陜西關中地區生態環境評價及對策

周媛麗,王小文,來雪慧,徐杰峰

(西北大學城市與環境學院,陜西西安 710127)

陜西關中地區生態環境評價及對策

周媛麗,王小文,來雪慧,徐杰峰

(西北大學城市與環境學院,陜西西安 710127)

以陜西關中各市為研究單元,通過建立生態環境指標體系,采用層次分析法,采用生物豐度,植被覆蓋,水網密度,土地退化和環境質量指數 5個指標,對 2006年陜西關中各地區的生態環境狀況進行評價,評價結果為:寶雞市的生態環境狀況為優,西安市、銅川市、咸陽市和渭南市的生態環境狀況為良。并分析了陜西關中地區生態環境方面存在的不足,認為資源性缺水、水土流失嚴重是該區目前主要的生態環境問題,并提出相應的對策與建議。

陜西關中;生態環境評價;水資源;水土流失;對策

0 引言

陜西關中地區位于我國西北,近年來由于關中地區經濟快速發展,工業、農業、交通、水利等各項事業取得了長足的進步,但由于未能很好地將發展和生態環境保護相結合,關中地區的生態環境受到人類的生產和生活活動的干擾,各市的生態環境受到不同程度的破壞,生態環境容量逐漸飽和,生態壓力呈現遞增趨勢,從而制約和影響著人口、資源與環境的協調發展。因此,保護和改善關中地區的生態環境,對經濟社會的可持續發展、全面建設小康社會和生態省、生態縣建設目標具有重要的戰略意義。

1 關中地區概況

關中位于陜西省中部,是中國北方重要的產糧區,是陜西省的經濟核心區,南止秦嶺,北至北山,西起寶雞,東至潼關,東西長約 360 km,包括西安,咸陽,渭南,銅川,寶雞 5個市,面積占全省的28%,2006年關中地區總人口為 2 265.14萬人,占全省總人口的60%。關中又分為渭北和關中平原兩個區,關中平原號稱“八百里秦川”,是國家糧食生產基地之一,關中平原的年平均溫度為12℃～13.6℃,屬暖溫帶半干旱氣候,四季分明,冬夏較長,春秋氣溫升降急驟,夏有伏旱,秋多連陰雨。無霜期 207天。年降雨量604mm,雨量集中在 7～9月。近年來冬季及夏季平均氣溫有逐步上升的趨勢。

關中地區的地表水系主要由屬于黃河流域的渭河、涇河及洛河所組成,其中渭河是黃河的一級支流,涇河及洛河為渭河支流;此外,在寶雞境內尚有屬于長江流域的嘉陵江、漢江及丹江的部分流段,其中漢江和嘉陵江均為長江的一級支流,丹江為漢江的支流。

關中地區有林地 80.55萬畝,占全省林地面積的1.08%。這一地區屬于暖溫帶落葉闊葉林帶。野生動物屬溫帶森林——森林草原,農田動物群,森林動物貧乏,大型獸類極少,多為一般種類;鳥類較多,以經濟鳥類水禽為主,具有南北混雜特征[1]。

2 生態環境評價方法

2.1 數據來源

2.1.1 歸一化系數

歸一化系數 =100/Amax。式中,Amax指某指數歸一化處理前的最大值。本文采用全國統一的歸一化系數,這樣可以將計算的結果與其他地區相比較,同時也是給關中地區的生態環境一個準確的定位。

2.1.2 數據及來源

本文采用 2006年的數據對關中地區的生態環境進行研究;統計數據主要來源于關中 5市:西安、銅川、寶雞、咸陽和渭南的統計年鑒,中國統計年鑒,中國宏觀數據挖掘分析,中國自然資源叢書,環境統計年鑒,陜西水資源利用,陜西土地利用現狀集,環境統計年報。

2.2 評價方法

目前用于生態環境質量評價的方法有多種,如層次分析法、主成份分析法和灰色關聯分析法等。相比較而言,層次分析法更具有邏輯性、系統性和實用性,方法較為成熟[3],更能準確的評價區域的環境質量。本文參照國家環?？偩?006年發布的《生態環境狀況評價技術規范(試行)》的規定。對所選關中地區進行生態環境質量評價,依據代表性、全面性、綜合性、簡明性和適用性等評價指標篩選原則,評價指標體系分為三級,分別是:一級評價指標為生態環境狀況指數;二級評價指標有生物豐度指數、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;三級評價指標包括林地、草地、水域濕地、耕地、建設用地、未利用地、河流長度、湖庫面積、水資源量、土地輕度侵蝕、土地中度侵蝕、土地重度侵蝕、二氧化硫年排放量、COD年排放量、固體廢物年排放量等指標[2],分析區域內生物、植物、水資源、土地以及環境污染等情況,通過對各指標賦予不同的權重,計算關中地區生態環境質量指數(Eco-environ mental Index,EI),綜合評價關中地區總體生態環境質量。各指標及其權重見表 1。

表1 評價體系各指標權重

計算方法為:生態環境狀況指數(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 +0.2×(100-土地退化指數)+0.15×環境質量指數

根據生態環境狀況指數(EI),將生態環境狀況分為五級,即優、良、一般、較差和差,詳見表 2。

表2 生態環境狀況分級

2.2.1 生物豐度指數

生物豐度指數旨在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,間接反映評價區域沒生物多樣性的豐貧程度。

生物豐度指數 =Abio×(0.35×森林面積 +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,生物豐度指數的歸一化系數,取 400.62;

2.2.2 植被覆蓋指數

植被覆蓋指數通過評價區內的林地、草地、農田、建設用地和未利用地 5種類型的面積占評價區域面積的比重,間接反映被評價區域的植被覆蓋程度。植被覆蓋度是描述生態系統的基本參數,它往往與城市化進程呈相逆的變化趨勢,反映了人類活動對地表覆蓋狀態的影響。

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,植被覆蓋指數的歸一化系數,取 355.24;

2.2.3 水網密度指數

水網密度指數指評級區內的河流總長度、水域面積和水資源量占評價區域面積的比重,用于反映被評價區域水資源的豐富程度。

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,河流長度的歸一化系數,取 46.63;Alak,湖庫面積的歸一化系數,取 17.88;Ares,水資源量的歸一化系數,取61.42;

2.2.4 土地退化指數

土地退化指數指評價區域內水蝕、風蝕、重力侵蝕、冰融侵蝕和工程侵蝕的土地面積占被評價區域國土面積的比重,用于反映被評價區域的土地退化程度。

土地退化指數 =Aero×(0.05×輕度侵蝕面積 +0.125×中度侵蝕面積 +0.7×重度侵蝕面積)/區域面積

式中:Aero,土地退化指數的歸一化系數,取 146.33;

2.2.5 環境質量指數

環境質量指數表征評價區域內受納污染物的負荷,用于反映評價區域所承受的環境污染壓力。

環境質量指數=0.4×(100-ASO2×SO2排放量 /區域面積)+0.4×(100-ACOD×COD排放量/區域年均降雨量)+0.2×(100-Asol×固體廢物排放量/區域面積)

式中:ASO2,SO2的歸一化系數,取 0.06;ACOD,COD的歸一化系數,取 0.33;Asol,固體廢物的歸一化系數,取 0.07[4-6]。

3 評價結果與分析

根據所選的評價方法及相關指標,關中地區 5個市的生態環境狀態指數(EI)分別為西安 72.08、銅川 61.87、寶雞83.24、咸陽 58.41、渭南 57.67,其中除環境質量指數相對較高外,其他 4個指標均未達到優等水平(詳見表 3)。

表3 關中地區生態環境評價結果及其排序

3.1 生物豐度指數與植被覆蓋指數

圖1為關中各市生物豐度指數與植被覆蓋指數比較。

圖1 關中各市生物豐度指數與植被覆蓋指數比較

圖1表明,寶雞市的生物豐度指數與植被覆蓋指數在關中地區排名中均列第一位,西安和銅川排名居中,咸陽和渭南排名居于末位。寶雞市有“六山一水三分田”之說,屬北溫帶季風型大陸性氣候,境內的山地面積占寶雞總面積的53.2%,自然系統類型多樣,林地比例較大,所占全市面積的56.05%,是全省重要林區之一,因而寶雞的生物豐度指數與植被覆蓋指數均居關中各市之首;西安和銅川地處溫帶,屬于暖溫帶大陸性季風氣候,生物種類多樣,植被類型豐富。其中西安南部的秦嶺山區面積占西安總面積的 56.3%,林地覆蓋率達到 40.51%。銅川的林地覆蓋率達到 24.34%,草地覆蓋率也達到 26.07%。兩市生物豐度指數與植被覆蓋指數基本上都接近 80;咸陽地區由于地質地貌基本上都由黃土構成,其中北部黃土高原丘陵面積占到全市面積的 65%,南部的為臺原階地和平原。境內土石山地面積較少,多年平均氣溫 9.0℃～13.2℃,生物生存的環境比較單一,生物物種較為貧乏;渭南地處關中盆地東部,西北高原南緣,地形主要為渭河平原,渭北臺原,和渭北高原,生物物種亦較為貧乏,生物豐度值為 52.79,植被覆蓋指數為 58.39,其生物豐度指數與植被覆蓋指數同咸陽在關中 5市中相對偏低。

3.2 水網密度指數

圖2為關中各市水網密度指數比較。

圖2 關中各市水網密度指數比較

2006年關中主要河流的基本情況見表 4.

表4 2006年關中主要河流基本情況

圖2顯示關中地區水網密度指數都不超過 40,水資源量較為緊缺。表 4可看出關中主要河流渭河、涇河、嘉陵江和漢江均流經寶雞,故其水網密度指數 39.04在 5市中居于首位,而銅川僅洛河流經境內,其水網密度指數 18.53位于 5市之末。關中地區徑流少,河網比較稀疏,水資源量較少,但工農業相對發達,水資源利用率高達 64%,所以地區水資源匱乏,人均水資源占有量較低,僅有 44 m3,約占全國的17%,全省的 30%。2006年主要河流的年徑流量比其多年平均年徑流量減少 23.9%,年平均降水量比多年平均減少11.9%,地表水資源量減少 42.2%。因受降水減少和用水增加的影響,關中地區地下水埋深有所下降。例如咸陽城區超采區中心地下水位較上一年同期下降 2.54 m,漏斗面積增加2.43 km2。

由于人口相對密集和干旱缺水,供水不足已成為關中地區最普遍、最突出的問題,目前尚有數十萬人畜的飲水問題未能解決。關中地區是陜西省水資源最緊缺的地區。

3.3 土地退化指數

關中地區的土地退化指數平均為 18.69,在 5個評級指標中,該指標處于劣勢,是關中生態環境的一個主要問題。該區的土地退化主要表現為水土流失,因素受氣候、新構造運動、巖石土性、地形植被這些自然因素,不合理懇伐、建設過程中不注意水土保持和執法不嚴這些人為因素。自然因素是水土流失發生和發展的潛在條件,該地區以水力侵蝕為主,重力侵蝕次之[7]。

由于關中地區土性多是以黃土母質為基礎發展的巖石土性,加之丘陵及荒原溝壑區等具有明顯坡度的地形,又因全年降水及暴雨多集中在 7～9月(集中降水造成土壤含水飽和,產生超滲徑流沖刷,加之地形坡度影響,水土流失加劇)以及關中地區較低的植被覆蓋程度這些自然因素,和首要發展經濟所導致的人為影響因素造成關中地區土地嚴重的退化。關中各市的土地退化指數比較見圖 3.

圖3 關中各市土地退化指數比較

由圖 3可以看出,西安地區和寶雞地區,因境內地貌由黃土形成的溝壑、平原面積所占境內面積相對其他 3市相對較少,其流失程度在 5市中相對較好;銅川為 31.85在 5市中最高,由于銅川氣候為半濕潤半干旱易旱地區,地處關中平原向陜北黃土高原的過渡地帶,全市地貌復雜多樣,山、川、原、梁、溝谷分布廣泛。大致分為西北丘陵、梁峁溝壑區和東南部殘原區,境內地形破碎,溝谷縱橫,是黃河中游水土流失重點地區。全市水土流失面積達到 3 380 km2蝕總量 580.2萬t,侵蝕模數 1 484.4 t/km2·a。5市的重度侵蝕面積為 1 190 km2,中度侵蝕面積達到 17 960 km2,輕度侵蝕面積也達到11 150 km2,由此可見關中地區整體水土流失問題較為嚴重,水土流失問題的解決刻不容緩。

3.4 環境質量指數

圖4為關中各市環境質量指數比較。

圖4 關中各市環境質量指數比較

圖4看出,關中地區的環境指數均在 80以上,處于中等偏上水平,環境承載力較好,尚有一定的污染負荷能力。渭南環境質量指數居于 5市之末,咸陽排列第二。銅川市工業和生活廢水排放總量為 8 561萬 t,工業廢氣排放量為 1 586億 N m3,咸陽僅為 456億 Nm3,其工業廢氣排放量是咸陽的3倍;全市工業固體廢物產生量 2 412萬 t,咸陽僅為 156萬t,其廢物產生量達到咸陽的 15倍。

關中在全省中屬于經濟發展最快的地區,但從評價結果可以看出經濟的快速發展尚未對該區的環境質量造成明顯的惡劣影響,所在區域的生態環境自凈能力較好。從 2006年的城市大氣質量綜合污染指數中,關中 5市的大氣質量綜合污染指數下降了 0.13,其中全年達到二級和好于二級的天數:寶雞為 305天、咸陽為 300天、西安為 289天、渭南為 261天、銅川為 245天;2006年關中地區的酸雨頻率也降低了4.2%。其中西安全年達到二級和好于二級的天數達標率為79.48%,SO2排放的達標率為 88.12%,廢水排放的達標率為 96.46%,固體廢棄物的達標率為 92.46%。從中可以看出關中地區在發展經濟的同時,對環境質量也實施了一定的保護措施。

4 陜西關中地區生態環境保護對策初探

從生態環境狀況指數來看,關中地區生態環境質量處于中等水平,除環境質量指標良好外,其他指標都不高。為了使該區的生態環境質量在現有的水平上能夠得到進一步的提高,為該區經濟又快又好的發展提供堅實的生態支撐,筆者針對該區的主要生態環境問題,提出以下措施。

(1)面對生物豐度和植被覆蓋問題:采取退耕還林,封山綠化的措施,組織實施天然林保護、荒山荒地綠化、坡耕地退耕還林為主要內容的造林綠化工程,恢復林草植被;在城市生態規劃中,將城市生態系統置于整個生物圈范疇內進行規劃,要保持生物的多樣性。其中秦嶺是我國珍稀野生動物的重要分布區,其主體在陜西,把秦嶺生態環境保護好是關中地區人與自然和諧相處的需要。

(2)面對水資源短缺問題:建立節水型農業和節水型城市從而節約用水;加強廢水資源化;加大水利工程投入;開發利用雨水資源;對水資源的開發、利用實行科學管理。

切實加快渭河綜合治理步伐,解決渭河水少,水臟,無序開發等問題。以“引漢濟渭”為主體的南水北調工程為基礎,建設供水大通道,實現水資源的利用價值最大化。

(3)面對土地退化問題:推進以水土保持、自然修復為主的生態環境恢復建設工程。沿關中的所有渠、路、河、塬坡,因地制宜栽植生態林、經濟林、景觀林?？偨Y歷史的實踐經驗,在保護好現有林草植被基礎上,通過大力開展造林種草、進一步完善退耕還林(草),強力推進山區和塬區溝道的土壤侵蝕保護工作。

(4)加大環保宣傳力度,提高民眾的環保意識。充分發揮人的主觀能動性,發揮人民群眾的主體作用,充分調動人民群眾治理生態環境的積極性、主動性、創造性。

5 結語

關中地區是國家確定的重點經濟發展區。生態環境質量整體處于良好狀態,但,土地退化、資源性缺水、生物豐度和植被覆蓋率不高等問題仍不可忽視。應積極采取保護、治理措施,開展生態區建設,科學利用水資源,創建性的搞好生態良好區的生態環境保護工作,提高生態環境的服務功能,實現區域自然生態系統的良性循環和自然資源的持續利用,進而實現經濟、社會和環境的協調發展,并最終實現關中地區區域經濟又快又好的發展,以帶動和促進全省經濟又快又好的發展。

[1]中國自然資源叢書[m].中國環境科學出版社,1995.

[2]曹愛霞,劉學錄,劉棟.甘肅省生態環境質量評價[J].安徽農業科學,2008,36(14):5977-5979.

[3]萬本太,張建輝,董貴華,等.中國生態環境質量評價研究[m].北京:中國環境科學出版社,2004.1.

[4]史紀安,劉玉華,師江瀾,等.江河源區生態環境質量綜合評價[J].西北農林科技大學學報(自然科學版),2006,34(10):61-66.

[5]吳志旭,周一帆,方志發.淳安縣生態環境質量評價及對策建議[J].環境科學與管理,2006,31(8):192-194.

[6]申衛民,錢震.南通市生態環境質量現狀綜合評價[J].南通大學學報(自然科學版),2005,4(2):14-16.

[7]陜西省地市級水土保持區劃集[m].陜西省水土保持局,2001.

ShaanxiProvince assessment of the ecological environ ment and counter measures

ZHOU Yuan-li,WANG X iao-wen,LAIXue-hui,XU Jie-feng
(Department of Environ mental Science of Northwest University,Xi'an,Shaanxi,710127,China)

Absrtact:The ShaanxiProvince to study the unit,through the establish ment of eco-environ ment index syste m,according to the State Environ mental Protec tion Ad m inistration pro mulgated the“assessment of the ecological environ ment specifications(for trial implementation)”to developmethods of evaluation,the use of biological abundance,vegetation cover,water density,land degradation and environ mental quality index 5 indicators,on the various regions of Shaanxi Province to evaluate the ecological environ ment,using eco-index method analysis of Shaanxi Province in the ecological environ ment weaknesses that the resource shortage,serious soil erosion is the area at present amajor ecological and environmental proble ms and p ropose possib le countermeasures and suggestions.

Shaanxi Guanzhong;eco-environ ment assess ment;resource scarcity of water;serious soil erosion;Countermeasures

X 820.3

B

1004-1184(2011)01-0071-04

2010-10-11

西部建筑科技重點實驗室;項目編號:DA 02034。“西北地區中小城市生長型規劃方法研究”子課題“生長型城市生態環境規劃方法研究”項目。

周媛麗(1986-),女,陜西咸陽人,碩士研究生,主要研究方向:生態工程。