木兰溪流域生态环境质量评价_林秀春

兰溪下游两岸为福建省四大平原之一的兴化平原。该处是 莆田的政治、经济、文化中心，是闽东南沿海交通大动脉的 必经之地（图 １）。
２ 生态环境质量综合评价方法
２．１ 评价指标体系的构建 流域生态环境是一个复合的系统，其影响因子错综复
杂。根据它们之间的制约、归属关系，指标体系可以分成目 标层、制约层、要素层、指标层 ４ 个层次。目标层即为木兰溪 流域生态环境系统；制约层包括资源环境系统、人口社会经 济系统、生态环境压力响应 ３ 个主要的子系统；要素层即为 各个子系统的要素集合，主要涵盖了气候、水文、地貌、人 口、经济、环境污染等 １１ 个要素，反映了影响流域生态环 境的要素构成；指标层选取了 ２３ 个直接对流域生态环境 造成影响的因子进行研究分析。运用层次分析法软件 ｙａａｈｐ 来计算各个指标和每个层次对目标的权重，并进行 一致性检验，来判断矩阵是否具有合理的一致性，否则重 新构造矩阵［６］。构建出的木兰溪流域指标体系及确定的权 重见表 １。
人口密度 Ｃ１７
人口自然增长率 Ｃ１８
环境污染 Ｂ８
０．６９０ ０
农膜施用度 Ｃ１９
农药施用度 Ｃ２０
化肥施用度 Ｃ２１
灾害 Ｂ９
０．３１０ ０
自然灾害成灾率 Ｃ２２
水土流失面积比重 Ｃ２３
权重 ０．０３５ １ ０．０２６ ０ ０．０３５ １ ０．０３１ ８ ０．０５０ ４ ０．０５０４ ０．０２３ １ ０．０３４５ ０．０４９ ４ ０．０７３ ７ ０．０３４３ ０．０２８１ ０．０６２ ７ ０．０５８ ６ ０．０３６ ８ ０．０３６ ７ ０．０５４ ７ ０．０６６ ８ ０．０３３ ９ ０．０６１８ ０．０５０６ ０．０２６４ ０．０３９ ３
特征，建立评价指标体系，应用层次分析（ＡＨＰ）法及 ＧＩＳ，对木兰溪流域生态环境质量进行综合评价。结果表明，３ 年来，木
兰溪流域生态环境质量总体较好，上游生态环境逐年稳步并呈现朝较好方向发展的趋势，但局部地区尤其是流经市区河段
生态环境恶化。结合评价结果，分析了木兰溪流域的主要生态问题，并提出了可持续发展对策。
关键词：木兰溪流域；生态环境；层次分析法；指数评价模型；ＧＩＳ
中图分类号：Ｘ１７１
文献标识码：Ａ
文章编号：１００２－２０４Ｘ（２０１２）０９－０１３６－０４
Ａｓｓｅｓｓｍｅｎｔ ｏｆ Ｅｃｏｌｏｇｉｃａｌ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ Ｑｕａｌｉｔｙ ｉｎ Ｍｕｌａｎｘｉ Ｗａｔｅｒｓｈｅｄ ＬＩＮ Ｘｉｕ－ｃｈｕｎ ｅｔ ａｌ． （Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ ｏｆ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ ａｎｄ Ｌｉｆｅ Ｓｃｉｅｎｃｅ，Ｐｕｔｉａｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｐｕｔｉａｎ，Ｆｕｊｉａｎ ３５１１００） Ａｂｓｔｒａｃｔ Ｍｕｌａｎｘｉ ｉｓ ｏｎｅ ｏｆ ｔｈｅ ｉｍｐｏｒｔａｎｔ ｒｉｖｅｒｓ ｉｎ Ｆｕｊｉａｎｇ，ａｎｄ ｔｈｅ ｅｃｏｌｏｇｉｃａｌ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ ｐｒｏｂｌｅｍｓ ｉｎ ｉｔｓ ｗａｔｅｒｓｈｅｄ ｈａｖｅ ｒｅｃｅｉｖｅｄ ｍｏｒｅ ａｎｄ ｍｏｒｅ ａｔｔｅｎｔｉｏｎｓ． Ａｃｃｏｒｄｉｎｇ ｔｏ ｔｈｅ ｎａｔｕｒａｌ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｉｎ Ｍｕｌａｎｘｉ ｗａｔｅｒｓｈｅｄ，ｔｈｅ ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ ｉｎｄｅｘ ｓｙｓｔｅｍ ｉｓ ｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄ，ａｎｄ ａｎａｌｙｔｉｃ ｈｉｅｒａｒｃｈｙ ｐｒｏｃｅｓｓ （ＡＨＰ） ｍｅｔｈｏｄ ａｎｄ ＧＩＳ ａｒｅ ｕｓｅｄ ｆｏｒ ｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅ ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ ｏｆ ｅｃｏｌｏｇｉｃａｌ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ ｑｕａｌｉｔｙ ｉｎ Ｍｕｌａｎｘｉ ｗａｔｅｒｓｈｅｄ． Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｅｃｏｌｏｇｉｃａｌ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ ｑｕａｌｉｔｙ ｉｎ Ｍｕｌａｎｘｉ ｗａｔｅｒｓｈｅｄ ｉｓ ｇｅｎｅｒａｌｌｙ ｇｏｏｄ ｉｎ ｒｅｃｅｎｔ ３ ｙｅａｒｓ，ａｎｄ ｔｈｅ ｕｐｓｔｒｅａｍ ｅｃｏｌｏｇｉｃａｌ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ ｉｓ ｓｔａｂｌｅ ｙｅａｒ ｂｙ ｙｅａｒ ａｎｄ ｐｒｅｓｅｎｔｓ ｇｏｏｄ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｔｒｅｎｄ， ｂｕｔ ｔｈｅ ｅｃｏｌｏｇｉｃａｌ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ ｉｎ ｌｏｃａｌ ａｒｅａ ｅｓｐｅｃｉａｌｌｙ ｔｈｅ ｕｒｂａｎ ｒｉｖｅｒ ｓｅｃｔｉｏｎ ｉｓ ｄｅｔｅｒｉｏｒａｔｅｄ． Ｃｏｍｂｉｎｅｄ ｗｉｔｈ ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ ｒｅｓｕｌｔｓ，ｔｈｅ ｍａｉｎ ｅｃｏｌｏｇｉｃａｌ ｐｒｏｂｌｅｍｓ ｉｎ Ｍｕｌａｎｘｉ ｗａｔｅｒｓｈｅｄ ｉｓ ａｎａｌｙｚｅｄ，ａｎｄ ｔｈｅ ｃｏｕｎｔｅｒｍｅａｓｕｒｅｓ ｏｆ ｓｕｓｔａｉｎａｂｌｅ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ａｒｅ ｐｒｏｐｏｓｅｄ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ Ｍｕｌａｎｘｉ ｗａｔｅｒｓｈｅｄ；Ｅｃｏｌｏｇｉｃａｌ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ；Ａｎａｌｙｔｉｃ ｈｉｅｒａｒｃｈｙ ｐｒｏｃｅｓｓ；Ｉｎｄｅｘ ａｓｓｅｓｓｍｅｎｔ ｍｏｄｅｌ；ＧＩＳ
随着 ２１ 世纪的来临，人类所面对的“生态环境压力”在 急剧扩大， 流域的生态环境质量优劣程度直接关系到流域 沿岸人类社会经济的可持续健康发展。因此，开展流域生态 环境质量评价具有重要的现实意义。近几年来，国内外对流 域生态环境质量展开了深入而广泛的研究，包括流域生态 环境质量恶化的成因、表现、分布、程度和治理等方面，得出 许多重要结论［１－３］。乔青等列举了可用于流域研究的技术手 段，包括了模糊评价法、生态脆弱性指数（ＥＦＩ）评价法、层次 分析（ＡＨＰ）评价法、主成分分析法、关联评价法、综合评价 法、基于 ３Ｓ 的评价法等。这些方法适用于不同的地域类型， 各有其优缺点［４］。笔者根据木兰溪流域的自然环境特征，应 用层次分析法（ＡＨＰ）对木兰溪流域生态环境质量进行综合 评价，以期明确生态木兰溪流域生态环境质量变化规律，为 流域生态环境建设和保护规划方案的制定提供依据。
根据实地调查和查阅大量文献，结合木兰溪流域的实际 情况，将木兰溪流域生态环境质量综合指数分成 ５ 个等级， 分别为恶劣状态、较差状态、一般状态、较好状态和良好状 态，其对应分数分别为 ０＜ Q≤２、２＜ Q≤４、４＜ Q≤６、６＜ Q≤ ８、８＜ Q≤１０。
３ 木兰溪流域生态环境质量评价结果及分析
３．１ 生态环境质量综合指数评价结果 生态环境的质量优劣状况可以通过生态环境质量综合
有经过处理而直接排放进入木兰溪；另一方面因为城市化 进程的影响，使这一地区水资源和森林覆盖率降低，并且厂 矿企业的污水排放造成严重的环境污染问题，从而使这一 段流域的生态环境质量呈较差状态。 ３．２ 生态环境质量指数分级结果
通过 ２００６—２００８ 年 ３ 年的生态环境质量综合指数及 每个城镇对应的生态环境质量等级，可以看出木兰溪整体 生态环境质量一般。２００６ 年，度尾镇、鲤城区、榜头镇、涵江 区生态环境质量较好，大济镇、龙华镇、鲤南镇、盖尾镇、黄
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宁夏农林科技，Ｎｉｎｇｘｉａ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ａｇｒｉ． ａｎｄ Ｆｏｒｅｓ． Ｓｃｉ．＆Ｔｅｃｈ． ２０１２，５３（０９）：１３６－１３９
木兰溪流域生态环境质量评价
林秀春，张 凯
莆田学院环境与生命科学系，福建 莆田 ３５１１００
摘 要：木兰溪是福建重要的河流之一，近年来流域的生态环境问题越来越引起人们的重视。根据木兰溪流域的自然环境
n
Σ Q＝ YAWA i=1
（３）
２．４ 生态环境质量指数分级
为了便于后期的比较和分析，将生态环境质量综合指
数进行分级处理。按照其优劣的程度分为 ５ 个等级，用连续
区间 ［０，１０］ 进行表示，１０ 表示生态环境质量处于最理想状
态，０ 代表处于最恶劣状态。生态环境指数的不同等级体现 了生态环境在空间上的分布特征［８］。
该研究采用综合评价模型来进行生态环境质量计算，
计算模型如下：
KC
Σ YB= YCWC C=1
（１）
KB
Σ YA＝ YBWB B=1
（２）
式中，WC 表示各项指标对要素层的权重值；KC 表示各
个要素层所包含的指标数量；WB 表示各个要素对制约层的
权重值；KB 表示各个制约层所包含的要素数量。
生态环境质量综合指数为：
１ 木兰溪流域概况
木兰溪是福建省中部最大的河流，位于 １１８°３８′～ １１９°０６′Ｅ，２５°２２′～２５°２５′Ｎ，流域面积 １ ７３２ ｋｍ２。 发源于戴云山脉支脉的笔架山，入仙游西苑乡黄坑村，自西 北向东南流经德化、永春、仙游，贯穿莆田市区，迂回于兴化 平原，至三江口注入兴化湾，集纳大小溪涧 ３６０ 条。其中仙 游境内为上、中游，流域面积 １ ０１７ ｋｍ２，地貌类型以低山为 主，次为中山、丘陵和河谷；城厢、荔城、涵江为下游，流域面 积 ７１５ ｋｍ２，地貌类型以平原为主，周围分布丘陵、台地［５］。木
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图 1 莆田木兰溪流域方位
２．２ 数据来源及处理 通过对流经木兰溪的流域进行分析研究，选取流域流
经的度尾镇、大济镇、龙华镇、鲤城办事处、鲤南镇、榜头镇、
盖尾镇、华亭镇、霞林办事处、镇海办事处、涵江区、黄石镇 共 １２ 个城镇作为数据源进行数据收集分析。数据主要来自 ２００６—２００８ 年《莆田市统计年鉴》［７］。
指数来反映。通过加权求和计算得出每个城镇的生态环境 综合质量分数（图 ２）。生态环境系统是由资源环境系统、人 口和社会经济系统、生态环境压力响应 ３ 个分系统组成的， 这 ３ 个分系统之间的相互作用以及各自的质量状况决定了 整体系统的生态环境状况；系统整体生态环境质量的变化 是由各个分系统之间相互作用和内部的质量动态变化作为 驱动力来改变的［９－１０］。根据指标体系的权重计算结果可知， 资源环境系统权重最大，为 ０．４７１ ８；人口社会经济系统次 之，为 ０．３１６ ２；生态环境压力响应系统最少，为 ０．２１２ ０。所 以对于木兰溪流域，资源环境系统是对环境质量综合指数 变化影响最大的因素。
水产品量 Ｃ６
Байду номын сангаас地貌 Ｂ３
０．１２２ ０
平均坡度 Ｃ７
平均海拔高度 Ｃ８
植被 Ｂ４
０．２６０ ８
草地面积比重 Ｃ９
森林覆盖率 Ｃ１０
土地 Ｂ５
０．１３２ １
耕地面积比重 Ｃ１１
城镇总面积 Ｃ１２
经济 Ｂ６
０．５００ ０
人均 ＧＤＰ Ｃ１３
人均纯收入 Ｃ１４
人均粮食产量 Ｃ１５
社会 Ｂ７
０．５００ ０
城市化水平 Ｃ１６
指标 资源环境 系统 Ａ１
人口社会经 济系统 Ａ２
生态环境压力 响应系统 Ａ３
权重 ０．４７１８
０．３１６ ２ ０．２１２ ０
表 1 木兰溪流域生态环境质量评价指标体系及权重
指标
权重
指标
气候 Ｂ１
０．２７１ ５
年均温 Ｃ１
年降水量 Ｃ２
年平均日照 Ｃ３
湿润指数 Ｃ４
水文 Ｂ２
０．２１３ ６
水资源量 Ｃ５
图 2 2006—2008 年木兰溪流域生态环境质量综合评价结果
由图 ２ 可知，木兰溪流域流经市区范围内整体生态环 境质量偏低。从评价指标的权重排序可以看出，影响木兰溪 流域生态环境质量状况的主要因子为：水产品量、水资源总 量、森林覆盖率、人口自然增长率、年均降水量、农药化肥使 用量。环境质量较好的度尾镇、鲤城区、榜头镇和涵江区在 水资源量、森林覆盖率、人口等因素上明显较其他地区呈较 好趋势。而霞林办事处和镇海办事处因为地处市区范围，一 方面人口基数大、增长率高，所以居民生活、生产产生大量 的污水，再加上市区基础设施较落后，造成大量生活污水没
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林秀春，等 木兰溪流域生态环境质量评价
５３ 卷 ０９ 期
各个指标的量纲不同，甚至相差数个数量级，对评价的结
果影响很大。因此在构建评价模型对流域生态环境质量进行
评价之前，需要对数据进行无量纲化处理，避免量纲对评价
结果的影响［６］。笔者采用级差法对原始数据进行标准化处理。
２．３ 流域生态环境质量综合指数计算模型
基金项目：福建省教育厅项目（ＪＡ０８２０４）；莆田市科技局项目（２０１０Ｓ０５）。 作者简介：林秀春（１９７４－），女，福建莆田人，副教授，硕士，从事环境生 态学研究，Ｅ－ｍａｉｌ：ｐｔｕｌｘｃ＠１２６．ｃｏｍ 收稿日期：２０１２－０５－１６
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林秀春，等 木兰溪流域生态环境质量评价