基于熵權(quán)DPSIR模型的寧縣土地利用規(guī)劃環(huán)境影響評(píng)價(jià)研究

陳延輝，吳懷靜

(1.平頂山學(xué)院資源與環(huán)境科學(xué)學(xué)院，河南平頂山 467000；2.華北水利水電大學(xué)建筑學(xué)院，河南鄭州 450011)

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基于熵權(quán)DPSIR模型的寧縣土地利用規(guī)劃環(huán)境影響評(píng)價(jià)研究

陳延輝1，吳懷靜2

(1.平頂山學(xué)院資源與環(huán)境科學(xué)學(xué)院，河南平頂山 467000；2.華北水利水電大學(xué)建筑學(xué)院，河南鄭州 450011)

以寧縣的土地利用總體規(guī)劃修編為例，并結(jié)合寧縣的實(shí)際情況建立了一套環(huán)境影響識(shí)別的指標(biāo)體系，在此基礎(chǔ)上，利用改進(jìn)熵值法確定各指標(biāo)的權(quán)重，通過(guò)DPSIR獲得環(huán)境影響綜合評(píng)價(jià)值.結(jié)果表明，2001—2008年，寧縣土地利用總體規(guī)劃環(huán)境影響綜合評(píng)價(jià)值增加了0.026 3，變化幅度較?。粚幙h土地利用總體規(guī)劃對(duì)整體環(huán)境具有正面的環(huán)境影響.

土地利用規(guī)劃；環(huán)境影響評(píng)價(jià)；改進(jìn)熵值法；DPSIR

在某個(gè)范圍內(nèi)，土地利用方式超前性的安排計(jì)劃即是土地利用規(guī)劃.土地利用規(guī)劃編制是否符合經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)方式和生態(tài)環(huán)境的保護(hù)，對(duì)區(qū)域的可持續(xù)發(fā)展極其重要[1].在土地利用規(guī)劃實(shí)施后，如果需要對(duì)可能產(chǎn)生的環(huán)境影響進(jìn)行評(píng)價(jià)，并預(yù)測(cè)未來(lái)該區(qū)域的發(fā)展?fàn)顩r，就迫切需要土地利用規(guī)劃環(huán)境影響評(píng)價(jià)的相關(guān)研究.在這種情形下，應(yīng)以生態(tài)環(huán)境為視角，提出土地利用規(guī)劃的最優(yōu)方案和調(diào)整對(duì)策，減弱土地利用規(guī)劃產(chǎn)生不良環(huán)境影響的措施,并進(jìn)行跟蹤調(diào)查[2-7].1969年，美國(guó)頒布的《國(guó)家環(huán)境政策法》中提出了環(huán)境影響評(píng)價(jià)制度，隨后許多學(xué)者進(jìn)行了相關(guān)研究.蔡玉梅等[8]在分析前期環(huán)境影響評(píng)價(jià)的基礎(chǔ)上，研究了土地規(guī)劃造成的生態(tài)環(huán)境問(wèn)題；劉瑞亮[9]通過(guò)了解土地利用規(guī)劃產(chǎn)生的環(huán)境效應(yīng)，并利用能值理論模型和自然生態(tài)系統(tǒng)中能值投入的變化，評(píng)價(jià)土地利用規(guī)劃產(chǎn)生的環(huán)境影響評(píng)價(jià)；蔡育秋等[10]以黃梅縣為例，探索了生態(tài)足跡法在土地利用規(guī)劃環(huán)境影響評(píng)價(jià)中的可行性；周永紅等[11]以馬鞍山市為例，從生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值角度對(duì)土地利用總體規(guī)劃產(chǎn)生的環(huán)境影響進(jìn)行了評(píng)價(jià)；劉英英等[12]利用DPSIR方法對(duì)隴南市土地利用規(guī)劃產(chǎn)生的環(huán)境影響進(jìn)行了評(píng)價(jià)；薛繼斌等[13]從社會(huì)經(jīng)濟(jì)和生態(tài)環(huán)境等方面選擇評(píng)價(jià)指標(biāo)，對(duì)義烏市土地利用規(guī)劃產(chǎn)生的環(huán)境影響進(jìn)行了研究.可以看出，即使我國(guó)學(xué)者對(duì)戰(zhàn)略環(huán)境影響評(píng)價(jià)有一定的涉及，但對(duì)土地利用的環(huán)境影響評(píng)價(jià)還未形成統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn).因而，文中以寧縣為研究區(qū)，對(duì)土地利用規(guī)劃環(huán)境影響評(píng)價(jià)進(jìn)行分析與探討，以期為開(kāi)展寧縣土地利用規(guī)劃環(huán)境影響評(píng)價(jià)提供一定的技術(shù)支持與參考.

1 研究區(qū)概況

寧縣地處隴東黃土高原溝壑區(qū)，位于東經(jīng)107°40′～108°34′與北緯35°15′～35°52′之間，東倚子午嶺主脊與陜西省的黃陵縣和富縣相鄰，西瀕涇河和蒲河與平?jīng)龅臎艽h接界，南與正寧縣和陜西省的長(zhǎng)武縣接壤，北與合水縣和西峰市相鄰.地勢(shì)呈現(xiàn)東北高，西南低，海撥在885～1 687 m；東西長(zhǎng)約80 km，南北寬65 km，土地總面積為2 653.72 km2(《寧縣統(tǒng)計(jì)年鑒》).現(xiàn)轄8鎮(zhèn)10鄉(xiāng)，318個(gè)村委會(huì)(圖1).

圖1 研究區(qū)概況Fig 1The general situation of the study area

2 評(píng)價(jià)方法及數(shù)據(jù)

目前，通常根據(jù)熵值的特點(diǎn)來(lái)判斷評(píng)價(jià)指標(biāo)的離散程度.假如評(píng)價(jià)指標(biāo)的離散程度較大，那么評(píng)價(jià)指標(biāo)對(duì)綜合評(píng)價(jià)結(jié)果的影響就較大[14].在綜合評(píng)價(jià)研究中，通常利用熵值法刻畫(huà)評(píng)價(jià)指標(biāo)信息熵值的功用價(jià)值.利用熵值法模擬評(píng)價(jià)指標(biāo)的權(quán)重值,與Delphi法和層次分析法相比具有較高的可信度.在熵值法中需要運(yùn)用對(duì)數(shù)，所以負(fù)值不能直接參與計(jì)算，必須對(duì)某些極端值做一定的變換.文中利用標(biāo)準(zhǔn)化法對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，使得熵值法更具合理性和普遍性，即是熵值法的優(yōu)化.選取2001—2008 年的評(píng)價(jià)指標(biāo)數(shù)據(jù)，來(lái)源于《環(huán)境質(zhì)量公告》、《寧縣統(tǒng)計(jì)年鑒》以及各統(tǒng)計(jì)局網(wǎng)站上公布的數(shù)據(jù)等.計(jì)算過(guò)程如下：

1)首先對(duì)各指標(biāo)同度量化，模擬第i個(gè)方案第j項(xiàng)評(píng)價(jià)指標(biāo)值Xij的標(biāo)準(zhǔn)值x.效益型指標(biāo)越大越優(yōu),即為正向指標(biāo)[15]836：

(1)

成本型指標(biāo)越小越優(yōu)，即為逆向指標(biāo)[15]836：

(2)

其中，x為同度量化后的指標(biāo)值；Xmax和Xmin分別為評(píng)價(jià)指標(biāo)的最大值和最小值.

2)計(jì)算第i個(gè)方案第j項(xiàng)指標(biāo)值的比重[12]798：

(3)

其中n為指標(biāo)數(shù).

3)推算各指標(biāo)熵值ei，計(jì)算公式為[12]798

(4)

4)推算不同指標(biāo)間的差異系數(shù).若熵值越小，那樣指標(biāo)間的gi就較大，即指標(biāo)比較重要.計(jì)算公式為[12]799

(5)

5)定義權(quán)重值wi[12]799：

(6)

6)計(jì)算綜合評(píng)價(jià)值vj[12]799:

(7)

其中，wi為第i個(gè)正向指標(biāo)的權(quán)重；pij為第i個(gè)正向指標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)化值；wk為第k個(gè)負(fù)向指標(biāo)的權(quán)重；pkj為第k個(gè)負(fù)向指標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)化值.

3 結(jié)果與分析

3.1 DPSIR評(píng)價(jià)指標(biāo)

1993年，聯(lián)合國(guó)經(jīng)濟(jì)合作組織(OECD)最早提出DPSIR概念模型，并得到了廣泛采用[12].在該模型中：① “驅(qū)動(dòng)力”(Driving force)為造成環(huán)境變化的內(nèi)在原因；② “壓力”(Pressure)為人類(lèi)活動(dòng)對(duì)周?chē)h(huán)境的影響，即對(duì)環(huán)境影響的直接壓力因子(如交通設(shè)施)；③ “狀態(tài)”(State)為環(huán)境在上述壓力作用下所處的狀態(tài)(如土地沙漠化)；④ “影響”(Impact)為系統(tǒng)所處的狀況對(duì)人類(lèi)健康及社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的作用；⑤ “響應(yīng)”(Response)為人類(lèi)在可持續(xù)發(fā)展進(jìn)程中所采取的各種措施(如減少大氣污染).

利用DPSIR概念模型建立評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，并將評(píng)價(jià)指標(biāo)劃分為5類(lèi)，分別為驅(qū)動(dòng)力指標(biāo)、壓力指標(biāo)、狀態(tài)指標(biāo)、影響指標(biāo)和響應(yīng)指標(biāo).該指標(biāo)體系的指標(biāo)集劃分為3個(gè)層次(表1)：① 目標(biāo)層為土地利用綜合環(huán)境影響度(V)；② 準(zhǔn)則層分為5個(gè)指標(biāo)集，分別為驅(qū)動(dòng)力、壓力、狀態(tài)、影響和響應(yīng)(B1～B5)；③ 指標(biāo)層為反映生態(tài)、環(huán)境、自然資源和經(jīng)濟(jì)社會(huì)狀況的具體指標(biāo)，共33個(gè).

3.2DPSIR評(píng)價(jià)結(jié)果

1)從表2中不難發(fā)現(xiàn)，各個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)的熵權(quán)值比較均勻，最大值為0.078 3，最小值為0.037 7，平均值為0.051 2，說(shuō)明不同指標(biāo)對(duì)土地利用的環(huán)境影響程度基本相當(dāng)，并且不同評(píng)價(jià)指標(biāo)與土地利用之間的生態(tài)環(huán)境影響具有緊密關(guān)系.以“驅(qū)動(dòng)力”指標(biāo)為視角，建設(shè)用地所占比例(0.765 0)的熵權(quán)值最大，其次為單位土地面積GDP(0.051 9)，表明土地利用變化受社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的驅(qū)動(dòng)作用較明顯.以“壓力”指標(biāo)為視角，城鎮(zhèn)化水平和工業(yè)固體廢棄物產(chǎn)生量的熵權(quán)值分別為0.078 3和0.052 5，熵權(quán)值較大，說(shuō)明建設(shè)用地規(guī)模的不斷擴(kuò)大以及生活和工業(yè)廢棄物排放量的不斷

表1 寧縣土地利用總體規(guī)劃環(huán)境影響評(píng)價(jià)指標(biāo)體系Tab 1 The indices of the land use general planningenvironmental impact assessmentin Ningxian County

增加對(duì)生態(tài)環(huán)境影響比較顯著.以“狀態(tài)”指標(biāo)為視角，耕地面積(0.074 6)、林地面積比例(0.043 8)和生態(tài)用地面積比例(0.041 4)的熵權(quán)值較大，說(shuō)明生態(tài)環(huán)境建設(shè)對(duì)各類(lèi)資源利用和環(huán)境質(zhì)量狀況具有非常重要的作用.以“影響”指標(biāo)為視角，土地生態(tài)服務(wù)功能價(jià)值(0.037 7)、區(qū)域環(huán)境噪聲平均值(0.050 5)和城市空氣質(zhì)量達(dá)二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)天數(shù)比例(0.040 6)的標(biāo)熵權(quán)值較大,表明當(dāng)土地利用變化對(duì)環(huán)境施加壓力時(shí)，城市聲環(huán)境、空氣質(zhì)量以及各類(lèi)生態(tài)用地的服務(wù)價(jià)值也隨之發(fā)生變化，并對(duì)于社會(huì)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展所產(chǎn)生的影響也比較突出.以“響應(yīng)”指標(biāo)為視角，萬(wàn)元GDP建設(shè)用地的熵權(quán)值為0.040 4，熵權(quán)值較大.依據(jù)以上生態(tài)環(huán)境情況，政府需要采取轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)方式、增強(qiáng)建設(shè)用地產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益以適應(yīng)環(huán)境狀況變化，進(jìn)而減弱生態(tài)環(huán)境的負(fù)面影響.因而，寧縣綜合環(huán)境的持續(xù)提升,需要采取相應(yīng)的措施與對(duì)策，如保證生態(tài)用地所占比例,提高林地占有面積,提高各類(lèi)土地生態(tài)服務(wù)價(jià)值,控制建設(shè)用地面積,減少污水排放量和調(diào)整能源結(jié)構(gòu)等.

表2 寧縣土地利用總體規(guī)劃DPSIR評(píng)價(jià)指標(biāo)計(jì)算結(jié)果Tab 2The comprehensive values of the land use general planning environmental impact assessment in Ningxian County

2)從單項(xiàng)評(píng)價(jià)指標(biāo)的權(quán)重值中不難發(fā)現(xiàn)，單位土地面積GDP、綠地覆蓋率、生態(tài)用地比率和林地面積比例對(duì)寧縣環(huán)境目標(biāo)的改善極其重要，表明生態(tài)用地的規(guī)模與質(zhì)量對(duì)寧縣的綜合環(huán)境質(zhì)量影響有很高的重要性.而其他評(píng)價(jià)指標(biāo)，如建設(shè)用地所占比例和土地生態(tài)服務(wù)價(jià)值量等，對(duì)寧縣土地利用環(huán)境影響綜合評(píng)價(jià)值也有一定的影響作用.因此，提高土地生態(tài)服務(wù)功能價(jià)值，控制建設(shè)用地規(guī)模，保證生態(tài)用地所占比例和提高林地覆蓋率,對(duì)寧縣綜合環(huán)境持續(xù)提高有重要的驅(qū)動(dòng)作用.

3.3 綜合評(píng)價(jià)結(jié)果

通過(guò)進(jìn)一步綜合計(jì)算，得到寧縣2001—2008年8年的環(huán)境影響綜合評(píng)價(jià)值，分別為0.116 6,0.119 3,0.130 2,0.130 2,0.130 7,0.130 9,0.137 1和0.142 9,不難發(fā)現(xiàn)，在整體上寧縣土地利用總體規(guī)劃環(huán)境影響綜合評(píng)價(jià)值呈增加趨勢(shì)，從2001年的0.116 6到2008年的0.142 9，提高了0.026 3，說(shuō)明寧縣土地利用總體規(guī)劃對(duì)整體環(huán)境具有正面作用.然而，綜合環(huán)境評(píng)價(jià)值的變化幅度不大，說(shuō)明現(xiàn)在處于良性循環(huán)的生態(tài)環(huán)境將得到深入改善和提升，對(duì)寧縣土地資源可持續(xù)發(fā)展與環(huán)境保護(hù)總體目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)極其有利.

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(責(zé)任編輯 惠松騏)

The land use planning environmental impact assessment based on entropy weight DPSIR in Ningxian County

CHEN Yan-hui1，WU Huai-jing2

(1.College of Resource and Environment Science，Pingdingshan University，Pingdingshan 467000，Henan，China；2.School of Architecture，North China University of Water Resources and Electric Power，Zhengzhou 450011，Henan，China)

In this paper taking the revision of the general land use planning of Ningxian County as example,together with local practical situation,a series of environmental impact identification indices is set up.The weight of each index is determined by improved entropy method,and then furthers the comprehensive value of environmental impact is calculated by DPSIR.The results indicate that the comprehensive value of land use planning environmental impact has increased 0.026 3 from 2001 to 2008,but the amplitude has little changed.The land use planning have positive implications for understanding environmental variability in Ningxian County.

land use general planning；environmental impact assessment；improved entropy；DPSIR

10.16783/j.cnki.nwnuz.2016.01.025

2014-12-08;修改稿收到日期:2015-10-30

河南省科技發(fā)展計(jì)劃資助項(xiàng)目(112102210332)

陳延輝(1978—)，男，湖北老河口人，副教授，碩士.主要研究方向?yàn)镚IS與應(yīng)用.

E-mail:cyh_pds2013@163.com

F 301.2；X 821

A

1001-988Ⅹ(2016)01-0130-05