第四节 生态环境评价

生态环境评价的研究对象，大尺度有国际性地区、流域、区域、海岸带、省区；中尺度有城市、县区；小尺度有城市不同功能区，如中心商业区、居民区、工矿区、农业生产区等[204]。评价生态环境采用的评价方法有综合指数评价法、层次分析法、生态足迹法、人工神经网络评价法、灰色关联度分析法、景观生态学法、图形叠置法，其中综合指数评价法和层次分析法在实际评价中应用较多。各评价方法均有其优势和局限性，需根据具体评价目标和对象特征选择，评价的可靠性取决于对生态环境的全面认识和理解程度、基础数据的可靠性和确定适当的评价指标[205]。

一、生态环境评价方法

1．综合指数评价法

在生态环境质量评价中，环境质量综合指数实质是一种计权型多因子环境质量评价。计算公式如下：

式中，p 为环境质量综合指数；wi为第i 个因子的权重；xi为第i 个因子的正向化和无量纲化后的数值。

当固定其中一个或多个指标，便可观察其中某个指标或者多个指标变动对某一个现象或者结果影响的程度和方向，并评价其优劣。该方法可以体现生态环境评价的综合性、整体性和层次性。早期国外应用的指数法有美国的国家野生生物联盟环境质量指数和加拿大的“总环境质量指数”等。国内对指数法评价生态环境也有较多应用，如广州市自然生态评价和环巢湖旅游大道生态环境评价等[206,207]。

2．层次分析法

层次分析法一般步骤如下：（1）建立递阶层次结构；（2）判断矩阵标度；（3）权重计算与排序；（4）判断矩阵的一致性检验。

该方法能够统一处理决策中的定量与定性问题，直接接近客观要求，在处理复杂系统的评价中有独特的优点，在生态环境评价中也具有综合性、整体性和层次性，在实际中被广泛应用。如李崧等将层次分析法用于黑龙江省的生态环境评价[208]。

3．生态足迹法

生态足迹计算模型：

F=P×E

式中，F为特定地区的生态足迹总量；P表示人口总量；E为人均生态足迹。

具体的计算步骤如下：（1）计算各主要消费项目的人均年消费量值；（2）计算为了生产各消费项目人均占用的生态生产性土地面积；（3）计算评价区的生态足迹；（4）计算生态容量；（5）计算生态盈余（或赤字）。

生态足迹法具有很强的可复制性，但是现有的生态足迹法很少考虑自然系统提供资源、污染的生态影响，在城市生态环境质量评价中应用较广泛。应用案例有徐中民对中国1999年部分省区的生态足迹分析等[209]。

4．人工神经网络评价法

人工神经网络BP模型评价法主要步骤如下：（1）确定评价指标集，指标个数为BP网络中输入节点的个数；（2）确定BP网络的层数，一般采用具有一个输入层、一个隐含层和一个输出层的三层网络模型结构；（3）明确评价结果，对指标值进行标准化处理；（4）将标准化以后的指标样本值输入网络，并给出相应的期望输出；（5）正向传播，计算各层节点的输出及误差；（6）反向传播，修正权重及误差；（7）正式实施评价。

BP网络模型应用于环境质量评价，无须对各评价指标权重大小作人为规定，评价结果具有客观性；还可根据不同需求随机选择多个评价参数，具有很强的适应性。案例有孙国军将其应用于内蒙古乌拉特前旗的生态环境评价等[210]。

5．灰色关联度分析法

灰色关联度分析法主要步骤如下：（1）建立原始数列矩阵（待评价序列）;（2）选出参考序列（母指标）;（3）对原始数据进行处理，常采用均值化的处理方法；（4）求关联系数；（5）求关联度；（6）求出各指标对应的权数；（7）构造综合评价模型和排序。

灰色关联度分析法的计算需要以环境质量的评价标准为基础，并且评价因子有实测值才能使用。应用案例有长株潭城市群的生态文明程度评价等[211]。

6．景观生态学法

3S技术的发展为景观指数分析提供了技术支撑。景观指数主要包括：（1）多样性指数、优势度指数、均匀度指数的计算；（2）生态环境质量计算（结构与稳定性）。计算公式如下：

式中，EQ为生态环境质量；Ai为土地适宜性、植被覆盖度、恢复能力、抗退化能力等指标；N 为指标数目。Ai一般为专家打分的数值，缺乏客观性。具体案例有拉鲁湿地生态环境质量评价等[212]。

7．图形叠置法

图形叠置法的步骤如下：（1）用透明纸作底图，在图上标出开发项目的位置及即将受项目影响的地区范围；（2）在底图上描出植被现状、动物分布或其他受影响因子的特征；（3）绘出每个影响程度的透明图；（4）将影响因子的图与底图重叠，用不同的色彩和不同的色度表示不同的影响以及影响程度。

图形叠置法优点是预测结果直观易理解，但是不能作精确的定量评价。案例有铁路选线环境影响综合评价等[213]。

二、生态环境评价指标

建立科学、完善、可行的评价指标体系是成功进行生态环境综合评价的基础，不同属性和功能的区域构建指标各有侧重，都遵循具有代表性、能反映生态环境整体性和综合性特征、全面反映生态环境各方面特征、评价指标不能过于繁多、指标定量化数据方便获取和更新、具有广泛的适用性和可操作性原则[214]。

建立生态环境评价指标体系，应先从生态环境典型结构分析入手，找出影响和表征生态环境质量的主要因子，然后建立指标体系，并加以量化和评价。生态环境指标的构建基本上分为三方面：一是自然资源，如土壤、植被、气候、水文、地质等；二是基础建设，如景观、交通道路、绿化环保和公共卫生等；三是社会经济和文化，如人口密度、安全、收入、消费、教育状况等。

生态环境中各个因素所起的作用是不同的，因而需要根据评价因素对生态环境的相对重要性来确定指标的权重值。指标因素的权重常用专家打分法、层次分析法、模糊数学综合评价法和投影寻踪法等方法来确定[215,216]。

在进行生态环境质量评价时，需要有判别的基准，即评价标准。其来源有：国家、行业和地方规定的标准；背景或本底标准；类比标准；公认的科学研究成果。