基于DPSIR模型的土地利用规划环境影响评价研究

曲长祥，刘莹,2，苏志国

（1.东北农业大学资源与环境学院，哈尔滨 150030；2.河南省核工业地质局，郑州 450002；3.河南农业大学林学院，郑州 450002）

基于DPSIR模型的土地利用规划环境影响评价研究

曲长祥1，刘莹1,2，苏志国3

（1.东北农业大学资源与环境学院，哈尔滨 150030；2.河南省核工业地质局，郑州 450002；3.河南农业大学林学院，郑州 450002）

文章以郑州市为例，对土地利用现状和规划目标进行分析，运用D-P-S-I-R概念框架模型结合郑州市具体情况构建指标体系，划分为3个层次，即目标层A、准则层B、指标层C，指标层有23个评价因子，采用层次分析法确定各指标权重，运用加权求和法对土地利用规划进行环境影响评价，为开展土地利用总体规划环境评价工作提供参考。

土地利用规划；环境影响评价；郑州市；DPSIR

土地利用规划环境影响评价（LUPEA），指各级政府部门及用地单位在规划土地利用和社会经济发展同时考虑环境因素，进行系统分析、预测和综合评估，通过跟踪监测从源头上、总体上控制环境问题产生的方法和制度[1]。该评价从总体上对规划可能造成的环境问题进行预测，从源头上降低规划实施对环境造成的不利影响并提出相关解决方案，提高土地利用规划合理性和科学性。目前，国外研究已对该评价的具体方法和工作程序作详尽研究，并已进入法定程序，推动法制化进展[2-3]。国内学者利用地理信息系统软件，以土地利用变化及趋势面拟合进行延伸分析对环境质量进行综合评价。蔡玉梅等研究土地利用规划环境影响评价的意义和内容[4]，吴克宁等讨论土地规划存在的有关忽视环境的问题并对其进行分析[5]。在评价方法上，主要有PSR分析法、生态系统服务功能价值法、生态足迹法、物元分析法和景观生态法等。但由于评价的工作程序、指标选取的侧重点和评价方法的不同，至今尚未形成统一的土地规划环评标准体系，系统深入开展土地利用环境影响评价研究尤为必要。本文以郑州市土地利用总体规划修编为例，结合环境影响评价的技术导则，旨在对土地利用环境影响评价的评价程序、环境影响识别、规划方案指标体系的建立、评级方法的确定等提供参考。

1 郑州市土地利用规划分析

1.1 郑州市概况

郑州市位于黄河中下游，中原地区偏北，位于东经112°42′～114°14′，北纬34°16′～34°58′。处于我国地势第二阶梯和第三阶梯，即黄土高原和黄淮平原的过渡地带。地形总体由西南向东北倾斜，北临黄河，西有嵩山、丘陵和盆地，东南两面是广阔的黄淮平原。全市形成由中山，低山，丘陵过渡到平原，相互分界明显。该区属暖温带大陆性气候，四季分明，年平均气温14.4℃；年平均降雨量640 mm，境内大小河流35条，分属于黄河和淮河两大水系，其中流经郑州段的黄河主要水源为黄河、伊洛河、双泊河与贾鲁河。

1.2 土地利用现状

郑州市2005～2009年土地面积变化情况见图1～2。如图1所示，2005～2009年耕地面积呈下降趋势，建设用地面积逐年升高，截止2009年已达到土地总面积21%以上；未利用土地面积呈逐年减少趋势，2009年占到14%，如图2所示，耕地总量较少且呈下降趋势，建设用地日益增加且增速较快，保护耕地与建设用地矛盾日益突出，耕地后备资源出现匮乏。

郑州市土地利用主要问题：①耕地空间分布不均衡。主要表现在：郑州市土地利用类型在11个二级地类涉及到10个，33个三级地类涉及29个，涵盖山地、丘陵和平原。郑州市各区域耕地空间分布差异较大，如新郑市耕地比重达到54.82%，而登封市耕地比重达到31.40%，两者差异相差23.42%。②耕地后备资源不足。主要表现在：到2010年郑州市已利用土地利用率为83.05%，土地垦殖率为43.90%。未用地只占土地总面积的16.95%，而可开发为耕地的仅占未利用地的6.67%，由于高强度的土地开发利用，目前可利用耕地资源日趋减少。③建设用地数量增长速度过快，保护耕地与经济发展矛盾日益突出。主要表现在：在经济快速增长与城镇化加快进程中，因重点追求经济利益致使建设用地占用耕地的比例不断提高，耕地面积持续下降，产生不合理的土地利用结构，土地资源矛盾进一步加剧。

图1 郑州市2005～2009年耕地面积变化情况Fig.1 Changes of cultivated land area of Zhengzhou City in 2005-2009

图2 郑州市2005～2009年建设用地、未利用地的面积变化Fig.2 Change of construction land and unused land areas of Zhengzhou City in 2005-2009

1.3 郑州市土地利用规划

郑州市土地利用总体规划编制中严格按照我国土地用途管制制度，在促进区域间可持续发展的同时确保重点项目用地和一般基础设施用地的原则下确保经济发展和资源协调，统筹安排各类用地、提高土地使用效益，切实保护耕地和建立高标准基本农田，严格控制建设用地总量和耕地保有量，保护良好的生态环境质量，实现土地利用结构和布局不断优化、利用综合效益显著提高，有效保障经济社会和生态持续发展，最终实现资源节约型和环境友好型、城乡统筹发展的土地利用战略目标，此规划以2010年为基准年，2015年为规划的近期年，2020年为规划的目标年。

2 土地利用类型目标值预测方法

2.1 目标值法

目标值确定主要依据土地集约利用的原则，结合城市发展规划，根据当地实际情况确定。通常采用的目标值法依照国标、省标或地方标准、同类城市的地区平均水平、城市发展趋势确定的合理水平，也有专家确定的理想值。根据2005～2009年郑州市土地利用类型的面积变化情况，依照省级标准，参照同等级别城市的目标值，结合专家意见，预测各类土地类型规模。

2.2 灰色系统预测模型

2.3 平均增长率法

对郑州市2005～2009年土地类型面积数据进行分析，求得土地利用类型规模的平均增长率，取此增长率为规划期的年均增长率，以2010年为基期，得出规划目标年的土地类型规模。

根据以上三种预测方法，测得郑州市各类土地类型规划目标年的数值可分为高、中、低三种方案，再结合郑州市经济发展和土地利用变化情况，确定高、中、低三种土地类型的规模方案。以耕地需求量为例进行分析（见表1）。其他土地类型规模量也按此方法预测。选取高数值耕地方案作为推荐方案，即得出2020年预测郑州市耕地面积为329 630.22 hm2。

3 郑州市土地利用规划的环境影响识别

3.1 土地利用结构和布局的调整

土地利用结构的调整方案和目标：将耕地转化为建设用地，将未利用地转化为建设用地。建设用地范围的规划和布局调整为：增加城乡居民建设用地和交通及水利设施用地面积等经济行为。

规划区内生态环境的保护目标是提高水土流失、土地污染、土地沙化的防治力度，增加森林覆盖率和保护区的面积，从而提高土地资源的可持续利用能力。

3.2 土地利用规划方案的实施

方案的实施可以提高土地利用的综合效益，优化土地利用结构，但对规划区的生态环境也会带来一定影响[7-8]，主要表现在：①将耕地转变为建设用地会导致工业和生活污水增加，引起温室或污染气体过度排放，威胁生物多样性的保持，使景观破碎化程度提高；②建设用地增加会导致自然及人工植被的减少和退化；③植被组成逐步为单一的农作物替代，加剧土壤侵蚀乃至水土流失；④增加交通用地会成为动物迁徙、植物孢粉运移屏障，野生动植物资源的生存空间日趋减小，景观多样性降低；⑤增加林地面积，提高森林覆盖率能增加生物多样性，涵养水源，改善气候，同时也改变原有土地利用类型[9]。

3.3 编制环境影响识别表

根据以上分析编制出该规划的环境影响识别[10]如表2所示。

表1 规划目标年耕地面积预测结果Table 1 Forecast results of cultivated area in planning target year (hm2)

表2 《郑州市土地利用总体规划修编(2010—2020年)》环境影响识别Table 2 《Overall plan of land use in Zhengzhou City(2010-2020)》environmental impact identification table

4 基于DPSIR模型郑州市土地利用规划环境影响评价

4.1 指标体系的构建

本文借鉴DPSIR模型框架及相关的评价指标体系建立原则，参照该土地利用规划的环境影响识别结果，并结合郑州市当地生态环境和土地利用基本情况，构建具有目标层A、准则层B、指标层C三个层次郑州市土地利用规划环境影响评价的指标体系[11]见表3。其中目标层是土地总规环评的综合指数（A）为环境评价提供科学的依据；准则层以环境驱动力（B1）、环境压力（B2）、环境状态（B3）、环境影响（B4）、环境响应（B5）指数为判断依据对郑州市土地环境可能出现的问题进行分析；指标层是将准则层再细分为能直接反应土地总规环评体系最基本的层面。

表3 郑州市土地利用总体规划环境影响指标体系Table 3 Index system of land use overall planning environmental impact in Zhengzhou City

4.2 指标数据选取来源

本文选取2005～2009年、2015及2020年（预测）的指标数据，数据来源于郑州市统计年鉴、郑州市城建局和统计局网站公布的数据以及郑州市环境保护局网站所公布的环境质量公告[12]。

4.3 评价方法及权重的确立

该指标体系涉及到的各因素间关联度较高且复杂多样，所以选择主观与客观相结合又易操作的层次分析法（AHP）[13]。该方法通过对各环境目标的分析，确定其影响的重要程度，科学准确度通常较高，为规划方案的选择提供科学依据，因此适用于土地利用规划环评指标权重的确定。通过专家打分先确定出目标层和指标层的判断矩阵，利用相关计算软件进行运算，获得相应各因素的权值后，再计算VMAX，CI，CR，进行一致性检验，通过一致性检验后进行层次总排序再经一致性检验，最终获得各层次因素权重及位次，各因素权重结果见表3。

4.4 规划影响综合评价

由于对土地整理规划环境影响评价研究较少，缺乏统一的度量标准，各个指标间难以进行比较，需将各指标值进行无量纲化即数据标准化[14]。本文采用直线无量纲方法即在指标实际值转化成不受量纲影响的指标值时，假设二者是呈线性关系，指标实际值变化引起指标标准化值相应比例变化[15-16]。根据各评价指标与土地环境相关性，将指标可分为正指标和负指标。因此计算中应区别对待。本研究中，Zi表示指标评价分值，Si表示参照值；Ci表示实际值[17]其结果见表4。

表4 郑州市土地利用总体规划环境影响评价各指标值及标准化值Table 4 Index and standard value of land use overall planning environmental impact assessment in Zhengzhou City

正指标：Zi=Ci规划近期年（规划期末）/Si规划基期；

负指标：Zi=Si规划基期/Ci规划近期年（规划期末）；

适度指标：当规划近期期末值大于规划基期时，Zi=Si规划基期/Ci规划近期年期末；当规划近期年期末值小于规划基期时，Zi=Ci规划近期年期末/Si规划基期。根据上述指标标准化公式结合计算出的指标权重得出评价指标体系中各指标的分值，然后采用加权求和法对指标进行加和，得出郑州市土地利用总体规划的综合评价值，公式如下：

其中，Si指第i方案综合分值，分值越高，方案可行性越大；Wj指各单个指标权重；Iij即评价指标分值。具体计算结果见表5。

表5 郑州市土地利用总体规划环境影响评价分值Table 5 Score of land use overall planning environmental impact assessment in Zhengzhou City

5 结果与分析

由表3、4可见，郑州市评价指标权重值最大值和最小值分别为0.0926和0.0131，平均值为0.0389，各项评价指标与土地利用的生态环境影响具有一定相关性。“驱动力”指标方面，人口数量权重最大为0.0494，其次为人均GDP为0.0374，表明社会资源经济的发展对土地利用变化具有较强的驱动作用；“压力”指标方面，土地利用率和土地垦殖率的权重较大且相同为0.0892，说明郑州城镇建设用地利用情况和农村用地的开垦情况对生态环境的影响较突出；“状态”指标方面，森林覆盖率和水土流失率比例两项指标的权重相对较大分别为0.0926和0.0684，说明城市的园林景观和绿地投入及水土保持的注重对郑州市土地资源利用、环境质量状况有重要影响；“影响”指标方面，三废排放对各类土地利用变化及其人口、资源和环境所产生影响相对突出，环境“响应”方面，水土流失治理的权重值最大为0.0418，在这种环境压力状况下主要采取转变经济发展方式、在农村和城镇的环境治理方面投入增大，减轻对生态环境的负面影响，促使总体上向土地利用环境友好方向转变。

由表5可见，郑州市土地规划环境影响评价值到规划目标年2015年和2020年分别可达到1.09229和1.24254。规划方案从近期和远期环境影响综合评价值大于基期年的环境影响综合评价值，如1.24254＞1.09229＞1，即表示规划近期和规划末期综合得分呈增长趋势且年均增长较均匀，说明郑州市土地利用总体规划方案增加土地利用对当地生态环境具有正面和积极影响，整体环境有利于郑州市土地可持续利用、生态良好、人口资源环境协调发展总体目标的实现。

在规划实施过程中，要对规划产生影响提出预防、减缓措施，降低规划对环境不利影响，为避免规划实施过程中出现新问题，应采取以下措施：合理保护一定数量和面积生态用地；严格控制由于土地开发整理复垦造成土壤污染，严控基本农田占用、闲置和破坏，严控建设用地的占用；确保基本农田数量和质量；注重加强土地整理规划的宣传力度，增进公众参与意识，接受社会监督，完善规划实施管理措施。

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QU Changxiang1,LIU Ying1,2,SU Zhiguo3(1.School of Resources and Environmental Sciences,Northeast Agricultural University,Harbin 150030,China;2.Henan Province Nuclear Geology,Zhengzhou 450002,China;3.School of Forestry,Henan Agricultural University, Zhengzhou 450002,China)

Taking Zhengzhou City as an example,according to the analysis about of the present situation of land use and planning,and the result of general land use planning implementation of the environmental impact of a set of environmental impact identification,using the D-P-S-I-R conceptual framework model combined with the specific situation of Zhengzhou City to build the index system, divided into three levels,namely the target layer A,criterion layer B,indicators layer C,which has 23 indicators.Calculating the weight of each index by analytic hierarchy process(ahp),then making the comprehensive evaluation of environmental impacts of land use by weighted summation method,in order to give some suggestions for new revision of general land use planning.

land use planning;enviromental impact assessment;Zhengzhou City;DPSIR

F323

A

1005-9369（2014）05-0122-07

曲长祥,刘莹,苏志国.基于DPSIR模型的土地利用规划环境影响评价研究[J].东北农业大学学报,2014,45(5):122-128.

Qu Changxiang,Liu Ying,Su Zhiguo.Environmental impact assessment of the general land use planning basing on DPSIR model[J].Journal of Northeast Agricultural University,2014,45(5):122-128.(in Chinese with English abstract)

2013-12-03

郑州市科技攻关项目（121PPTGG446）

曲长祥（1962-），男，教授，硕士生导师，研究方向为环境评价与土地规划、农村经济区域发展。E-mail:qcx169.@aliyun.com

时间2014-5-19 11:25:48[URL]http://www.cnki.net/kcms/detail/23.1391.S.20140519.1125.008.html

Environmental impact assessment of the general land use planning basing on DPSIR model