生态环境质量 城市生态发展评价指标
生态环境质量评价的评价方法，水源区生态环境质量评价， 城市生态环境质量评价，生态环境质量综合分析与评价。
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生态环境识别评价
区域生态环境的质量评价一般采用定性评价和定量评价2种方法。定性评价一般选取对生态环境影响较大的指标进行评价，根据该指标的大小或优劣程度评价生态环境的好坏；而定量评价则采取一定的公式或模型对指标系统进行计算，根据计算结果的大小对生态环境进行评价，通常有脆弱度计算法、距离计算法、层次分析法、综合模型法和生态足迹法等。 指数评价法从监测点的原始监测数据统计值与评价标准之比作为分指数,然后通过数学综合作为环境质量评定尺度。近几十年来,这一方法在环境质量评价中得到了广泛的应用,并有了很大的发展。早期国外应用的指数法有美国的NWF 环境质量指数和加拿大的“总环境质量指数”(EQI) 等,目前最常用的是综合指数法,应用此法,可以体现生态环境评价的综合性、整体性和层次性。国家环保总局发布了《生态环境状况评价技术规范》行业标准，2006年5月1日起试行。技术规范规定：生态环境质量指数是反映被评价区域生态环境质量状况，数值范围0～100。生态环境状况指数（Ecological Index，EI）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×土地退化指数+0.15×环境质量指数 综合评价法是进行生态环境质量综合评价中运用较多的一种方法,此法的具体应用是层次分析法(AHP 法)。它是模拟人脑对客观事物的分析与综合过程,将定量分析与定性分析有机结合起来的一种系统分析方法。层次分析法的应用研究很多,姚建、朱晓华等将层次分析法运用于生态环境质量评价中。另外还有主成分分析法，模糊评价法，灰色关联度法等。目前,关于生态环境质量评价的研究,国内外又出现了一些新的方法和技术。马荣华等在前人工作的基础上,利用遥感及 GIS以景观生态学理论为指导,以多因子综合评价为主要方法,进行了海南生态环境的现状评价分析研究。另外,加拿大建立了生态监测与评估网络。通过此网络对生态变化进行了长期监测并依据监测的数据对生态环境进行了评估,内容包括气候变化对水纯净度的影响,森林可持续发展的标准等。
水源地环境保护社会目标
4.3.1 生态环境评价的标准
在进行生态环境评价时，需要有适当的判别基准。生态环境是一个由相互作用、相互制约的众多因素构成的复杂系统，包括内在本质 (生态结构)的变化和外在表征 (环境功能)的变化，由量变到质变的发展变化规律。因而评价的标准体系不仅复杂，而且因地而异。目前我国缺少生态环境标准，其主要原因就是缺少生态环境基准方面的研究。生态环境评价的标准主要依据:
(1)国家、行业和地方规定的标准: 国家已发布的环境质量标准如农田灌溉水质标准、保护农作物大气污染物最高允许浓度、农药安全使用标准、粮食卫生标准等。行业标准指行业发布的环境评价规范、规定、设计要求等。地方政府颁布的标准和规划区目标、河流水系保护要求、特别区域的保护要求 (如绿化率要求、水土流失防治要求)等，均是可选择的评价标准。
(2)背景和本底标准: 以研究区域生态环境的背景值和本底值作为评价标准，如区域植被覆盖率、区域水土流失本底值、生物生产量、生物多样性等。
(3)类比标准: 以未受人类严重干扰的相似生态环境或以相似自然条件下的原生自然生态系统作为类比标准; 以类似条件的生态因子和功能作为类比标准，如类似生境的生物多样性、植被覆盖率、蓄水功能、防风固沙能力等。类比标准须根据评价内容和要求科学地选取。
(4)科学研究已判定的生态效应。通过当地或相似条件下科学研究已判定的保障生态安全的绿化率要求、污染物在生物体内的最高允许量、特别敏感生物的环境质量要求等，均可作为评价的标准或参考标准应用。
本书的评价标准主要根据 《河南省生态环境综合评价》专题研究成果和参考其他有关研究者的成果制定。
4.3.2 生态环境评价的主要方法介绍
在生态环境评价工作中，评价方法是生态环境评价必不可少的手段。国内外目前应用的生态环境评价方法，主要有如下几种:
(1)类比分析法: 是一种常用的定性和半定量的方法，一般有生态环境整体类比、生态因子类比和生态环境问题类比等。类比分析常用于生态环境影响评价。该方法根据已有的开发建设活动对生态环境的影响，来分析或预测进行的开发建设活动可能产生的生态环境影响。选择好类比对象，是进行类比分析或预测评价的基础，也是该方法成败的关键。
(2)列表清单法: 是利特尔等人于 1971 年提出的一种定性的分析方法，是将拟实施的开发建设活动的影响与可能受影响的各种生态环境因子分别列在同一张表格的行与列内，逐点进行分析并以正负符号、数字、其他符号表示影响的性质与强度等，由此分析开发建设活动的生态环境影响。
(3)生态图法: 即图形叠置法，是把两个以上的生态环境信息叠合在一张图上，构成复合图，用以表示生态环境变化的方向和程度，该方法直观、形象、简单明了，不能做精确的定量评价。生态图法主要用于区域环境影响评价，或用于具有区域性影响的特大型建设项目评价中，以及用于土地利用规划和农业开发规划中。
(4)生态系统综合评价法: 生态系统是由多因子 (生物因子和非生物因子)组成的多层次的复杂体系和开放系统，采用定性与定量相结合的方法认识和评价这样的复杂系统，是目前最常见的评价方法，此方法的具体应用是层次分析法 (AHP 法)，它是一种对复杂现象的决策思维过程进行系统化、模型化、数量化的方法，又称多层次权重分析决策法。层次分析法的应用研究很多，姚建 (1998)将层次分析法运用于各种生态环境质量评价中。
(5)指数与综合指数评价法: 在环境影响评价中，指数法是规定采用的评价方法。指数与综合指数法适用于对生态环境质量评价中的单因素评价及多因素综合评价，方法相对比较简单，突出了生态环境质量评价的综合性、层次性、客观性和可比性，是目前较为常用的评价方法之一。但用此方法前必须建立合适的指标体系及评价标准，选取的指标一定要具有可比性。通过评价可将区域生态环境质量进行分级，以便对不同区域、不同时期的生态环境质量进行纵向和横向比较。该方法在实际应用中的缺点是难以赋权与准确定量。
(6)模糊评价法: 在生态环境评价过程中往往存在一些不确定因素，导致评价结果的不确定性，使得评价结果失真，但采用模糊集合理论可提高评价结果的可靠性，所以生态环境评价中又引入了模糊评价方法。该方法的关键是求模糊评判矩阵，其最大特点是用隶属度来刻划生态环境质量分级的界线，可用于生态环境质量的分级，划分生态环境质量的优劣，突出生态环境质量较差的区域，并用为重点区域予以治理。常采用的模糊评价法有模糊综合评价法、模糊聚类评价法等。徐福留 (2001)、姚建 (1998)将模糊聚类和层次分析相结合，分别用于城市环境质量和流域生态环境质量评价。
(7)人工神经网络评价法: 人工神经网络由大量简单的神经元广泛联接而成，依托计算机获得高超的计算能力，并通过模拟人脑思维方式的复杂网络系统，利用已经积累的各种知识取得类似于人的识别和联想能力。因此，利用人工神经网络对已知环境样本进行学习，获得先验知识，学会对新样本的识别和评价。李祚泳等 (1999)、汤丽妮等(2003)开展了人工神经网络 B-P 模型在生态环境评价中的应用。B-P 网络模型应用于环境质量评价，不需要对各评价指标权值大小做出人为规定，在学习过程中会自适应调整，评价结果具有客观性。另外，B-P 网络可以根据不同需要选取随意多个评价参数建立生态环境质量评价模型，此方法具有很强的适应性。
(8)景观生态学方法: 景观格局及其变化是自然的和人为的多种因素相互作用所产生的一定区域生态环境体系的综合反映，景观嵌块的类型、形状、大小、数量和空间组合即是各种干扰因素相互作用的结果，又影响着该区域的生态过程和边缘效应。因此，对某区域景观空间格局的研究，是揭示该区域生态状况及空间变异特征的有效手段。将研究流域不同生态结构划分为景观单元斑块 (patch)，通过定量分析景观空间格局与景观异质性特征指数，从宏观角度给出区域生态环境状况。该方法通过两个方面评价生态环境状况:一是空间结构分析; 二是功能与稳定性分析。这种评价方法可体现生态系统结构与功能匹配一致的基本原理。
(9)其他方法:
1)多因子数量分析法: 生态环境在一定时间、一定范围所发生的变化，是由各生态因子的变化和状态所决定的，因此，可通过测定各生态因子的变化趋势，进行生态因子相关性分析和主分量分析，进而进行生态环境变化的趋势分析。
2)回归分析法: 是研究两个及两个以上变量之间相互关系的一种统计分析方法。回归分析的变量中有一个是因变量，其余是自变量，通过监测或观测数据来寻找自变量和因变量之间的统计关系。
3)系统分析方法: 对于多目标的动态性问题，可采用系统分析法进行评价。
4.3.3 生态环境评价的指标体系
生态环境质量评价是根据选定的指标体系和质量标准，运用恰当的方法评价某区域生态环境质量的优劣及其影响作用关系。如果依据的是系统现状的生态系统信息，为生态环境质量现状评价; 如果应用了生态环境变化的预测信息进行评价，则为生态环境质量的预测评价; 如果目标是评价生态系统质量变化与工程对象的作用影响关系，可以称其为生态环境影响评价。生态环境质量综合评价是一项系统性的研究工作，涉及自然及人文等学科的许多领域，其中生态学、环境科学及资源科学的理论与方法对指导生态环境质量评价具有重要意义。
生态环境恶化的速度和程度，决定于人为活动的干扰强度和生态环境本身脆弱性的大小，而生态环境质量受到诸多环境因素的影响，生态环境的脆弱性是由多种因素相互作用或叠加形成的。在不同的时空尺度上，相同成因所引起的生态脆弱程度是有一定差别的。生态环境评价指标体系选取得合适与否，直接影响到评价结果的准确性和可靠性。在构建某一具体区域的生态环境评价指标体系时，要选取最能反映当地生态环境质量及变化状况的环境因子。
4.3.3.1 选取评价指标的原则
(1)科学性原则: 评价指标的选取应建立在科学准确的基础上，选取能反映评价地区生态环境质量本质特征以及生态环境质量变化状况的指标。同时，为了便于与相邻地区之间的比较，所选取的指标应尽可能统一并量化。
(2)综合性原则: 要全面衡量所考虑的诸多环境因子，指标体系应尽可能全面地反映生态环境各方面的状况进行综合分析和评价。
(3)主导性原则: 制约生态环境质量的因素很多，利用单一因子根本不可能对生态环境质量及变化状况作出科学评价，但若一一概全既不可能又不现实。因此，应选择具有代表性的，能直接反映区域生态环境质量主要特征的主导性指标。例如: 黄土高原地区生态环境质量评价的诸因素中，水土流失是主要制约因素，指标的选取应考虑与水土流失有关的降水量、降雨强度、土壤质地、植被状况、侵蚀模数和耕作方式等指标。
(4)可操作性原则: 指标的选择应尽可能考虑数据的易获性和可采集性。一些指标虽能很好地反映生态环境质量的现状及变化情况，但在生态环境质量评价过程中是根本无法获取的。
因此，在选取指标时应当遵循简洁、方便、有效、实用的原则，即通过相关学科理论的概括，获取对生态环境质量影响较大且易获取的观测资料，并有利于生产及管理等部门掌握和操作，使理论与实践紧密结合。
4.3.3.2 评价指标体系的建立
在借鉴国内外相关学者在生态环境质量评价指标体系建立的基础上，结合研究区实际情况，依据上述选取评价指标的原则，通过对研究区自然环境和人为因素的全面系统的分析研究，对生态环境质量评价的制约性因素或主导性因子的辨识，从中选取最能代表和反映该区域生态环境质量本质特性的具体指标，最终制定了水源区的生态环境综合评价指标体系。结合当地的自然、社会、经济来考虑所评价区域生态环境存在的问题，以及影响生态环境质量的各个要素，并在工作中不断调整与完善已制定的指标体系。此次研究选取了与生态环境质量关系密切的气象、水资源、地形地貌、植被、土壤、人口与土地、灾害和环境污染 8 项一级指标、23 项二级指标 (表 4.13)。
4.3.4 基于层次分析法的生态环境评价
水源区地形复杂，地势自西北向东南倾斜。北有伏牛山主脉老界岭为屏障，最高海拔处2212.5m，东南地势下降，海拔最低处120m，伏牛山主脉老界岭由西向东穿越水源地北部边界。水源区属于农业种植区，经济发展相对落后，人均耕地0.07hm2，低于南阳市人均耕地0.09hm2和河南省平均水平，人地矛盾非常突出。目前区内由于森林植被稀少，质量差，蓄水、固土能力低下，加之不合理的耕作方式，导致生态环境恶化，水土流失十分严重，土壤污染造成耕地肥力下降、湿地及生物多样性锐减、地表水质量及地下水水位下降等生态环境问题。该区域作为南水北调中线水源区，其生态地位备受重视，对该区的生态环境现状作出综合评价，对水源区进行生态环境预警研究，可为水源区生态环境保护提出对策和建议，为确保南水北调中线的水质安全提供科学指导依据。此次研究采用层次分析法进行水源区生态环境综合评价。
表4.13 南水北调水源区生态环境综合评价指标体系
4.3.4.1 层次分析法
层次分析法 (AHP 法)是美国著名的运筹学专家匹兹堡大学教授 T.L.Saaty 于 20 世纪 70 年代提出的，其基本思想是根据问题的性质和要求达到的总目标，把问题层次化，建立起一个有序的递阶系统，然后对系统中各相关问题进行两两比较评判。通过这种比较评判结果的综合计算处理，把系统分析归结为最低层相对于最高层的相对重要性权数的确定或相对优劣次序的排序问题。层次分析法在国内外相关研究中已普遍应用于复杂系统的分析与决策。技术手段比较成熟，从而保证了研究方法的合理有效性。
利用层次分析法进行水源区生态环境综合评价，首先要建立生态环境因子的层次分析模型。其基本原理是: 将评价系统的有关方案的各种要素分解成若干层次，并以同一层次的各种要素按照上一层要素为准则，进行两两判断比较并计算出各要素的权重，根据综合权重按最大权重原则确定最优方案。层次分析法大体分为 5 个步骤，即: ①建立层次结构模型; ②构造判断矩阵; ③层次单排序及其一致性检验; ④层次总排序; ⑤层次总排序的一致性检验。对上述步骤的具体说明将在下面的生态环境评价中进行解释。
4.3.4.2 生态环境评价层次结构模型的建立
结合研究区实际生态环境现状，此次选取了对该区生态环境影响较明显的因子 (表4.13)，将水源区生态环境指标体系分为 3 层 (图 4.8)。
4.3.4.3 构造判断矩阵
作任何系统分析都要有一定的信息，而层次分析的信息主要是人们对于每一层次中各因素相对重要性作出判断，这些判断通过引入合适的标度进行定量化，就形成了判断矩阵。判断矩阵表示上一层次的某一因素与本层次有关因素之间相对重要性的比较。在水源区生态环境综合评价中，A 为目标层，表示解决问题的目的，即层次要达到的总目标。B为中间层，表示采取某种方案来实现预定总目标所涉及的中间环节，为最高层涉及的主要基本要素，设B={B1，B2，B3，B4，B5，B6，B7，B8}，其中B1为气候条件，B2为水资源条件，B3为地形地貌条件，B4为植被条件，B5为土壤状况，B6为人口与土地，B7为灾害，B8为环境污染;C为最低层，表示实现评价的具体指标因子，C={C1，C2，C3，C4，C5，C6，C7，C8，C9，C10，C11，C12，C13，C14，C15，C16，C17，C18，C19，C20，C21，C22，C23}。
图4.8 生态环境综合评价层次分析模型
根据构建的层次分析模型，分别构造出A-B、B-C的判断矩阵如表4.14所示。判断矩阵中各元素{Cij}表示在对上层因素Bk有联系的因素中，第i因素与第j因素相比较，对于Bk因素相对的重要程度。为了使判断定量化，一般都引用T.L.Saaty提
出的1～9标度方法，Bij和Cij的取值按提出的1～9标度进行(表4.15)。研究区生态环境评价的判断矩阵的数值是在表4.15的基础上，根据数据资料、研究者对实际情况的了解、咨询专家意见，采用德尔斐法两两比较打分给出的。
表4.14 A-B-C判断矩阵
表4.15 判断矩阵取值及其含义
A.层次单排序及一致性检验
根据某层次的某些因素对上一层某因素的判断矩阵，计算出该判断矩阵的最大特征值及特征向量，即可计算出某层次因素相对于上一层中某一因素的相对重要性数值，这些排序计算称为层次单排序。判断矩阵最大特征值及其对应的特征向量可用方根法求出，计算步骤如下:
1)计算判断矩阵A每一行元素的乘积Mi
河南省土地资源生态安全理论、方法与实践
2)计算Mi的n次方根Wi
河南省土地资源生态安全理论、方法与实践
3)对向量W=(W1，W2，…，Wn)T正规化，即
河南省土地资源生态安全理论、方法与实践
则W=(W1，W2，…，Wn)T即为所求的特征向量。
4)计算判断矩阵的最大特征根λmax
河南省土地资源生态安全理论、方法与实践
式中:(AW)i表示向量AW的i个元素。
由于客观事物的复杂性或对事物认识的片面性，要判定根据所构造的判断矩阵求出的特征向量(权值)是否合理，需要对判断矩阵进行一致性和随机性检验，公式为:
CR=CI/RI
CI为判断矩阵一致性指标，由下式计算得出:
河南省土地资源生态安全理论、方法与实践
式中:λmax为最大特征根;n为判断矩阵阶数。
对于不同的判断矩阵，其CI值不同，一般来说阶数n越大，CI值就越大，为了度量不同阶判断矩阵是否具有满意的一致性，还需引入判断矩阵的平均随机一致性指标RI值。RI值是用随机的方法分别对n为1～9阶各构造500个样本矩阵，计算其一致性指标CI值，然后平均即得RI。RI值可根据表4.16选取。
表4.16 层次分析法的平均随机一致性指标值
对于1，2阶判断矩阵，判断矩阵总是具有完全一致性。当阶数大于2时，判断矩阵的一致性指标CI与同阶平均随机一致性指标RI之比，即随机一致性比率CR小于0.10时，认为判断矩阵具有满意的一致性，说明权数分配是合理的;否则，需要调整判断矩阵，直到取得满意的一致性为止。
根据上面的计算方法和检验方法对所构建的A-B、B1-C、B2-C、B3-C、B4-C、B5-C、B6-C、B7-C、B8-C数值判断矩阵进行各层次单排序计算及一致性检验，结果如表4.17至表4.25所示。
B.层次总排序及一致性检验
层次总排序是利用同一层次中所有层次单排序的结果，以及上层次所有元素的权重，来计算针对总目标而言本层次所有因素权重值的过程。即各项指标相对于总目标层的权重=各指标相对于基准层的权重×基准层相对于目标层的权重。
表4.17 A-B数值判断矩阵(各基本要素相对于生态环境的相对重要性排序权重值)
λmax=8.392，RI=1.41，CI=0.056，CR=CI/RI=0.04<0.1，满足一致性。
表4.18 B1-C数值判断矩阵(各评价指标相对于气象因素的相对重要性排序权重值)
λmax=3.004，RI=0.58，CI=0.0018，CR=CI/RI=0.003<0.1，满足一致性。
表4.19 B2-C数值判断矩阵(各评价指标相对于水资源因素的相对重要性排序权重值)
λmax=3.000，RI=0.58，CI=0.000，CR=CI/RI=0.000<0.1，满足一致性。
表4.20 B3-C数值判断矩阵(各评价指标相对于地貌因素的相对重要性排序权重值)
λmax=2，为二阶矩阵，满足绝对一致性。
表4.21 B4-C数值判断矩阵(各评价指标相对于植被因素的相对重要性排序权重值)
λmax=2，为二阶矩阵，满足绝对一致性。
表4.22 B5-C数值判断矩阵(各评价指标相对于土壤因素的相对重要性排序权重值)
λmax=2，为二阶矩阵，满足绝对一致性。
表4.23 B6-C数值判断矩阵(各评价指标相对于人口与土地因素的相对重要性排序权重值)
λmax=3.018，RI=0.58，CI=0.009，CR=CI/RI=0.016<0.1，满足一致性。
表4.24 B7-C数值判断矩阵(各评价指标相对于灾害因素的相对重要性排序权重值)
λmax=5.004，RI=1.12，CI=0.001，CR=CI/RI=0.001<0.1，满足一致性。
表4.25 B8-C数值判断矩阵(各评价指标相对于环境污染因素的相对重要性排序权重值)
λmax=3.065，RI=0.58，CI=0.032，CR=CI/RI=0.056<0.1，满足一致性。
层次总排序一致性比率为: ，当CR<0.10时，认为层次总排序结果具有满意的一致性，否则需要重新调整判断矩阵的元素取值。
根据上述方法，对研究区生态环境评价的各级评价要素相对重要性进行总排序和一致性检(表4.26，图4.9)。
河南省土地资源生态安全理论、方法与实践
表4.26 生态环境评价各因子相对重要性总排序
图4.9 生态环境评价各因子相对重要性柱状图
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CR=CI/RI=0.0034/0.5362=0.006<0.1，满足一致性。
4.3.5 生态环境质量评价结果分析
4.3.5.1 生态因子取值标准
为了评价研究区生态环境质量情况，需要对生态环境各影响因子进行评估分级，给出各环境影响因素的评分值，再分别乘其权重值加权求和取得总分值，按总分值来确定生态环境的等级。
评价指标确定以后，收集各指标的现状数据，这些具有不同计量单位的数据无法直接用来进行评价。因为各数据之间的量纲不统一，所以没有可比性。即使对于同一个参数，尽管可以根据实测数值的大小来判断它们对环境影响的程度，但也因缺少一个可作比较的环境标准而无法较确切地反映其对环境的影响。为此，必须对参评因子进行量化处理，用标准化方法来解决参数间不可比性的难题。量化处理的方法多种多样，比较简明实用的做法是将其量化分级，从低到高分若干级，以反映环境状况从劣到优的变化，只有这样，才能最终进行比较。分级赋值可采用:
A.极差标准化方法
生态因子的标准化量化公式为:赋值=(Xi-Xmin)/(Xmax-Xmin)×10，式中，Xi为实测值;Xmax为实测最大值;Xmin为实测最小值。
如果某因子的量化分级值的环境质量的概念含义与上式的表征相反(如土壤侵蚀量为越大环境质量越差)，则该参评因子的标准化量化公式为:
赋值=10-(Xi-Xmin)/(Xmax-Xmin)×10，式中，Xi为实测值，Xmax为实测最大值，Xmin为实测最小值。
B.专家分级法标准化方法
该方法主要是采用专家意见，按照专家经验对指标因子直接赋值分级。
本书采用专家分级法标准化进行赋值。将收集到的这些不同量纲的指标原始数据进行归一化处理，以消除原始数据量纲不同所造成的影响。结合研究区实际情况并参考一系列生态环境评价方面的等级标准，给出各具体评价因子的评价标准，各指标基本采用1～10取值。各生态因子取值标准见表4.27。
4.3.5.2 水源区生态质量综合评价结果
对水源区生态环境质量进行定量评价，需要给出表征生态环境质量状况的具体标准，通过参考和学习相关学者专家对生态环境评价的等级标准，采用1～10分的分值对生态环境质量进行分级:具体划分为Ⅰ—Ⅴ5个等级，并给出了每个等级的分值范围，各等级的指标特性见表4.28。
调查和收集研究区统计资料取得各指标的实际值，按照各生态因子的取值标准得到其分值后，采用综合指数模型计算出其总分值。具体是通过 公式算出其最终得分值(表4.29)。其中Pi为各生态因子的分值;Wi为各生态因子的权重。分值越大表明其生态环境就越好，分值愈少其生态环境就愈差。
表4.27 生态因子取值标准
表4.28 生态环境质量综合判别指标特性
表4.29 水源区各生态因子的综合评分
续表
由此，可计算出该区各生态因子的最终评分值为 5.2085 分，结果表明，水源区生态环境质量处于一般的状况。目前该区的生态环境已经受到一定程度的破坏，生态系统结构有变化，但尚可维持基本功能，受干扰后易恶化，生态问题显现。对水源区生态环境综合研究表明，人类活动是导致该区生态环境恶化的主要原因，南水北调中线工程的实施，将导致该区耕地的大量淹没和大量的移民需要安置，人地矛盾更加尖锐，人口的自然增长造成人口密度的持续增加，近期内该区的生态环境仍然表现为继续恶化的趋势; 该区还表现为农药化肥施用量过大，面源污染严重; 水土流失还没有得到有效的控制，流失面积继续扩大; 水源区矿种类型多，且多数是中小型矿，储量较大的大理石和钒矿开采方式为露天开采，压占了土地、堵塞了河道、破坏了地貌景观，导致了地质灾害的不断发生。如果继续对资源无限制地开发利用，生态环境的相对平衡将被打破，生态环境承载力将会大大降低。
为确保丹江口水源区长期稳定达到南水北调中线工程水源地水质的要求，为实现水源区 “可持续发展能力不断增强，生态环境得到改善，资源利用效率显著提高，人与自然和谐相处，推动整个社会走上生产发展，生活富裕，生态良好的文明发展道路”，需要加强该区的生态环境建设，做好退耕还林还草的建设; 增加和改善森林植被，增强森林的保水蓄水功能; 减少土壤侵蚀，营建以水源涵养林、水土保持林为重点的多林种、多功能的防护林体系，从根本上治理水土流失，改善水源地的生态环境; 合理使用农药、化肥，发展有机农业和生态农业; 遏止人为活动造成的水土流失，重点治理丹江口库区周边以及浅山丘陵区和水土流失较重区域，搞好小流域治理。治理整顿矿业秩序，减少地质灾害的发生，控制和逐步改良该区的生态环境状况。
城市生态发展评价指标
1.评价指标与权重的选取
选取城市土地负荷、城市绿化与休闲用地情况，交通、基础设施（水、煤、气）、污染与控制情况和社会经济情况计6项Ⅰ级指标与20项Ⅱ级指标组成评价指标体系。将各指标值用国家相应标准进行初值化，再乘以用层次分析法求得的权值得出各指标分值。各指标分值相加得出的数值即为该市环境质量综合评价值。综合评价值为百分制，分值愈高，城市生态环境质量愈好，共分为优（100～80分）、良（79～60分）、中（59～40分）、差（39～20分）、劣（19～0分）五级。表12.2.1给出了评价指标体系、评价标准、各指标权值。表12.2.2和表12.2.3分别给出了我省18个省辖市和20个县级市1997年度生态环境基本状况和综合评分值。
城市基本为人工生态系统组合，其评价标准应与农村、山区半自然自然景观有所不同。国内建设与环境部门均有较成熟的城市环境质量评价体系。因资料获取问题，本次评价选择统计年鉴上可查取的数据组成指标体系。
2.河南省城市生态环境质量分析
（1）城市环境等级分析
河南省现设市38个，其中人口在50万以上的大城市6座，省会郑州市建成区人口约170余万。截至1997年底，全省城市人口1660万人，其中建成区人口约1000万，建成区面积约960 km2。以本次评价结果看，城市生态环境属优良级的仅濮阳、登封2市，占5.3%；属中等的有15个，占29.5%；属差、劣的达21个，占55.2%。
表12.2.1 城市生态环境质量评价计算表（开封市）
表12.2.2 河南省城市生态环境质量基本情况表（1997年）
续表
表12.2.3 河南省城市生态环境评价结果表（1997年度）
（2）城市土地负荷分析
1997年度全省人均建设用地约96 m2，略高于全国水平，达Ⅲ级标准。值得注意的是有16个市人均建设用地超过120 m2的高标准，但并非是绿地面积大等良性生态原因，而是反映了用地规划的不合理和土地资源的浪费。人均居住面积仅濮阳、南阳、郑州、济源、安阳、林州、沁阳、禹州、永城、荥阳、邓州11市达8 m2的国家2000年目标，其余市皆尚有距离。
（3）城市绿化与休闲用地分析
1999年城市建成区绿化覆盖率27.21%，绿地率约6%，人均绿地约6 m2，均远低于国家园林城市标准。仅濮阳市建成区绿化覆盖率达国家园林城市标准（≥35%）；南阳、商丘、三门峡、登封、林州、辉县6市人均公共绿地面积达国家标准（≥6 m2）。
（4）交通情况质量分析
全省道路面积比6%，人均道路面积6.21 m2，均低于国家标准（道路面积比8%～15%，人均≥15 m2），仅少数县级市（济源、登封、林州、汝州、新郑、永城、灵宝、辉县）稍好。万人公交车辆6.07标台，低于先进城市水平。
（5）水、气基础设施质量分析
1999年已建成城市供水能力9010000 m3，自来水普及率多大于90%，仅孟州（46.3%）、义马（73%）、永城（44.8%）等数市较差。人均日生活用水量有濮阳、郑州、信阳、洛阳、平顶山、舞钢6市达210 L/人，达国家目标；余者皆低于此数。城市燃气普及率达68.74%，以濮阳、郑州、安阳、平顶山、长葛、洛阳数市较高，余者皆较低。全省集中供热面积已达32223900 m2。
（6）城市环境污染质量分析
在社会经济情况方面，人均GDP较高的城市为郑州、洛阳、南阳、濮阳等，与生态环境状况有一定程度相关性。医生数除郑州、洛阳、新乡三市外，均未达万人20个的标准。郑州市高达万人48个医生，相当数量的县级市低于万人5个医生。
生态环境质量排行榜
一、生态环境综合评价的指标体系
1.选取指标的原则
在进行生态环境评价时，指标体系选取的合适与否将会直接影响到评价结果的准确性和可靠性。因此在选取评价指标时，应遵循以下原则:
1)科学性原则:指标体系的设计必须建立在科学准确的基础上，能够客观地反映半岛地区自然资源、经济、社会现状以及相互之间的协调发展关系，并且能够凸现半岛地区生态环境特征以及生态环境质量变化状况。
2)可操作性原则:设置的指标意义要明确，数据易于获取，易于定量计算、比较和分析;评价指标体系实践意义要明确，以保证评价工作顺利进行并有足够的评价可行度;选取指标要简洁、方便、有效、实用，即通过相关学科理论概括，获取对生态环境影响较大且易于获取的观测数据，并有利于生产及管理部门掌握和操作，使理论与实践紧密结合。
3)主导因素原则:影响生态环境质量的因素很多，利用单一因子根本不可能对生态环境质量及变化状况做出科学合理的评价，若一一概括既不可能又不现实，应选择具有代表性、能直接反映区域生态环境质量主要特征的主导性指标。
2.评价指标体系的建立
根据上述评价指标选取的原则，结合山东半岛实际情况，共选取14项具体指标建立生态环境综合评价指标体系(图9－1)。
图9－1 生态环境指标体系
二、生态环境模糊综合评判
1.生态环境模糊综合评判指标体系及分级标准
根据14个评价指标，将评判等级分为4个等级，即环境质量等级集{优(Ⅰ)、良(Ⅱ)、一般(Ⅲ)、差(Ⅳ)}。分级标准见表9－4。
表9－4 生态环境评价指标分级标准
续表
2.生态环境模糊综合评判隶属度的确定
用模糊评判方法来评价生态环境质量的关键是隶属度函数，即用隶属度函数来确定每一个评价指标对生态环境质量等级的隶属程度。本节采用线性关系确定评价指标的隶属函数。对定量评价指标，可分为正指标和逆指标两类。
3.分区评价
根据上述指标体系，以县级行政区域为评价单位，从山东半岛城市群各个市的统计年鉴上提取指标数据，具体计算方法如下:
1)提取出所有评价单元数据。
2)利用C++对隶属度函数进行编程，计算出隶属度函数的值，确定模糊矩阵。
3)利用matlab计算软件对模糊矩阵和权重矩阵进行计算。
4)得出单个单元的评价结果，根据最大隶属度原则确定评价等级。
由以上评价结果作出山东半岛城市群生态环境质量分区评价图及综合评价图(图9－2，图9－3)，再按照各个市区的面积，由最大隶属度原则得出综合评价结果如下:
Ⅰ类区:威海。
Ⅱ类区:日照。
Ⅲ类区:济南、青岛、烟台。
Ⅳ类区:东营、淄博、潍坊。
