青岛市生态环境质量动态变化研究

2014-03-22

河北环境工程学院学报 2014年1期

（青岛市环境监测中心站，山东青岛266003）

生态环境质量评价是根据特定的目的，选择具有代表性、可比性、可操作性的评价指标和方法，对生态环境质量进行定性或定量的分析和判别，是研究生态环境质量现状及其变化趋势的重要手段[1]。指标体系的科学性取决于对生态环境的全面认识和理解程度[2]，国内对生态环境质量的评价开展了较为深入的研究，赵跃龙提出了脆弱生态环境定量评价指标体系[3]，叶亚平提出了省域生态环境质量评价指标体系由生态环境质量背景、人类对生态环境的影响程度及人类对生态环境的适宜度需求三部分组成[4]，万忠成根据生态环境的组成元素和生态系统及生态环境现状和主要问题确定了辽宁省的生态环境指标体系[2]。目前，用于生态环境质量评价的方法有多种，其中层次分析法是较为成熟的一种方法。

基于层次分析法，原国家环境保护总局基于遥感动态监测基础制定了《生态环境状况评价技术规范（试行）》（HJ/T 192-2006）（以下简称《规范》），其目的是将其用于定量比较评价各区域生态环境质量[5]。本研究以青岛市遥感影像为基础数据源，依据该规范，对青岛市生态环境质量现状进行了评价，并针对评价中存在的主要问题进行了分析。

1 研究区概况

青岛市为海滨丘陵城市，地处山东半岛南部，位于东经119°30′～121°00′，北纬35°35′～37°09′，东、南濒临黄海，东北与烟台市毗邻，西与潍坊市相连，西南与日照市接壤，自然生态系统多样，自然资源丰富。青岛市的生态环境状况对青岛市经济建设和发展起着重要的支撑作用。加强环境保护、建设生态青岛是实现蓝色跨越的必然选择，也是提高城市宜居幸福程度的重要举措，当前随着山东半岛蓝色经济区建设的推进和青岛市“环湾保护，拥湾发展”战略的实施，青岛市生态环境保护工作更显重要。

2 研究方法

2.1 技术路线

青岛市生态环境遥感监测技术路线如图1所示。

《规范》适用于县级以上区域生态环境现状及动态趋势的年度综合评价，考虑到青岛市市内各区面积较各县级市小很多，并且有些市区生态环境质量年度变化不大，因此本研究将市区划为一个评价单元，青岛市共分为市区、即墨市、胶州市、胶南市、平度市和莱西市6个评价单元。

2.2 影像解译

根据规范以及借鉴以往相关工作的经验[5]，将青岛市的生态环境划分为耕地、林地、草地、水域、城乡工矿居民用地、未利用地6大生态系统类型，并根据土地经营特点、利用方式和覆盖特征进一步划分为25类次级生态系统类型。

图1 青岛市生态环境质量评价技术路线

2.3 评价方法

生态环境质量评价的指标体系由4级指标组成：一级为生态环境状况指数；二级包括生物丰度指数、植被覆盖指数、水网密度指数、土地退化指数和环境质量指数；三级指标为次一级指标，如植被覆盖指数的次一级指标由林地、草地、耕地、建设用地和未利用地5类指标构成；四级指标为表征三级指标的次一级指标，如林地由有林地、灌木林地、疏林地和其他林地构成[5]。

生态环境质量评价指标的计算方法以及生态环境状况指数、生态环境质量变化的分级均参照《规范》的方法进行。生态环境状况指数（EI）计算公式如下：

EI=0.25×生物丰度指数+0.2×植被覆盖指数+0.2×水网密度指数+0.2×（100-土地退化指数）+0.15×环境质量指数

在指数计算过程中，河流长度数据来源于《1∶25万山东省电子地图》，SO2、COD和固体废物排放量、水资源量和降水量数据来源于每年度的环境统计数据。

3 结果与分析

以青岛市生态环境遥感监测数据和环境统计数据为基础，2000年和2011年青岛市生态环境质量指数计算结果分别为67.78和66.24，生态环境质量状况级别均为良（55≤EI<75）。生态环境质量指数变化幅度ΔEI为-1.64，属无明显变化（│ΔEI│≤2）。近10余年，青岛市生态环境良好，植被覆盖度较高，生物多样性较丰富，基本适合人类生存。

2011年，市区和即墨市、胶州市、胶南市、平度市和莱西市的各生态环境状况评价指标如表1所示。青岛市各评价单元生态环境状况级别均为良，指数范围为58.98～68.03。5个指数中，水网密度指数较其他4个指数小一个数量级，变化范围较小；环境质量指数变化范围为92.31～98.00，以SO2、COD和固体废物排放量为评价因子，6个评价单元环境质量状况相差不大；生物丰度指数、植被覆盖指数和土地退化指数对生态环境状况指数的影响较大。数据统计分析结果显示，市区生态环境指数最高，主要是由于市区林地面积较大，达到2.93×108m2，较林地面积最小的评价单元高出1个数量级。

表1 2011年青岛市生态环境状况评价指标

4 主要问题

以下针对使用《规范》进行地级市生态环境状况评价过程中存在的几个问题进行了分析。

4.1 归一化系数

《规范》中将归一化系数定义为100/A最大值，A最大值为某指数归一化处理前的最大值。因此，不同评价单元同一时间段内某一指标的范围为0～100，某指标在各评价单元中是最大值，则该指标最大，即为100，反之则为最小值[6]。使用这种方法评价不同区域同一时期的生态环境状况是有效的，可使指标更具有可比性，但同一区域不同时期的同一指标却不具有可比性，因为所采用的归一化系数不同。如要评价同一区域的生态环境状况的动态变化，则各指标的归一化系数应保持恒定，为更加直观，或应对不同时期的各指标值进行排序，重新计算。

4.2 评价单元问题

《规范》适用于我国县级以上区域生态环境现状及动态区市的年度综合评价，但地市级单位在应用规范的过程中发现，不能将“区”作为和“县”同级的评价单元。以青岛市为例，区、县行政级别虽相同，但区域面积、生态环境状况、土地利用变化速度差异较大，因此对各个区级行政单元进行生态环境状况评价时，并不能客观反映其生态环境特征，且意义不大。

4.3 环境质量指数中COD的评价问题

环境质量指数=0.4×（100-ASO2×SO2排放量/区域面积）+0.4×（100-ACOD×COD排放量/区域年均降雨量）+0.2×（100-ASOl×固体废物排放量/区域面积）

式中：ASO2为SO2的归一化系数；ASOl为固体废物的归一化系数；ACOD为COD的归一化系数。评价区域内COD负荷是用COD排放量除以区域年均降雨量，青岛市COD排放量为5个县级市和7个行政区排放量之和，而区域年均降水量为全市降水量的平均值，反映的是全市的降水强度，而不是降水总量，因此必然导致青岛市的环境质量指数低于各县级市的评价结果。

COD对环境的污染影响应与区域降水的总量负相关[7]，在对COD负荷进行评价时，应考虑的是区域的降水总量，即为“区域年均降水量×区域面积”。