基于GIS的安庆市生态环境综合评价

王军伟

(长安大学土地工程学院，陕西 西安 710054)

生态环境是人类得以生存的地方，是过去、现在、未来都需要研究、保护的对象。对生态环境进行研究，是亟须解决的问题[1]。生态环境评价是按照所选取的指标或者因子进行质量判断，因而对研究的区间进行评价，以便为决策提供支撑[2]。生态环境综合评价因其特点决定了其是一项复杂、困难的工作，所以需要能够解决数据量大，时效性差，手段、技术落后，精度不高、复杂性大等问题的技术手段。而GIS作为一门计算机科学与地学、环境学等多门学科联系的交叉性学科，为上述问题的解决提供了便捷高效的技术手段[3]。目前学术界对生态环境综合评价的研究主要是采用GIS技术，构建起评价指标体系[4-11]，安庆市位于安徽省西南部，长江北岸，生态类型复杂多样,生态资源丰富,生态条件优越，为了掌握安庆市生态环境建设情况，基于GIS对安庆市进行生态环境综合评价可以为安庆提供数字化、信息化的结果，为安庆市及下辖各县(市)、区生态建设规划的制定提供直观的分析资料和决策支持，为生态环境保护进行规划[12]。

1 研究区域概况及数据来源

安庆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。位于长江的中下游地区，气候类型为亚热带季风气候，全境地势由西北向东南分别为山地、丘陵和平原。辖区内有7县(县级市)3区，至2018年底总面积有13589.99km2，其中市辖区面积821km2。另外，安庆的地貌非常丰富，以低山丘陵为最多。本文中所使用的安庆市数据主要是2019年的《国民经济和社会发展统计公报》、《安庆市2019统计年鉴》以及综合林业、水文、农业等多部门公布的数据和专题地图数据。

2 研究方法

2.1 评价指标体系的确定

为了评价安庆市的生态环境需要建立社会(B1)、经济(B2)、自然准则层(B3)，在社会层面，选取的指标为人口自然增长率、城镇化率、卫生技术人员，都有一定的独立性，能反映安庆市各县区的社会发展情况，人民健康保障技术人员和人口的出生与死亡率，可以反映社会发展状况；在经济层面，选取指标为地区生产总值、人均GDP、城镇居民人均可支配收入，其中地区生产总值是反映安庆市各县区经济总量水平，人均GDP、城镇居民人均可支配收入2个指标则从人均的角度来反映地区的经济水平,其间又可以看出地区发展与人均之间的相关关系，可以较好地反映经济指标；在自然层面，选取农用化肥使用量、耕地面积、森林覆盖率，其中森林覆盖率作为一条生态红线，可以在人口、土地、环境、安全“四条底线”之外更好地展现生态质量情况，耕地面积可以反映各区县的农业生产能力，能够有效看出地区的资源压力情况，农用化肥使用量是一个逆向指标，对于进行绿色发展和生态文明建设体系具有指标意义，同时在减量增效和改善生态环境方面具有重要意义。

2.2 指标标准化

由于属性数据都是通过一定的标准进行存储的，而这些数据又都有自身一定的量纲和数量级，无法直接进行比较，因此必须对数据进行标准化。本文通过极差变换公式进行处理。然后标准化数据乘以10，以便于观察。

2.3 确定指标权重

2.3.1 构建判断矩阵

本文使用的是层次分析法。在构建判断矩阵时，逐一比较2个指标之间的重要性，再按照规定的标度进行定量表示，常用的是1～9的标度。以社会(B1)对应的3个指标为例，X1、X2、X3分别代表人口自然增长率、城镇化率、卫生技术人员。

2.3.2 层次单排序

根据判断矩阵得到的各个因子之间的重要程度，需要进行层次单排序，通过计算权重值，权重的确定可以用Excel来计算。将判断矩阵的各行向量进行几何平均，归一化，得到的行向量就是权重向量：

(1)

式中，Wi为特征向量；n为几个指标；i、j为矩阵的行列号；k为某一列。

(2)

式中，λmax为判断矩阵的最大特征根。

一致性检验：

(3)

表1 平均随机一致性指标RI值

由公式(1)可以求出社会系统(B1)的3个指标特征向量，如表2所示。

表2 社会指标权重

利用公式(2)计算CR=0.017591<0.1,说明该矩阵有一致性。

2.3.3 层次总排序

通过上述方法依次计算出每一个指标相对于目标层的权重值，再利用层次单排序，计算出本层次的所有的权重值。如表3所示。

表3 生态环境评价指标表

3 结果与分析

根据上述结论，把安庆市的综合指数属性数据输入到GIS中，对生态环境综合情况进行可视化处理，得到安庆市的生态环境综合评价图。为了直观地表达，对属于同一指标类的数据进行重分类，得到安庆市城市生态环境情况等级分布图，如图1所示。

图1 安庆市2018年生态环境评价等级图

本文通过综合指数大小对安庆市进行分区，分为优质区、良好区、一般区、较差区4级。由图1可知，安庆市优质区主要分布在安庆市市辖区和怀宁县，良好区主要分布在桐城市和潜山县，一般区主要集中在太湖县和望江县，而较差区则在宿松县和岳西县居多。根据ArcGIS软件计算出每一个区域的占比情况，如表4所示。

表4 安庆市生态环境评价等级占比

安庆市为坚决打好生态环境攻坚战，提高生态文明建设水平，坚持建设生态强市，全面提高生态环境保护利用与污染防治水平。安庆市市辖区和怀宁县在生态环境方面做出多方努力，其中怀宁县在2018年推进“三石”企业整治、工业燃煤锅炉淘汰攻坚战取得阶段性胜利，“林长制”、“河长制”有序推进，生态文明建设全面加强，全年空气质量优良率82%以上，生态环境质量指标持续优化。良好区与一般区主要分布在潜山县、桐城市、太湖县、望江县。桐城市实行“林长制”，以增绿增效、生态环境保护、产业富民和市内道路实现绿色文化长廊建设作为4大系统工程，在2018年底开始实施，已完成树林种植133.33hm2、修复退化森林400hm2、封山育林533.33hm2，完成G206城区段绿色经济长廊建设工程，争创省级森林城镇、省级森林村庄的结果。较差区主要分布在岳西县、宿松县，因此针对这些地方应加强生态环境建设。

4 结论与建议

4.1 结论

本次研究主要运用了层次分析法、重分类、可视化表达和统计分析，分析的内容主要是安庆市的生态环境综合评价应用研究，选取的资料是安庆市的社会、经济、自然部分，共9个指标，通过仔细研究得出以下结论。

从评价结果综合来说，安庆市整体生态环境偏好，安庆市2018年优质区主要分布在安庆市市辖区和怀宁县，占比15%，这是安庆市近年来建设生态强市，加大生态环境保护与利用的成果。

良好区与一般区主要分布在潜山县、桐城市、太湖县、望江县，共占比50%，表明桐城市生态保护工作取得了实效。望江县、潜山县、太湖县以生态文明创建为引领，努力提升了县域的环保水平。

较差区主要分布在岳西县、宿松县，占比35%，因此为了生态环境的可持续利用，要加强生态环境建设的资金投入。

4.2 建议

综合而言，加强生态环境建设以实现生态环境的可持续发展，可在以下几个方面进行加强。

继续加强城市创新能力的培养，提升产业的效率与转型升级。可以发展一批绿色产业，节能环保产业，建立产业体系。

加大对生态环境利用与保护的资金投入，采取灵活、重点扶持的政策，对生态环境需要加强的地区进行保护，如太湖县旅游资源丰富，可以尽力发展旅游业，宿松县人口众多，可以着力发展劳动力聚集型的服装、电子产业。最大限度地保证各项生态环境保护措施有序、持续推进，为生态环境建设提供最大保障。

加强绿色消费的宣传，提升居民环境参与感。当前民众人均可支配收入在提高，人们生活质量也在提高，但是对于环保知识和意识相对缺乏，可以通过宣传车、发起环保倡议书等形式来大力普及环保知识，从而加强环境意识。