昌吉州生态环境质量评价研究

马木合·曼散, 孜比布拉·司马义，2*

(1.新疆大学资源与环境科学学院，新疆乌鲁木齐 830046;2.新疆大学绿洲生态教育部重点实验室，新疆乌鲁木齐 830046)



昌吉州生态环境质量评价研究

马木合·曼散1, 孜比布拉·司马义1，2*

(1.新疆大学资源与环境科学学院，新疆乌鲁木齐 830046;2.新疆大学绿洲生态教育部重点实验室，新疆乌鲁木齐 830046)

以2001～2012年生态环境时间序列数据为数据源，建立了昌吉州生态环境质量综合评价指标体系，应用熵值法确定各生态因子的权重，给出影响因子的重要性排序，得到生态环境质量综合指数，最终对昌吉州生态环境质量进行了评价。研究表明，昌吉州生态环境质量呈现上升趋势。以生态环境综合指数评价来看，生态综合指标数由2001年的0.013 7增长至2009年的0.475 8，该期间生态环境质量处于较差状态。从2010年开始环境状况逐年得到改善，2012年生态综合指标数为0.940 0，属良性状况。生态综合指标数的增长说明昌吉州政府重视及采取因地制宜措施逐步改善生态环境质量，促进区域生态环境的保护,使生态环境向好趋势发展。

生态环境；昌吉州；熵值法；综合评价

生态环境质量评价指在具体的时间或空间范围内，环境的总体或部分环境要素的组合体对人类生存及社会、经济持续发展适宜程度的定量,即根据合理的指标体系、评价标准和运用适当的方法，评定某区域生态环境质量的优劣及其影响关系[1]。国外有关生态环境质量评价研究始于20世纪60年代中期，70年代开始蓬勃发展。目前，国外对于生态环境评价分不同的等级尺度进行研究[2]。 Reitti等以渗透理论为基础，提出了一种新型的生态质量评价法，即生态质量安全可否与斑块的间距、扩散能力、干扰能力等相关联，安全度也是生态评价中必应解决的问题[3]。我国生态环境质量的评价在20世纪80年代末至90年代初开始引起人们的重视，对该综合指标体系的研究也应运而生，重点先是农业生态系统，其次是城市生态环境质量评价，进而涉及到区域环境区划、山区生态环境、土地可持续利用和省级生态综合评价等。叶亚平等根据不同类别的生态系统有不同的组分、结构和功能，选用生态环境质量背景、人类影响程度和人类适宜需求三方面的指标对全国30个省份进行生态环境质量评价，将其分为10个等级，建立了我国省域生态环境质量评价指标体系[4]。贾艳红等根据白银市区域生态环境系统的实际情况，运用AHP法确定其生态环境质量评价指标体系，并通过对各评价因子进行权重和分级量化，利用综合评价模型对白银市区域生态环境质量进行了评价[5]。任广鑫等通过对生态环境质量及其评价的内涵和国内外研究进展的分析和判定，指出江河源区生态环境质量评价应大量地借助于遥感资料，同时结合统计资料对区域自然环境系统、经济系统和社会系统进行综合评价[6]。在应用研究上，我国基于国内外的理论成果展开了广泛的运用[7-13]。

该研究从昌吉州生态环境普遍存在的主要问题中选取评价指标,并采用综合指数法评价区域生态环境质量。首先确定选择评价指标的原则,其次确定评价指标、评价标准以及评价指标的权重,并根据评价指标的指数值计算区域生态环境质量综合指数,再根据区域生态环境质量综合指数来确定区域生态环境质量的状态，最后应用该研究成果对昌吉州生态环境质量进行综合评价。

1 研究区概况

昌吉回族自治州(简称昌吉州，俗称庭川)地处新疆天山北麓、准噶尔盆地东南缘，地理位置86°24′～87°37′ E，43°06′～45°20′ N之间。东邻哈密地区，西接石河子市，沙湾县相邻，南与吐鲁番地区、巴音郭楞蒙古自治州毗连，北与塔城地区、阿勒泰地区接壤，东北与蒙古人民共和国交界。昌吉州辖2个县级市、4个县、1个自治县，境内有新疆生产建设兵团的24个团场。总面积73 660 km2，总人口42.8×104人。地势南高北低，自南向北倾斜。典型的大陆性干燥气候，具有冬季寒冷、夏季炎热、昼夜温差大的特点。南部山区气候特征明显，北部沙漠性气候特征显著。年平均气温6.8 ℃，极端最高气温39 ℃，极端最低气温-37.3 ℃。全年无霜期约155 d左右，年均降水200 mm。

2 昌吉州生态环境质量评价指标

2.1 评价指标体系的建立在对昌吉州现状调查的基础上，参考国内外指标体系建立的理论体系，建立了适合干旱区域的3个层次结构的指标体系(表1)。环境质量、经济系统、社会发展能反映指标体系所涵盖的区域生态环境的各个方面，能体现经济实力对促进和提升生态环境的重要作用，同时，亦思虑到社会发展体系对区域人居环境的支撑作用[14]。因此，该评价指标体系可以全面地反映区域生态环境质量现状和趋势。该体系各层涵义:目标层,即以区域生态环境质量作为总目标，综合分析归纳并表征区域生态环境质量现状及发展趋势;制约层,制约区域生态环境质量水平的主要因素，包括环境质量、经济系统、社会发展系统;指标层，由可直接度量的因子组成，如建成区绿化覆盖率、人均公园绿地面积、生活污水处理率、工业固体废物排放量、工业固废综合利用率、工业废水排放达标率、烟尘排放量、二氧化硫的总排放量、生产总值、人均国内生产总值、第二产业GDP、第三产业GDP、工业总产值、城镇在岗职工平均工资、全社会固定资产投资总额、进出口总额、人口自然增长率、人均城市道路面积、人均生活用水量、用水普及率、用气普及率、医院床位数、移动电话用户数、普通高等学校在校人数24个因子组合成的。

2.2 评价指标的选择表征区域生态环境的指标有多种，要在其多种不同层次含义的指标中选择所研究的指标是一项系统性的工作。具体对于指标的选择，可运用的方法有频度统计法、多因子比较法和专家评价法等。频度统计法，即通过对大量文献进行阅读及参考已有相关评价体系，对各指标因子进行频度统计，选用那些使用频度高的指标； 多因子比较法就是通过对同时可表征同一要素的多项指标因子进行比较分析，从中选出更具代表性的指标为评价体系所用； 专家评价法是以初步建立的评价体系为基础，进而咨询专家的意见和建议，对指标体系进行合理调整，以达到优化目的。准确合理，易操作的指标因子是建立良好的区域环境质量评价指标体系的基础[15]。

2.4 评价指标权重的确定由于各指标因子在指标体系中起到的作用有所不同，对生态系统的影响程度是有差别的，为了区分其对系统影响的差异性，笔者运用熵值法确定各指标的权重[16]。熵值法要根据客观环境的原始信息，通过分析各指标之间的关系程度及各指标所提供的信息量来决定指标权重，从而在一定程度上避免了主观因素带来的偏差。熵值法确定指标权重的步骤如下：xij表示样本i的第j个指数的值(i=1,2,…,n；j=1，2,…,p,其中n和p分别为样本个数与指标个数)。①对指标作比重变换：

②计算指标的熵值：

③将熵值标准化：

④计算指标的权重：

根据以上步骤利用昌吉州2001～2012年的数据计算出各指标权重，所得的结果见表1。

表1 昌吉州生态环境质量评价指标体系

目标层制约层指标层权重昌吉州环境质量综合指标环境质量(0．3191)建成区绿化覆盖率∥%0．1204人均公园绿地面积∥m20．1209生活污水处理率∥%0．1211工业废水排放达标率∥%0．1210二氧化硫排放总量∥万t0．1218烟尘排放量∥万t0．1270工业固体废物排放量∥万t0．1474工业固体废物综合利用率∥%0．1203经济系统(0．3638)生产总值∥万元0．1199人均GDP∥万元0．1201第二产业GDP∥万元0．1234第三产业GDP∥万元0．1201工业总产值∥万元0．1241城镇在岗职工平均工资∥元0．1173全社会固定资产投资总额∥万元0．1432进出口总额∥万元0．1319社会发展(0．3170)人口自然增长率∥%0．1227人均生活用水量∥L0．1228用水普及率∥%0．1227用燃气普及率∥%0．1226人均城市道路面积∥m20．1240医院床位数∥万人0．1245普通高等学校在校人数∥人0．1261移动电话用户数∥万部0．1346

3 昌吉州生态环境质量综合评价

由图1可知，2001～2012年昌吉州生态环境质量综合指数呈现上升趋势(0.013 0～0.940 6)，即2009年生态环境质量综合指数有明显的变化。2001～2009年生态环境综合指数属较低状况(即生态环境质量差)，是由于当时昌吉州经济实力比较弱的原因，致使投入环境保护的资金非常有限；同时生产规模的扩大必然伴随废物排放量的增加，工业废水排放、工业固体废物排放、烟尘排放是影响该区域环境空气质量的首要污染物。而该空气环境污染类型为工业污染，破坏生态环境；2007年8月昌吉州的主要工业区米泉市从昌吉州分离，工业污染大量减少， 从2009年开始生态环境质量综合指数迅速上升，表明生态环境质量有所好转，且走向趋势比较理想。其原因是随着经济的发展，政府对环境保护领域投资规模的扩大，产业结构的调整，教育投入增加，居民文化素质提高的同时环保意识也逐年上升，使生态环境有好转的趋向。但是随着区域城市化水平的提高，经济趋于发达，人口或工业趋于密集，人类的活动更加活跃，环境污染物的产量高，从而造成环境综合水平较低。

从环境质量指数来看，2001～2012年环境质量指数总体呈上升趋势(0.217 9～0.709 1)。由此可知，该期间昌吉州环境质量逐年好转；2001～2005年生态环境质量指数为上升趋势，指数由2001年的0.217 9上升到2005年的0.472 6，环境质量有所好转；2005～2009年环境质量指数处于平稳状态；之后的指数又处于上升趋势。从生态环境指数值描述状态来看，生态环境质量属于中级状态。

从经济指标来看，2001～2012年指数总体上是上升趋势，指数从2001年的0.024 3上升至2012年的0.893 3。近年来随着昌吉州经济的迅速发展，居民生活水平日益提高的同时也出现了一些环境问题。因此，昌吉州发展经济的同时要加大对环境保护的投资力度，这对于建设生态城市至为关键。

从社会发展指标来看，此期间总体来说呈上升趋势(2009年的指数下降到0.578 7外)。2010～2012年社会发展速度比前期快，基础设施大大改善，居民的生活质量和满意度日益提高，对区域综合生态环境质量的提升起到催化剂的作用。为此，昌吉州应大力发展技术含量高的产业，要提高“三废”处理率、增加固体废物的回收利用量。

从昌吉州生态环境综合指数看，2001～2012年生态环境综合指数分别为0.013 0、0.148 8、0.174 6、0.276 3、0.376 8、0.409 8、0.501 2、0.501 2、0.475 8、0.683 2、0.846 1、0.940 6，逐年上升，生态化程度趋势良好，反映出政府部门确实把生态环境建设摆放在相对重要的位置。参照国内外的各种综合指数的分级方法，设计出5 级分级标准，并给出相应的分级评语(表2)。据此，可以判定和分析得到昌吉州综合生态环境质量处于较好的状态。

表2 城市生态环境状况分级

分级生态环境综合指数状态描述10．90～1．00优 20．80～0．89良 30．60～0．79中 40．40～0．59差 50～0．39很差

4 结论与建议

该研究通过构建出昌吉州生态环境质量综合评价指标体系的基础，采用熵值法确定各生态因子的权重，得出影响因子的重要性排序并计算出生态环境质量综合指数，对昌吉州2001～2012年的生态环境质量进行评价。从生态环境综合指数评价来看，昌吉州生态环境质量有所好转。2001～2009年生态环境质量综合指数在0.013 0～0.475 8之间，属于较差和差的状态，原因主要在于这一段时间内，昌吉州加大对工业生产的投资力度，但在环境治理方面的支出相对不足，导致了工业对区域生态环境质量的直接影响。2012年生态环境综合指标指数为0.940 0，属于良性状态。昌吉州区域生态环境总体为向好趋势。随着昌吉州经济的快速发展，产业结构的调整，教育投入增加，居民文化素质提高的同时环保意识也逐年提升，昌吉州政府重视及采取因地制宜的措施逐步改善生态环境质量，促进了区域生态环境的保护,使生态环境逐渐好转。

为使昌吉州生态环境向着良性的方向发展，根据对昌吉州生态环境的研究分析，提出以下建议：首先，政府相关部门应对现有人口规模熟知情况下，适当控制建成区范围；其次，充分利用良好的生态环境优势，吸引人才，大力发展创意产业，文化产业，提升整体经济实力；再次，重视工业结构调整，发展节水节电型项目和低碳产业，合理开发利用资源；另外，进一步提高区域绿化面积，继续保持现有的生态环境，树立并打响特色宜居区域的品牌。

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A Study of Evaluation on the Eco-environment Quality of Changji

MAMUHE Mansan1, ZIBIBULA Simayi1,2*

(1.College of Resource and Environmental Science, Xinjiang University, Urumqi, Xinjiang 830046; 2. Key Laboratory of Oasis Ecology of Ministry of Education, Xinjiang University, Urumqi, Xinjiang 830046)

The study based on the long term time series data from 2001 to 2012 and environmental quality statistics to evaluate the eco-environmental quality of Changji Hui Autonomous Prefecture and set up a ecological environment quality comprehensive evaluation index system. The entropy value method was used to determine the weights of various ecological factors to find the rank of impact factor, calculate eco-environmental quality index and evaluate the ecological environment quality of Changji Hui Autonomous Prefecture. The study showed that: according to the comprehensive index evaluation of the ecological environment, the ecological quality of the environment is in an upward trend in Changji Hui Autonomous Prefecture, from 0.013 7 of 2001 to 0.475 8 of 2009 during which the quality of the ecological environment in bad or worse grade. From 2010, the state of the environment has been improved, the ecological composite indicator of 2012 showed a optimistic situation which is at 0.940 0. Changji Hui Autonomous Prefecture Government attaches importance to take measures according to the local conditions and improve the ecological quality of the environment gradually to promote the regional ecological environment protection, keep the ecological quality of the environment in an optimistic trend.

Eco-environment; Changji; Entropy method; Comprehensive evaluation

国家自然科学基金项目(40861006)；国际合作项目(41010104040)。

马木合·曼散，(1987-)，女，哈萨克族，新疆乌鲁木齐人，硕士研究生，研究方向：城市环境质量分析。*通讯作者，教授，博士，从事城市发展与城市生态环境研究。

2015-03-09

S 181.3

A

0517-6611(2015)10-239-04