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一种区域生态环境风险评价方法及系统

摘要

本申请提供一种区域生态环境风险评价方法及系统,利用生态环境风险敏感度(对应风险敏感度评分,反映区域的自然本底状况对生态环境风险的敏感程度)、生态环境风险暴露度(对应风险暴露度评分,反映区域的主要生态环境风险的时空集聚程度及危害严重程度)以及生态环境风险适应度(对应风险适应度评分,反映人类活动对生态环境风险可接受程度)三个要素,能够在充分刻画和分析区域自然本底条件及气候变化特征,识别区域主要生态环境风险类型,剖析区域人类活动对生态环境风险可接受程度的基础上,对待评价区域的区域生态风险进行综合性的风险评价,划定区域生态环境风险综合区划,全面揭示待评价区域的区域生态环境综合风险。

著录项

  • 公开/公告号CN113191691A

    专利类型发明专利

  • 公开/公告日2021-07-30

    原文格式PDF

  • 申请/专利权人 中国科学院地理科学与资源研究所;

    申请/专利号CN202110580337.4

  • 发明设计人 李富佳;程昊;董锁成;张梦菡;

    申请日2021-05-26

  • 分类号G06Q10/06(20120101);

  • 代理机构50277 重庆一叶知秋专利代理事务所(普通合伙);

  • 代理人刘洪雨

  • 地址 100101 北京市朝阳区大屯路甲11号

  • 入库时间 2023-06-19 12:02:28

说明书

技术领域

本申请涉及生态环境勘察领域,具体而言,涉及一种区域生态环境风险评价方法及系统。

背景技术

生态环境风险综合评价源于生态环境风险管理政策,是评估、预测生态环境不利事件产生危害和不利影响的可能性的过程,以及人类活动对该风险可接受程度进行评估的技术方法体系,是制定人类活动类型、规模、强度、以及污染物环境控制标准的基础依据。

目前的生态环境风险评价,通常局限于一小区域内的特定指标的风险评价,例如,针对矿区的污染风险评价,针对重金属污染场地的生态风险评价等。因此,现有的生态环境风险评价方式,难以全面揭示区域生态环境综合风险。

发明内容

本申请实施例的目的在于提供一种区域生态环境风险评价方法及系统,以全面揭示区域生态环境综合风险。

为了实现上述目的,本申请的实施例通过如下方式实现:

第一方面,本申请实施例提供一种区域生态环境风险评价方法,包括:获取待评价区域的第一信息、第二信息和第三信息,其中,所述第一信息用于表征所述待评价区域的地理环境及自然本底特征,所述第二信息用于表征所述待评价区域的荒漠化与冻土退化过程及风险,所述第三信息用于表征所述待评价区域的人类活动类型及强度;根据所述第一信息,确定出所述待评价区域的风险敏感度评分,其中,所述风险敏感度评分用于反映所述待评价区域的自然本底状况对生态环境风险的敏感程度;根据所述第二信息,确定出所述待评价区域的风险暴露度评分,其中,所述风险暴露度评分用于反映所述待评价区域的主要生态环境风险的时空集聚程度及危害严重程度;根据所述第三信息,确定出所述待评价区域的风险适应度评分,其中,所述风险适应度评分用于反映所述待评价区域的人类活动对生态环境风险可接受程度;根据所述风险敏感度评分、所述风险暴露度评分和所述风险适应度评分,确定出所述待评价区域的区域生态风险评分。

在本申请实施例中,利用生态环境风险敏感度(对应风险敏感度评分,反映区域的自然本底状况对生态环境风险的敏感程度)、生态环境风险暴露度(对应风险暴露度评分,反映区域的主要生态环境风险的时空集聚程度及危害严重程度)以及生态环境风险适应度(对应风险适应度评分,反映人类活动对生态环境风险可接受程度)三个要素,能够在充分刻画和分析区域自然本底条件及气候变化特征,识别区域主要生态环境风险类型,剖析区域人类活动对生态环境风险可接受程度的基础上,对待评价区域的区域生态风险进行综合性的风险评价,全面揭示待评价区域的区域生态环境综合风险。

结合第一方面,在第一方面的第一种可能的实现方式中,所述第一信息包括地形地势特征信息、生态保护区分布信息、气温变化信息、降水变化信息和NDVI变化信息,所述根据所述第一信息,确定出所述待评价区域的风险敏感度评分,包括:根据所述地形地势特征信息,确定出地形地势特征评分;根据所述生态保护区分布信息,确定出生态保护区分布评分;根据所述气温变化信息,确定出气温变化评分;根据所述降水变化信息,确定出降水变化评分;根据所述NDVI变化信息,确定出NDVI变化评分;根据所述地形地势特征评分、所述生态保护区分布评分、所述气温变化评分、所述降水变化评分、所述NDVI变化评分,确定出所述风险敏感度评分。

在该实现方式中,分别利用地形地势特征信息、生态保护区分布信息、气温变化信息、降水变化信息和NDVI变化信息,对待评价区域的生态环境风险敏感度进行多个指标层面的评分,而地形地势特征、生态保护区分布、气温变化、降水变化、NDVI(归一化植被指数)变化等因素,均能够对区域生态环境风险产生一定程度的影响,因此,将此五类指标作为评价生态环境风险敏感度的考察指标,能够很好地反映区域生态风险敏感度。

结合第一方面的第一种可能的实现方式,在第一方面的第二种可能的实现方式中,所述地形地势特征信息为坡度信息,所述生态保护区分布信息为与保护区之间的距离信息,对应的,所述根据所述地形地势特征信息,确定出地形地势特征评分,包括:确定出所述坡度信息在预设坡度区间中所在的子区间,并确定出该子区间对应的分值,得到所述地形地势特征评分;所述根据所述生态保护区分布信息,确定出生态保护区分布评分,包括:确定出所述距离信息在预设距离区间中所在的子区间,并确定出该子区间对应的分值,得到所述生态保护区分布评分;所述根据所述气温变化信息,确定出气温变化评分,包括:确定出所述气温变化信息在预设气温变化区间中所在的子区间,并确定出该子区间对应的分值,得到所述气温变化评分;所述根据所述降水变化信息,确定出降水变化评分,包括:确定出所述降水变化信息在预设降水变化区间中所在的子区间,并确定出该子区间对应的分值,得到所述降水变化评分;所述根据所述NDVI变化信息,确定出NDVI变化评分,包括:确定出所述NDVI变化信息在预设NDVI变化区间中所在的子区间,并确定出该子区间对应的分值,得到所述NDVI变化评分。

在该实现方式中,利用区间赋值的方式对地形地势特征信息(坡度信息)、生态保护区分布信息(与保护区之间的距离信息)、气温变化信息、降水变化信息和NDVI变化信息进行对应的评分,可以将这些定量指标进行准确地评估,从而准确地反映生态环境风险敏感度(通过风险敏感度评分表现出来)。

结合第一方面,在第一方面的第三种可能的实现方式中,所述第二信息包括沙漠化风险信息和冻土退化风险信息,所述根据所述第二信息,确定出所述待评价区域的风险暴露度评分,包括:根据所述沙漠化风险信息,确定出沙漠化风险评级;根据所述冻土退化风险信息,确定出冻土退化风险评级;根据所述沙漠化风险评级和所述冻土退化风险评级,确定出所述风险暴露度评分。

在该实现方式中,分别利用沙漠化风险信息和冻土退化风险信息,作为对生态环境风险暴露度的评价指标,能够准确反映生态环境风险暴露度。

结合第一方面的第三种可能的实现方式,在第一方面的第四种可能的实现方式中,所述沙漠化风险信息包括土地覆被类型变化信息,所述沙漠化风险评级包括高风险等级、中风险等级和低风险等级,所述根据所述沙漠化风险信息,确定出沙漠化风险评级,包括:根据土地覆被类型变化信息,确定出所述待评价区域内的每个子区域的土地变化类型,其中,土地覆被类型包括水域、森林、灌木林、稀疏植被、草原、湿地、农业用地、居民点用地、永久性冰雪和裸土地中的多项,所述待评价区域内包含多个子区域;针对覆被类型变化为第一变化类型的子区域,确定该子区域的沙漠化风险等级为所述高风险等级,其中,所述第一变化类型表示该子区域由其他土地覆被类型直接转变为裸土地;针对覆被类型变化为第二变化类型的子区域,确定该子区域的沙漠化风险等级为所述中风险等级,其中,所述第二变化类型表示该子区域发生“森林—灌木林—稀疏植被—草原”的生态系统退化现象,或者,该子区域由生态用地转变为非生态用地;针对覆被类型变化为第三变化类型的子区域,确定该子区域的沙漠化风险等级为所述低风险等级,其中,所述第三变化类型表示该子区域为除所述第一变化类型和所述第二变化类型之外的类型。

在该实现方式中,利用土地覆被类型变化的不同类型,作为沙漠化风险评级的不同等级的区分,从而能够根据土地覆被类型变化情况的严重程度,来反映待评价区域的沙漠化风险评级的风险等级,这样能够保证沙漠化风险评级的准确性和有效性。

结合第一方面的第三种可能的实现方式,在第一方面的第五种可能的实现方式中,所述冻土退化风险信息包括冻土类型变化信息,所述冻土退化风险评级包括高风险等级、中风险等级和低风险等级,所述根据所述冻土退化风险信息,确定出冻土退化风险评级,包括:根据冻土类型变化信息,确定出所述待评价区域内的每个子区域的冻土变化类型,其中,冻土类型包括连续多年冻土、不连续多年冻土、岛状冻土、零星斑块和无冻土,所述待评价区域内包含多个子区域;针对冻土类型变化为第四变化类型的子区域,确定该子区域的冻土退化风险等级为所述高风险等级,其中,所述第四变化类型表示该子区域发生由连续多年冻土向不连续多年冻土、岛状冻土和零星斑块转变的冻融现象,或者,发生由零星斑块、岛状冻土向连续多年冻土转变的冻胀现象;针对冻土类型变化为第五变化类型的子区域,确定该子区域的冻土退化风险等级为所述中风险等级,其中,所述第五变化类型表示该子区域属于不连续多年冻土、岛状冻土、零星斑块中的任一冻土类型,冻土类型未发生改变但常年处于不稳定状态;针对冻土类型变化为第六变化类型的子区域,确定该子区域的冻土退化风险等级为所述低风险等级,其中,所述第六变化类型表示该子区域的冻土类型稳定转变为连续多年冻土和无冻土情况的区域。

在该实现方式中,利用冻土类型变化的不同类型,作为冻土退化风险评级的不同等级的区分,从而能够根据冻土类型变化情况的严重程度,来反映待评价区域的冻土退化风险评级的风险等级,这样能够保证冻土退化风险评级的准确性和有效性。

结合第一方面,在第一方面的第六种可能的实现方式中,所述第三信息包括产业结构信息、牲畜业发展信息、城市化水平信息、交通基础设施建设信息、生态保护政策信息,所述根据所述第三信息,确定出所述待评价区域的风险适应度评分,包括:根据所述产业结构信息,确定出产业结构评分;根据所述牲畜业发展信息,确定出牲畜业发展评分;根据所述城市化水平信息,确定出城市化水平评分;根据所述交通基础设施建设信息,确定出交通基础设施建设评分;根据所述生态保护政策信息,确定出生态保护政策评分;根据所述产业结构评分、所述牲畜业发展评分、所述城市化水平评分、所述交通基础设施建设评分、所述生态保护政策评分,确定出所述风险适应度评分。

在该实现方式中,分别利用产业结构信息、牲畜业发展信息、城市化水平信息、交通基础设施建设信息、生态保护政策信息,对待评价区域的生态环境风险适应度进行多个指标层面的评分,而产业结构、牲畜业发展、城市化水平、交通基础设施建设、生态保护政策等的变化因素,均能够体现对待评价区域的生态环境风险适应程度,因此,将此五类指标作为评价生态环境风险适应度的考察指标,能够很好地反映区域生态风险适应度。

结合第一方面的第六种可能的实现方式,在第一方面的第七种可能的实现方式中,所述牲畜业发展信息为家畜头数变化量,对应的,所述根据所述产业结构信息,确定出产业结构评分,包括:确定出所述产业结构信息中的一产比重变化量;根据所述一产比重变化量在预设一产比重变化区间中所在的子区间,确定出该子区间对应的分值,得到所述产业结构评分;所述根据所述牲畜业发展信息,确定出牲畜业发展评分,包括:确定出所述家畜头数变化量在预设家畜变化量区间中所在的子区间,并确定出该子区间对应的分值,得到所述牲畜业发展评分。

在该实现方式中,由于一产(第一产业)比重增加量越多,区域生态环境风险越高,由于家畜头数增加量越多,区域生态环境风险越高;城镇化率增加量越多,区域生态环境风险越低。因此,利用产业结构信息中的一产比重变化量、家畜头数增加量作为具体的评分指标,可以很好地反映区域生态环境风险,有利于更准确地对生态环境风险适应度进行评分。

结合第一方面的第六种可能的实现方式,在第一方面的第八种可能的实现方式中,所述牲畜业发展信息为家畜头数变化量,所述城市化水平信息为城镇化率,所述交通基础设施建设信息为公路网长度和铁路网长度的长度变化量,对应的,所述根据所述牲畜业发展信息,确定出牲畜业发展评分,包括:确定出所述家畜头数变化量在预设家畜变化量区间中所在的子区间,并确定出该子区间对应的分值,得到所述牲畜业发展评分;所述根据所述城市化水平信息,确定出城市化水平评分,包括:确定出所述城镇化率在预设城镇化率区间中所在的子区间,并确定出该子区间对应的分值,得到所述城市化水平评分;所述根据所述交通基础设施建设信息,确定出交通基础设施建设评分,包括:确定出所述长度变化量在长度变化量区间中所在的子区间,并确定出该子区间对应的分值,得到所述交通基础设施建设评分。

在该实现方式中,公路网长度和铁路网长度的增加量越多,区域生态环境风险越低。因此,利用家畜头数变化量、城镇化率、(公路网长度和铁路网长度的)长度变化量作为具体的评分指标,可以很好地反映区域生态环境风险,有利于更准确地对生态环境风险适应度进行评分。

第二方面,本申请实施例提供一种区域生态环境风险评价系统,包括:信息获取单元,用于获取待评价区域的第一信息、第二信息和第三信息,其中,所述第一信息用于表征所述待评价区域的地理环境及自然本底特征,所述第二信息用于表征所述待评价区域的荒漠化与冻土退化过程及风险,所述第三信息用于表征所述待评价区域的人类活动类型及强度;风险敏感度评价单元,用于根据所述第一信息,确定出所述待评价区域的风险敏感度评分,其中,所述风险敏感度评分用于反映所述待评价区域的自然本底状况对生态环境风险的敏感程度;风险暴露度评价单元,用于根据所述第二信息,确定出所述待评价区域的风险暴露度评分,其中,所述风险暴露度评分用于反映所述待评价区域的主要生态环境风险的时空集聚程度及危害严重程度;风险适应度评价单元,用于根据所述第三信息,确定出所述待评价区域的风险适应度评分,其中,所述风险适应度评分用于反映所述待评价区域的人类活动对生态环境风险可接受程度;区域生态环境风险评价单元,用于根据所述风险敏感度评分、所述风险暴露度评分和所述风险适应度评分,确定出所述待评价区域的区域生态风险评分。

为使本申请的上述目的、特征和优点能更明显易懂,下文特举较佳实施例,并配合所附附图,作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案,下面将对本申请实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,应当理解,以下附图仅示出了本申请的某些实施例,因此不应被看作是对范围的限定,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本申请实施例提供的一种区域生态环境风险评价方法的流程图。

图2为本申请实施例提供的一种区域生态环境风险评价的结构框图。

图标:10-区域生态环境风险评价;11-信息获取单元;12-风险敏感度评价单元;13-风险暴露度评价单元;14-风险适应度评价单元;15-区域生态环境风险评价单元。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请实施例中的技术方案进行描述。

为了实现对区域生态环境风险的综合性评价,本申请的发明人所在的研究团队多次开展实地科学考察,获得大量一手调研数据,在充分刻画和分析区域自然本底条件及气候变化特征,识别区域主要生态环境风险类型,剖析区域人类活动对生态环境风险可接受程度的基础上,构建一套由目标层—要素层—指标层所构成的区域生态环境风险综合评价指标体系,如表1所示:

表1.区域生态环境风险综合评价指标体系

综合考虑生态环境风险的三大要素,即生态环境风险敏感度、生态环境风险暴露度及生态环境风险适应度。其中,生态环境风险敏感度反映区域的自然本底状况对生态环境风险的敏感程度;生态环境风险暴露度反映区域的主要生态环境风险的时空集聚程度及危害严重程度;生态环境风险的适应度反映的是人类活动对生态环境风险可接受程度。

基于此种区域生态环境风险综合评价指标体系,提出本申请中的区域生态环境风险评价方法。

在本实施例中,区域生态环境风险评价方法可以应用于电子设备,由电子设备来执行。示例性的,电子设备可以为终端,例如个人电脑、笔记本电脑、平板电脑、智能手机等;电子设备也可以为服务器,例如云服务器、网络服务器、服务器集群等,此处不作限定。

请参阅图1,图1为本申请实施例提供的一种区域生态环境风险评价方法的流程图。区域生态环境风险评价方法可以包括步骤S10、步骤S20、步骤S30、步骤S40和步骤S50。

为了实现对待评价区域的区域生态环境风险评价,电子设备可以执行步骤S10。

步骤S10:获取待评价区域的第一信息、第二信息和第三信息,其中,所述第一信息用于表征所述待评价区域的地理环境及自然本底特征,所述第二信息用于表征所述待评价区域的荒漠化与冻土退化过程及风险,所述第三信息用于表征所述待评价区域的人类活动类型及强度。

在本实施例中,电子设备可以获取待评价区域的第一信息、第二信息和第三信息,获取这些信息的方式可以是人为录入,也可以是接收其他设备发送的数据,还可以是通过数据爬取工具获取,此处不作限定。

示例性的,第一信息,用于表征待评价区域的地理环境及自然本底特征,可以包括地形地势特征信息、生态保护区分布信息、气温变化信息、降水变化信息和NDVI(Normalized Difference Vegetation Index,归一化植被指数)变化信息。

具体的,地形地势特征信息可以选取坡度信息作为指标,生态保护区分布信息可以选用与保护区(待评价区域可以是保护区周围的区域,也可以是涵盖保护区的区域)之间的距离信息作为指标,而气温变化信息可以选用待评价区域的平均气温变化值作为指标,降水变化信息可以选用待评价区域的平均降雨量的变化值作为指标,NDVI变化信息可以选用待评价区域的地表植被覆盖率的变化值作为指标。

示例性的,第二信息,用于表征待评价区域的荒漠化与冻土退化过程及风险,可以包括沙漠化风险信息和冻土退化风险信息。

具体的,揭示沙漠化风险信息的土地覆被类型可以包括水域、森林、灌木林、稀疏植被、草原、湿地、农业用地、居民点用地、永久性冰雪和裸土地中的多项(本实施例中以包括所有类型为例);揭示冻土退化风险信息的冻土类型可以包括连续多年冻土、不连续多年冻土、岛状冻土、零星斑块和无冻土。

示例性的,第三信息,用于表征待评价区域的人类活动类型及强度,可以包括产业结构信息、牲畜业发展信息、城市化水平信息、交通基础设施建设信息、生态保护政策信息。

具体的,产业结构信息可以选取一产比重变化量作为指标,牲畜业发展信息可以选取家畜头数变化量作为指标,城市化水平信息可以选取城镇化率作为指标,交通基础设施建设信息可以选取公路网长度和铁路网长度的长度变化量作为指标,生态保护政策信息由于属于定性特征,因此,可以通过人为进行评价等级后录入,此处不作限定。

获取待评价区域的第一信息后,电子设备可以执行步骤S20。

步骤S20:根据所述第一信息,确定出所述待评价区域的风险敏感度评分,其中,所述风险敏感度评分用于反映所述待评价区域的自然本底状况对生态环境风险的敏感程度。

在本实施例中,对于待评价区域的风险敏感度评分,电子设备可以采取以下方式进行:

电子设备可以根据地形地势特征信息,确定出地形地势特征评分。

示例性的,电子设备可以确定出坡度信息在预设坡度区间中所在的子区间,并确定出该子区间对应的分值,得到地形地势特征评分。

例如,可以参考国际地理学联合会地貌调查与地貌制图委员会关于地貌详图应用的坡地分类,结合待评价区域的特点,按≤3°、3~8°、8~15°、15~25°、25~35°、>35°分别划分为平地、平坡地、缓坡地、缓陡坡地、陡坡地、极陡坡地6个等级。而后对应每个不同等级的坡地赋予相应分值,即可得到地形地势特征评分。

同理,电子设备也可以根据生态保护区分布信息,确定出生态保护区分布评分。

示例性的,电子设备可以确定出距离信息在预设距离区间中所在的子区间,并确定出该子区间对应的分值,得到生态保护区分布评分。

例如,可以选取距离保护区远近程度来表征生态保护区分布对周边区域的生态环境风险影响程度,考虑待评价区域的土地利用矛盾大小,按≤100km、100~200km、200~300km、300~400km、>400km划分为5个等级。而后对应每个不同等级的距离赋予相应分值,即可得到生态保护区分布评分。

当然,还考虑到铁路过境而导致的保护区各个部分受影响程度的差异,可以按距离铁路远近程度≤100km、>100km划分为2个等级,并以此对结果(按≤100km、100~200km、200~300km、300~400km、>400km划分的5个等级)进行降级处理,得到最终的生态保护区5级缓冲区。这样能够使得生态保护区分布评分更加全面地反映生态环境风险敏感度。

同理,电子设备还可以根据气温变化信息,确定出气温变化评分。

示例性的,电子设备可以确定出气温变化信息在预设气温变化区间中所在的子区间,并确定出该子区间对应的分值,得到气温变化评分。

例如,可以对待评价区域的平均气温的变化值进行分级,根据气温变化数据的分布情况和范围,定义2.0℃为一个间隔,按≤-2.0℃、-1.9~0.0℃、0.1~2.0℃、2.1~4.0℃、4.1~6.0℃、6.1~8.0℃、>8.0℃划分为7个等级。而后对应每个不同等级的温度变化数据赋予相应分值,即可得到气温变化评分。

同理,电子设备还可以根据降水变化信息,确定出降水变化评分。

示例性的,电子设备可以确定出降水变化信息在预设降水变化区间中所在的子区间,并确定出该子区间对应的分值,得到降水变化评分。

例如,可以对待评价区域的平均降雨量的变化值进行分级,根据降雨量变化数据的分布情况和范围,按≤-400mm、-399~-200mm、-199~0mm、1~200mm、201~400mm、401~800mm、>800mm划分为7个等级。而后对应每个不同等级的降水变化数据赋予相应分值,即可得到降水变化评分。

同理,电子设备还可以根据NDVI变化信息,确定出NDVI变化评分。

示例性的,电子设备可以确定出NDVI变化信息在预设NDVI变化区间中所在的子区间,并确定出该子区间对应的分值,得到NDVI变化评分。

例如,可以选取归一化植被指数(NDVI)来表征待评价区域的地表植被覆盖率的变化情况,根据NDVI的正逆向变化及程度不同,按≤-0.10、-0.09~-0.00、0.01~0.10、>0.10划分为4个等级。而后对应每个不同等级的NDVI变化数据赋予相应分值,即可得到NDVI变化评分。

不同类型指标的生态环境风险等级(X1-X5)示例可以参阅表2。

表2.不同类型指标的生态环境风险等级(X1-X5)

得到地形地势特征评分、生态保护区分布评分、气温变化评分、降水变化评分、NDVI变化评分后,电子设备即可根据地形地势特征评分、生态保护区分布评分、气温变化评分、降水变化评分、NDVI变化评分,确定出风险敏感度评分。

由于上述5项指标的变化对区域生态环境风险都产生一定程度的影响,因此,各要素权重可以选择等权赋值,则风险敏感度评分为:

其中,S即表示风险敏感度评分,X

分别利用地形地势特征信息、生态保护区分布信息、气温变化信息、降水变化信息和NDVI变化信息,对待评价区域的生态环境风险敏感度进行多个指标层面的评分,而地形地势特征、生态保护区分布、气温变化、降水变化、NDVI(归一化植被指数)变化等因素,均能够对区域生态环境风险产生一定程度的影响,因此,将此五类指标作为评价生态环境风险敏感度的考察指标,能够很好地反映区域生态风险敏感度。而利用区间赋值的方式对地形地势特征信息(坡度信息)、生态保护区分布信息(与保护区之间的距离信息)、气温变化信息、降水变化信息和NDVI变化信息进行对应的评分,可以将这些定量指标进行准确地评估,从而准确地反映生态环境风险敏感度(通过风险敏感度评分表现出来)。

获取待评价区域的第二信息后,电子设备可以执行步骤S30。

步骤S30:根据所述第二信息,确定出所述待评价区域的风险暴露度评分,其中,所述风险暴露度评分用于反映所述待评价区域的主要生态环境风险的时空集聚程度及危害严重程度。

在本实施例中,对于待评价区域的风险暴露度评分,电子设备可以采取以下方式进行:

电子设备可以根据沙漠化风险信息,确定出沙漠化风险评级。

沙漠化风险信息可以包括土地覆被类型变化信息,而土地覆被类型可以包括水域、森林、灌木林、稀疏植被、草原、湿地、农业用地、居民点用地、永久性冰雪和裸土地。

由于沙漠化是在脆弱的自然条件和不合理人类活动共同胁迫下产生的土地退化,因此综合考虑待评价区域土地覆被的变化类型和变化程度,划分了沙漠化高、中、低风险区。可以定义发生由其他土地覆被类型直接转变为裸土地情况(即第一变化类型)的区域为沙漠化高风险区域;定义发生由“森林—灌木林—稀疏植被—草原”生态系统退化现象,或者,由生态用地转变为非生态用地现象(即第二变化类型)的区域为沙漠化中风险区域;定义其余(即第三变化类型)的区域为沙漠化低风险区域。

因此,电子设备可以根据土地覆被类型变化信息,确定出待评价区域内的每个子区域的土地变化类型:第一变化类型、第二变化类型、第三变化类型。其中,第一变化类型表示该子区域由其他土地覆被类型直接转变为裸土地。第二变化类型表示该子区域发生“森林—灌木林—稀疏植被—草原”的生态系统退化现象,或者,该子区域由生态用地转变为非生态用地。第三变化类型表示该子区域为除第一变化类型和第二变化类型之外的类型。

而后,针对覆被类型变化为第一变化类型的子区域,电子设备可以确定该子区域的沙漠化风险等级为高风险等级;针对覆被类型变化为第二变化类型的子区域,电子设备可以确定该子区域的沙漠化风险等级为中风险等级;针对覆被类型变化为第三变化类型的子区域,电子设备可以确定该子区域的沙漠化风险等级为低风险等级。

例如,沙漠化风险等级的评估可以参阅表3。

表3.沙漠化风险等级

其中,风险等级划分:高风险等级101-109;中风险等级32、42~43、52~54、71~76、81~86;低风险等级11~31、33~41、44~51、55~70、77~80、87~100、110。

利用土地覆被类型变化的不同类型,作为沙漠化风险评级的不同等级的区分,从而能够根据土地覆被类型变化情况的严重程度,来反映待评价区域的沙漠化风险评级的风险等级,这样能够保证沙漠化风险评级的准确性和有效性。

与沙漠化风险评级的方式类似,电子设备可以冻土退化风险信息,确定出冻土退化风险评级。

沙漠化风险信息可以包括冻土类型变化信息,而冻土类型可以包括连续多年冻土、不连续多年冻土、岛状冻土、零星斑块和无冻土。

随着地区气温的升高,会出现不同程度的冻土类型变化,因此,将其划分为冻土高、中、低风险区。由于发生由连续多年冻土向不连续、岛状和零星斑块转变的冻融现象以及由零星、岛状向连续多年冻土转变的冻胀现象的区域,区域冻土的发育情况趋于活跃、严重,因此将其定义为冻土灾害发生高风险区。对于不连续多年冻土、岛状冻土、零星斑块三种类型,冻土类型未发生改变,但常年处于不稳定状态,可以将其定义为冻土灾害发生中风险区。冻土类型转变为连续多年冻土和无冻土情况的区域,区域冻土的发育情况趋于稳定,因此将其定义为冻土灾害发生低风险区。

因此,电子设备可以根据冻土类型变化信息,确定出待评价区域内的每个子区域的冻土变化类型:第四变化类型、第五变化类型、第六变化类型。其中,第四变化类型表示该子区域发生由连续多年冻土向不连续多年冻土、岛状冻土和零星斑块转变的冻融现象,或者,发生由零星斑块、岛状冻土向连续多年冻土转变的冻胀现象。第五变化类型表示该子区域属于不连续多年冻土、岛状冻土、零星斑块中的任一冻土类型,冻土类型未发生改变但常年处于不稳定状态。第六变化类型表示该子区域的冻土类型稳定转变为连续多年冻土和无冻土情况的区域。

而后,针对覆被类型变化为第四变化类型的子区域,电子设备可以确定该子区域的冻土退化风险等级为高风险等级;针对冻土类型变化为第五变化类型的子区域,电子设备可以确定该子区域的冻土退化风险等级为中风险等级;针对冻土类型变化为第六变化类型的子区域,电子设备可以确定该子区域的冻土退化风险等级为低风险等级。

例如,冻土退化风险等级的评估可以参阅表4。

表4.冻土退化风险等级

其中,风险等级划分:低风险等级11~15、51~55;中风险等级22、33、44;高风险等级21、22~25、31~32、34~35、41~43、45。

利用冻土类型变化的不同类型,作为冻土退化风险评级的不同等级的区分,从而能够根据冻土类型变化情况的严重程度,来反映待评价区域的冻土退化风险评级的风险等级,这样能够保证冻土退化风险评级的准确性和有效性。

示例性的,对针对沙漠化风险评级和冻土退化风险评级可以在[1,3]区间内赋值,定义为生态环境风险等级,如表5所示。

表5.不同类型指标的生态环境风险等级(X6-X7)

确定出沙漠化风险评级和冻土退化风险评级后,电子设备可以根据沙漠化风险评级和冻土退化风险评级,确定出风险暴露度评分。

由于上述2项指标的变化对区域生态环境风险都产生一定程度的影响,因此,各要素权重可以选择等权赋值,则风险暴露度评分为:

其中,E即表示风险暴露度评分,X

分别利用沙漠化风险信息和冻土退化风险信息,作为对生态环境风险暴露度的评价指标,能够准确反映生态环境风险暴露度。

获取待评价区域的第三信息后,电子设备可以执行步骤S40。

步骤S40:根据所述第三信息,确定出所述待评价区域的风险适应度评分,其中,所述风险适应度评分用于反映所述待评价区域的人类活动对生态环境风险可接受程度。

在本实施例中,对于待评价区域的风险适应度评分,电子设备可以采取以下方式进行:

电子设备可以根据产业结构信息,确定出产业结构评分。

示例性的,电子设备可以确定出产业结构信息中的一产比重变化量,而后根据一产比重变化量在预设一产比重变化区间中所在的子区间,确定出该子区间对应的分值,得到产业结构评分。

例如,可以选取第一产业比重的变化情况来表征区域产业结构的变化特征,根据待评价区域的平均一产比重及其变化量情况,定义10%为一个间隔(即子区间),按≤-20%、-20~-10%、-10~0%、0~10%、10~20%划分为5个等级。一产比重增加量越多,表示区域生态环境风险越高。而后对应每个不同等级的一产比重变化量赋予相应分值,即可得到产业结构评分。

由于一产(第一产业)比重增加量越多,区域生态环境风险越高,因此,利用产业结构信息中的一产比重变化量作为具体的评分指标,可以很好地反映区域生态环境风险,有利于更准确地对生态环境风险适应度进行评分。

同理,电子设备也可以根据牲畜业发展信息,确定出牲畜业发展评分。

示例性的,电子设备可以确定出家畜头数变化量在预设家畜变化量区间中所在的子区间,并确定出该子区间对应的分值,得到牲畜业发展评分。

例如,可以选取家畜头数变化量来表征区域牲畜业发展情况,定义1000千头为一个间隔,按≤-2000千头、-2000~-1000千头、-1000~0千头、0~1000千头、1000~2000千头、>2000千头划分为6个等级。家畜头数增加量越多,表示区域生态环境风险越高。而后对应每个不同等级的家畜头数变化量赋予相应分值,即可得到牲畜业发展评分。

同理,电子设备还可以根据城市化水平信息,确定出城市化水平评分。

示例性的,电子设备可以确定出城镇化率在预设城镇化率区间中所在的子区间,并确定出该子区间对应的分值,得到城市化水平评分。

例如,可以选取城镇化率的变化量来表征区域城市化水平的变化情况,根据待评价区域的平均城镇化率及其变化量情况,可以定义10%为一个间隔,按≤0%、0~10%、10~20%、20~30%、>30%划分为5个等级。城镇化率增加量越多,区域生态环境风险越低。而后对应每个不同等级的城镇化率变化量赋予相应分值,即可得到城市化水平评分。

同理,电子设备还可以根据交通基础设施建设信息,确定出交通基础设施建设评分。

示例性的,电子设备可以确定出长度变化量在长度变化量区间中所在的子区间,并确定出该子区间对应的分值,得到交通基础设施建设评分。

例如,可以选取公路网长度和铁路网长度的变化情况,通过两者的等权重求和结果来表征区域交通基础设施建设变化情况,分别按≤100km、100~500km、500~1000km、1000~5000km、5000~10000km、>10000km将公路网变化量划分为6个等级,按≤100km、100~500km、500~1000km、>1000km将铁路网变化量划分为4个等级。增加量越多,区域生态环境风险越低。而后对应每个不同等级的长度变化量赋予相应分值,即可得到交通基础设施建设评分(公路网长度变化量得到的分值与铁路网长度变化量得到的分值可以加权求和得到总分,即交通基础设施建设评分)。

同理,电子设备还可以根据生态保护政策信息,确定出生态保护政策评分。

当然,由于生态保护政策信息通常为定性数据,因此可以通过人员自行判断评级(可以给出评级标准,例如政策是否利好、政策推行时长、政策推行后的效果等指标)后录入相应的评级,从而根据评级进行赋分。

例如,可以通过对待评价区域内各地区现行生态保护政策的梳理和总结,定性分析其推行情况和达到的效果,并以此为依据将研究区各行政单元生态保护政策推行情况划分为良好、一般、不足3个等级。

不同类型指标的生态环境风险等级(X8-X12)示例可以参阅表6。

表6.不同类型指标的生态环境风险等级(X6-X7)

由于上述5项指标的变化对区域生态环境风险都产生一定程度的影响,因此,各要素权重可以选择等权赋值,则风险暴露度评分为:

其中,F即表示风险适应度评分,X

分别利用产业结构信息、牲畜业发展信息、城市化水平信息、交通基础设施建设信息、生态保护政策信息,对待评价区域的生态环境风险适应度进行多个指标层面的评分,而产业结构、牲畜业发展、城市化水平、交通基础设施建设、生态保护政策等的变化因素,均能够体现对待评价区域的生态环境风险适应程度,因此,将此五类指标作为评价生态环境风险适应度的考察指标,能够很好地反映区域生态风险适应度。

由于家畜头数增加量越多,区域生态环境风险越高;城镇化率增加量越多,区域生态环境风险越低;公路网长度和铁路网长度的增加量越多,区域生态环境风险越低。因此,利用家畜头数变化量、城镇化率、(公路网长度和铁路网长度的)长度变化量作为具体的评分指标,可以很好地反映区域生态环境风险,有利于更准确地对生态环境风险适应度进行评分。

需要说明的是,步骤S20、步骤S30、步骤S40的执行顺序不限,只要满足其执行条件即可执行,即,获取第一信息后即可执行步骤S20,获取第二信息后即可执行步骤S30,获取第三信息后即可执行步骤S40。

在确定出风险敏感度评分、风险暴露度评分和风险适应度评分后,电子设备可以执行步骤S50。

步骤S50:根据所述风险敏感度评分、所述风险暴露度评分和所述风险适应度评分,确定出所述待评价区域的区域生态风险评分。

在本实施例中,由于风险敏感度评分、风险暴露度评分和风险适应度评分的重要程度可以相同也可以不同,因此,可以采用加权的方式计算区域生态风险评分。当然,为了方便说明,本实施例中以等值赋权的方式进行举例说明,不应视为对本申请的限定。

示例性的,待评价区域的区域生态风险评分可以通过以下方式计算:

H=S+E+F, (4)

其中,H表示待评价区域的区域生态风险评分。

利用生态环境风险敏感度(对应风险敏感度评分,反映区域的自然本底状况对生态环境风险的敏感程度)、生态环境风险暴露度(对应风险暴露度评分,反映区域的主要生态环境风险的时空集聚程度及危害严重程度)以及生态环境风险适应度(对应风险适应度评分,反映人类活动对生态环境风险可接受程度)三个要素,能够在充分刻画和分析区域自然本底条件及气候变化特征,识别区域主要生态环境风险类型,剖析区域人类活动对生态环境风险可接受程度的基础上,对待评价区域的区域生态风险进行综合性的风险评价,全面揭示待评价区域的区域生态环境综合风险。

基于同一发明构思,本申请实施例还提供一种区域生态环境风险评价系统10,请参阅图2,在本实施例中,区域生态环境风险评价系统10包括:

信息获取单元11,用于获取待评价区域的第一信息、第二信息和第三信息,其中,所述第一信息用于表征所述待评价区域的地理环境及自然本底特征,所述第二信息用于表征所述待评价区域的荒漠化与冻土退化过程及风险,所述第三信息用于表征所述待评价区域的人类活动类型及强度。

风险敏感度评价单元12,用于根据所述第一信息,确定出所述待评价区域的风险敏感度评分,其中,所述风险敏感度评分用于反映所述待评价区域的自然本底状况对生态环境风险的敏感程度。

风险暴露度评价单元13,用于根据所述第二信息,确定出所述待评价区域的风险暴露度评分,其中,所述风险暴露度评分用于反映所述待评价区域的主要生态环境风险的时空集聚程度及危害严重程度。

风险适应度评价单元14,用于根据所述第三信息,确定出所述待评价区域的风险适应度评分,其中,所述风险适应度评分用于反映所述待评价区域的人类活动对生态环境风险可接受程度。

区域生态环境风险评价单元15,用于根据所述风险敏感度评分、所述风险暴露度评分和所述风险适应度评分,确定出所述待评价区域的区域生态风险评分。

在本实施例中,所述第一信息包括地形地势特征信息、生态保护区分布信息、气温变化信息、降水变化信息和NDVI变化信息,所述风险敏感度评价单元12,具体用于:根据所述地形地势特征信息,确定出地形地势特征评分;根据所述生态保护区分布信息,确定出生态保护区分布评分;根据所述气温变化信息,确定出气温变化评分;根据所述降水变化信息,确定出降水变化评分;根据所述NDVI变化信息,确定出NDVI变化评分;根据所述地形地势特征评分、所述生态保护区分布评分、所述气温变化评分、所述降水变化评分、所述NDVI变化评分,确定出所述风险敏感度评分。

在本实施例中,所述地形地势特征信息为坡度信息,所述生态保护区分布信息为与保护区之间的距离信息,所述风险敏感度评价单元12,具体用于:确定出所述坡度信息在预设坡度区间中所在的子区间,并确定出该子区间对应的分值,得到所述地形地势特征评分;确定出所述距离信息在预设距离区间中所在的子区间,并确定出该子区间对应的分值,得到所述生态保护区分布评分;确定出所述气温变化信息在预设气温变化区间中所在的子区间,并确定出该子区间对应的分值,得到所述气温变化评分;确定出所述降水变化信息在预设降水变化区间中所在的子区间,并确定出该子区间对应的分值,得到所述降水变化评分;确定出所述NDVI变化信息在预设NDVI变化区间中所在的子区间,并确定出该子区间对应的分值,得到所述NDVI变化评分。

在本实施例中,所述第二信息包括沙漠化风险信息和冻土退化风险信息,所述风险暴露度评价单元13,具体用于:根据所述沙漠化风险信息,确定出沙漠化风险评级;根据所述冻土退化风险信息,确定出冻土退化风险评级;根据所述沙漠化风险评级和所述冻土退化风险评级,确定出所述风险暴露度评分。

在本实施例中,所述沙漠化风险信息包括土地覆被类型变化信息,所述沙漠化风险评级包括高风险等级、中风险等级和低风险等级,所述风险暴露度评价单元13,具体用于:根据土地覆被类型变化信息,确定出所述待评价区域内的每个子区域的土地变化类型,其中,土地覆被类型包括水域、森林、灌木林、稀疏植被、草原、湿地、农业用地、居民点用地、永久性冰雪和裸土地中的多项,所述待评价区域内包含多个子区域;针对覆被类型变化为第一变化类型的子区域,确定该子区域的沙漠化风险等级为所述高风险等级,其中,所述第一变化类型表示该子区域由其他土地覆被类型直接转变为裸土地;针对覆被类型变化为第二变化类型的子区域,确定该子区域的沙漠化风险等级为所述中风险等级,其中,所述第二变化类型表示该子区域发生“森林—灌木林—稀疏植被—草原”的生态系统退化现象,或者,该子区域由生态用地转变为非生态用地;针对覆被类型变化为第三变化类型的子区域,确定该子区域的沙漠化风险等级为所述低风险等级,其中,所述第三变化类型表示该子区域为除所述第一变化类型和所述第二变化类型之外的类型。

在本实施例中,所述冻土退化风险信息包括冻土类型变化信息,所述冻土退化风险评级包括高风险等级、中风险等级和低风险等级,所述风险暴露度评价单元13,具体用于:根据冻土类型变化信息,确定出所述待评价区域内的每个子区域的冻土变化类型,其中,冻土类型包括连续多年冻土、不连续多年冻土、岛状冻土、零星斑块和无冻土,所述待评价区域内包含多个子区域;针对冻土类型变化为第四变化类型的子区域,确定该子区域的冻土退化风险等级为所述高风险等级,其中,所述第四变化类型表示该子区域发生由连续多年冻土向不连续多年冻土、岛状冻土和零星斑块转变的冻融现象,或者,发生由零星斑块、岛状冻土向连续多年冻土转变的冻胀现象;针对冻土类型变化为第五变化类型的子区域,确定该子区域的冻土退化风险等级为所述中风险等级,其中,所述第五变化类型表示该子区域属于不连续多年冻土、岛状冻土、零星斑块中的任一冻土类型,冻土类型未发生改变但常年处于不稳定状态;针对冻土类型变化为第六变化类型的子区域,确定该子区域的冻土退化风险等级为所述低风险等级,其中,所述第六变化类型表示该子区域的冻土类型稳定转变为连续多年冻土和无冻土情况的区域。

在本实施例中,所述第三信息包括产业结构信息、牲畜业发展信息、城市化水平信息、交通基础设施建设信息、生态保护政策信息,所述风险适应度评价单元14,具体用于:根据所述产业结构信息,确定出产业结构评分;根据所述牲畜业发展信息,确定出牲畜业发展评分;根据所述城市化水平信息,确定出城市化水平评分;根据所述交通基础设施建设信息,确定出交通基础设施建设评分;根据所述生态保护政策信息,确定出生态保护政策评分;根据所述产业结构评分、所述牲畜业发展评分、所述城市化水平评分、所述交通基础设施建设评分、所述生态保护政策评分,确定出所述风险适应度评分。

在本实施例中,所述风险适应度评价单元14,具体用于:确定出所述产业结构信息中的一产比重变化量;根据所述一产比重变化量在预设一产比重变化区间中所在的子区间,确定出该子区间对应的分值,得到所述产业结构评分。

在本实施例中,所述牲畜业发展信息为家畜头数变化量,所述城市化水平信息为城镇化率,所述交通基础设施建设信息为公路网长度和铁路网长度的长度变化量,所述风险适应度评价单元14,具体用于:确定出所述家畜头数变化量在预设家畜变化量区间中所在的子区间,并确定出该子区间对应的分值,得到所述牲畜业发展评分;确定出所述城镇化率在预设城镇化率区间中所在的子区间,并确定出该子区间对应的分值,得到所述城市化水平评分;确定出所述长度变化量在长度变化量区间中所在的子区间,并确定出该子区间对应的分值,得到所述交通基础设施建设评分。

综上所述,本申请实施例提供一种生态环境风险评价方法及系统,利用生态环境风险敏感度(对应风险敏感度评分,反映区域的自然本底状况对生态环境风险的敏感程度)、生态环境风险暴露度(对应风险暴露度评分,反映区域的主要生态环境风险的时空集聚程度及危害严重程度)以及生态环境风险适应度(对应风险适应度评分,反映人类活动对生态环境风险可接受程度)三个要素,能够在充分刻画和分析区域自然本底条件及气候变化特征,识别区域主要生态环境风险类型,剖析区域人类活动对生态环境风险可接受程度的基础上,对待评价区域的区域生态风险进行综合性的风险评价,全面揭示待评价区域的区域生态环境综合风险。

在本申请所提供的实施例中,应该理解到,所揭露的系统和方法,可以通过其它的方式实现。以上所描述的系统实施例仅仅是示意性的,例如,所述单元的划分,仅仅为一种逻辑功能划分,实际实现时可以有另外的划分方式,又例如,多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统,或一些特征可以忽略,或不执行。

在本文中,诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。

以上所述仅为本申请的实施例而已,并不用于限制本申请的保护范围,对于本领域的技术人员来说,本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本申请的保护范围之内。

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