基于層次分析法的生態(tài)影響評價(jià)方法研究

陳 曜

（銅陵市環(huán)境監(jiān)測中心站 安徽銅陵 244000）

1 背景介紹

本文通過S457寧涇公路涇縣段建設(shè)工程對評價(jià)區(qū)的景觀/生態(tài)系統(tǒng)、生物群落、種群/物種、主要保護(hù)對象、生物安全以及社會(huì)因素等各項(xiàng)影響因子的分析評價(jià)，并且通過層次分析法首先根據(jù)已有的生態(tài)學(xué)知識得出判斷矩陣，再根據(jù)科學(xué)計(jì)算軟件檢驗(yàn)判斷矩陣的一致性，得出S457寧涇公路涇縣段建設(shè)工程可能對安徽揚(yáng)子鱷國家級自然保護(hù)區(qū)生物多樣性產(chǎn)生影響的總體結(jié)論，并提出S457寧涇公路涇縣段建設(shè)工程設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)營過程中需要注意的問題及減少影響的相關(guān)措施和建議。

層次分析法（Analytic hierarchy process，AHP）是由美國著名的匹茲堡大學(xué)教授薩蒂提出的，提出之初是為了解決復(fù)雜系統(tǒng)難以量化的問題，層次分析法開創(chuàng)性的使用了判斷矩陣，將一個(gè)復(fù)雜的多對多問題變成了幾組相對簡單的單對單問題，并通過矩陣的一致性判別解決了單一評價(jià)指標(biāo)不合理的問題。

在本論文中寧涇公路涇縣段建設(shè)工程對揚(yáng)子鱷自然保護(hù)區(qū)生物多樣性影響評價(jià)指標(biāo)體系及各指標(biāo)參考《建設(shè)項(xiàng)目對自然保護(hù)區(qū)生物多樣性影響評價(jià)技術(shù)規(guī)范》，并結(jié)合安徽揚(yáng)子鱷國家級自然保護(hù)區(qū)的實(shí)際情況進(jìn)行確定，本次生物多樣性影響評價(jià)采用的指標(biāo)及權(quán)重詳見“工程建設(shè)對生物多樣性的影響評價(jià)指標(biāo)體系及權(quán)重表”，表中的權(quán)重均為層次分析法計(jì)算所得。

評價(jià)指標(biāo)確定后，通過現(xiàn)場踏查和資料分析，并征求相關(guān)部門和利益群體的意見，對中的各項(xiàng)評價(jià)指標(biāo)進(jìn)行定量評價(jià)，確定每一指標(biāo)的分值，通過下列公式計(jì)算工程建設(shè)對保護(hù)區(qū)生物多樣性影響指數(shù)。

式中：Si：一級指標(biāo)分值，Nj：二級指標(biāo)分值，Wj：二級指標(biāo)權(quán)重，Wi：一級指標(biāo)權(quán)重，BI：建設(shè)項(xiàng)目對自然保護(hù)區(qū)生物多樣性影響指數(shù)。

2 各指標(biāo)評分

項(xiàng)目組于2016年11月上旬對評價(jià)區(qū)內(nèi)的各類生態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行現(xiàn)場調(diào)查，明確各生態(tài)系統(tǒng)類型及范圍，并在遙感圖和地形圖上現(xiàn)場勾繪。

植物多樣性調(diào)查要采用路線調(diào)查法，在評價(jià)區(qū)內(nèi)采集、GPS定位、鑒定并拍照，沿途記錄所見的主要喬木種名，并記錄灌木層的主要種類、頻度、平均地徑等因子，結(jié)合參考相關(guān)歷史文獻(xiàn)對物種名錄進(jìn)行整理。保護(hù)區(qū)主要保護(hù)對象野生揚(yáng)子鱷的分布及數(shù)量依據(jù)《安徽揚(yáng)子鱷國家級自然保護(hù)區(qū)綜合科學(xué)考察報(bào)告》及近年保護(hù)區(qū)組織的野外調(diào)查情況確定。其它野生動(dòng)物根據(jù)保護(hù)區(qū)內(nèi)不同的生境類型，結(jié)合不同動(dòng)物的生態(tài)習(xí)性，分別選擇有代表性的生境或區(qū)域設(shè)置樣帶進(jìn)行調(diào)查，結(jié)合參考相關(guān)歷史文獻(xiàn)對物種名錄進(jìn)行整理。社會(huì)因素的調(diào)查主要是走訪各相關(guān)利益群體，并到各部門收集相關(guān)資料，進(jìn)行綜合評價(jià)。

3 各指標(biāo)權(quán)重的計(jì)算

本文采用層次分析法來計(jì)算權(quán)重,對目標(biāo)的重要性進(jìn)行排序,其計(jì)算步驟為:

（1）確定各個(gè)影響因素的評分指標(biāo)，將每一組的指標(biāo)按照（0,9]進(jìn)行排序，零代表相對非常不重要，9代表相對及其重要，將各個(gè)評分指標(biāo)按照行列進(jìn)行排布，能夠組成一個(gè)n維矩陣，效果如下。

其中

aii=1

表征每個(gè)影響因素對于自身的重要性為1

矩陣中的每個(gè)因子數(shù)值應(yīng)該等于其翻轉(zhuǎn)矩陣中的對應(yīng)因子數(shù)值的倒數(shù)，該法則體現(xiàn)了相對性的原理。

（2）對權(quán)重計(jì)算的判斷矩陣作相容性檢驗(yàn):為保證取值的可靠性,需對判斷矩陣進(jìn)行一致性檢驗(yàn),檢驗(yàn)方法如下:

一般認(rèn)為CI<0.10,則認(rèn)為符合滿意一致性要求,Wi即為各因子的權(quán)向量;若CI>0.10,則需調(diào)整判斷矩陣,直至滿意為止。

（3）進(jìn)行歸一化處理,得各影響因素的權(quán)向量，各個(gè)權(quán)向量之和應(yīng)該等于1.

一級指標(biāo)的相互權(quán)重矩陣，在本矩陣之中，影響因素有A.景觀/生態(tài)系統(tǒng)，B.主要的群落，C.物種，D.主要保護(hù)對象，E.生物安全，F(xiàn).社會(huì)因素，在本例之中，由于是公共交通項(xiàng)目對于生態(tài)的影響，故認(rèn)為對于整個(gè)評價(jià)體系來講，景觀、群落、物種、保護(hù)對象是相對更加重要的因素，生物安全和社會(huì)因素是相對更加不重要的因素。

在下列的判斷矩陣中，先將A、B、C、D四個(gè)指標(biāo)賦予1的權(quán)重，再將E、F賦予1/2的權(quán)重，根據(jù)上述的層次分析方法，得出判斷矩陣。

將該判斷矩陣輸入octave工程數(shù)學(xué)軟件，調(diào)用eig函數(shù)計(jì)算特征值得λmax=6.00進(jìn)行判斷矩陣的一致性檢驗(yàn)，得

故原矩陣在統(tǒng)計(jì)意義上可以大概率通過一致性檢驗(yàn)，將其標(biāo)準(zhǔn)化為[0.2 0.2 0.2 0.2 0.1 0.1]。

該矩陣的實(shí)際意義在于更加科學(xué)的賦予A、B、C、D、E、F五個(gè)指標(biāo)權(quán)重，在本例之中的一級指標(biāo)的各個(gè)權(quán)重：A.景觀/生態(tài)系統(tǒng)為 0.2，B.主要的群落為 0.2，C.物種為 0.2，D.主要保護(hù)對象為0.2，E.生物安全為0.1，F(xiàn).社會(huì)因素為0.1.并且通過一致性檢驗(yàn)來剔除原矩陣中不合理的因素，以達(dá)到科學(xué)評價(jià)的目的。二級指標(biāo)同理可得。

4 結(jié)論與展望

綜上所述，根據(jù)S457寧涇公路涇縣段建設(shè)工程對安徽揚(yáng)子鱷國家級自然保護(hù)區(qū)的景觀/生態(tài)系統(tǒng)影響（A）、生物群落影響（B）、種群/物種影響（C）、主要保護(hù)對象影響（D）、生物安全影響（E）及社會(huì)因素影響（F）的分析、評價(jià)及評分，S457寧涇公路涇縣段建設(shè)工程對安徽揚(yáng)子鱷國家級自然保護(hù)區(qū)生物多樣性影響指數(shù)用公式進(jìn)行計(jì)算，S457寧涇公路涇縣段建設(shè)工程對安徽揚(yáng)子鱷國家級自然保護(hù)區(qū)生物多樣性影響指數(shù)BI=41.3，其各評價(jià)指標(biāo)得分及生物多樣性影響指數(shù)計(jì)算過程詳見表“生物多樣性影響指數(shù)計(jì)算表”。

表1 生物多樣性影響指數(shù)計(jì)算表

根據(jù)影響程度分級情況（表1），S457寧涇公路涇縣段建設(shè)工程對安徽揚(yáng)子鱷國家級自然保護(hù)區(qū)生物多樣性影響指數(shù)BI=41.3，小于60，說明S457寧涇公路涇縣段建設(shè)工程對安徽揚(yáng)子鱷國家級自然保護(hù)區(qū)生物多樣性影響為中低度影響。

結(jié)語

層次分析法作為一種綜合評價(jià)辦法，該方法不僅廣泛運(yùn)用于安全科學(xué)研究和環(huán)境研究領(lǐng)域，而且還可以為決策者面對其他領(lǐng)域紛繁復(fù)雜的形勢作出正確決策提供科學(xué)的依據(jù)。