CN106372807A

CN106372807A - 一种基于县域的资源环境承载力评价方法

Info

Publication number: CN106372807A
Application number: CN201610825489.5A
Authority: CN
Inventors: 张云; 李国明; 唐翼德; 刘江; 王蕾; 李亮; 曹伟超; 陈丹蕾; 唐艳; 应国伟
Original assignee: Sixth Topographic Survey Team Of State Bureau Of Surveying And Mapping
Current assignee: Sixth Topographic Survey Team Of State Bureau Of Surveying And Mapping
Priority date: 2016-09-14
Filing date: 2016-09-14
Publication date: 2017-02-01

Abstract

本发明涉及基于县域的资源环境承载力评价方法，所述方法包括步骤：确定评价指标；根据每个评价指标的分级标准，确定每个评价指标的指标评价阈值；利用公式求取多指标综合评价值；根据预设的多指标综合评价值分级标准，确定县域资源环境承载力的预警等级。本发明实施例提供的方法，从多个方面分别进行了单项指标评价，再综合考虑多个指标进行综合评价，具有更高的准确度及可靠性，为制定经济和社会发展计划起到了更好的指导性作用。

Description

一种基于县域的资源环境承载力评价方法

技术领域

本发明涉及生态资源评价技术领域，特别涉及一种基于县域的资源环境承载力评价方法。

背景技术

目前，高速的城市化与产业化使得资源的有限性和环境的脆弱性愈发凸显，如何面对资源紧缺、环境污染严重、生态系统退化的发展现状，在区域发展中严格按照资源环境的容量，实现人口资源环境相均衡、经济社会生态效益相统一的科学发展，是大家一直努力的目标。

对资源环境承载力进行研究，给出资源环境承载力评价或预警，可以指导工作者更好地解决生态问题和社会经济问题。但是目前对于环境承载力的研究大多比较单一，都是集中在土地、水、城市规模这几方面的研究，缺乏对于资源环境综合承载力的研究。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于县域的资源环境承载力评价方法，相比于现有技术，具有更好的可靠性。

为了实现上述发明目的，本发明实施例提供了以下技术方案：

一种基于县域的资源环境承载力评价方法，包括以下步骤：

确定评价指标，所述评价指标包括人均可利用土地资源、人均可利用水资源、环境容量、自然灾害影响、林草地覆盖率、交通网络密度、人口聚集度、经济发展水平；

根据每个评价指标的分级标准，确定每个评价指标的指标评价阈值；

利用公式求取多指标综合评价值，式中，F为多指标综合评价值，f_k为第k项评价指标的指标评价阈值，λ_k为第k项评价指标的权重值，m＝8，k＝{1,2,3,4,5,6,7,8}；

根据预设的多指标综合评价值分级标准，确定县域资源环境承载力的预警等级。

本发明实施例提供的方法，从多个方面分别进行了单项指标评价，特别是环境容量指标的考虑，再综合考虑多个指标进行综合评价，具有更高的准确度及可靠性，为制定经济和社会发展计划起到了更好的指导性作用。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1本发明较佳实施例提供的基于县域的资源环境承载力评价方法的流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

图1为本实施例提供的基于县域的资源环境承载力评价方法的流程图，请参阅图1，所述方法包括以下步骤：

步骤S101，确定评价指标。

用于评价资源环境承载力的指标越多，得到的评价结果越准确，为了提高资源环境承载力评价结果的精度，本实施例中，主要从资源、环境、生态和社会经济四个方面选取评价指标，所述评价指标包括人均可利用土地资源、人均可利用水资源、环境容量、自然灾害影响、林草地覆盖率、交通网络密度、人口聚集度、经济发展水平。

步骤S102，每个评价指标对应有一个分级标准，根据每个评价指标的分级标准，确定每个评价指标的等级。

本实施例中，具体地，

1)可利用土地资源

可利用土地资源是指可被作为人口集聚、产业布局和城镇发展的后备适宜建设用地，由后备适宜建设用地的数量、质量和集中规模三个要素构成，具体通过人均可利用土地资源或可利用土地资源总量来反映，用以评价一个地区剩余或潜在可利用土地资源对未来人口集聚、工业化和城镇化发展的承载能力，对地区经济建设是否具有发展后劲、发展具有重要的影响。

本实施例中，[可利用土地资源]＝[适宜建设用地面积]－[已有建设用地面积]－[基本农田面积]，其中，

[适宜建设用地面积]＝([地形坡度]∩[海拔高度])－[水域湿地中液态水面的面积]－[林草地面积]－[沙漠戈壁面积]，其中，[地形坡度]∩[海拔高度]的选算条件为：以各省(区、市)国家级的选算条件为基础，可结合本地区地形高程、坡度分级标准进行适当调整。本实施例中，结合待评价县域的地形地势特征，按海拔高度低于2000m、对应地形坡度取值小于15度；海拔高度在2000-3000m之间、对应地形坡度取值小于8度；海拔高度在3000m以上、对应地形坡度值小于3度的条件用于计算适宜建设用地面积。

地理省情监测地表覆盖要素水域湿地中液态水面是指河渠、湖泊、库塘、海面等的水面部分；林草地面积为林地面积与草地面积之和；沙漠戈壁面积用地理省情监测地表覆盖要素荒漠与裸露地表的面积计算。上述这些数据都可以通过地理省情监测获取。

本步骤中采用上述方式进行适宜建设用地面积计算，分析细致，考虑方面较全，可进一步提高评价结果的准确度。

已有建设用地面积是指已用于建设使用的土地面积，基本农田是指耕地面积，这些数据可直接采用专业部门的统计数据。

[人均可利用土地资源]＝[可利用土地资源]/[常住人口]

计算得出人均可利用土地资源A后，根据人均可利用土地资源的分级标准，确定人均可利用土地资源的等级，本实施例中，人均可利用土地资源的分级标准采用《省级主体功能区划分规程》中国家级可利用土地资源分级标准，如表1所示：

表1

2)可利用水资源

可利用水资源由本地及入境水资源的数量、可开发利用率、已开发利用量三个要素构成，人均可利用水资源可以评价一个地区剩余或潜在可利用水资源对未来社会经济发展的支撑能力。本实施例中，可利用水资源按照下式计算：

[可利用水资源]＝[本地可开发利用水资源量]－[已开发利用水资源量]+[可开发利用入境水资源量]，其中，

本地可开发利用水资源量按照下式计算：

[本地可开发利用水资源量]＝[地表水可利用量]+[地下水可利用量]

地表水可利用量是指在可预见的时期内，在统筹考虑河道内生态环境和其他用水的基础上，通过经济合理、技术可行的措施，可供河道外生活、生产、生态用水的一次性最大水量(不包括回归水的重复利用)。

地表水可利用量按照下式计算：

[地表水可利用量]＝[多年平均地表水资源量]－[河道生态需水量]－[不可控制洪水量]

采集待评价区域最近多年(可以是10年)的年平均水资源量，按照水资源评价技术大纲，计算河道生态需水量和不可控制洪水量，最后得出地表水可利用量。地表水可利用量可直接采用专业部门的统计数据。

地下水可利用量是在一定经济、技术条件下可以开采利用的地下水量，地下水可利用量按照下式计算：

[地下水可利用量]＝[地下水资源量]－[地下水系统生态需水量]－[无法利用的地下水量]

采集待评价区域近十多年的年平均地下水资源与地表水资源不重复量，根据各水文地质单元的水文特征，计算地下水系统生态需水量和无法利用的地下水量，最后得出地下水可利用量。地下水可利用量可直接采用专业部门的统计数据。

已开发利用水资源量按照下式计算：

[已开发利用水资源量]＝[农业用水量]+[工业用水量]+[生活用水量]+[生态用水量]

采集待评价区域农业、工业、生活与生态四大类用户用水量，计算已开发利用水资源量。农业用水包括农田灌溉和林牧渔业用水；工业用水按新水取用量计，不包括企业内部的重复利用水量；生活用水包括城镇生活用水和农村生活用水；生态用水仅包括人为措施供给的城镇环境用水和部分河湖、湿地补水，而不包括降水、径流自然满足的水量。已开发利用水资源量可直接采用专业部门的统计数据。

水资源开发利用是指以水资源开发利用不引起环境恶化为前提,一个地区可以开发利用的潜在水资源量。传统方法资源环境承载力分析中，对于水资源指标，通常地，仅会考虑可开发利用水资源量及已开发利用水资源，而本步骤中，同时还涉及了入境可开发利用水资源，相比于传统方法，本发明方法分析更细致，考虑更全面，其目的就是为了进一步提高资源环境承载力分析的准确性。

本实施例中，入境可开发利用水资源按照下式计算：

[入境可开发利用水资源]＝[现状入境水资源量]×3％。

采集计算区域河流上游临近水文站近十年实测的平均年流量数据作为多年平均入境水资源量。上述计算过程和结果数据可直接采用专业部门的统计数据。

人均可利用水资源按照下式计算：

[人均可利用水资源]＝[可利用水资源]/[常住人口]

根据上式计算得到的人均可利用水资源W，根据人均可利用水资源的分级标准，确定人均可利用水资源的等级，本实施例中，人均可利用水资源的分级标准采用《省级主体功能区划分规程》中国家级人均水资源分级标准，如表2所示：

表2

等级	人均水资源(m³)	分值
			丰富	1000＜W	4
较丰富	500＜W≤1000	3
			中等	200＜W≤500	2
较缺乏	0＜W≤200	1
			缺乏	W≤0	0

3)环境容量

环境容量由大气环境容量承载指数、水环境容量承载指数和综合环境容量承载指数三个要素构成，通过大气和水环境对典型污染物的容纳能力来反映，可以评价一个地区在生态环境不受危害前提下可容纳污染物的能力。

环境容量按照下式计算：

[环境容量]＝MAX{[SO2的环境容量承载力指数]，[COD的环境容量承载力指数]}，其中，

(SO2或COD)的环境容量承载力指数按照下式计算，

其中，P为环境容量，G为排放量，

SO2的环境容量按照下式计算；

R_{{SO}_{2}} = A \times (C_{k i} - C_{0}) \times \frac{S_{i}}{\sqrt{S}}

—SO2的环境容量。

A—地理区域总量控制系数，A值为2.94km²×10⁴/a(km²/a，每年1km²)。

C_ki—国家或者地方关于大气环境质量标准中所规定的和第i功能区类别一致的相应的年平均浓度，单位为mg/m³。

C₀—背景浓度，单位为mg/m³；在有清洁监测点的区域，以该点的监测数据为背景浓度C₀，在无条件的区域，背景浓度可以设定为0。

S_i—第i功能区面积，单位为km²。

S—总量控制总面积，单位km²。总量控制总面积为待评价单元的建成区面积。

COD的环境容量按照下式计算：

R_COD＝Q_iC_i+KC_iQ_i

R_COD—COD的环境容量。

Ci—第i功能区的目标浓度；在重要的水源涵养区，采用地表水一级标准，为15mg/L；在一般地区采用地表水三级标准，为20mg/L。

Qi—第i功能区的可利用地表水资源量。

K为污染物综合降解系数，取值为0.20(1/d)。

根据环境容量的分级标准，确定环境容量的等级，本实施例中，环境容量的分级标准采用《省级主体功能区划分规程》中国家级人均水资源分级标准，如表3所示：

表3

等级	无超载	轻度超载	中度超载	重度超载	极超载
						程度	a≤0	0<a<1	1<a<2	2<a<3	a>3
分值	4	3	2	1	0

本实施例中，不仅分析了环境容量指标，而且从SO2、COD两个因素分析环境容量，使得资源环境承载力分析更全面，综合分析更可靠，另外，通过上述方式进行环境容量分析，分析结果准确度高，分析过程简单。

4)自然灾害

自然灾害是指给人类生存带来危害或损害人类生活环境的自然现象，包括干旱、洪涝、台风、冰雹、暴雪、沙尘暴等气象灾害，火山、地震灾害，山体崩塌、滑坡、泥石流等地质灾害，风暴潮、海啸等海洋灾害，森林草原火灾和重大生物灾害等。通过对上述自然灾害进行危险性评价，可以评估特定区域自然灾害发生的可能性和灾害损失的严重性，进而更加全面系统地掌握灾情，为部署和实施防灾减灾工作提供可靠依据和保障。指标的选取尽可能全面地考虑控制和影响区域自然灾害发生的基本因素，同时尽量使各个因素之间相互独立。本实施例中，自然灾害指标选取为：洪涝灾害、干旱灾害以及地质灾害。

危险性评价指标采用如下公式进行计算：其中，H为危险性指数，X_j为各因素指标的归一化值，W_j为个因素指标的权重系数。

由于各评价指标中存在不同的量纲，且属性值的变化范围也相差较大，因此需要对评价指标数据进行标准化处理，处理公式为：其中，H’为危险度的归一化值，H_max是最大危险性指数值，H_min为最小危险性指数值。

利用层次分析法，对坡度、土地利用类型和标准化降水蒸散指数(SPEI)进行权重分析，并根据历史灾情数据调整加权计算得到每个栅格单元的危险值，对危险值域进行归一化处理，并从低到高划分5个等级，等级越高，所对应的栅格单元干旱危险性就越低。如表4所示。

表4

干旱灾害危害程度	干旱灾害影响等级
		特旱	0
重旱	1
		中旱	2
轻旱	3
		无旱	4

利用层次分析法，对坡度、相对高差、土地利用类型、河网密度、年均降雨量、降水变率、最大暴雨日数进行权重分析，并根据历史灾情数据调整加权计算得到每个栅格单元的危险值，对危险值域进行归一化处理，并从低到高划分5个等级，等级越高，所对应的栅格单元洪水危险性就越低。如表5所示。

表5

洪水灾害危险程度	洪水灾害影响等级
		严重	1
较严重	2
		中等	3
较轻	4

利用层次分析法，对坡度、相对高差和底层岩性、年均降雨量、地震动峰值加速度进行权重分析，并根据历史灾情数据调整加权计算得到每个栅格单元的危险值，对危险值域进行归一化处理，并从低到高划分5个等级，等级越高，所对应的栅格单元干旱危险性就越低。如表6所示。

表6

地质灾害危害程度	地质灾害影响等级
		极其严重	0
严重	1
		较严重	2
中等	3
		较轻	4

[自然灾害影响]＝MAX{洪水灾害影响，地质灾害影响，干旱灾害影响}

将上述计算得到的3种自然灾害危险性评价分级结果叠加，当一个评价单元中只受一种自然灾害影响时，以此灾害危险性等级作为此评价单元的灾害危险性等级；当一个评价单元受到多种自然灾害影响时，选择对其影响最大的自然灾害危险性等级作为评价结果，最后按照《省级主体功能区划分规程》对自然灾害影响进行分级，并赋分值，如表7所示。

表7

5)林草覆盖率是指县域内林地与草地的面积之和占县域国土面积的比例，计算公式如下：

林草地覆盖率(B)＝林草地面积之和/县域国土面积×100％

计算结果按《省级主体功能区划分规程》中的林草地覆盖率分级标准进行分级，如表8所示。

表8

等级	低度覆盖	轻度覆盖	中度覆盖	重度覆盖	高度覆盖
						覆盖率	B≤20％	20％＜B≤45％	45％＜B≤60％	60％＜B≤75％	75％＜B
分值	0	1	2	3	4

6)人口集聚度由人口密度和人口流动强度两个要素构成，通过采用县域人口密度和吸纳流动人口的规模来反映，它是评估一个地区现有人口集聚状态的集成性指标项。B≤20％≤20％

人口聚集度按照下式计算：人口聚集度＝人口密度×人口增长率

其中，人口密度＝总人口/土地面积，单位人/平方公里。人口增长率分为5个等级，具体见表9。人口增长率可以根据近五年的人口数据测算。

表9

将计算结果，按照中国人口集聚度分类标准中均值地区进行分级，如表10所示。

表10

等级	高度密集区	中度密集区	低度密集区	稀疏区	无人区
						密度	300≤A	200＜A≤300	120＜A≤200	5＜A≤120	≤5
分值	0	1	2	3	4

7)经济发展水平反映一个地区经济发展现状和增长活力的综合性指标，它是由地区生产总值和人均地区生产总值增长率两个要素构成，通过县域地区生产总值增长率和人均地区生产总值规模来反映。

经济发展水平按照下式计算：经济发展水平(P)＝GDP/总人口×E，E为GDP增长的强度权系数。经济增长强度分级赋值，具体见表11。

表11

具体实现时，可以根据实际情况，人均GDP可用人均总税收收入、人均工商税收、农民人均纯收入、城镇居民可支配收入等其他指标替代，单位为万元/人；经济增长强度可用相应的总税收收入增长强度、工商税收增长强度、农民人均纯收入增长强度、城镇居民可支配收入增长强度等进行替代。根据《市县经济社会发展总体规划技术规范与编制导则》，按照如下等级进行划分。

表12

等级	极落后地区	落后地区	中等地区	极发达地区
					经济发展水平	P≤1	1＜P≤2	2＜P≤4.5	8＜P
分值	0	1	2	4

8)交通网络密度以公路网为评价主体，其网络密度的计算为各县公路通车里程与各县土地面积的绝对比值，计算公式如下：

[交通网络密度R]＝[公路通车里程]/[县域面积]

其中公路通车里程用地理省情监测数据计算，单位为km/km²。计算结果可根据表13所示标准进行分级。

表13

等级	低密度	中低密度	中密度	中高密度	高密度
						密度	R≤0.1	0.1＜R≤0.35	0.35＜R≤0.9	0.9＜R≤1	1＜R
分值	0	1	2	3	4

步骤S103，结合各单指标间的相互影响关系，根据各市县的实际情况，采用专家打分法，设定各单指标要素的权重，权重值总和为1。构建多指标综合评价模型，将各个单项指标评价结果进行叠加处理，形成多指标综合评价结果。同时，为了更明确评价资源环境承载力状况，建立分级评价标准，将多指标综合评价结果划分相应等级，等级越高，说明该区域承载力越高，级别越低，说明该区域承载力越弱。

将各单项指标评价结果进行加权综合。计算公式为：

F = Σ_{k = 1}^{m} λ_{k} \times f_{k}

式中，F为多指标综合评价值，k为上述八项评价指标中的第K项评价指标，f_k为第k项评价指标的指标评价阈值(指标评价阈值即是指本文中各个表中的“分值”)，λ_k为第k项评价指标的权重值，m为单项指标数量，本实施例中m＝8。F值越大，说明待评价区域资源环境承载力越大，发展潜力越大，越适宜进行开发；F值越小，则资源环境承载力越小，发展受限程度越大，越倾向于保护。

单指标的权重值主要采用专家打分法确定，由本领域专家对其打分，例如权重赋值如下表所示。

表14

评价指标	分值
		可利用土地资源	8
可利用水资源	9
		环境容量	9.25
自然灾害影响	7.75
		林草地覆盖率	7.25
交通网络密度	7
		社会经济发展水平	8.5
人口聚集度	8.5

根据多指标综合评价值，将资源环境承载力综合评价结果按照无警报、轻度警报、中度警报、重度警报分级和值域范围的确定，如表15所示。

表15

等级	重级预警	中级预警	轻级预警	无级预警
					综合承载力评价值	0＜F≤1	1＜F≤2	2＜F≤3	3＜F≤4

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种基于县域的资源环境承载力评价方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据每个评价指标的分级标准，确定每个评价指标的指标评价阈值的步骤中，采用以下方式确定环境容量的指标评价阈值：

采用公式计算出SO2的环境容量，式中，为SO2的环境容量，A为地理区域总量控制系数，C_ki为年平均浓度，C₀为背景浓度，S_i为第i功能区面积，S为总量控制总面积；

采用公式R_COD＝Q_iC_i+KC_iQ_i计算出COD的环境容量，式中，R_COD为COD的环境容量，Ci为第i功能区的目标浓度，Qi为第i功能区的可利用地表水资源量，K为污染物综合降解系数；

采用如下公式分别计算SO2、COD的环境容量承载力指数，式中，a为环境容量承载力指数，P为环境容量，G为排放量；

根据SO2的环境容量承载力指数、COD的环境容量承载力指数中数值较大者确定环境容量的指标评价阈值。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据每个评价指标的分级标准，确定每个评价指标的指标评价阈值的步骤中，采用以下方式确定自然灾害影响的指标评价阈值：

采用如下公式分别计算地质灾害、干旱灾害、洪水灾害的危险性指数，其中，H为危险性指数，X_j为第j项因素指标的归一化值，W_j为第j项因素指标的权重系数；

根据地质灾害的危险性指数、干旱灾害的危险性指数、洪水灾害的危险性指数中数值最大者确定自然灾害影响的指标评价阈值。