張樂敏
(中國地質(zhì)大學(xué),湖北 武漢 430074)
土地利用的合理與否直接影響著城市經(jīng)濟(jì)的增長,生態(tài)環(huán)境質(zhì)量及所能承載的人口數(shù)量。隨著偏關(guān)縣人口不斷增加以及工業(yè)的發(fā)展,土地利用出現(xiàn)了眾多問題,如非農(nóng)業(yè)建設(shè)用地劇增,耕地銳減,人地矛盾日趨突出,如何改善生態(tài)環(huán)境并使之與經(jīng)濟(jì)發(fā)展相適應(yīng)從而達(dá)到可持續(xù)發(fā)展是當(dāng)前急需解決的問題。
(1)生態(tài)環(huán)境敏感性評價(jià)因素的確定。生態(tài)環(huán)境敏感性評價(jià)體系的建立,應(yīng)當(dāng)包括評價(jià)因素及其權(quán)重的確定、評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)的劃分與數(shù)量化、評價(jià)數(shù)據(jù)格式和評價(jià)方法的選定,上述內(nèi)容的確定應(yīng)依據(jù)以下原則,最終確定評價(jià)指標(biāo)體系。①科學(xué)性原則,本文在建立指標(biāo)體系的過程中,將科學(xué)的理論作為選取的重要原則之一,無論是在構(gòu)建指標(biāo)體系的框架,選取指標(biāo)因子,還是制定指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)值等方面,都力求科學(xué)性。②客觀性原則。指標(biāo)體系一定要建立在對客觀分析的基礎(chǔ)上,才能保證數(shù)據(jù)的可靠性、準(zhǔn)確性以及處理方式的科學(xué)性;指標(biāo)的物理意義必須明確,分析、統(tǒng)計(jì)和計(jì)算方法要規(guī)范。綜上我們選取生物多樣性、系統(tǒng)承載力等指標(biāo)作為生態(tài)敏感性評價(jià)因素(表1)
(2)土地生態(tài)環(huán)境敏感性評價(jià)因素權(quán)重的確定。本文采用層次分析法進(jìn)行確定各個(gè)評價(jià)因素的權(quán)重,具體步驟如下:①建立層次結(jié)構(gòu)模型,首先要把生態(tài)敏感性分解為不同的層次,處于最上面的一層成為目標(biāo)層,這個(gè)最高層次通常只有一個(gè)要素,是分析問題的目標(biāo)層,中間層次稱為準(zhǔn)則層,最低一層的層次稱之為指標(biāo)層。②標(biāo)度。在進(jìn)行多因素、多目標(biāo)的生態(tài)系統(tǒng)安全評價(jià)中,既有定性因素,又有定量因素,還有很多模糊因素,各因素的重要程度不同,關(guān)聯(lián)程度各異。在層次分析中針對這些特點(diǎn),對其作如下標(biāo)度:第一,以相對比較的關(guān)系將標(biāo)度分為 1、3、5、7、9 五等, 保留 2、4、6、8 作為兩標(biāo)度的中間值;第二,遵循一致性原則,即認(rèn)為當(dāng)C1比C2重要、C2比C3重要時(shí),則認(rèn)為C1一定比C3重要。③構(gòu)造判斷矩陣。判斷矩陣的建立是自上而下計(jì)算某一層次各指標(biāo)對上一層次某個(gè)因素的相對權(quán)重,分別構(gòu)造出判斷矩陣。④權(quán)重的計(jì)算。根據(jù)上述確定的判斷矩陣計(jì)算判斷矩陣的最大特征值max和特征向量Wi,在對所得的特征向量進(jìn)行歸一化處理,所得的向量分量Wi即為所求的相應(yīng)因素關(guān)于上一層因素的相對權(quán)重,得出的結(jié)果為:生物多樣性,0.124;系統(tǒng)承載力,0.111;氣候調(diào)節(jié),0.091;物質(zhì)循環(huán)與能量流動(dòng),0.115;保持水土,0.211;水土流失0.103;環(huán)境污染 0.101;人為干擾0.100;對周圍環(huán)境影響0.044。
表1 土地利用類型生態(tài)環(huán)境敏感性評價(jià)指標(biāo)體系
(1)研究區(qū)概況。偏關(guān)縣位于山西省西北部,北靠長城與內(nèi)蒙清水河縣接壤,西臨黃河與內(nèi)蒙準(zhǔn)格爾旗隔河相望,南與河曲、五寨兩縣相連,東與神池、平魯兩縣毗鄰。縣境東西長60km,南北寬58km,全縣土地總面積167947.9hm2,總?cè)丝诩s11萬人。
(2)研究區(qū)土地利用現(xiàn)狀。根據(jù)偏關(guān)縣土地利用現(xiàn)狀數(shù)據(jù),2007年全縣土地總面積 168301.1hm2。其中農(nóng)用地102766.1hm2,建設(shè)用地 6697.5hm2,未利用地 58837.5hm2。
(3)比較矩陣構(gòu)建。偏關(guān)縣的土地利用類型主要有城鎮(zhèn)(X1)、農(nóng)村居民點(diǎn)(X2)、交通運(yùn)輸用地(X3)、水利設(shè)施用地(X4)、獨(dú)立工礦用地(X5)、未利用地(X6)、耕地(X7)、園地(X8)、和牧草地(X9)、林地(X10)等 10 種。
在上述所選定的指標(biāo)中,分別對每一個(gè)地類從不同指標(biāo)(角度)進(jìn)行兩兩比較賦值,建立各個(gè)指標(biāo)的比較矩陣,其中對生態(tài)環(huán)境影響相對較大(包括正、負(fù)向作用)的記其量化值為“2”,相對較小的則為“0”,如果兩者相仿則它們的量化值分別記為“1”。
(4)綜合指數(shù)與敏感性排序。對生態(tài)系統(tǒng)具有穩(wěn)定性的指標(biāo)定義為正向指標(biāo),將賦予正值;產(chǎn)生環(huán)境問題的定義為負(fù)向指標(biāo),將賦予負(fù)值。通過對各地類的貢獻(xiàn)指數(shù)求和,正負(fù)貢獻(xiàn)值抵消之后得到綜合指數(shù),即敏感性指數(shù)(表2)。
表2 土地利用類型的綜合指數(shù)
綜合指數(shù)是由各地類貢獻(xiàn)指數(shù)進(jìn)行求和得到,計(jì)算步驟:①貢獻(xiàn)指數(shù)=比較指數(shù)×權(quán)重;其中正指標(biāo)賦于正值,負(fù)指標(biāo)賦于負(fù)值。M為綜合指數(shù),即敏感性指數(shù);y為該地類各貢獻(xiàn)指數(shù),n為敏感性因素個(gè)數(shù)(指標(biāo)個(gè)數(shù))。
基于上述方法,通過計(jì)算將各地類生態(tài)敏感性按分級標(biāo)準(zhǔn)劃分為五個(gè)等級:敏感性指數(shù)>0.2為Ⅰ級敏感;敏感性指數(shù)在0.1-0.2之間為Ⅱ級敏感;敏感性指數(shù)在0-0.1間為Ⅲ級敏感;敏感性指數(shù)在-0.1-0之間為Ⅳ敏感;敏感性指數(shù)<-0.1為Ⅴ敏感。
表3 各敏感等級所占比例
根據(jù)分級結(jié)果,算出偏關(guān)縣各敏感等級地類的土地面積以及占土地總面積的比例(如表3,)
(1)Ⅰ級敏感。根據(jù)分級結(jié)果,Ⅰ級敏感為林地,土地面積48816.5hm2,占偏關(guān)縣土地總面積的29.1%。該地類具備豐富的生物多樣性,系統(tǒng)承載力強(qiáng),環(huán)境容量大,有利于氣候調(diào)節(jié)、空氣凈化,物質(zhì)循環(huán)和能量流動(dòng)。同時(shí),水土保持性良好。
(2)Ⅱ級敏感。Ⅱ級敏感包括園地、牧草地,土地面積6083.6hm2,占偏關(guān)縣土地總面積的3.6%。園地、牧草地在長期的人為干預(yù)下,植被類型單一、覆蓋度低,雖然有一些氣候調(diào)節(jié)等功能,但由于化肥與農(nóng)藥的施用也給環(huán)境帶來一定污染。
(3)Ⅲ級敏感。Ⅲ級敏感包括未利用地、耕地,土地面積106703.5hm2,占63.3%;該類型區(qū)所占的區(qū)域最廣,由于長期使用化肥,土壤養(yǎng)分失衡,造成土壤板結(jié),肥力退化,地力下降,影響植物生長和發(fā)育,降低農(nóng)作物的質(zhì)量,從而影響人類生產(chǎn)和生活。但因?yàn)楦赜屑竟?jié)性莊稼生長,所以對生態(tài)環(huán)境氣候調(diào)節(jié)、土壤環(huán)境物質(zhì)流動(dòng)等具有一定的改良作用。
(4)Ⅳ級敏感。Ⅳ級敏感包括城鎮(zhèn)、農(nóng)村居民點(diǎn)、交通運(yùn)輸用地、水利設(shè)施用地,土地面積6218.2hm2,占3.7%;這些地類是人類活動(dòng)的主要場所,都處于不同程度的擴(kuò)建過程中,對生態(tài)環(huán)境具有一定的破壞作用。雖然城鎮(zhèn)綠化對污染有一些緩解作用,但總的來說,在人為的頻繁活動(dòng)與干擾下,這些地類對生態(tài)環(huán)境帶來的負(fù)面影響是嚴(yán)重的。
(5)Ⅴ級敏感。Ⅴ級敏感主要是獨(dú)立工礦用地,土地面積479.3hm2,占土地總面積0.3%;獨(dú)立工礦用地主要分布在偏關(guān)縣北部,該地類受到人類活動(dòng)的強(qiáng)烈干擾,造成土地沙化、石漠化等,產(chǎn)生了嚴(yán)重的生態(tài)環(huán)境問題。
根據(jù)評價(jià)結(jié)果可以看出,敏感性等級高的地類受到人類活動(dòng)干擾較強(qiáng),因此,在保證良好的自然生態(tài)環(huán)境的條件下,利用評價(jià)結(jié)果劃出敏感區(qū)的界線,嚴(yán)格控制生態(tài)敏感地段,在不同的敏感區(qū)采取相應(yīng)的保護(hù)措施,合理規(guī)劃與開發(fā)土地,避免開發(fā)活動(dòng)在敏感區(qū)域內(nèi),造成對生態(tài)環(huán)境的嚴(yán)重干擾與破壞。
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