昌吉州生態環境質量評價研究

馬木合·曼散, 孜比布拉·司馬義，2*

(1.新疆大學資源與環境科學學院，新疆烏魯木齊 830046;2.新疆大學綠洲生態教育部重點實驗室，新疆烏魯木齊 830046)

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昌吉州生態環境質量評價研究

馬木合·曼散1, 孜比布拉·司馬義1，2*

(1.新疆大學資源與環境科學學院，新疆烏魯木齊 830046;2.新疆大學綠洲生態教育部重點實驗室，新疆烏魯木齊 830046)

以2001～2012年生態環境時間序列數據為數據源，建立了昌吉州生態環境質量綜合評價指標體系，應用熵值法確定各生態因子的權重，給出影響因子的重要性排序，得到生態環境質量綜合指數，最終對昌吉州生態環境質量進行了評價。研究表明，昌吉州生態環境質量呈現上升趨勢。以生態環境綜合指數評價來看，生態綜合指標數由2001年的0.013 7增長至2009年的0.475 8，該期間生態環境質量處于較差狀態。從2010年開始環境狀況逐年得到改善，2012年生態綜合指標數為0.940 0，屬良性狀況。生態綜合指標數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環境質量，促進區域生態環境的保護,使生態環境向好趨勢發展。

生態環境；昌吉州；熵值法；綜合評價

生態環境質量評價指在具體的時間或空間范圍內，環境的總體或部分環境要素的組合體對人類生存及社會、經濟持續發展適宜程度的定量,即根據合理的指標體系、評價標準和運用適當的方法，評定某區域生態環境質量的優劣及其影響關系[1]。國外有關生態環境質量評價研究始于20世紀60年代中期，70年代開始蓬勃發展。目前，國外對于生態環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，提出了一種新型的生態質量評價法，即生態質量安全可否與斑塊的間距、擴散能力、干擾能力等相關聯，安全度也是生態評價中必應解決的問題[3]。我國生態環境質量的評價在20世紀80年代末至90年代初開始引起人們的重視，對該綜合指標體系的研究也應運而生，重點先是農業生態系統，其次是城市生態環境質量評價，進而涉及到區域環境區劃、山區生態環境、土地可持續利用和省級生態綜合評價等。葉亞平等根據不同類別的生態系統有不同的組分、結構和功能，選用生態環境質量背景、人類影響程度和人類適宜需求三方面的指標對全國30個省份進行生態環境質量評價，將其分為10個等級，建立了我國省域生態環境質量評價指標體系[4]。賈艷紅等根據白銀市區域生態環境系統的實際情況，運用AHP法確定其生態環境質量評價指標體系，并通過對各評價因子進行權重和分級量化，利用綜合評價模型對白銀市區域生態環境質量進行了評價[5]。任廣鑫等通過對生態環境質量及其評價的內涵和國內外研究進展的分析和判定，指出江河源區生態環境質量評價應大量地借助于遙感資料，同時結合統計資料對區域自然環境系統、經濟系統和社會系統進行綜合評價[6]。在應用研究上，我國基于國內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環境普遍存在的主要問題中選取評價指標,并采用綜合指數法評價區域生態環境質量。首先確定選擇評價指標的原則,其次確定評價指標、評價標準以及評價指標的權重,并根據評價指標的指數值計算區域生態環境質量綜合指數,再根據區域生態環境質量綜合指數來確定區域生態環境質量的狀態，最后應用該研究成果對昌吉州生態環境質量進行綜合評價。

1 研究區概況

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，西接石河子市，沙灣縣相鄰，南與吐魯番地區、巴音郭楞蒙古自治州毗連，北與塔城地區、阿勒泰地區接壤，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，境內有新疆生產建設兵團的24個團場。總面積73 660 km2，總人口42.8×104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 昌吉州生態環境質量評價指標

2.1 評價指標體系的建立在對昌吉州現狀調查的基礎上，參考國內外指標體系建立的理論體系，建立了適合干旱區域的3個層次結構的指標體系(表1)。環境質量、經濟系統、社會發展能反映指標體系所涵蓋的區域生態環境的各個方面，能體現經濟實力對促進和提升生態環境的重要作用，同時，亦思慮到社會發展體系對區域人居環境的支撐作用[14]。因此，該評價指標體系可以全面地反映區域生態環境質量現狀和趨勢。該體系各層涵義:目標層,即以區域生態環境質量作為總目標，綜合分析歸納并表征區域生態環境質量現狀及發展趨勢;制約層,制約區域生態環境質量水平的主要因素，包括環境質量、經濟系統、社會發展系統;指標層，由可直接度量的因子組成，如建成區綠化覆蓋率、人均公園綠地面積、生活污水處理率、工業固體廢物排放量、工業固廢綜合利用率、工業廢水排放達標率、煙塵排放量、二氧化硫的總排放量、生產總值、人均國內生產總值、第二產業GDP、第三產業GDP、工業總產值、城鎮在崗職工平均工資、全社會固定資產投資總額、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、醫院床位數、移動電話用戶數、普通高等學校在校人數24個因子組合成的。

2.2 評價指標的選擇表征區域生態環境的指標有多種，要在其多種不同層次含義的指標中選擇所研究的指標是一項系統性的工作。具體對于指標的選擇，可運用的方法有頻度統計法、多因子比較法和專家評價法等。頻度統計法，即通過對大量文獻進行閱讀及參考已有相關評價體系，對各指標因子進行頻度統計，選用那些使用頻度高的指標； 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因子進行比較分析，從中選出更具代表性的指標為評價體系所用； 專家評價法是以初步建立的評價體系為基礎，進而咨詢專家的意見和建議，對指標體系進行合理調整，以達到優化目的。準確合理，易操作的指標因子是建立良好的區域環境質量評價指標體系的基礎[15]。

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

②計算指標的熵值：

③將熵值標準化：

④計算指標的權重：

根據以上步驟利用昌吉州2001～2012年的數據計算出各指標權重，所得的結果見表1。

表1 昌吉州生態環境質量評價指標體系

目標層制約層指標層權重昌吉州環境質量綜合指標環境質量(0．3191)建成區綠化覆蓋率∥%0．1204人均公園綠地面積∥m20．1209生活污水處理率∥%0．1211工業廢水排放達標率∥%0．1210二氧化硫排放總量∥萬t0．1218煙塵排放量∥萬t0．1270工業固體廢物排放量∥萬t0．1474工業固體廢物綜合利用率∥%0．1203經濟系統(0．3638)生產總值∥萬元0．1199人均GDP∥萬元0．1201第二產業GDP∥萬元0．1234第三產業GDP∥萬元0．1201工業總產值∥萬元0．1241城鎮在崗職工平均工資∥元0．1173全社會固定資產投資總額∥萬元0．1432進出口總額∥萬元0．1319社會發展(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用燃氣普及率∥%0．1226人均城市道路面積∥m20．1240醫院床位數∥萬人0．1245普通高等學校在校人數∥人0．1261移動電話用戶數∥萬部0．1346

3 昌吉州生態環境質量綜合評價

由圖1可知，2001～2012年昌吉州生態環境質量綜合指數呈現上升趨勢(0.013 0～0.940 6)，即2009年生態環境質量綜合指數有明顯的變化。2001～2009年生態環境綜合指數屬較低狀況(即生態環境質量差)，是由于當時昌吉州經濟實力比較弱的原因，致使投入環境保護的資金非常有限；同時生產規模的擴大必然伴隨廢物排放量的增加，工業廢水排放、工業固體廢物排放、煙塵排放是影響該區域環境空氣質量的首要污染物。而該空氣環境污染類型為工業污染，破壞生態環境；2007年8月昌吉州的主要工業區米泉市從昌吉州分離，工業污染大量減少， 從2009年開始生態環境質量綜合指數迅速上升，表明生態環境質量有所好轉，且走向趨勢比較理想。其原因是隨著經濟的發展，政府對環境保護領域投資規模的擴大，產業結構的調整，教育投入增加，居民文化素質提高的同時環保意識也逐年上升，使生態環境有好轉的趨向。但是隨著區域城市化水平的提高，經濟趨于發達，人口或工業趨于密集，人類的活動更加活躍，環境污染物的產量高，從而造成環境綜合水平較低。

從環境質量指數來看，2001～2012年環境質量指數總體呈上升趨勢(0.217 9～0.709 1)。由此可知，該期間昌吉州環境質量逐年好轉；2001～2005年生態環境質量指數為上升趨勢，指數由2001年的0.217 9上升到2005年的0.472 6，環境質量有所好轉；2005～2009年環境質量指數處于平穩狀態；之后的指數又處于上升趨勢。從生態環境指數值描述狀態來看，生態環境質量屬于中級狀態。

從經濟指標來看，2001～2012年指數總體上是上升趨勢，指數從2001年的0.024 3上升至2012年的0.893 3。近年來隨著昌吉州經濟的迅速發展，居民生活水平日益提高的同時也出現了一些環境問題。因此，昌吉州發展經濟的同時要加大對環境保護的投資力度，這對于建設生態城市至為關鍵。

從社會發展指標來看，此期間總體來說呈上升趨勢(2009年的指數下降到0.578 7外)。2010～2012年社會發展速度比前期快，基礎設施大大改善，居民的生活質量和滿意度日益提高，對區域綜合生態環境質量的提升起到催化劑的作用。為此，昌吉州應大力發展技術含量高的產業，要提高“三廢”處理率、增加固體廢物的回收利用量。

從昌吉州生態環境綜合指數看，2001～2012年生態環境綜合指數分別為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，生態化程度趨勢良好，反映出政府部門確實把生態環境建設擺放在相對重要的位置。參照國內外的各種綜合指數的分級方法，設計出5 級分級標準，并給出相應的分級評語(表2)。據此，可以判定和分析得到昌吉州綜合生態環境質量處于較好的狀態。

表2 城市生態環境狀況分級

分級生態環境綜合指數狀態描述10．90～1．00優 20．80～0．89良 30．60～0．79中 40．40～0．59差 50～0．39很差

4 結論與建議

該研究通過構建出昌吉州生態環境質量綜合評價指標體系的基礎，采用熵值法確定各生態因子的權重，得出影響因子的重要性排序并計算出生態環境質量綜合指數，對昌吉州2001～2012年的生態環境質量進行評價。從生態環境綜合指數評價來看，昌吉州生態環境質量有所好轉。2001～2009年生態環境質量綜合指數在0.013 0～0.475 8之間，屬于較差和差的狀態，原因主要在于這一段時間內，昌吉州加大對工業生產的投資力度，但在環境治理方面的支出相對不足，導致了工業對區域生態環境質量的直接影響。2012年生態環境綜合指標指數為0.940 0，屬于良性狀態。昌吉州區域生態環境總體為向好趨勢。隨著昌吉州經濟的快速發展，產業結構的調整，教育投入增加，居民文化素質提高的同時環保意識也逐年提升，昌吉州政府重視及采取因地制宜的措施逐步改善生態環境質量，促進了區域生態環境的保護,使生態環境逐漸好轉。

為使昌吉州生態環境向著良性的方向發展，根據對昌吉州生態環境的研究分析，提出以下建議：首先，政府相關部門應對現有人口規模熟知情況下，適當控制建成區范圍；其次，充分利用良好的生態環境優勢，吸引人才，大力發展創意產業，文化產業，提升整體經濟實力；再次，重視工業結構調整，發展節水節電型項目和低碳產業，合理開發利用資源；另外，進一步提高區域綠化面積，繼續保持現有的生態環境，樹立并打響特色宜居區域的品牌。

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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：城市環境質量分析。*通訊作者，教授，博士，從事城市發展與城市生態環境研究。

2015-03-09

S 181.3

A

0517-6611(2015)10-239-04