據(jù)大沽河干流水質(zhì)現(xiàn)狀,從中篩選出高錳酸鹽指數(shù)(CODmn)、五日生化需氧量(BOD5)、氨氮(NH3-N)、揮發(fā)酚(vphl)、石油類(oil)、總磷(TP)、化學(xué)需氧量(COD)等7項作為河流水質(zhì)評價指標(biāo)(如表1所示)。應(yīng)用程序進(jìn)行水質(zhì)評價時,首先將表1數(shù)據(jù)輸入到“數(shù)據(jù)”表中(如截圖2),然后將評價標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)輸入到“標(biāo)準(zhǔn)”表中(如截圖3),最后直接點擊“水質(zhì)計算”按鈕,便得到用戶所需要的結(jié)果(見截圖4),即計算出了斷面各指標(biāo)的水質(zhì)類別、斷面水質(zhì)等級和水質(zhì)狀況。
4結(jié)語
(1) 水質(zhì)監(jiān)測數(shù)據(jù)通常采用Excel表格進(jìn)行存儲、計算及分析,因此應(yīng)用Excel VBA平臺進(jìn)行水質(zhì)評價無需借助其它開發(fā)軟件,協(xié)同性較好,開發(fā)成本低,簡單易行,編程工作量較小。
(2) 應(yīng)用Excel VBA程序?qū)λ|(zhì)數(shù)據(jù)進(jìn)行評價,操作簡單,運(yùn)算快速。實例的9個水質(zhì)監(jiān)測斷面的水質(zhì)數(shù)據(jù),只需單擊“水質(zhì)計算”按鍵,立即就能得到準(zhǔn)確的評價結(jié)果,數(shù)據(jù)處理的速度大大加快,工作的效率提高顯著。
(3) 應(yīng)用Excel VBA對河流型水質(zhì)評價靈活應(yīng)用性有較大的提高。由于程序代碼具有可移植的特性,因此針對不同的地表水類型的水質(zhì)評價問題,只要對Excel VBA程序做少量的修改即可應(yīng)用于地下水、湖泊、海水類型水質(zhì)評價。
摘要:提出用粗糙集(RS)理論的屬性約簡篩選地下水環(huán)境質(zhì)量評價指標(biāo),通過主客觀組合賦權(quán)確定各評價指標(biāo)的權(quán)重,再利用理想解法(TOPSIS)和灰色關(guān)聯(lián)度相結(jié)合的方法確定各樣本的相對貼近度,從而建立了地下水環(huán)境質(zhì)量評價的RS-TOPSIS模型。將RS-TOPSIS模型應(yīng)用于淮河流域某研究區(qū)的地下水環(huán)境質(zhì)量評價,結(jié)果表明,13個采樣點中水質(zhì)為Ⅰ類、Ⅱ類、Ⅲ類的采樣點各有兩個,其余各采樣點為Ⅳ類,與未約簡指標(biāo)通過理想解法和灰色關(guān)聯(lián)度相結(jié)合的評價模型得出的結(jié)果是一致的。
關(guān)鍵詞:粗糙集;理想解法;灰色關(guān)聯(lián)度;水質(zhì)評價;淮河流域
作為地下水環(huán)境保護(hù)和治理的一項基礎(chǔ)性工作,地下水環(huán)境質(zhì)量評價是進(jìn)行地下水環(huán)境管理的重要手段之一。隨著測試手段和計算技術(shù)的發(fā)展,水質(zhì)評價的方法也在日益增多,如:灰色關(guān)聯(lián)法、模糊評判法、層次分析法、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法[1-6]。然而由于地下水環(huán)境質(zhì)量評價指標(biāo)繁多而帶來的評價工作量大、計算復(fù)雜、評價主觀性強(qiáng);水質(zhì)指標(biāo)信息的如何最大利用以及水質(zhì)評價中權(quán)重的確定,這些都是水質(zhì)評價工作過程中所要面臨和解決的問題。
針對上述問題,本文擬首先利用粗糙集理論中的屬性約簡方法對評價指標(biāo)進(jìn)行篩選,其次利用約簡后的指標(biāo)構(gòu)成最初的評價矩陣并構(gòu)造多指標(biāo)問題的理想解,計算各方案與理想方案的灰色關(guān)聯(lián)系數(shù)矩陣,以灰色關(guān)聯(lián)系數(shù)矩陣作為新的決策矩陣,再利用TIOSIS法進(jìn)行方案排序[7-12]。通過對淮河流域某研究區(qū)進(jìn)行實證研究,得出了比較合理的評價結(jié)果。
1 評價指標(biāo)的約簡
1.1 約簡思路
水環(huán)境質(zhì)量評價中多指標(biāo)會導(dǎo)致評價工作的繁雜,因此需要在不影響評價結(jié)果的基礎(chǔ)上,采用粗糙集理論對水質(zhì)評價指標(biāo)進(jìn)行約簡。
粗糙集理論是建立在分類機(jī)制的基礎(chǔ)上的,它將分類理解為在特定空間上的等價關(guān)系,而等價關(guān)系構(gòu)成了對該空間的劃分。知識約簡是粗糙集理論的優(yōu)秀問題之一,它是基于知識的分類能力不變的前提下的約簡[13]。具體的思路如下:
步驟1 建立評價指標(biāo)信息系統(tǒng)。根據(jù)粗糙集理論,在做任何粗糙集計算之前,都應(yīng)建立一個信息系統(tǒng)S={U,A,V,f}。其中U為對象的非空有限集合,稱為論域;A=C∪D是屬性集合,子集C和子集D分別稱為條件屬性和決策屬性;V是對象屬性的值域;f是信息函數(shù),指定每個對象屬性的屬性值。具體到本次研究中,則是建立一個評價指標(biāo)信息系統(tǒng),條件屬性C在本次研究中為各指標(biāo),這里進(jìn)行屬性約簡,不用建立決策屬性。
步驟2 數(shù)值離散。粗糙集的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)是集合論,難以直接處理連續(xù)型的屬性值,一般要求由實際數(shù)據(jù)構(gòu)成的信息系統(tǒng)中各個屬性值必須用離散值表達(dá)。因此粗糙集計算中需要對所有的數(shù)據(jù)進(jìn)行離散后方能計算。目前對連續(xù)數(shù)據(jù)進(jìn)行離散化的方法有多種:等距離劃分、等頻率劃等,但是使用這些方法需用戶對數(shù)據(jù)特征有較清楚的認(rèn)識,所以本文采用具有動態(tài)聚類特性和一定的自適應(yīng)性的K-均值聚類算法對連續(xù)數(shù)據(jù)進(jìn)行離散化。
步驟3 約簡指標(biāo)。識別和刪除無助于給定訓(xùn)練數(shù)據(jù)分類的屬性即冗余的指標(biāo)。
1.2 粗糙集理論
波蘭學(xué)者Pawlak Z1982年提出粗糙集理論,該理論基于分類機(jī)制的基礎(chǔ),將分類理解為在特定空間上的等價關(guān)系,而等價關(guān)系構(gòu)成了對該空間的劃分。屬性(知識) 約簡是粗糙集理論的優(yōu)秀問題之一,是基于知識的分類能力不變前提下的約簡[7-12]。
定義1:令R為一族等價關(guān)系,r∈R,如果ind(R)= ind(R-r),則稱r 為R 中不必要的;否則稱r 為R 中必要的。如果每一個r∈R 都為R中必要的,則稱R 為獨(dú)立的;否則稱R 為依賴的。
定義2:設(shè)QP,如果Q是獨(dú)立的,且ind(Q)= ind(P),則稱Q為P的一個約簡。
1.3 K-均值聚類算法
粗糙集理論易于處理離散數(shù)據(jù),然而應(yīng)用中大部分?jǐn)?shù)據(jù)都是連續(xù)的。要實現(xiàn)連續(xù)數(shù)據(jù)的粗糙集約簡處理,前提就是要尋求將連續(xù)數(shù)據(jù)進(jìn)行離散化的方法,將連續(xù)數(shù)據(jù)離散成有限的語義變量或符號。為此,這里引用了具有動態(tài)聚類特性和一定的自適應(yīng)性的K-均值聚類算法對連續(xù)數(shù)據(jù)進(jìn)行離散化,其算法如下[18]。
(1)選取K個聚類中心:Z11,Z12,…,Z1K(上角數(shù)字為聚類中的迭代次數(shù))。
4 結(jié)論
(1)應(yīng)用粗糙集理論方法對原始的指標(biāo)進(jìn)行了約簡,且在數(shù)值離散中結(jié)合了K-均值聚類法,約簡后的指標(biāo)進(jìn)行評價的結(jié)果與未約簡的指標(biāo)得出的評價結(jié)果是一致的,因此在不影響評價結(jié)果的基礎(chǔ)上很大程度的減輕了評價工作的繁瑣度。
(2)應(yīng)用基于灰色關(guān)聯(lián)系數(shù)的TOPSIS評價模型對約簡后的指標(biāo)進(jìn)行了評價,其計算思路清晰,充分挖掘了數(shù)據(jù)的內(nèi)在規(guī)律,并且引入了組合賦權(quán)的方法,避免了權(quán)重計算時過于主觀和客觀。因此兩者得結(jié)合使得地下水質(zhì)量評價更加的科學(xué)與準(zhǔn)確。
(3)粗糙集理論和理想解法相耦合的RS-TOPSIS評價模型思路清晰、計算簡便、評價結(jié)果合理,可應(yīng)用于多指標(biāo)項目的決策以及水資源承載力評價等方面,具有廣泛的應(yīng)用前景。
摘要:文章論述了水環(huán)境質(zhì)量評價及其原則,從污染指數(shù)評價、模糊評價、灰色評價、物元分析以及層次分析法等角度論述了多種水環(huán)境質(zhì)量評價方法。
關(guān)鍵詞:水環(huán)境質(zhì)量;評價方法;污染指數(shù);
0 引言
隨著國內(nèi)經(jīng)濟(jì)發(fā)展,城鎮(zhèn)建設(shè)和工業(yè)生產(chǎn)不斷擴(kuò)大,人們在工業(yè)及生活中的用水量急劇增加導(dǎo)致污廢水排放量也大量增加,長此以往造成大量水體遭受工業(yè)廢水和生活污水的污染。調(diào)查顯示,國內(nèi)七大水系2/3以上的監(jiān)測段面不能滿足Ⅲ類水質(zhì)要求,且該現(xiàn)象有不斷加重的趨勢,大面積的水體污染不僅加劇了水資源短缺現(xiàn)象,并且已經(jīng)嚴(yán)重影響了人類的正常生活及生產(chǎn),因而對水環(huán)境進(jìn)行有效控制迫在眉睫,而要實現(xiàn)對水環(huán)境的有效治理則首先應(yīng)對其作出科學(xué)、準(zhǔn)確的評價,找出影響水資源可持續(xù)發(fā)展的影響因素,其既是生態(tài)環(huán)境的基礎(chǔ)性工作也是有效治理的前提。
1 水環(huán)境質(zhì)量評價及其原則
水環(huán)境質(zhì)量評價是對某區(qū)域內(nèi)水體內(nèi)各要素進(jìn)行分析并作出定量的評價,并通過對評價結(jié)果進(jìn)行分析來將區(qū)域內(nèi)水環(huán)境質(zhì)量變化及其發(fā)展趨勢弄清,之后根據(jù)發(fā)展規(guī)律及趨勢來為當(dāng)?shù)乜刂扑廴竞退h(huán)境系統(tǒng)工程的制定提供依據(jù),為做好當(dāng)?shù)厮h(huán)境規(guī)劃及區(qū)劃做好基礎(chǔ)。總之,對區(qū)域內(nèi)水環(huán)境進(jìn)行質(zhì)量評價是對區(qū)域內(nèi)水環(huán)境污染進(jìn)行防治的基礎(chǔ)工作,也是改善區(qū)域內(nèi)水環(huán)境質(zhì)量而急需解決的問題,在水環(huán)境質(zhì)量評價時應(yīng)遵循全面性、獨(dú)立相關(guān)性、可操作性、科學(xué)性及準(zhǔn)確性原則。
2 水環(huán)境質(zhì)量評價方法
2.1 污染指數(shù)評價法
將對水體進(jìn)行的各項檢測項目數(shù)據(jù)和評價標(biāo)準(zhǔn)作為分指數(shù),并將這些數(shù)據(jù)通過數(shù)學(xué)運(yùn)算而得到總污染指數(shù),并用該指數(shù)來代表水體污染程度以作為對不同河流或同一河流不同時期的水質(zhì)評價尺度,該種方法只適于對水體進(jìn)行定量描述,其可基本反應(yīng)污染性質(zhì)及污染程度。該評價方法分為單因子污染指數(shù)法和綜合污染指數(shù)法。
單因子污染指數(shù)法是將某污染物實測濃度與其評價標(biāo)準(zhǔn)相互比較來確定水質(zhì)類別,其評價原則是將每個水質(zhì)監(jiān)測參數(shù)與國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行比較,最后以最差的單向指標(biāo)所屬的類別作為確定綜合水質(zhì)類別的標(biāo)準(zhǔn),因此該方法僅可反映出某種污染物的污染程度而不能反映出整個水體的污染程度;
綜合污染指數(shù)法是在各單一因子污染指數(shù)的基礎(chǔ)上,經(jīng)過數(shù)學(xué)運(yùn)算并處理后得到綜合污染指數(shù),并以該指數(shù)作為評價水質(zhì)和對水質(zhì)分類的依據(jù),經(jīng)常采用的方法有冪指數(shù)法、加權(quán)平均法、向量模法以及人們改進(jìn)后的指數(shù)分級評分迭加法等,該類方法可對水體進(jìn)行整體描述,也可較為準(zhǔn)確的從總體上反映出水體的污染程度和污染性質(zhì),并且利于對同一水體在不同時間和空間范圍做比較,因此該方法較為適用。
2.2 模糊評價法
任何區(qū)域內(nèi)水環(huán)境本身都存在大量的不確定因素,因而對其中各指標(biāo)級別及標(biāo)準(zhǔn)的確定也帶有一定的不確定性,由此模糊數(shù)學(xué)被采用到水環(huán)境評價之中,該種評價方法的是根據(jù)對水體的監(jiān)測數(shù)據(jù)來建立各因子指標(biāo)并對各級標(biāo)準(zhǔn)的隸屬程度來形成隸屬矩陣,然后將各個因子的權(quán)重集與隸屬度矩陣相乘來得到其模糊乘積,并且最終得到一個綜合評判集,由于數(shù)學(xué)的特點即為對事物的判別與評價,并且該方法體現(xiàn)了水環(huán)境中客觀存在的模糊性及不確定性,因此其具有一定的合理性,其具體方法是將各類污染物的超標(biāo)情況進(jìn)行加權(quán),但實際上大多的污染物毒性及濃度間并非簡單的比例關(guān)系,因而采用線性加權(quán)平均得到的最終的評判結(jié)果往往會出現(xiàn)失真、失效甚至跳躍的現(xiàn)象等而不符合實際情況,并且該種評價方法操作過程復(fù)雜、可操作性差,因此對各評價因素進(jìn)行權(quán)重合理分配以及可比性問題是該種方法重點研究對象,目前采用的模糊評價方法主要為模糊聚類法、模糊距離法以及模糊貼近度法等。
2.3 灰色評價法
由于在水質(zhì)評價時對水質(zhì)的分級或?qū)λw是否污染的問題并非類似黑與白的可明顯進(jìn)行判定的問題,且人們在對水環(huán)境進(jìn)行檢測時所得到的數(shù)據(jù)都是在有限的時間及空間范圍內(nèi)得到的,因而該類數(shù)據(jù)時不完全并不確切的,同時由于水質(zhì)級別等本身為灰色概念因而整個水體環(huán)境本身也為一個本征性灰色系統(tǒng),因此可將灰色系統(tǒng)原理用于水質(zhì)綜合評價中,即將某區(qū)域的水環(huán)境作為一個灰色系統(tǒng),其中的部分信息已知,其余部分則未知,在實際應(yīng)用中根據(jù)水體各因子的實測濃度與水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)之間的關(guān)聯(lián)度來確定整個水體的水質(zhì)級別,對于不同水體則可通過其與相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的關(guān)聯(lián)程度作為對其優(yōu)劣評定的依據(jù)。常用的灰色評價法包括灰色聚類法、灰色貼近度分析法和灰色關(guān)聯(lián)評價法等等。
灰色聚類則是通過監(jiān)理與隸屬函數(shù)類似的白化函數(shù)并將其進(jìn)行聚類,并以其結(jié)果作為斷定斷面水質(zhì)情況的依據(jù);灰色貼近度是在灰色聚類的基礎(chǔ)上衍生而來的,其是將聚類函數(shù)的分段計算變換為分段共斜率計算,并以此確定聚類元素與理想子集的貼近程度作為類別判定的依據(jù);灰色關(guān)聯(lián)法是將各污染因子的實測值排成實際序列,同時將標(biāo)準(zhǔn)值排成理想序列,之后用灰色關(guān)聯(lián)度法計算兩個序列之間的關(guān)聯(lián)度,并根據(jù)關(guān)聯(lián)度的大小來確定斷面綜合水質(zhì)的級別,若將該理論在多斷面的區(qū)域水環(huán)境質(zhì)量評價中相應(yīng)得到區(qū)域水質(zhì)綜合評價的灰關(guān)聯(lián)分析法,隨著對水體環(huán)境的影響因素研究的不斷深入,其影響因素也不斷增多因而其不確定性也不斷加強(qiáng),但該方法可充分的體現(xiàn)該水環(huán)境的不確定性,因而其在理論上是可行的,同時該方法簡單和可比性較好的優(yōu)點,但其分辨率一般較低。
2.4 物元分析法
物元分析法是將物元分析理論應(yīng)用于水環(huán)境質(zhì)量評價內(nèi),其首先根據(jù)各級水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)監(jiān)理經(jīng)典域物元矩陣,之后根據(jù)各個污染因子的實際濃度來建立節(jié)域物元矩陣,然后建立各污染指標(biāo)對不同水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)級別的關(guān)聯(lián)函數(shù),并根據(jù)函數(shù)的數(shù)值大小來確定水體的水質(zhì)級別,一般采取關(guān)聯(lián)度最大值的對應(yīng)級別來作為評價水質(zhì)級別的標(biāo)準(zhǔn),該種方法的關(guān)聯(lián)度是建立在可拓集合基礎(chǔ)上的取值區(qū)間的拓寬到實數(shù)軸,并且可拓集合的關(guān)聯(lián)函數(shù)可用代數(shù)式表示,從而可以定量化的解決不相容問題,以便于從變化角度來識別變化中的事物,因此該種方法更能反應(yīng)事物的本質(zhì)狀態(tài),同時具有較高的分辨率。
2.5 層次分析法
層次分析法是將評價系統(tǒng)內(nèi)有關(guān)方案中的各要素進(jìn)行層層分解,而對同一層次的要求則以上一層要求為準(zhǔn)則,之后進(jìn)行兩兩判斷比較,并經(jīng)計算得出各要素的權(quán)重,最后根據(jù)最大權(quán)重來確定水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn),其首先應(yīng)建立指標(biāo)體系和判斷矩陣,之后進(jìn)行歸一化特征向量及進(jìn)行一致性檢驗,最后計算綜合評價指數(shù)。在一般應(yīng)中忽略較最大值小的上一級別的層次權(quán)值,并且根本不考慮各層次權(quán)值間的關(guān)聯(lián)性,因此該方法的評價結(jié)果往往分辨率較低,評價結(jié)果也不盡合理。
3 結(jié)語
國內(nèi)大面積水域的水環(huán)境質(zhì)量不斷惡化,對水環(huán)境的治理迫在眉睫,為了更好的對其進(jìn)行治理,對水環(huán)境質(zhì)量評價的要求也越來越重要,隨著對水環(huán)境研究的深入,水環(huán)境質(zhì)量評價方法也多種多樣,在實際應(yīng)用中應(yīng)結(jié)合具體水質(zhì)情況選擇評價方法才可得到預(yù)期效果。
摘要:從污染指數(shù)評價法、模糊評價法、灰色評價法、 物元分析法以及層次分析法等角度論述了多種水環(huán)境質(zhì)量評價方法。
關(guān)鍵詞:水環(huán)境;質(zhì)量評價;指數(shù)評價;模糊評價
引言
隨著國內(nèi)經(jīng)濟(jì)發(fā)展,城鎮(zhèn)建設(shè)和工業(yè)生產(chǎn)不斷擴(kuò)大,人們在工業(yè)及生活中用水量急劇增長的同時排放量也隨之增加,致使大量工業(yè)及生活污水將諸多水體污染,導(dǎo)致水污染已成為目前國內(nèi)最為嚴(yán)重的環(huán)境問題,國內(nèi)七大水系2/3以上的監(jiān)測段面不能滿足Ⅲ類水質(zhì)要求,水體污染在成為人類面臨的最大環(huán)境問題的同時也加劇了各地的水資源短缺,而要實現(xiàn)對水環(huán)境有效治理、改善和保護(hù)則首先應(yīng)對水環(huán)境質(zhì)量做出可觀準(zhǔn)確的評價,因此其是保護(hù)地區(qū)水環(huán)境的基礎(chǔ)性工作,并已成為當(dāng)今急需研究的問題。
1.水環(huán)境質(zhì)量評價方法
1.1 污染指數(shù)評價法
將對水體實際監(jiān)測數(shù)據(jù)與評價標(biāo)準(zhǔn)作為分指數(shù),然后將其通過數(shù)學(xué)運(yùn)算得到總體污染指數(shù),并將該指數(shù)作為水體污染程度評價標(biāo)準(zhǔn),并作為評價不同河流或同一河流不同時期水質(zhì)評價尺度,該種方法只適于對水體進(jìn)行定量描述,其可基本反應(yīng)污染性質(zhì)及污染程度。該評價方法可分為單因子污染指數(shù)法和綜合污染指數(shù)法。單因子污染指數(shù)法是將某種污染物實測濃度與其評價標(biāo)準(zhǔn)做比較來確定水質(zhì)類別,其只能反應(yīng)某種污染物的污染程度而不能反映水體整體污染程度;綜合污染指數(shù)法是在各因子污染指數(shù)的基礎(chǔ)上,經(jīng)過數(shù)學(xué)方法處理而得到綜合污染指數(shù),以此作為評價水質(zhì)和對水質(zhì)分類的方法,該方法可對整體水質(zhì)做定量描述,可較為準(zhǔn)確的反映水體污染性質(zhì)和程度,并且便于對同一水體不同時間和空間上做比較,因此該方法較為適用。
1.2 模糊評價法
水環(huán)境本身即存在大量不確定因素,因此在其包含的各指標(biāo)級別和標(biāo)準(zhǔn)的確定上也具有一定的模糊性,為此在水質(zhì)評價中即引用了模糊數(shù)學(xué)理論。其具體方法是根據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)來建立各因子指標(biāo)對各級標(biāo)準(zhǔn)的隸屬度集而形成隸屬矩陣,然后將各因子的權(quán)重集與隸屬度矩陣相乘得到的模糊積并獲得一個綜合評判集,由于模糊評價法體現(xiàn)了水環(huán)境中客觀存在的模糊性及不確定性,因此其具有一定的合理性,其具體方法是將各污染物的超標(biāo)情況進(jìn)行加權(quán),但由于大多污染物毒性及濃度之間不是簡單的比例關(guān)系,因此當(dāng)采用線性加權(quán)平均得到的最終評判容易出現(xiàn)失真、失效或是跳躍現(xiàn)象等而不符合實際情況,并且該種評價方法操作過程復(fù)雜、可操作性差,因此對各評價因素進(jìn)行權(quán)重合理分配以及可比性問題是該種方法重點研究對象,目前采用的模糊評價方法主要為模糊聚類法、模糊距離法以及模糊貼近度法等。
1.3 灰色評價法
由于在水質(zhì)評價時對水質(zhì)的分級或?qū)λw是否污染的問題并非類似黑與白的可明顯進(jìn)行判定的問題,且人們在對水環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測過程中所得到的數(shù)據(jù)都控制在有限的空間及時間范圍內(nèi),因此該種數(shù)據(jù)在一定程度上是不確切的,諸如“水質(zhì)級別”、“污染程度”等概念均為灰色概念,水環(huán)境本身也屬于一個本征性灰色系統(tǒng),因此可將灰色系統(tǒng)原理用于水質(zhì)綜合評價中,即將水環(huán)境整體作為一個灰色系統(tǒng),其中部分信息為已知,部分為未知,在實際應(yīng)用中根據(jù)水體各因子的實測濃度與水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的關(guān)聯(lián)程度來確定水體的水質(zhì)級別,對于同類水質(zhì)的不同水體則可通過其與該類標(biāo)準(zhǔn)的關(guān)聯(lián)度大小來進(jìn)行優(yōu)劣評定。常用的灰色評價法為灰色聚類法、灰色貼近度分析法以及灰色關(guān)聯(lián)評
價方法等。灰色聚類是通過建立與隸屬函數(shù)類似的白化函數(shù)并對其進(jìn)行聚類,根據(jù)結(jié)果來確定斷面綜合水質(zhì);灰色貼近度則是對灰色聚類的改進(jìn),通過將聚類函數(shù)的分段計算改為分段共斜率計算,并以此確定聚類元素與理想子集的貼近程度來最終確定所屬類別;灰色關(guān)聯(lián)法是將各污染因子的實測值排成實際序列,同時將標(biāo)準(zhǔn)值排成理想序列,之后用灰色關(guān)聯(lián)度法計算兩個序列之間的關(guān)聯(lián)度,并根據(jù)關(guān)聯(lián)度的大小來確定斷面綜合水質(zhì)的級別,若將該理論用于多斷面的區(qū)域水環(huán)境質(zhì)量評價中則相應(yīng)得到區(qū)域水質(zhì)綜合評價的灰關(guān)聯(lián)分析法。隨著水環(huán)境日益復(fù)雜影響水環(huán)境的因素不斷增多且不斷發(fā)生變化,致使水環(huán)境的不確定性也日益增加,灰色評價法在理論上是可充分體現(xiàn)該系統(tǒng)的不確定性,同時該方法具有簡單、可比的優(yōu)點,但該類方法一般存在分辨率低的缺點。
1.4 物元分析法
其是在水環(huán)境質(zhì)量評價領(lǐng)域應(yīng)用物元分析理論,具體做法是根據(jù)各級水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)建立經(jīng)典域物元矩陣,同時根據(jù)各種污染因子的實際濃度來建立節(jié)域物元矩陣,然后再建立各相關(guān)指標(biāo)對不同水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)級別的關(guān)聯(lián)函數(shù),最后根據(jù)函數(shù)值大小來確定水體的水質(zhì)級別,一般采取關(guān)聯(lián)度最大值的對應(yīng)級別來作為評價水質(zhì)級別的標(biāo)準(zhǔn),該種方法的關(guān)聯(lián)度是建立在可拓集合基礎(chǔ)上的取值區(qū)間的拓寬到實數(shù)軸,并且可拓集合的關(guān)聯(lián)函數(shù)可用代數(shù)式表示,從而可以定量化的解決不相容問題,以便于從變化角度來識別變化中的事物,因此該種方法更能反應(yīng)事物的本質(zhì)狀態(tài),同時具有較高的可分辨率。
1.5 層次分析法
其是將評價系統(tǒng)內(nèi)有關(guān)方案中的各要素進(jìn)行層層分解,而對同一層次的要求則以上一層要求為準(zhǔn)則,之后進(jìn)行兩兩判斷比較,并經(jīng)計算得出各要素的權(quán)重,最后根據(jù)最大權(quán)重來確定水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn),其首先應(yīng)建立指標(biāo)體系和判斷矩陣,之后進(jìn)行歸一化特征向量及進(jìn)行一致性檢驗,最后計算綜合評價指數(shù)。在一般應(yīng)中忽略較最大值小的上一級別的層次權(quán)值,并且根本不考慮各層次權(quán)值間的關(guān)聯(lián)性,因此該方法的評價結(jié)果往往分辨率較低,評價結(jié)果也不盡合理。
2. 結(jié)語
隨著國內(nèi)水環(huán)境不斷惡化,對水環(huán)境質(zhì)量評價越來越重要,目前各種評價方法都有自己的優(yōu)劣性,隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,評價方法也必將得到開發(fā)和優(yōu)化,在實際應(yīng)用中應(yīng)結(jié)合具體水質(zhì)情況及其他客觀因素來選擇評價方法。
作者姓名:張譯丹,女,漢族,重慶市南岸區(qū)人,環(huán)境監(jiān)測工程師,本科。
【摘 要】本文介紹了中國及世界上海洋功能區(qū)劃的現(xiàn)狀,對國際上海洋及海岸帶資源評價的指標(biāo)框架和國內(nèi)海洋功能區(qū)環(huán)境質(zhì)量評價方法進(jìn)行了分析與研究,指出了海洋功能區(qū)環(huán)境質(zhì)量評價方法中存在的問題,在此基礎(chǔ)上對構(gòu)建海水浴場、海水養(yǎng)殖區(qū)、海洋保護(hù)區(qū)、海洋傾倒區(qū)等典型海洋功能區(qū)的環(huán)境質(zhì)量評價方法及其指標(biāo)體系的進(jìn)行了初步探討。
【關(guān)鍵詞】海洋功能區(qū);環(huán)境質(zhì)量評價;方法
我國沿海區(qū)域正在大力發(fā)展海洋經(jīng)濟(jì),培育發(fā)展海洋化工、石化、鋼鐵、能源、海洋裝備制造等高端臨海產(chǎn)業(yè)和海洋生物醫(yī)藥、海洋可再生能源等海洋新興產(chǎn)業(yè),建設(shè)高端產(chǎn)業(yè)集聚的“黃金海岸”。向海洋要資源、要環(huán)境、要空間是我國沿海區(qū)域發(fā)展的必然選擇和重要發(fā)展戰(zhàn)略。在這個背景下,深入貫徹落實海洋功能區(qū)劃制度,對于推動海洋經(jīng)濟(jì)科學(xué)發(fā)展,促進(jìn)海洋生態(tài)文明建設(shè),必將發(fā)揮新的重大作用,產(chǎn)生積極而深遠(yuǎn)的影響。
海洋功能區(qū),是根據(jù)海域及海島的自然資源條件、環(huán)境狀況、地理區(qū)位、開發(fā)利用現(xiàn)狀,并考慮國家或地區(qū)經(jīng)濟(jì)與社會持續(xù)發(fā)展的需要所劃定的具有最佳功能的區(qū)域[1]。海洋功能區(qū)確立了海洋開發(fā)方向和主導(dǎo)功能,實現(xiàn)了科學(xué)的海洋開發(fā)利用秩序,為實現(xiàn)海域的合理開發(fā)和海洋資源的可持續(xù)利用,滿足國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展對海洋的需求提供了可靠的依據(jù)。《中華人民共和國海域使用管理法》明確規(guī)定,“我國實施海洋功能區(qū)劃制度,海域使用必須符合海洋功能區(qū)劃”。《中華人民共和國海洋環(huán)境保護(hù)法》也規(guī)定,“國家根據(jù)海洋功能區(qū)劃制定全國海洋環(huán)境保護(hù)規(guī)劃和重點海域區(qū)域性海洋環(huán)境保護(hù)規(guī)劃”,“開發(fā)利用海洋資源,應(yīng)當(dāng)根據(jù)海洋功能區(qū)劃合理布局”。因此海洋功能區(qū)在海洋保護(hù)與海洋管理工作中具有重要的意義。
1 海洋功能區(qū)劃介紹
2012年3月國務(wù)院正式批準(zhǔn)《全國海洋功能區(qū)劃(2011-2020年)》,該區(qū)劃文件,確立了以自然屬性為基礎(chǔ)、科學(xué)發(fā)展為導(dǎo)向、保護(hù)漁業(yè)為重點、保護(hù)環(huán)境為前提、陸海統(tǒng)籌為準(zhǔn)則、國家安全為關(guān)鍵6項原則;區(qū)劃將我國全部管轄海域劃分為農(nóng)漁業(yè)、港口航運(yùn)、工業(yè)與城鎮(zhèn)用海、礦產(chǎn)與能源、旅游休閑娛樂、海洋保護(hù)、特殊利用、保留等八類海洋功能區(qū)。同時,基于自然條件和經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展需求,確定了渤海、黃海、東海、南海及臺灣以東海域等五大海區(qū)的總體管控要求,將我國管轄海域劃分為29個重點海域,并確定了重點海域主要功能和開發(fā)保護(hù)方向。
將海域及海島劃分為不同類型的海洋功能區(qū)的海洋功能區(qū)劃理論是由中國學(xué)者提出,并逐漸得到發(fā)展和應(yīng)用的。早在1989年中國就開展了渤海海區(qū)海洋功能區(qū)劃試點工作,之后開展了全國海洋功能區(qū)劃,并于2002年8月得到國務(wù)院的批復(fù);《全國海洋功能區(qū)劃(2002)》實施期滿后,《全國海洋功能區(qū)劃(2011-2020年)》于 2012年3月3日經(jīng)國務(wù)院批準(zhǔn)正式實施。沿海各省市遵循《海域使用管理法》確定的編制原則,在《全國海洋功能區(qū)劃(2011-2020年)》的指導(dǎo)下,編制或修訂了地方各級海洋功能區(qū)劃,至此,中國逐步建立起了四級海洋功能區(qū)劃體系。海洋功能區(qū)劃是海洋開發(fā)與管理的基礎(chǔ),其優(yōu)秀是根據(jù)海域區(qū)位、自然資源的環(huán)境條件和開發(fā)利用的要求,按照海洋功能區(qū)分類體系標(biāo)準(zhǔn),將海域劃分為不同類型的功能區(qū),確定海域使用的最佳功能順序,以控制和引導(dǎo)海域的使用方向,為合理使用海域提供科學(xué)依據(jù)。
《江蘇省海洋功能區(qū)劃(2011―2020年)》于2012年10月通過國務(wù)院的批復(fù),明確到2020年,江蘇省建設(shè)用圍填海規(guī)模控制在26450公頃以內(nèi),海水養(yǎng)殖功能區(qū)面積不少于30萬公頃,海洋保護(hù)區(qū)面積達(dá)到管轄海域面積的11%以上,保留區(qū)面積比例不低于10%,大陸自然岸線保有率不低于35%,整治修復(fù)海岸線長度不少于300公里。
在國際上,除了個別國家如韓國效仿中國開展海洋功能區(qū)劃外,基本沒有開展這項基礎(chǔ)性工作。海洋功能區(qū)的功能使用歸根結(jié)底是對海洋資源的利用,很多發(fā)達(dá)的海洋國家是根據(jù)海洋資源的特點進(jìn)行分區(qū)管理,但主要是從岸線區(qū)劃的角度進(jìn)行管理,如荷蘭等一些國家主要實行資源區(qū)劃,不同的區(qū)域?qū)嵭胁煌墓芾韺Σ撸缑绹耐暮桶⒗辜又荨?yīng)該說,這些都具有海洋功能區(qū)劃的某些屬性。許多國家,在海岸帶資源與環(huán)境管理中實施有針對性的區(qū)劃、規(guī)劃和計劃,如1991年在美國California州召開的第七屆國際海洋和海岸帶管理研討會上就己有很多文章論及要實行海岸帶和海洋分區(qū)管理(Alan T. White and Nelson Lopez, 1991),通過執(zhí)行稅收政策和環(huán)境引導(dǎo)達(dá)到海洋資源可持續(xù)發(fā)展的目的。目前國際許多國家,在沿海保護(hù)中開展了規(guī)劃、區(qū)劃的管理實踐,主要有兩方面,一是將自然保留地劃分為特定利用配置區(qū)(如潛水、自然研究、魚釣、繁殖區(qū)、水上運(yùn)動等)海岸帶資源與環(huán)境管理,澳大利亞大堡礁海洋公園管理局的保護(hù)計劃、馬來西亞帕勞雷當(dāng)海洋公園的海洋保留計劃、巴巴多斯的霍爾頓海洋保留地都體現(xiàn)了這一思想;二是按法規(guī)及沿海土地利用規(guī)劃,劃定某些特殊利用區(qū)如賓館、水產(chǎn)養(yǎng)殖、通航、綠色帶、商業(yè)捕撈、自然保留地。這些研究都取得了一定的成果。
2 海洋功能區(qū)環(huán)境質(zhì)量評價方法現(xiàn)狀
隨著海洋功能區(qū)劃在全國范圍內(nèi)的實施,隨之而來的問題就是如何檢驗功能區(qū)運(yùn)行質(zhì)量,海洋功能區(qū)評價逐漸為人們所關(guān)注,陸續(xù)展開。如何能對執(zhí)行多年的海洋功能區(qū)劃進(jìn)行優(yōu)化與修訂,如何對已完成區(qū)劃的功能區(qū)實施科學(xué)監(jiān)督,掌握海洋功能區(qū)的優(yōu)勢、劣勢,揚(yáng)長避短,在海洋環(huán)境不被破壞的前提下,使海洋資源得到最大程度的開發(fā)仍然是擺在管理者面前的重要任務(wù)。海洋功能區(qū)的評價目的亦在于此,因此,對海洋功能區(qū)進(jìn)行評價,不僅能科學(xué)地反映海洋功能區(qū)的開發(fā)活動對環(huán)境和生態(tài)系統(tǒng)的影響;而且可以科學(xué)、客觀地評價海洋功能區(qū)的運(yùn)行質(zhì)量,讓管理者全方位了解功能區(qū)優(yōu)劣情況,為管理者提供決策依據(jù);同時,為海洋功能區(qū)劃理論提供修訂的參考方向。
近幾年國內(nèi)開展了一些對海洋功能區(qū)的評價方法的探討,如楊晗熠[2]將層次分析法與模糊綜合評判方法相結(jié)合,提出了一種新的定量的港口功能評價方法,并給出了港口功能評價指標(biāo)體系的結(jié)構(gòu)模型。該方法在一定程度上減小了主觀因素對評價的影響并使定性問題定量化。吳姍姍[3]借鑒旅游地綜合評估理論,進(jìn)行旅游資源開發(fā)利用的無居民海島價值定量評價及級劃分研究,同時以放雞島為例進(jìn)行驗證,為合理發(fā)展無居民海島旅游提供有益的參考。楊新梅[4]應(yīng)用模糊數(shù)學(xué)的加權(quán)評分法和層次分析法對遼寧省海洋自然保護(hù)區(qū)環(huán)境和資源現(xiàn)狀進(jìn)行了綜合的評價。陳劍[5]等應(yīng)用系統(tǒng)工程理論方法,結(jié)合區(qū)位理論、宏觀經(jīng)濟(jì)分析方法及計算機(jī)技術(shù)等對城市功能區(qū)劃進(jìn)行了深入研究,建立了關(guān)于膠州灣功能區(qū)劃的多目標(biāo)動態(tài)決策分析模型,經(jīng)過求解模型得到了滿意的區(qū)劃方案。
目前國際上對海洋及海岸帶資源評價的指標(biāo)框架通常有OECD (Organization for Economic Cooperation and Development) 提出的PSR 模型(Pressure-State-Response, 1994) 和DSR 模型(Driving force-State-Response,1996)、Corvalán等人提出的DPSEEA 模型(Driving force-Pressure-State- Exposure- Effect-Action, 1996)、EEA (European Environment Agency,1998) 采用的DPSIR 模型(Driving force-Pressure-State- Impact-Response) 等[6-8]。這些模型均不同程度的考慮了人類活動對環(huán)境的壓力,自然資源的質(zhì)和量的變化,以及人們對這些變化的響應(yīng)。
相對于陸地區(qū)域的評價來說,海洋功能區(qū)的評價還只是剛剛起步,還很不完善、不成熟。在目前的業(yè)務(wù)化海洋監(jiān)測與評價體系中,海洋功能區(qū)的監(jiān)測與評價仍然停留在從常規(guī)的氮、磷、COD、石油類幾種監(jiān)測項目的監(jiān)測數(shù)據(jù)中對環(huán)境質(zhì)量狀況做出簡單的常規(guī)評價。對海洋功能區(qū)的監(jiān)測項目設(shè)置、評價方法與評價指標(biāo)均未反映出各功能區(qū)的使用功能與服務(wù)特點。海洋功能區(qū)沒有針對功能區(qū)的固定監(jiān)測站位,監(jiān)測項目缺少針對性。評價方法只能依據(jù)單因子指數(shù)法,方法過于單一、沒有針對性,而評價標(biāo)準(zhǔn)選用的均為常規(guī)國家水質(zhì)、沉積物標(biāo)準(zhǔn),評價標(biāo)準(zhǔn)分級過于寬泛、一些反應(yīng)功能區(qū)特征的指標(biāo)缺少標(biāo)準(zhǔn),尤其是反映功能區(qū)環(huán)境質(zhì)量主要因素的生物群落結(jié)構(gòu)等缺少評價標(biāo)準(zhǔn),因此,當(dāng)前對于海洋功能區(qū)的評價結(jié)果多為籠統(tǒng)結(jié)論或定性結(jié)論缺少定量指標(biāo):如對海洋自然保護(hù)區(qū)的評價結(jié)論只能簡單的反映水質(zhì)是否滿足保護(hù)區(qū)的海水質(zhì)量要求,缺少對珍惜保護(hù)物種及其棲息環(huán)境的監(jiān)測與評價、海洋傾倒區(qū)缺少對污染生物的監(jiān)測與評價,海水浴場的監(jiān)測與評價項目中的某些常規(guī)水質(zhì)指標(biāo)(氮、磷等),對浴場使用功能發(fā)揮和人體健康沒有直接的影響等。由于目前海洋功能區(qū)監(jiān)測與評價中存在的問題與不足,導(dǎo)致了目前功能區(qū)的評價結(jié)果不能給功能區(qū)的使用與管理提供直接指導(dǎo)依據(jù)。
3 構(gòu)建海洋功能區(qū)環(huán)境質(zhì)量評價體系
海洋生態(tài)系統(tǒng)是自然-經(jīng)濟(jì)-社會復(fù)合系統(tǒng),海洋生態(tài)系統(tǒng)要持久地維持或支持其內(nèi)在的組織結(jié)構(gòu)功能和動態(tài)健康必須實現(xiàn)其生態(tài)合理性、經(jīng)濟(jì)有效性和社會可接受性。因此,海洋功能區(qū)評價主要是建立基于海洋功能區(qū)的自然屬性、使用功能、海洋資源合理開發(fā)利用、海洋生態(tài)環(huán)境保護(hù)的基礎(chǔ)上的環(huán)境質(zhì)量評價指標(biāo)體系[9-10]。
評價原則需考慮評價的綜合整體性、評價因子體系化與全面化、評價技術(shù)的系統(tǒng)化與定量化[11]。其中篩選評價指標(biāo)、確定評價方法及評價標(biāo)準(zhǔn)是構(gòu)建的海洋功能區(qū)環(huán)境質(zhì)量評價指標(biāo)體系的關(guān)鍵部分。評價指標(biāo)的篩選應(yīng)遵循完整性、可操作性、重要性、獨(dú)立性、評價性原則。在分析各種類型功能區(qū)的自然屬性、功能特點、海洋環(huán)境保護(hù)目標(biāo)及目前的環(huán)境與生態(tài)問題的基礎(chǔ)上,篩選功能區(qū)環(huán)境質(zhì)量代表性指標(biāo)或因子。筆者認(rèn)為海水浴場、海水養(yǎng)殖區(qū)、海洋保護(hù)區(qū)、海洋傾倒區(qū)等典型海洋功能區(qū)可以從以下幾方面進(jìn)行考慮:
海水浴場:環(huán)境狀況(海水質(zhì)量、垃圾、是否有影響浴場環(huán)境的生物等方面)、使用價值(沿岸游憩的價值、資源吸引力、市場推動力等方面)、周邊資源(交通、服務(wù)資源、周邊環(huán)境等)等方面;
海水養(yǎng)殖區(qū):養(yǎng)殖基本狀況(養(yǎng)殖方式、種類、面積、密度)、養(yǎng)殖環(huán)境(海水質(zhì)量、沉積物質(zhì)量、生物體質(zhì)量等)、養(yǎng)殖病害(發(fā)病率、投藥種類、藥殘量)等方面;
海洋保護(hù)區(qū):多樣性(物種多樣性、物種豐度、生態(tài)系統(tǒng)多樣性)、稀有性(物種瀕危程度、物種地區(qū)分布、生境或生態(tài)系統(tǒng)稀有性)、脆弱性(生態(tài)系統(tǒng)功能穩(wěn)定性、生境穩(wěn)定性)、環(huán)境狀況(海水質(zhì)量、沉積物質(zhì)量、生物體質(zhì)量)等;
海洋傾倒區(qū):傾倒?fàn)顩r(傾倒種類、數(shù)量、污染狀況)、傾倒引起的環(huán)境狀況(水質(zhì)變化、沉積物變化、生物群落變化、水深地形變化等)等。
海洋功能區(qū)環(huán)境質(zhì)量評價方法及其體系的基礎(chǔ)是各種海洋功能區(qū)功能特點和環(huán)境保護(hù)要求及其管理目標(biāo)[12]。因此,海洋功能區(qū)評價方法及評價標(biāo)準(zhǔn)的選擇需要考慮到方法的適用性與可操作性。目前層次分析法、專家打分法在海洋生態(tài)環(huán)境質(zhì)量評價中已經(jīng)相對成熟,因此可以根據(jù)海洋功能區(qū)評價目標(biāo)的不同將目前的環(huán)境指數(shù)法與層次分析、專家打分法等方法相結(jié)合,建立適合海洋功能區(qū)的評價方法。評價標(biāo)準(zhǔn)的制定需要根據(jù)評價指標(biāo)和評價單元質(zhì)量的定量化描述需求及其生態(tài)效應(yīng)進(jìn)行分析后確定,還要考慮功能區(qū)的功能特點、環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀、相關(guān)環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)或研究成果、海洋經(jīng)濟(jì)發(fā)展、海洋環(huán)境保護(hù)目標(biāo)等方面。
4 結(jié)論
海洋功能區(qū)環(huán)境質(zhì)量評價體系的建立不僅能夠反映海洋功能區(qū)的資源條件和環(huán)境狀況,還能反映其開發(fā)利用狀況以和服務(wù)功能的發(fā)揮情況,從而為海洋功能區(qū)的科學(xué)管理和可持續(xù)利用提供依據(jù)[13]。因此應(yīng)盡快開展海洋功能區(qū)環(huán)境質(zhì)量評價方法及其指標(biāo)體系的研究,出臺海洋功能區(qū)環(huán)境質(zhì)量評價技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)或規(guī)范,以實現(xiàn)海洋功能區(qū)環(huán)境質(zhì)量評價的業(yè)務(wù)化運(yùn)行,為海洋功能區(qū)的監(jiān)督管理提供依據(jù),促進(jìn)海洋環(huán)境保護(hù)和海洋功能區(qū)功能的正常發(fā)揮。
【摘要】隨著經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展,提高人們生活水平同時也帶來了環(huán)境問題。特別是近些年來環(huán)境污染不斷加劇,越來越多的人開始關(guān)注生態(tài)環(huán)境的保護(hù)。生態(tài)環(huán)境質(zhì)量評價工作的進(jìn)行,有利于提升生態(tài)環(huán)境的質(zhì)量。本文在對區(qū)域生態(tài)環(huán)境質(zhì)量評價研究進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上,總結(jié)出了國內(nèi)外具有典型意義的生態(tài)環(huán)境質(zhì)量評價指標(biāo),并對其特點進(jìn)行分析,提出今后的研究方向。
【關(guān)鍵詞】區(qū)域;生態(tài)環(huán)境;進(jìn)展
作為人類生存發(fā)展的基礎(chǔ),生態(tài)環(huán)境不僅僅能為人類提供自然資源,還能保障人們的生存環(huán)境。但是隨著人口數(shù)量的激增,人們想要發(fā)展,希望利用環(huán)境、改造環(huán)境,使環(huán)境更好地服務(wù)與人類。這樣一來,不可避免地對環(huán)境造成了破壞。生態(tài)環(huán)境的破壞,又會對經(jīng)濟(jì)的發(fā)展造成制約,這樣一來就形成了一個惡性循環(huán)。因此,對生態(tài)環(huán)境進(jìn)行保護(hù),提升其質(zhì)量很有必要。對生態(tài)環(huán)境的質(zhì)量進(jìn)行評價,能夠更好地掌握生態(tài)環(huán)境的動態(tài)變化,從而有效的進(jìn)行生態(tài)環(huán)境建設(shè)。
1、我國區(qū)域生態(tài)環(huán)境質(zhì)量評價研究現(xiàn)狀
從上世紀(jì)七十年代初期開始,我國展開了環(huán)境質(zhì)量評價工作。八十年代末期,由單純的環(huán)境質(zhì)量評價進(jìn)一步擴(kuò)展到生態(tài)環(huán)境質(zhì)量評價。此后,隨著生態(tài)環(huán)境質(zhì)量評價的理論和方法不斷發(fā)展盲目從原來的關(guān)注災(zāi)害和污染逐步轉(zhuǎn)向了涉及多方面的生態(tài)環(huán)境質(zhì)量評價體系。上世紀(jì)九十年代初,在區(qū)域生態(tài)環(huán)境預(yù)警的原理基礎(chǔ)上,傅伯杰立足于生態(tài)破壞、資源枯竭以及環(huán)境污染等方面,使用定量與定性相結(jié)合的方法,選取我國的主要省區(qū)作為研究對象,對其進(jìn)行等級劃分與排序。1995年,范常忠等對廣東省的是個主要城市進(jìn)行生態(tài)環(huán)境質(zhì)量評價,對省內(nèi)的生態(tài)環(huán)境進(jìn)行分級,并根據(jù)其特點總結(jié)出面臨的主要問題,提出相應(yīng)的解決辦法。同年,馬玉增等人對我國的山丘生態(tài)環(huán)境進(jìn)行評價,并制定出相應(yīng)的指標(biāo)體系。2003年,胡會峰等人通過對湖泊生態(tài)系統(tǒng)的大量研究,提出了湖泊生態(tài)系統(tǒng)健康評價指標(biāo)體系。以上的各個研究,針對不同區(qū)域的生態(tài)環(huán)境進(jìn)行質(zhì)量評價研究,拓展了質(zhì)量評價的新思路。
作為生態(tài)環(huán)境質(zhì)量綜合評價的基礎(chǔ),指標(biāo)體系需要遵循可操作性、穩(wěn)定性的原則。不同指標(biāo)構(gòu)建側(cè)重于不同的屬性與功能。主要有以下三個方面的內(nèi)容,一是基礎(chǔ)建設(shè),諸如道路、綠化、景觀等,二是社會經(jīng)濟(jì)和文化,如教育、消費(fèi)等,三是自然條件,包括地質(zhì)、水文等。評價方法主要使用的是層次分析法、專家打分法、投影追蹤法等。
2、我國區(qū)域生態(tài)環(huán)境質(zhì)量評價研究方法
2.1層次分析法
上世紀(jì)七十年代,美國運(yùn)籌學(xué)家T.L.Saaty提出了層次分析法,該方法主要是講定量分析與定性分析相結(jié)合,從而實現(xiàn)多目標(biāo)決策。層次分析方法不僅能夠減少主觀因素對分析結(jié)果造成的影響,還能夠檢驗是否正確,因此逐漸獲得了廣泛的應(yīng)用。層次分析法首先需要建立起遞階層次結(jié)構(gòu),然后在對矩陣標(biāo)度進(jìn)行判斷,然后再計算權(quán)重并排序,最后進(jìn)行一致性檢驗。該方法在復(fù)雜的系統(tǒng)評價中獨(dú)具優(yōu)勢,能夠很好地將定性與定量分析結(jié)合起來。
2.2指數(shù)評價法
作為一種特定的相對數(shù),指數(shù)主要是對食物或是現(xiàn)象的動態(tài)變化進(jìn)行反應(yīng)。當(dāng)指數(shù)不變的情況下,可以觀察其他指標(biāo)的變動。在我國廣泛使用的是綜合指數(shù)法。該方法可以對多個因素指標(biāo)進(jìn)行分析,保持一個或多個因素不變,可以用于觀察其他因素的變化程度。
2.3人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)評價法
該模式是建立在人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上,應(yīng)用多指標(biāo)綜合評價方法,建立起神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),增強(qiáng)該結(jié)構(gòu)的自適應(yīng)能力,從而能夠以更加貼近人類的思維模式對生態(tài)環(huán)境質(zhì)量進(jìn)行評價。通過神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)可以模擬人工對環(huán)境質(zhì)量進(jìn)行定量的評價,相比與人工更加準(zhǔn)確、高效。首先需要確定評價指標(biāo)集,并將BP網(wǎng)絡(luò)中輸入節(jié)點的個數(shù)作為指標(biāo)個數(shù)。其次還要確定BP網(wǎng)絡(luò)的層數(shù),確保具有三層網(wǎng)絡(luò)模型結(jié)構(gòu)。另外,還需要通過對指標(biāo)值進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化的處理,以進(jìn)一步明確評價結(jié)果。最后確定正確的評價。
2.4生態(tài)足跡法
城市生態(tài)環(huán)境質(zhì)量評價主要使用生態(tài)足跡法,以衡量某地區(qū)的生態(tài)承載力。首先需要對各項主要的消費(fèi)項目人均年消費(fèi)量值進(jìn)行計算,其次計算人均占用的土地面積,最后計算出生態(tài)盈余。該方法缺乏對自然系統(tǒng)提供更自然功能的完全描述。
3、我國區(qū)域生態(tài)環(huán)境質(zhì)量評價存在的問題及解決策略
由于人們的生活、工作對生態(tài)環(huán)境的影響越來越深遠(yuǎn),對于生態(tài)環(huán)境的質(zhì)量進(jìn)行評價的相關(guān)研究引起了人們的關(guān)注。雖然區(qū)域生態(tài)環(huán)境質(zhì)量評價已經(jīng)獲得了較大的發(fā)展,但是由于生態(tài)環(huán)境本身就具有不確定性,各種情況十分復(fù)雜,都會對評價的結(jié)果造成影響,再加上生態(tài)環(huán)境一直處于一個動態(tài)的過程,對于其中某一個環(huán)節(jié)的質(zhì)量進(jìn)行評價有一定的困難性。其次,在評價指標(biāo)層面,由于缺乏針對特殊指標(biāo)、常用指標(biāo)的系統(tǒng)、定量的研究,得出的結(jié)論缺乏全面性。在評價手段層面上,雖然遙感與地理信息系統(tǒng)技術(shù)在我國發(fā)展越來越迅速,但是在區(qū)域生態(tài)環(huán)境質(zhì)量評價領(lǐng)域,仍然沒有得到很好地利用。作為生態(tài)環(huán)境質(zhì)量評價的輔助手段,遙感能夠及時地提供信息,但是卻不能及時地解譯信息,及時獲得了很多信息也不能對其有一個綜合的利用。在評價方法層面上,雖然對方法的應(yīng)用效果有一定的研究,但是缺少各種方法之間的比較。在評價對象方面,普遍還是將視角放在了省、市、工礦區(qū)等宏觀層面,很少有獎區(qū)域內(nèi)的組織結(jié)構(gòu)和區(qū)域之間的關(guān)系作為研究對象,這樣得出的結(jié)果卻少了量化的分析內(nèi)容。最后,缺少了對影響生態(tài)環(huán)境質(zhì)量評價結(jié)果的因素的范圍的研究。人在生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)中,既是感受著,也會對環(huán)境造成影響。而對于生態(tài)環(huán)境指標(biāo)因素的影響也是兩個方面的,需要在一個合理的范圍內(nèi)。
針對以上問題,首先應(yīng)當(dāng)逐步對生態(tài)環(huán)境影響、響應(yīng)機(jī)制不斷完善,讓各個指標(biāo)因素的影響效果更佳明確。其次還應(yīng)當(dāng)關(guān)注遙感分類提取的評價指標(biāo)因素,并不斷對其進(jìn)行規(guī)范。此外,還需要不斷對遙感獲取的信息進(jìn)行分類,通過模型化和規(guī)范化,使得評價的模型不斷完善,從而確保評價的準(zhǔn)確、高效。還可以通過各因素影響程度評價模型的鋼構(gòu)件,明確評價對象存在的問題。最后,使用多個不同層面的尺度對評價對象的結(jié)構(gòu)進(jìn)行評價,能夠使區(qū)域生態(tài)環(huán)境質(zhì)量評價體系更加完善。
4、結(jié)束語
隨著經(jīng)濟(jì)的不斷增長,對于環(huán)境的影響也越來越大,由此很多人開始關(guān)注生態(tài)環(huán)境的保護(hù)。對于生態(tài)環(huán)境的質(zhì)量進(jìn)行評價,能夠為生態(tài)環(huán)境的保護(hù)提供參考依據(jù)。雖然我國區(qū)域生態(tài)環(huán)境質(zhì)量評價研究已經(jīng)有了四十多年的歷史,但是在實際情況中還是存在了一定的問題。生態(tài)環(huán)境質(zhì)量評價研究從理論上保障了質(zhì)量評價工作的正常進(jìn)行,因此很有必要。本文就在分析了區(qū)域生態(tài)環(huán)境質(zhì)量評價的相關(guān)內(nèi)容的基礎(chǔ)上,對其存在的問題進(jìn)行分析。
作者簡介
李冬琴(1980年),女,籍貫:湖北十堰人,職稱:中級,學(xué)歷:本科,主要研究方向:生態(tài)保護(hù)及環(huán)境影響評價。
【摘 要】城市生態(tài)環(huán)境質(zhì)量不僅影響著城市生態(tài)功能的穩(wěn)定,而且還影響著城市的可持續(xù)發(fā)展。“十二五”發(fā)展規(guī)劃期間是安徽省推動生態(tài)省建設(shè)、提升生態(tài)文明重要時期。國民也更加注重生態(tài)環(huán)境質(zhì)量。本文利用主成分分析方法對黃山市生態(tài)環(huán)境質(zhì)量進(jìn)行綜合評價,有效地構(gòu)建了黃山市生態(tài)環(huán)境質(zhì)量評價指標(biāo)體系,并對環(huán)境治理與改善給出合理建議。
【關(guān)鍵詞】生態(tài)環(huán)境質(zhì)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(fēng)氣候,一般溫和多雨,四季分明,環(huán)境適宜。近年來,環(huán)境破壞現(xiàn)象越來越嚴(yán)重,國家對生態(tài)環(huán)境保護(hù)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(tài)環(huán)境質(zhì)量評價指標(biāo)體系進(jìn)行了研究,得出了省域生態(tài)環(huán)境指標(biāo)體系由環(huán)境質(zhì)量背景、人類對生態(tài)環(huán)境的影響、人類對生態(tài)環(huán)境的適宜度需求組成,并分別提出相應(yīng)的指標(biāo)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(qū)、三大經(jīng)濟(jì)帶的生態(tài)環(huán)境質(zhì)量進(jìn)行綜合評價,分析了其生態(tài)環(huán)境的變化態(tài)勢。目前大多數(shù)都是針對我國以及省域生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)的研究,而針對于地方市級區(qū)域的生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)研究甚少。本文利用主成分分析方法黃山市生態(tài)環(huán)境質(zhì)量進(jìn)行綜合評價,有效地構(gòu)建了黃山市生態(tài)環(huán)境質(zhì)量評價指標(biāo)體系,并對環(huán)境治理與改善給出合理建議。
1 理論基礎(chǔ)
假設(shè)n個評價對象有n個p維向量,構(gòu)成n×p階的數(shù)據(jù)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(tài)環(huán)境質(zhì)量評價研究
2.1 指標(biāo)選擇與數(shù)據(jù)處理
分別選取自然環(huán)境指標(biāo):人均可用水資源量(X1)、人均耕地面積(X2)、C02排放強(qiáng)度(X3)、SO2排放強(qiáng)度(X4)、生活污水處理率(X5)、工業(yè)廢水排放達(dá)標(biāo)率(X6)、工業(yè)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(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行研究,同時對原始數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理。
2.2 實證分析
2.2.1 適應(yīng)性檢驗
對于多層次、多指標(biāo)城市生態(tài)環(huán)境質(zhì)量的評價指標(biāo)體系,在進(jìn)行主成分分析,首先進(jìn)行適應(yīng)性檢驗,如:巴特萊特球形檢驗、KMO檢驗[4]。結(jié)果如下表1所示:
由表1可知,KMO值為0.873,說明該指標(biāo)數(shù)據(jù)可以做主成分分析。Bartlett球形測試結(jié)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(rèn)為是非常合適的主成分分析。
2.2.2 計算相關(guān)系數(shù)矩陣R
初步判定各個指標(biāo)之間的相關(guān)程度。結(jié)果見表2:
(3)計算相關(guān)系數(shù)矩陣R的特征值λi、方差貢獻(xiàn)率、累計貢獻(xiàn)率,確定主成分個數(shù)。
由表3可知,主成分N1、N2、N3的累計貢獻(xiàn)率為88.5%,說明這三個主成分足夠反映生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)體系絕大部分信息。因此利用N1、N2、N3對黃山市自然生態(tài)環(huán)境質(zhì)量進(jìn)行評價。
(4)計算所選擇的主成分所對應(yīng)的特征向量,寫出主成分表達(dá)式。
(5)計算生態(tài)環(huán)境指數(shù)。
計算生態(tài)環(huán)境指數(shù)過程中,賦予每一個主成分不同的權(quán)值,則令指數(shù)計算模型為:I=w1×N1+w2×N2+w3×N3,運(yùn)用熵權(quán)法對各主成分賦權(quán),w1,w2,w3分別為N1、N2、N3的權(quán)重。結(jié)果如表4。
表4計算得到的生態(tài)環(huán)境指數(shù)存在正、負(fù)的情況。這僅代表生態(tài)環(huán)境某一年生態(tài)環(huán)境質(zhì)量所處的相對位置既某一年的生態(tài)環(huán)境質(zhì)量狀況與近幾年來的平均水平的位置關(guān)系,以平均水平作為零點,零點以上越遠(yuǎn),則相對應(yīng)的生態(tài)環(huán)境質(zhì)量越好;零點以下越遠(yuǎn),則相應(yīng)的生態(tài)環(huán)境質(zhì)量越差。
3 結(jié)論
在構(gòu)建評價指標(biāo)體系時,從多個指標(biāo)建立生態(tài)環(huán)境評價指標(biāo)體系,由以上的綜合評價結(jié)果顯示:黃山市的生態(tài)環(huán)境從2006年到2015年總體評價正處于良性發(fā)展趨勢,處于生態(tài)市建設(shè)的發(fā)展階段,各個指數(shù)值保持緩慢增長,這說明黃山市生態(tài)環(huán)境質(zhì)量已經(jīng)處于較好的水平發(fā)展?fàn)顩r良好。
摘要:綜述了地下水環(huán)境質(zhì)量評價研究的目的和意義,以及國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀,就未來研究的發(fā)展趨勢作出了預(yù)測并提出一些相關(guān)建議。
關(guān)鍵詞:地下水環(huán)境;質(zhì)量評價;研究綜述
基金項目:部級大學(xué)生創(chuàng)新實驗項目及吉林省自然科學(xué)基金項目(201115041)
1 研究的目的和意義
地下水資源是水資源系統(tǒng)中最重要的組成部分,在保障我國工農(nóng)業(yè)用水,維護(hù)生態(tài)平衡等方面具有重要的作用。在北方,地表水資源嚴(yán)重缺乏,地下水是不可替代的。近些年來,工業(yè)快速發(fā)展,農(nóng)業(yè)中農(nóng)藥、化肥、除草劑等大量使用等因素造成地下水嚴(yán)重污染。因此,必須采取措施,保護(hù)地下水,滿足人類生存、生活、生產(chǎn)等需求。
地下水的污染防治首先在“防”。“防”首先就要對地下水環(huán)境質(zhì)量進(jìn)行“監(jiān)測”,對地下水環(huán)境質(zhì)量做出客觀的評價。
地下水環(huán)境質(zhì)量評價是前期性、基礎(chǔ)性工作。在我國,地下水環(huán)境質(zhì)量評價工作剛起步,在很大程度上不足,需要進(jìn)一步完善水環(huán)境質(zhì)量評價方法。
2 地下水環(huán)境質(zhì)量評價研究的國內(nèi)外現(xiàn)狀
60年代中期,工業(yè)發(fā)達(dá)造成環(huán)境污染嚴(yán)重,環(huán)境質(zhì)量評價在國外出現(xiàn)。加拿大1964年召開國際環(huán)境質(zhì)量評價會議,首次提出了“環(huán)境質(zhì)量評價”說法。美國1969年制定國家環(huán)境政策。另外,其他國家也通過了相關(guān)法律,如加拿大、瑞典、澳大利亞等。日本也非常重視環(huán)境保護(hù)工作,1974年提出了《關(guān)于環(huán)境影響評價的運(yùn)用指南》,及有關(guān)環(huán)境影響評價技術(shù)方法的試行方案,1975年提出了《關(guān)于環(huán)境影響評價的方法》。
1965年,R.K.Horton提出水質(zhì)評價指數(shù)法(QI)。1970,R.M.Brown提出水質(zhì)現(xiàn)狀評價質(zhì)量指數(shù)法(WQI)。1974年,N.L.Nemerow提出尼梅羅綜合污染指數(shù)法。
各類指數(shù)方法各有所長,但這些方法皆是事先假定模式或者主觀規(guī)定參數(shù),因此其評價結(jié)果未必客觀。
在70年代初,國內(nèi)開始開展環(huán)境保護(hù)的科學(xué)研究。1979年頒布環(huán)境保護(hù)法,確定了環(huán)境影響評價制度。此后,開展了一系列的相關(guān)學(xué)術(shù)研討活動,如“區(qū)域環(huán)境學(xué)術(shù)討論會”、“環(huán)境理論研究討會”、“中國環(huán)境科學(xué)學(xué)會代表大會”、“全國環(huán)境質(zhì)量評價研究學(xué)術(shù)討論會”、“中國環(huán)境科學(xué)學(xué)會學(xué)術(shù)年會”。
80年代初,地質(zhì)礦產(chǎn)部組織開展第一輪地下水資源評價工作。2000年始,歷時兩年,國土資源部開展了新一輪地下水資源評價工作。兩次評價調(diào)查,足可見對地下水環(huán)境質(zhì)量及時了解的重要性。2009年9月,國土資源部在哈爾濱市舉辦了地下水監(jiān)測網(wǎng)優(yōu)化與地下水污染調(diào)查取樣培訓(xùn)班,可見對地下水環(huán)境監(jiān)測網(wǎng)的建設(shè)與地下水污染調(diào)查取樣規(guī)范的重視。
1974年,我國提出一個評價水質(zhì)污染的綜合指數(shù)法,在每個污染因子上賦予權(quán)重。
隨著相關(guān)學(xué)科技術(shù)的發(fā)展,以及人類對環(huán)境問題的重視,有關(guān)水環(huán)境質(zhì)量評價的研究成果也相繼出現(xiàn)。
總體來說,地下水環(huán)境質(zhì)量評價的方法較為簡單,多為指數(shù)法。隨著數(shù)學(xué)及計算機(jī)技術(shù)等相關(guān)學(xué)科的發(fā)展,現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)理論應(yīng)用于地下水環(huán)境質(zhì)量評價得以實現(xiàn),評價結(jié)果會越來越客觀。
3 發(fā)展趨勢及建議
簡單、實用、科學(xué)、合理的地下水環(huán)境質(zhì)量評價方法是未來的研究方向。
應(yīng)加快地下水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的更新和修訂,提高對水環(huán)境質(zhì)量的要求,滿足人類及社會發(fā)展需要。
污染因子權(quán)重的確定,是地下水環(huán)境質(zhì)量評價中的重要研究內(nèi)容。
最后,感謝部級大學(xué)生創(chuàng)新實驗項目及吉林省自然科學(xué)基金項目(201115041)的支持。
摘 要:隨著社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,水環(huán)境污染備受關(guān)注。而水是人們賴以生存的自然資源。當(dāng)今社會,我國水環(huán)境污染已經(jīng)到了何種程度、如何評價水環(huán)境狀況是一個熱點問題。本文通過查閱文獻(xiàn)在了解我國地表水水環(huán)境現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上綜合整理了國內(nèi)外水環(huán)境質(zhì)量評價研究方法。
關(guān)鍵詞:水環(huán)境;水環(huán)境質(zhì)量;評價
引言
隨著我國經(jīng)濟(jì)社會的快速發(fā)展,我國經(jīng)濟(jì)總量的膨脹和經(jīng)濟(jì)粗放型增長使得國內(nèi)大多數(shù)河流遭受不同程度的污染。此外,受人口增長城市范圍擴(kuò)大等因素的影響,我國河流水環(huán)境面臨的形勢越來越嚴(yán)峻。因此,明確我國地表水水環(huán)境現(xiàn)狀以及如何對水環(huán)境質(zhì)量進(jìn)行科學(xué)評價已經(jīng)是一個倍受關(guān)注的話題。
1 我國地表水水環(huán)境現(xiàn)狀研究
隨著我國經(jīng)濟(jì)社會的快速發(fā)展,我國經(jīng)濟(jì)總量的膨脹和經(jīng)濟(jì)粗放型增長使得國內(nèi)大多數(shù)河流遭受不同程度的污染。此外,受人口增長城市范圍擴(kuò)大等因素的影響,我國河流水環(huán)境面臨的形勢越來越嚴(yán)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(jù)《2003 年全國水資源質(zhì)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(jī)污染,主要超標(biāo)項目是氨氮、5d生化需氧量、化學(xué)需氧量高錳酸鹽指數(shù)和揮發(fā)酚等。
我國主要河流污染普遍,全國75%的湖泊出現(xiàn)了不同程度的富營養(yǎng)化,流經(jīng)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(yán)重。近幾年,太湖、滇池、巢湖接連發(fā)生不同程度的藍(lán)藻爆發(fā)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(lán)藻大量繁殖,嚴(yán)重影響了城市的飲用水源。我國現(xiàn)在正面臨著水環(huán)境嚴(yán)重遭受污染的問題。
2006年度對327座重點水庫進(jìn)行了評價。從評價水庫個數(shù)看,全年水環(huán)境質(zhì)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(shù)的3.4%。以Ⅱ、Ⅲ類水庫為主。 無貧營養(yǎng)水庫,中營養(yǎng)水庫67.3%,富營養(yǎng)水庫占評價32.7%。重點水庫的營養(yǎng)狀況以中富營養(yǎng)為主。主要污染項目是總磷、總氮、高錳酸鹽指數(shù)、化學(xué)需氧量和氨氮[1,2]。
2 我國水環(huán)境質(zhì)量評價研究
水環(huán)境質(zhì)量評價是指根據(jù)所需要求與評價目的選擇水體監(jiān)測指標(biāo)、水環(huán)境質(zhì)量應(yīng)符合標(biāo)準(zhǔn)以及適用的評價方法,進(jìn)而對水環(huán)境質(zhì)量、水體的客觀狀態(tài)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(xiàn)狀、水資源污染程度的同時,為水體治理、水環(huán)境管理、水資源綜合利用提供科學(xué)的數(shù)據(jù)支撐。
目前,國內(nèi)對于水環(huán)境質(zhì)量評價方法較多,其中灰色聚類法、內(nèi)梅羅污染指數(shù)法、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法和模糊綜合評價法等應(yīng)用較為廣泛。各種方法皆有其獨(dú)特的優(yōu)缺點:如灰色聚類法物理過程簡單,但函數(shù)的選擇具有較大的人為性;人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)則考慮因素比較全面,但是對數(shù)據(jù)要求較高。對于傳統(tǒng)的內(nèi)梅羅污染指數(shù)法雖然數(shù)學(xué)公式簡單,但這個過程中未考慮各污染因子的權(quán)重問題。改進(jìn)的內(nèi)梅羅污染指數(shù)法則引入了各污染因子權(quán)重的概念,也避免了忽視重要因子產(chǎn)生的弊端。模糊綜合評價法運(yùn)用了模糊數(shù)學(xué)法中的隸屬度描述評價等級,確定了各污染因子的權(quán)重從而評價水環(huán)境質(zhì)量類別,避免了人為因素產(chǎn)生的影響[3-7]。
目前,部分學(xué)者已對水環(huán)境質(zhì)量分級綜合評價問題進(jìn)行了深入研究和探討,如:采用傳統(tǒng)、改進(jìn)的內(nèi)梅羅污染指數(shù)法及模糊綜合法進(jìn)行水環(huán)境評價,對于不同方法評價紅石水庫水環(huán)境質(zhì)量結(jié)果差異較大:內(nèi)梅羅法為Ⅳ類水,模糊綜合法為Ⅰ類水。內(nèi)梅羅指數(shù)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(huán)境類型。一種改進(jìn)的模糊模式識別理論并將其應(yīng)用于水環(huán)境質(zhì)量綜合評價中,該方法綜合考慮了指標(biāo)超出Ⅴ類標(biāo)準(zhǔn)的情形。
3 國外水環(huán)境質(zhì)量評價研究
1950―1960年開始,隨著經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展,世界上各流域開始出現(xiàn)水環(huán)境惡化現(xiàn)象,造成生態(tài)環(huán)境破壞,直接和間接影響到人類的生態(tài)發(fā)展及生存質(zhì)量,環(huán)境領(lǐng)域?qū)W科開始產(chǎn)生并隨之發(fā)展,環(huán)境質(zhì)量評價尤其是水環(huán)境質(zhì)量評價開始受到重視。美國發(fā)展水體環(huán)境質(zhì)量評價最早,1965年Iortonl認(rèn)為通過對環(huán)境質(zhì)量指數(shù)的計算可反映水體環(huán)境質(zhì)量的健康情況(QI法),緊接著Brown指出可以通過計算水環(huán)境質(zhì)量指數(shù)來反應(yīng)水體污染情況(WQI),Nemerow同時提出內(nèi)梅羅綜合指數(shù)法。另外,1965年Zadek提出一種基于模糊數(shù)學(xué)的一種數(shù)學(xué)方法,將水環(huán)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(jī)污染,Grenney提出一種新的水質(zhì)模型,可進(jìn)行地表水水環(huán)境預(yù)測及管理,稱為QUAL-II預(yù)測模型,并得到大力發(fā)展[5-9]。
4 小結(jié)
隨著人類對水環(huán)境質(zhì)量評價的不斷應(yīng)用實踐,越來越多的基于傳統(tǒng)評價方法的改進(jìn)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(dāng)?shù)脑u價方法,現(xiàn)在許多學(xué)者認(rèn)為,在水環(huán)境質(zhì)量評價中不僅要單方面考慮水環(huán)境中的物理、化學(xué)指標(biāo),還要根據(jù)需要進(jìn)行綜合評價,同時考慮水環(huán)境中的生物指標(biāo)。使水環(huán)境評價工作更加的具有科學(xué)性和全面性。
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(huán)境監(jiān)測中心站,環(huán)境科學(xué)。