2.2　高速铁路路域退化生态系统评价指标体系

2.2.1　路域区域退化生态系统的定义

生态系统是一种永远处于不断运动和变化的动态系统。由于自然和人为的干扰，生态系统不断退化，产生退化生态系统。

在由一个稳定的生态系统演替到脆弱的、不稳定的退化生态系统的过程中，生态系统在系统组成、结构、功能，特别是能量和物质循环总量与效率、生物多样性等方面会发生质的变化。正常的生态系统是生物群落与自然环境取得平衡的自我维持系统，各种组分按照一定规律发展变化并在某一平衡位置作一定范围的波动，从而达到一种动态的平衡状态。但是，生态系统的结构和功能也可以在一定的时空背景下，在自然干扰或人为干扰，或二者的共同作用下发生位移，导致生态要素和生态系统整体发生不利于生物和人类生存的变化，生态系统的结构和功能发生与其原有的平衡状态或进化方向相反的位移，位移的结果打破了原有生态系统的平衡状态，使系统的结构和功能发生变化并形成障碍，造成破坏性波动或恶性循环；具体表现在生态系统的基本结构和固有功能的破坏或丧失、生物多样性下降、稳定性和抗逆能力减弱、系统生产力下降，也就是系统提供生态系统服务能力的下降或丧失，这样的生态系统被称为退化或受损生态系统。

2.2.2　高速铁路路域退化生态系统评价指标体系制定原则

对某一客观事物进行评价，首要和关键的一步就是建立指标体系，指标体系是否完备直接决定了评价结果的准确性和科学性。可以用于诊断生态系统退化的指标很多，但是各种指标之间可能存在关联性。而且在研究不同区域或不同尺度的生态系统时，退化指标的选取及其要求也是不相同的。在建立生态退化指标体系时，为了保证评价的准确性、客观性，应遵循下面的原则：整体性原则，指标的概括性原则，指标的动态性原则，定性指标与定量指标相结合的原则，评价指标体系的层次性原则。

2.2.3　高速铁路路域退化生态系统评价指标的筛选

生态系统的退化主要表现在系统的组成、功能、结构和服务等方面。与之对应的诊断途径为生物途径、生态环境途径、生态系统功能/服务途径、景观途径、生态过程途径等。退化生态系统评价初选指标的分类见表2-4。

上述诊断途径之间既相互独立又相互联系、相互补充、相互交叉，因而诊断途径的划分也不是绝对的。比如在研究一个生态系统中某一特定物种（如建群种）的生态学问题时，常常会把该特定物种以外的其他物种以及非生命因子均作为生态环境因子来考虑。

2.2.4　高速铁路路域退化生态系统评价的方法

由于退化生态系统是一个相对的概念，因而退化程度诊断从方法论基础上更加强调的是比较法。下面主要介绍两种分类方法。

一类是根据诊断时选用的指标数并结合诊断途径，可以把诊断方法分为单途径单因子诊断法、单途径多因子诊断法、多途径综合诊断法；另一方法是综合各种资料，从系统工程的角度考虑，把退化程度诊断方法分为单一评价方法和复合评价模型。其中单一评价方法有以下几种：层次分析法、指数评价法、灰色关联优势度分析法、模糊评价法、变权评价法、人工神经网络评价法、主成分分析法、专家系统。复合评价模型主要是上述方法的合成与运用，综合各种方法的优点，主要有加权复合综合指数模型、多级模糊综合评价-灰色关联优势度复合模型、模糊-变权复合评价模型、层次分析-变权-模糊-灰色关联优势度复合模型。

各种退化程度诊断方法比较分析见表2-5。

续上表

续上表

通过比较分析，将采用加权复合综合指数模型对生态系统的退化程度进行诊断。

1.主要步骤

（1）根据铁路路域生态识别研究所得数据，结合实地调查和收集的资料，确定生物丰度指数、植被覆盖指数、水网密度指数、土地退化指数、环境质量指数五个评价指标。

（2）采用加权复合综合指数模型评价方法，确定沿线生态环境状况指数（EI）及变化幅度分级。

（3）分析生态系统发生退化的原因。

2.评价指标

模型中，各指数权重依据《生态环境状况评价技术规范（试行）》（HJ/T 192-2006）确定，然后计算生物丰度指数、植被覆盖指数、水网密度指数、土地退化指数、环境质量指数五个评价指标。再通过加权关系获得生态环境状况指数（EI）。

（1）生物丰度指数

生物丰度指数权重见表2-6。

生物丰度指数=Abjo（0.35×林地面积+0.21×草地面积+0.28×水域湿地面积+0.11×耕地面积+0.04×建设用地面积+0.01×未利用地面积）/区域面积

式中　Abjo——生物丰度指数的归一化系数。

（2）植被覆盖指数

植被覆盖指数权重见表2-7。

植被覆盖指数=Aveg（0.38×林地面积+0.34×草地面积+0.19×耕地面积+0.07×建设用地面积+0.02×未利用地面积）/区域面积

式中　Aveg——植被覆盖指数的归一化系数。

（3）水网密度指数

水网密度指数=Arev×河流长度/区域面积+Alak×湖库（近海）面积/区域面积+Ares×水资源量/区域面积

式中　Arev——河流长度的归一化系数；

Alak——湖库面积的归一化系数；

Ares——水资源量的归一化系数。

（4）土地退化指数

土地退化指数权重见表2-8。

土地退化指数=Aero×（0.05×轻度侵蚀面积+0.25×中度侵蚀面积+0.7×重度侵蚀面积）/区域面积

式中　Aero——土地退化指数的归一化系数。

（5）环境质量指数

环境质量指数权重见表2-9。

环境质量指数=0.4×（100-×SO2排放量/区域面积）+0.4×（100-ACOD×COD排放量/区域年均降雨量）+0.2×（100-ASOL×固体废弃物排放量/区域面积）

式中　 ——二氧化硫的归一化系数；

ACOD——化学需氧量的归一化系数；

ASOL——固体废弃物的归一化系数。

（6）生态环境状况指数（EI）

生态环境状况指数权重见表2-10。

EI=0.25×生物丰度指数+0.2×植被覆盖指数+0.2×水网密度指数+0.2×土地退化指数+0.15×环境质量指数

3.生态环境状况及变化幅度分级

（1）生态环境状况分级

根据生态环境状况指数（El），将生态环境分为五级，即优、良、一般、较差和差，见表2-11。

（2）生态环境状况变化幅度分级

生态环境状况变化幅度分为4级，即无明显变化、略有变化（好或差）、明显变化（好或差）、显著变化（好或差），见表2-12。

4.归一化系数的确定方法

归一化系数采用原国家环保总局公布的数据（2008年），见表2-13。

2.2.5　退化程度诊断策略与流程

退化生态系统的退化程度诊断一般要经过诊断对象的选定，诊断参照系统的确定、诊断方法的确定和诊断指标（体系）的确定等环节，其诊断的策略与流程如图2-1所示。