以组合赋权法定量评价石羊河流域生态环境质量
以组合赋权法定量评价石羊河流域生态环境质
量
伴随着全球范围社会经济的迅速发展，其生态环境问题也日益严重，并且威胁到人类社会的可
持续发展，因此生态环境质量提升已经成为目前比较紧迫的任务［1 －3］。国外生态环境质量
评价工作于 20 世纪 70 年代开始出现，80 年代蓬勃发展，涌现了许多具有代表性的成果［4 －
6 ］。自 90 年代以来，由于遥感和地理信息技术的发展，学者们更多地将这些技术与生态学、
环境学相结合，取得了不少研究成果［7 －9］。自二十世纪八、九十年代以来，国内关于生态
安全和可持续发展的研究较为活跃，学者们针对不同的区域做了大量的实证研究。这些成就主
要体现在生态环境质量评价指标体系［10 －12］、生态环境质量评价方法［13 －14］、生态
环境质量评价模型［15 －16］等方面。由于特殊的自然环境和历史原因，石羊河流域人口生存
环境恶劣，生态环境面临严峻挑战，流域生态环境的负荷越来越重，因此该地区的生态环境质
量状况更应得到关注。
文中基于主观和客观综合权重法，以分辨率为 100m ×100 的像元作为最小评价单元，定量评价
了石羊河流域生态环境质量，目的在于在栅格尺度上，以主观和客观相结合的赋权方法，突破
传统的以主观赋权或纯客观赋权的方法研究生态环境质量的评价思路，为相似的评价工作提供
方法思路。
1 材料与研究方法
1 ．1 研究区概况
研究区位于甘肃省河西走廊东部，祁连山北麓，介于 101°22' ～104°16'E、36°29' ～39°27'N 之
间。属河西走廊三大内陆河流域之一，流域行政区划包括武威市的凉州区、古浪县、民勤县全
部及天祝县部分地区，金昌市的永昌县和金川区全部及张掖市肃南裕固族自治县，共3 市7 县
( 区) ，面积约 41600km2 ，总人口约240 ．81 万人。该流域地势南高北低，自西南向东北倾
斜，且深居大陆腹地，属大陆性温带干旱气候，太阳辐射强，日照充足，夏季短而炎热，冬季
长而寒冷，温差大，降水少，蒸发强烈，空气干燥。流域内土壤、植被类型分布因受气候、水
文和地形等自然条件的影响，形成了明显的土壤 －植被垂直带谱。
1 ．2 数据来源及预处理
采用的数据主要包括:1) 研究区 2000、2003、2006 和2012 年Landsat/TM、ETM( 空间分辨率
28 ．5m) 遥感影像解译得到的土地利用图。2) 植被指数( NDVI) 数据，主要通过 TM 数据 4 和
3 波段计算获得，然后通过 NDVI 计算得到林地和草地类型的植被覆盖率; 3) 气象数据: 收集了
石羊河流域及周边 2000、2003、2006 和2012 年13 个气象站点观测数据的日平均气温数据和
日降雨量，在 ArcGIS9 ．3 中利用修正后的克里金插值法得到空间分布图。4) 其它资源环境要
素、人口社会经济系统要素、生态环境压力和响应系统要素数据来源于甘肃统计年鉴、《武威
60 年》、《金昌市志》、《城市发展年鉴》等资料。
1 ．3 生态环境质量综合评价指标体系
文中研究流域生态环境质量在综合考虑自然资源 － 社会经济 － 环境状况的基础上，参考相关
资料文献［14，16，17］并结合石羊河流域生态环境现状和影响因素来构建综合评价指标。将
石羊河流域生态环境质量评价指标体系分为四个指标层次: 一级指标层( A) ，即最终评价结
果，反映区域生态环境综合质量; 二级指标层( B) ，包括制约和影响区域生态环境质量的三个
因素指标; 三级指标层( C) ，即对二级因素指标的细化，包括 9 个因素指标; 四级指标层( D) ，
即对三级因素指标的细化，是评价区域生态环境综合质量的具体因素指标，共遴选 25 个指标
来表征。
1 ．4 评价指标权重的确定
关于权重的确定，目前来讲主要有主观赋权法和客观赋权法两大类。主观赋权法是根据决策者
主观信息进行赋权的一类方法。而客观赋权法是无决策者任何信息，各个指标根据以一定的规
则进行自动赋权的一类方法。文中采用组合赋权法确定石羊河流域生态环境质量评价指标体系
中的各指标的权重，目的在于既避免主观赋权的主观性和盲目性，又避免客观赋权的片面性和
机械性。首先分别采用主观赋权法中的层次分析法和客观赋权法中的熵权法确定权重，然后将
两种方法计算得到的权重按照一定的方法进行组合，从而得到最终的组合权重。
组合赋权法对各种赋权结果的综合一般采用两种方式: 乘法合成的归一化方法和线性加权组合
法。
但乘法合成的归一化方法由于存在使大者更大、小者更小的"倍增效应"，有时得出的权重可能
很不合理。
但这种方法适用于指标个数较多、指标间权重较均匀的情况。为克服乘法合成归一化方法的"
倍增效应"，本文采用线性加权法计算组合权重，并且认为主观赋权法和客观赋权法的重要性
一致［16 －17］。
线性加权法的计算公式为：
式中: ak 为第k 种赋权方法的加权参数，w 为组合权重向量。
通过线性加权的组合赋权法将层次分析和熵权法两种结果综合起来得到石羊河流域生态环境质
量综合评价各指标最终权重( 表1) 。
1 ．5 生态环境质量综合评价模型与评判标准。
文中采用综合评价模型来进行生态环境质量评价，评价模型如下:
式中: n 为评价指标或因子的数量; Wi( t) 为第i 个指标或因子的权重，运用组合赋权法得到;
Ei( t) 为第i 个指标或因子在t 时刻的标准化数据( 数值乘 10) ; EQ( t) 为t 时刻区域生态环境质
量综合评价指数。
为便于比较，将生态环境评价综合指数进行分级处理。依照生态环境质量优劣的标准分为 5 个
等级，用连续的实数区间［0，10 ］表示，质量处于最理想状态时其值为10，最恶劣状态时，
其值为0。不同等级的生态环境状况指数的分级，体现了生态环境状况空间分布特征( 表2) 。
2 结果与分析
2 ．1 石羊河流域生态环境质量时空差异分析
按照文中确定的生态环境评价模型，在 ArcGIS 软件中分别将2000、2003、2006 和2012 年生
态环境质量结果进行分级，分层设色后制作成图( 图1) 。通过比较发现，在石羊河流域内部，
各县区生态环境差异很大，其中生态环境质量最差的为金昌市金川区，生态环境综合指数均值
在3 以下，而永昌县生态环境最好，其指数也最高，各年均值在6 ．0 以上。从整体来看石羊
河各县区按指数高低依次为: 永昌县、肃南裕固族自治县、凉州区、古浪县、天祝藏族自治
县、民勤县和金川区。从时间变化来看，石羊河流域生态环境质量在近十年逐年下降，但随着
时间的变化，不同区域生态环境质量也有一定的差异。其中金川区生态环境质量综合评价指数
从2000 年的 2 ．1787 升高到2012 年的 2 ．8652，永昌县从2000 年的 7 ．1412 下降到2012 年
的5 ．9520 ，而武威凉州区则从 2000 年的 4 ．6784 下降到2012 年的 3 ．4435，民勤变化最为
明显，指数下降幅度也最大，从2000 年的 5 ．6011 下降到2012 年的 2 ．5878( 表3) 。
2 ．2 石羊河流域生态环境质量变化动态度分析
从全流域整体来看( 表4) 从2000 ～2003 年，恶化的区域为民勤县、古浪县全部和天祝中部，
恶化的面积占全流域总面积的45 ．23% ，其中民勤恶化程度最深，达到了 1 ．8906; 其它区域
生态环境质量有所好转。
摘要：
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以组合赋权法定量评价石羊河流域生态环境质量伴随着全球范围社会经济的迅速发展，其生态环境问题也日益严重，并且威胁到人类社会的可持续发展，因此生态环境质量提升已经成为目前比较紧迫的任务［1－3］。国外生态环境质量评价工作于20世纪70年代开始出现，80年代蓬勃发展，涌现了许多具有代表性的成果［4－6］。自90年代以来，由于遥感和地理信息技术的发展，学者们更多地将这些技术与生态学、环境学相结合，取得了不少研究成果［7－9］。自二十世纪八、九十年代以来，国内关于生态安全和可持续发展的研究较为活跃，学者们针对不同的区域做了大量的实证研究。这些成就主要体现在生态环境质量评价指标体系［10－12］、生态环境...
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作者：闻远设计
分类：社科文学类资料
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属性：4 页
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时间：2024-04-20
