面向生态环境健康评价的自适应指标约简模型构建

生态环境健康是指生态系统在人类活动干扰下维持其组织结构、自我协调和对胁迫的恢复能力。健康的生态环境是人类活动的重要物质基础，对人类生产生活至关重要。然而，随着气候变化与人类社会的高速发展，生态环境各方面都遭到了不同程度的破坏。中国也面临着一系列严重的生态环境健康问题。随着中国大力推行和实施一系列有关于生态环境保护政策，生态环境问题已有明显改善。为了巩固现有成果并继续推进中国环境保护治理工作，对于不同地区的生态环境健康状况进行统一评估和比较是十分有必要的，以便了解和识别不同区域生态的健康状况、变化以及仍存在的生态环境问题，为后续推进和改善相关国家政策和措施打下基础。综合指标体系模型是国内外最为广泛应用的评价方法，然而，如何构建不同地区通用、普适性强的指标体系，如何从众多繁杂的指标通过客观、科学的方法自动筛选出能表征区域特点的重要指标是目前所面临的难点。

针对上述问题，本文首先以压力-状态-响应模型（Pressure- State- Response，PSR）和生态层次网络模型（Ecological Hierarchy Network，EHN）为基础，结合两者优势从因果关系和生态层次结构出发，梳理生态系统内外影响、反映生态系统健康状况的因素，从地理大数据中选择合适的数据产品加以表征，构建一个适用于不同区域、普适性强的生态健康评价指标网状体系。其次，提出了基于优劣解距离法（Technique for Order Preference by Similarity to Ideal Solution，TOPSIS）的同类指标层约简和基于目标优化理论与最大化偏差模型的指标层约简相结合的两段式自适应指标约简模型，实现了评价指标的自动选择和权重计算，最大限度地减少最终综合评价结果所受到的主观影响，以适宜、合理的多维数据模式反映区域的生态环境健康状况。结合两者完成面向生态环境健康评价的自适应指标约简模型的构建，应用于云南、福建、京津冀、陕西、湖北、新疆和吉林7个生态环境迥异区域的2001—2021年生态环境健康评价。

生态环境健康评价指标体系

研究结果表明：① 利用两段式自适应指标约简模型所筛选出的中选指标可以较好地体现不同地区生态系统特点，中选指标中权重靠前的指标被较多文献应用于各地区指标体系构建，说明所构建的指标体系和两段式自适应指标约简模型具有较好的普适性和合理性，有效避免了人为指标体系构建的主观性；② 7个地区生态环境健康状况的空间分布和时间变化趋势符合实际情况，并且能与现有的文献、资料进行互相印证，从侧面证实了本文所提出模型的有效性。本文所提出的模型可为其他领域指标体系构建和筛选提供参考，也为大范围不同区域的生态环境健康评价提供方法支撑。

各区域21年的EHCI均值空间分布情况

汪小钦  陈建辉

福州大学数字中国研究院（福建）研究员，现任卫星空间信息技术综合应用国家地方联合工程研究中心主任。主要从事环境与资源遥感、GIS应用建模等研究。先后主持十余多项国家级、省级和国际合作项目，包括科技部科技支撑项目课题、国家重点研发计划子课题、国家863计划课题等。

福州大学数字中国研究院（福建）硕士研究生，主要研究方向为环境与自然资源遥感。E-mail: [email protected]