生态评价的基本内容与方法.ppt
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1、,第四章 生态评价的基本内容与方法,教学内容,第一节 生态评价概述第二节 生态适宜性评价第三节 生态敏感性评价第四节 生态安全评价第五节 生态环境评价,教学目标,掌握生态评价的基本理论和基本方法。,重点和难点,重点:生态适宜性评价、生态敏感性评价、生态风险性评价、生态安全评价、生态环境评价的基本理论和基本方法。难点:基本方法。,一、生态评价的概念与类型二、生态评价的标准三、生态评价的基本方法,第一节 生态评价概述,1、概念:是根据合理的指标体系和评价标准,运用恰当的生态学方法,评价某区域生态环境状况、生态系统环境质量的优劣及其影响作用关系。2、基本对象:是区域生态系统和生态环境,即评价生态系统
2、在外界干扰作用下的动态变化规律及其变化程度。,一、生态评价的概念与类型,第一节 生态评价概述,3、主要任务:是认识生态环境的特点与功能,明确人类活动对生态环境影响的性质、程度,确定为维持生态环境功能和自然资源可持续利用而应采取的对策和措施。,第一节 生态评价概述,一、生态评价的概念与类型,4、类型:(1)按时间可分为:回顾性评价、现状评价、影响评价、预测评价。(2)按生态环境要素可分为:单要素评价和多要素综合评价。(3)按评价的生态系统类型可分为:农业生态系统评价、森林生态系统评价等。(4)根据评价的主题和侧重点不同可分为:生态适宜性评价、生态敏感性评价、生态风险性评价、生态安全评价、等类型,
3、这些评价均是制定生态规划的基础依据。,第一节 生态评价概述,一、生态评价的概念与类型,二、生态评价的标准 由于研究系统的复杂性,使其评价标准不仅复杂,且因地而异。一般情况下,生态评价标准可考虑从国家、行业和地方规定的标准、背景或本底值、类比标准和科学研究以判定的生态标准等进行选择。,第一节 生态评价概述,三、生态评价的基本方法 当前,常采用的生态评价方法主要包括图形叠加法、生态机理分析法、类比法、列表清单法、质量指标法(综合指标法)、景观生态学方法、系统分析法、生产力评价法和数学评价法等。,第一节 生态评价概述,第二节 生态适宜性分析,一、生态适宜性分析的概念 1、定义:指运用生态学、经济学、
4、地学、农学及其他相关学科的知识和方法,根据区域发展的目标来分析区域的资源与环境条件,了解区域自然资源的生态潜力和对区域发展可能产生的制约因素,并与区域现状资源环境进行匹配分析,划分适宜性等级的过程。2、目标:是避免区域生态环境的不可逆变化。生态规划的核心,是制定生态规划方案的基础。,适宜性分析是生态规划的重要手段之一。麦克哈格“千层饼”模式是生态规划的经典方法之一。麦克哈格在其生态规划方法中,基于生态适宜性分析,提出了生态适宜性分析的七个步骤(见图4-1)。,二、生态适宜性分析的一般步骤,二、生态适宜性分析的一般步骤,三、生态因子的选择与指标体系的确定,1、生态因子的选择:(1)定性法:即以经
5、验来确定生态因子及其权重。常用的方法有3种:问卷咨询选择法;部分列举专家修补选择法;全部列举专家取舍选择法。(2)定量法:即先在构成土地的生态属性中,从实践经验出发,初步选取一些初评因子,然后对初评因子的指标数量化,再通过一些数学模型定量确定分析因子及其权重,如采用逐步回归分析法、主成分分析法等。,2、指标体系的确定:可针对各类发展用地自身的要求,制定该用地适宜性评价的体系标准,从而分析对该类用地适宜的用地模式;也可针对整体发展而研究其生态适宜模式。从而得出总体较优的生态发展模式。,三、生态因子的选择与指标体系的确定,刘贵利(2000)从景观生态学的角度,以城市用地适宜性评价为目标,建立了相应
6、的评价指标体系图层。,四、生态适宜性分级标准的制定,1、单因子分级2、综合适宜性分级,1、单因子分级 首先应对每个因子进行分级并逐一评价,进行单因子分级评分时,一方面要考虑该生态因子对给定土地利用类型的生态作用;另一方面则要充分考虑用地的生态特色。单因子分级一般可分为5级,即很不适宜、不适宜、基本适宜、适宜、很适宜。也可分为很适宜、适宜、基本适宜3级。,四、生态适宜性分级标准的制定,2、综合适宜性分级 在各单因子分级评分基础上,进行各种用地类型的综合适宜性分析。综合适宜性分级可根据综合适宜性的计算值分为很不适宜、不适宜、基本适宜、适宜、很适宜5级;也可分为很适宜、适宜、基本适宜3级。,四、生态
7、适宜性分级标准的制定,2、综合适宜性分级很不适宜:指对环境破坏或干扰的调控能力很弱,自动恢复很难,使用土地的环境补偿费用很高。不适宜:指对环境破坏或干扰的调控能力弱,自动恢复难,使用土地的环境补偿费用多。基本适宜:指对环境破坏或干扰的调控能力中等,自动恢复能力中等,使用土地的环境补偿费用中等。适宜:指对环境破坏或干扰的调控能力强,自动恢复快,使用土地的环境补偿费用少。很适宜:指对环境破坏或干扰的调控能力很强,自动恢复很快,使用土地的环境补偿费用很少。,四、生态适宜性分级标准的制定,五、生态适宜性的分析方法,1、形态法2、地图叠加法3、因子加权平均法4、生态因子组合法,1、形态法(1)选取评价因
8、素。(2)单因素评价。(3)确定各因素权重。(4)综合评价。缺点:一是要求规划者具有很深的专业素养和经验,因而限制了其应用的广泛性;二是作适宜性分析时,缺乏完整一致的方法体系,从而易导致规划者的主观判断。,五、生态适宜性的分析方法,最早使用的适宜性分析方法,主要用于土地利用规划。,优点:较为直观、明了。,形态分析法的基本过程,2、地图叠加法(1)确定规划目标及所涉及的因子,建立规划方案及措施与环境因子的关系表。(2)调查各因子在规划区域的分布状况,建立生态目录。(3)将各单要素适宜性图叠加得到综合适宜性图。(4)土地利用分区。,五、生态适宜性的分析方法,优点:是一种形象直观,可将社会、自然环境
9、等不同量纲的因素进行综合系统分析的一种土地利用生态适宜性的分析方法。,2、地图叠加法,五、生态适宜性的分析方法,缺陷:叠加法实质上是等权相加方法,而实际上各个因素的作用是不相等的。而且当分析因子增加后,用不同深浅颜色表示适宜等级并进行叠加的方法相当烦琐,且很难辨别综合图上不同深浅颜色之间的细微差别。但地图叠加法仍是生态规划中应用最广泛的方法之一。,2、地图叠加法,五、生态适宜性的分析方法,3、因子加权平均法 因子加权的基本原理与地图叠加法相似,加权求和的方法克服了地图叠加法中等权相加的缺点,以及地图叠加法中烦琐的照相制图过程,同时,避免了对阴影辨别的技术困难。加权求和法的另一优点是适应计算机,
10、从而使其在近年来被广泛运用。,五、生态适宜性的分析方法,3、因子加权平均法 黄光宇(2001)等在对广州城市空间发展生态适宜度分析中,在3S技术支持下,选取地面高程、地基承载力、景观多样性、水资源分析、自然影响价值分析、饮用水源保护区、现状土地利用开发度7项生态评价因子,然后对生态因子进行单项处理,即单因子评价(见表4-4);最后对单因子分析结果加权、叠加,得出综合性的生态适宜性结果,再给予综合评价。,五、生态适宜性的分析方法,五、生态适宜性的分析方法,3、因子加权平均法,4、生态因子组合法 首先需要专家建立一套完整的组合因子和判断准则,这是运用生态因子组合法的关键一步。生态因子组合法分为层次
11、组合法和非层次组合法。层次组合法:首先用一组组合因子去判断土地的适宜度等级,而后,将这组组合因子看做一个单独的新因子与其他因子进行组合判断土地的适宜度。这种按一定层次组合的方法即为层次组合法。适用于判断因子较多的情况。相反则为非层次组合法。显然,非层次组合法适用于判断因子较少的情况。,五、生态适宜性的分析方法,第三节 生态环境敏感性评价,一、生态环境敏感性评价的概念二、生态环境敏感性评价的内容三、生态敏感性评价的方法,1、生态敏感性:是指生态系统对各种自然环境变化和人类活动干扰的反应或敏感程度,即生态系统在遇到干扰时产生生态失衡与生态环境问题的难易程度和可能性大小。,一、生态敏感性评价的概念,
12、2、生态敏感性评价:是根据主要生态环境问题的形成机制,分析生态环境敏感性的区域分异规律,对特定生态环境问题进行评价,而后对多种生态环境问题的敏感性进行综合分析,明确区域生态环境敏感性的分布特征,以更好地制定生态环境保护和建设规划,避免生态建设引发新的环境破坏。实质是在不考虑人类活动影响的前提下,评价具体的生态过程在自然状况下潜在的产生生态环境问题的可能性大小。,一、生态环境敏感性评价的概念,1、评价要求(1)应明确区域可能发生的主要生态环境问题类型与可能性大小。(2)应根据主要生态环境问题的形成机制,分析生态环境敏感性的区域分异规律,明确特定生态环境问题可能发生的地区范围与可能程度。(3)首先
13、针对特定生态环境问题进行评价,然后对多种生态环境问题的敏感性进行综合分析,明确区域生态环境敏感性的分布特征。,二、生态环境敏感性评价的内容,2、评价内容(1)土壤侵蚀敏感性;(2)沙漠化敏感性;(3)盐渍化敏感性;(4)石漠化敏感性;(5)生境敏感性;(6)酸雨敏感性。,二、生态环境敏感性评价的内容,三、生态环境敏感性评价的方法,可以应用定性与定量相结合的方法进行。在评价中应利用遥感数据、地理信息系统及空间模拟等先进的方法与技术手段,编绘区域生态环境敏感性空间分布图。在制图中,应对所评价的生态环境问题划分不同级别的敏感区,并在各种生态环境问题敏感性分布的基础上,进行区域生态环境敏感性综合分区。
14、敏感性一般分为5级:极敏感、高度敏感、中度敏感、轻度敏感、不敏感。,1、土壤侵蚀敏感性评价 目的:为了识别容易形成土壤侵蚀的区域,评价土壤侵蚀对人类活动的敏感程度。(1)影响土壤侵蚀敏感性的因素(2)土壤侵蚀敏感性综合评价,三、生态环境敏感性评价的方法,1、土壤侵蚀敏感性评价(1)影响土壤侵蚀敏感性的因素 一般采用通用土壤侵蚀方程(USLE)进行评价 见式(4-1):A=RKLSCP(4-1)式中,A为土壤侵蚀量,t/(hm2a);R为降水侵蚀力指标();K为土壤质地因子;LS为坡长坡度因子;C为地表植被覆盖因子;P为土壤保持措施因子。,三、生态环境敏感性评价的方法,表4-6 土壤侵蚀敏感性影
15、响的分级,三、生态环境敏感性评价的方法,1、土壤侵蚀敏感性评价(2)土壤侵蚀敏感性综合评价 土壤侵蚀敏感性指数的计算:SSj=(4-2)式中,SSj为j空间单元土壤侵蚀敏感性指数;C i:为i因素敏感性等级值。,三、生态环境敏感性评价的方法,1、土壤侵蚀敏感性评价(2)土壤侵蚀敏感性综合评价 土壤侵蚀敏感性加权指数的 SSj=(4-3)式中,Wij为j空间单元影响土壤侵蚀敏感性因子的权重。见下式:Wi=(4-4)式中,Xi为影响因子i对土壤侵蚀的相对重要性,可通过专家调查法得到。M为参加填表的专家和决策管理者的人数。,三、生态环境敏感性评价的方法,三、生态环境敏感性评价的方法,1、土壤侵蚀敏感
16、性评价(3)土壤侵蚀敏感性分布图 将计算得到的土壤侵蚀敏感性指数,按照敏感性分级赋值标准(见表4-6)进行级别划分,并通过GIS生成土壤侵蚀敏感性分布图。,2、土地沙漠化敏感性评价 风蚀沙化是指在具有沙物质分布的干旱、半干旱地区,不同的时间尺度上,以风为动力,参与其他条件作用的一系列气候地貌过程。人类活动是重要的诱导因素。风蚀沙化的产物就是沙地和荒漠化土地。,三、生态环境敏感性评价的方法,2、土地沙漠化敏感性评价 土地沙漠化可以用湿润指数、土壤质地及起风的天数、植被覆盖等来评价区域沙漠化敏感性程度。其指标及分级标准见表4-8。,三、生态环境敏感性评价的方法,三、生态环境敏感性评价的方法,表4-
17、8 沙漠化敏感性分级指标,2、土地沙漠化敏感性评价 沙漠化敏感性采用式(4-5)进行计算:DSj=(4-5)式中,DSj为j空间单元沙漠化敏感性指数;Di为i因素敏感性等级值。,三、生态环境敏感性评价的方法,3、土地盐渍化敏感性评价 盐渍化敏感性是指旱地灌溉土壤发生盐渍化的可能性。在盐渍化敏感性评价中,首先应用地下水临界深度(即在一年中蒸发最强烈季节而引起土壤表层开始积盐的最浅地下水埋藏深度)来划分敏感与不敏感地区(见表4-9)。再运用蒸发量、降雨量、地下水矿化度与地形指标划分等级。具体指标与分级标准参见表4-10。,三、生态环境敏感性评价的方法,三、生态环境敏感性评价的方法,表4-9 临界水
18、位深度,表4-10 盐渍化敏感性评价,三、生态环境敏感性评价的方法,3、土地盐渍化敏感性评价 盐渍化敏感性指数采用式(4-6)进行计算:YSj=(4-6)式中,YSj为j空间单元盐渍化敏感性指数;Yi为i因素敏感性等级值。,三、生态环境敏感性评价的方法,4、石漠化敏感性评价 石漠化:即岩溶石漠化,是指在热带、亚热带湿润地区岩溶及其发育的自然背景下,由于受人为活动干扰,在降雨、径流和不合理人为作用下表层土壤逐步丧失、植被退化乃至出现大面积岩石裸露的土地退化乃至消失的过程和现象。石漠化敏感性主要根据其是否为喀斯特地形及其坡度与植被覆盖度来确定(见表4-11)。,三、生态环境敏感性评价的方法,表4-
19、11 石漠化敏感性评价指标,三、生态环境敏感性评价的方法,5、生境敏感性评价 根据生境物种丰富度,即评价地区国家与省级保护对象的数量来评价生境敏感性。,三、生态环境敏感性评价的方法,表4-12 生物多样性及生境敏感性,三、生态环境敏感性评价的方法,6、酸雨敏感性评价的方法 生态系统对酸雨的敏感性是整个生态系统对酸雨的反应程度。生态系统的酸雨敏感性特征可由生态系统的气候特性、土壤特性、地质特性以及植被与土地利用特性来综合描述。生态功能区划技术暂行规程(环发 2002 117号)选用了周修萍建立的指标体系,该体系反映了亚热带生态系统的特点,对我国酸雨区基本适用(见表4-13)。根据指标体系进行评价
20、,5个等级:即敏感性指数为01为不敏感、23较不敏感、4为中度敏感、5为敏感和6为极敏感。,三、生态环境敏感性评价的方法,表4-13 生态系统对酸沉降的相对敏感性分级指标,三、生态环境敏感性评价的方法,注1:P为降水量,PE为最大可蒸发量 注2:A组岩石:花岗岩、正长岩、花岗片麻岩(及其变质岩)和其他硅质岩、粗砂岩、正石英砾岩、去钙砂岩、某些第四纪砂/漂积物;B组岩石:砂岩、页岩、碎屑岩、高度变质长英岩到中性火成岩、不含游离碳酸盐的钙硅片麻岩、含游离碳酸盐的沉积岩、煤系、弱钙质岩、轻度中性盐到超基性火山岩、玻璃体火山岩、基性和超基性岩石、石灰砂岩、多数湖相漂积沉积物、泥石岩、灰泥岩、含大量化石
21、的沉积物(及其同质变质地层)、石灰岩、白云石。注3:A组土壤:砖红壤、褐色砖红壤、黄棕壤(黄褐土)、暗棕壤、暗色草甸土、红壤、黄壤、黄红壤、褐红壤、棕红壤;B组土壤:褐土、棕壤、草甸土、灰色草甸土、棕色针叶林土、沼泽土、白浆土、黑钙土、黑色土灰土、栗钙土、淡栗钙土、暗栗钙土、草甸碱土、棕钙土、灰钙土、淡棕钙土、灰漠土、灰棕漠土、棕漠土、草甸盐土、沼泽盐土、干旱盐土、砂姜黑土、草甸黑土。,三、生态环境敏感性评价的方法,6、酸雨敏感性评价的方法 根据等权体系进行评价,可得到极敏感、高度敏感、中度敏感、轻度敏感和不敏感5个等级(表4-14)。表4-14 敏感性等级分类(等权体系),三、生态环境敏感性
22、评价的方法,第四节 生态安全评价,一、生态安全相关的基本概念二、生态安全评价的基本方法与步骤,一、生态安全相关的基本概念,1、生态安全的概念2、生态安全的构成3、生态安全评价的概念,1、生态安全的概念 广义:以国际应用系统分析研究所提出的为代表,认为生态安全指在人的生活、健康、安乐、基本权利、生活保障来源、必要资源、社会秩序和人类适应环境变化的能力等方面不受威胁的状态,包括自然生态安全、经济生态安全和社会生态安全;狭义:指自然和半自然生态系统的安全,即生态系统完整性和健康的整体水平反映。目前主要从生态系统或生态环境方面对其进行阐述。,一、生态安全相关的基本概念,2、生态安全的构成 由国土安全、
23、水资源安全、环境安全和生物安全四方面组成的动态的安全体系。,一、生态安全相关的基本概念,3、生态安全评价的概念 定义:是根据所选定的指标体系和评价标准,运用恰当的方法对生态环境系统安全状况进行定量评估,是对生态环境或自然资源受到一个或多个威胁因素影响后,对其生态安全性及其由此产生的不利的生态安全后果出现的可能性进行评估,最终为国家的经济、社会发展战略提供科学依据。生态安全评价以区域生态环境为中心,以生态环境系统和经济、社会以及人类自身的稳定性和可持续性作为评判标准。,一、生态安全相关的基本概念,二、生态安全评价的基本方法与步骤,1、生态安全评价系统2、生态安全评价步骤,1、生态安全评价系统:一
24、般来说,是由5个要素构成的。(1)评价主体(2)评价对象(3)评价目的(4)生态安全评价的标准:是系统生态安全性指标的目标值。生态安全评价系统的评价标准具有以下性质:目的性。层次性。可操作。可持续性。(5)生态安全评价方法:可分为定性评价方法和定量评价方法。其中综合指数法是应用最多的方法。,二、生态安全评价的基本方法与步骤,2、生态安全评价步骤 生态安全评价工作由评价主体确定评价对象(区域)与尺度,建立评价指标体系,并按评价标准实施评价,最后编写安全评价报告书等。其工作程序如下所示。,二、生态安全评价的基本方法与步骤,二、生态安全评价的基本方法与步骤,生态安全评价报告书一般包括以下主要内容:背
25、景描述,包括评价区域内的生态、环境、社会、经济基本状况。生态危险性分析,界定可能对系统生态安全性产生影响的因子,并明确影响程度。生态安全预测。生态安全综合评价。评价结论。,二、生态安全评价的基本方法与步骤,第五节 生态环境评价,一、生态环境状况评价 二、生态环境容量分析 三、生态环境影响评价 四、生态环境综合评价,一、生态环境状况评价,1、生态环境状况评价的类型(1)生态环境质量现状评价:一般是根据当前的生态环境监测资料,通过相关指标或指数对生态环境现状进行评价,了解某区域生态环境的现状水平。(2)生态环境状况变化幅度评价:通过对连续近几年某区域的生态环境状况进行评价,分析其变化幅度,并确定生
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