第四節 生態環境評價

生態環境評價的研究對象，大尺度有國際性地區、流域、區域、海岸帶、省區；中尺度有城市、縣區；小尺度有城市不同功能區，如中心商業區、居民區、工礦區、農業生產區等[204]。評價生態環境采用的評價方法有綜合指數評價法、層次分析法、生態足跡法、人工神經網絡評價法、灰色關聯度分析法、景觀生態學法、圖形疊置法，其中綜合指數評價法和層次分析法在實際評價中應用較多。各評價方法均有其優勢和局限性，需根據具體評價目標和對象特征選擇，評價的可靠性取決于對生態環境的全面認識和理解程度、基礎數據的可靠性和確定適當的評價指標[205]。

一、生態環境評價方法

1．綜合指數評價法

在生態環境質量評價中，環境質量綜合指數實質是一種計權型多因子環境質量評價。計算公式如下：

式中，p 為環境質量綜合指數；wi為第i 個因子的權重；xi為第i 個因子的正向化和無量綱化后的數值。

當固定其中一個或多個指標，便可觀察其中某個指標或者多個指標變動對某一個現象或者結果影響的程度和方向，并評價其優劣。該方法可以體現生態環境評價的綜合性、整體性和層次性。早期國外應用的指數法有美國的國家野生生物聯盟環境質量指數和加拿大的“總環境質量指數”等。國內對指數法評價生態環境也有較多應用，如廣州市自然生態評價和環巢湖旅游大道生態環境評價等[206,207]。

2．層次分析法

層次分析法一般步驟如下：（1）建立遞階層次結構；（2）判斷矩陣標度；（3）權重計算與排序；（4）判斷矩陣的一致性檢驗。

該方法能夠統一處理決策中的定量與定性問題，直接接近客觀要求，在處理復雜系統的評價中有獨特的優點，在生態環境評價中也具有綜合性、整體性和層次性，在實際中被廣泛應用。如李崧等將層次分析法用于黑龍江省的生態環境評價[208]。

3．生態足跡法

生態足跡計算模型：

F=P×E

式中，F為特定地區的生態足跡總量；P表示人口總量；E為人均生態足跡。

具體的計算步驟如下：（1）計算各主要消費項目的人均年消費量值；（2）計算為了生產各消費項目人均占用的生態生產性土地面積；（3）計算評價區的生態足跡；（4）計算生態容量；（5）計算生態盈余（或赤字）。

生態足跡法具有很強的可復制性，但是現有的生態足跡法很少考慮自然系統提供資源、污染的生態影響，在城市生態環境質量評價中應用較廣泛。應用案例有徐中民對中國1999年部分省區的生態足跡分析等[209]。

4．人工神經網絡評價法

人工神經網絡BP模型評價法主要步驟如下：（1）確定評價指標集，指標個數為BP網絡中輸入節點的個數；（2）確定BP網絡的層數，一般采用具有一個輸入層、一個隱含層和一個輸出層的三層網絡模型結構；（3）明確評價結果，對指標值進行標準化處理；（4）將標準化以后的指標樣本值輸入網絡，并給出相應的期望輸出；（5）正向傳播，計算各層節點的輸出及誤差；（6）反向傳播，修正權重及誤差；（7）正式實施評價。

BP網絡模型應用于環境質量評價，無須對各評價指標權重大小作人為規定，評價結果具有客觀性；還可根據不同需求隨機選擇多個評價參數，具有很強的適應性。案例有孫國軍將其應用于內蒙古烏拉特前旗的生態環境評價等[210]。

5．灰色關聯度分析法

灰色關聯度分析法主要步驟如下：（1）建立原始數列矩陣（待評價序列）;（2）選出參考序列（母指標）;（3）對原始數據進行處理，常采用均值化的處理方法；（4）求關聯系數；（5）求關聯度；（6）求出各指標對應的權數；（7）構造綜合評價模型和排序。

灰色關聯度分析法的計算需要以環境質量的評價標準為基礎，并且評價因子有實測值才能使用。應用案例有長株潭城市群的生態文明程度評價等[211]。

6．景觀生態學法

3S技術的發展為景觀指數分析提供了技術支撐。景觀指數主要包括：（1）多樣性指數、優勢度指數、均勻度指數的計算；（2）生態環境質量計算（結構與穩定性）。計算公式如下：

式中，EQ為生態環境質量；Ai為土地適宜性、植被覆蓋度、恢復能力、抗退化能力等指標；N 為指標數目。Ai一般為專家打分的數值，缺乏客觀性。具體案例有拉魯濕地生態環境質量評價等[212]。

7．圖形疊置法

圖形疊置法的步驟如下：（1）用透明紙作底圖，在圖上標出開發項目的位置及即將受項目影響的地區范圍；（2）在底圖上描出植被現狀、動物分布或其他受影響因子的特征；（3）繪出每個影響程度的透明圖；（4）將影響因子的圖與底圖重疊，用不同的色彩和不同的色度表示不同的影響以及影響程度。

圖形疊置法優點是預測結果直觀易理解，但是不能作精確的定量評價。案例有鐵路選線環境影響綜合評價等[213]。

二、生態環境評價指標

建立科學、完善、可行的評價指標體系是成功進行生態環境綜合評價的基礎，不同屬性和功能的區域構建指標各有側重，都遵循具有代表性、能反映生態環境整體性和綜合性特征、全面反映生態環境各方面特征、評價指標不能過于繁多、指標定量化數據方便獲取和更新、具有廣泛的適用性和可操作性原則[214]。

建立生態環境評價指標體系，應先從生態環境典型結構分析入手，找出影響和表征生態環境質量的主要因子，然后建立指標體系，并加以量化和評價。生態環境指標的構建基本上分為三方面：一是自然資源，如土壤、植被、氣候、水文、地質等；二是基礎建設，如景觀、交通道路、綠化環保和公共衛生等；三是社會經濟和文化，如人口密度、安全、收入、消費、教育狀況等。

生態環境中各個因素所起的作用是不同的，因而需要根據評價因素對生態環境的相對重要性來確定指標的權重值。指標因素的權重常用專家打分法、層次分析法、模糊數學綜合評價法和投影尋蹤法等方法來確定[215,216]。

在進行生態環境質量評價時，需要有判別的基準，即評價標準。其來源有：國家、行業和地方規定的標準；背景或本底標準；類比標準；公認的科學研究成果。