北京市西部山区环境承载力研究

刘利霞 王威 王小焕 王芳 杨英 党永峰

摘要：基于（GIS，运用熵权—TOPSIS模型，充分考虑京西林场特殊的自然条件、社会经济状况，并遵循科学性、综合性、可行性、动态性、区域性等原则，选取10个指标因子，以小流域为单位对京西林场资源环境承载能力进行了评价，通过对综合得分的排序，共分为了3个级别，分别为好（0.32

关键词：京西林场;资源环境;承载力;熵权TOPSIS模型

中图分类号：S7

文献标识码：A

文章编号：1674-9944（2018）6-0129-04

1引言

区域承载力是区域条件在维持发展的情况下，培育健康稳定、优质高效的森林，满足生态、社会、经济发展需要，意义重大，是区域规划的基础。从承载力的角度研究区域资源、环境、生态问题，一直是地理学、生态学研究的热点问题之一。目前关于承载力的研究在区域尺度上多集中于省级、市级、区县级，在研究方法的选择与应用上主要是采用层次分析法、主成分分析等方法。过于主观，尽管现有关于资源、环境与经济作用机制及人类活动相互作用规律这方面取得相应研究成果，但现有文献对县级以下尤其是林场尺度的研究涉及甚少。因此对林场区域资源环境评价研究具有重要意义，为此本研究在总结以往研究的基础上，结合京西林场特有的自然环境、区域经济条件，对其环境承载力进行评价，以期为转型期山区林场建设提供参考。

2区域概况

京西林场位于北京西部太行山深处，地跨门头沟区和房山区，林场总部位于门头沟区人民政府附近，共有大台、大安山、长沟峪、珠窝林、雁翅、河南台、二斜井等7个林区，下设石房沟、八二零、玉皇庙、北港沟、曹家铺、大安山、长沟峪、斋堂山8个分场，总面积17.44万亩，地理位置介于东经115°40'-116°38'，北纬39°40'～40°10'。林区山体属太行山系小五台山余脉，海拔200～1610m。气候属温带大陆性季风气候，四季分明，无霜期150～180d，年平均气温7～10℃，全年平均氣温比北京市区低5～8℃，尤其夏季（7～9月）的平均气温比市区低6℃，年平均降雨量500--600mm;沟深坡陡，林区属于海河水系上游的永定河流域和大清河流域，河流以季节性河流为主;土壤类型主要为褐土、棕壤土;场内森林资源丰富，其中，林地16.74万亩，非林地0.70万亩，森林覆盖率为31.3%（图1）。

3数据来源与研究方法

3.1数据来源

文中所用数据主要包括：1：1万地形图、1：1万土地利用图、2016年2.5m分辨率SPOT-5卫星影像、2017年京西林场二类调查数据库、1：1万道路分布图、1：1万DEM数据、1：1万行政边界数据等相关数据，均来自国家林业局调查规划设计院（图2）。

3.2熵权—TOPSIS模型

熵权—TOPSIS模型的优势在于其客观性和可操作性，对样本需求不大，且结果合理。计算步骤如下：

（1）构建评价指标体系矩阵（S）。假设被评价对象有，m个，每个被评价对象有个，则矩阵为：

（7）计算目标对象与最优解最劣解间的欧氏距离，计算公式如下：

（8）计算综合评价指数，计算公式如下：

公式（9）中，Wi越大表示评价对象越优。

4评价指标体系构建

京西林场原为北京矿务局（2001年更名北京京煤集团有限责任公司）所属林场，于1964年成立，旅游资源、矿产资源较为丰富，但场内水资源匮乏，经济基础薄弱，在选取评价指标时，充分考虑了其特殊的自然条件、社会经济状况，并遵循科学性、综合性、可行性、动态性、区域性等原则。本文共选取10个指标因子（表1），基于熵权TOPSIS模型，以小流域为单位对京西林场资源环境承载能力进行评价。

指标获取方法如下：

人口密度=场内人口/区域面积;森林覆盖率=（有林地面积十国家特别规定的灌木林地）/区域土地面积×100%;公路网密度一区域公路长度/区域土地面积.

土地利用状况表达式如下：

公式（10）中：n表示土地利用状况指数（表1），LU表示土地利用状况指数，Si表示为第i级土地利用状况分级指数（表2），M，表示第i级土地利用状况面积百分比。

海拔和高程根据研究区1：1万DEM影像及京西林场二类调查数据，运用Arcgis软件，得出研究区海拔和高程数据。

植被盖度一场内植被面积/土地总面积×100%

蓄积保有量以植被生长的Landsat ETM+卫星数据及二类调查数据中的地类字段数据为基础数据，运用Arcgis、ENVI软件对遥感影像进行几何校正、配准及相关数据处理。

树种多样性指数和传统的林分变量相比，树种多样性反映了森林结构更多的细节信息，揭示了森林客观存在的树种和结构的多样性，计算表达式采用Shannon-Wiener指数（SHI）：

公式（11）中，N表示树种的个体数;Ai表示第i个树种的个体占所有个体数的比例。

生态环境敏感性指数=N×（0.05×一般敏感性土地面积+0.25×较敏感性土地面积）×100/区域总面积 （12）

公式（12）中，N表示敏感性指数归一化后的系数，取1。

6结果与分析

资源环境承载力评价指标权重最优劣值排序。通过熵权-TOPSIS模型，计算得出林场每个流域的综合分值（如表3），通过对得分进行降序排序，将区域资源环境承载力分为3个等级，分别为好（0.32

通过表4可看出：京西林场17个小流域中，二斜井流域及斋堂山流域得分最高，河南台流域得分最低，分别为0.59、0.14。

二斜井流域、位于斋堂山分场的斋堂山流域、位于石房沟分场及代管林地分场和北港沟分场及八二零分场的清水涧流域、大安山分场的花园沟流域、曹家铺分场的曹家铺流域、长沟峪分场的贾岛峪沟流域、石房沟分场的樱桃沟流域，资源环境承载力好，开发潜力相对较大;北港沟分场的北港沟流域和南港沟流域、大安山分场的大安山流域、石房沟分场的石房沟流域、长沟峪分场的长沟峪流域、八二零分场的五二五沟流域、大台分场的大台流域，资源环境承载力等级为较好，开发潜力属中等水平;石房沟分场的雁翅流域及珠窝流域、石房沟分场的河南台流域，资源环境承载力一般，开发力度较大，应加大生态保护和植被恢复力度（表3、表4）。