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環境評價不僅可以為環境管理與決策提供科學定量依據，也對區域環境保護與可持續發展戰略決策有重要的現實意義［1］。近年來，環境評價研究已成為學術界和社會廣泛關注的熱點之一，但評價單一多側重生態環境方面，對歷史文化遺產類區域環境整體狀況的定量評價尚顯不足。目前，RS與GIS技術的發展與結合為區域生態環境調控以及定量評價提供了行之有效的研究手段［2－3］。馬榮華等［4］以植被分布圖、土壤侵蝕圖及TM遙感資料為信息源對海南島進行了自然生態環境評價;張秀英等［5］借助Arc/Info的主成分分析方法，進行了隴中黃土高原潛在生態環境評價研究;江振藍等［6］借助ENVI軟件的支持，利用TM遙感數據提取福州市生態環境評價因子，構建了福州市生態環境遙感評價模型;王磊等［7］對海岸地帶進行了健康生態系統評價。分析發現，這類評價研究缺乏對人文環境價值評價的關注，而針對京杭大運河這一特殊遺產［8］，應以人文環境和生態環境并重。因此筆者利用RS和GIS技術，結合相關數據，構建了綜合環境評價指標和體系，對北京市域范圍內通惠河和北運河周邊2km范圍區縣進行環境評價，以期為運河全線區域環境的整治、保護、可持續發展及大運河申請世界文化遺產提供理論依據。 1材料與方法 1．1研究區概況 研究區運河水系的范圍包括北京崇文區、朝陽區和通州區的一部分，總面積為1394km2，其中運河本體面積為4.4km2(以下簡稱為運河地區)。北京地區位于華北平原西北邊緣(115°25'～117°30'E，39°26'～41°03'N)，南北直線距離170km，東西直線距離160km，全市總面積16410km2;屬溫帶大陸性季風氣候，四季分明，降水量年際間變化較大，年平均降水量516.4mm。北京地勢西北高，東南低，西部山地屬太行山脈、北部山地屬燕山山脈、東南面向華北平原。京杭大運河北京段水系包括通惠河和北運河兩段，通惠河是整個京杭大運河的最北段，北運河與通惠河相連，水源均來自于北京昌平區的溫榆河等諸多河流。研究北京地區運河沿線環境評價范圍遵循運河保護規劃單位劃定的保護范圍，評價范圍為運河本體及周邊2km，評價總面積為266km2。 1．2數據源及信息處理 研究區數據源為:(1)遙感數據。選用2006年9月全色波段為2．5m×2．5m，多光譜圖像為10m×10m分辨率的SPOT5衛星遙感影像，該影像分辨率高，色彩信息豐富，有利于地物的判讀。采用RS與GIS相結合的方法，以1∶5萬地形圖為基準對遙感影像進行圖像配準、幾何校正和解譯，獲得土地利用/植被覆蓋數據。(2)土地退化數據。根據北京市林業局2006年的土地沙化面積數據和北京市水務局提供的水土流失面積數據得到。土壤侵蝕的類型分為輕度、中度和重度侵蝕，對于北京來說，土壤侵蝕情況相對較小，僅有輕度和中度侵蝕。(3)北京市區和通州的水資源量、降雨量等數據。由北京市環保局和北京市環境保護監測中心提供。(4)遺產數據。包括元、明、清3個時期的文物數據和課題組實際測量的遺產數據［9］。(5)經濟數據。包括航運數據、旅游數據等，均從統計年鑒和其他統計資料獲?。?0］。信息處理方法為:(1)將收集到的各類生態環境和人文環境數據進行基本處理，建立基于GIS的北京運河沿線地區的綜合環境評價專題數據庫，包括土地利用類型、土地退化、環境質量、不同年代遺產、航運統計資料、旅游統計資料及社會經濟數據庫等;(2)統一各種地圖數據的投影方式和坐標系統，根據環境評價的指標，利用ArcGISS9．3程序對遙感影像進行目視解譯，提取土地利用類型數據。 1．3綜合環境評價指標體系的建立 目前，京杭大運河環境價值評定還沒有統一的標準，文獻［11－12］中從水利、建筑、遺產、景觀等多維角度強調了運河的價值。結合區域生態環境現狀評價和遺產類價值評價特征，針對運河這一復雜的特殊體，筆者強調了京杭大運河的生態價值、遺產價值、經濟價值和景觀休閑價值，提出了生態環境評價體系和人文環境評價體系，較全面地概括了運河這一兼具自然和人文特征的線性遺產的環境評價指標。以生態、人文環境評價指標為基礎，構建了京杭大運河沿線區域的綜合環境評價體系(表1)。在這里生態環境是指影響人類生存發展的水資源、土地資源、生物資源及氣候資源，是人類在利用和改造自然過程中引起的自然環境本身的變化，也可以稱為自然環境;與自然環境相對，人文環境是指由人為因素帶來的社會環境的變化，往往蘊含人們的某種態度、觀念和認知等。 1．3．1生態環境及人文環境評價指標體系構建 生態環境是一個復雜多變的系統，其評價需考慮多要素的影響。結合北京地區生態環境的狀況，分要素指標權重和總權重的確定依據為HJ/T192—2006標準［13］。筆者采取以遙感數據作為主要數據源，選取生物豐富度指數、植被覆蓋指數、水網密度指數、土地退化指數和環境質量指數5個指數構建生態環境評價指標體系(表1)。人文環境同樣是一個復雜的系統，涉及方面較多。具體到京杭大運河這一特殊的線性遺產，在查閱眾多文獻和廣泛征求文化遺產研究領域專家意見的基礎上，結合京杭大運河的現狀及歷史地位和作用、運河申請世界文化遺產標準的要求，參考遺產價值評價相關領域的研究成果［14］，選取遺產價值、經濟價值和景觀休閑價值3組目標層及10項因素層指標，建立了人文環境評價指標體系(表1)。目前，關于人文環境評價指標體系及權重的確定尚無標準參考，因此，文中人文環境總權重的確定參考生態環境權重確定方法，分因素指標權重的確定依據專家打分、發放問卷調查、現狀調查數據及文獻統計數據結合層次分析法綜合評定來確定。 1．3．2評價指標的標準化及環境評價模型的建立 (1)評價指標的標準化。由于各類專題數據的性質不同，無法進行直接比較。為使各類數據間具有可比性，須對原始數據進行標準化處理。該研究采用極差標準變化對數據進行處理。(2)環境評價模型。通過對各類數據進行標準化和量化處理，采用多級加權求和的方法來實現運河沿線區域環境的定量化評價，結果代表區域綜合環境評價指數。(3)綜合環境評價方法。整個數據庫包含生態環境和人文環境等多個環境綜合評價數據，對每個參評因子進行環境相關評價，計算每個區域的綜合評價指數。參照文獻［13］，生態環境評價指數的閥值范圍為0～10;對人文環境評價的數據進行標準化，依據生態環境標準，其評價指數的閥值范圍也確定為0～10，兩類影響因素的綜合評價閥值為0～20。綜合評價指數越大，環境質量越好。為便于比較，對評價指數進行分級處理，將綜合環境狀況劃分為5級，即好(15．1～20．0)、較好(11.1～15．0)、中等(7．1～11．0)、較差(4．1～7.0)和差(0．0～4．0)。不同等級的環境狀況指數體現環境狀況的區域差異性。#p#分頁標題#e# 2結果與分析 2．1北京地區京杭大運河沿線生態環境評價分析 將遙感影像解譯得到的土地利用數據、結合土地退化數據及環境質量數據，經過公式(1)標準化處理后分別帶入公式(3)及分因素公式，求出北京地區京杭大運河沿線2km范圍內的生態環境評價現狀指數(圖1)。由圖1可知，北京地區運河沿線的生態環境評價指數平均為4．44，分布范圍為2.86～5．25。評價結果在各等級中分布主要集中在第Ⅲ等級區和第Ⅳ等級區，說明運河沿線地區整體生態環境狀況一般，整體處于中等以下水平。從區域角度而言，通州地區的環境狀況要好于市區，除土地退化指數外，其他各項均是通州高于市區。生態環境略好的區域是通州，屬于第Ⅲ等級，通州地區位于北京郊縣，地勢平坦，水網密度高，植被覆蓋率高，生物物種豐富，環境質量較好，經濟一般發達;環境狀況較差的是北京市區，屬于第Ⅳ等級，市區經濟發達，城市建設速度較快，土地退化現象嚴重，人口增長明顯，整體環境質量較差，生態環境壓力較大。 2．2北京地區京杭大運河沿線人文環境評價分析 將人文環境相關因素的數據經公式(1)標準化處理后分別帶入公式(4)、(5)，求得北京地區京杭大運河沿線2km范圍內的人文環境評價現狀指數，如圖1B所示。北京地區運河沿線的人文環境評價指數平均為2．72，分布范圍為2．42～2．84。評價結果在各等級中分布主要集中在第Ⅳ等級區，說明運河沿線區域整體人文環境狀況較差。北京地區京杭大運河的歷史起源于元代，歷經明、清到現代，運河沿線留下了豐厚的文化遺產，可以說沿線區域的遺產價值較高;但20世紀60年代以后，濟寧以北段運河斷航，北京地區的運河失去了航運功能，除北運河豐水期可以發揮輸水、灌溉功能外，通惠河大部分河段枯水季節已經干涸，僅作為城市的排污河。另外，因水源不足和運河本體狀況較差，北京市對運河沿線區域的旅游、景觀功能的開發尚未引起足夠的重視，人文環境壓力也較大。從區域角度而言，通州地區的整體現狀要好于市區，首先區域內運河本體水利工程的科學價值較高，沿線文物密度高;其次區域內水網豐富，有利于沿岸經濟發展;通州地區除注重城市開發建設外，也注重加強運河沿線旅游、景觀功能的開發。 2．3綜合環境評價分析 將生態環境和人文環境評價現狀指數帶入式(2)，求得北京地區京杭大運河沿線2km范圍內的綜合環境評價現狀指數如圖1C所示。北京市運河沿線的綜合環境評價指數平均為7．16，呈正態分布，分布范圍為5．28～8．09。環境評價結果在各等級中分布主要集中在第Ⅲ等級區和第Ⅳ等級區，其中第Ⅲ等級所占的比重最大，為66%，第Ⅳ等級為34%，而第Ⅰ、Ⅱ等級均為0。說明北京市運河沿線的環境綜合狀況不好，大部分區域處于中等以下水平。從區域分布看，通州地區的綜合指數高于市區，整體環境狀況略好，但仍處于中等以下水平，評價結果與實際調查情況基本相符合。因此，從區域格局來看，北京地區運河沿線區域各項指標的環境評價結果均是東部高于西部，形成了由郊縣向市區逐漸降低的態勢，局部略有差異。值得注意的是，通州地區自然條件優越，但經濟發展水平一般，環境綜合評價結果處于中等;市區經濟發展水平較快，但人文環境，自然條件相對薄弱，環境評價結果處于中等以下。由此可見，各區域的自然條件、經濟狀況及人文環境建設均與區域環境綜合現狀有較強的相關性，某些情況下，還可以成為關鍵因素，在一定程度上決定著環境綜合評價結果，也影響著環境現狀的空間分布。 3結論 (1)北京地區運河遺產沿線的環境狀況整體一般，大部分地區綜合環境狀況指數處于中等以下水平;區域格局上呈現從通州遠郊區縣向市區逐漸降低的趨勢。近年來環境的變化與人類活動有較強的相關性。須因地制宜采取措施，加強運河沿線區域生態環境和人文環境的改善與建設。 (2)對京杭大運河遺產綜合環境價值進行定量評價，且系統提出了歷史文化遺產類環境評價的構成要素及評價模型。在原有生態環境評價基礎上，增加了人文環境評價。從生態和人文兩個角度對運河遺產進行評價，涵蓋生態環境、遺產價值、經濟價值、景觀價值等多項因子的評價指標體系，能夠全面地反映運河類遺產的環境現狀的特性，且提升了環境評價結果的真實度;將歷史文化遺產納入環境評價模型，對于京杭大運河環境保護、開發與申遺具有重大意義。 (3)對運河北京段沿線2km生態和人文環境狀況指數在區域內的平均分布開展研究。未來擬在空間分布上繼續開展以生態環境保護、遺產空間分布及旅游為目的的京杭大運河沿線遺產點、旅游線段為對象的生態和人文環境狀況指數的綜合評價。
