专利名称：一种区域环境风险受体脆弱性评价方法
技术领域：
本发明涉及环境科学、环境风险及环境管理领域，尤其涉及一种利用多指标及空间可视化技术，综合评价区域环境风险受体脆弱性的方法。该评价方法广泛应用于区域产业布局优化调整、土地利用规划与生物多样性保护规划及环境风险应急管理中。
背景技术：
近年来，由于化工企业危险物质生产、贮运及运输的增加使得我国环境污染事故频发，社会经济及生态环境均面临巨大威胁。相关统计数据显示从1990年到2008年，我国环境污染事故已造成观人死亡，53，966人健康受到影响，数百亿人民币用来治理事故造成的环境污染(环境统计年鉴，1990-2008)。与此同时，随着我国城镇化进程的不断推进， 人群的集聚，使得单次环境污染事故的损失呈明显的上升趋势。在严重的污染事故干扰下， 环境风险受体，如人群、社会及生态环境等呈现出越来越脆弱的趋势，因此环境风险受体脆弱性评价研究已经变得非常迫切。区域环境风险受体脆弱性评价的目的是分析区域内污染事故受体由于暴露、压力或扰动下可能经历的伤害程度，从而对现状社会经济和自然环境背景下潜在的风险问题进行明确的辨识，了解区域内环境风险受体脆弱性的空间分异特征，为区域产业布局结构调整、生态环境保护及环境风险管理提供重要科学依据。国外关于脆弱性评价工作开展的比较早，主要是通过构建脆弱度指数对生态风险中的受体进行评价。Gommes等(1998)建立了由岛屿指数和人口密度组成的海平面上升脆弱性评价指数；Hutchinson等Q000)以物理暴露、政治稳定、人口密度和生存活动等因素为基础建立了简化的受体脆弱性指数；Kaly等000 认为区域在经济、环境、社会三方面的脆弱性是区域遭受危险事件的风险、内在恢复力(生态系统退化后的自我恢复力)和外在恢复力(国家处理自然或人为灾害的能力)的函数；Pratt and Kaly(2004)从危险度、 抵抗力和损害度三个角度，气候状况、地质状况、地理条件、资源与服务、人口 5个方面选择 50个指标对生态系统的脆弱度进行分析；Lang等Q009)总结了不同生态风险受体脆弱性评价模型，指出专家判断(expert judgment)、定性结果(qualitative nature of the results)及定量结果的分级制图(ranking and mapping of the quantitative results) 是生态系统脆弱性评价的通用方法，在此基础上，提出包含暴露、敏感及恢复的新生态脆弱性分析框架。国内脆弱性评价研究中，研究对象为自然生态系统的脆弱度指数大都是由生态系统类型这一单因素决定的(许学工等，2001 ；付在毅等，2001 ；卢宏玮等，2003)，即不同生态系统类型就决定了它的生态脆弱度大小；王让会O001)从景观生态学的观点出发，选择水资源系统、土地资源系统及植被资源系统对流域生态的敏感性及恢复力进行分析，构建生态胁迫度，将整个研究区域分为严重脆弱、中等脆弱、一般脆弱、轻微脆弱四个区域；赵红兵Q007)选取了气候、植被、生态迫害等方面的10个成因指标和经济发展、社会表现等方面的8个表征指标，对沂蒙山区生态脆弱度进行评价与分区；乔青Q008)提出了用生态敏感度、生态弹性度和生态压力度三个基本指数作为基本指标，构建多目标、多层次的生态风险受体脆弱性评价指标体系和方法。
近年来，随着计算机技术日趋成熟，GIS强大的空间数据输入、存储、管理、分析能力为庞大的数据处理及计算结果的可视化提供了有力支持。利用多指标评价及空间可视化技术对环境风险受体脆弱性进行综合分析，能全面的了解受体脆弱性分布规律，可使脆弱性评价从行政单元转化为地理单元，客观的反映环境风险受体脆弱性的区域分异规律，便于指导防灾规划和灾害管理。Collins WT等Q009)从资源的可达性、社会地位、人口密度等方面对某区域边界的环境风险社会经济受体脆弱性进行了分析，并利用ArcGIS9. 2空间分析功能对该区域受体脆弱性分布特征进行了三维展示，为区域灾害管理提供了有力工具；1^等Q010)构建了包含从环境风险源出发的物理脆弱性(Vphy)和从环境风险受体出发的社会脆弱性(VsJ的综合脆弱性概念模型，并以南京化工园为例，评估了单种受体(人群)对单种事故效应(液氯泄漏)的脆弱性空间特征。我国学者毕军等O006)从饮用水源地、生态功能区及人口密度三个方面构建了评价指标对长江(江苏段)沿江环境风险受体脆弱性进行了评价，为研究区环境风险分区管理措施提供了依据；兰冬东等O009)从受体暴露和恢复力两方面构建了上海闵行区环境风险受体脆弱性指标，通过评价结果的等级划分，利用GIS的空间可视化技术得到该区域的风险高低分布图，为区域环境风险管理及空间优化布局提供决策依据。从上述研究可知，基于GIS技术的多指标环境风险受体脆弱性评价研究已经在国内外有相关开展，并取得一定成果，国内也已有将其应用于区域产业布局调整及环境风险管理的案例。研究证明，基于多指标的环境风险受体脆弱性评价可以提高环境风险受体脆弱性特征分析与评价的精度，同时GIS技术可以实现受体空间信息与属性信息一体化分析与综合处理功能，对评价结果的空间展示具有效率高、成本低、精度高等优越性。由于脆弱性的概念、包含要素等尚未有统一的定义，目前还没有对环境风险受体脆弱性评价进行系统归纳并将其制定为一套完备的方法体系的专利，随着环境污染事故频发，影响不断增大以及人们对环境与生态保护意识的不断增强，环境风险受体脆弱性评价研究已成为当前环境安全及社会可持续发展的迫切需要，促使区域环境风险受体脆弱性分析研究的急待丰富，充实与完善。因此在前有成果的基础上开发一种科学全面的环境风险受体脆弱性评价方法，并使之能高效、经济、广泛的适用于我国区域环境管理领域具有非常现实的意义。
发明内容
本发明针对当前区域环境风险受体脆弱性评价中涉及较多评价因子及空间分析的现状，提供了一种基于多指标及空间可视化技术的区域环境风险受体脆弱性评价的方法。该方法包括如下几个步骤首先选择暴露受体的敏感性和适应力，其中适应力包括系统的抵御力和恢复力，构建脆弱度指数模型；然后，从受体敏感性和适应力两方面构建风险受体脆弱性评价指标，根据环境风险受体脆弱性概念模型，对区域社会经济脆弱性和生态系统脆弱性进行评价；最后，基于GIS技术将区域社会经济脆弱性和生态系统脆弱性图层进行直接叠加或加权叠加运算，得出区域环境风险受体综合脆弱性指标分布图，实现了对社会经济和生态环境复合系统下风险受体脆弱性的评价，具有对环境风险受体脆弱性评价综合全面、科学、适用范围广等特点。
本发明的特征在于从暴露受体的敏感性和适应力两个角度，构建环境风险受体脆弱度评价模型，分析区域环境风险受体脆弱性的空间分异规律，运用GIS技术，实现对社会经济和生态环境风险受体的综合脆弱性评价及评价结果的可视化。本发明的目的在于提供一种综合全面、科学、适用范围广、操作性强的区域环境风险受体脆弱性评价方法，与现有评价方法相比，本发明专利具有以下优点(1)对环境风险受体脆弱性评价综合而全面本发明从受体的敏感性和适应力两方面对其脆弱性进行综合而全面的评价，分析暴露环境风险受体的敏感性和适应力(包括预防力和恢复力)的区域分布特征，选择相应的敏感性和适应力指标，建立脆弱性综合评价指标体系，实现区域环境风险受体脆弱性综合而全面的评价。(2)适用范围广本发明适用于任何区域范围的环境风险受体脆弱性评价。(3)科学本发明是基于GIS技术平台，在构建环境风险受体社会经济脆弱性指标的基础上，对社会经济脆弱性进行评价并将评价结果可视化；同时考虑生态系统受体脆弱性。根据研究区环境风险受体特征，根据权重的不同在GIS平台进行图层计算、叠加，得出环境风险受体综合脆弱性分布图。在计算过程中，因子的权重值是根据具体区域的社会经济和自然生态条件，并咨询有关专家的意见而确定的，实现了区域环境风险受体科学全面的评价。
图1为给出区域环境风险受体脆弱性评价指标；图2为某区域环境风险受体综合脆弱度分布图
具体实施例方式以下详细的说明本发明的工作原理和实施方式首先分析研究区社会经济和生态系统等暴露环境风险受体的特征，选取如人群密度、医院及城市生命线等作为社会经济受体敏感性分析的对象，同时考虑社会经济适应力， 如从区域污染事故预警预防和应急能力考虑区域受体污染事故干扰后的适应力，根据受体脆弱性评价概念模型计算社会经济受体脆弱性，并基于GIS平台得到社会经济受体脆弱性分布图；考虑如饮用水源地、重点湿地、农田等生态系统敏感性和生态系统受到污染事故干扰后适应力，依此评价区域生态系统受体脆弱性，得到生态系统受体脆弱性空间分布图，最后应用直接叠加或者加权叠加法等方法计算研究区环境风险受体综合脆弱性分布图。在计算过程中，各因子的权重值根据研究区社会经济和自然生态条件，并咨询相关专家意见确定的。实施例1某地区人口密度和经济密度较高，环境风险源主要分布在沿江地区、化工园区及人口稠密区，敏感生态系统主要分布在郊区等环境风险源较少的地区，根据该区域环境风险受体的特征构建环境风险受体脆弱性评价指标体系，如表1所示，从社会经济和生态环境两个方面对受体的脆弱性进行评价，最后基于Gis平台得到该研究区环境风险受体综合脆弱性分布图。该区域市中心人口密集区及饮用水源上游由于极高的社会经济脆弱性和生态系统脆弱性，使得该区域环境风险受体综合脆弱度相对较高，而市郊区域由于人口密度和经济密度较低，且敏感生态系统分布较少，其综合脆弱性较低，可以作为市中心人口疏散、风险行业选址或实现该地区市产业布局优化调整目标的依据。表1某地区环境风险受体脆弱性评价指标
权利要求
1. 一种区域环境风险受体脆弱性评价的方法，其特征在于基于多指标及空间可视化技术对区域环境风险受体进行脆弱性评价。首先，从暴露受体的敏感性和适应力两方面构建环境风险受体脆弱性概念模型，通过评价区域社会经济风险和生态系统风险受体的脆弱性利用GIS技术通过直接叠加法或者加权叠加得到环境风险受体综合脆弱度和及其空间分布图。
全文摘要
本发明提供了一种基于多指标及空间可视化技术的区域环境风险受体脆弱性评价的方法。该方法包括如下三个步骤；首先选择暴露受体的敏感性和适应力，构建区域环境风险受体脆弱度指数模型；然后，从区域社会经济脆弱性和生态系统脆弱两方面构建风险受体脆弱性评价指标，根据环境风险受体脆弱性概念模型，对区域社会经济脆弱性和生态系统脆弱性进行评价；最后，基于GIS技术将区域社会经济脆弱性和生态系统脆弱性图层进行直接叠加或加权叠加运算，得出区域环境风险受体综合脆弱性指标分布图。该评价方法广泛应用于区域环境风险管理、产业布局优化调整等方面，具有效率高、成本低、精度高等特点。
文档编号G06Q10/00GK102270325SQ20111019419
公开日2011年12月7日 申请日期2011年7月12日 优先权日2011年7月12日
发明者曾维华, 石巍方, 薛鹏丽 申请人:北京师范大学