基于GIS的黃河流域生態(tài)環(huán)境保護(hù)下鄭焦綠城建設(shè)規(guī)劃研究

李元應(yīng)

摘 要：為了深入研究黃河流域生態(tài)環(huán)境保護(hù)下鄭焦綠城建設(shè)規(guī)劃問(wèn)題，首先，對(duì)黃河流域生態(tài)環(huán)境保護(hù)現(xiàn)狀與鄭焦綠城建設(shè)規(guī)劃現(xiàn)狀進(jìn)行分析;其次，通過(guò)地理信息系統(tǒng)構(gòu)建生態(tài)環(huán)境評(píng)價(jià)模型，建立黃河流域生態(tài)環(huán)境分析評(píng)價(jià)指標(biāo)，并對(duì)指標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行歸一化處理，運(yùn)用層次分析法確定生態(tài)環(huán)境評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重;最后，對(duì)鄭焦綠城建設(shè)規(guī)劃提出可行性建議。

關(guān)鍵詞：黃河流域;生態(tài)環(huán)境;生態(tài)環(huán)境評(píng)價(jià)模型;環(huán)境保護(hù);綠色生態(tài)城市

中圖分類號(hào)：X828 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1003-5168（2021）29-0150-03

Study on the Construction Planning of Zhengjiao Green City under the Ecological Environment Protection of the Yellow River Basin Based on GIS

LI Yuanying

（Huanghe Jiaotong University Art Design Department， Jiaozuo Henan 454950）

Abstract： In order to in-depth study the Problems of Zhengjiao Green City construction planning under the ecological environment protection of the Yellow River Basin， firstly， analyze the current situation of ecological environment protection in the Yellow River Basin and Zhengjiao Green City construction planning; secondly， use GIS technology to construct an ecological environment evaluation model to establish the Yellow River The ecological environment of the river basin is analyzed and evaluated， and the index data is normalized， and the analytic hierarchy process is used to determine the weight of the ecological environment evaluation index; finally， feasibility suggestions for the construction plan of Zhengjiao Green City are put forward.

Keywords： Yellow River basin;ecological environment;ecological environment assessment model;environmental protection;green ecological city

黃河流域是我國(guó)重要的生態(tài)安全屏障，是資源和能源的聚集區(qū)，是生產(chǎn)活動(dòng)高度集中的地區(qū)，也是貧困人口相對(duì)集中的地區(qū)[1]。對(duì)黃河流域一帶的生態(tài)保護(hù)有利于保證周邊工業(yè)發(fā)展和居民生活的合理用水需求[2]。受自然因素及人為因素的影響，現(xiàn)階段黃河流域生態(tài)環(huán)境容易受到侵害，需要在保護(hù)黃河流域生態(tài)環(huán)境的情況下，實(shí)現(xiàn)鄭焦綠城的建設(shè)[3]。

在此背景下，基于地理信息系統(tǒng)（Geographic Information System，GIS）技術(shù)，從黃河流域生態(tài)環(huán)境保護(hù)的角度出發(fā)，對(duì)鄭焦綠城的建設(shè)規(guī)劃展開(kāi)研究。

1 黃河流域生態(tài)環(huán)境保護(hù)與鄭焦綠城建設(shè)問(wèn)題的過(guò)程與現(xiàn)狀

2005年，黃河流域地區(qū)的人口城鎮(zhèn)化水平僅略微比全國(guó)平均水平高出一點(diǎn)點(diǎn)，8個(gè)省區(qū)基本上都略低于全國(guó)平均水平。黃河流域各省區(qū)的常住人口數(shù)量大，貧困人口比例也比較高，青海省和寧夏回族自治區(qū)的貧困人口分別占各省（自治區(qū)）全部人口的54.8%和48.5%。貧窮問(wèn)題抑制了黃河流域地區(qū)鄭焦綠城建設(shè)的綜合經(jīng)濟(jì)發(fā)展，黃河流域的綠色發(fā)展是聯(lián)合效應(yīng)的結(jié)果，實(shí)現(xiàn)流域內(nèi)生態(tài)環(huán)境保護(hù)對(duì)鄭焦綠城建設(shè)具有重要意義。

2 基于GIS技術(shù)的黃河流域生態(tài)環(huán)境空間分析

地理信息系統(tǒng)又稱為地學(xué)信息系統(tǒng)或資源與環(huán)境信息系統(tǒng)，與計(jì)算機(jī)科學(xué)、地理環(huán)境科學(xué)、空間科學(xué)、信息科學(xué)和管理科學(xué)緊密相關(guān)。通過(guò)對(duì)地理信息數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，可以得到整個(gè)空間和地理分布相關(guān)的數(shù)據(jù)，能夠從空間角度出發(fā)分析地理數(shù)據(jù)。因此，筆者通過(guò)GIS技術(shù)，運(yùn)用生態(tài)環(huán)境評(píng)價(jià)模型對(duì)黃河流域生態(tài)環(huán)境保護(hù)狀況進(jìn)行分析評(píng)價(jià)，為黃河流域生態(tài)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略提供依據(jù)。

2.1 建立評(píng)價(jià)指標(biāo)

在構(gòu)建生態(tài)環(huán)境評(píng)價(jià)模型之前，先要確定黃河流域生態(tài)環(huán)境評(píng)價(jià)的指標(biāo)。選取生態(tài)景觀多樣性指標(biāo)、植被覆蓋指標(biāo)、濕地保護(hù)面積指標(biāo)、土地鹽漬化強(qiáng)度和水資源指標(biāo)作為生態(tài)環(huán)境評(píng)價(jià)模型的評(píng)價(jià)指標(biāo)。

生態(tài)景觀多樣性指標(biāo)可用于評(píng)價(jià)目標(biāo)地區(qū)生態(tài)系統(tǒng)中生態(tài)環(huán)境多樣性的狀態(tài)，對(duì)評(píng)價(jià)生態(tài)環(huán)境具有直觀的評(píng)價(jià)效果，采用ShannonWeaver指數(shù)表示。設(shè)p為i類型的生態(tài)在該生態(tài)系統(tǒng)中所占面積比重，n為生態(tài)類型數(shù)量，生態(tài)景觀多樣性指標(biāo)[H]可表示為：

植被覆蓋指標(biāo)NDVI是生態(tài)系統(tǒng)中植被垂直投影面積得到的百分比，是表示一個(gè)生態(tài)環(huán)境中相關(guān)生物量等環(huán)境狀態(tài)的一個(gè)綜合指標(biāo)。

濕地保護(hù)面積指標(biāo)是評(píng)價(jià)一個(gè)生態(tài)系統(tǒng)中氣候、水土等環(huán)境功能的綜合指標(biāo)。

土地鹽漬化強(qiáng)度是評(píng)價(jià)該生態(tài)系統(tǒng)中土地環(huán)境退化的程度，是關(guān)于地質(zhì)的評(píng)價(jià)指標(biāo)。

水資源指標(biāo)能夠通過(guò)該生態(tài)系統(tǒng)的水資源流量來(lái)判斷環(huán)境質(zhì)量的重要指標(biāo)。

根據(jù)指標(biāo)現(xiàn)狀值、最差值與最優(yōu)值，對(duì)指標(biāo)各項(xiàng)數(shù)據(jù)進(jìn)行歸一化處理[4]：

式中：C為最后歸一化結(jié)果;[R]為指標(biāo)最優(yōu)值;Rn為指標(biāo)最差值;[R]為指標(biāo)現(xiàn)狀值。

2.2 構(gòu)建生態(tài)環(huán)境評(píng)價(jià)模型

將上述評(píng)價(jià)指標(biāo)作為準(zhǔn)則層[5]，結(jié)合黃河流域統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，構(gòu)建生態(tài)環(huán)境評(píng)價(jià)模型，采用層次分析法對(duì)各指標(biāo)權(quán)重進(jìn)行計(jì)算，得到生態(tài)環(huán)境評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重，如表1所示。

采用層次分析法對(duì)生態(tài)環(huán)境指標(biāo)進(jìn)行評(píng)價(jià)，計(jì)算公式如下：

式中：W為第i個(gè)指標(biāo)的權(quán)重;S為第i個(gè)指標(biāo)的歸一化結(jié)果;G為i個(gè)指標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)差。設(shè)V為第i個(gè)指標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)值，該項(xiàng)指標(biāo)的變異系數(shù)F計(jì)算公式如下：

得出各項(xiàng)指標(biāo)變異系數(shù)如表2所示。

建立判斷矩陣用于對(duì)層次中的指標(biāo)之間的關(guān)系的影響程度的大小。分析第i個(gè)指標(biāo)中y因子對(duì)y因子影響的大小，可將其兩兩配對(duì)進(jìn)行對(duì)比。設(shè)k為影響因素J中的a因子與c因子的影響之比，所以影響因素J中的a因子與c因子的判斷矩陣A為：

通過(guò)主觀角度獲得指標(biāo)因子判斷矩陣后，為了減少指標(biāo)數(shù)據(jù)局限性，對(duì)矩陣進(jìn)行一致性檢驗(yàn)。設(shè)m為矩陣A的階數(shù)，公式如下：

UI為矩陣A的一致性指標(biāo)。至此完成生態(tài)環(huán)境評(píng)價(jià)模型的構(gòu)建。

3 鄭焦綠城建設(shè)的對(duì)策建議

社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展必須建立在科學(xué)技術(shù)水平不斷攀升、生產(chǎn)技術(shù)不斷進(jìn)步、勞動(dòng)力綜合素養(yǎng)大步提高的基礎(chǔ)上[6]。自然對(duì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)產(chǎn)生負(fù)面影響，會(huì)直接導(dǎo)致農(nóng)業(yè)產(chǎn)量的下降，能源供應(yīng)不上來(lái)，環(huán)境慢慢變差，阻礙我國(guó)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展[7]。

3.1 合理安排建設(shè)區(qū)域，維護(hù)原有生態(tài)平衡

鄭焦城市帶作為黃河流域重要的地區(qū)，秉承綠色發(fā)展理念，在規(guī)劃期即采用高標(biāo)準(zhǔn)的綠城建設(shè)思路，將為黃河流域的生態(tài)環(huán)境保護(hù)起到示范和帶動(dòng)作用。其建設(shè)規(guī)劃應(yīng)該在保護(hù)黃河流域生態(tài)環(huán)境下開(kāi)展。在不破壞其原有生態(tài)平衡的情況下，加強(qiáng)城市建設(shè)腳步，努力建造人與自然和諧共處的綠色生態(tài)城市。

3.2 提高工業(yè)垃圾的處理能力

要想在維持黃河流域現(xiàn)有生態(tài)環(huán)境的情況下建設(shè)新興城市，還需要具備較好的后勤保障能力。城市發(fā)展建設(shè)免不了工業(yè)產(chǎn)業(yè)力度的提升，這就意味著更多的工業(yè)廢水、廢料的出現(xiàn)，不進(jìn)行及時(shí)處理就會(huì)危害現(xiàn)有的生態(tài)環(huán)境，造成環(huán)境污染，使綠色城市建設(shè)功虧一簣。因此，需要提高工業(yè)垃圾的處理能力，為工業(yè)企業(yè)建設(shè)大型垃圾處理系統(tǒng)，使工業(yè)垃圾得到科學(xué)有效的處理。

3.3 提高生態(tài)環(huán)境資源和能源利用效率

放低單位GDP資源的可利用性，在維護(hù)黃河流域生態(tài)環(huán)境的同時(shí)，減少鄭焦綠城各個(gè)區(qū)域內(nèi)環(huán)境污染的排放量，建設(shè)可持續(xù)發(fā)展的綠色生態(tài)城市。對(duì)黃河流域生態(tài)環(huán)境進(jìn)行保護(hù)能夠有效提高鄭焦綠城建設(shè)地區(qū)的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展效率。

4 結(jié)語(yǔ)

現(xiàn)階段，黃河流域及周邊地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平逐漸提高，城市建設(shè)也緊隨其后。想要在黃河流域生態(tài)環(huán)境保護(hù)下實(shí)現(xiàn)鄭焦綠城建設(shè)規(guī)劃，需要在不破壞現(xiàn)有生態(tài)平衡情況下，科學(xué)合理地規(guī)劃城市建設(shè)?；贕IS技術(shù)構(gòu)建生態(tài)環(huán)境評(píng)價(jià)模型，以此為鄭焦綠城建設(shè)規(guī)劃提供參考。但由于時(shí)間限制，本文還缺乏實(shí)地考察分析，在接下來(lái)的研究中，將在黃河流域進(jìn)行實(shí)地勘測(cè)，為黃河流域附近的城市規(guī)劃建設(shè)提供科學(xué)依據(jù)。

參考文獻(xiàn)：

[1]張敏，劉磊，藍(lán)艷，等.《萊茵河2020年行動(dòng)計(jì)劃》實(shí)施效果評(píng)估結(jié)果及《萊茵河2040年行動(dòng)計(jì)劃》主要內(nèi)容：對(duì)編制黃河生態(tài)環(huán)境保護(hù)規(guī)劃的啟示[J].四川環(huán)境，2020（5）：133-137.

[2]蘇建軍.黃河流域生態(tài)保護(hù)和高質(zhì)量發(fā)展背景下甘肅省水生態(tài)環(huán)境修復(fù)治理的思考[J].水利規(guī)劃與設(shè)計(jì)，2020（8）：9-11.

[3]趙芳.服務(wù)于黃河流域生態(tài)保護(hù)和高質(zhì)量發(fā)展戰(zhàn)略的GIS復(fù)合型人才培養(yǎng)模式研究[J].高教學(xué)刊，2020（19）：7-11.

[4]蘇敬華.崇明生態(tài)島生態(tài)環(huán)境評(píng)價(jià)及指標(biāo)優(yōu)化分析[J].廣東農(nóng)業(yè)科學(xué)，2018（10）：165-171.

[5]韋晶，王萍，郭亞敏，等.基于GIS與RS的生態(tài)環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測(cè)與評(píng)價(jià)方法探討：以山東半島藍(lán)色經(jīng)濟(jì)區(qū)為例[J].2021（10）：1020-1024.

[6]杜軼，郭青霞，張勇.2種不同算法的水資源生態(tài)足跡動(dòng)態(tài)比較分析：以山西省為例[J].水土保持學(xué)報(bào)，2021（4）：165-171.

[7]劉學(xué)周.黃河流域生態(tài)環(huán)境污染與保護(hù)：評(píng)《生態(tài)環(huán)境與黃河文明》[J].人民黃河，2020（11）：174.