论生物科学中的环境科学

论生物科学中的环境科学

土地生态适应性评价从生态和可持续发展的角度出发，根据城市、工业、农业和建筑的生态需求，分析土地质量的供应是否满足社会、经济和城市发展的需要，以及土地质量的评价和区域分布，并建立适合造林和生态发展的方式。通过本次评价可以全面了解掌握沈阳市土地利用现状、沈阳市土地生态系统环境质量现状,从而制定出沈阳市土地生态适宜性分区,确定各类型区域的土地用途,为沈阳市土地利用规划提供科学依据。1过滤评估指标的原则本次评价以自然属性为主,社会经济因素为辅,在参评因子的选择上应遵循主导性、差异性、不相容性、现实性、定量性和实用性原则。1.1主导性原则土地各构成因子对土地生态适宜性的影响有主次之分,评价因子应尽量选择对土地生态适宜性影响显著的因子。1.2差异原则评价区域的土地生态适宜性构成因素复杂多样,评价因子应尽量选择评价区域范围内差异显著的因子。1.3稳定原则评价因子应尽量选择性质上稳定,不易发生变化的因素,稳定的因子才能体现土地的属性,评价出土地生态适宜性。1.4非冲突原则所选的指标体系能够尽量反映土地的全部属性。指标间不能出现因果关系,应选择相对独立的因子。1.5定性与定性相结合的原因尽量把定性的、经验性的分析进行量化,以定量为主,以减少主观成分对评价结果的影响,提高精度。1.6实用性原则尽量选择从现有的地质水文、土壤普查、土地利用现状及社会经济调查关于土地等资料中可获得数据的因子。即易于捕捉信息并对其定量化处理。2评价因子的选取评价因子的选择是土地生态适宜性评价的关键性步骤,参评因子选择的科学和正确与否,直接关系到评价结果的准确性。常用的选择参评因子的方法主要有德尔菲法(经验法)、多元线性回归分析法、逐步回归分析法以及主成分分析法。本评价采用德尔菲法对评价因子进行筛选。德尔菲法是在专家个人判断法和专家会议法的基础上发展起来的一种专家调查法,主要是利用人类已经掌握的土地构成要素与土地生产力之间相互关系的基本理论,从生态学角度,考虑自然因素和社会经济因素对土地生态系统影响的主要因子,由具有丰富经验的专家包括农学家、林学家、生态学家等根据评价目的和评价区域的具体条件来共同研究选取评价因子,该方法适用于对土地生态适宜性评价指标的筛选,其方法简单、易操作。不足之处在于选择评价因子时可能受人为主观成分的影响。3实施方法时,级参评因素指标是指参评因素所代表的土地生态特性在量上的变化,是土地生态适宜性分等定级的具体依据。为了较好地反映土地生态环境变化的特点以及其环境质量的优劣,需要综合地考虑各个参评因素对土地生态环境变化以及土地生态适宜性影响程度,依据对土地生态适宜性影响的显著性及收集基础资料的可利用性,经过专家咨询和讨论,筛选出评价因子,见表1。4生态适应性分析与评价4.1单元适宜类别划分划分评价单元的目的是要客观反映土地生态适宜性及其在一定空间的差异,为评价单元适宜类别划分提供依据。首先以行政区界图为基础,再以土地利用现状图、土壤类型图及影响土地生态适宜性的参评因子进行套叠修正,以此确定本次土地生态适宜性的评价单元,共78个评价单元。4.2确定评价生态因子及其权重该评价采用定性和定量相结合的方法,即德尔菲法(经验法)和指数加权求和法进行综合评价的方法。德尔菲法是通过若干名具有丰富经验的专家,运用其理论主业知识和经验,直观地对参评因子进行筛选,并对筛选出的评价因子给出权重,这一过程主要是专家对评价因子在土地生态系统中所起的作用进行综合分析,提出各自的意见极其理由,然后将专家的意见加以综合、整理、归纳,在反馈给各个专家进行进一步的分析判断,以此反复多次,最后确定评价生态因子及其权重。指数加权求和法计算公式为:Si=∑i=1nPkiWkSi=∑i=1nΡkiWk式中I—土地利用方式编号K—影响i种土地利用方式的生态因子编号N—影响i种土地利用方式的生态因子总数Wk—k因子对i种土地利用方式的权重Pki—土地利用方式为i的第k个生态因子适宜度评价值Si—土地利用方式为I时的综合评价值4.3单因子适宜度评价法确定单因子生态适宜度分级标准及其权重。为了较好地反映地域土地生态环境变化的特点及适宜程度,通过参评各因子与土地生态环境变化的相关程度的不同,将评价生态因子的原始信息等级化、数量化,该评价将单因子适宜度分为三级,用5、3、1表明对某种土地生态适宜度的高底。由于各单生态因子对土地生态环境利用方式的影响程度不同,根据影响程度大小赋予不同的权值,对影响大的生态因子赋予较大的权值。各生态因子的适宜度等级及其权重见表2。4.4土地生态适宜性评价依据单因子分级标准和赋予的权重及加权公式Si=∑PkiWk,i,对生态因子进行单项处理,即单因子评价;最后对单因子分析结果加权、叠加,得出沈阳市土地利用规划发展用地综合评价值Si在1.4～4.8之间变化,以此制作各适宜类评价单元加权综合指数和出现频数分布直方图,根据各适宜类直方图中加权指数和在空间上的聚散和分布规律,确定各评价单元的土地生态适宜性划分类别适应区区范围,给出沈阳市土地生态适宜性评价图,这里将沈阳市土地综合生态适宜类别适应区划分为四类,每类综合指数Si的数值范围为:3.6<Si≤4.8Ⅰ类适宜区:适宜城市发展建设用地3.1<Si≤3.6Ⅱ类适宜区:适宜林业、牧草地建设2.1<Si≤3.1Ⅲ类适宜区:适宜农田用地1.4<Si≤2.1Ⅳ类适宜区:适宜自然生态保护区各类适应区含义为:Ⅰ类适宜区:一般坡度为<5%的区域,地基承载力大,低产田、景观差、无自然植被区域,适宜作为城市发展建设用地。Ⅱ类适宜区:一般坡度小于20%的区域,低中产田区,存在水土流失现象,从生态学及保护土地生态环境的观点来看适宜发展林地、牧草地建设。而在一定限度内也可适当占用建设用地。Ⅲ类适宜区:一般坡度为小于10%,且土壤质地良好、土壤养分充足、水利灌溉便利的区域适宜发展农田,同时,溪流水域影响区且植被良好区域,也适宜大中水域保护区。Ⅳ类适宜区:一般坡度大于20%坡地,有山峰、溪流水域及植被景观优良的区域,而且从生态学及保护物种(动物和植物种类)的观点看只适宜自然生态保护区。4.5土地适宜性利用的布局及分布为保持市域土地生态环境平衡,依据城市土地利用总体规划,研究建立土地最佳生态适宜性(利用)模式,给出综合评价模型,从生态学评价角度来分析沈阳市土地生态适宜性及最佳生态适宜性利用模式,可以得知:Ⅰ类适宜区,适宜城市发展建设用地,占市域面积6.88%,主要分布在沈阳市域东南部平原地区,既沈阳市核心五区及其周围东、西、南、北副城和组团。Ⅱ类适宜区,占市域面积27.86%,主要分布在沈阳市北部康平、法库县镇以西地区,以及新民县、辽中县辽河以西地区;北部康平、法库低丘坡耕地区,西部柳绕地区及东部坡地,这些坡地分布在波状岗台低和剥蚀低山丘陵地貌上,多为土层浅薄,肥力低下的棕壤性土,作为防风阻沙的屏障,适宜林地和恢复牧草地建设。Ⅲ类适宜区,占市域面积59.43%,其中包括耕地为54.03%,园地为1.31%,水域为10.95%。适宜耕地集中在市域中部平原地区,主要分布在浦河流域、浑河流域和辽河以东区域以及处于山前平原地貌的法库县南部地区,而集中在市域中原南部苏家屯、于洪区、辽中郊区,该区域地势平坦、灌溉设施较好、水源充足、土壤类型以水稻土和耕型壤质草甸土为主,土壤肥沃养分高,农业生产率也高,更适宜耕地。另外,沈阳市域大、中河湖水域(辽河、浑河、柳河、绕阳河、养息牧河、秀水河蒲河、北沙河、卧龙湖、仙子湖)、水库、湿地等也计入Ⅲ类适应区之列。Ⅳ类适宜区,占市域面积5.83%,主要分布在市域东部、北部地区,北部为医诬山支脉形成的低山丘陵地貌,东部为长白山西南支千山山脉形成的低山丘陵地貌,而且东部和北部形成的自然植被良好,动植物种类繁多,属于自然生态保护区。东部有白清寨、石人山等自然保护区,北部有石佛寺、五龙山、望海市自然保护区等。从沈阳市土地整体形态而言,以生态学角度分析沈阳市土地生态适宜性利用模式,总的来说,较适宜建设用地主要分布在沈阳市平原地区中部,占整个市域的6.88%。沈阳市土地农业开发利用条件较好,除东部低山丘陵地区有坡度限制、北部低山丘陵地区有坡度限制以及辽蒙边界和柳绕地区沙漠化有土壤质地限制和水资源限制以外,大部分土地适宜农业开发利用,占整个市域的74.94%。完全不适宜城市建设用地而作为自然保护区域占整个市域的5.83%。5土地生态适宜性评价通过运用生态学、土壤学、环境科学、系统科学