Assessment of the Ecological Impact of Socio-Economic Activities on Shankou Lake Basin
刘丽娜①② LIU Li-na；马春子③ MA Chun-zi；
张靖天③ ZHANG Jing-tian；何卓识③ HE Zhuo-shi
（①黑龙江工程学院土木与建筑工程学院，哈尔滨 150050；②东北农业大学水利与土木工程学院，哈尔滨 150030；
③中国环境科学研究院，北京100012）
（①School of Civil and Architecture Engineering, Heilongjiang Institute of Technology，Harbin 150050，China；
②School of Water Conservancy and Civil Engineering，Northeast Agricultural University，Harbin 150030，China；
③Chinese Research Academy of Environment Sciences，Beijing 100012，China）
摘要：采用层次分析法和多级模糊综合评估相结合的方法评估山口湖流域社会经济活动对山口湖的生态影响。结果表明：面源污染是山口湖流域生态环境问题的主要矛盾；流域社会经济活动对山口湖的生态影响为二级，即存在一定的社会经济压力，但对湖库生态系统影响较轻，湖库生态结构尚合理、系统结构尚稳定。
Abstract: The ecological impact of socio-economic activities on Shankou Lake basin was assessed by the combination of analytic hierarchy process and multi-level fuzzy comprehensive assessment. The results indicated that non-point source pollution was the main contradiction of ecological environment problems in Shankou Lake Basin. The ecological impact of socio-economic activities on Shankou Lake basin is two-level, that is, there are certain social and economic pressures, however, the impact on lake and reservoir ecosystem is relatively slight, and the ecological structure of lake and reservoir is still reasonable and stable.
关键词：流域社会经济；山口湖；层次分析法；模糊综合评估；生态影响评估
Key words: social economy of watershed；Shankou Lake；analytic hierarchy process；fuzzy comprehensive assessment；ecological impact assessment
中图分类号：X52 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2019）23-0008-03
0 引言
湖泊流域社会经济活动是影响湖泊生态环境的主要因素，是流域污染物排放的主要来源，能够对湖泊生态环境产生直接影响[1，3]。流域社会经济的快速发展，加剧了区域内资源与环境、人口和经济发展之间的矛盾[4，5]。
山口湖（126°50'46.86″E～126°50'48.34″E，48°31'40.75″N～48°31'15.30″N）属于东北山地湖泊，由南北河、土鲁木河和长水河3条支流汇集而成，并在坝口处拦截汇入讷谟尔河[3]。山口湖周边有龙镇、二龙山、长水河、永丰、花园、红五月、跃进等24个行政乡镇、部队农场、劳教农场和国营农场，汇水区域有沾河林业局林场、长水河农场和通北林业局林场。区域内现有人口92万人，其中城镇人口26万人，山口湖下游流域平均人口密度为66人/平方公里，上游为人烟稀少地区，山口湖流域社会经济活动调查范围见图1。来自流域内各林场和农场的耕地和分散排放的生活污水是流域水体主要的面源污染物，其中，南北河湖叉南岸和长水河湖叉两岸的旱地是山口湖水体面源污染的直接来源。流域内各林场和农场没有工业点源，长水河农场生活污水是山口湖水体的主要入湖点源[4]。目前，山口湖流域的社会经济活动引起的环境污染已经对山口湖生态环境产生较大威胁，同时，生态环境的恶化也会进一步制约流域的社会经济发展。因此，采用层次分析法和多级模糊综合评估法分析流域社会经济活动对山口湖生态环境影响，对协调流域社会经济及山口湖生态环境间的平衡发展具有现实的指导意义。
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1 材料与方法
1.1 湖泊流域社会经济活动调查
参考生态环境部《湖泊生态安全调查与评估技术指南》（2012）（以下简称《指南》）确定流域社会经济活动调查内容，见表1。调查采用填写调查表格的方式，参照《指南》并结合山口湖流域实际情况设计调查表格。通过发放调查问卷、查阅当地年鉴以及对重点区域实际调研等相结合的方式收集数据。
1.2 评估指标体系建立
湖泊流域社会经济活动对湖泊水环境和水生态施加压力，同时，湖泊水环境和水生态也对压力给予反映，在选取评估指标时，要综合考虑这两方面因素。评估指标及参数是科学评价湖泊生态影响的基础，本研究根据科学性、系统性、可获得性及代表性的指标选取原则[5]，将流域社会经济活动对山口湖生态影响评估指标分为社会经济压力、水体污染负荷和水体环境状态三个指标类别，见表2。
社会经济压力指标有人均GDP、人口密度、环保投入指数、水利影响指数和土地利用指数五项分指数指标。近年来，由于山口湖环境保护力度的加大，正在逐年沿湖岸采取退耕还湖、湖滨带修复的措施，不存在继续围垦的趋势，因而“围垦指数”在山口湖的湖区意义不大，土地利用分指数指标中只选择城镇用地比重、耕地比重和水面比重三项指标。
水体污染负荷指标包含面源和点源污染负荷两项分指数指标，将COD、TN、TP负荷量作为面源和点源污染负荷的评估指标。水体环境状态指标也包含两项分指数指标，分别是入湖河流水环境综合指数和流域水域环境质量综合指数，将COD、TN、TP浓度作为分指数指标的评估指标。
1.3 流域社会经济影响计算步骤
步骤一：确定评价因子集
将评估指标体系中的所有评估指标都作为评价因子。
步骤二：确定评价标准及评价因子权重
将各评价因子的实测值分为5个等级，即V={1，2，3，4，5}，并确定相应的评价标准，在各组合评价中，根据评价指标对湖泊生态的响应程度，采用“层次分析法”确定其权重W，即指标层的权重为（W1，W2，…，W21）[6]。然后利用“专家打分法”，对同一层次内的指标进行分析，根据其在指标层内的重要性，进行层次排序、检验，计算其权重[7]，见表2。
步骤三：模型计算
首先根据确定的评价指标和相应评价标准，建立模糊综合评价矩阵。隶属度通过建立隶属函数来确定，因模糊事物特性不同，所以隶属函数的类型也不同，本研究采用升半阶梯形隶属函数和降半阶梯形隶属函数。根据模糊综合评价矩阵和各指标的不同权重，计算出上一级模糊综合评价结果和模糊综合评价矩阵，以此类推，最后得出最终模糊综合指数[2，7]。
Y＝W?莓R=（Y1，Y2，…，Ym）
式中，Y为流域生态系统综合评价结果；W为子系统的权重集；?莓为复合运算符号，R是由各子系统综合评价结果构成的模糊矩阵[8]。
步骤四：赋分和等级归类
根据计算得到的综合指数的最终得分和隶属等级进行归类。
1.4 评价标准
根据流域社会、经济、人类活动等评价指标与湖库生态影响的响应关系，确定评价指标的等级标准，将社会经济活动对湖泊影响等级划分为一级（80~100）、二级（60~80）、三级（40~60）、四级（20~40）、五级（0~20）。等级越高说明社会经济压力越大、湖库生态系统出现异常的几率越高、湖库生态结构和系统结构就越不稳定、湖库水质恶化。
2 结果与讨论
采用分指数评估和综合评估相结合的方法对流域社会经济活动进行评估。根据计算得到的综合指数的分值，对流域综合压力指数等级进行划分，得到流域社会经济活动对湖泊生态影响综合评估结果，见表3。
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经计算分析，山口湖流域社会经济压力、水体污染负荷和水体环境状态指标之间存在因果关系。随着社会经济压力指标的增加，加大了水体污染负荷，从而恶化了水体环境。三项指标的等级隶属都为四级，进一步说明随着流域社会经济发展，山口湖水体有恶化趋势。点源、面源污染来的得分分别为12.48和10.08，说明面源污染是山口湖流域生态环境问题的主要矛盾。山口湖流域社会经济活动对湖泊生态影响的综合得分为60.08分，根据流域社会经济活动对湖泊生态影响综合评估标准，山口湖流域社会经济活动对湖泊生态的影响为二级水平，说明山口湖流域存在一定的社会经济压力，但对山口湖生态系统的影响较轻，湖泊生态结构尚合理、系统结构尚稳定。
3 结论
①面源污染是引起山口湖流域生态环境问题的主要因素，为确保流域社会经济活动和湖泊生态环境的协调发展，应合理开发和利用流域的土地，合理规划流域社会经济活动。
②山口湖流域社会经济活动对湖泊生态的影响为二级水平，即存在一定的社会经济压力，但对湖库生态系统影响较轻，湖库生态结构尚合理、系统结构尚稳定。
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