工业园区生态系统健康评价研究

工业园区生态系统健康评价研究（通用11篇）

工业园区生态系统健康评价研究 篇1

摘要：采用生态系统健康的.理论和方法分析了工业园区生态环境问题.探讨了工业园区生态系统健康评价的指标体系,用层次分析法确定各指标层的权重,并用模糊评价法对工业园区生态系统的健康状况进行了实例评价.作 者：张彩虹 张彦志 韩宁 作者单位：张彩虹,韩宁(辽宁工学院,经济管理学院,辽宁,锦州,121001)

张彦志(沈阳工业大学,辽宁,沈阳,110023)

工业园区生态系统健康评价研究 篇2

关键词：老工业搬迁区,生态系统健康,评价指标

一、城市生态系统健康的内涵

(一) 城市生态系统健康的内涵

城市生态系统 (Urban Ecosystem) 指城市空间范围内, 居民与自然环境系统和人工建造的社会环境系统相互作用而形成的统一体, 属于人工生态系统。城市生态系统是受人类活动干扰最强烈的地区, 它已经演变成为一种高度人工化的自然-经济-社会复合的生态系统。

城市的发展是有阶段性的, 特别是随着工业化进程的加速, 城市进入现代城市阶段以来, 人类活动在城市内的影响越来越大, 对自然生态系统的胁迫越来越多, 对城市生态系统健康衡量指标也会发生相应的改变。在实际研究中, 从生态、社会和经济3个面同时考虑城市健康问题, 使研究的对象更全面、更系统和更有说服力。

(二) 老工业搬迁区生态系统健康的现状

老工业搬迁区大都以重工业为主, 搬迁之前, 企业集聚, 原材料、人员和生产设备集中, 厂房破旧, 设备简陋, 用地紧张, 工厂和居住、行政等用地混杂在一起, 工业对居民区的干扰大, 恶劣的环境和粗放落后的生产方式已不适应科学发展的需要。搬迁之后, 政府加大了对旧城区的改造, 部分工厂外迁或倒闭, 工业用地大幅度下降, 商业、服务业用地比例增大, 工业由城区向边缘区和郊区扩散, 逐步实现了从“工业区”到“生态区”的转变, 正在向建设社会、经济和自然协调发展, 城市功能和生态环境良性互动, 环境友好与资源节约的新城区加速迈进。

二、城市生态系统健康评价方法

(一) 城市生态系统健康评价的指标体系

目前, 学术界对城市生态系统健康评价指标体系尚没形成统一, 但大多数学者从活力、组织结构、弹性、生态系统功能的维持、人群健康状况等五项指标来衡量城市生态系统健康状况的高低。

鉴于本文主要研究老工业搬迁区的生态系统健康状况的特殊性, 在自然———经济———社会复合生态系统原理的基础上, 加入能够反映老工业搬迁区的、具有代表性、科学性、可比性和可操作性的指标 (包括污染场地恢复治理率、重点工业企业污染物排放稳定达标率、土壤修复率等) 形成最终的指标体系, 共34个指标, 如表1所示。

本文主要以沈阳市铁西区为例, 研究该区“东搬西建”政策实施以来的生态系统健康状况的发展演变, 了解影响铁西区生态系统健康的限制因子, 并通过对限制因子进行分析、改进, 使得铁西区的生态系统整体向健康、有序的方向发展。

(二) 生态系统健康评价

1、各指标层权重的确定———层次分析法

层次分析法 (Analytic Hierarchy Process, 简称AHP) 是对非定量事件作定量分析的一种有效方法, 该方法既保证了定性分析的科学性和定量分析的精确性, 又保证了定性和定量两类指标综合评价的统一性。

首先, 对一级指标层确定权重, 即主准则层对目标层的隶属度。本文运用活力、组织结构、弹性、生态系统服务功能和人群健康状况等5个要素来衡量铁西区生态系统健康状况的好坏。通过专家判断的重要程度, 得出判断矩阵。

利用方根法求得一级指标层的权重为W= (0.303, 0.157, 0.419, 0.046, 0.075) 。

同理利用上述方法得出二级指标层的权重, 即分准则层对主准则层的隶属度, 得出W1= (0.223, 0.081, 0.441, 0.255) , W2= (0.044, 0.054, 0.117, 0.070, 0.417, 0.298) , W3= (0.082, 0.047, 0.075, 0.237, 0.019, 0.15, 0.19, 0.066, 0.088, 0.046) , W4= (0.078, 0.031, 0.218, 0.023, 0.210, 0.15, 0.197, 0.093) , W5= (0.053, 0.248, 0.225, 0.225, 0.173, 0.076) 。

2、构建生态系统健康的评价模型

由于生态系统健康状况的好坏是相对而言的, 很难对生态系统健康与否得出明确的结论, 因此本文运用模糊综合评价法来评价铁西区的生态系统健康状况。

设城市生态系统健康状况的评价标准分为{病态, 不健康, 亚健康, 健康, 很健康}五个标准。

模型为:H=W×R, 其中H为城市生态系统评价结果;W= (W1, W2, W3, W4, W5) , W为5个健康评价要素对总体健康状况的权矩阵;R为各生态系统健康评价指标对各级健康标准的隶属度矩阵。

其中Rij为第i个要素对第j级标准的隶属度,

(其中, k为每一评级指标包含的指标个数;wik为第i要素中第k个指标对该要素的权重;rkj为第k个指标对第j级标准的隶属度。)

将铁西区2002年和2009年的现状值代入模型, 对其进行生态系统健康评价。

将2002年代人指标值后得到的隶属度矩阵为:

将2009年代入指标值后得到的隶属度矩阵为:

三、铁西区生态系统健康评价分析

根据上述数据分析, 按照最大隶属度原则, 铁西区2002年的生态系统主要处于病态状态, 其中前两项的隶属度较高, 说明铁西区的生态系统处于恶劣的状态;2009年的生态系统处于很健康状态, 其中后两项的隶属度高, 前三项的隶属度很低, 说明铁西区的生态系统具有良好的发展潜力。

铁西区是国家“一五”、“二五”时期重点支持和发展起来的重工业基地, 但是也是污染的重灾区, 2002年“东搬西建”政策实施, 中心城区的重污染企业搬迁至经济技术开发区或者其他区, 政府加大了对老工业搬迁区的生态环境的治理工作, 包括科学规划, 政府主导, 形成上下联动的生态城区创建新格局;创新机制, 拓展空间, 探索老工业区生态建设新途径;全面整治, 精细管理, 打造绿静美安的生态宜居新城区;完善体系, 强化内涵发展, 推动生态城区建设不断迈上新台阶;立足长远, 谋近抓远, 不断谱写可持续发展生态城区建设新篇章。经过几年的探索实践, 铁西区逐步实现了由“工业区”到“生态区”的转变, 走出了一条生态文明之路。

森林生态系统健康评价研究进展 篇3

关键词：森林健康；生态系统健康评价；评价方法；指标体系

中图分类号：Q948文献标识码：A文章编号：1004-3020（2015）06-0035-05

社会发展片面追求经济利益造成全球森林面积急剧减少，森林生态系统破碎化现象日益明显[1，2]，生物多样性剧减，生态环境不断恶化，森林生态系统服务功能发生极大的减退，加上各种自然灾害的频繁发生，导致各种森林生态系统产生严重的退化现象[3，4]。森林生态系统的可持续发展面临着前所未有的威胁，对人类如何合理管理森林生态系统健康发展提出了挑战。

森林生态系统健康是指森林生态系统有能力进行资源更新，在生物和非生物因素如病虫害、环境污染、营林、林产品收获等作用下，从一系列的胁迫因素中自主恢复并能够保持其生态恢复力，而且能够满足现在和将来人类对于森林的价值、使用、产品和生态服务等不同层次的需要[5]。森林生态系统健康的提出，为人类保护、管理、利用森林资源提出了新的方向，同时引起了许多学者的广泛关注，对森林生态系统健康的定义、测定、评估和管理进行积极地探索[6，7，8，9]。目前国内外已有多人开展了森林生态系统健康评价的研究工作，并根据不同的区域特征、关键影响因子、评估目的和目标制定了相应的评价指标体系[10]，提出一些理论和应用上的评价方法、评估途径和框架[1，3]，但森林生态系统物复杂性和功能的多样化，以及其系统的高度开放性，给评价带来了更多的不确定性[11]。同时，研究地域差异、层次和尺度差异、气候影响、人类破坏程度等因素的不同，使得各种评价体系和方法具有较大的差异性。

本文以目前国内外森林生态系统健康评价理论和实践研究成果为基础，综述了国内外有关森林生态系统健康评价的研究现状、评价方法和指标体系，提出当前森林生态系统健康评价存在的问题和发展趋势，希望对未来合理选择森林生态系统健康评价的方法和指标体系进行森林生态系统管理提供一定帮助。

1森林生态系统健康评价发展状况

1.1国外发展状况

当前森林健康监测评价工作做得较多的主要是美国、欧洲、澳大利亚、加拿大等一些森林资源发达的国家。加拿大在森林健康评价方面的工作做得比较早，从20世纪80年代中期开始对森林生态系统健康进行了评价[12]。德国从1983年起开始森林健康监测[13]，而后欧洲经济委员会于1986年发起空气污染对森林影响评价和监测计划[14]，分多层次对全球性森林生态系统进行监测和研究。澳大利亚在90年代中期开展了森林健康管理项目，对全国的森林生态系统进行健康调查和评价工作[15]。美国从1990年开始对部分省的森林健康进行评价，随后成立了一个全国森林健康监测的专门机构，负责对全美国的森林健康进行调查，用以监测国家森林健康状态变化以及发展趋势等[16]。国际现有的8个生态区域的森林标准与指标行动和进程，如热带木材组织进程、赫尔辛基进程、塔拉波托倡议、非洲干旱地区进程、莱帕塔瑞克进程、近东进程、非洲木材组织进程、亚洲干旱森林进程都不同程度地强调了森林健康的问题。从国外近30年的研究实践，国外主要针对森林生态系统健康评价的概念意义做了深入细致地研究，构建了森林健康综合评价模型，提出了一系列较为科学的影响森林生态系统健康的因素和森林健康评价指标，并试探性地研究了各种森林生态系统健康指标的监测方法和手段。但是，由于影响森林健康的因素较多，森林生态系统结构相当复杂，许多研究成果在实际生产和管理中的可操作性不强，尚未仍然未形成一个具有普遍意义的森林健康评价体系。

1.2国内发展状况

森林生态系统健康评价虽然是林学和生态学里的一个较新领域，但国内关于此领域的研究也同样十分活跃。从20世纪80年代，我国就有关于森林受害问题的报道[17，18，19，20]，可是大部分研究主要集中在酸雨状况和成因、酸雨对单一物种及林分的影响等方面，而关于森林生态系统的健康问题及其监测的研究在我国还处于起步阶段。2000年，国家林业局与美国农业部林务局开始了就森林健康项目合作的讨论，将森林健康列为中美林业合作的重要领域。至此，森林健康正式被引入中国并进行较大范围的试验，其最终目标是通过建立示范区，探索出适合中国的森林健康模式和经营措施，标志着我国森林健康与监测评价方面的研究从起步到更深一步的发展。目前，国内对森林健康评价的研究主要处于介绍和引用国外评价理论和模型的初级阶段，以许多学者在参考国外研究成果的基础上，创新性地提出了健康距离法和综合指数法，除了将活力、组织结构和恢复力这3个方面细化成许多小指标外，还结合我国实际情况，加入了一些新的衡量因子，使森林健康的衡量标准量化细化，在实际操作上方便易行极大地丰富了国外森林健康评价理论体系，为我国森林生态系统健康评价提供了新的评价方法。但总体来说，目前我国森林生态系统健康评价研究领域尚未有一个统一标准，有关森林健康的研究还是很零散，不同部门、不同学科、不同地域的合作和交叉严重不足，相关理论和技术发展的速度和水平距实践应用相差甚远，还没有提出符合国情的成熟的森林健康技术体系，也没有建立森林健康监测网络。

2森林生态系统健康评价方法研究

森林生态系统健康评价是诊断由于人类活动或自然因素引起的森林生态系统结构紊乱和功能失调，使森林生态系统丧失服务功能和价值的一种评价[4]，采用某种完善的评价指标方法来诊断和评估森林生态系统的健康状况，对合理的森林健康管理起到事半功倍的效果。就目前而言，生态系统健康研究是一个新领域，森林生态系统健康评价至今还处于实验和摸索阶段，虽然产生了许多评价方法和技术手段，但仍然没有一种有效、简单、易操作的评价方法，不利于森林生态系统健康评价研究发展。所以，本文经过查阅文献，将主要的森林生态系统健康评价方法进行了总结，对其使用的范围、特点、不足之处进行概括（表1）。

在实际评价生态系统健康时，需要基于组成结构、功能过程、胁迫因素等来确定指标[24，25]，在森林生态系统中多以指数物种法、结构功能指示法为主。一般来说，对于结构单一或某一生态系统的变化主要受某一特征种变化影响的森林生态系统来说可以采用指示物种法。然而，森林生态系统比较复杂，大多学者采用结构功能评价法对森林生态系统健康进行评价，因为结构功能指标法综合了生态系统的多项指标，通过指标体系评价将这些信息综合，来反映生态系统的健康程度，同时也可以反映生态系统的健康负荷能力及受胁迫后的健康恢复能力[26]以及生态系统的不同尺度的健康评价转换，所以指标体系评价法成为目前应用最广，综合评价结果可信度较高的森林生态效益评价方法。综上可知，结合现有的主要评价方法可以看出，各种评价方法都有其不足之处，在实际操作中需要依据不同研究目的，综合各类方法的优缺点对研究区进行森林生态系统健康评价。评价森林生态系统健康状况时，虽然不能把与森林健康研究方面的指标面面俱到，但可针对不同的森林生态系统特点，选择最有效最关键且能对健康状况有直接影响的指标[27]。

3森林生态系统健康评价指标体系的研究

要使生态系统健康更具有现实意义，需要建立一套有针对性、可靠的、可操作的、综合的、可推广的，并能为环境评价、系统管理提供指导信息的评价指标体系，往往直接关系到森林健康评价的科学性和准确程度。

针对森林的单一问题，健康指标体系是明确的和具体的，如对于森林火灾管理，美国学者采用林分密度、树种组成、生长率与死亡率之比、生长量与采伐量之比4个指标对美国国有林的健康进行评级分析[28]。然而，对于综合意义上的森林健康，建立森林健康的指标体系仍然存在较大困难。目前多数学者主要是以活力、组织结构和恢复力为基础的指标体系，进行进一步的细化，使得评价工作变得更具有可操作性。如肖风劲等[3，25]从森林生态系统的生态要素、生理要素、胁迫要素、环境要素和气象要素等五个方面来进行森林健康评价，指标体系相应地分为郁闭度、死亡率、林龄结构、生物多样性、植被结构、植被类型、NPP、光和速率、呼吸速率，污染灾害、病虫灾害、气象灾害、火灾、大气组分、土壤组分、地理位置，有效积温、总辐射、年均降水等19个评价指标。陈高等[1，29]在采用健康距离法评估森林健康状况时，基于自然——经济——社会的框架，采用了组织结构、生物多样性、物质流、能量流、弹性维持力，价值产出、经济投入，社会健康度、社会化水平、社会环境等健康成分，并具体到林分垂直层次、林窗、不同年龄结构的斑块、国际保护运动的力量和影响等64项具体指标。李金良等[30]对北京市水源涵养林健康状况评价提出了包括物种多样性、群落层次结构、林分郁闭度、灌木层盖度、草本层盖度、枯落物层厚度、年龄结构、林分蓄积量、病虫危害程度等9个评价指标。刘苑秋等[31]提出，人工恢复和重建的森林生态系统的健康指标应该包括土壤健康指标、生物多样性、环境健康、生产功能健康等。还有的许多学者[32，33，34]采用联合国经济合作开发署建立的压力——状态——响应（PSR）框架模型来构建流域生态系统健康评价指标体系。

可以看出，目前森林生态系统健康评价指标的选择基本上是围绕以下2种框架进行：一是生态系统健康指数模型，即HI=V×O×R（HI表示系统健康指数；V表示系统活力；O是系统组织指数；R是系统恢复力指数），所有这些能反映生态系统活力、组织状态和恢复力的因素都可以作为生态系统健康评价指标；二是根据联合国经济合作开发署提出的压力——状态——响应（PSR）框架模型，其中“压力”包括直接或间接的人类活动对环境的改变；“状态”主要指流域物理、化学和生物条件，或自然系统的状态，包括人类的健康和财富；“响应”包括政府行为或政策、部门、个人对环境改变的应对和治理，此类方法一般适用于大尺度森林生态系统健康植被的筛选。同时，研究者们试图建立多要素、多尺度、多层次的评价指标体系，尽管有些指标还不尽完善，评价结果也可以在一定程度上反映一些森林健康的实质[35]。

4问题与展望

虽然，森林生态系统健康评价的发展时间相对较短，其发展速度较快，产生了许多研究成果，但仍然存在许多问题尚未解决，主要概括为以下几点：①森林生态系统的复杂性致使其健康水平不同采用某些简单测定的具体指标进行概括，其评估方法的科学也仍然存在疑问，因此很难准确评估生态系统健康受害程度；②森林生态系统的发展呈现为不断变化的动态过程，很难准确判断出哪些症状是演替过程中的产生的，哪些症状是由于干扰或不健康形成的，特别对于那些处于幼年的和老年阶段时。因此，对于不同类型森林生态系统或者同一类型森林生态系统的不同演替阶段，建立其健康标准就至关重要；③森林生态系统健康受多个因素共同影响，且森林生态系统有一定缓冲能力，很难获得各影响因素和森林健康相互对应的数量关系，导致现有森林健康评价严重滞后于健康监测，尚不能充分利用丰富的健康监测数据综合评价森林健康程度；④不同地区、不同森林类型、不同森林功能要求条件下的森林健康标准存在差异，在森林健康综合评价时必须要考虑众多因素；⑤不同森林结构、经营措施、森林健康之间的关系缺乏定量的和机理性的认识，现有评价多表现为单项因素的评价，导致现有森林健康评价技术尚不能满足指导森林健康经营的要求。

总之，森林生态系统健康评价研究还存在许多问题，还有许多工作要做，针对上述不足，我们对未来森林健康监测与评价的发展提出以下几点建议：

（1）选择合适的健康指标是科学合理的进行森林健康评价的关键，如何确定不同健康指标成为森林生态系统健康状况准确评价的关键所在。不同经营目的、不同地区、不同类型的森林生态系统其健康标准往往具有自身特点，比如用材林生态系统经营为的是提供更加优质的林产品，其可持续经营为的是保证森林生态系统的稳定性和高生产力；生态防护林经营主要是为实现森林的环境服务功能，其可持续性经营及生态系统健康重要的是保证森林生态系统稳定地维持生态服务功能的充分发挥；退化森林生态系统健康恢复与重建的主要是为了恢复系统自然合理的结构和功能，尽可能恢复到原有水平。因此，在评价某个具体生态系统健康与否，要着重考虑特定生态系统所具有的独特性，而不应该采用相同的生态系统的评价标准。

（2）由于影响森林生态系统健康发展的因子较多，因此要不断加强森林生态系统健康维持机理研究，从根本上揭示森林健康各影响因子建的关系和过程，寻到到影响森林生态系统健康的关键因子，并建立相关预测模型，进而进行定量评价。

（3）我国森林健康监测与评估除了依赖于现有监测网络体系外，还应将不同研究者长期监测与网络分析和模型模拟研究成果相结合，采用多种研究手段，多尺度多方位多角度定位研究，并结合环境学、社会学、经济学等全面可靠的进行森林生态系统健康综合评价。

（4）根据我国森林经营和发展的实际状况，结合现有森林健康评价指标体系和理论技术和方法，建立一套适合我国国情的森林健康评价体系。

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工业园区生态系统健康评价研究 篇4

珊瑚礁生态系统健康评价方法的研究进展

简要介绍了珊瑚礁生态系统具有极高生产力和物种多样性,易受外界环境影响而衰退等特点.珊瑚礁生态系统的健康评价离不开对珊瑚礁的监测及数据的调查,全球珊瑚礁监测网络推荐的珊瑚礁监测包括生态监测以及经济监测两部分,监测方法应满足相应的要求,以保证所获数据可以进行相关比较.应用于生态系统评价的方法主要有指示物种法和指标体系法.珊瑚礁监测及评价中常用的指示物种的生物指标包括石珊瑚生物指标以及其它生物指标.造礁石珊瑚是珊瑚礁最重要的生物,目前对珊瑚礁的监测主要集中于存活硬珊瑚盖度以及生物多样性指数.一般而言,这是两个最重要的参数,但仍有不足.因此,珊瑚生长率(骨骼生长)的测量、钙化生产率、珊瑚生育力及补充、监测虫黄藻损失、珊瑚疾病及细菌暴发性增值、珊瑚骨骼的生物累积等指标也随之建立起来.为了对珊瑚礁原始生存结构生物提供一个早期亚致死压力预警,以便对珊瑚礁采取有效的保护管理措施,珊瑚礁鱼类、软体动物等其它生物及相关指标得到了应用和发展.与指示物种法相比,指标体系法不仅考虑了不同组织水平之间的相互作用以及同一组织水平上不同物种间的相互作用,而且还考虑了不同尺度转换时监测指标的变化,更能客观全面反映珊瑚礁的健康状况及变化趋势.HRHPI推荐从生态结构、生态功能、压力及社会经济几个特征属性方面对珊瑚礁健康进行评价,并给出每个特征属性包含的具体指标,以及各指标与珊瑚礁健康的相关性,指标选取标准,指标数据的`获得方法以及基准值或目标值的设定等.尽管HRHPI给出了详细的评价指标体系,并探讨了指标评价标准(“基准值”及“目标值”)、健康指数、生态完整指数等概念,但评价模型或模式仍在探索中.随着新方法新技术的发展,高科技方法在珊瑚礁健康评估中得到了应用并迅速发展.由于尚无确定的评价珊瑚礁健康的模式,因此建立一个可以描述珊瑚礁群落健康状况的数量模型或者指标非常有必要.

作 者：牛文涛 刘玉新 林荣澄 NIU Wen-tao LIU Yu-xin LIN Rong-cheng  作者单位：牛文涛,林荣澄,NIU Wen-tao,LIN Rong-cheng(国家海洋局,第三海洋研究所,福建,厦门,361005)

刘玉新,LIU Yu-xin(国家海洋技术中心,天津,300111)

刊 名：海洋学研究  ISTIC PKU英文刊名：JOURNAL OF MARINE SCIENCES 年，卷(期)：2009 27(4) 分类号：P964 关键词：珊瑚礁   生态系统健康   评价方法  

甘肃省农业生态系统健康评价 篇5

通过对农业生态系统的分析,建立了农业生态系统健康状况的评价指标、评价标准及综合评估模型,并运用层次分析法对甘肃省农业生态系统健康状况进行了综合评价.结果表明,除陇南、临夏及甘南农业生态系统处于较健康状况外,其它各地市均处于一般状况.各地区涉及到系统结构的自然环境因子均处于较低水平,其中尤以河西干旱区各地市结构各指数均处于较低值,其结构综合评价值均＜2,而其它各生态区虽然结构指数存在差异,但差异不大,除中部的.白银市以外,其它地区结构指数综合评价值均达到2以上,其中尤以陇南、甘南较高;从经济状况看,河西干旱区各地市均较处于其它生态区的地市高,而其它地区则相对较低.

作 者：王静 尉元明 WANG Jing WEI Yuanming  作者单位：中国气象局兰州干旱气象研究所,甘肃省干旱气候变化与减灾重点实验室,兰州,730020 刊 名：生态学杂志  ISTIC PKU英文刊名：CHINESE JOURNAL OF ECOLOGY 年，卷(期)： 25(6) 分类号：S181 关键词：甘肃省   农业生态系统   健康   评价  

工业园区生态系统健康评价研究 篇6

以遥感数据、统计监测数据和监测数据为基础,根据黄河三角洲湿地特点,对黄河三角洲湿地生态系统近20年的健康状况进行了评价,结合典范对应分析的方法对黄河三角洲湿地生态系统的`健康变化进行了环境解译.研究结果表明:1984、1991、1996、2003年黄河三角洲湿地生态系统健康状态分别为 “亚健康、亚健康、病态、病态”,健康状态有进一步下降趋势.通过典范对应分析揭示出,影响湿地退化的环境因子为“水”和“盐”,湿地生态系统健康状况下降的原因为黄河径流减少和人类开发.

作 者：张琳 谭学界 王红瑞 作者单位：张琳(长江勘测规划设计研究院,武汉,430010)

谭学界(山东聊城环境科学工程设计院,山东聊城,252000)

王红瑞(北京师范大学水科学研究院,北京,100875)

工业园区生态系统健康评价研究 篇7

唐山市位于河北省东部, 地处东经117°31′~119°19′, 北纬38°55′~40°28′, 东隔滦河与秦皇岛市相望, 西与天津市毗邻, 南临渤海, 北依燕山隔长城与承德地区接壤, 东西广约130km, 南北袤约150km, 总面积为13 472km2, 其中市区面积684km2, 海岸线长196.5km。唐山市属暖温带半湿润季风型大陆性气候。具有春季干旱多风, 夏季炎热多雨, 秋季天高气爽, 冬季寒冷少雪, 四季分明的特征。唐山市国民经济和社会各项事业发展迅速, 作为河北省的重要沿海城市, 在河北建设沿海经济社会中发挥了龙头作用。与此同时, 经济的高速发展带来了诸多生态环境问题, 对生态系统健康的评价也显得尤为重要。

2 研究方法

2.1 压力-状态-响应 (PSR) 模型

“压力一状态一响应” (PSR) 模型概念模型最初是由加拿大统计学家David J.Rapport和Tony Friend于1979年提出, 后由OECD (经济合作与发展组织) 和UNEP (联合国环境规划署) 于20世纪末期共同提议发展起来的用于评价环境问题的框架体系。由于该模型框架具有非常清晰的因果关系, 即人类活动对环境施加了一定的压力, 从而环境状态发生了一定的变化, 而另一方面人类社会应当对环境的变化作出响应, 以恢复环境质量或防止环境退化, 在生态系统健康中被广泛承认和使用[1], 其结构如图1所示。其中, 压力指标表征人类活动对环境的影响, 比如资源利用、物质消费以及生产活动对环境造成的破坏和扰动;状态指标表征特定时间阶段的环境状态和环境变化情况, 包括生态系统环境的现状和变化等方面的指标;响应指标表征了人类活动对环境破坏所做出的响应, 比如社会和个人减轻、阻止、恢复和预防人类活动对环境所造成的负面影响所采取的一系列行动和措施[2,3]。

2.2 指标体系构建

单一的观测或指标无法准确概括生态系统的复杂性, 因此需要构建不同类型的观测和评价指标, 准确地反映生态系统的结构和功能。本文采用PSR模型, 以唐山市2004-2012年统计年鉴为数据来源, 建立唐山市生态环境质量评价指标体系。

在PSR框架中, 从压力、状态、响应3个方面, 包括社会经济、环境要素、生态系统服务功能等方面选择指标类、指标子类, 再从以上各方面选择具有代表性的指标, 从而对唐山市生态系统进行全面具体的描述。评价指标体系归纳为[4,5]:① 标层, 以唐山市生态系统健康综合指数作为总目标层;②项目层, 包括压力、状态、响应;③要素层, 由构成压力、状态、响应项目层的要素组成;④指标层, 是由可直接度量的指标构成。

生态环境健康程度评价指标体系中, 各类指标的选取遵循科学性、完整性、目标性、可行性的原则, 根据上述依据建立唐山市生态环境健康程度评价指标体系, 共有22个指标, 具体包括社会经济与环境管理指标4项, 污染排放、环境质量和环境治理指标10项, 生态系统与生态建设指标8项, 所有指标均为定量指标, 见表1。

2.3 指标权重的确定

基于生态系统评价具有主观性和客观性两方面的特点, 我们采用主观结合客观的层次分析法来确定各指标的权重。层次分析法 (Analytic Hierarchy Process, AHP) 是由美国著名运筹学家, 匹兹堡大学Saaty教授于20世纪80年代初期提出的一种简便、灵活而又实用的多准则决策方法, 是对一些较为复杂、较为模糊的问题做出决策的简易方法, 它特别适用于那些难于完全定量分析的问题。其主要特征是, 它合理地将定性与定量的决策结合起来, 按照思维、心理的规律把决策过程层次化、数量化。该方法以其定性与定量相结合地处理各种决策因素的特点, 以及其系统灵活简洁的优点, 迅速地在社会经济各个领域内, 如能源系统分析、城市规划、经济管理、科研评价等, 得到了广泛的重视和应用[6,7,8,9]。

基于PSR模型建立的生态环境健康程度评价指标体系, 使用层次分析法, 选取唐山市2004-2012年的统计数据进行计算分析, 经过数据预处理、构造判断矩阵、一致性检验、计算矩阵的层次单排序和权重确定, 最终给出了唐山市的生态环境健康程度综合评价指数, 并进行分析、预测。

(1) 数据预处理。在进行综合评价前, 需要通过数学变换消除原有数据量纲和数量级的影响, 即通过对所获得的初始数据采用极差标准化方法进行标准化预处理。对于成本型指标, 指标值越小越好, 按公式 (1) 进行标准化处理;对于效益型指标, 指标值越大越好, 按公式 (2) 进行标准化处理。

注:表1中数据来源为《中国城市统计年鉴》、《中国统计年鉴》、《河北省经济统计年鉴》、《唐山统计年鉴》、《唐山市环境质量公报》、《唐山市水资源公报》、河北省水环境监测中心水环境监测数据、唐山市环境保护局生物多样性调查报告及其相关文献。

式中:Xi表示某一指标实测值;Xmax表示某一指标统计范围中的最大值;Xmin表示某一指标统计范围中的最小值;Xi′是标准化后的值。

(2) 构造判断矩阵 (正互反矩阵) 。构造比较判断矩阵是整个工作的数据基础和依据, 采用“1~9”比较标度法进行比较, 用数字1~9及其倒数作为标度。1~9标度的含义:“1”表示两个因素相比, 具有相同重要性;“3”表示两个因素相比, 前者比后者稍重要;“5”表示两个因素相比, 前者比后者明显重要;“7”表示两个因素相比, 前者比后者强烈重要;“9”表示两个因素相比, 前者比后者极端重要;“2、4、6、8”表示上述相邻判断的中间值。倒数表示上述相邻判断的中间值。若因素i与因素j的重要性之比为aij, 那么因素j与因素i重要性之比为aji=1/aij。

针对某一个标准, 计算各备选指标的权重;针对各指标对上一层元素的重要性, 两两指标进行比较得出aij的值, 构建出正互反矩阵A。求出特征向量W作为各指标的权重以及最大特征值λmax。本文采用Matlab软件计算每个判断矩阵的特征值和对应的特征向量。

(3) 一致性检验。对判断矩阵的一致性检验的步骤如下:

①计算一致性指标CI:

②查找相应的平均随机一致性指标RI。对n=1, 2, …, 9, 随机一致性指标RI的值如表2所示。

③计算一致性比例CR:CR=CI/RI。当CR<0.10时, 认为判断矩阵的一致性是可以接受的, 否则应对判断矩阵作适当修正。

(4) 权重确定。经过上述计算步骤, 当各指标满足一致性要求通过一致检验时, 各指标权重分配见表1。

2.4 生态系统健康指数的计算

生态环境健康程度综合评价指数是将压力因子P、状态因子S和响应因子R综合在一起, 以表征区域环境系统抗压能力、生态环境健康程度改善状况以及生态建设投入力度的一个综合指数, 见式 (4) 。

式中:E是生态环境健康程度综合评价指数;n为评价指标的个数;Xi′表示相对应的第i种指标的归一化值;Wi表示评价体系中各指标的权重。

经计算, 唐山市2004-2012年生态系统健康程度综合评价指数及PSR分项指数见表3。

2.5 综合评价标准

对于生态系统健康等级的划定, 大多使用相对评价方法, 即将若干个待评事物的评价数量结果进行相互比较, 最后对各待评事物的综合评价结果排出优劣次序。综观现有的研究, 一般将区域生态系统健康分为5个等级:良好、较好、一般、较差、极差, 以此反映从优到劣的变化[9,10] (见表4) 。

3 唐山市生态系统健康程度评价结果及预测

3.1 2004-2012年唐山市生态系统健康程度评价分析

从PSR指标与综合评价指标的变化趋势来看 (见图2) , 2004-2012年唐山市压力因子P出现较大波动, 但总体呈上升趋势, 资源方面的压力主要来自人口持续增长带来的人均水资源量的减少;环境方面的压力主要来自工业和生活污染物排放量的增加, 人口密度大, 受人类活动干扰严重;社会经济方面的压力主要来自耕地面积的减少, 并且这也间接增加了资源方面的压力;状态因子S也有所波动, 但总体呈上升趋势, 说明生态健康状态在逐步好转, 投入已见成效;响应因子R稳步提升, 表明唐山市在生态环境方面的投入不断增大和环保意识的不断增强;生态环境质量综合评价指数呈现波动式增长, 表明虽然评价年内的环境压力不断增加, 但是在采取及时的手段后, 有效地缓解了人们对生态环境质量要求的提高和经济高速发展之间的矛盾, 证明唐山市在生态建设和环境保护方面采取的政策是切实、有效的。

从2004-2012年的评价结果来看, 2004-2009年唐山市的生态环境处于不健康或亚健康状态, 在2010年以后才出现相对较好的健康状态。但从PSR分项指数和综合指数来看, 唐山市的生态环境状况并不容乐观, 综合指数处于健康状态的边缘, 而且资源环境压力较大, 如不采取更为有效的措施难免会使生态系统的健康状态继续恶化。

唐山市作为河北省的经济中心, 近年来经济迅速发展, 人口持续增长, 城镇化率相应较高, 土地资源越来越紧张, 人口密度大, 受人类活动干扰严重等因素导致唐山市生态系统压力大。唐山市对自然资源消耗较多, 相应的系统生态弹性度值相对较低, 生态恢复力弱, 区域的生态系统服务功能较低。因此, 评价结果表明2004-2009年唐山市的生态环境处于不健康或亚健康状态, 与唐山市现状较为吻合;同时由于唐山市在生态环境方面的投入不断加大和环保意识的不断增强, 特别是在2008年以后的几年, 生态治理力度不断加大, 关停了众多排污企业, 并于2009 年出台一系列的保护规划和限制排污意见。随着各种保护规划的付诸实施, 唐山市的生态健康程度正在不断好转。

3.2 2013-2020年唐山市生态系统健康程度预测分析

以2004-2012年生态系统健康程度指数作为原始数据, 构建了GM (1, 1) 灰色预测模型, 对唐山市2013-2020年的生态系统健康程度进行预测。灰色模型的发展系数a分别为0.084 2、0.009 2、0.034 2、0.039 9, 适用于中长期预测[11]。求解结果见表5及图3。

在预测年内压力因子P趋势升高明显, 主要原因依然是人均水资源量的减少、污染物总排放量的增加、人均绿地面积的减少所带来的资源、环境和社会经济等方面压力越来越大;响应因子R的上升趋势表明生态环境质量的稳步提升仍取决于生态环境建设的持续投入;状态因子S走势的升高, 表明在预测水平的投入下, 环境质量会不断提高;生态系统健康程度综合指数在预测年内逐年上升, 表明唐山市在采取切实、有效的投入后, 生态系统抵抗各方面压力的能力不断增强, 唐山市生态系统健康状况呈良性发展态势。

但在保持预测水平的投入的情况下, 由图3可以看出, 状态因子S的上升趋势比较平缓, 说明在预测水平上还需要采取加大环保投资和环境治理的力度, 加强生态建设, 增强环保意识, 才能更为有效地缓解经济高速增长所带来的资源环境压力与生态环境之间的矛盾。

4 结语

本文采用压力一状态一响应模型 (PSR) 建立了唐山市生态系统健康程度评价的指标体系, 使用层次分析法确定了指标体系中各指标权重, 并对唐山市生态系统健康程度作出评价, 给出唐山市生态系统健康程度综合评价指数, 结果表明2004-2009年唐山市的生态系统处于不健康或亚健康状态, 2010年以后转为健康但仍在亚健康状态的边缘波动;对唐山市2013-2020年生态系统健康状况进行了分析、预测, 预测结果表明唐山市2013-2020年生态系统健康程度会逐渐好转, 但仍需要采取加大环保投资和环境治理的力度, 加强生态建设, 增强环保意识, 才能形成生态环境与社会经济同步发展的局面, 确保生态系统的安全。另外, 由于采用PSR模型构建的生态系统健康指标体系目前尚未有统一的标准, 又由于某些资料的不易获得性, 可能影响到指标的选择而导致分析结果过于乐观;灰色系统模型基于静态发展的外推预测, 尚未考虑各具体指标的动态变化以及某些人为因素的影响。因此, 今后有必要对构建城市水安全评价模型做进一步研究。

摘要：阐述了PSR (Pressure-State-Response) 模型的概念及内容, 运用PSR模型分析了唐山市生态系统健康状况及其制约因子, 建立了唐山市生态系统健康评价指标体系, 并用层次分析法确定各指标权重;计算2004-2012年唐山市生态系统健康综合指数及PSR分项指数并评价, 评价结果显示近年来唐山市生态健康程度正由亚健康状态转向健康状态;对唐山市2013-2020年生态系统健康状况做出预测, 结果显示唐山市生态系统健康状况呈良性发展态势。

关键词：唐山市生态系统,健康程度评价,PSR模型,层次分析法,灰色预测模型

参考文献

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[4]袁中兴, 刘红.生态系统健康评价一概念构架与指标选择[J].应用生态学报, 2001, 12 (4) :628-629.

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[10]罗跃初, 周忠轩, 孙轶, 等.流域生态系统健康评价方法[J].生态学报, 2003, 13 (4) :53-55.

打造IT渠道健康生态系统 篇8

2007年，伴随着IT产业10余年的高速增长，一大批渠道商已人到中年，他们都背负着沉重的历史负担，但又必须在变革中迈出下一步。

在计算机世界2007年“IT两会”增值渠道分论坛上，与会的IT渠道商们围绕新的渠道环境下如何抓住时代脉搏、通过创新调整自己的战略规划等问题展开了热烈的讨论，共同分享了来自成功者的先进经验，并把眼光延伸到了IT产业之外，向非IT行业渠道取经。

压力催化创新

IT渠道商们面临的挑战是巨大的。几年前，IT厂商的渠道建设主要是快速扩张、粗放管理的模式，“广种薄收”、看重渠道的“覆盖率”是这一时期的主要特点，渠道在合作中只要做好签订单、收款、市场推广、物流配送等几项工作就可以了。而如今，IT市场的成熟已经让那种“拿到产品就等于拿到市场”的时代一去不复返了，仅仅是拿到好的产品或者厂商资源已经不足以使渠道立于不败之地，IT渠道的竞争正面临着新的变革。

“今天的中国市场已经步入充分竞争的形态，整个IT产业正在从产品导向向客户导向转变。中国IT渠道也正处在创新和变革的历史关键时刻。”《计算机世界》报副总编黄伟敏认为，2007年IT产业正在进入新的发展阶段，从卖方市场向买方市场转变，新市场新需求带来机遇。但是另一方面，渠道同样面临着挑战。竞争激烈、利润空间萎缩，使得IT企业构建新营销模式已经迫在眉睫。“营销并不是以经营的方式销售自己的产品和服务，而是一门创造客户价值的艺术。未来渠道的发展是要缩短自身与客户的距离，以客户为中心建立核心价值，这对稳定性、销售模式、管理能力和技术服务能力都提出了更高的要求。”黄伟敏说。

创新是企业经营中一个永恒的话题。处在IT产业下游的IT渠道，虽然不是技术创新、产品创新的主导者，但是如何进行渠道有效管理、如何进行渠道模式和流程创新、如何为上下游合作伙伴提供增值服务等等，这些方面都需要IT渠道去创新。IT渠道只有不断地创新，才能做到持续的专业，才能真正做到优秀。

前瞻性地看到客户要求，并帮助客户落地使得服务增值，成为新时代服务经济的价值所在。“中国的IT渠道需要转变思维模式，通过创新实现IT渠道的转型，通过创新打造中国IT渠道的健康生态系统，迎接新的服务时代的来临。”黄伟敏表示。

电子商务新机遇

向电子商务转型，正成为IT渠道商们一致的渠道变革方向。

电子商务在降低分销渠道成本方面有着天然优势。信用体系、物流体系及网络安全体系等外部环境的完善，使先行者开始尝到甜头。2007年，宏图三胞旗下电脑装备网与国内领先的独立第三方支付平台支付宝正式签署达成战略合作协议。根据协议，电脑装备网于今年9月底正式向消费者提供支付宝支付方式。电子商务也促成了那些没有传统分销资源背景的创新型企业，成长为新型营销模式下的代言人。

2007年，众多中国网商和中国中小企业通过电子商务模式参与国际竞争和协作，对IT渠道产生了巨大影响。“电子商务已经进入到实质性的发展阶段。”作为近年来异军突起的电子商务IT渠道代表，北京京东世纪贸易有限公司总裁刘强东指出，经过长期的积累和不断的摸索，IT渠道的电子商务已经日益成熟。

而增值服务更为电子商务成为IT渠道商们的新宠提供了注脚。刘强东表示，电子商务从广义上讲就是服务。

对于供货商而言，电子商务使其能以最快的速度了解客户需求，并以最快的速度卖出产品；对客户而言，电子商务提供的快速物流、上门刷卡等方式，带来了全新的销售模式，尤其对于年轻时尚的人而言，网上购物更成为其主要消费模式。

中国的电子商务有着巨大的发展前景。在美国，42%的销售额是从网上销售出去的，而目前中国只有不到1%的份额，存在巨大的发展空间。在此次论坛上，与会渠道商一致认为，传统渠道结合电子商务，将产生巨大的合力效应。“未来的销售渠道就是多渠道的模式。IT渠道商要改变思路，积极寻求与厂商的新合作模式。”刘强东说。

那么，IT渠道商如何通过电子商务实现服务增值？刘强东指出，电子商务所能做的增值服务就是社区化。“如果电子商务形成社区，无论是企业用户还是个人用户，无论是技术的提供还是服务的提供，都是客户服务客户的方式，那么这个市场就十分巨大”。

推动行业整合

“对中国而言，IT渠道的本质更体现在本地化与客户化方面。”盛景培训集团董事长兼首席执行官彭志强认为，一个本地化公司如果更靠近用户的话，竞争能力将更加强大。

在论坛上，彭志强和IT渠道商们分享了稳妥创新的方法。“稳妥创新就是客户的隐性需求加上你的隐性资产，这样渠道商创新的风险会小一些。之所以提倡稳妥创新，原因就在于目前我国的IT渠道相对稳健，这样创新的方法更容易为IT渠道商所接受。”彭志强说。

中国IT渠道在接近客户、追求创新方面面临的最大困难是什么？与会者把问题归结于IT渠道商在战略、业务和工作上的惯性。“IT渠道商创新时最大的挑战在于经营管理上的自我主义思想。”彭志强认为，IT渠道商创新的关键在于敢于借鉴，敢于否定自己。

突破传统销售渠道的樊篱，提供新的服务，扩展业务，更容易让IT渠道商发现其隐性资产，挖掘客户的隐性需求。彭志强跳出IT行业，列举了美国卡地纳健康公司的经典案例来解释渠道服务创新。

从传统的药品经销商起步的卡地纳健康公司，并没有狭义地把自己的业务停留在经销商层面，而是扩展到很多新的增长点，包括药丸的测试、封装等多种药品细分领域，渗透到整个产业链中去，甚至延伸到废药的处理，每年光废药处理这一项收入就达到10亿美元，而这项技术的研发成本是很低的。“从卡地纳公司的案例回看IT领域，我们能发现：今天我们每个IT企业面临的困难实际上不是单一的企业所面临的，而是折射出了整个市场的大环境。”彭志强表示， IT渠道要进行商业模式的创新，就必须要改变狭隘的渠道观念。

彭志强提出的稳妥创新还表现在IT渠道的联合上。“IT渠道联合的价值远大于竞争。在IT渠道方面，我们的上下游还是非常分散的，IT渠道的巨无霸还是太少。其实，做同样业务的IT渠道完全有可能整合成一家，或者做上下游的渠道也有可能进行纵向的整合，形成一个细分市场上的行业领袖。”彭志强表示，行业整合和联合也是一种创新。IT行业合并同类项，成为跨地域、连锁式的规模化企业，或者上下游进行整合，形成一条丰富的价值链，为客户提供更高增值的服务，创新空间同样非常大。

向服务营销渠道转型

增值渠道的建设和管理，不仅需要行业自身的反思，更急需从其他行业和领域成功典范中吸取经验。汽车行业的渠道建设，由于其贯穿生产厂商和最终消费者的链条的地位，以及面临激烈渠道变革的形势，与IT渠道建设有着共同之处。此次论坛也特地邀请了东风日产三合专营店总经理尚宗林，力图通过对汽车行业渠道建设的分析，为IT渠道商们提供充分的借鉴。

尚宗林表示，“现在我们在从营销服务渠道向服务营销渠道转变。无论是在服务行业还是在第一、第二产业，客户关系的发展都经历了类似的转变：从以一定成本取得新顾客过渡到想方设法留住现有顾客；从取得市场份额过渡到取得顾客份额；从发展短期的交易过渡到开发顾客终生价值。”

IT渠道同样面临着类似的过渡。对于IT渠道而言，服务在渠道增值上的重要性更不可低估。“IT产品，尤其是软件产品，用户不能直观地触摸到、感觉到。而惟一使用户感受到价值的手段就是通过服务来体现，包括从销售结算一直到实施最后的售后服务等等。通过服务，才更能体现出IT产品的价值。”深圳市科迈通讯技术有限公司董事长肖立国表示，IT产业而言，服务门槛的提高，同样意味着IT渠道的联合和整合，才有可能完成向服务营销渠道的转变。

而太极计算机股份有限公司信息产品事业一部经理蔡鹏表示，随着IT渠道商向服务的转型，有潜力的渠道商甚至可以提供服务升级。“根据太极的经验，渠道商如果由原来的简单的系统集成商发展为提供管理、建议和咨询的供应商，同样具有良好的发展机遇。”蔡鹏说。

2007年开始的IT渠道变革注定将影响IT渠道力量布局、甚至是整个IT行业的未来。从此次论坛的反馈来看，IT渠道商们正在不断摸索新营销模式。“顺着渠道和服务这个大的理念思考未来，我们能看到：未来是美好的，但需要我们做出改变。”彭志强的一番话道出了IT渠道未来努力的方向：迎接服务新时代。

链接

网络通信渠道

建设步入2.0时代

近年来，远程接入行业已经不再是一个新的行业，市场上充斥着各种各样的VPN产品。据权威机构Yankee Group调查表明，中国市场规模已经达到10亿元，但是采用VPN组网方式来实现ERP等应用软件远程使用，其效果仍不理想，很多早期采用VPN解决远程接入的客户发现，VPN建立了信息通道，但是这条路走起来磕磕绊绊，十分艰难，其原因就是速度是其致命的缺陷。

在这种情况下，市场渴望一种先进、快速的远程接入解决方案来革命性地替代VPN接入方案。而科迈通讯首创的中国第一套能远程快速接入软件——RAS（remote application solution），因其在功能上能够远程快速接入，数据集中管理，IT快速部署，便捷管理的优势，迅速占领了市场，成为和当时风靡一时的VPN产品南北分割的抗衡局势。

城市生态水利系统功能评价研究 篇9

城市生态水利系统功能评价研究

城市生态水利系统是城市生态系统的`重要组成部分,具有多种社会经济功能和环境生态效益.本文从城市生态水利系统的功能入手,探讨城市生态水利系统功能评价的原则和指标体系的构成.

作 者：高辉巧 作者单位：华北水利水电学院,科技处,河南,郑州,450011刊 名：水利发展研究英文刊名：WATER RESOURCES DEVELOPMENT RESEARCH年，卷(期)：8(5)分类号：X171.1关键词：城市生态水利系统 评价原则 评价指标

工业园区生态系统健康评价研究 篇10

西南喀斯特区域农业生态系统评价研究-以广西河池地区为例

摘要：本研究以农业生态环境、农业经济和社会3个子系统作为准则层,选取森林覆盖率、水土流失率等12个指标因子建立评价指标体系,对1995年和广西河池地区的农业生态系统进行对比评价.结果表明:由于农业生态规划和管理的.加强,河池地区农业生态系统由1995年的中等状态转变为20的良性状态,基本符合当地农业发展状况;但农业生产潜力尚未充分发掘,导致经济和社会子系统评价指数仍较低,从而影响到区域农业整体水平的提高;应在加强生态环境保护的基础上,发展并扩大农村种养产业链等促进河池地区农业经济的快速增长.作 者：罗俊    王克林    陈洪松    LUO Jun    WANG Ke-Lin    CHEN Hong-Song  作者单位：罗俊,LUO Jun(中国科学院亚热带农业生态研究所,长沙,410125;中国科学院环江喀斯特农业生态试验站环江,547100;中国科学院研究生院,北京,100049)

王克林,陈洪松,WANG Ke-Lin,CHEN Hong-Song(中国科学院亚热带农业生态研究所,长沙,410125;中国科学院环江喀斯特农业生态试验站环江,547100)

期 刊：中国生态农业学报  ISTICPKU  Journal：CHINESE JOURNAL OF ECO-AGRICULTURE 年，卷(期)：, 15(3) 分类号：X8 关键词：喀斯特区域    农业生态系统    评价    河池地区   

工业园区生态系统健康评价研究 篇11

随着我国社会经济的高速发展, 环境管理已成为决定我国未来发展成功与否的关键要素之一[1]。而河流生态系统健康评价作为一种河流管理的评估工具和技术手段[2], 具有分析河流生态系统受干扰状况及确定不同河流区段的环境管理、生态修复目标的作用而逐渐成为研究热点。20世纪80年代, 国外对河流生态系统健康评价的指标体系和评价方法开展了研究和探索;无脊椎动物预测及分类计划 (River Invertebrate Prediction and Classification System, RIVPACS) [3]和生态完整性指数 (Index of Biological Integrity, IBI) [4]是出现的两种重要的河流健康评价与监测生物学方法。1989年, 美国提出了快速生物评价协议 (rapid bioassessment protcols, RBPs) [5]为全国水质管理提供基本水生生物数据。1990年, 美国开启了环境监测评价计划 (Environmental Monitoring and Assessment Program, EMAP) [6], 对国内河流的环境状态进行监测评价。同一时期, 澳大利亚政府提出了溪流健康指数 (Index of Stream Condition, ISC) [7], 对河流状态的评价包括水文地貌、水质、无脊椎动物和鱼类、生态毒理学等内容;英国发展了河流生态环境调查法 (River Habitat Survey, RHS) , 对英国河流水文及栖息地状况进行评价;南非政府提出栖息地完整性指数 (index of habitat integrity, I-HI) [8], 对河流栖息地的干扰状况进行评价, 包括河床河道的改变、饮水、河岸植被、植被入侵等内容。

我国学者从20世纪90年代开始对生态系统健康进行研究, 罗跃初等[9]对流域生态系统健康评价方法进行了阐述, 并提出流域生态健康综合评价应包括生态学、物理化学、社会经济和人类健康四个范畴。李国英[10]提出“堤防不决口, 河道不断流, 污染不超标, 河床不抬高”是体现“维持黄河健康生命”这一终极目标的4个主要标志。蔡其华[11]在阐述健康长江的基础上, 提出包括水资源利用率、河道生态需水量满足程度、水功能区水质达标率等16项指标的健康长江指标体系。

河流健康是水环境保护的最终目标, 而水生态功能分区是开展河流健康评价的基础[12]。近年来, 已有学者对辽宁省辽河流域 (以下简称辽河流域) 健康状况进行了评价研究[13,14,15], 评价多限于自然表征因子健康状况的评价, 未考虑人类干扰状况以及恢复状况, 综合性不强, 且采用评价方法未能处理由于评价过程中存在大量主观判断而导致的模糊性的问题, 影响了评价的准确性。本文基于解决以上问题, 并充分考虑研究尺度和水生态功能分区的作用, 以辽河流域清河、汎河两个典型小流域的11个水生态功能三级分区为基本评价单元[16] (图1) , 采用改进层次分析法与模糊综合评价法相结合构建流域水生态系统健康评价模型, 从物理结构状况、水质状况、生物状况、人类干扰状况、恢复状况五个方面构建了层次分析指标体系, 对清河、汎河两个小流域的健康状况进行综合评价。通过对结果的分析识别健康状况较差区域的限制因子, 为流域的规划、管理和保护以及流域综合治理提供科学依据。

1 研究区域概况

研究区域为位于辽宁省铁岭市境内的清河流域 (123.84°~125.19°E、42.19°~42.93°N) 和汎河流域 (123.59°~124.55°E、42.00°~42.34°N) , 见图1。清河、汎河均为辽河铁岭段12条一级支流之一, 两个流域地势东高西低, 经济结构均属于自然经济类型, 以农牧业为主。其中清河流域面积约为5 674.3km2, 河流长217km, 流经清原县的英额门镇、土口子乡和大孤家镇, 开原市的李家台乡、八棵树镇和林丰满族乡。清河中下游有一座国家大 (Ⅱ) 型水库-清河水库, 是当地重要的水源地。清河流域土地利用方式主要以农业用地为主, 是典型的农业生产区。汎河流域面积为1 180.5km2, 河流长为102km, 流经铁岭县白旗寨乡、鸡冠山乡、大甸子镇、李千户乡、铁岭经济开发区、铁岭市汎河镇, 从汎河镇的药王村汇入辽河。汎河流域主要土地利用方式以林业用地为主, 流域内设有汎河省级自然保护区, 保护区东西长102km, 南北宽24km, 面积达512.05km2, 保护区主要保护对象为汎河流域湿地生态系统和大面积的水源涵养林, 有着“铁岭肾脏”的美名。

2 研究方法

2.1 数据来源

所用数据来源包括现场调查和采样分析以及2011年《辽宁统计年鉴》、《辽宁省国民经济和社会发展统计公报》、《辽宁省环境质量报告书》等相关数据统计资料。在研究区域内11个水生态功能三级分区 (清河流域7个, 汎河流域4个) 中采样点分布见图1, 采样时间为2011年8月。

2.2 基于改进层次分析法的模糊综合评价法

本文首先采用改进层次分析法确定权重, 然后用多层次模糊综合评价法对流域水生态系统健康状况进行综合评价, 评价过程如下。

2.2.1 建立评价指标体系

参考流域水生态系统健康的内涵及前人的评价研究成果, 根据流域实际情况、数据的可获得性和采到样本质量, 采用层次分析法构建了流域水生态系统健康评价指标体系, 见图2。指标体系分为三层, 逐层递归, 即目标层、准则层、指标层, 准则层包括物理结构状况、水质状况、生物状况、人类干扰状况和恢复状况。

2.2.2 确定评价目标及各指标元素评价集

本文将各指标分为“健康、亚健康、一般、疾病、严重疾病”5种状态标准。水质状况指标的分级标准主要参照国家地表水环境质量标准[17], 物理结构状况指标分级主要借鉴了Barbour的评价方法[15], 生物状况指标分级标准参照文献[14,18], 其他指标标准主要针对研究区域的实际情况, 通过多区域对比分析来确定标准值。对清河、汎河流域水生态系统健康评价指标分级见表1。

2.2.3 权重的计算

本文采用改进层次分析法计算评价因子权重。传统层次分析法多数情况下只能依靠大致的估算来调整判断矩阵进行一致性检验, 带有盲目性, 往往需要多次调整才能通过一致性检验。改进AHP法是以解决上述问题为出发点, 利用最优传递的概念, 使其自然满足一致性要求, 直接求出权重。因此本文采用改进层次分析法确定各层权重与层次排序总权重 (表3) 。具体计算步骤见文献[19]。

2.2.4 构建隶属度模糊关系矩阵

在指标层各评价因素与其评价集之间进行单因素评价, 建立隶属度模糊关系矩阵R。定性指标隶属度值主要采用专家判断赋值的方法确定。定量指标分为正指标 (指标值越大越好) 和负指标 (指标数值越小越好) 。设指标层第i项指标实际值为xi, 该指标各健康等级隶属度标准值为Vin, 则其隶属度rij计算公式如下:

(1) 正指标:

(1) 当xi>Vi1时, ri1=1;ri2=ri3=ri4=ri5=0

(2) 当Vi (j+1) ≤xi≤Vij时, 对 (j+1) 级健康等级的隶属度ri (j+1) 为:

对第j级健康等级的隶属度rij为:rij=1-ri (j+1) , j=1, 2, 3, 4。

对其他健康等级隶属度为0。

(3) 当xij

(2) 负指标:

(1) 当xi

(2) 当Vij≤xi≤Vi (j+1) 时, 该指标对 (j+1) 级健康等级的隶属度ri (j+1) 为:

对第j级健康等级的隶属度:rij=1-ri (j+1) , j=1, 2, 3, 4。

对其他健康等级隶属度为0。

(3) 当xij>Vi5时, ri5=1;ri1=ri2=ri3=ri4=0。

2.2.5 进行模糊层次综合评价

本文流域水生态系统健康评价指标体系分为三层, 因此需进行二级模糊综合评价, 即指标层对准则层和准则层对目标层的评价。在得到各指标权重值和隶属度的基础上, 由低到高逐层完成模糊合成:为模糊合成算子, 本文采用算子M (·, +) , 即:

式中:B为模糊合成结果;wi为第i项评价项目归一化处理后权重值;rij为第i项评价项目相应第j级健康程度的隶属度值, 第二级模糊合成时用第一级模糊合成结果替换;m为评价指标个数。

最后根据最大隶属度原则, 选取隶属度最大值对应健康程度等级作为评价结果, 得出判断结论。

3 结果与分析

计算得出清河、汎河流域11个水生态功能三级分区模糊健康评价结果 (图3和表3) 。

从评价结果中可以得出:根据最大隶属度原则, 汎河流域4个水生态功能三级分区中, 有3个处于“健康”状态 (Ⅳ-5-2、Ⅳ-5-3、Ⅳ-5-4) , 1个处于“一般”状态 (Ⅳ-5-1) 。清河流域7个水生态功能分区中, 有1个处于“健康”状态 (Ⅳ-5-11) , 2个出于“亚健康”状态 (Ⅳ-5-10、Ⅳ-5-12) , 2个处于“一般”状态 (Ⅳ-5-9、Ⅳ-5-13) , 2个处于“疾病”状态 (Ⅳ-5-8、Ⅳ-5-14) 。其中清河流域水生态功能三级区Ⅳ-5-8对于“疾病”健康等级的隶属度为0.519, 健康状况是所有区域健康状况最差的。区域Ⅳ-5-9对于一般的隶属度为0.342, 对于疾病的隶属度0.341, 二者几乎相等, 说明此区域整体健康状况正处在从“一般”向“疾病”转变的临界状态, 健康状况较差。汎河流域整体健康状况明显优于清河流域, 两个流域健康状况整体呈现出从上游到下游逐渐恶化的趋势。区域 (Ⅳ-5-8、Ⅳ-5-9、Ⅳ-5-14) 健康状况较差的原因主要是因为这些区域位于清河流域下游, 人口密集, 农业及养殖业发达, 水体受农业面源及生活源污染严重。区域Ⅳ-5-8内河流接纳了区域内昌图县、银河工业区和大量小造纸企业的工业生产生活废水, 导致该区域水质急剧恶化, 水生态环境破坏严重。区域Ⅳ-5-9内清河水库周边, 旅游业发达, 建有多家宾馆对该区段河流水质造成了一定的影响。区域Ⅳ-5-14内, 水土流失导致堆放在河道内的大量禽畜粪便、生活垃圾和含有农药化肥的表层土进入河流水体, 使该区段河流受到严重污染。

4 结语