北京市西部山區環境承載力研究

劉利霞 王威 王小煥 王芳 楊英 黨永峰

摘要：基于（GIS，運用熵權—TOPSIS模型，充分考慮京西林場特殊的自然條件、社會經濟狀況，并遵循科學性、綜合性、可行性、動態性、區域性等原則，選取10個指標因子，以小流域為單位對京西林場資源環境承載能力進行了評價，通過對綜合得分的排序，共分為了3個級別，分別為好（0.32

關鍵詞：京西林場;資源環境;承載力;熵權TOPSIS模型

中圖分類號：S7

文獻標識碼：A

文章編號：1674-9944（2018）6-0129-04

1引言

區域承載力是區域條件在維持發展的情況下，培育健康穩定、優質高效的森林，滿足生態、社會、經濟發展需要，意義重大，是區域規劃的基礎。從承載力的角度研究區域資源、環境、生態問題，一直是地理學、生態學研究的熱點問題之一。目前關于承載力的研究在區域尺度上多集中于省級、市級、區縣級，在研究方法的選擇與應用上主要是采用層次分析法、主成分分析等方法。過于主觀，盡管現有關于資源、環境與經濟作用機制及人類活動相互作用規律這方面取得相應研究成果，但現有文獻對縣級以下尤其是林場尺度的研究涉及甚少。因此對林場區域資源環境評價研究具有重要意義，為此本研究在總結以往研究的基礎上，結合京西林場特有的自然環境、區域經濟條件，對其環境承載力進行評價，以期為轉型期山區林場建設提供參考。

2區域概況

京西林場位于北京西部太行山深處，地跨門頭溝區和房山區，林場總部位于門頭溝區人民政府附近，共有大臺、大安山、長溝峪、珠窩林、雁翅、河南臺、二斜井等7個林區，下設石房溝、八二零、玉皇廟、北港溝、曹家鋪、大安山、長溝峪、齋堂山8個分場，總面積17.44萬畝，地理位置介于東經115°40'-116°38'，北緯39°40'～40°10'。林區山體屬太行山系小五臺山余脈，海拔200～1610m。氣候屬溫帶大陸性季風氣候，四季分明，無霜期150～180d，年平均氣溫7～10℃，全年平均氣溫比北京市區低5～8℃，尤其夏季（7～9月）的平均氣溫比市區低6℃，年平均降雨量500--600mm;溝深坡陡，林區屬于海河水系上游的永定河流域和大清河流域，河流以季節性河流為主;土壤類型主要為褐土、棕壤土;場內森林資源豐富，其中，林地16.74萬畝，非林地0.70萬畝，森林覆蓋率為31.3%（圖1）。

3數據來源與研究方法

3.1數據來源

文中所用數據主要包括：1：1萬地形圖、1：1萬土地利用圖、2016年2.5m分辨率SPOT-5衛星影像、2017年京西林場二類調查數據庫、1：1萬道路分布圖、1：1萬DEM數據、1：1萬行政邊界數據等相關數據，均來自國家林業局調查規劃設計院（圖2）。

3.2熵權—TOPSIS模型

熵權—TOPSIS模型的優勢在于其客觀性和可操作性，對樣本需求不大，且結果合理。計算步驟如下：

（1）構建評價指標體系矩陣（S）。假設被評價對象有，m個，每個被評價對象有個，則矩陣為：

（7）計算目標對象與最優解最劣解間的歐氏距離，計算公式如下：

（8）計算綜合評價指數，計算公式如下：

公式（9）中，Wi越大表示評價對象越優。

4評價指標體系構建

京西林場原為北京礦務局（2001年更名北京京煤集團有限責任公司）所屬林場，于1964年成立，旅游資源、礦產資源較為豐富，但場內水資源匱乏，經濟基礎薄弱，在選取評價指標時，充分考慮了其特殊的自然條件、社會經濟狀況，并遵循科學性、綜合性、可行性、動態性、區域性等原則。本文共選取10個指標因子（表1），基于熵權TOPSIS模型，以小流域為單位對京西林場資源環境承載能力進行評價。

指標獲取方法如下：

人口密度=場內人口/區域面積;森林覆蓋率=（有林地面積十國家特別規定的灌木林地）/區域土地面積×100%;公路網密度一區域公路長度/區域土地面積.

土地利用狀況表達式如下：

公式（10）中：n表示土地利用狀況指數（表1），LU表示土地利用狀況指數，Si表示為第i級土地利用狀況分級指數（表2），M，表示第i級土地利用狀況面積百分比。

海拔和高程根據研究區1：1萬DEM影像及京西林場二類調查數據，運用Arcgis軟件，得出研究區海拔和高程數據。

植被蓋度一場內植被面積/土地總面積×100%

蓄積保有量以植被生長的Landsat ETM+衛星數據及二類調查數據中的地類字段數據為基礎數據，運用Arcgis、ENVI軟件對遙感影像進行幾何校正、配準及相關數據處理。

樹種多樣性指數和傳統的林分變量相比，樹種多樣性反映了森林結構更多的細節信息，揭示了森林客觀存在的樹種和結構的多樣性，計算表達式采用Shannon-Wiener指數（SHI）：

公式（11）中，N表示樹種的個體數;Ai表示第i個樹種的個體占所有個體數的比例。

生態環境敏感性指數=N×（0.05×一般敏感性土地面積+0.25×較敏感性土地面積）×100/區域總面積 （12）

公式（12）中，N表示敏感性指數歸一化后的系數，取1。

6結果與分析

資源環境承載力評價指標權重最優劣值排序。通過熵權-TOPSIS模型，計算得出林場每個流域的綜合分值（如表3），通過對得分進行降序排序，將區域資源環境承載力分為3個等級，分別為好（0.32

通過表4可看出：京西林場17個小流域中，二斜井流域及齋堂山流域得分最高，河南臺流域得分最低，分別為0.59、0.14。

二斜井流域、位于齋堂山分場的齋堂山流域、位于石房溝分場及代管林地分場和北港溝分場及八二零分場的清水澗流域、大安山分場的花園溝流域、曹家鋪分場的曹家鋪流域、長溝峪分場的賈島峪溝流域、石房溝分場的櫻桃溝流域，資源環境承載力好，開發潛力相對較大;北港溝分場的北港溝流域和南港溝流域、大安山分場的大安山流域、石房溝分場的石房溝流域、長溝峪分場的長溝峪流域、八二零分場的五二五溝流域、大臺分場的大臺流域，資源環境承載力等級為較好，開發潛力屬中等水平;石房溝分場的雁翅流域及珠窩流域、石房溝分場的河南臺流域，資源環境承載力一般，開發力度較大，應加大生態保護和植被恢復力度（表3、表4）。