1、 中國生態(tài)農(nóng)業(yè)學(xué)報 2009 年 3 月 第 17 卷 第 2 期 Chinese Journal of Eco-Agriculture, March 2009, 17(2): 364-368DOI: 10. 3724/SP.J.1011.2009.00364基于可拓物元-馬爾科夫模型的省域生態(tài)環(huán)境質(zhì)量動態(tài)評價與預(yù)測* 以江西省為例 劉耀彬 1, 2朱淑芬 2(1. 南昌大學(xué)中國中部經(jīng)濟(jì)發(fā)展研究中心 南昌 330047; 2. 南昌大學(xué)旅游規(guī)劃與研究中心 南昌 330047)摘 要 在構(gòu)建生態(tài)環(huán)境質(zhì)量物元的特征指標(biāo)體系基礎(chǔ)上, 基于可拓物元-馬爾科夫模型提出了省域生態(tài)環(huán)境質(zhì)量動態(tài)評價與預(yù)測的方

2、法, 并以江西省為例進(jìn)行了應(yīng)用研究。研究顯示: 可拓物元模型揭示 20002005 年間江西省生態(tài)環(huán)境質(zhì)量整體上轉(zhuǎn)好, 但 11 個地區(qū)生態(tài)環(huán)境質(zhì)量演化狀況存在一定差異; 而馬爾科夫預(yù)測表明, 按照現(xiàn)有的治理模式, 510 年后江西省生態(tài)環(huán)境質(zhì)量整體上向“較好”方向演進(jìn)。基于可拓物元法基礎(chǔ)上的馬爾科夫預(yù)測方法, 可一定程度上對省域生態(tài)環(huán)境質(zhì)量進(jìn)行動態(tài)評價和趨勢預(yù)測, 但由于兩模型本身假設(shè)的限制, 在其具體應(yīng)用中還需改進(jìn)。 關(guān)鍵詞 生態(tài)環(huán)境質(zhì)量 可拓物元模型 馬爾科夫模型 評價與預(yù)測 江西省 中圖分類號: F290; X171.1文獻(xiàn)標(biāo)識碼: A文章編號: 1671-3990(2009)02-0

3、364-05Dynamic assessment and forecasting of provincial eco-environmental quality from matter element model and Markov chain A case study of Jiangxi ProvinceLIU Yao-Bin1, 2, ZHU Shu-Fen2(1. Center for China Economic Development Research, Nanchang University, Nanchang 330047, China;2. Center for Touri

4、sm Planning & Development Research, Nanchang University, Nanchang 330047, China)Abstract By developing a characteristics indicator system of eco-environmental matter elements, this paper advanced an assess- ment and forecasting method of provincial eco-environmental quality based on the matter eleme

5、nt model and Markov chain. The system was applied to Jiangxi Province as case study. The results show that eco-environmental quality in Jiangxi Province as simu- lated by matter element model has been, on the overall, improved from 2000 to 2005. The degree of improvement is, however, dif- ferent for

6、 the 11 districts in the province. On the other hand, Markov chain forecast shows that the eco-environmental quality seems heading in a better evolutional direction in the next 510 years, provided current eco-environment governance is sustained. The ap- plication effects imply that the assessment an

7、d forecast of the models, to a certain extent, reflect actual conditions and development trends of the provincial eco-environmental quality. However, because of limitations in the model assumptions, improvements are needed in application of the model to different regions in different phases of econo

8、mic development.Key words Eco-environmental quality, Matter element model, Markov chain, Assessment and forecast, Jiangxi Province(Received June 22, 2008; accepted Sept. 28, 2008)持下已形成了多種常用方法, 如層次分析法1、綜合指數(shù)法2、模糊評判法3、灰色系統(tǒng)評價法4、投影尋蹤法5、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)評價法6、物元分析法等7。 這些方法在我國東、中、西部省份的生態(tài)環(huán)境質(zhì)量 區(qū)域生態(tài)環(huán)境質(zhì)量綜合評價與預(yù)測, 是進(jìn)行區(qū)域生態(tài)環(huán)境

9、綜合規(guī)劃、制定生態(tài)環(huán)境綜合決策、實施生態(tài)環(huán)境綜合治理的基礎(chǔ)。在國內(nèi), 目前對省域生態(tài)環(huán)境質(zhì)量的評價與預(yù)測在 RS 和 GIS 技術(shù)的支 * 國家社會科學(xué)基金項目(07CJL031)、中國博士后基金項目(20060400249)和江西省教育廳科技項目(GJJ08014)資助劉耀彬(1970), 副教授, 博士(后), 主要從事城市經(jīng)濟(jì)與城市管理方面研究工作。E-mail: 收稿日期: 2008-06-22 接受日期: 2008-09-28 劉耀彬等: 基于可拓物元-馬爾科夫模型的省域生態(tài)環(huán)境質(zhì)量動態(tài)評價與預(yù)測 第 2 期365在如下生態(tài)環(huán)境問題: 一是生

10、態(tài)環(huán)境, 自然災(zāi)害加評價與規(guī)劃中均有零星應(yīng)用。但相對于省域生態(tài)環(huán)境規(guī)劃的實踐而言, 這些方法基本上是基于靜態(tài)的評價或規(guī)劃, 缺乏相應(yīng)的動態(tài)評價與預(yù)測, 特別將生態(tài)環(huán)境評價的結(jié)果作為依據(jù)而展開動態(tài)預(yù)測的文獻(xiàn)更為少見。本文以江西省為例, 利用物元模型在對其生態(tài)環(huán)境綜合質(zhì)量進(jìn)行動態(tài)評價的基礎(chǔ)上, 借劇; 二是生態(tài)環(huán)境惡化; 三是工業(yè)“三廢”對環(huán)境污染較大; 四是生活污水對環(huán)境污染較大10。 本研究所用數(shù)據(jù)來源于江西統(tǒng)計年鑒、江西五助馬爾科夫鏈對其發(fā)展趨勢進(jìn)行預(yù)測,省生態(tài)環(huán)境戰(zhàn)略規(guī)劃科學(xué)可行。 從而保證全 公報, 而人口和面積數(shù)據(jù)來自統(tǒng)計年鑒。 2.2 建立物元模型動態(tài)評價生態(tài)環(huán)境綜合等級 2.2.1

11、 描述物元 將所評價的省域生態(tài)環(huán)境質(zhì)量記作 M, M 的特征記作 C, M 關(guān)于 C 的量值記作 V, 則稱有序三元組R= (M, C, V)為生態(tài)環(huán)境質(zhì)量物元。若 M 有多個特征, 并以 n 個特征 c1, c2, , cn 和相應(yīng)的量值 R 稱為 n 維生態(tài)環(huán)境質(zhì)量物元:1建模原理可拓物元法是對研究對象從可行性和優(yōu)化的角 度進(jìn)行評價, 是定性與定量的結(jié)合。利用物元的可拓性確定定性分析, 而通過關(guān)聯(lián)函數(shù)實現(xiàn)定量計算是可拓物元法的基礎(chǔ)。該方法是一種新的評價方法, 它可以將各個評價指標(biāo)轉(zhuǎn)化為一種相容的問題, 通過建立物元模型, 得出與實際相符合的結(jié)論8。利用可拓物元法評價省域生態(tài)環(huán)境質(zhì)量, 可通

12、過建立省域多指標(biāo)性能參數(shù)的生態(tài)環(huán)境質(zhì)量評定模型, 并以定量的數(shù)值表示評定結(jié)果, 從而較完整地反映生態(tài)環(huán)境質(zhì)量的綜合水平與等級。 馬爾科夫理論指出: 系統(tǒng)達(dá)到每一狀態(tài)的概率僅與近期狀態(tài)有關(guān), 在一定時期后馬爾科夫過程逐漸趨于穩(wěn)定狀態(tài)而與原始條件無關(guān)。這一特性稱為“無后效性”9。即: 事物的第 n 次試驗結(jié)果僅取決于第(n-1)次試驗結(jié)果, 第(n-1)次試驗結(jié)果僅取決于第(n-2) 次試驗結(jié)果, 依此類推。這一系列轉(zhuǎn)移過程的集合叫做“馬爾科夫鏈”或稱為“時間和狀態(tài)均離散的馬爾科夫過程”。對馬爾科夫過程和馬爾科夫鏈進(jìn)行分析, 并對未來的發(fā)展進(jìn)行預(yù)測稱為“ 馬爾科夫分析”。 馬爾科夫過程實際上是一個

13、將系統(tǒng)的“狀態(tài)” 和“狀態(tài)轉(zhuǎn)移”定量化了的系統(tǒng)狀態(tài)轉(zhuǎn)換的數(shù)學(xué)模型, 而可拓物元法則是對事物狀態(tài)的一種評價方法。因此, 可以利用可拓物元法對省域生態(tài)環(huán)境質(zhì)量評價的等級作為馬爾科夫“狀態(tài)”和“狀態(tài)轉(zhuǎn)移” 分析的依據(jù), 將 2 個模型進(jìn)行有效銜接, 從而實現(xiàn) 對省域生態(tài)環(huán)境質(zhì)量的動態(tài)評價與預(yù)測。 2 江西省生態(tài)環(huán)境質(zhì)量動態(tài)評價與預(yù)測2.1 研究區(qū)概況及數(shù)據(jù)來源 江西省地處中亞熱帶, 地貌兼山地、丘陵、崗地、階地、平原和湖泊水系等, 全省土地總面積為16.69 萬 km2。該省生態(tài)系統(tǒng)較齊全, 生物資源較豐富, 全省分布 5 000 余種高等植物, 有脊椎動物 845 種, 昆蟲 4 500 余種,

14、林地面積 8.898 萬km2, 森林覆蓋率 53.7%。江西省總體自然環(huán)境狀況較好, 但仍存MR= c1 cL L LLv1 M (x) c1 cv(1)2 = 2Lc222LLLLLL cvn nnnn式中, 關(guān)于特征 ci 量值范圍 vi=ai(x), bi(x), x 為ci 特征指標(biāo)。為簡便地描述生態(tài)環(huán)境質(zhì)量物元, 這里依據(jù)生態(tài)環(huán)境概念和內(nèi)涵, 根據(jù)系統(tǒng)分解協(xié)調(diào)原理, 從水、土、大氣、生物、資源與能源等 5 方面對生態(tài)環(huán)境質(zhì)量特征 ci 進(jìn)行刻畫與細(xì)化, 同時考慮到生態(tài)環(huán)境眾特征對整個系統(tǒng)的正負(fù)功效的差異, 本文借鑒中國科學(xué)院可持續(xù)發(fā)展研究組的研究成果11, 將生態(tài)環(huán)境綜合質(zhì)量劃分為

15、狀態(tài)、壓力和保護(hù) 3 個子集。由于生態(tài)環(huán)境質(zhì)量物元評價涉及面很寬, 數(shù)據(jù)收集比較困難, 為簡單起見, 本研究中分別選取:生態(tài)環(huán)境狀態(tài), 通常由資源條件(包括人均水資源擁有量 Y1、人均耕地面積 Y2、單位面積糧食產(chǎn)量 Y3)和生態(tài)條件(包括人均公共綠地面積 Y4、建成區(qū)綠化覆蓋率 Y5)構(gòu)成; 生態(tài)環(huán)境壓力, 通常由排放強度 來表示(包括單位面積工業(yè)廢水排放量 Y6、單位面積工業(yè)廢氣排放量 Y7、單位面積工業(yè)固體廢物產(chǎn)生量Y8); 生態(tài)環(huán)境保護(hù), 可由環(huán)境治理(包括工業(yè)廢水排放達(dá)標(biāo)率 Y9、工業(yè)固體廢物綜合利用率 Y10)、環(huán)保投入(含萬元工業(yè)產(chǎn)值能耗量 Y11、萬元工業(yè)廢水排放量 Y12、萬

16、元工業(yè)廢氣排放量 Y13、萬元工業(yè)固體廢物產(chǎn)生量 Y14)構(gòu)成。通過合成, 生態(tài)環(huán)境質(zhì)量物元就可以由 14 個特征指標(biāo)集來衡量。 2.2.2 確定經(jīng)典域與節(jié)域 由生態(tài)環(huán)境質(zhì)量的特征及其標(biāo)準(zhǔn)量值范圍組成的物元矩陣稱為生態(tài)環(huán)境質(zhì)量經(jīng)典域, 記為 R0。由經(jīng)典物元加上可以轉(zhuǎn)化為經(jīng)典物元的生態(tài)環(huán)境質(zhì)量特征和此特征相應(yīng)拓廣了的量值范圍組成的物元矩陣, 稱為生態(tài)環(huán)境質(zhì)量節(jié)域 Rc。本文運用可拓集合 366中國生態(tài)農(nóng)業(yè)學(xué)報 2009第 17 卷概念, 將生態(tài)環(huán)境質(zhì)量物元良好較好一般 差中的漸變分類關(guān)系由定性描述擴展為定量描述, 從而辨識該經(jīng)典域的層次關(guān)系。首先, 將問題概述為: 設(shè)特征狀態(tài) N= 良好 較好

17、 一般 差, N01=良好, N02=較好, N03=一般, N04=差, 則 N01、N02、N03、N04RP, 對任何 RiRc, 判斷 Ri 屬于 際相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、省域生態(tài)環(huán)境背景值、類比標(biāo)準(zhǔn)及生態(tài)效應(yīng)程度等; 社會經(jīng)濟(jì)方面的等級標(biāo)準(zhǔn)參照全國平均水平、全省平均水平、發(fā)達(dá)地區(qū)水平、國際通行標(biāo)準(zhǔn)等12。據(jù)此建立生態(tài)環(huán)境質(zhì)量評價的經(jīng)典域物元的評價標(biāo)準(zhǔn)(表 1)。 2.2.3 計算矩與關(guān)聯(lián)函數(shù) 若矩 r (xj , Xij)和 r (xj , Xpj ) 分別指實數(shù)軸上點 xj 與 N01 或 N02、N03、N04,并計算隸屬程度。本文對生態(tài) 環(huán)境質(zhì)量等級標(biāo)準(zhǔn)的確定, 是根據(jù)國家、行業(yè)及國 區(qū)間

18、 Xij=aij, bij和 Xpj=apj, bpj之間的距離,則其計表 1Tab. 1生態(tài)環(huán)境質(zhì)量經(jīng)典物元分級標(biāo)準(zhǔn)Classified standards of matter elements項目 ItemY1Y2Y3Y4Y5Y6Y7Y8Y9Y10Y11Y12Y13Y14良好 N01較好 N0210 0005 0003 5001 0001.200.080.050.0310 0008 0004 5003 00010642604530151 0002 5005 00015 000101005001 000201005001 00090806050908060500.51.03.08.01030

19、50100123512520一般N03差 N04算公式可表達(dá)為:di = xi / max(xi )(對于越大越優(yōu)型)(對于越小越優(yōu)型)(5)= min(x ) / xdx - 11iiir (xj , Xij ) =(a +ijb ) ij- (b -ij a )ijj22式中,di、xi、max(xi)、min(xi)分別為歸一化后的標(biāo) (2)11準(zhǔn)值、未歸一化的標(biāo)準(zhǔn)值、各分級的最大門限值和最小門限值。根據(jù)式(4)得到江西省生態(tài)環(huán)境質(zhì)量特征指標(biāo)的各個權(quán)系數(shù)矩陣(表 2)。 2.2.5 計算綜合關(guān)聯(lián)度及質(zhì)量評價等級評定 綜合關(guān)聯(lián)度 Kj(p)是關(guān)聯(lián)度與權(quán)系數(shù)的乘積, 即:nr (x , X

20、)= x - (a +b ) - (b -a)jpjjpjpjpjpj22式中, r (xj , Xij )和 r (xj , Xpj ) 分別為距離; aij 和 bij 為區(qū)間Xij 的上下限數(shù)值; apj 和bpj 為區(qū)間Xpj 的上下限數(shù)值。關(guān)聯(lián)函數(shù) k(x)表示被評價單元與某標(biāo)準(zhǔn)的隸屬 程度的函數(shù), 關(guān)聯(lián)函數(shù)的數(shù)值代表關(guān)聯(lián)度。關(guān)聯(lián)函數(shù)的選取應(yīng)當(dāng)根據(jù)生態(tài)環(huán)境的特征, 由可拓集合的方法確定, 關(guān)聯(lián)度可用關(guān)聯(lián)函數(shù) ki(xj)表示:K j (p)= wik j (x j )(6)j =1式中, Kj(p)為待評價單元 p 關(guān)于 j 等級的綜合關(guān)聯(lián)度。綜合關(guān)聯(lián)度以等級來充分考慮隸屬關(guān)系以及某

21、因子對整個生態(tài)環(huán)境質(zhì)量物元評價時的影響程度, 因此其評價更客觀、準(zhǔn)確。若 kj=maxkj(p), 則待評價單元 p 屬于等級 j, 即可確定被評價對象的生態(tài)環(huán)境質(zhì)量物元的最終等級。 收集 20002005 年間江西省 11 個地區(qū)的上述14 個特征指標(biāo)數(shù)據(jù), 利用建立的生態(tài)環(huán)境質(zhì)量物元評價模型, 分別計算近 6 年來各地區(qū)的生態(tài)環(huán)境質(zhì)量物元的綜合關(guān)聯(lián)度得分并進(jìn)行等級劃分(表 3)。由表 3 可知, 各地區(qū)生態(tài)環(huán)境綜合質(zhì)量演化狀況存在持續(xù)好轉(zhuǎn)、保持不變和呈波動態(tài)勢 3 種情況: 生態(tài)環(huán)境趨向更好的地區(qū)有南昌、景德鎮(zhèn)和撫州, 這 3 個地區(qū)濱臨鄱陽湖, 其生態(tài)環(huán)境本底條件較好, 再加上環(huán)境投入力

22、度較大, 其生態(tài)環(huán)境質(zhì)量由“較好” 變?yōu)椤傲己谩? 基本保持不變的地區(qū)有萍鄉(xiāng)、九江、贛州、宜春和上饒, 盡管這些地區(qū)生態(tài)環(huán)境本底條件不夠理想, 但在經(jīng)濟(jì)發(fā)展中注意了環(huán)境保護(hù)與技 術(shù)進(jìn)步, 故生態(tài)環(huán)境狀況無太大改變; 生態(tài)環(huán)境綜 - r ( x j , X ij )( x X )jijX ijr ( x , Xk ( x ) = (3)ij)jij( x X)jij2.2.4計算權(quán)系數(shù) 在生態(tài)環(huán)境質(zhì)量物元評價中,考慮到各特征指 標(biāo)對整體物元的貢獻(xiàn)程度不同, 應(yīng)根據(jù)其作用大小分別賦予不同的權(quán)值。權(quán)值的計算方法可根據(jù)實際情況選取, 不同的評價目的及評價因子按不同的公式進(jìn)行計算。為計算簡便, 這里采用

23、門限法進(jìn)行計算13。如果對于評價等級 Ni(i=1, 2, , m)的門限值 為 Xji (j=1, 2, , n),n則權(quán)系數(shù) wij 可采用下式計算:wij =xij / (i = 1, 2,L, n; j = 1, 2,L, m)(4)xiji=1由于各評價指標(biāo)的量化值所在的區(qū)間不完全相同, 有的評價指標(biāo)是以數(shù)值越小級別越高, 而有的則相反, 故對各評價指標(biāo)和評價標(biāo)準(zhǔn)分別按照下式 進(jìn)行歸一化處理: 劉耀彬等: 基于可拓物元-馬爾科夫模型的省域生態(tài)環(huán)境質(zhì)量動態(tài)評價與預(yù)測 第 2 期367合質(zhì)量呈現(xiàn)波動的地區(qū)有新余和吉安, 新余由于鋼鐵工業(yè)的迅速發(fā)展, 其生態(tài)環(huán)境質(zhì)量呈現(xiàn)出由“ 一般”“較好

24、”“一般”的變化態(tài)勢, 而吉安由于資源型產(chǎn)業(yè)和醫(yī)藥工業(yè)快速發(fā)展, 其生態(tài)環(huán)境質(zhì)量在“較好”和“良好”之間波動; 生態(tài)環(huán)境綜合質(zhì)量持續(xù)改善的是鷹潭市, 該市在推行生態(tài)建市的戰(zhàn)略作用下, 其生態(tài)環(huán)境綜合質(zhì)量得分持續(xù)上升, 等級也不斷躍進(jìn)。 2.3 建立馬爾科夫鏈預(yù)測生態(tài)環(huán)境質(zhì)量演化趨勢 2.3.1 狀態(tài)劃分 在馬爾科夫預(yù)測中,“狀態(tài)”是指某一在 某個時刻(或時期)出現(xiàn)的某種結(jié)果。一般而言, 隨著態(tài)的數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(表 4)。從表 4 可以看出, 2000 2005 年間江西省生態(tài)環(huán)境質(zhì)量整體上轉(zhuǎn)好, 具體體現(xiàn)在“良好”地區(qū)的土地面積比重總體上有所增加, 由2000 年的 39%增長到 2005 年的

25、 58%; “較好” 和“一般”地區(qū)的土地面積比重總體呈下降態(tài)勢; 而“差”地區(qū)的土地面積比重則呈穩(wěn)定態(tài)勢。 2.3.2 建立狀態(tài)轉(zhuǎn)移概率矩陣 在馬爾科夫鏈中, 設(shè)生態(tài)環(huán)境質(zhì)量物元由狀態(tài) Ni 經(jīng)過一個時期以后, 轉(zhuǎn)移到狀態(tài) Nj 的概率為 Pijn(0Pij1, pij = 1 ), 則其全部一步轉(zhuǎn)移概率的集 j =1合可組成一個矩陣, 該矩陣叫做一步轉(zhuǎn)移概率矩陣 P。根據(jù)生態(tài)環(huán)境質(zhì)量狀態(tài)變化情況, 分別得到 20002001 年、20012002 年、20022003 年、 20032004 年、20042005 年的狀態(tài)轉(zhuǎn)移數(shù), 進(jìn)而求得 5 個年段的狀態(tài)轉(zhuǎn)移概率矩陣。經(jīng)過觀察, 這 5

26、 個年段的狀態(tài)轉(zhuǎn)移概率矩陣近似相等, 因此, 可將 研究及其預(yù)測目標(biāo)的不同, 狀態(tài)有不同的劃分方式。本研究直接利用可拓物元法對生態(tài)環(huán)境質(zhì)量分級的結(jié)果, 將生態(tài)環(huán)境質(zhì)量狀態(tài)劃分為“良好”、“較好”、“一般”和“差”4 種類型, 記為 N=N01, N02,N03, N04, 并對江西省各個地區(qū)的生態(tài)環(huán)境質(zhì)量狀 表 2 生態(tài)環(huán)境質(zhì)量物元特征指標(biāo)的權(quán)重Weight of indicators of matter element of eco-environmental qualityTab. 2項目 ItemY1Y2Y3Y4Y5Y6Y7Y8Y9Y10Y11Y12Y13Y14良好 N01較好 N02一

27、般 N030.071 40.071 10.082 60.040 10.071 40.009 50.009 80.010 00.071 40.113 80.106 30.120 20.071 40.085 40.094 50.080 20.071 40.106 70.118 10.100 20.071 40.056 90.047 20.026 70.071 40.014 20.004 70.004 00.071 40.028 50.009 40.008 00.071 40.126 50.157 40.222 60.071 40.126 50.157 40.222 60.071 40.071 10

28、.039 40.025 00.071 40.047 40.047 20.040 10.071 40.071 10.078 70.080 20.071 40.071 10.047 20.020 0N04差表 320002005 年江西省生態(tài)環(huán)境質(zhì)量動態(tài)變化Tab. 3 Dynamic changing of eco-environmental quality of Jiangxi Province from 2000 to 2005200020012002200320042005地區(qū) District 關(guān)聯(lián)度 Kj(p)等級 Grade關(guān)聯(lián)度 Kj(p)等級 Grade關(guān)聯(lián)度 Kj(p)等級 G

29、rade關(guān)聯(lián)度 Kj(p)等級 Grade關(guān)聯(lián)度 Kj(p)等級 Grade關(guān)聯(lián)度 Kj(p)等級 Grade南昌市 Nanchang 景德鎮(zhèn)市 Jingdezhen 萍鄉(xiāng)市 Pingxiang九江市 Jiujiang 新 余 Xinyu鷹潭市 Yingtan 贛州市 Ganzhou 吉安市 Jian宜春市 Yichun撫州市 Fuzhou上饒市 Shangrao-0.001 7-0.029 9-0.100 50.061 4-0.247 7-0.245 2-0.101 5-0.153 8-0.066 9-0.040 6-0.205 6較好 N02較好 N02較好 N02較好 N02一般 N03

30、 差 N04 良好 N01良好 N01較好 N02較好 N02較好 N02-0.118 6-0.123 8-0.153 5-0.043 5-0.135 2-0.239 6-0.166 4-0.098 5-0.072 3-0.152 4-0.275 9較好 N02較好 N02較好 N02較好 N02較好 N02 差 N04 良好 N01較好 N02較好 N02良好 N01較好 N02-0.091 1-0.046 8-0.019 2-0.041 0-0.126 2-0.238 6-0.165 1-0.228 8-0.020 3-0.145 0-0.171 4較好 N02較好 N02較好 N02較好

31、 N02較好 N02 差 N04 較好 N02良好 N01較好 N02良好 N01較好 N02-0.198 3-0.383 3-0.101 4-0.053 0-0.166 3-0.181 9-0.165 6-0.089 5-0.207 7-0.185 5-0.252 7良好 N01良好 N01較好 N02較好 N02較好 N02一般 N03良好 N01較好 N02較好 N02較好 N02較好 N02-0.187 8-0.392 4-0.084 2-0.172 7-0.366 0-0.125 7-0.076 7-0.086 6-0.215 6-0.152 2-0.339 0良好 N01良好 N0

32、1較好 N02較好 N02較好 N02一般 N03良好 N01較好 N02較好 N02良好 N01較好 N02-0.190 4-0.383 3-0.333 1-0.278 0-0.314 2-0.311 0-0.094 3-0.081 9-0.214 8-0.131 4-0.383 7良好 N01良好 N01良好 N01較好 N02一般 N03較好 N02良好 N01較好 N02較好 N02良好 N01良好 N01表 420002005 年江西省各地區(qū)生態(tài)環(huán)境質(zhì)量類型面積統(tǒng)計Tab. 4 Areas of different kinds of eco-environmental quality

33、 in Jiangxi Province from 2000 to 2005200020012002200320042005項目 Item面積Area (hm2)比重Percentage (%)面積Area (hm2)比重Percentage (%)面積Area (hm2)比重Percentage (%)面積Area (hm2)比重Percentage (%)面積Area (hm2)比重Percentage (%)面積Area (hm2)比重Percentage (%)良好 N0164 650.710.3958 196.560.3544 087.990.2652 029.900.3170 84

34、6.820.4297 464.790.58較好 N0295 577.920.57105 195.740.63119 304.370.71111 362.400.6792 545.480.4266 318.090.40一般 N033 163.670.020.000.000.000.000.000.000.000.000.000.00差 N043 554.250.023 554.250.023 554.250.023 554.250.023 554.250.023 163.670.02 368中國生態(tài)農(nóng)業(yè)學(xué)報 2009第 17 卷的地區(qū)所占面積比重的增長較快。可見, 江西省生態(tài)環(huán)境質(zhì)量在整體上還是

35、向“較好”方向演進(jìn)。 基于可拓物元法的馬爾科夫預(yù)測方法, 可一定程度上對省域生態(tài)環(huán)境質(zhì)量進(jìn)行動態(tài)評價和趨勢預(yù)測。但由于可拓物元方法和馬爾科夫概率模型本身的限制, 使本文的研究存在進(jìn)一步改進(jìn)的方向: 一是利用可拓物元法對生態(tài)環(huán)境經(jīng)典域確定時缺乏統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn), 這影響到該方法的普遍推廣性; 二是利用馬爾科夫鏈預(yù)測省域生態(tài)環(huán)境質(zhì)量演變趨勢時, 其轉(zhuǎn)移概率計算是馬爾科夫過程的“無后效性”和“平穩(wěn)性”的假設(shè), 這是模型應(yīng)用的基礎(chǔ)。當(dāng)然, 由于生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)本身的復(fù)雜性和動態(tài)性, 實際的省域生態(tài)環(huán)境質(zhì)量的演變會受到更多因素的作用, “無后效性”和“平穩(wěn)性”的假設(shè)只能是相對而言的, 具體應(yīng)用中還有待識別。 江西省

36、各個地區(qū)生態(tài)環(huán)境質(zhì)量狀態(tài)變化看成一個平穩(wěn)的馬爾科夫過程。同時, 為減少隨機誤差, 增加一步轉(zhuǎn)移矩陣計算的可信度和準(zhǔn)確性, 將這 5 個年段的狀態(tài)轉(zhuǎn)移概率矩陣求平均, 得到狀態(tài)轉(zhuǎn)移概率矩陣: 0.600.2240.400.7430.40000.0330.600.2000p = (7)0000.802.3.3進(jìn)行馬爾科夫預(yù)測 根據(jù)馬爾科夫隨機過程理論,可利用初始狀態(tài) 概率矩陣模擬某一初始年后若干年乃至穩(wěn)定時期的各種生態(tài)環(huán)境質(zhì)量類型所占面積比重。設(shè)第 k 年各種生態(tài)環(huán)境質(zhì)量類型所占面積比重的狀態(tài)為 l k= (l k1 , l k2 , l k3 , l k4 ) , 那么 l 0 = (l01 ,

37、 l 02 , l 03 , l 04 )= (0.387, 0.568, 0.003, 0.021) (20002005 年 6 年平均的各種生態(tài)環(huán)境質(zhì)量類型所占面積比重), 則第 k 年各參考文獻(xiàn)種生態(tài)環(huán)境質(zhì)量類型所占面積比重的狀態(tài),k 步轉(zhuǎn)移矩陣得到14:可根據(jù) 1李崧, 邱微, 趙慶良, 等. 層次分析法應(yīng)用于黑龍江省生態(tài)環(huán)境質(zhì)量評價研究J. 環(huán)境科學(xué), 2006, 27(5): 1031-1034 萬本太, 張建輝, 董貴華, 等. 中國生態(tài)環(huán)境質(zhì)量評價研究M. 北京: 中國環(huán)境科學(xué), 2004: 22-24付哲, 周云軒, 劉殿偉, 等. 生態(tài)環(huán)境質(zhì)量的空間模糊綜合評價研究 以吉林省西部為例J. 干旱區(qū)資源與環(huán)境, 2005,19(5): 97-102l k= l0 Pk(8)2在Matlab 軟件支持下, 模擬 5 年和 10 年后江西省各種生態(tài)環(huán)境質(zhì)量類型所占面積比重分別是l5 = (0.345, 0.583, 0.034,