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文档简介

1、环境影响评价方法目前,生态环境评价方法正处于研究和探索阶段,可以分为定性与定量两种形式,定性评价要求评价人员能够深刻理解生态学的基本概念和原理,努力做到熟练、充分地应用生态学原理分析评价工程建设对生态的影响(虽然目前生态的定量评价确有一定难度,一些内容定量后反而说不清,生态“关系”的复杂性造成定量化后标准的确定是一个难题)因而定量化评价是努力的目标,而许多定量方法由于不同程度的人为主观因素增加了其不确定性,因而大部分评价采用定性描述与定量分析相结合的方法进行。对生态环境影响评价来说,起决定性作用的是对评价对象(生态系统)有透彻地了解,大量而充实的现场调查和资料收集工作,以及由表及里、由浅人深的

2、分析工作,在于对问题的全面了解和深入认识。定量评价是生态影响评价的必然趋势,依靠充分的数据及定量计算去评价工程项目搜造成的生态影响,如工程建设前后的生物量损失、生物量变化、景观变化、脆弱性评价水土流失量计算等。生态环境现状评价方法很多如列表清单法、综合评分法、生态机理分析法、生态图法、景观生态学分析法、生产力分析法、系统分析法等,大致可分为数学模型的方法与生态学的方法;其中,景观生态分析法是发展最快,应用越来越广的方法。生态环境评价方法的选用,应根据评价问题的层次特点、结构复杂性、评价目的和要求等因素决定。一、类比分析法类比分析法是一种比较常用的定性评价方法,是根据两个研究对象或两个系统在某些

3、属性上类似而推出其他属性也类似的思维方法,是一种有个别到个别的推理形式。其类比对象间所共有的属性越多,则类比结论的可靠性越大。分为整体类比和单项类比两种。并由于生态影响结果的滞后性,类比分析有时是主要的可信的预测方法。1 .类比分析:是根据已有的开发建设活动对生态环境的影响,分析或预测拟进行的开发建设活动可能产生的生态环境影响。基本原理是通过两个研究对象的比较(拟建工程同所选择的已建工程项目相比较),根据它们某些方面(属性、关系、特征、形式等)的相同或相似之处,推出在其他方面可能的相似或相同的推理方法。根据意见工程对环境产生的影响作为评价拟建工程对环境影响的主要依据。2 .类比对象的选择条件:

4、选择的类比对象在工程特性、规模、地理地质环境、气候因素、动物和植物背景等方面都要与拟建项目相似,并且项目建成已达到一定年限,其影响已基本全部显现并趋于稳定。类比对象确定后,选择和确定类比因子和指标,并对类比对象开展调查,如植被现状,包括个体、种群和群落的变化,以及动物、植物分布和生态功能的变化情况,将拟建项目与类比对象比较,根据类比项目的变化情况,作出类比分析结论。3 .类比分析(郭廷忠P240环境影响评价学)统计分析:单因子类比分析:综合性类比分析:替代方案类比分析:对不同的方案进行类比分析,找出各自的优劣,从而推荐或决策某种可行的方案。4 .特点及应用类比分析法的难点在于难以找到两个完全相

5、似的项目,因此选择好类比对象是进行类比分析或预测评价的基础,也是该法成败的关键。在实际的生态影响评价中,由于自然条件千差万别,在生态环境影响评价时很难找到完全相似的两个项目,因此,单项类比或部分类比使用得可能更多一些。类比分析法可以应用于进行生态环境影响识别和评价因子筛选;以原始生态系统作类比对象,可评价生态环境的质量;进行生态环境影响评价的定性分析与评价;进行某一个或几个生态环境因子的影响评价;预测生态环境问题的发生与发展趋势及其危害等。需要注意的是:项目的可类比性(主要是工程性质、类型相同、建设规模相当、建设地环境特征相似,而且用于类比的已建工程是运行多年的,其环境问题已全部显现)在工程方

6、面:选择的类比对象应与拟建设项目性质相同、工程规模相当,建设方式类似;在生态环境方面:类比对象应与拟建设项目最好同属一个生物地理区域,具有类似的地貌类型,相似的生态环境背景,如能在同类生态系统中则最为理想,象不同时期的一、二期工程。选择可重点类比调查的内容,选择类比对象时应考虑类比对象对相应类比分析问题的有效性和深入性。二、生态机理分析法根据生态学原理,当人类活动影响生物生长环境时,也会对动物或植物及其生长环境构成的有机整体产生影响。生态机理分析法就是应用生态学原理对开发建设项目对生态环境的影响进行预测、分析和评价的方法。是一种定性分析方法。评价过程中有时要根据实际情况进行相应的生物模拟试验,

7、该方法要求研究人员具有较深的生态学知识,也需要大量的野外调查和长期积累的监测数据,有时还需要与生物学(生物物理、生物化学、动物行为等)、地理学、水文学、数学及其它多学科合作评价,才能得出较为客观的结果。生态机理分析法是一种容易被接受、目前用的比较多的方法。它包括物种评价群落评价生态系统评价(生态影响评价理论与技术P120贾生元)其步骤如下:1 调查环境背景现状和搜集有关资料;2 调查植物和动物分布;3 对植物或动物按种群、群落和生态系统进行划分,描述其分布特点、结构物证和演化等级;4 识别有无珍稀濒危物种;5 测项目建成后该地区动物、植物生产环境的变化;6 预测动物和植物个体、种群和群落的影响

8、,并预测生态系统演变方向。在生态环境影响评价中遇到的所有生态学过程均可以用相关的生态学的方法去预测,并在一定程度上实现定量化,如种群生态学中的种群增长模型、种间竞争模型、群落生态学的演替过程的数学模型、生态系统生态学中的能流模型、生产力建设模型、景观生态学中的诸多建设模型等。鉴于生态学原理的公认性及原理分析的缜密性,生态机理分析具有一定的说服力、是当前普遍应用的、非常有效的与成熟的方法;但也存在以文字论证为主,缺乏一定的数据支撑等缺陷。三、列表清单法列表清单法是Little等人于1971年提出的一种定性分析方法。将可能受开发方案影响的环境因子和可能产生的影响性质通过核查在一张表上一一列出的一种

9、定性分析方法。故亦称“核查表法”基本做法是,即将拟实施的开发建设活动的影响因素与可能受影响的环境因子分别列在同一张表格的行与列内,逐点进行分析,并逐条阐明影响的性质、强度等,分析开发建设活动的生态环境影响。这种方法的特点是简单明了,使用方便,并针对性强,易被大众所接收;但不能对环境影响程度进行定量评价,并且无法清楚地显示出影响过程、程度及影响的综合效果。包括简单型清单、描述型清单(比简单性多了环境因子如何度量的准则)、分级型清单(在描述型的基础上又增加了对环境影响程度进行分级)。列表清单法对核查的环境给出定性或半定量的评价,目前已被许多国家的EIA人员用于各种各样的EIA工作中;可应用于生态环

10、境影响识别和评价因子筛选;进行开发建设活动对生态环境因子的影响分析;进行生态环境保护措施的筛选;进行物种或栖息地重要性或优先度比选。四、生态图法生态图法使用图来表达生态特征在空间上的变化,它在生态现状和生态影响评价过程中能够简单、直观、形象、明了地展示各种单个影响和复合影响的空间分布,并能够从空间或者时间上分析出变化趋势。图形叠置法图形叠置法,是把两个以上的生态信息叠合到一张图上,构成复合图,用以表示生态环境变化的方向和程度。即用以在开发行为影响所在的范围内,指明被影响的环境特征(生态信息)及影响的相对大小。它可将评价区域特征(包括自然条件、社会背景、经济状况等)的专题地图叠放在一起,形成一张

11、能综合反映环境影响空间特征的地图。对于图形叠置法的概念,不同的学者有着不同的解释:(1)王华东、薛纪瑜等:图形叠置法是将一套表示环境特征的环境要素图叠置起来,表示区域环境的结合特征;该图能反映出建设项目的影响范围以及影响的环境性质和程度。( 2) AsitK.Biswas:图形叠置法是利用一系列的透明胶片,在一个比本地化行动实际需求更大比例尺度的地理参考框架内。来识别和预测环境影响,为环境影响赋予相对重要性值,以及环境影响之间的交流等。(3)刘胜祥、薛联芳:图形叠置法是把两个或更多的环境特征、生态信息重叠表示在同一张图上,构成一份复合图,用以在开发行为影响所及的范围内,表示生态环境变化的方向和

12、程度,指明被影响的环境特征及影响的相对大小。计算机制图的过程:( 1) 生态制图数据的获取基础图件:地理位置图、地形图、工程平面布置图、土地利用图、植被类型分布图、资源分布图等。专题图件:动植物分布图、荒漠化与土壤侵蚀分布图、地质灾害及其分布图、生境质量现状图、景观生态质量评价图、主要评价因子(关键因子)评价成果图。( 2) 生态图的编制图件录入经计算机编制好的基础图件和专题图件可直接拷贝到计算机,人工收集的图件可经扫描及数字化仪录入到计算机。图件编辑和配准工作人员将录入到计算机的原始图件进行编辑;图件配准是指将不同类型图幅的内容进行配准,以便于进行综合分析。图件提取编辑生成的生态图,应是系列

13、的分类型、分层次的图幅。空间分析根据要素的空间异质性或空间分布情况进行空间上的量化表示。图件输出。评价方法(1)指标法确定评价区域范围;进行生态调查,收集评价范围与周边地区自然的和生态的信息,同时收集社会经济和环境污染及环境质量信息;进行影像识别和筛选评价因子,其中包括识别和分析主要生态环境问题;研究拟评价生态系统或生态因子的地域分异特点与规律,对拟评价的生态系统、生态因子或生态环境问题建立表征其特征的指标体系,并通过定性分析或定量方法对指标赋值或分级,再依据指标值进行区域划分。将上述区划信息绘制在生态图上。(2)叠图法传统方法用透明纸作底图,底图范围略大于评价范围,在图上标出开发项目的位置及

14、即将受项目影响的地区范围;在底图上描绘生态环境因子信息,如植被覆盖度、动物分布、河流水系、土地利用和特别保护目标等等;进行影响识别和筛选评价因子,并绘出每个影响因子影响程度的透明底图,并用不同颜色和色度表示影响的性质和程度;将影响因子图和底图迭加(用不同的颜色和不同的色度表示不同的影响与不同的影响程度),得到生态环境影响评价图。图形叠置法将一套表示环境特征的环境图叠置起来,表示区域环境的综合特征。这种方法能反映出建设项目环境影响的范围和性质。此方法特点是直观、形象、简单明了、易于理解。如用带方格的透明纸还可以定量地估测受影响的地区的面积,但不易预测影响在时间上的延续,不能作精确的定量评价。其基

15、本意义在于说明、评价或预测某一地区的受影响状态及适合开发程度,并提供选择的地点。2、优点:( 1) 应用比较简单,在计算机上进行叠图,不仅可以任意图层组合叠加,还省工省力,得到直观的动态变化显示及易于理解的结果,这些结果能够用于公众参与。( 2) 采用带方格的透明纸可似定量地估测受影响的面积,并显示影响的空间分布,还容易说明项目的单个的和整个复合影响与受影响地点居民分布的关系,也可决定有利和不利影响的分布。(3)不需要专家参与就能完成。本方法与计算机作图、GIS等新技术结合可扩大其应用,效果也将大大提高。(4)对各种线路开发项目进行线路方案选择时,不但能评价线路的影响,而且还能指出产生影响最少

16、的路线,是一种能为线路开发鉴定出最少破坏的非常有用的“搜索”方法。3、 缺点:( 1) 无法在地图上表达源与受体的因果关系,因而无法综合评定环境影响的强度或环境因子的重要性;对环境的影响不能做出定量表示。( 2) 只能用于那些可以在地图上表示的影响行为,因此政策层次上未必适用;(3)成本较昂贵;(4)如果不结合地理信息系统技术,则会造成时效性较差;(5)手工叠置图时,一次叠置12张以上图片会因颜色太杂而难以说明问题。4、适用范围:目前该方法主要用于具有区域性影响的特大型建设项目的评价中,如线路(如管道、公路和高压线等)、矿业开发项目选址和滩涂开发、水利水电工程、土地利用规划和农业开发规划等方面

17、,也可将污染影响程度和植被或动物分布叠置成污染物对生物的影响分布图。图形叠置法除应用于生态环境影响评价之外,与计算机作图、地理信息系统等技术结合起来,可得到直观的动态变化显示,应用更加广泛。近几年来,基于GIS的图形叠置法在铁路选线环境影响综合评价、铁路噪声环境影响评价、道路交通环境影响后评价、道路环境影响综合评价方面得到广泛应用。吴小萍等利用基于地理信息系统的图形叠置法,研究适合我国国情的铁路选线环境影响评价体系。基于图形叠置法的铁路选线环境影响综合评价研究五、层次分析法1、内涵根据问题的性质和要达到的目标将问题分解为不同的组成要素,并将这些要素按因素间的相互关联影响,按不同层次聚集组合,从

18、而形成多层次分析的结果模型,并最终把系统分析归结为最低层相对于最高层的相对重要性权值的确定和相对优劣次序的排序问题。AHP方法的基本原理是:根据分析对象的性质和决策或评价总目标,把复杂问题中的各种影响因素通过划分相互联系的有序层次使之条理化。首先,它按照因素间的相互关联影响以及隶属关系,将各因素依不同层次聚类组合,形成一个多层次的分析结构模型;其次,根据对客观现象的主观判断,就每一个层次因素的相对重要性给予量化描述;最后,利用数学方法,确定每一层次全部因素相对重要性次序的数值。也就是说,层次分析法是在一个多层次的分析结构中,最终把系统分析归结为最低层次相对于最高层的相对重要性数值的确定或相对优

19、劣次序的排列问题。层次分析法在评价过程中主要用来确定评价指标的权重。2、基本步骤(1)明确问题明确问题即确定评价范围和评价目的、对象;进行影响识别和评价因子筛选,确定评价内容或因子;进行生态因子相关性分析,明确各因子之间的相关关系。(2)建立层次结构模型根据对评价系统的初步分析,将评价系统按其组成层次构筑成一个树状层次结构。在层次分析中,一般可分为3个层次:目标层、指标层、策略层。目标层:又可分为总目标层和分目标层。在区域生态环境质量评价中,社会经济自然复合生态系统可作为总目标层;生态环境分解为自然生态环境和社会生态环境两个系统,并以一定的指数表达,可作为分目标层。指标层:指标层是由可直接度量

20、的因素组成,如大气二氧化硫浓度,土地的生物质生产力,植被覆盖率等。有些生态因子的表征指数比较复杂,可能由若干因子组成,所以指标层也有时包括分指标层。例如,土壤是一个重要的生态因子,是评价生态系统质量中的一个重要指标,但土壤可由pH值、污染指数、有机质含量、氮磷钾含量(肥力指标)、土壤容重、团粒结构、抗侵蚀能力、渗透性等多个分指标表征,其本身实际可构成一个层次分析的结构体系。策略层:对每一个指标的变化和发展都会有不同的发展方向和策略方案,即具有不同的可供选择的后果和对策措施。(3)构造判断矩阵在每一层次上,按照上一层次得对应准则要求,对该层次得元素进行逐对比较,依照规定的标度定量化后,写成矩阵形

21、式。此即为构造判断矩阵,是层次分析法的关键步骤。判断矩阵构造方法有两种:一是专家讨论确定,二是专家调查确定(4)层次排序计算和一致性检验权重计算最大特征根值及相应的特征向量。此外,在构造判断矩阵时,因专家在认识上的不一致,须考虑层次分析所得结果是否基本合理,因而需要对判断矩阵进行一致性检验,经过检验后得到的结果即可以认为是可行的。(5)选择评价标准通过上述步骤确定了区域生态系统综合评价的指标体系、层次结构及各层间的权重,接着应确定相应于指标体系的评价标准体系。评价标准有些可根据国家颁布的标准,如地面水环境质量标准、渔业水质标准等;(6)评价3、优点系统性将对象视作系统,按照分解、比较、判断、综

22、合的思维方式进行决策。成为成为继机理分析、统计分析之后发展起来的系统分析的重要工具;实用性定性与定量相结合,能处理许多用传统的最优化技术无法着手的实际问题,应用范围很广,同时,这种方法使得决策者与决策分析者能够相互沟通,决策者甚至可以直接应用它,这就增加了决策的有效性;简洁性计算简便,结果明确,具有中等文化程度的人即可以了解层次分析法的基本原理并掌握该法的基本步骤,容易被决策者了解和掌握。便于决策者直接了解和掌握。4、 缺点( 1)不能为决策提供新方案层次分析法的作用是从备选方案中选择较优者。这个作用说明了层次分析法只能从原有方案中进行选取,而不能为决策者提供解决问题的新方案。由此,在应用层次

23、分析法的时候,会出现决策者自身的创造能力不够的情况,从而使其只能在所能想到的众多方案里挑选一个最好的出来,但其效果仍然不够理想。而对于大部分决策者来说,如果一种分析工具能分析出在其已知的方案里的最优者,然后又能指出已知方案的不足,甚至能提出改进方案的措施,这种分析工具才是比较完美的。但是,层次分析法却未能做到这点。( 2)定量数据较少,定性成分多,不易令人信服在如今对科学的方法的评价中,一般都认为一门科学需要比较严格的数学论证和完善的定量方法。但现实世界的问题和人脑考虑问题的过程很多时候并不是能简单地用数字来说明一切的。层次分析法是一种带有模拟人脑的决策方式的方法,因此必然带有较多的定性色彩。

24、( 3)指标过多时数据统计量大,且权重难以确定当我们希望能解决较普遍的问题时,指标的选取数量很可能也就随之增加。因此,就像系统结构理论里,我们要分析一般系统的结构,要搞清楚关系环,就要分析到基层次,而要分析到基层次上的相互关系时,需要确定的关系就非常多。指标的增加就意味着要构造层次更深、数量更多、规模更庞大的判断矩阵。那么我们就需要对许多的指标进行两两比较的工作。由于一般情况下我们对层次分析法的两两比较是用1至9来说明其相对重要性,如果指标越多,我们对每两个指标之间的重要程度的判断可能就出现困难,甚至会对层次单排序和总排序的一致性产生影响,使一致性检验不能通过,也就是说,由于客观事物的复杂性或

25、对事物认识的片面性,通过所构造的判断矩阵求出的特征向量(权值)不一定是合理的。调整指标,特别在指标数量多的时候过程相当复杂。这就可能花了很多时间,仍然是不能通过一致性检验,更糟糕的是不知道哪里出现了问题。也就是说,层次分析法里面没有办法指出我们的判断矩阵里哪个元素出了问题。( 4)特征值和特征向量的精确求法比较复杂在求判断矩阵的特征值和特征向量时,所用的方法和多元统计所用的方法是一样的。随着指标的增加,阶数也随之增加,在计算上也变得越来越困难。我们有三种比较常用的近似计算方法解决此问题。第一种就是和法,第二种是幂法,还有一种常用方法是根法。郭谦对青藏高原黄河源地区运用了层次分析法进行评价层次分

26、析法在生态环境综合评价应用中的优化李恺以云南省生态环境质量综合评价为例,分析了层次分析法在生态环境质量综合评价指标权重确定中的应用,并论述了层次分析法应用于生态环境质量综合评价中的优劣性。张树奎对港口环境资源的生态性评价方法进行研究港口环境资源的生态性评价方法研究六、景观生态学法景观生态学认为,景观的结构与功能是匹配的,所以它通过两方面评价生态环境质量状况:一是空间结构分析,二是功能与稳定性分析。空间结构分析认为,景观是由模地、斑块和廊道组成,其中模地是面积最大、连通性最好的景观要素,是区域景观的背景地块,是景观中一种可以控制环境质量的组分(影响能流、物流和物种流),因此模地的判定是空间结构分

27、析的重点。景观分析异质性指数内容与作用包括:多样性指数(丰富度,均匀度、优势度)表达景观空间数据,比较景观差异镶嵌度指数(镶嵌度、聚集度)表达不同组分总数、分布等距离指数(最近邻接指数和链接度)相邻生态系统对比,团聚程度生境破碎化指数(镶块数、形状、未受干扰面积)相邻同类镶块的分布随机性,镶块间联系程度空间相关性分析检验变量在空间点上的取值与直接相邻点取值的关系地统计学方法研究自然现象的空间相关性,设计抽样方法,建立预测模型聚块样方差分析确定镶块大小与空间格局等级结构分维分析描述景观的复杂程度功能与稳定性分析包括组成因子的生态适宜性分析、生物的恢复能力分析、系统的抗干扰或抗退化能力分析、景观开

28、发分析等。目前在环境影响评价中用的比较多的是景观优势度法,该方法通过将计算项目建设前后评价区的景观优势度的对比,分析项目区的景观变化情况。除了优势度的计算、分析外,还可以可以充分利用景观生态学的尺度、结构、格局等级原理对大中尺度的生态影响进行评价。在评价中要注意评价景观的结构与空间分布格局、景观的一致性及其动态变化、景观的功能与稳定性等,注意景观的变化与开发建设项目之间的密切关系。评价方法景观生态学方法通过景观空间结构分析,功能与稳定性分析,特别是对环境起关键控制作用的模地及其变化的判断,以及空间异质性的分析,评判建设项目所在地生态环境现状,预测建设项目对生态环境的影响。判定模地的标准是:相对

29、面积要大,连通程度高,具有动态控制功能。多采用传统生态学中计算植被重要值的方法来确定某一拼块类型在景观中的优势,也称优势度值。优势度值由3个参数来确定,即密度(Rd)、频率(Rf)、景观比例(Lp)。优势度大的即可确定为模地。优势度指数计算的数学表达式为:密度(Red)=拼块i的数目/拼块总数x100%频率(Rf)=拼块i出现的样方数/总样方数x100%景观比例(Lp)=拼块i的面积/样地总面积x100%优势度(Do)=(Rd+Rf)/2+Lp/2X100%2、实施办法在实施过程中,采用专家评分法对开发建设活动前后分别给分计算。在判断生态问题时,根据下列原则或方法:景观镶嵌的稳定性以三种方式增

30、大景观改变的法则养分再分布法则尺度法则结构影响功能层系性质用于土地规划须遵循的法则3、特点景观生态学的研究方法具有综合整体性与宏观区域性的特色,并以中尺度的景观结构和生态过程关系见长。在生态影响评价中,生态完整性评价是整个评价工作的基础,是深入进行各子项目评价的前提,其重要性在于只有通过生态完整性评价才能了解建设项目所在区域生态体系的特征及相应的生态承载力,而景观生态学评价方法最突出的特点,在于从景观的高度纵览整体,符合生态完整性的要求,是国内外生态环境影响领域较为先进的方法。在GIS的支持下,可使现状生态评价的内容更为丰富,评价的结果页更为可信。热点研究:景观的多样性(丰富度);景观的破碎度

31、(即被分割的程度,道路、农田、河道、沟壑的分割);景观的优势度(面积比,嵌块比,出现的频率、分布);景观的连通性(与生物的迁徒、扩散有关,需保留动物通道);景观比率(突然与人工、不同类型景观所占面积比);景观动态变化过程。多样性与优势度计算见贾生元P124-1264、值得探讨的问题评价范围的确定问题从优势度计算公式可知,在密度、频率、景观比例三个因子中,某拼块景观比例对其优势度的影响最大,而某拼块的景观比例直接取决于该拼块的面积。因评价范围内各拼块并不均匀,评价范围的变化可能造成某种拼块面积比例的变化,从而导致其优势度的变化,进而影响评价结果。目前还难以将空间结构与生态过程完全的结合。常规评价

32、中,先根据工程的影响和导则的分级判据,确定一个固定评价范围,再选择一个固定的分析尺度,这种做法的实际效果值得商榷。比如说,单纯通过对影响区范围的调整就可以产生很多结果,局部的较大影响一旦放到大背景当中,其影响甚至可以忽略不计,并不能很好地反映实际情况;而单纯从局部范围进行考虑却又夸大了影响程度。评价标准的确定问题在水、气、噪声及辐射的环境影响评价中,一个重要的评价依据就是环境质量标准和污染物排放标准,根据是否超标来判定环境质量的好坏和对环境危害的大小。而在景观生态学评价中,常见的对环境质量和环境危害判别的依据是:模地类别、模地优势度、模地优势度的变化若模地为植被,则生态环境好;植被模地优势度越

33、高,生态环境越好;项目建设后,植被模地优势度降低,则生态环境变差,反之,则生态环境变好。但是,具体到某一个项目、某一个地点,植被模地的优势度多高生态环境才能算好,植被模地的优势度变化多少才能说明生态环境的变化是可以接受的、项目是可行的,这些均无明确的标准。因此,在经过大量数据采集、计算和分析之后,得出的仍然只是定性的或粗放性的、大尺度的定量结论。与传统评价思路相冲突景观生态学的“非平衡、异质性、非确定性”的新生态观与传统的“尽可能减轻工程影响以恢复到原来状态”的评价思路相冲突。景观生态学对建设项目的生态环境影响,强调采取一种积极适应的方法来对待潜在的影响和变化,提倡正确、积极的生态环境改善和生

34、态功能恢复措施。因为项目所在区域可能是一个生态环境被破坏的区域(并非未受影响的原始自然生态区域)。与其他方法的结合问题由于生态环境影响评价对象的内部结构、外部联系都很复杂,以及人们对生态环境认识的局限性,运用景观生态学方法得出的结论,只能说明问题的一方面,而复杂的生态问题需要景观生态学方法跟生物学、工程学、系统论等其他科学方法的相结合,灵活运用,才能更好地发挥其作用,因而该方法缺乏与其他学科的交叉。在分析生态敏感性与脆弱性等方面目前还难以做到定量化。李巍等人利用景观生态学方法对规划环境影响进行了评价七、模糊综合评价法1、概念简介1965年,美国加利福尼亚大学的控制论专家查德(L.A.Zadeh

35、)根据科学技术发展的客观需要,经过多年的潜心研究,发表了一篇题为模糊集合(FuzzySets)的重要论文,第一次成功地运用精确的数学方法描述了模糊概念,在精确的经典数学与充满了模糊性的现实世界之间架起了一座桥梁,从而宣告了模糊数学的诞生。从此,模糊现象进入了人类科学研究的领域。模糊综合评价,即FuzzyComprehensiveEvaluation(简称FCE僦是以模糊数学为基础,应用模糊关系合成的原理,将一些边界不清、不易定量的因素定量化,进行综合评价的一种方法。它是模糊数学在自然科学领域和社会科学领域中应用的一个重要方面。模糊综合评价法的基本原理:模糊评价法是运用模糊(Fuzzy)集理论对

36、各个因素(或指标)进行综合,然后根据给定标准,得出综合性意见。模糊综合评价是在考虑多种因素的影响下,运用模糊数学工具对某实物做出综合评价。设U=Ul,U2,Um为刻画被评价对象的m种因素,V=v1,v2,Vn为刻画每一因素所处状态的n种决断。这里存在着两类模糊集,以主观赋权为例,一类是指标因素集U中诸元在人们心目中的重要程度的量,表现为因素集U上的模糊权重向量A=o,a2,,am);另一类是UXV上的模糊关系,表现为mxn模糊矩阵R,这两类模糊集都是人们价值观念或偏好结构的反映。再对这两类集施加某种模糊运算,便得到V上的一个模糊子集B=(b1,b2,bn)。因此模糊综合评价是指寻找模糊权重向量

37、,A=(ai,a2,am)wF(U),以及一个从U到V的模糊变换f,即对每一因素u单独做出一个判断,f(ui)=(rii,ri2,,rinwF(V),i=1,2,m)据此构造模糊矩阵R=rijm*nwF(U*V),其中rij表示因素Ui具有评语v的程度,即Vj对模3集B的隶属度。2、 优点(1)隶属函数和模糊统计方法为定性指标定量化提供了有效的方法,实现了定性和定量方法的有效集合。(2)在客观事物中,一些问题往往不是绝对的肯定或绝对的否定,涉及到模糊因素,而模糊综合评判方法则很好地解决了判断的模糊性和不确定性问题。(3)所得结果为一向量,即评语集在其论域上的子集,克服了传统数学方法结果单一性的

38、缺陷,结果包含的信息量丰富。3、 缺点不能解决评价指标间相关造成的评价信息重复问题。(2)各因素权重的确定带有一定的主观性。(3)在某些情况下,隶属函数的确定有一定困难。尤其是多目标评价模型,要对每一目标、每个因确定隶属度函数,过于繁琐,实用性不强。侯新文等基于模糊数学法对青岛市农村城市化地质环境适宜性进行了研究基于模糊数学法的青岛市农村城市化地质环境适宜性研究八、指数法与综合指数法指数法是建设项目环境影响评价中规定的方法,同样可将其拓展用于生态环境影响评价之中。该方法简明扼要,基本符合人们所熟悉的环境污染影响评价的思路,但需明确建立表征生态环境质量的标准体系,且难以赋权与准确定量。可分为单因

39、子指数法与综合指数法。综合指数法是通过对每个环境因子性质及变化规律的研究与分析,相对于环境质量从好到差分别赋予由高到低的分值,再根据各个因子对生态环境的重要性不同,分别赋予不同的权重,然后综合权重和分值,得出生态环境的现状值。具体方法:( 1) 分析研究评价的生态因子的性质及变化规律;( 2) 建立表征各生态因子特征的指标体系;( 3) 确定评价标准;( 4) 建立评价函数曲线,将评价的环境因子的现状值(开发建设活动前)与预测值(开发建设活动后)转换为统一的无量纲的环境质量指标,用10表示优劣(“1”表示最佳的、顶极的、原始或人类干预甚少的生态环境状况,“0”表示最差的、极度破坏的、几乎无生物

40、性的生态环境状况,如沙漠。这一划分实际上是确定了生态环境质量标准。)由此计算出开发建设活动前后环境因子质量的变化值;( 5) 根据评价因子的相对重要性赋予权重;( 6) 将各因子的变化值综合,提出综合影响评价值。用同样的方法,取同样的权重,可预测项目建成后的生态环境预测值。比较现状值和预测值的差别,便可知项目建成前后生态环境变化的程度。采用的公式为:式中:EI生态环境质量综合评价数值;n指标个数;Wi各指标权重值;Ii各指标的数值;EI开发建设活动前后生态环境质量变化值;Ea开发建设活动后指标i因子的质量指标;Eb开发建设活动前指标i因子的质量指标。优缺点优点:指数法选取建设项目可能影响到的各

41、个环境因子分别进行调查、分析、预测和评价,在此基础上再对各个因子的影响进行综合,得出建设项目对生态环境的整体影响结论,由点到面,由单个因子到整体生态,克服了单因子评价的片面性,是几种方法中最为全面的评价方法,是一种非常好而且应用广泛的定量评价方法。综合指数法根据生态系统是由多因子组成的多层次的复杂体系和开放体系,系统内部和外部环境之间有着错综复杂的相互联系和相互作用,从人们所关注的各个环境因子出发,对每个因子的影响都有所交待,且通过分值直接表达影响,避免了单纯整体评价的生涩,过程直观,结论明确,易于理解。缺点:指标体系的选取和建立有一定的主观性。根据建设项目性质、规模、地点的不同,周围环境的不

42、同,当地环境保护要求的不同,应选取不同的指标作为评价因子。但在选择过程中,评价者的知识结构、知识层次无疑对指标体系的选取和建立有着重要影响,不同的人可能有不同的选择,导致不同的评价结果。每个指标的赋值和权重都有主观性。某个指标在当地生态系统中占有多重的地位,应该给与多大比例的权重,目前都是通过专家咨询方式得出,虽能充分利用专家知识,但如果专家代表面不广或其它主观原因,会产生偏差,带有浓厚的主观色彩。九、人工神经网络人工神经网络(ArtificialNeuralNetworks,简写为ANNs),它是一种模范动物神经网络行为特征,进行分布式并行信息处理的算法数学模型。这种网络依靠系统的复杂程度,

43、通过调整内部大量节点之间相互连接的关系,从而达到处理信息的目的。是非线性动力学中的网络动力学模型之一,具有高度非线性的超大规模连续时间动力学系统。神经网络可以更好的为地理过程进行时空动态模拟。1、人工神经网络的优点:( 1)具有自学习功能例如实现图像识别时,只在先把许多不同的图像样板和对应的应识别的结果输入人工神经网络,网络就会通过自学习功能,慢慢学会识别类似的图像。自学习功能对于预测有特别重要的意义。预期未来的人工神经网络计算机将为人类提供经济预测、市场预测、效益预测,其应用前途是很远大的。( 2)具有联想存储功能用人工神经网络的反馈网络就可以实现这种联想。( 3)具有高速寻找优化解的能力寻

44、找一个复杂问题的优化解,往往需要很大的计算量,利用一个针对某问题而设计的反馈型人工神经网络,发挥计算机的高速运算能力,可能很快找到优化解。( 、人工神经网络的缺点:( 1)神经网络很难解释目前还没有能对神经网络做出显而易见解释的方法学。( 2)神经网络会学习过度在训练神经网络时一定要恰当的使用一些能严格衡量神经网络的方法,如测试集方法和交叉验证法等。这主要是由于神经网络太灵活、可变参数太多,如果给足够的时间,他几乎可以“记住”任何事情。( 3)神经网络耗时量大除非问题非常简单,训练一个神经网络可能需要相当可观的时间才能完成。当然,一旦神经网络建立好了,在用它做预测时运行时还是很快。( 4)建立

45、神经网络需要做的数据准备工作量很大神经网络要想得到准确度高的模型,就必须认真的进行数据清洗、整理、转换、选择等工作。比如神经网络要求所有的输入变量都必须是0-1之间的实数,因此像“地区”之类文本数据必须先做必要的处理之后才能用作神经网络的输入。王莹等基于神经元网络模型对崇明东滩湿地生态系统健康进行了评估基于神经元网络模型的崇明东滩湿地生态系统健康评估支家强等基于人工神经网络法对绿色建筑进行了评价基于人工神经网络法的绿色建筑评价十、聚类分析法1、内涵聚类分析是依据实验数据本身所具有的定性或定量的特征来对大量的数据进行分组归类以了解数据集的内在结构,并且对每一个数据集进行描述的过程。其主要依据是聚

46、到同一个数据集中的样本应该彼此相似,而属于不同组的样本应该足够不相似。聚类分析的基本思想是:采用多变量的统计值,定量地确定相互之间的亲疏关系,考虑对象多因素的联系和主导作用,按它们亲疏差异程度,归入不同的分类中一元,使分类更具客观实际并能反映事物的内在必然联系。也就是说,聚类分析是把研究对象视作多维空间中的许多点,并合理地分成若干类,因此它是一种根据变量域之间的相似性而逐步归群成类的方法,它能客观地反映这些变量或区域之间的内在组合关系。聚类分析是通过一个大的对称矩阵来探索相关关系的一种数学分析方法,是多元统计分析方法,分析的结果为群集。对向量聚类后,我们对数据的处理难度也自然降低,所以从某种意

47、义上说,聚类分析也起到了降维的作用。聚类分析算法是给定m维空间R中的n个向量,把每个向量归属到k个聚类中的某一个,使得每一个向量与其聚类中心的距离最小。聚类可以理解为:类内的相关性尽量大,类间相关性尽量小。聚类问题作为一种无指导的学习问题,目的在于通过把原来的对象集合分成相似的组或簇,来获得某种内在的数据规律。从三类分析的基本思想可以看出,聚类分析中并没于产生新变量,但是主成分分析和因子分析都产生了新变量。特点:2、聚类分析法的优点:聚类分析模型的优点就是直观,结论形式简明。3、聚类分析法的缺点:在样本量较大时,要获得聚类结论有一定困难。由于相似系数是根据被试的反映来建立反映被试间内在联系的指

48、标,而实践中有时尽管从被试反映所得出的数据中发现他们之间有紧密的关系,但事物之间却无任何内在联系,此时,如果根据距离或相似系数得出聚类分析的结果,显然是不适当的,但是,聚类分析模型本身却无法识别这类错误。十一、生境评价方法生境是动植物的个体或种群的天然栖息场所,也是个体或种群生存所需的食物、水、植被及其它资源的必要集合。这些资源包括生物有机体(部分为食物源),以及气候、水、土壤和植被条件,能满足生物体摄取食物、躲避天敌、繁衍后代的需要。国外的生态影响评价,大多是以物种或生境为基础进行的。由于每个物种与其生境密不可分,因此生境评价方法在生态影响评价中更具重要性。1、生境评价系统(HES):HES

49、考虑的生境类型包括两种水生生境,即河流和湖泊;五种陆地生境,即森林沼泽、高地森林、低地硬木林、开阔地、陆地野生动物的水生生境。HES的基本方法就是,通过将生境的生物和非生物特征定量化,得出各生境类型质量的函数曲线,从而确定某种生境类型的质量。评价一个开发项目的生态影响时,HES的程序包括以下六个步骤:步骤1:调查项目地区各种水生和陆地生境类型,确定它们的面积Ai(i表示第i种生境类型)。这其中要考虑项目各个替代方案以及未来有/无项目时的各生境类型的面积。步骤2:计算生境质量指数(HQI)。HQI代表某一生境类型中鱼类和野生生物种群的综合质量。步骤3:计算生境单位价值(HUVi)。将i生境类型的

50、面积与该生境类型的总HQI值相乘,就得到HUVi即HUVi=HQIixAi步骤4:预测某一生境类型的HUV。在预测时,应考虑整个项目周期,推测出未来无项目情况下,各种替代方案的总体HUV和年均HUV步骤5:采用步骤4所获得的数据评价影响。对某一替代方案,其有项目情况下的HUV减去无项目情况下的HUV,其差值就是影响。这里的HUV即可采用总HUV,也可用年均HUV。如果差值为负值,影响也就是负面的,反之亦反。即,影响=有项目的HUV一无项目的HUV步骤6:对各替代方案确定是否需要采取减缓措施。在HES中,减缓措施是指将有项目情况下的环境质量恢复到无项目情况下的环境质量的任何措施。也就是在制定方案

51、时要考虑环境质量,将影响减至最小,或结合项目特征,采取某些措施,如购买土地、建造水质控制设施等,补偿项目引起的环境损失。HES能够很容易地确定需要何种类型和多大面积的土地,来补偿项目引起的损失。2、生境评价程序(HEP)HEP于1976年由美国鱼类和野生动物局正式颁布,用于评价大型联合水上项目。HEP包括以下4个步骤:步骤1:确定研究区域、描述地表类型、选择指示物种步骤2:计算生境单位(HU)。HU是生境适宜度指数(HSI)和可利用生境(AH)总面积的乘积,即HU=HSIXAHAH是指能供养某种指示物种的生境,其总面积通过将指示物种可利用的各种地表类型的区域面积加和来计算。HSI=研究区域生境状况/最优生境状况步骤3:预测影响。拟议项目的净影响用未来有项目和无项目条件下的年均生境单位(AAHU)之差来表示:净影响=AAHU(有项目)-AAHU(无项目)步骤4:制定弥补(减缓)计划。弥补计划的目的是弥补由于拟议行动所造成的无法避免的HU损失,以使现有生境能获得HU的净增加。3.其它生境评价方法为了提高HEP的效率,1993年建立了宾夕法尼亚修正HEP(PAMHEP),该方法能简化现场采样程序,减少分析所需

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