基于層次分析法的華坪縣地質(zhì)環(huán)境承載力評價

駱延青，趙俊三

(昆明理工大學(xué)國土資源工程學(xué)院，云南昆明 650093)

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基于層次分析法的華坪縣地質(zhì)環(huán)境承載力評價

駱延青，趙俊三*

(昆明理工大學(xué)國土資源工程學(xué)院，云南昆明 650093)

采用層次分析法從地質(zhì)環(huán)境和地質(zhì)災(zāi)害兩個方面建立了華坪縣地質(zhì)環(huán)境承載力的評價指標(biāo)體系，然后采用熵權(quán)法確定各指標(biāo)的權(quán)重值，對華坪縣的地質(zhì)環(huán)境承載力進(jìn)行系統(tǒng)評價，并將地質(zhì)環(huán)境承載力劃分為低等承載能力、中等承載能力和高等承載能力。結(jié)果表明：華坪縣地質(zhì)環(huán)境承載力綜合評價為中等。最后，針對華坪縣地質(zhì)環(huán)境存在的問題，提出了相應(yīng)的建議。

地質(zhì)環(huán)境承載力；地質(zhì)環(huán)境；地質(zhì)災(zāi)害；層次分析法；熵權(quán)法

地質(zhì)環(huán)境是與水圈、大氣圈、生物圈相互作用，并與人類活動緊密相關(guān)的巖石圈的表層空間，它是人類社會可持續(xù)發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)和先決條件[1]。人類活動離不開一定的自然環(huán)境，且與地質(zhì)環(huán)境的關(guān)系尤為密切[2]。華坪縣作為麗江市乃至滇西北的工業(yè)重點(diǎn)縣，不僅是滇川毗鄰地區(qū)經(jīng)濟(jì)合作和對外開放的重要窗口，還是麗江市縣域經(jīng)濟(jì)發(fā)展和生態(tài)產(chǎn)業(yè)基地建設(shè)的排頭兵。華坪縣是云南省地質(zhì)災(zāi)害較為發(fā)育的地區(qū)之一，具有分布廣、類型齊全、不同規(guī)模并存、形成因素交錯復(fù)雜的特征。華坪縣發(fā)生的地質(zhì)災(zāi)害類型有滑坡、崩塌、泥石流、地面塌陷和不穩(wěn)定斜坡5類，全縣以滑坡災(zāi)害最為發(fā)育，其次為泥石流，其余類型的地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育一般。地質(zhì)環(huán)境承載力是指某一時期在維持區(qū)域地質(zhì)環(huán)境系統(tǒng)功能與結(jié)構(gòu)不發(fā)生變化的前提下，地質(zhì)環(huán)境所能提供的對人口及社會經(jīng)濟(jì)活動的最大支撐能力[3]。人類社會活動和地質(zhì)環(huán)境之間有著密切關(guān)系。地質(zhì)環(huán)境承載力可以建立地質(zhì)環(huán)境與人類活動之間的相互關(guān)系。華坪縣的主要地質(zhì)問題包括地質(zhì)災(zāi)害防治和地質(zhì)公園保護(hù)等方面。筆者采用層次分析法與熵權(quán)法對華坪縣的地質(zhì)環(huán)境承載力進(jìn)行評價，以期為該地區(qū)地質(zhì)災(zāi)害防治提供決策依據(jù)。

1　研究區(qū)概況

華坪縣位于川滇經(jīng)向構(gòu)造帶西側(cè)，屬會理—鹽源凹陷的沉積地層。華坪地質(zhì)有晉寧期地槽褶皺，震旦紀(jì)至古生代地臺時海時陸，中生代燕山運(yùn)動坳陷拱裂3個構(gòu)造層，主要地貌為強(qiáng)烈侵蝕切割的中、高山地形，山勢走向呈南北平行并列。由于地球構(gòu)造運(yùn)動所致，全境內(nèi)形成陡而狹窄的河谷，這些峽谷大部分為斷層帶，一些斷層便是導(dǎo)致地震的震源。2地質(zhì)環(huán)境承載力評價

2.1評價指標(biāo)體系的構(gòu)建地質(zhì)環(huán)境承載力評價，主要從評價區(qū)域的地質(zhì)環(huán)境因素和地質(zhì)災(zāi)害因素2個方面進(jìn)行評價。其中，地質(zhì)環(huán)境因素包括地質(zhì)環(huán)境人口承載力、地質(zhì)環(huán)境面積承載力和地質(zhì)環(huán)境經(jīng)濟(jì)承載力3個方面。地質(zhì)環(huán)境人口承載力表示在一定地質(zhì)環(huán)境中單位面積所能容納的人口數(shù)量，地質(zhì)環(huán)境面積承載力表示合理利用地質(zhì)環(huán)境后每投資1萬元所能實(shí)現(xiàn)的建筑物面積，地質(zhì)環(huán)境經(jīng)濟(jì)承載力表示在一定地質(zhì)環(huán)境中單位面積所能產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益。地質(zhì)災(zāi)害因素主要是指該研究區(qū)域的滑坡、泥石流、崩塌和威脅人口等地質(zhì)災(zāi)害情況。根據(jù)華坪縣地質(zhì)環(huán)境相關(guān)調(diào)查情況構(gòu)建華坪縣地質(zhì)環(huán)境承載力評價指標(biāo)體系(圖1)。

2.2評價指標(biāo)權(quán)重的確定華坪縣地質(zhì)環(huán)境承載力評價指標(biāo)權(quán)重的確定方法采用熵權(quán)法。熵最先由申農(nóng)引入信息論，目前已經(jīng)在工程技術(shù)、社會經(jīng)濟(jì)等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用[4-5]。用熵權(quán)法給指標(biāo)賦權(quán)不僅可以避免各評價指標(biāo)權(quán)重的人為因素干擾，使評價結(jié)果更符合實(shí)際，而且通過對各指標(biāo)熵值的計算，可以衡量出指標(biāo)信息量的大小，從而確保所建立的指標(biāo)能反映絕大部分原始信息[6]。熵權(quán)法的基本思路是根據(jù)指標(biāo)變異性的大小確定客觀權(quán)重。一般來說，若某個指標(biāo)的信息熵(Ej)越小，表明指標(biāo)值的變異程度越大，提供的信息量越多，在綜合評價中所能起到的作用也越大，其權(quán)重也就越大；相反，某個指標(biāo)的信息熵(Ej)越大，表明指標(biāo)值的變異程度越小，提供的信息量也越少，在綜合評價中所起到的作用也越小，其權(quán)重也就越小。賦權(quán)步驟如下：

(1)數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化。根據(jù)華坪縣環(huán)境保護(hù)部門提供的地質(zhì)災(zāi)害數(shù)據(jù)，可以得到華坪縣地質(zhì)環(huán)境承載力評價指標(biāo)的實(shí)際值(表1)。

圖1　地質(zhì)環(huán)境承載力評價指標(biāo)體系Fig.1　Evaluation index system of geological environment carrying capacity

鄉(xiāng)鎮(zhèn)VillagesandtownsA1B1人/hm2B2hm2/萬元B3萬元/hm2A2B4個B5個B6個B7個B8個B9人B10萬元中心鎮(zhèn)ZhongxinTown1.517.31.122250718082098.3榮將鎮(zhèn)RongjiangTown0.89.30.8293701319332422.5石龍壩鎮(zhèn)ShilongbaTown1.813.91.120010914082761.2船房鄉(xiāng)ChuanfangVillage3.221.82.6943076881167.4興泉鎮(zhèn)XingquanTown3.918.63.02501039421392.2永興鄉(xiāng)YongxingVillage0.87.90.621110615171931.7通達(dá)鄉(xiāng)TongdaVillage0.55.40.4903057882564.1新莊鄉(xiāng)XinzhuangVillage2.112.71.717311211161886.7

將地質(zhì)環(huán)境承載力評價指標(biāo)實(shí)際值進(jìn)行無量綱化處理。無量綱化又稱數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)格化，它是一種通過簡單的數(shù)學(xué)變換各指標(biāo)來消除指標(biāo)量綱影響的方法。為了使各種不同含義的指標(biāo)統(tǒng)一起來，表征地質(zhì)環(huán)境承載能力，需要將各類指標(biāo)無量綱化，統(tǒng)一化成以百分比為單位的指標(biāo)值。

設(shè)Xi(i= 1，2，3，…，n)為對應(yīng)鄉(xiāng)鎮(zhèn)第i個指標(biāo)的實(shí)際值，Yi為該評價指標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)化值，具體確定過程為：

對于正向指標(biāo)：

Yi=(Xi-minXi)/(maxXi-minXi)

對于負(fù)向指標(biāo)：

Yi=(maxXi-Xi)/(maxXi-minXi)

歸一化后的標(biāo)準(zhǔn)值見表2。

表2　地質(zhì)環(huán)境承載力評價指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)化值

(2)各指標(biāo)信息熵的確定。根據(jù)上述信息熵的定義，可以得出信息熵的計算公式如下：

其中，Yij為各指標(biāo)數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化后的標(biāo)準(zhǔn)值，計算得出華坪縣B1～B10的信息熵分別為0.81、0.87、0.81、0.87、0.88、0.91、0.94、0.91、0.86、0.67。

(3)計算各指標(biāo)的權(quán)重。根據(jù)指標(biāo)權(quán)重的計算公式：

可以得到B1～B10的權(quán)重分別為0.13、0.09、0.13、0.09、0.08、0.06、0.04、0.06、0.10、0.22。

2.3評價結(jié)果根據(jù)華坪縣地質(zhì)環(huán)境承載力的指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)值及各指標(biāo)的權(quán)重值，將研究區(qū)域地質(zhì)環(huán)境承載力評價結(jié)果按下式進(jìn)行加權(quán)求和。

P=YiWi

根據(jù)地質(zhì)災(zāi)害相關(guān)部門提供的數(shù)據(jù)可以得到華坪縣地質(zhì)災(zāi)害評價指標(biāo)的實(shí)際值(表3)。

表3地質(zhì)環(huán)境承載力評價結(jié)果

Table3Evaluationresultsofgeologicalenvironmentcarryingcapacity

鄉(xiāng)鎮(zhèn)名稱Townsandvillages評價結(jié)果Evaluationresults承載能力評價Evaluationofcarryingcapacity中心鎮(zhèn)ZhongxinTown0.4043中承載能力榮將鎮(zhèn)RongjiangTown0.1596低承載能力石龍壩鎮(zhèn)ShilongbaTown0.4158中承載能力船房鄉(xiāng)ChuanfangVillage0.8260高承載能力興泉鎮(zhèn)XingquanTown0.8536高承載能力永興鄉(xiāng)YongxingVillage0.4173中承載能力通達(dá)鄉(xiāng)TongdaVillage0.4128中承載能力新莊鄉(xiāng)XinzhuangVillage0.5466中承載能力

根據(jù)構(gòu)建的華坪縣的地質(zhì)環(huán)境承載力評價指標(biāo)體系，借助 ArcGIS 軟件對評價指標(biāo)因子進(jìn)行圖層疊置分析，最終得到研究區(qū)的地質(zhì)環(huán)境承載力評價分區(qū)圖。從圖2可見，中心鎮(zhèn)、榮將鎮(zhèn)、通達(dá)鄉(xiāng)、永興鄉(xiāng)地質(zhì)環(huán)境承載能力較差，其所占面積為118 124.76 hm2，占華坪縣土地總面積的55.14%；石龍壩鎮(zhèn)和新莊鄉(xiāng)地質(zhì)環(huán)境承載能力中等，其所占面積為56 169.48 hm2，占華坪縣土地總面積的26.22%；興泉鎮(zhèn)和船房鄉(xiāng)地質(zhì)環(huán)境承載力高，其所占面積為39 921.53 hm2，占華坪縣土地總面積的18.64%。根據(jù)以上評價結(jié)果，計算出按鄉(xiāng)鎮(zhèn)分區(qū)的情況下，華坪縣地質(zhì)環(huán)境承載力的平均水平為0.020 6，整體上屬于中等地質(zhì)環(huán)境承載能力。

圖2　華坪縣地質(zhì)環(huán)境承載力評價分區(qū)Fig.2　Geological environment carrying capacity evaluation of Huaping County

3　結(jié)語

華坪縣地質(zhì)災(zāi)害防治工作尚屬起步階段，目前尚無系統(tǒng)完整的規(guī)劃，防治工作仍處于被動應(yīng)急狀態(tài)。近年來，已經(jīng)得到了各級政府、有關(guān)部門和群眾的廣泛重視，采取了一些積極的防治措施取得了一定成效。起步滯后，措施不力，資金不足，管理分散，覺悟不高等是基礎(chǔ)薄弱的主要原因。同時，全縣涉及地質(zhì)環(huán)境保護(hù)問題的部門多，存在條塊分割、各司其責(zé)、步調(diào)不一的普遍問題；資金不足，難以實(shí)施地質(zhì)災(zāi)害的勘查治理，需搬遷的村莊無法搬遷，使部份群眾處于地質(zhì)災(zāi)害的威脅中；起步滯后，造成全縣地質(zhì)災(zāi)害信息系統(tǒng)尚未建立，難以實(shí)現(xiàn)相關(guān)部門對地質(zhì)災(zāi)害信息資源的共享，從而為政府決策和社會公眾提供信息服務(wù)。全縣現(xiàn)狀地質(zhì)災(zāi)害的危害范圍廣、強(qiáng)度大，經(jīng)濟(jì)格局與地質(zhì)環(huán)境存在地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)、廣發(fā)的多種隱患，防治水平遠(yuǎn)遠(yuǎn)遏制不了地質(zhì)災(zāi)害的惡化曼延局面，開展防治工作還將觸及諸多方面的利益，因此，從保障制度的建設(shè)、解除眾多災(zāi)害隱患點(diǎn)的威脅到防治方案的落實(shí)，還需要完成大量、復(fù)雜的工作。因此，針對華坪縣地質(zhì)環(huán)境承載力現(xiàn)應(yīng)采取以下措施：①科學(xué)規(guī)劃華坪縣的土地利用現(xiàn)狀，強(qiáng)化土地利用分區(qū)，實(shí)現(xiàn)土地利用的最大產(chǎn)出；②科學(xué)管理華坪縣的土地利用狀況，加強(qiáng)全縣有關(guān)地質(zhì)環(huán)境保護(hù)部門之間的溝通與銜接，促進(jìn)對研究區(qū)地質(zhì)環(huán)境的管理工作；③加大對華坪縣地質(zhì)災(zāi)害的防治力度，努力開展地質(zhì)災(zāi)害的防治工作，遏制地質(zhì)災(zāi)害的惡化蔓延。

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Assessment of Geological Environment Carrying Capacity of Huaping County Based on AHP

LUO Yan-qing, ZHAO Jun-san*

(School of Land Resources and Engineering,Kunming University of Science and Technology, Kunming,Yunnan 650093)

By using AHP method, the evaluation index system of geological environment carrying capacity in study area was established containing two aspects of geological environment and geological disasters, weight of each indicator was determined by entropy weight method, the geological environment carrying capacity in Huaping County was evaluated, and the geological environmental carrying capacity was divided into low bearing capacity, medium bearing capacity and higher bearing capacity. The results indicated that geological environment carrying capacity of Huaping County is medium carrying capacity. Finally, aiming at existing problems in geological environment of Huaping County, corresponding suggestions were proposed.

Geological environment carrying capacity; Geological environment;Geological disasters;Analytic Hierarchy Process(AHP); Entropy weight method

駱延青(1990- )，男，河北衡水人，碩士研究生，研究方向：土地資源規(guī)劃、攝影測量與遙感。*通訊作者，教授，博士，博士生導(dǎo)師，從事GIS理論及應(yīng)用、土地資源規(guī)劃研究。

2016-06-13

S 181.3

A

0517-6611(2016)21-064-03