李 健，刘庆广

(1.合肥学院 生物食品与环境学院，安徽 合肥 230000；2. 合肥学院 旅游与会展学院，安徽 合肥 230000)

1 引言

“十三五”以来，生态环境部加紧部署对卫生环境整治的步伐，以改善生态环境为目的的工程建设进一步增加。如何准确评估环境改造工程的效益成为热门研究的方向。通常的环境评估，以生态、经济、社会效益评估工程的利弊，不能直观反映改造工程对于生态环境的改善程度。国内外学者，大胆尝试学科交叉的方法，将生态学理论、数学模型应用于环境影响评价，出现了大量生态适宜性评价的应用案例。如根据不同的用地类型，灵活调整生态适宜性的评价指标，以期总结生态修复工程措施的对于环境生态改善能力差异程度；以GIS为平台，研究居住区环境整治对于人类居住的适宜程度提升程度；通过绿化面积、地表径流量，土质等变化反映土改工程、植树造林对于水土流失的改善程度；通过土壤污染程度、水质变化等反映厂区建设用地的环境改造效益等。生态与环境的学科交叉，为环境工程的制定、开展、调整提供了理论支撑与决策依据。21世纪初，生态适宜性评价在环境工程中的实际应用进展缓慢。生态适宜性评价模型指标较为复杂，用地类型不同，地区不同的评价模型需要客观调整敏感因子，选取最为合适的指标。这位制定统一的指标模型造成了阻碍。不少学者采用多层次分析与权重耦合的方法选取评价因子，更好地反映生态适宜性与环境状态的关系。引入敏感性分析，试图寻找区域的高敏感环境指标，提升评价的准确度与科学性。

2 生态适宜性评价的概念

生态适宜性评价是土地适宜性评价应用拓展的重要方向。在原有土地适宜性评价的基础上，融入生态学理论，评定研究对象对于某种措施或者用途的适宜程度。在国内土地改革中，生态适宜性评价被广泛的应用于区域土地利用规划。

土地生态适宜性评价的概念出现较早，最初被定义为“由土地具有的水文、地理、地形、地质、生物、人文等特征所决定的、对特定、持续性用途的固有适宜性程度”，简称为土地适宜性评价[1]。不同机构和研究领域的学者对于适宜性评价的研究有较大的差异，但生态环境保护以及土地的可持续利用是最为常见的研究方向。

3 生态适宜性评价的发展

21世纪至今，生态适宜性评价针对生态环境的脆弱区域的评价明显增加。伴随人口的不断增多,以及社会经济的高速发展,土地资源供求矛盾激化，由此引起的环境生态问题频发。在20世纪末，国内外环境公害事件的接连出现，也引发了各国领导者与研究者对于环境污染以及工业体系的反思。

中国经历了改革开放之后的经济快速发展，也陆续出现较为重大的环境污染事故，如松花江重大水污染事件、“8·12”天津滨海新区爆炸事故等，事故均对周边局部区域的大气环境、水环境和土壤环境造成不同程度的污染。为了更为科学地对环境状况评价，国内外相关组织对原有的土地评价方式进行优化，结合生态学理论、数学的模型的生态适宜性评价开始被广泛应用。工程评价人员对适宜性评价的创新应用与发展主要表现在研究领域的拓展、研究方法的改进两方面。

3.1 研究领域的拓展

研究领域的拓展尝试使得生态适宜性评价应用日益广泛，针对特定功能区域进行的单一用途生态适宜性评价备受重视。这其中既包括不同土地类型对耕地质量、城市开发、区域重建、恢复植被、基础设施等单一土地类型的适宜等级评价，也包括具体生境类型的拓展应用。

3.1.1 土地的生态适宜性评价

生态适宜性评价作为一种突出生态效益的土地评价方式，被广泛应用于栖息地生态评价、土地规划评价等方向。在此环境下,研究者尝试在环境生态问题严峻的黄土高原等区域进行生态适宜性评价。生态适宜性评价的结果将为改善人地矛盾提供了解决方案,以满足土地利用的合理化,防止土地沙漠化,保障生态健康的基本需要。例如，国外学者Ha Nguyen[2]尝试在农业中应用土地适宜性评估系统软件，寻找柑桔、茶叶的适宜种植区域；刘杰等[3]利用ENVI4.2对武汉市的遥感影像进行解译，结合数字高程模型对武汉市土地利用规划进行生态适宜性评价，从而得到武汉市土地利用规划对环境影响的程度。

3.1.2 生态适宜性评价领域的拓展

除了在生态适宜性评价的应用之外，生态适宜性评价拓展出筛选生物适宜栖息地、寻找濒危物种种群、评估区域环境状况以及评估社会生态关系等应用领域。

3.1.2.1 生物适宜栖息地

Behnam Meshgi[4]用生态适宜性评价的方法构建吸虫生态位模型，筛选伊朗里海南部滨岸地区适合放鞭毛虫的分布区域。Marta Galluzzi[5]建立高山旱獭的生态适宜性模型，用于意大利中部阿尔卑斯山脉的生态研究。F. Cánovas[6]研究了物种对资源分布的响应，在ENIRG软件中嵌入生态位因子分析，描述物种所处栖息地的适宜性。

3.1.2.2 寻找濒危物种种群

Rebecca A Austin[7]利用大白鲨对于环境的适宜性评价，筛选英国大白鲨的栖息地，为海洋生物保护提供技术支持。李伟明[8]引入景观生态学理论，对珍稀鱼类进行生态适宜性分析，寻找该物种的生态保护红线。Cláudia Patrão[9]建立伊比利亚半岛4种土拨鼠的栖息适宜地评价模型，用于对该物种分布的高精度预测。

3.1.2.3 评估区域环境状况

对生物和非生物成分生态状态的适宜性评价，是反映自然环境的重要参考条件。由于研究区域的差异性，单一的敏感因子不足以客观反映环境的污染情况，世界各国学者综合使用生物与非生物成分作为指标，综合评价区域的生态状况。

非生物成分与环境质量直接相关，是用来表征区域环境状况的重要指标。生态适宜性评价反映生态因子与环境的关系，如气候变化、水文变化与生态效益有着密切的关系。通过对马尼托巴省红河谷支流的生态评估表明[10]，河流和溪流的生态损害通常是由多种污染源的协同效应引起的，从而导致一个复杂的环境问题。研究发现农业、景观改造和废水排放对河流污染状况有着较为直接的联系，20世纪的农业集约化为红河谷支流带来大量营养盐。此外，变化的气候与景观也成为红河流域异常高径流量的主要原因之一。

生物因其对于不同生态环境的差异适应能力，使得生物因素成为间接反映环境质量的指标。与非生物成分相似，生物状况也是当前表征环境状况的重要指标，我国就将大肠杆菌等生物菌落的状况作为环境监测的重要指标。G.B.G.Souza[11]通过使用生物完整性指数(IBI)及其多种生物对于区域适应性来研究鱼类，从而评估温带河流和溪流的生态状况。Minar Naomi Damanik Ambarita等[12]建立的大空间尺度的土地利用模型验证，大规模的人为活动对瓜亚斯河流域(厄瓜多尔)的水域生态环境产生影响。同时大型无脊椎生物等水域内的生物数据也间接反映瓜亚斯河的水质变化。这表明：生物完整性的生物度量标准已经成为评估环境质量的重要数据之一。

以生物变量与环境变量为敏感因子进行的生态适宜性评价较为直观的反映了人类活动对研究区生态环境的影响程度。大量的生态适宜性评价表明对于土地变化的利用是改变研究区域生态环境的重要原因之一。

3.1.2.4 社会生态关系

当今社会如何可持续发展成为各国学者积极研究的问题，国内外学者在尝试运用生态学的理论来解释社会关系，这使得生态适宜性评价在社会经济层次也有一定的应用。

研究发现，对于工程效益的评估，能够为生态补偿、工程造价做出科学的评估，合理预测生态修复成本。Kai Su等[13]分析固沙生态工程的生态效益，并寻求固沙工程与研究区域国内生产总值(GDP)的关系，为建立科学的生态补偿方案提供依据。Fernanda Ayaviri Matuk等[14]认为不同世界观的人群对社会生态环境的评估差异明显，社会观这一社会生态网络需列入环境评价考虑范围，社会生态学、地方环境需求、科学的环境指标等将使环境评估更为准确。

3.2 研究方法的发展

环境数据采样分析：最初对于生态适宜性评价，是生态学家为了评估土地对于某种用途的适宜程度而提出。生态学家选用相应的指标进行采样分析，例如Jennifer A. Jung[15]对伊利湖和安大略湖的沼泽鸟类群落进行了调查，发现不同环境梯度对于不同种群的适宜性有明显差异。

网络分析技术引用：随着研究领域的扩展，生态适宜性评价涉及指标较多，环境数据复杂，单一的环境指标又难以准确反映环境对于某一用途的适宜性。在这一时期，计算机的出现给生态学家提供了平台。最初的生态适宜性评价以计算机作为处理数据的平台，随着技术的进步，RS、GIS的出现大大降低了建立评价模型的工作量。Mae M. Noble等[16]运用地理信息系统(GIS)将社会与生态联系起来，综合评估海洋生态状况，为海洋空间规划和管理提供数据支持。

科学分析方法的结合：生态评价是一个复杂的系统，为了更为科学的分析环境生态状况，生态学者尝试将科学的数学统计方法应用于生态适宜性评价的数据处理、不同因子的权重确定等方面。此后，跨学科的研究被广泛应用于生态适宜性评价体系的建立与应用中。邓宇等[17]提出了一种以生态损失为约束的优化耦合模型作为规划城市扩张的有效政策工具，为空间规划的制定提供更准确的支持。Jian Peng等[18]将景观学、动力学科学地结合到山区生态适宜性评价中，评估研究区不同范围适宜经济发展的程度。Abuzer Çelekli等[19]将生物学与生态学联系，研究了不同环境变量对硅藻物种的适宜程度差异，并验证了硅藻对环境变量(营养盐、温度)的相关程度。

4 生态适宜性评价在环境领域的应用

4.1 表征生态环境状况

生态适宜性评价现已成为一种重要的环境评价方法。通过生态适宜性评价，表明用地环境的生态状况，寻找影响该区域环境质量的主导因素。经过敏感性分析，剖析各因素对于生态环境的影响程度与速度。生态环境与人类社会以及社会经济有着直接关联。生态环境的稳定而适宜保障着居民的生存以及地方社会经济的快速发展，我国针对人类的居住环境的生态适宜性研究旨在从根本上解决中部干旱带的发展问题，达到消除贫困和改善生态的双重目标，促进人口、资源、环境的协调发展[20]。另外，生态适宜性评价也被直接应用于环境修复工程中，评价研究区域的环境改善措施对于人类居住，或是其他社会经济活动的适宜程度。

4.2 评估生态工程的效益

生态适宜性评价被引入环境领域，主要用于评估研究区的生态环境状况，尤其是对于某种建设用途的适宜程度。其与生态环境状况紧密相关的特性使得生态适宜性评价被广泛应用于生态修复工程的前中后期各个阶段。工程前期，专家组旨在通过生态适宜性评价，评估生态环境的恶劣程度，从而指导生态修复方案的制定与实施。中期，由于生态修复工程目的明确，控制指标明显，生态适宜性评价往往用于评估工程进度某一措施对于各类生态指标的改造程度。通过生态适宜性前后的变化，指导生态工程的调整方向与强度。工程后期，生态适宜性评价作为重要的成果指标，用于评估整体工程的实际效益，是评估工程是否符合预期、是否完成的重要指标。

4.3 筛选生态环境修复措施

生态适宜性评价是一种由土地适宜性评价发展而来的综合评价方法，主要反映某些生态因子对研究区域环境的适宜能力。通过生态适宜性评价模型，分析植被对于环境因子变化的敏感程度，评估不同生态修复措施对于区域生态的改善能力。从而寻找最适宜湖泊的生态修复的植被类型。海绵城市建设中，反复提及城市海绵体的建设，不少学者通过研究不同土壤类型的透水、纳水能力，利用生态适宜性评价评估不同土质对于某一区域降水环境的适应能力。可见，生态适宜性评价为如何选择正确的生态修复工程实际措施提供了科学依据。

5 生态适宜性评价在环境领域的应用展望

5.1 寻找高敏感的环境因子，提升生态评价的科学性

现阶段生态适宜性评价由于控制因子较多，国内外学者尝试结合不同的数学方法制定科学的权重分配方案以增加评价的准确性。环境因子对于研究区的生态状况敏感程度存在较大的差异性。期待未来研究能寻找高敏感的环境因子，使得整个评价体系更加科学化，更为准确。

5.2 结合GIS和RS手段，研究大范围的生态适宜性评价的可行性

GIS和RS作为研究区域规划、环境、生态等问题最为常用的手段之一，是扩大生态适宜性评价的有效途径。当前，由于不同区域敏感因子和土地用途的差异性，生态适宜性评价往往只能作为某一区域特定用途的生态适宜性评价。结合GIS强大的空间分析能力，利用RS收集整理大范围的生态数据，相信大范围多目的的生态适宜性评价将成为生态环境监测与改善的主要方法。

5.3 规范生态适宜性分析的模型，嵌入环境工程项目规划内

生态适宜性分析往往要根据环境指标的不同，评价目的的不同而调整确定分析模型，笔者认为，针对环境修复工程方向的评价模型必将走向标准化。选取何种评价因子，生态适宜性评价模型的调整，评价模型中各权重的分配规范性、科学性。如此，生态适宜性评价的模型嵌入到环境工程的项目设计中，将大大提高项目的科学性。

5.4 构建区域生态状况的监测分析网络

生态环境的即时监测、即时反馈，一直是我国环境保护的研究重点。国内外学者采用遥感等手段构建环境监测平台。生态适宜性评价则是一种较为直观反映区域生态环境状况的评价方式。将生态适宜性评价嵌入环境监测系统，将能够实现环境监测与分析的一体化，为相关单位环境决策提供数据支持。提升研究区域针对环境突发事件的应急效率。

6 总结

2020年江河湖泊汛情严峻，城市内涝愈发突出，新一轮的环境治理工程必将更为重视生态效益。生态适宜性评价也将在环境改造工程、城市未来建设中更为重要。然而中国气候、地形的多样性使得评价体系很难有统一的标准。工程建设中，应综合考虑区域环境要素，针对不同的地质、气候、湿度等筛选敏感因子，增强生态适宜性评价的科学性与准确性。此外，随着梅雨季节以及长江流域汛情的加剧，利用GIS、RS等平台，扩大生态适宜性评价的范围，将对区域生态环境的统筹治理提供较为科学的依据。