矿业城市持续发展的生态安全研究
由定义Fil∈ (0 , 1 ] 和Eil ∈ (0 ,1] , 将他们分别作为平面值角坐标系的横轴和纵轴作图, 则Fil和Eil的关系如图2 中的曲线OL P 所示。将线段ODn 作n 等分, 过等分点Di 作纵轴的平行线与曲线交于A i 点, 再过点A i 作横轴的平行线,曲线OL P 是定义在点列
上的实值函数:
图2 中, 若评价对象Pi 的各点( Fil, Eil) (1 ,2 , ?, n) 都落在对角线OP 上(即曲线OL P 与直线OP 重合) , 说明Pi 的各指标值完全相等, 此时Pi 的指标均衡程度最高; 若所有指标中只有一个比较满意而其余的评价值都为零, 则各点( Fil,
Eil) 除最后一个点落在P 上以外, 其余均落在线段ODn 上; 在一般情况下, 上述各点则都落在OPL 上。
上图2 中可见, 线段ODn , Dn P 与OL P 的面积R , 与三角形ODn P 面积之比, 反应了被评价对象Pi 各指标值的均衡程度。显然, 各指标评价值愈均衡, 该比值愈高, 因此, 该比值定义为评价指标的均衡度Gi , 即:
3. 3 评价指标权重的确定及综合评价
指标权重的确定方法有很多种, 如层次分析法(A HP) 、主成分分析法、特尔菲法(Delp hi) 等等。本研究拟采用定性与定量相结合的方法, 以层次分析法为主, 同时结合特尔菲法及模糊综合评价, 来综合确定系统层、要素层和指标层各指标的影响权重。考虑以上各种方法发展的比较成熟, 笔者在本文中不在赘述。
本次研究采用多目标线性加权函数法即常用的综合评分法。评价指标体系中的每一单项指标, 都是从不同侧面来反映了区域生态安全状况, 要想综合反映研究区生态安全状况还需从指标层向目标层逐步进行综合评价, 因为该方法应用比较广泛, 计算方法比较简单, 笔者不在此赘述。
参考相关研究和成果, 同时进一步咨询有关方面的专家, 制定了矿业城市生态安全的分级标准,见表2 。依据查阅和调查的资料, 综合上述步骤即可得出研究区综合安全系数, 参照矿业城市的生态安全标准, 可得出研究区的生态安全水平。
4 实例分析
4.1 数据提取
根据以上评价指标体系和评价方法, 以安徽省淮南市例, 进行生态安全评价。淮南是中国重要的能源基地, 华东地区的“动力之乡”, 是一座以煤炭开采利用为主的资源型城市。采取的研究方法和技术路线: ①结合研究区生态环境背景, 采用北京遥感地面接收站并加以校正的1994 年10 月8 日和1998 年11 月13 日的蚌埠幅TM 影像数据(轨道号121 - 37) 、利用近期的1 ∶1 万彩红外航片和1∶1.7 万黑白航片、地形图、土地利用现状图等图件, 经过实地调查验证, 通过遥感影像纠正、地图配准、栅格- 矢量数据格式转换、属性数据输入、建立拓扑关系等程序, 结合专题成果及统计资料建立空间数据库和属性数据库; ②基于空间数据库和属性数据库, 充分发挥GIS 软件平台的空间分析功能, 运用本文所建立的数量分析方法和评价指标体系来评价研究区域的生态安全; ③RS 影像处理软件采用ERDAS 平台, GIS 软件采用ArcView3.3 、ArcGis8.3 平台。
4.2 计算结果
矿业城市资源生态环境压力为逆向指标, 表3中的数值越大, 对生态安全的压力就越小, 对生态安全的贡献率就越小; 相反, 数值越小, 压力就越大, 贡献就越大。从上世纪90 年来以来, 华东地区国民经济快速发展, 煤炭需求日益增长, 随着淮南市潘集三个特大型矿井相继投产, 矿区每年增加大量积水塌陷土地, 而且塌陷区土地转移来源以耕地和菜地为主, 因此土地压力最大, 受到保护耕地和煤炭产业及城市发展的多重压力。
资源生态环境状态为正向指标, 数据越小, 则资源环境状况越差, 对生态安全的贡献就越大。淮南市是以煤炭开采为主导的资源型城市, 煤炭开发及生产过程中, 对空气质量、土壤、地下地表水体、自然景观、生物种群都有很大程度上的破坏。随着部分矿井的生产能力提高, 在煤炭产量提高的同时, 给矿区资源环境造成破坏。
人类的响应为正向指标, 由于淮南市社会经济发展程度不断提高, 当地政府加大了环保、基础设施和公共设施的投资, 因此, 淮南市对资源生态环境的压力的响应趋好。
5 结语
生态安全正在成为也必将成为现代生态学领域的一项重要研究内容。矿业城市突出的生态安全问题与城市和乡村相比更为尖锐和严重, 我们在考虑城市和农业生态安全评价的同时, 更应该加快开展矿业城市生态安全研究的步伐。本文从压力- 状态- 响应三方面构建了矿业城市生态安全评价指标体系, 并进行了实例分析, 评价结果与实际情况基本上吻合, 具有一定的可行性。
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延伸阅读
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