基于灰色关联分析的土地利用总体规划环境影响评价研究

来源:用户上传      作者: 王小飞,涂建军,杨 乐,杨宏玉,谭建华

　　摘要：土地利用总体规划环境影响评价属于战略环境影响评价的范畴，它对于进行科学合理的土地利用决策和提高政府决策的科学化具有重要的理论和实践意义。基于压力―状态―响应概念模型，构建土地利用总体规划环境影响评价指标体系，尝试使用灰色关联分析方法计算秀山县环境安全的关联度，并对秀山县的土地利用总体规划的环境影响作出评估。结果表明：秀山县土地利用现状与规划方案带来的环境影响都与环境比较协调，与环境的协调程度呈现出先上升后下降的趋势。
　　关键词：土地利用总体规划；战略环评；重庆市；秀山县
　　中图分类号：F27文献标志码：A文章编号：1673-291X（2010）34-0156-03
　　
　　引言
　　近年来，随着社会经济的发展，土地利用的结构和形式渐趋复杂，由此引发的生态环境问题愈加引起人们的关注。土地利用总体规划通过调整土地利用的结构和空间布局，影响土地利用的方向和强度，进而对生态环境产生重要影响。2003年9月1日起实施的《中华人民共和国环境影响评价法》规定，国务院有关部门、设区的市级以上地方人民政府及其有关部门，对其组织编制的土地利用的有关规划，区域、流域、海域的建设、开发利用规划，应当在规划编制过程中组织进行环境影响评价，编写该规划有关环境影响的篇章或者说明[1]。开展土地利用总体规划环境影响评价工作，对提高土地利用总体规划的科学性、促进土地资源的可持续利用具有重要意义。
　　一、土地利用总体规划环境影响评价
　　土地利用总体规划环境影响评价属于战略环境影响评价（简称战略环评，SEA）的范畴，是指对土地利用规划方案实施后可能造成的环境影响进行分析、预测和评价，并在此基础上从生态环境角度提出规划的最佳方案及其调整建议，同时提出消除或减缓规划方案实施后可能产生的负面生态环境影响的对策与措施。土地利用总体规划环境影响评价在规划方案的形成阶段就参与其中，及早从生态环境保护和建设的角度出发，分析规划方案可能引发的积极和消极影响，从而进一步改善规划方案，从源头上尽量减少产生不利影响的可能性。其优势在于可以弥补项目环境影响评价只考虑单个项目的环境影响、没有从根本上认识土地利用可能引致的生态环境问题的不足。通过土地利用总体规划环境影响评价能够促进土地利用更好地向环境友好方向发展，并提高土地利用总体规划的权威性、全面性、可持续性以及可操作性[2~4]。
　　二、研究区土地利用现状及规划方案
　　秀山县位于重庆市东南缘、武陵山腹地、渝、湘、黔、鄂四省（市）结合部，为重庆市最边远的区县之一。地理坐标介于东经108°43′06″～109°18′58″，北纬28°09′43″～28°53′05″之间。根据2005年秀山县土地利用变更调查数据，全县土地总面积246 361.31hm2，其中，农用地210 572.35 hm2、建设用地12 292.58 hm2、未利用地23 496.38 hm2，分别占土地总面积的85.47%、4.99%和9.54%。
　　本次土地利用总体规划是对上一轮土地利用总体规划（1997―2010年）进行的修编。规划基期为2005年，规划近期为2010年，规划期末为2020年。秀山县土地利用现状及规划方案（见下页表1）。
　　三、评价的指标体系
　　本文采用“压力―状态―响应”（PSR）框架模型构建土地利用总体规划环境影响评价的指标体系。PSR框架模型最早是由世界经济合作组织在评价世界环境状况时所提出的评价模式[5]，其基本思路是人类活动会给环境和自然资源施加压力，结果改变了环境与自然资源的质量；社会通过环境、经济、土地等政策、决策或管理措施对这些变化发生响应，缓解由于人类活动对环境产生的压力，维持环境健康[6]。
　　在土地利用中，压力是指由于人类社会经济发展对土地需求量的增加以及各种建设活动对土地资源造成的破坏而对土地资源产生的压力。本文选取人口密度、城市化水平、人均GDP和耕地压力指数这四个指标。
　　状态是指土地受到外界的压力作用使得土地利用结构和方式发生相应的变化或产生相应的影响。本文选取土地利用率、城镇及工矿用地率和自然保留地面积率这三个状态指标。
　　响应是指为了预防和减缓不合理的土地利用带来的负面环境影响，政府和公众作出的反应和采取的措施。本文选取城市绿化覆盖率、森林覆盖率和基本农田保护率这三个响应指标。
　　四、评价方法及结果
　　1982年，中国学者邓聚龙教授创立灰色系统理论。灰色系统理论以“部分信息已知，部分信息未知”的“小样本”、“贫信息”不确定性系统为研究对象，主要通过对“部分”已知信息的生成、开发，提取有价值的信息，实现对系统运行行为、演化规律的正确描述和有效监控。灰色系统的关联分析是系统态势度的量化比较分析，其基本思想是根据序列几何形状的相似程度来判断其联系是否紧密。曲线越接近，相应序列之间的关联程度就越大，反之就越小[7]。
　　土地利用涉及社会、经济和自然环境等诸多因素，由于因素信息的不确定性和不完全性，使得该系统成为一个灰色系统。土地利用总体规划的环境影响评价对象不同于一般的建设项目，评价一般与土地利用总体规划同步，时限较长，评价时所能收集到的资料和信息具有一定的不确定性和灰色性的特点，因而可以应用灰色关联分析法，通过比较规划方案实施前后不同水平年环境序列与理想环境序列的关联度，综合评价规划方案对环境的影响[8]。
　　1.确定参考序列和比较序列。参考序列就是作比较的“母序列”，记作X（k），一般选取最优指标集，记为：X（k）={x（1），x（2），…，x（n）}，（k=1，2，…，n）作为关联分析的原始参考数列。比较序列是与参考序列作关联程度比较的“子序列”，记为：Xi（k）={xi（1），xi（2），…，xi（k）}。
　　在土地利用总体规划环境影响评价中，根据土地利用的具体情况，按其可能给环境带来的最佳影响或根据相关经验以及环境质量标准确定参考序列，将土地利用总体规划实施前后的环境序列作为比较序列，利用其实施前后的环境状况与理想或最优方案之间关联度的大小对评价对象进行比较、排序[9]。
　　本文根据相关经验和行业标准选取了各个指标的标准值，组成环境影响评价的参考序列；通过对秀山县2005年土地利用现状及土地利用总体规划方案（2006―2020年）中各项指标值的推算，组成环境影响评价的比较序列（见表2）。
　　2.评价指标的无量纲化。为消除由评价指标物理量纲不同带来的影响，在评价之前，需将样本中各指标进行无量纲化处理。本文运用SPSS软件对原始数据进行无量纲化处理[10]。
　　3.计算关联系数和关联度。运用灰色建模系统IV软件计算各比较序列中每一个指标相对目标序列对应指标的关联系数以及各比较序列与参考序列的关联度。其中：分辨系数ρ取0.5。
　　ζ=1，0.5167，0.6222，0.5196，0.3333，0.3982，0.4378，0.5912，0.3570，0.47151，0.6135，0.5588，0.8336，0.5629，0.6190，0.6908，0.5275，0.4052，0.33331，0.4106，0.4708，0.4988，0.3333，0.4005，0.4330，0.4390，0.4142，0.7505

　　关联度为：R=（1，0.5248，0.6145，0.5151）
　　即2005年秀山县土地利用现状以及2010年和2020年规划方案所带来的环境影响与预期的环境标准的关联度分别为0.5248、0.6145和0.5151。
　　4.评价结果分析。评价结果表明：秀山县土地利用现状与规划方案带来的环境影响与预期的环境标准的关联度均大于0.5的水平，说明土地利用现状与规划方案带来的环境影响都与环境标准比较协调；土地利用现状与规划方案带来的环境影响与环境标准的关联度呈现出先上升后下降的趋势，即2010年规划方案与预期环境标准的关联度为0.6145，大于2005年土地利用现状与预期环境标准的关联度，2020年规划方案与预期环境标准的关联度为0.6145，小于2005年土地利用现状以及2010年规划方案与预期环境标准的关联度。
　　规划方案与环境的协调程度呈现出先上升后下降的趋势，从评价指标看，主要是由于城市化水平的提高、耕地压力指数的增加、城镇工矿用地率的增加以及自然保留地面积的减少。即由于城市化水平的提高，使得城镇工矿用地规模大幅增加，占用了大面积的耕地，同时大力开发荒草地等自然保留地为城镇建设用地所需，导致环境质量下降。由于秀山县境内矿产资源丰富，因此，矿产资源的开采及加工在一定程度上会导致矿区生态环境恶化，造成环境污染，影响环境质量。虽然森林覆盖率有很大程度的提高，并对环境质量的改善起到了一定的缓解作用，但是由于城镇工矿用地规模扩大带来的环境破坏明显大于森林覆盖率上升带来的环境质量的提高。
　　因此，在规划方案实施的过程中，应该加大对耕地的保护力度，严格控制建设用地规模，提高人均耕地面积及生态用地面积，合理且节约集约利用土地。坚持矿产资源开发与生态环境保护并重，加强矿山生态环境保护和次生灾害控制，综合整治矿区生态环境，建立矿产资源开发与环境保护相协调的机制。最终实现土地资源的可持续发展。
　　结论与讨论
　　土地利用总体规划通过调整土地利用的结构、规模和空间布局，直接影响到土地利用的方向和强度，其带来的环境影响不容忽视。本文采用PSR框架模型，从土地利用的压力、状态以及生态环境的响应三个方面选出10个指标构建土地利用规划环境影响评价的指标体系，通过对比这10个因子在规划实施前后的相对变化，预测规划方案的实施对环境可能产生的影响程度。结果表明：本次规划方案在优化环境、改善环境质量、促进土地的可持续利用等方面呈现出先上升后下降的趋势。
　　目前，中国土地利用总体规划环境影响评价还正处于初期阶段，相关理论和方法尚不完善[11]。文本对土地利用总体规划环境影响评价进行初步探讨，尝试采用灰色关联分析法对秀山县的土地利用总体规划方案进行评价。灰色关联分析方法应用在土地利用总体规划环境影响评价领域尚属尝试，一定程度上丰富和发展了土地利用总体规划环境影响评价方法。灰色关联分析因为自身的特点，对样本量的多少没有过分的要求，也不需要典型的分布规律，且不会出现量化结果与定性分析不一致的情况，运用此方法对土地利用总体规划的环境影响进行评价较合理。但是常用的灰色关联度量化模型求出的关联度总为正值，不能全面反映事物之间的关系[12]。同时土地利用总体规划的实施是一个动态的过程，采用静态的标准值作为参考序列，不能全面反映规划方案实施的效果。因此，本研究的评价方法还有待改善。
　　
　　参考文献：
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　　[12]刘敏，周国富，等.土地利用规划环境影响评价研究――以贵州省为例[J].西南师范大学学报:自然科学版，2009，(2):89-96.
　　[责任编辑 安世友]

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