基于GIS的安慶市生態環境綜合評價

王軍偉

(長安大學土地工程學院，陜西 西安 710054)

生態環境是人類得以生存的地方，是過去、現在、未來都需要研究、保護的對象。對生態環境進行研究，是亟須解決的問題[1]。生態環境評價是按照所選取的指標或者因子進行質量判斷，因而對研究的區間進行評價，以便為決策提供支撐[2]。生態環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據量大，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、環境學等多門學科聯系的交叉性學科，為上述問題的解決提供了便捷高效的技術手段[3]。目前學術界對生態環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，生態類型復雜多樣,生態資源豐富,生態條件優越，為了掌握安慶市生態環境建設情況，基于GIS對安慶市進行生態環境綜合評價可以為安慶提供數字化、信息化的結果，為安慶市及下轄各縣(市)、區生態建設規劃的制定提供直觀的分析資料和決策支持，為生態環境保護進行規劃[12]。

1 研究區域概況及數據來源

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，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。轄區內有7縣(縣級市)3區，至2018年底總面積有13589.99km2，其中市轄區面積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據主要是2019年的《國民經濟和社會發展統計公報》、《安慶市2019統計年鑒》以及綜合林業、水文、農業等多部門公布的數據和專題地圖數據。

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環境需要建立社會(B1)、經濟(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、城鎮化率、衛生技術人員，都有一定的獨立性，能反映安慶市各縣區的社會發展情況，人民健康保障技術人員和人口的出生與死亡率，可以反映社會發展狀況；在經濟層面，選取指標為地區生產總值、人均GDP、城鎮居民人均可支配收入，其中地區生產總值是反映安慶市各縣區經濟總量水平，人均GDP、城鎮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的經濟水平,其間又可以看出地區發展與人均之間的相關關系，可以較好地反映經濟指標；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紅線，可以在人口、土地、環境、安全“四條底線”之外更好地展現生態質量情況，耕地面積可以反映各區縣的農業生產能力，能夠有效看出地區的資源壓力情況，農用化肥使用量是一個逆向指標，對于進行綠色發展和生態文明建設體系具有指標意義，同時在減量增效和改善生態環境方面具有重要意義。

2.2 指標標準化

由于屬性數據都是通過一定的標準進行存儲的，而這些數據又都有自身一定的量綱和數量級，無法直接進行比較，因此必須對數據進行標準化。本文通過極差變換公式進行處理。然后標準化數據乘以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、城鎮化率、衛生技術人員。

2.3.2 層次單排序

根據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(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 生態環境評價指標表

3 結果與分析

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

圖1 安慶市2018年生態環境評價等級圖

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

表4 安慶市生態環境評價等級占比

安慶市為堅決打好生態環境攻堅戰，提高生態文明建設水平，堅持建設生態強市，全面提高生態環境保護利用與污染防治水平。安慶市市轄區和懷寧縣在生態環境方面做出多方努力，其中懷寧縣在2018年推進“三石”企業整治、工業燃煤鍋爐淘汰攻堅戰取得階段性勝利，“林長制”、“河長制”有序推進，生態文明建設全面加強，全年空氣質量優良率82%以上，生態環境質量指標持續優化。良好區與一般區主要分布在潛山縣、桐城市、太湖縣、望江縣。桐城市實行“林長制”，以增綠增效、生態環境保護、產業富民和市內道路實現綠色文化長廊建設作為4大系統工程，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城區段綠色經濟長廊建設工程，爭創省級森林城鎮、省級森林村莊的結果。較差區主要分布在岳西縣、宿松縣，因此針對這些地方應加強生態環境建設。

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、可視化表達和統計分析，分析的內容主要是安慶市的生態環境綜合評價應用研究，選取的資料是安慶市的社會、經濟、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，安慶市整體生態環境偏好，安慶市2018年優質區主要分布在安慶市市轄區和懷寧縣，占比15%，這是安慶市近年來建設生態強市，加大生態環境保護與利用的成果。

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

較差區主要分布在岳西縣、宿松縣，占比35%，因此為了生態環境的可持續利用，要加強生態環境建設的資金投入。

4.2 建議

綜合而言，加強生態環境建設以實現生態環境的可持續發展，可在以下幾個方面進行加強。

繼續加強城市創新能力的培養，提升產業的效率與轉型升級。可以發展一批綠色產業，節能環保產業，建立產業體系。

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

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