榆林市生态环境质量变化趋势及空间分布特征分析

郭玲霞，封建民，孙铂

（咸阳师范学院旅游与资源环境学院，陕西咸阳712000）

榆林市生态环境质量变化趋势及空间分布特征分析

郭玲霞，封建民，孙铂

（咸阳师范学院旅游与资源环境学院，陕西咸阳712000）

运用层次分析法和空间分析法分析1996—2012年榆林市生态环境质量变化趋势和空间分布特征。结果表明：1996—2012年榆林市生态环境质量呈波动下降趋势，分别在2001、2004、2012年出现了转折，生态环境总体呈恶化趋势较明显；生态环境质量各维度具有明显的差异性。自然条件榆阳区最优，衡山县最差；生态条件吴堡县最好，定边县最差；社会经济发展对生态环境的压力和影响吴堡县最小，神木县最大；环境污染程度清涧县最小，神木县污染最严重；生态环境质量具有空间差异性，呈中部高，西南和东北低的格局,清涧县最好，神木县最差。

生态环境质量；变化趋势；空间分布；榆林市

生态环境恶化已成为人类生存和发展所面临的严峻问题，人口、资源、环境和经济发展问题的实质就是生态环境问题。[1]原始生境退化、植被覆盖率降低、土地退化严重、冰川加速退缩等问题，虽然都是人类活动的持续产物，却也逐渐成为制约人们生存和发展的客观环境。[2-4]我国自然环境类型多样，区域差异明显，很多地区自然生态系统脆弱，若开发利用不当，极易受到破坏，自然调节和恢复能力差，生态环境问题突出。[5]自1978年改革开放以来，中国经济发展取得了世人瞩目的成就。与此同时，经济发展付出的生态环境成本代价同样惨重。特别是20世纪90年代以来，中国的生态环境日趋恶化，已经影响到人民的生存安全，成为民生中的大问题[6]。生态环境质量评价是揭示生态环境质量变化规律，促进生态环境协调发展的基础。目前对生态环境质量的研究，从区域上，主要有全国[7-9]、城市[10]、农村[11-12]以及生态环境脆弱区域[13-15]的研究；从评价指标来看，有对空气[16]、水[17]、森林、固体废弃物等单维度的评价，以及对多种污染物和可持续发展能力的多维度的综合评价[18]；研究内容方面主要有生态环境质量评价，生态环境质量评价指标体系构建，生态环境质量变化驱动机制研究，生态响应研究[19]；从研究方法方面，主要有指数评价法[20]、相关分析法[21]、主成分分析法[22]、层次分析法[23]、模糊评价法[24]、物元分析评价法[25]、人工神经网络评价法[26]、灰色关联度分析法[27]、熵值法[28-29]、3S技术方法[30-31]等。总体来看，生态环境质量研究的成果较丰富，但以特定区域和年份的研究为主，对生态环境质量动态变化研究较少，时间跨度较短。榆林市地处黄土高原，生态环境脆弱，气候干旱。此外，近年来能源矿产资源大量开发，造成了植被覆盖率降低、土壤退化、土壤污染、水土流失、碳汇丧失等一系列环境问题，直接威胁到区域生态安全。基于此，对1996—2012年榆林市生态环境质量变化趋势进行分析，并对榆林市12个县（区）生态环境质量进行空间分析。旨在揭示榆林市生态环境质量发展变化的趋势和空间特征，为制定生态环境保护政策和措施及生态环境可持续发展提供科学依据。

1 研究对象及数据来源

榆林市位于北纬36°57′～39°35′，东经107°28′～111°15′，地处陕北黄土高原与陕北黄土高原和毛乌苏沙地交界，是黄土高原与内蒙古高原的过渡区，地域东西长385 km，南北宽263 km，总面积43 578 km2。辖11个县（区），2013年末总人口约为351.63万人①资料来源于靖边县统计年鉴。。能源矿产资源富集，被誉为“中国的科威特”。

本研究数据来源于《榆林市统计年鉴》《陕西省统计年鉴》《中国县域经济统计年鉴》《中国城市统计年鉴》《榆林市社会经济发展统计公报》。

2 研究方法

2.1 生态环境评价指标体系构建及权重确定

参考相关文献[8-9],结合陕北生态脆弱区生态环境特征，建立了适用于榆林市生态环境质量评价指标体系。本文选择制约和影响生态环境的4个因素来评价生态环境质量，包括自然、生态、社会经济、环境污染4个方面，共19个二级指标，通过层次分析法计算出各指标权重（表1）。计算得出，CI=0.039，RI= 0.990，CR=0.039，CR＜0.1，表明通过了层次总排序一致性检验。

表1 生态环境质量评价指标体系及权重

2.2 生态环境综合评价

2.2.1 数据标准化

在评价指标体系中，人均耕地面积、人均水资源量、年均降水量、有效灌溉面积、森林覆盖率、水土流失治理面积6个指标值越大，生态环境质量越好，因此为正向指标。因灾弃耕地、人口自然增长率、人口密度、城市化率、生产总值、农民人均纯收入、城镇居民可支配收入、工业废气排放量、工业废水排放量、工业废弃物排放量、单位面积化肥使用量、单位面积农膜使用量、单位面积农药使用量13个指标值越大，对生态环境的压力和影响越大，因此为逆向指标。对于两种指标分别采用如下计算：

正向指标标准化公式：

逆向指标标准化公式：

其中xi为第i个指标的实际值；xiM和xim分别为指标i的极大值和极小值。

2.2.2 综合评价

将各因素的评价值分别乘以各因素的权重值再相加，得到各年度或各县（区）生态环境综合质量指数，值越高，生态环境质量越好。

其中EEQi表示生态环境质量综合指数；Ui表示各因素的评价值；Wi为各因素的权值；n为因素的总个数[8]。

3 榆林市生态环境变化的时空特征分析

3.1 1996—2012年榆林市生态环境变化特征

从图1可以看出，1996—2012年榆林市生态环境质量指数具有波动下降特征，总体上呈下降趋势，从1996年的0.638下降为2012年的0.489，下降了23.35%，表明生态环境总体呈恶化趋势较明显。生态环境质量分别在2001、2004、2012年出现了明显转折。

1996—2012年，榆林市自然因素评价值呈现明显波动，2012年最高（0.159），2000年最低（0.04）。自然因素主要包括人均耕地面积、人均水资源量、年均降水量和有效灌溉面积四个评价指标。评价时段内，榆林市耕地面积和水资源量变化幅度不大，人口数量不断增加，因此，人均耕地面积和人均水资源量呈稳定下降趋势。而年降水量变化具有明显波动性，其中，2000年和2006年降水量远低于多年平均降水量，为明显的干旱年度，这是导致自然因素评价值降低的主要因素。另一方面，降水量减少，导致可供灌溉的地表水资源量和有效灌溉面积减少，进一步导致自然因素指标值降低。

图1 1996—2012年榆林市生态环境变化

1996—2012年榆林市生态指标评价值呈增加趋势。生态因素主要包含森林覆盖率、水土流失治理面积、因灾弃耕地3个评价指标。1996年榆林市森林覆盖率仅为25.1%，2012年提高到了33%。水土流失治理面积比1996年增加了25.7%。表明随着退耕还林、水土保持等政策的不断推进，榆林市生态环境保护取得了一定成效。

1996—2012年榆林市社会经济指标值呈下降趋势。社会经济因素主要包含人口自然增长率、人口密度、城市化率、农民人均纯收入、城镇居民可支配收入、生产总值6个评价指标。1996—2012年间，榆林市人口自然增长率保持在4.5‰以上，最高时，达到了10.88‰，人口从1996年320.73万人增加到2012年的335.69万人；城市化率从19%提高到了51%；农民人均纯收入从836元增长到了7 681元；城镇居民可支配收入从2 260元增长到了24 140元；生产总值比1996年增长了55倍。榆林市能源和矿产资源的大力开发，促使社会经济飞速发展，粗放的经济增长方式导致生态环境巨大压力与日俱增，生态环境质量不断下降。

1996—2012年榆林市环境污染评价值呈增加趋势。环境污染主要包括工业废气排放量、工业废水排放量、工业固体废弃物排放量、化肥使用量、农药使用量、农膜使用量6个指标。工业废气排放比1996年增加100倍以上，工业废水排放量增加了5倍，工业固体废弃物排放量增加了60多倍；化肥使用量比1996年增加了1.68倍，农药增加了0.18倍，农膜增加了2.68倍。可以看出，工业“三废”排放是导致榆林市生态环境恶化的主要原因。

3.2 榆林市生态环境质量空间分布特征

图2表明，榆林市生态环境质量具有空间差异性，总体来看，呈现中部高，西南和东北低的格局。生态环境综合指数清涧县最高（0.743），神木县最低（0.348），表明神木县生态环境综合质量清涧最好，神木县最差。其余各县介于0.4～0.7之间，排序依次为：清涧县＞吴堡县＞榆阳区＞横山县＞绥德县＞子洲县＞米脂县＞靖边县＞佳县＞府谷县＞定边县＞神木县。

图2 榆林市生态环境质量空间分布

自然因素评价值榆阳区最高（0.165），横山县最低（0.051），表明榆阳区自然条件最优，横山县最差。自然条件排序依次为：榆阳区＞神木县、清涧县＞吴堡县＞子洲县＞绥德县＞府谷县＞佳县＞米脂县＞靖边县＞定边县＞横山县。自然因素的四个评价指标中，人均耕地面积定边县最大（0.59 hm2/人），绥德县最小（0.12 hm2/人）；人均水资源量榆阳区最大，吴堡县最小；年均降水量清涧县最大，定边县最小；有效灌溉面积榆阳区最大，清涧县最小。

生态因素评价值吴堡最高（0.185），定边最低（0.009），表明吴堡县生态条件相对较好，定边县最差。生态条件排序依次为：吴堡县＞靖边县＞榆阳区＞横山县＞清涧县＞米脂县＞神木县＞绥德县＞子洲县＞府谷县＞佳县＞定边县。生态因素的3个评价指标中，森林覆盖率吴堡最高（48.3%），靖边次之（45.6%），定边最低（19.7%）；水土流失治理面积榆阳区最大，吴堡县最小；因灾弃耕地面积定边县最大，远高于其他县（区）。

社会经济因素评价值佳县最高（0.228），神木最低（0.053），表明吴堡县社会经济发展对生态环境的压力和影响最小，神木县最大。社会经济因素排序依次为佳县＞清涧县＞子洲县＞横山县＞吴堡县＞米脂县、绥德县＞定边县＞府谷县＞靖边县、榆阳区＞神木县。社会经济因素的6个评价指标中，人口自然增长率绥德县最大，神木县最小；人口密度吴堡县最大，定边县最小；城市化率榆阳区最高，子洲县最低；生产总值神木县最大，吴堡县最小；农民人均纯收入和城镇居民可支配收入神木县最大，佳县最小。

环境污染评价值清涧最大0.242，神木最小0.108，表明清涧县环境污染程度最低，神木县污染最严重。环境污染评价值排序依次为：吴堡县＞清涧县＞绥德县、米脂县＞子洲县＞佳县靖边县＞横山县＞定边县＞榆阳区＞府谷县＞神木县。环境污染因素包含的六个指标中，工业废气排放量神木县最大，清涧县最小；工业废水排放量神木县最大，佳县最小；工业固体废弃物排放量府谷县远大于其他各县区；化肥使用量定边县最大，吴堡县最小；农药使用量榆阳区最大，吴堡县最小；农膜使用量榆阳区最大，吴堡县最小。

4 结论与讨论

1996—2012年榆林市生态环境质量呈波动下降趋势，分别在2001、2004、2012年出现了转折，表明生态环境总体呈恶化趋势较明显。榆林市生态环境质量各维度具有明显的差异性。生态环境综合质量清涧最好，神木县最差。自然条件榆阳区最优，衡山县最差；生态条件吴堡县相对较好，定边县最差；社会经济发展对生态环境的压力和影响吴堡县最小，神木县最大；清涧县环境污染程度最低，神木县污染最严重。榆林市生态环境质量具有空间差异性，总体来看，呈现中部高，西南和东北低的格局。

社会经济发展，尤其是能源和矿产资源开发是导致榆林市生态环境恶化的主要原因。因此，今后应从以下方面改善生态环境质量：（1）转变经济增长方式，合理开发能源矿产资源，降低能源矿产资源开发对生态环境的影响。（2）积极采取生态补偿、生态修复等经济和工程措施，及时修复被破坏的生态环境。（3）建立公众参与机制，发挥公众在生态环境保护、建设、评价中的力量。

生态环境是一个复杂的系统，本研究从自然条件、生态基础、社会经济压力、环境污染4个方面分析生态环境质量，仅考虑了社会经济发展对生态环境的压力，对于经济发展在生态环境保护中的贡献没有过多考虑，在今后的研究中有待深入。

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Assessment of Ecological Environment Quality Change and Its Spatial Distribution Pattern of Yulin City

GUO Lingxia，FENG Jianmin，SUN Bo
(School of Tourism，Resources and Environmental,Xianyang Normal University,Xianyang 712000,Shaanxi,China)

Ecological environment quality change and its spatial distribution pattern of Yulin City is studied based on the AHP and spatial analysis,during 1996—2012.The results show that:During 1996—2012,the ecological environment quality has fluctuating downward trend deterioration,and the ecological environment deterioration significant.The quality of the four dimensions of ecological environment has significant differences.Natural conditions in Yu yang District is optimal,while those in Hengshan County is worst;ecological conditions in Wubu County is best,Dingbian County worst;Social and economic development pressures Wubu is minimum,Shenmu is maximum;environment pollution Qingjian County is smallest,Shenmu County is most polluted.Ecological environment quality has a spatial differences,central of the area is higher,while southwest and northeast are lower.Qingjian county has a best ecological environment quality,Shenmu county is worst.

ecological environment quality;change;spatial distribution pattern;Yulin City

X821

A

1672-2914（2015）02-0085-05

2014-12-14

陕西省教育厅科研计划项目（14JK1800）；陕西省普通高等学校优势学科建设项目（0602）；黄土与第四纪地质国家重点实验室开放基金（SKLLQG1316）。

郭玲霞（1984-），女，甘肃甘谷县人，咸阳师范学院旅游与资源环境学院讲师，博士，研究方向为区域环境与资源开发。