濟(jì)南市生態(tài)地質(zhì)環(huán)境質(zhì)量綜合評(píng)價(jià)

馬雪瑩 柳浩然 吳璇 姜曉芬

摘 要：黃河流域生態(tài)保護(hù)和高質(zhì)量發(fā)展已上升為重大國(guó)家戰(zhàn)略，濟(jì)南作為黃河流域的中心城市，對(duì)其進(jìn)行生態(tài)地質(zhì)環(huán)境質(zhì)量各因素間的協(xié)同機(jī)制的研究具有重要意義。通過(guò)對(duì)影響生態(tài)地質(zhì)環(huán)境質(zhì)量的自然地理、基礎(chǔ)地質(zhì)和生態(tài)條件等因素的分析，構(gòu)建了一套適合于濟(jì)南市的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，并采用AHP層次分析法與線性加權(quán)相結(jié)合的綜合分析方法對(duì)濟(jì)南市生態(tài)地質(zhì)環(huán)境各指標(biāo)權(quán)重進(jìn)行計(jì)算和疊加分析，得到濟(jì)南市生態(tài)地質(zhì)環(huán)境質(zhì)量綜合評(píng)價(jià)分區(qū)。結(jié)果表明：濟(jì)南市生態(tài)地質(zhì)環(huán)境質(zhì)量?jī)?yōu)等區(qū)域占全區(qū)面積的18.43%，良好區(qū)域占52.00%，中等區(qū)域占27.58%，且多分布在中南部低山地區(qū)。該研究結(jié)果為黃河下游（濟(jì)南段）生態(tài)地質(zhì)環(huán)境保護(hù)與高質(zhì)量發(fā)展提供了科學(xué)依據(jù)。

關(guān)鍵詞：生態(tài)地質(zhì)環(huán)境質(zhì)量;層次分析法;濟(jì)南市;GIS;黃河流域

中圖分類(lèi)號(hào) P66文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A文章編號(hào) 1007-7731（2021）07-0145-04

Comprehensive Evaluation of Ecological Geological Environment Quality in Jinan City

MA Xueying et al.

（Shandong Provincal Geo-mineral Engineering Exploration Institute， Jinan250014， China;Key Laboratory of Groundwater Resources and Environment， Shandong Provincial Bureau of Geology & Mineral Resources， Jinan 250014，China;Shandong Province Groundwater Environmental Protection and Rehabilitation Engineering Technology Research Center， Jinan250014， China）

Abstract： The ecological protection and high-quality development of the Yellow River Basin has become a major national strategy. This paper takes Jinan as the study area， because Jinan is the central city of the Yellow River Basin. to study the synergetic mechanisms among the factors of eco-geological environment quality in Jinan. Through the analysis of factors such as physical geography， basic geology and ecological conditions that affect the ecological and geological environment quality， a set of evaluation index system suitable for Jinan was established. By using AHP analytic hierarchy process to calculate the weight of each index of ecological geological environment in Jinan， and combined with the superposition analysis in MAPGIS， the comprehensive evaluation zone of ecological geological environment quality in Jinan was obtained. The results showed that the areas with excellent ecological geological environment quality accounted for 18.43%， the areas with good ecological geological environment quality accounted for 52.00% and the areas with medium ecological geological environment quality accounted for 27.58% of the total area， and most of them were distributed in the low-mountain areas in the middle and southern parts of Jinan. The research results provide a scientific basis for eco-geological environment protection and high-quality development in the lower Yellow River （Jinan section）.

Key words： Ecological and geological environment quality;Analytic Hierarchy Process;? Jinan City; GIS; Yellow River

生態(tài)地質(zhì)環(huán)境是地球表面所有生物包括人類(lèi)賴(lài)以生存、生活條件的總和，同時(shí)生物的活動(dòng)又反過(guò)來(lái)影響和改變著生態(tài)地質(zhì)環(huán)境[1-2]。隨著人類(lèi)經(jīng)濟(jì)化進(jìn)程的加快，地質(zhì)災(zāi)害、環(huán)境污染等問(wèn)題日益突出，使生態(tài)環(huán)境遭到了嚴(yán)重破壞[3-4]。因此，科學(xué)評(píng)價(jià)生態(tài)地質(zhì)環(huán)境，可以為城市規(guī)劃及高質(zhì)量發(fā)展提供技術(shù)支撐。生態(tài)地質(zhì)環(huán)境評(píng)價(jià)在我國(guó)起步較晚，但也得到了廣泛的拓展創(chuàng)新。近年來(lái)，隨著“3S”技術(shù)的發(fā)展，遙感和GIS技術(shù)已被廣泛應(yīng)用于生態(tài)地質(zhì)環(huán)境評(píng)價(jià)中[5-6]。許向?qū)幍炔捎媚：C合評(píng)判的方法，充分運(yùn)用GIS技術(shù)對(duì)安寧河流域生態(tài)環(huán)境地質(zhì)質(zhì)量進(jìn)行評(píng)價(jià)[7];陳朝亮等利用層次分析法對(duì)內(nèi)江市生態(tài)地質(zhì)環(huán)境質(zhì)量進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，并建立了生態(tài)地質(zhì)環(huán)境質(zhì)量信息數(shù)據(jù)庫(kù)[8]。濟(jì)南市作為山東省省會(huì)城市，是黃河流域的中心城市，近幾年隨著北跨、黃河流域的發(fā)展等，經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅猛。因此，科學(xué)評(píng)價(jià)濟(jì)南市生態(tài)地質(zhì)環(huán)境，可以為濟(jì)南市土地利用、生態(tài)地質(zhì)環(huán)境保護(hù)與高質(zhì)量發(fā)展提供科學(xué)依據(jù)。

1 研究區(qū)概況與數(shù)據(jù)來(lái)源

1.1 研究區(qū)概況 濟(jì)南市位于山東省中部，南依泰山，北跨黃河。地理坐標(biāo)為北緯35°59′27″～37°31′56″，東經(jīng)116°13′12″～117°58′12″，區(qū)域面積10242.57km2。濟(jì)南屬于暖溫帶大陸性季風(fēng)氣候區(qū)，年平均氣溫13.9℃，年平均降水量623.0mm，大氣降水在區(qū)內(nèi)空間分布不均，自東南向西北遞減。濟(jì)南市北部為濟(jì)陽(yáng)坳陷、淄博-茌平坳陷，南部為魯中隆起。地層南老北新，南部以古生界灰?guī)r為主，北部以新生界黃土及砂礫沉積巖為主。研究區(qū)區(qū)位見(jiàn)圖1。

1.2 數(shù)據(jù)來(lái)源 本研究所用數(shù)據(jù)有：（1）濟(jì)南市河流及市、縣、鄉(xiāng)行政邊界等基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)，來(lái)源于1∶5萬(wàn)數(shù)字化矢量圖;（2）降水量數(shù)據(jù)，來(lái)源于濟(jì)南市水文局雨量站的實(shí)測(cè)資料;（3）地質(zhì)災(zāi)害數(shù)據(jù)，來(lái)源于山東省地礦工程勘察院地質(zhì)災(zāi)害排查;（4）地下水質(zhì)量數(shù)據(jù)，來(lái)源于濟(jì)南市地下水監(jiān)測(cè)項(xiàng)目;（5）植物覆蓋度數(shù)據(jù)是根據(jù)中分辨率衛(wèi)星影像數(shù)據(jù)遙感反演的植被指數(shù)NDVI，采用象元二分模型估算得出。

2 指標(biāo)體系及評(píng)價(jià)方法

生態(tài)地質(zhì)環(huán)境是一個(gè)巨大而復(fù)雜的系統(tǒng)，由許多既相對(duì)獨(dú)立又彼此關(guān)聯(lián)的部分組成，合理的評(píng)價(jià)指標(biāo)對(duì)評(píng)價(jià)結(jié)果至關(guān)重要[9-10]。本研究綜合此方面專(zhuān)家學(xué)者近幾年的研究成果，依據(jù)濟(jì)南市的地質(zhì)環(huán)境特點(diǎn)，綜合考慮基礎(chǔ)地質(zhì)、自然地理、生態(tài)條件等基礎(chǔ)上，最終選擇3大類(lèi)9個(gè)指標(biāo)最為濟(jì)南市生態(tài)地質(zhì)環(huán)境評(píng)價(jià)指標(biāo)：即植被覆蓋度、年均降水量、地形地貌、土壤地球化學(xué)質(zhì)量、地層巖性、地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)程度、地下水位埋深、地下水質(zhì)量。評(píng)價(jià)指標(biāo)體系如圖2所示。

綜合前人的研究，結(jié)合濟(jì)南市的實(shí)際情況，根據(jù)各指標(biāo)的分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)，將9個(gè)指標(biāo)對(duì)生態(tài)地質(zhì)環(huán)境質(zhì)量的影響程度進(jìn)行量化，對(duì)其進(jìn)行賦分;滿(mǎn)分10分，最小影響2分，其余介于最大與最小值之間（見(jiàn)表1）。

3 生態(tài)地質(zhì)環(huán)境綜合評(píng)價(jià)

首先，對(duì)收集到的濟(jì)南市各評(píng)價(jià)因子的資料進(jìn)行整理編輯，制作對(duì)應(yīng)的圖件，并利用MAPGIS將各圖件統(tǒng)一到同一個(gè)坐標(biāo)系統(tǒng)下;對(duì)收集到的各氣象站的降水量資料進(jìn)行處理，畫(huà)出濟(jì)南市多年平均降水量圖，根據(jù)濟(jì)南市地下水監(jiān)測(cè)資料，畫(huà)出地下水水位埋深圖，評(píng)價(jià)得出地下水質(zhì)量圖，根據(jù)遙感解譯得出植被指數(shù)NDVI，評(píng)價(jià)出植被覆蓋度;搜集濟(jì)南市崩塌、滑坡、泥石流、采空塌陷、巖溶塌陷等地質(zhì)災(zāi)害資料，評(píng)價(jià)出濟(jì)南市地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)程度;搜集區(qū)域活動(dòng)斷裂構(gòu)造、地震動(dòng)參數(shù)和巖土體特征參數(shù)的基礎(chǔ)上，評(píng)價(jià)區(qū)域地殼穩(wěn)定性;最后，運(yùn)用前面所述的生態(tài)地質(zhì)環(huán)境評(píng)價(jià)方法，利用MAPGIS軟件對(duì)各指標(biāo)進(jìn)行單因素評(píng)價(jià)，對(duì)各指標(biāo)評(píng)價(jià)結(jié)果進(jìn)行多因子空間疊加分析，并根據(jù)計(jì)算出的綜合評(píng)價(jià)得分M，將濟(jì)南市生態(tài)地質(zhì)環(huán)境分為優(yōu)等（M≥8.5）、良好（7.5≤M<8.5）、中等（6.5≤M<7.5）、差等（M<6.5）4個(gè)等級(jí)。濟(jì)南市各層次生態(tài)地質(zhì)環(huán)境評(píng)價(jià)結(jié)果見(jiàn)圖3～6。

（1）濟(jì)南市生態(tài)地質(zhì)環(huán)境優(yōu)等區(qū)主要分布在濟(jì)南北部商河縣及濟(jì)陽(yáng)區(qū)部分區(qū)域、濟(jì)南市城區(qū)北部、萊蕪中西部，面積約為1887.96km2，占總面積的18.43%;此區(qū)域主要為平原地區(qū)，地下水水位埋深較淺，植被覆蓋度高，地質(zhì)災(zāi)害不易發(fā)，為生態(tài)地質(zhì)環(huán)境優(yōu)等區(qū)。

（2）濟(jì)南市生態(tài)地質(zhì)環(huán)境大部分為良好區(qū)，主要分布在濟(jì)南市中部、平陰縣大部分區(qū)域、萊蕪大部分區(qū)域，面積約為5326.17km2，占總面積的52.00%;此區(qū)域主要為低山、丘陵區(qū)域以及北部齊廣斷裂兩側(cè)，該區(qū)北部地下水水位埋深較淺，地下水質(zhì)量較差，南部山前地帶地下水質(zhì)量相對(duì)較好，地下水水位埋深較深，地下水質(zhì)量相對(duì)較好，植被覆蓋度較高，為生態(tài)地質(zhì)環(huán)境良好區(qū)。

（3）濟(jì)南市生態(tài)環(huán)境地質(zhì)中等區(qū)主要分布在濟(jì)南市城區(qū)及南部山區(qū)、章丘區(qū)圣井-埠村一帶、萊蕪南部及東南部周邊區(qū)域，面積約為2825.06km2，占總面積的27.58%;該區(qū)域地形地貌主要為山地，主要受人類(lèi)不合理的工程及過(guò)度擴(kuò)張所致，存在發(fā)生地質(zhì)環(huán)境問(wèn)題的可能性，植被覆蓋度低，屬于地質(zhì)條件較強(qiáng)限制地區(qū)。

（4）濟(jì)南市生態(tài)環(huán)境地質(zhì)差等區(qū)零星散布，此區(qū)域主要為山地，面積約為203.38km2，占總面積的1.99%，屬于地質(zhì)條件強(qiáng)限制地區(qū)。

4 結(jié)論與建議

本研究在綜合分析影響濟(jì)南市生態(tài)地質(zhì)環(huán)境質(zhì)量的因子的基礎(chǔ)上，利用遙感和MAPGIS對(duì)調(diào)查和監(jiān)測(cè)的各種數(shù)據(jù)進(jìn)行加工處理，再利用層次分析法建立適合濟(jì)南市的評(píng)價(jià)模型，最后用MAPGIS的疊加分析進(jìn)行運(yùn)算，得到的結(jié)果如下：（1）綜合考慮濟(jì)南市自然地理、基礎(chǔ)地質(zhì)條件等，最終以自然地理、基礎(chǔ)地質(zhì)、生態(tài)條件為一級(jí)評(píng)價(jià)指標(biāo)，并確定植被覆蓋度、地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)程度、地殼穩(wěn)定性、地形地貌等9個(gè)評(píng)價(jià)因子為二級(jí)評(píng)價(jià)因子，構(gòu)建適合濟(jì)南市的生態(tài)地質(zhì)環(huán)境評(píng)價(jià)模型。（2）濟(jì)南市生態(tài)地質(zhì)環(huán)境綜合評(píng)價(jià)以良好區(qū)為主，主要分布在濟(jì)南中北部大部分區(qū)域、萊蕪區(qū)的中西部，該區(qū)域地形特征以平原為主，植被覆蓋度較高，不易發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害。

結(jié)合濟(jì)南市生態(tài)地質(zhì)環(huán)境評(píng)價(jià)結(jié)果以及各地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生原因，本文提出如下幾點(diǎn)建議：（1）加強(qiáng)地質(zhì)環(huán)境安全調(diào)查評(píng)價(jià)工作。在城市發(fā)展、產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移承接和重大工程規(guī)劃選址及建設(shè)時(shí)，加強(qiáng)環(huán)境地質(zhì)勘查評(píng)價(jià)工作，查明環(huán)境地質(zhì)條件和主要的地質(zhì)環(huán)境問(wèn)題，提前做好相關(guān)預(yù)防、治理或避讓措施，確保重點(diǎn)地區(qū)、重大工程建設(shè)區(qū)地質(zhì)環(huán)境安全。（2）建立健全生態(tài)地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測(cè)網(wǎng)點(diǎn)，對(duì)各類(lèi)環(huán)境地質(zhì)問(wèn)題和地質(zhì)災(zāi)害進(jìn)行監(jiān)測(cè)，以便獲取大量的豐富資料，為治理和保護(hù)生態(tài)地質(zhì)環(huán)境提供更準(zhǔn)確的參數(shù)和方案，從而了解生態(tài)地質(zhì)環(huán)境的變化趨勢(shì)。

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（責(zé)編：張宏民）