海南省琼海县幅生态地质环境质量评价技术方法探讨

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• 帅哥小蜜

  薛桂澄 徐忠胜 夏长健

  （海南省地质调查院，海口570206）

  摘要：本文探讨了海南岛东北部生态地质环境质量评价体系，研究了生态适宜性评价体系，确定评价原理与评价方法，探讨如何评价技术标准和评价技术方法等问题。

  关键词：生态地质环境质量；评价指标；评价方法

  海南省琼海县幅1：25万生态环境地质调查项目是国土部2000年国土大调查项目，由海南省地质调查院承担，于2003年完成。通过生态地质环境调查，从地质环境条件、地质灾害、地质、人类活动等环境要素出发，分析评价了海南岛东部地区的生态地质环境质量状况，为海南“生态省建设”供了科学依据。

  1 生态地质环境质量评价系统

  根据琼海县幅研究区的地质环境特征，确定的主要环境要素有地质环境条件、地质灾害、地质、人类活动等4个子系统和7个环境因子，按其主次及相关性建立评价系统网络如图1。

  图1 生态地质环境质量综合评价系统网络图

  2 生态地质环境质量评价程序

  评价工作按下列程序进行（图2）。

  （1）按评价区地质环境条件划分评价单元。

  （2）为每一评价因子规定相应的评价标准数值及其权值，以表示各环境因子在环境系统中的相对重要性。

  （3）对每一评价单元均按地质环境质量评价标准计算其质量指数。

  图2 生态地质环境质量综合评价程序框图

  （4）按质量等级分区并综合评价。

  3 生态地质环境质量评价单元划分

  以岩土类型及地貌因素为基础，考虑地质结构、地质灾害及地下水因素的影响，按坐标网进行评价单元划分。

  4 确定筛选生态适宜度评价因子的原则

  一是所选择的生态因子对生态系统具有较显著的影响，二是所选择的生态因子在各网格单元的分布存在着较显著的差异性。

  经过筛选，所确定的评价因子主要有地形坡度、覆盖层厚度、地层或岩石、人口密度、地下水埋深、地质灾害、土壤有益元素。

  5 建立生态地质环境质量评价因子的评价标准及赋值原则

  按各评价因子对生态的正负影响建立赋值标准，其原则：一是评价因子对生态影响的作用规律，二是根据评价因子在区内的时空分布情况。赋值背景和生态适宜度、赋值范围为1、3、5、7、9共分五级。分值为1为生态很适宜，分值为3为生态适宜，分值为5为生态基本适宜，分值为7为生态不适宜，分值为9为生态极不适宜。

  5.1 地质环境条件

  5.1.1 地形坡度评价因子（X₁）

  根据地形坡度对生态适宜度的影响程度进行分级赋值。1°＜X₁≤5°，分值赋值为1；5°＜X₁≤15°，分值赋值为3；15°＜X₁≤25°，分值赋值为5；25°＜X₁≤35°，分值赋值为7；X₁＞35°，分值赋值为9。

  5.1.2 覆盖层厚度（X₂）

  根据覆盖层厚度对生态适宜度的影响程度进行分级赋值。X₂＞5m，分值赋值为1；3m＜X₂≤5m，分值赋值为3；1m＜X₂≤3m分值赋值为5；0.5m＜X₂≤1m，分值赋值为7；X₂≤0.5m，分值赋值为9。

  5.1.3 地层或岩石（X₃）

  根据地层或岩石对生态适宜度的影响程度进行分级赋值。花岗岩、变质岩分值赋值为3；火山岩分值赋值为5；沉积岩分值赋值为7；松散层（砂）分值赋值为9。

  5.1.4 地下水埋深（X₄）

  根据地下水埋深对生态适宜度的影响程度进行分级赋值。1.5m＜X₄≤2.5m，分值赋值为1；1m＜X₄≤1.5m或2.5m＜X₄≤3m，分值赋值为3；0.5＜X₄≤1.0m或3.0＜X₄≤5.0m，分值赋值为5；0m＜X₄≤0.5m或5m＜X₄≤10m，分值赋值为7；X₄≤0m或X₄＞10m，分值赋值为9。

  5.2 地质灾害（灾害点或灾害面积X₅）

  研究区内地质灾害主要有水土流失、土地沙化、滑坡、崩塌、海岸侵蚀、河岸侵蚀与淤积、地面积水等。根据其分布的特点，结合区内的生态环境条件按下列标准进行赋值：X₅≤0或X₅≤0km²，分值赋值为1；0＜X₆≤2或0km²＜X₆≤2.5km²，分值赋值为3；2＜X₆≤4或2.5km²＜X₆≤5.0km²，分值赋值为5；4＜X₆≤6或5.0km²＜X₆≤9km²，分值赋值为7；X₅＞6或X₅＞9km²，分值赋值为9。

  5.3 人类活动（X₆）

  人类活动主要从人口密度考虑，X₆≤＜300人/km²，分值赋值为1；300人/km²＜X₆≤400人/km²，值赋值为3；400人/km²＜X₆≤500人/km²，值赋值为5；500人/km²＜X₆≤1000人/km²，值赋值为7；X₆＞1000人/km²，值赋值为9。

  5.4 地质（X₇）

  地质主要考虑土壤元素因子，土壤元素因子中全钾、全磷、全氮为生态主要影响因素，因此根据取样测试浓度进行赋值。

  全钾浓度（Y₁）：Y₁＞2.50％，赋值分值为1；1.2％＜Y₁≤2.5％，赋值分值为3；0.4％＜Y₁≤1.2％，赋值分值为5；0.2％＜Y₁≤0.4％，赋值分值为7；Y₁≤0.2％，赋值分值为9。

  全磷浓度（Y₂）：Y₂＞0.04％，赋值分值为1；0.03％＜Y₂≤0.04％，赋值分值为3；0.02％＜Y₂≤0.03％，赋值分值为5；0.01％＜Y₂≤0.02％，赋值分值为7；Y₂≤0.01％，赋值分值为9。

  全氮浓度（Y₃）：Y₃＞0.15％，赋值分值为1；0.10＜Y₃≤0.15％，赋值分值为3；0.05＜Y₃≤0.10％，赋值分值为5；0.03％＜Y₃≤0.05％，赋值分值为7；Y₃≤0.03％，赋值分值为9。

  单因子生态适宜度分级赋值标准详见表1。

  表1 单因子适宜度分级标准

  6 评价单元（网格内）评价因子赋值和计算

  （1）假如每个评价单元存在一个评价因子时，直接按评价因子赋值标准赋值，其代表点在评价单元的中心点。

  （2）假如每个评价单元存在多个评价因子时，按评价因子赋值标准赋值后，对面积进行加权平均，数学表达式如下：

  华东地区地质调查成果论文集:1999~2005

  式中：X——某评价单元（网格）赋值计算值；

  X_i——某因子的分值；

  A_i——某因子所占的面积。

  7 权重的确定

  权重可表示各环境评价因子在子系统中以及各子系统在整个评价系统的相对重要性，可分为一级子系统评价因子和二级子系统评价因子。一级子系统评价因子有地形坡度、覆盖层厚度、地层或岩石、人口密度、地下水埋深、地质灾害、土壤元素。

  二级子系统评价因子（在土壤元素下）有全钾、全磷、全氮。

  根据各因子影响生态适宜的程度确定权重，地质灾害是破坏及造成生态地质环境恶化的主要因素，其权重取值较大，取X₅为0.4；人类活动对生态环境影响也是较大的，因此X₆取值为0.2；地层或岩石（X₃）与土壤有益元素（X₇）影响程度不是很明显，因此取值偏较小，即X₃、X₇取值为0.05，其他权重X₁、X₂、X₄取值为0.1。各因子权重和等于1。单因子影响生态适宜度权重取值见表2。

  表2 单因子影响生态适宜度权重取值表

  8 生态地质环境质量评价数学模型

  生态地质环境质量评价采用权重加权平均，其数学模型为：

  华东地区地质调查成果论文集:1999~2005

  式中：B——第i个网格综合评价值；

  W_s——单因子影响生态适宜度的权量；

  X_i——第i个网格，单因子X的评价值。

  9 生态地质环境质量评价分区标准

  确定生态地质环境质量评价分区标准的依据，一是单因子生态适宜度的评价标准，二是研究区生态适宜度的综合评价值。

  生态地质环境质量综合评价每一级都和一个评价值区间相对应，寻找各区间端点或上下界便成了判断综合生态地质环境质量分级标准的关键，结合区内的生态状况，拟定生态地质环境质量分级界限（见表3）。

  表3 生态地质环境质量分级界限表分级结果：

  华东地区地质调查成果论文集:1999~2005

  按生态地质环境分级界限，根据综合评价值（N），将研究区生态地质环境质量分为5个等级区间：1＜N≤2，为优等区；2＜N≤4，为良好区；4＜N≤6，为中等区；6＜N≤8，为差区；8＜N≤9，为极差区（见表4）。

  表4 生态地质环境质量综合评价分区标准

  10 评价步骤

  根据评价体系，第一步在研究区1：25万图幅上按坐标网进行划分评价单元，评价单元面积为5×5km²，共划分669评价单元（网格），并进行编号，以网格中心的坐标代表该评价单元；第二步对每个评价单元的九个评价因子进行赋值，其来源X₁来自1：5万地形图，X₂来自第四纪地质地貌图，X₃来自地质图，X₄来自海南地图册，X₄来自潜水水文地质图，X₅来自生态地质环境图，Y₁来自土壤元素等值线图（全K），Y₂来自土壤元素等值线图（全P），Y₃来自土壤元素等值线图（全N）；第三步先计算二级评价因子的综合值作为该因子的值，然后再计算一级评价因子的综合评价值；第四步通过综合评价值进行分区和计算机上作图。

  11 生态地质环境质量评价结果

  评价结果，全区669个评价单元，综合评价值在1～6之间，缺少＞6的综合评价值，因此，研究区缺少生态地质环境质量差等区和极差区，只有3个生态地质环境质量份区，即生态地质环境质量优等区、良好区、中等区。

  研究区生态地质环境质量总体上是好的，Ⅰ级区（生态地质环境质量优等区）区内零星分布，面积1358.5km²，占研究区8.9％；Ⅱ级区（生态地质环境质量良好区）整个区内都有分布，面积12442.8km²，是区内大部分，占81.6％；Ⅲ级区（生态地质环境质量中等区）主要有分布人口密集和有地质灾害存在的区域，面积1442.5km²，仅占9.5％，评价结果与实际情况相符。

  12 生态地质环境质量控制因素

  生态地质环境质量影响主要因素是地质灾害和人类活动，海南处于热带，光、热、水充足，土壤极为发育，岩石和土风化分解的矿物质丰富，利于植物的生长发育。

  研究区生态地质环境质量大多都在良好级以上，然而受人类活动（垦荒、采矿、地面建设）的影响，土地沙化、土地荒漠化等地质灾害的发展，势必造成生态地质环境质量的下降，如东北部的海岸带由于开矿的影响，生态地质环境质量将继续下降，海岸侵蚀、崩塌等自然灾害的影响，也会造成海岸生态地质环境质量下降，这主要集中分布在文昌市东郊和澄迈县玉包角等地区。

  控制地质灾害的发生、发展，对生态地质环境质量起到关键性作用。人为对地质环境的破坏，减少水土污染，开展水土流失、土地沙化、海岸侵蚀、崩滑流等地质灾害的治理，将有利于生态地质环境质量向好的方向发展。

  13 结论

  （1）生态适宜度是指某一区域内环境因素对生态影响程度，生态地质环境质量评价依生态适宜度进行评价。

  （2）生态地质环境质量评价分4步进行：一是确定评价系统；二是确定影响生态因子，筛选和确定评价因子；三是根据各评价因子对生态地质环境的影响程度确定评价因子的赋值及权重；四是评价单元的综合计算和进行地质环境质量分区评价。

  （3）研究区生态地质环境质量大多都在良好级以上，全区生态地质环境质量分3个区，即优等区、良好区、中等区。

  参考文献

  ［1］周爱国，蔡鹤生.地质环境质量评价理论与应用.武汉：中国地质出版社，1998

  ［2］廖香俊，丁式江，张本仁等.海南省东北地区土壤环境地球化学研究.地质与勘探，2004，39（6）：68～70

  ［3］廖香俊，丁式江，吴丹等.琼东北地区土壤微量元素地球化学特征.中国农业通报（地球化学版），2004，20：64～67

  ［4］廖香俊，冯亚生，丁式江等.海南岛东北部地质环境评价.吉林学报，2005，35（5）：646～652

  ［5］丁式江，廖香俊，冯亚生等.海南省琼海县幅1：25万生态地质环境调查报告.2003

  ［6］丁式江，廖香俊，冯亚生等.海南岛热带地区生态地质环境质量评价技术方法.2003

  The Discussion on Quality Appraisal Technology Method of Ecology Geological Environment in Qionghai, Hainan

  Xue Guicheng, Xu Zhongsheng, Xia Changjian

  ( Hainan Institute of Geological Survey, Haikou 570206)

  Abstract: This paper discusses the quality assessment system and the suitability evaluation system of the eco-geological environment in the north-east of Hainan Island and determines the theory and method of assessment.

  Key words: Eco-geological environment quality; Evaluation index; Evaluation method

  浏览 339赞 53时间 2021-11-02