伴隨著全球范圍社會經濟的迅速發展，其生態環境問題也日益嚴重，并且威脅到人類社會的可持續發展，因此生態環境質量提升已經成為目前比較緊迫的任務［1 －3］。國外生態環境質量評價工作于 20 世紀70 年代開始出現，80 年代蓬勃發展，涌現了許多具有代表性的成果［4 －6］。自 90 年代以來，由于遙感和地理信息技術的發展，學者們更多地將這些技術與生態學、環境學相結合，取得了不少研究成果［7 －9］。自二十世紀八、九十年代以來，國內關于生態安全和可持續發展的研究較為活躍，學者們針對不同的區域做了大量的實證研究。這些成就主要體現在生態環境質量評價指標體系［10 －12］、生態環境質量評價方法［13 －14］、生態環境質量評價模型［15 －16］等方面。由于特殊的自然環境和歷史原因，石羊河流域人口生存環境惡劣，生態環境面臨嚴峻挑戰，流域生態環境的負荷越來越重，因此該地區的生態環境質量狀況更應得到關注。
文中基于主觀和客觀綜合權重法，以分辨率為 100m ×100 的像元作為最小評價單元，定量評價了石羊河流域生態環境質量，目的在于在柵格尺度上，以主觀和客觀相結合的賦權方法，突破傳統的以主觀賦權或純客觀賦權的方法研究生態環境質量的評價思路，為相似的評價工作提供方法思路。
1 材料與研究方法
1． 1 研究區概況
研究區位于甘肅省河西走廊東部，祁連山北麓，介于 101°22' ～104°16'E、36°29' ～39°27'N 之間。屬河西走廊三大內陸河流域之一，流域行政區劃包括武威市的涼州區、古浪縣、民勤縣全部及天?？h部分地區，金昌市的永昌縣和金川區全部及張掖市肅南裕固族自治縣，共 3 市 7 縣\\( 區\\) ，面積約 41600km2，總人口約 240． 81 萬人。該流域地勢南高北低，自西南向東北傾斜，且深居大陸腹地，屬大陸性溫帶干旱氣候，太陽輻射強，日照充足，夏季短而炎熱，冬季長而寒冷，溫差大，降水少，蒸發強烈，空氣干燥。流域內土壤、植被類型分布因受氣候、水文和地形等自然條件的影響，形成了明顯的土壤 － 植被垂直帶譜。
1． 2 數據來源及預處理
采用的數據主要包括:1\\) 研究區2000、2003、2006 和2012 年 Landsat/TM、ETM\\( 空間分辨率28． 5m\\) 遙感影像解譯得到的土地利用圖。2\\) 植被指數\\( NDVI\\) 數據，主要通過 TM 數據 4 和 3 波段計算獲得，然后通過 NDVI 計算得到林地和草地類型的植被覆蓋率; 3\\) 氣象數據: 收集了石羊河流域及周邊 2000、2003、2006 和 2012 年 13 個氣象站點觀測數據的日平均氣溫數據和日降雨量，在 ArcGIS9． 3 中利用修正后的克里金插值法得到空間分布圖。4\\) 其它資源環境要素、人口社會經濟系統要素、生態環境壓力和響應系統要素數據來源于甘肅統計年鑒、《武威 60 年》、《金昌市志》、《城市發展年鑒》等資料。
1． 3 生態環境質量綜合評價指標體系
文中研究流域生態環境質量在綜合考慮自然資源 － 社會經濟 － 環境狀況的基礎上，參考相關資料文獻［14，16，17］并結合石羊河流域生態環境現狀和影響因素來構建綜合評價指標。將石羊河流域生態環境質量評價指標體系分為四個指標層次: 一級指標層\\( A\\) ，即最終評價結果，反映區域生態環境綜合質量; 二級指標層\\( B\\) ，包括制約和影響區域生態環境質量的三個因素指標; 三級指標層\\( C\\) ，即對二級因素指標的細化，包括 9 個因素指標; 四級指標層\\( D\\) ，即對三級因素指標的細化，是評價區域生態環境綜合質量的具體因素指標，共遴選 25 個指標來表征。
1． 4 評價指標權重的確定
關于權重的確定，目前來講主要有主觀賦權法和客觀賦權法兩大類。主觀賦權法是根據決策者主觀信息進行賦權的一類方法。而客觀賦權法是無決策者任何信息，各個指標根據以一定的規則進行自動賦權的一類方法。文中采用組合賦權法確定石羊河流域生態環境質量評價指標體系中的各指標的權重，目的在于既避免主觀賦權的主觀性和盲目性，又避免客觀賦權的片面性和機械性。首先分別采用主觀賦權法中的層次分析法和客觀賦權法中的熵權法確定權重，然后將兩種方法計算得到的權重按照一定的方法進行組合，從而得到最終的組合權重。
組合賦權法對各種賦權結果的綜合一般采用兩種方式: 乘法合成的歸一化方法和線性加權組合法。
但乘法合成的歸一化方法由于存在使大者更大、小者更小的"倍增效應"，有時得出的權重可能很不合理。
但這種方法適用于指標個數較多、指標間權重較均勻的情況。為克服乘法合成歸一化方法的" 倍增效應"，本文采用線性加權法計算組合權重，并且認為主觀賦權法和客觀賦權法的重要性一致［16 －17］。
線性加權法的計算公式為：
式中: ak為第 k 種賦權方法的加權參數，w 為組合權重向量。
通過線性加權的組合賦權法將層次分析和熵權法兩種結果綜合起來得到石羊河流域生態環境質量綜合評價各指標最終權重\\( 表 1\\) 。
1． 5 生態環境質量綜合評價模型與評判標準。
文中采用綜合評價模型來進行生態環境質量評價，評價模型如下:
式中: n 為評價指標或因子的數量; Wi\\( t\\) 為第 i 個指標或因子的權重，運用組合賦權法得到; Ei\\( t\\) 為第 i 個指標或因子在 t 時刻的標準化數據\\( 數值乘 10\\) ; EQ\\( t\\) 為 t 時刻區域生態環境質量綜合評價指數。
為便于比較，將生態環境評價綜合指數進行分級處理。依照生態環境質量優劣的標準分為 5 個等級，用連續的實數區間［0，10］表示，質量處于最理想狀態時其值為 10，最惡劣狀態時，其值為 0。不同等級的生態環境狀況指數的分級，體現了生態環境狀況空間分布特征\\( 表 2\\) 。
2 結果與分析
2． 1 石羊河流域生態環境質量時空差異分析
按照文中確定的生態環境評價模型，在 ArcGIS 軟件中分別將 2000、2003、2006 和 2012 年生態環境質量結果進行分級，分層設色后制作成圖\\( 圖 1\\) 。通過比較發現，在石羊河流域內部，各縣區生態環境差異很大，其中生態環境質量最差的為金昌市金川區，生態環境綜合指數均值在 3 以下，而永昌縣生態環境最好，其指數也最高，各年均值在 6． 0 以上。從整體來看石羊河各縣區按指數高低依次為: 永昌縣、肅南裕固族自治縣、涼州區、古浪縣、天祝藏族自治縣、民勤縣和金川區。從時間變化來看，石羊河流域生態環境質量在近十年逐年下降，但隨著時間的變化，不同區域生態環境質量也有一定的差異。其中金川區生態環境質量綜合評價指數從 2000 年的2． 1787 升高到2012 年的2． 8652，永昌縣從2000 年的7． 1412 下降到2012年的 5． 9520，而武威涼州區則從 2000 年的 4． 6784 下降到 2012 年的 3． 4435，民勤變化最為明顯，指數下降幅度也最大，從 2000 年的 5． 6011 下降到 2012 年的 2． 5878\\( 表 3\\) 。
2． 2 石羊河流域生態環境質量變化動態度分析
從全流域整體來看\\( 表 4\\) 從 2000 ～2003 年，惡化的區域為民勤縣、古浪縣全部和天祝中部，惡化的面積占全流域總面積的 45． 23%，其中民勤惡化程度最深，達到了 1． 8906; 其它區域生態環境質量有所好轉。
其中金川區生態環境質量明顯好轉，與 2000 年相比指數提高了 0． 3935。2003 與 2006 年相比，生態環境質量惡化的區域進一步增加，除民勤、古浪和天祝外，涼州區、肅南縣也進一步惡化，惡化總面積達到 73．26% ，惡化程度最高的民勤縣與 2003 年相比，指數下降了 0． 9153; 只有金川區和永昌縣有所好轉，指數增加了 0． 3011; 2012 與 2006 年相比，生態環境質量有所好轉，只有民勤和古浪繼續惡化，但惡化幅度有所降低，與 2006 年相比，指數分別下降了 0． 2074 和 0． 1006，其他地區如金川區、涼州區、永昌縣和天?？h生態環境基本保持不變; 肅南生態環境質量與 2006 年相比有所提高，指數提高了 0． 1654。通過統計分析結果發現，惡化幅度要比好轉幅度高，均值分別為 0． 421 和 0． 298。
3 討論
文中在利用層次分析法和熵權法分別對 25 個不同指標進行權重確定的同時，將二者權重通過加權的方式進行組合，最終獲得表征石羊河流域生態環境質量評價的指標體系，在利用指標評價時借助 GIS 柵格空間疊置分析功能和可視化表達方法，得出石羊河 2000 年以來的生態環境時空變化特征。通過研究發現，石羊河流域近年來生態環境整體有所下降，主要體現在流域中下游地區，生態環境質量下降較為明顯。
中下游綠洲及邊緣區經濟快速發展的同時，以生態環境質量的下降為代價，特別在綠洲邊緣區各景觀中，林地斑塊體變為疏林斑塊體，疏林斑塊體變為荒草地斑塊體，荒草地斑塊體變為沙地斑塊體，最終導致綠洲邊緣向荒漠化演變。石羊河流域是一個由水資源聯系起來的生態功能整體，水資源的質與量及其空間分布是生態環境變化的重要驅動力，在自然因素方面受到降水量、蒸發量、地下水循環和植被變化等綜合影響，為其演變和時空分布特征創造了條件; 在社會與經濟方面，經濟高耗和人口數量的變化是逐漸改變生態環境狀況最活躍、最主要的驅動力?？傊?，水資源條件的變化對推動景觀演變起主導作用，而人為活動作為一種外在力量疊加于自然因素之上起推動作用。
4 結論
\\( 1\\) 從時間變化來看，石羊河流域生態環境整體呈逐年下降趨勢，生態環境綜合評價指數從 2000 年的5． 05 下降到2012 年的3． 70。流域內部各縣區生態環境綜合指數差異較大; 從空間分布來看，十三年間石羊河各縣區按指數高低依次為: 永昌縣、肅南裕固族自治縣、涼州區、古浪縣、天祝藏族自治縣、民勤縣和金川區。
\\( 2\\) 從生態環境變化動態度來看，石羊河流域在 2000 － 2006 年間生態環境逐年惡化，但在 2007 －2012 年間有所好轉，只有民勤和古浪繼續惡化，但惡化幅度有所降低，惡化面積有所減少。
\\( 3\\) 在石羊河流域內部，由于受自然條件和人為活動變化的雙重影響，包括民勤綠洲和武威綠洲在內的主要生態屏障區生態環境變化較為顯著，尤以民勤最為明顯，這些地區的生態環境下降應引起相關部門的高度重視。
\\( 4\\) 文中利用層次分析法和熵權法的組合進行賦權，但由于各評價因素在生態環境中所起的作用各不相同，不同指標在同一流域不同區域有不同的重要性，因此理清各指標不同區域之間的聯系與區別，尋找更具有科學性、廣泛適用性的評價方法和模型，是今后還需進一步完善和修正的工作。
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