基于遙感的珠峰地區(qū)生態(tài)質(zhì)量氣象評(píng)價(jià)

周刊社，袁 雷，楊志剛，建 軍，劉依蘭，洪建昌，羅 珍

(1.西藏氣候中心，西藏 拉薩 850001; 2.西藏山南地區(qū)氣象局，西藏 澤當(dāng) 856000)

基于遙感的珠峰地區(qū)生態(tài)質(zhì)量氣象評(píng)價(jià)

周刊社1，袁 雷1，楊志剛1，建 軍2，劉依蘭1，洪建昌1，羅 珍1

(1.西藏氣候中心，西藏 拉薩 850001; 2.西藏山南地區(qū)氣象局，西藏 澤當(dāng) 856000)

基于中分辨率成像光譜儀(MODIS)的MOD13A3/NDVI和2009年的MCD12Q1土地覆蓋類型產(chǎn)品等衛(wèi)星資料為主要遙感數(shù)據(jù)源，結(jié)合珠穆朗瑪峰地區(qū)的5個(gè)氣象站及周圍的3個(gè)氣象站的氣溫(℃)、降水量(mm)、相對濕度(%)、風(fēng)速(m·s-1)和氣壓(Pa)等氣象要素地面觀測資料，以2010年為例，對珠穆朗瑪峰地區(qū)的濕潤指數(shù)、植被覆蓋指數(shù)、水體密度指數(shù)、土地退化指數(shù)及災(zāi)害強(qiáng)度指數(shù)進(jìn)行研究，并運(yùn)用綜合評(píng)價(jià)指數(shù)法分析該地區(qū)的生態(tài)質(zhì)量狀況。研究發(fā)現(xiàn)，衛(wèi)星資料和氣象觀測資料的綜合應(yīng)用能提高生態(tài)質(zhì)量的評(píng)價(jià)效果，綜合評(píng)價(jià)指數(shù)法從空間和時(shí)間尺度上能較好地反映生態(tài)質(zhì)量的地理分布狀況及季節(jié)變化。本方法的應(yīng)用可及時(shí)監(jiān)測珠峰地區(qū)生態(tài)質(zhì)量動(dòng)態(tài)變化，為該地區(qū)的生態(tài)功能區(qū)劃和生態(tài)環(huán)境保護(hù)規(guī)劃提供科學(xué)依據(jù)，為生態(tài)環(huán)境變化評(píng)估提供科學(xué)方法。

生態(tài)質(zhì)量氣象評(píng)價(jià)；植被覆蓋指數(shù)；土地退化指數(shù)；綜合評(píng)價(jià)指數(shù)

生態(tài)環(huán)境是人類賴以生存和發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)，良好的生態(tài)環(huán)境是社會(huì)和經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的必要條件[1]，生態(tài)環(huán)境質(zhì)量反映生態(tài)環(huán)境對人類生存及社會(huì)經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展的適宜程度，其優(yōu)劣直接影響著人們生活的舒適程度[2]。隨著現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展和人口數(shù)量的增加，人們必須從環(huán)境中索取越來越多的物質(zhì)資源，同時(shí)向環(huán)境排放大量的廢棄物，導(dǎo)致生態(tài)環(huán)境受到的壓力和脅迫越來越大，城市化和工農(nóng)業(yè)高度發(fā)展引起環(huán)境污染，不合理地開發(fā)利用自然資源造成生態(tài)環(huán)境破壞。由此而引起的森林面積減少、水土流失與荒漠化不斷加劇，水資源和大氣受到不同程度的污染，全球氣候變暖等一系列問題，致使生態(tài)環(huán)境日趨惡化[3-4]。氣候作為一種自然資源，其中的氣溫、降水、日照、風(fēng)速等發(fā)生變化對生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生著明顯的影響，也直接影響著生態(tài)質(zhì)量的變化。因此，從氣象角度來評(píng)價(jià)某區(qū)域生態(tài)質(zhì)量的優(yōu)劣及其影響具有很強(qiáng)的代表性[5]。研究表明，20世紀(jì)的100年中全球地面平均溫度增加了0.4～0.8 ℃，20世紀(jì)的升溫幅度大于過去1 000年以來任何世紀(jì)，陸地上的降水增加了2%左右，但各地區(qū)的變化并不一致[6]；1950-2000年陸地地面溫度日較差下降，夜間最低溫度的上升速度達(dá)到白天最高溫度上升速度的兩倍[7]。西藏高原由于緯度低、海拔高，與同緯度的我國東部地區(qū)氣候差異大，在全球氣候變化中有其自身特殊的演變規(guī)律，并對全球氣候變化產(chǎn)生重大影響，但也受全球氣候變化影響明顯。西藏高原呈升溫趨勢，氣溫的增長率明顯高于全國和全球，且高海拔地區(qū)季、年的平均氣溫的變化趨勢較低海拔地區(qū)升溫強(qiáng)[8]；年降水量變化大部分地區(qū)為增加趨勢，而阿里地區(qū)呈較為明顯的減少趨勢[9]，氣溫的明顯升高、降水的增加及分布不均必將影響生態(tài)質(zhì)量的變化。

珠穆朗瑪峰(以下簡稱珠峰)地區(qū)(圖1)具有海拔最高的國家級(jí)珠峰自然保護(hù)區(qū)[10-11]，同時(shí)也是氣候變化的敏感區(qū)，近期顯著的持續(xù)變暖開始于20世紀(jì)70年代末[12]。由于珠峰地區(qū)大部處在青藏高原南緣，高原獨(dú)特的大氣環(huán)流形勢以及特殊的地理位置和地勢結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，形成了特殊的氣候條件和獨(dú)特的生態(tài)環(huán)境[13]，此地脆弱的生態(tài)環(huán)境更易受到氣候變化的影響。張瑋等[14]研究認(rèn)為，人類活動(dòng)與氣候因素共同影響植被，其中人類活動(dòng)產(chǎn)生的土地利用與土地覆被變化為主導(dǎo)因素，不合理的資源利用方式造成了珠峰地區(qū)植被部分退化，氣溫變化是影響該地區(qū)植被變化的主要?dú)夂蛞蜃?。隨著珠峰地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人口數(shù)量的增加，農(nóng)業(yè)用地需求增加導(dǎo)致草地和森林面積減少，致使有些地區(qū)生態(tài)環(huán)境遭到破壞，嚴(yán)重影響著當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)安全和可持續(xù)發(fā)展。

圖1 珠峰地區(qū)及氣象站點(diǎn)位置示意

近年來，圍繞生態(tài)環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)以及評(píng)價(jià)方法研究[15-17]也開展了大量的工作，遙感資料[18-20]作為一個(gè)重要數(shù)據(jù)源也得到了較為廣泛的應(yīng)用，但綜合利用遙感資料結(jié)合氣象觀測資料監(jiān)測評(píng)價(jià)西藏高原珠峰地區(qū)生態(tài)質(zhì)量的研究甚少。本研究以遙感資料和氣象觀測資料為主要數(shù)據(jù)源，以前人提供的規(guī)范[5]和方法[21-22]為基礎(chǔ)，對珠峰地區(qū)的生態(tài)質(zhì)量氣象評(píng)價(jià)方法進(jìn)行研究，旨在為該地區(qū)生態(tài)環(huán)境監(jiān)測找到科學(xué)簡潔的評(píng)估方法，及時(shí)監(jiān)測珠峰地區(qū)的生態(tài)環(huán)境變化，為該地區(qū)生態(tài)功能區(qū)劃和生態(tài)環(huán)境保護(hù)提供科學(xué)依據(jù)。

1 數(shù)據(jù)來源

氣象資料來自西藏自治區(qū)氣候中心；災(zāi)情資料來自西藏自治區(qū)抗災(zāi)辦、民政局救災(zāi)處、各縣(市)氣象局；其他數(shù)據(jù)來自統(tǒng)計(jì)局、水利局、林業(yè)局等單位。收集2010年所有過境西藏星下點(diǎn)的MODIS數(shù)據(jù)，其中用以土地利用分類和植被覆蓋度計(jì)算的數(shù)據(jù)是采用最大值合成法生成月、年NDVI合成資料。收集整理珠峰地區(qū)的聶拉木、日喀則、江孜、拉孜、定日5個(gè)氣象站，及周圍的南木林、尼木和浪卡子3個(gè)氣象站的氣溫(℃)、降水量(mm)、相對濕度(%)、風(fēng)速(m·s-1)和氣壓(Pa)等氣象要素地面觀測日資料。

2 生態(tài)質(zhì)量氣象評(píng)價(jià)指數(shù)體系

2.1 濕潤指數(shù)

濕潤指數(shù)(K)通過式(1)來計(jì)算。

K=R/ET0

(1)

式中，R為降水量(mm·d-1)；ET0為日潛在蒸散量(mm·d-1)，利用世界糧農(nóng)組織(FAO)推薦的Penman-Menteith方程[23]計(jì)算。

(2)

式中，Δ為飽和水汽壓曲線對溫度的斜率(kPa·℃-1)；Rn為凈輻射(MJ·m-2·d-1)；G為地?zé)嵬?MJ·m-2·d-1)；γ為干濕表常數(shù)(kPa·℃-1)；Cn和Cd分別是以天為步長的彭曼公式設(shè)置常數(shù)(Cn=900，Cd=0.34)；v2為2m高處的風(fēng)速(m·s-1)；T為日平均溫度(℃)；es和ea分別為飽和水汽壓(kPa)和實(shí)際水汽壓(kPa)。

使用珠峰地區(qū)5個(gè)氣象站及周圍3個(gè)氣象站的氣象數(shù)據(jù)并結(jié)合式(2)計(jì)算各站點(diǎn)的每日潛在蒸散量，將當(dāng)月的日潛在蒸散量相加即為月潛在蒸散量。然后利用Arcgis軟件，將月潛在蒸散量和月降水量點(diǎn)數(shù)據(jù)分別通過IDW插值法轉(zhuǎn)化為面狀柵格數(shù)據(jù)，再根據(jù)式(1)計(jì)算各月的濕潤指數(shù)，12個(gè)月平均值代表年濕潤指數(shù)。

2.2 植被覆蓋指數(shù)

利用MODIS的NDVI日資料，采用最大值法生成月最大NDVI，再按式(3)計(jì)算植被覆蓋度。

(3)

式中，F(xiàn)c為植被覆蓋度；NDVImax和NDVImin分別代表研究區(qū)域的最好植被覆蓋和最差植被覆蓋的植被指數(shù)，即茂盛植被覆蓋區(qū)和裸地的NDVI值，NDVI為被計(jì)算的地塊或像元點(diǎn)的植被指數(shù)。利用Arcgis軟件處理疊加合成月的NDVI圖像，計(jì)算出各月的植被覆蓋度，12個(gè)月平均值代表年植被覆蓋度。

用式(4)計(jì)算一個(gè)評(píng)價(jià)單元(研究區(qū))內(nèi)的植被覆蓋指數(shù)。

P=∑Pvi×Avi/A

(4)

式中，P為植被覆蓋指數(shù)；Pvi為像元植被覆蓋度；Avi為像元植被覆蓋率，等于Pvi的像元面積；A為評(píng)價(jià)單元的總面積。

2.3 水體密度指數(shù)

用式(5)計(jì)算一個(gè)評(píng)價(jià)單元(研究區(qū))內(nèi)的水體密度指數(shù)(W)。

W=AW/A

(5)

式中，AW為評(píng)價(jià)單元(研究區(qū))內(nèi)的水域面積，A為評(píng)價(jià)單元的總面積。

2.4 土地退化指數(shù)

本研究對珠峰地區(qū)多年的降水量、氣溫年較差[11]、年大風(fēng)日數(shù)以及坡度4個(gè)指標(biāo)進(jìn)行分析，根據(jù)各自特征運(yùn)用IDW內(nèi)插法將點(diǎn)狀數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為面狀柵格數(shù)據(jù)，并進(jìn)行屬性同一化處理，然后根據(jù)侵蝕程度進(jìn)行輕度、中度和重度分級(jí)。結(jié)合屬性同一化分級(jí)處理后的土地覆蓋類型柵格數(shù)據(jù)，分別賦權(quán)重進(jìn)行計(jì)算。最后根據(jù)不同侵蝕程度面積利用式(6)計(jì)算土地退化指數(shù)，綜合表征該地區(qū)土地退化狀況。

土地退化指數(shù)=(0.05×輕度侵蝕面積+0.25×中度侵蝕面積+0.7×重度侵蝕面積)/區(qū)域面積

(6)

2.5 災(zāi)害強(qiáng)度指數(shù)

災(zāi)害強(qiáng)度指數(shù)(DIS)用公式(7)計(jì)算。

DIS=∑(Si)

(7)

式中，Si為各災(zāi)害因子指數(shù)，Si=(0.1×輕度災(zāi)害面積+0.3×中度災(zāi)害面積+0.6×重度災(zāi)害面積+1.0×毀滅性災(zāi)害面積)/區(qū)域面積。

3 綜合評(píng)價(jià)模型

對生態(tài)質(zhì)量進(jìn)行評(píng)價(jià)的方法有很多，如質(zhì)量評(píng)分分級(jí)法、指數(shù)評(píng)價(jià)法、模糊評(píng)價(jià)法、主成分分析法和人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)評(píng)價(jià)法等，因指數(shù)評(píng)價(jià)法更能體現(xiàn)出生態(tài)環(huán)境的綜合性、整體性和層次性，故本研究采用生態(tài)質(zhì)量綜合評(píng)價(jià)指數(shù)法來評(píng)價(jià)生態(tài)質(zhì)量的好壞。根據(jù)評(píng)價(jià)單元各單項(xiàng)評(píng)價(jià)指數(shù)值及各單項(xiàng)指數(shù)權(quán)重值，采用加權(quán)求和方法計(jì)算綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)值(P)，用公式(8)表示如下：

(8)

式中，Pi為i區(qū)域(像元點(diǎn))的生態(tài)質(zhì)量氣象評(píng)價(jià)指標(biāo)，為該區(qū)域的生態(tài)質(zhì)量綜合評(píng)價(jià)指數(shù)乘以100；Wij為i區(qū)域第j項(xiàng)指數(shù)的權(quán)重值；Yij為i區(qū)域第j項(xiàng)指數(shù)值。

生態(tài)質(zhì)量綜合評(píng)價(jià)指數(shù)=濕潤指數(shù)×0.25+植被覆蓋指數(shù)×0.47+水體密度指數(shù)×0.15+(1-土地退化指數(shù))×0.09+(1-災(zāi)害指數(shù))×0.04

(9)

利用Arcgis軟件，將濕潤指數(shù)、植被覆蓋指數(shù)、水體密度指數(shù)、土壤退化指數(shù)和災(zāi)害強(qiáng)度指數(shù)的柵格數(shù)據(jù)，按照式(9)確定的各指數(shù)權(quán)重進(jìn)行加權(quán)綜合計(jì)算，得出綜合評(píng)價(jià)指數(shù)值柵格圖。根據(jù)生態(tài)質(zhì)量氣象綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)值將生態(tài)質(zhì)量劃分成5級(jí)：Ⅰ級(jí)為100～70(優(yōu))，Ⅱ級(jí)為70～55(良好)，Ⅲ級(jí)為55～30(一般)，Ⅳ級(jí)為30～15(較差)，Ⅴ級(jí)為15～0(差)，最后輸出綜合評(píng)價(jià)圖。

4 珠峰地區(qū)生態(tài)質(zhì)量氣象評(píng)價(jià)分析

4.1 珠峰地區(qū)濕潤指數(shù)和植被覆蓋指數(shù)分布

濕潤指數(shù)和植被覆蓋指數(shù)是反映該地區(qū)生態(tài)質(zhì)量好壞的主要指標(biāo)。由濕潤指數(shù)分布(圖2)可見，2010年珠峰地區(qū)濕潤指數(shù)高值區(qū)主要分布在聶拉木縣和吉隆縣，中值區(qū)位于定結(jié)縣、崗巴縣和定日縣大部，低值區(qū)大多處在其他縣?？傮w上，大部分地區(qū)年均濕潤指數(shù)比較低，是由于珠峰地區(qū)降水主要集中在5-9月，其他時(shí)段降水少，年降水在時(shí)間上分布極為不均的緣故。珠峰地區(qū)絕大部分區(qū)域年平均植被覆蓋指數(shù)在0.4以下，且高值區(qū)主要分布在南部邊緣的低海拔地區(qū)，低值區(qū)主要分布在山麓北坡和南部常年冰雪覆蓋的高山上(圖 3)；東部沿雅魯藏布江的主要農(nóng)區(qū)植被覆蓋度屬中等偏低水平，且多呈斑塊狀分布。這些分布規(guī)律與當(dāng)?shù)氐臍夂颉⒑０?、坡度、土地利用狀況均有密切關(guān)系。

4.2 珠峰地區(qū)土地退化指數(shù)分布

珠峰地區(qū)土壤退化程度的主要決定自然因素為水力侵蝕、凍融侵蝕和風(fēng)力侵蝕，其中，中度水力侵蝕占到水力侵蝕總面積的91.1%，輕度凍融侵蝕占到凍融侵蝕總面積的96.3%，輕度和中度風(fēng)力侵蝕分別占風(fēng)力侵蝕總面積的42.1%和43.7%(表1)。重度重力侵蝕所占重力侵蝕的比例非常大，與該地區(qū)的地形坡度大有關(guān)；土地利用造成的工程侵蝕是區(qū)域土壤侵蝕最活躍的影響因素之一，其結(jié)果可以通過土地利用結(jié)構(gòu)的變化來體現(xiàn)，該地區(qū)輕度工程侵蝕所占工程侵蝕的比例較大，重度工程侵蝕也達(dá)到了較高的比例。

4.3 珠峰地區(qū)各縣生態(tài)質(zhì)量綜合評(píng)價(jià)

在吉隆縣、聶拉木縣、定日縣、定結(jié)縣的低海拔地區(qū)，植被覆蓋指數(shù)隨季節(jié)的變化不明顯，主要因?yàn)檫@些地區(qū)基本上以森林和灌叢植被為主，影響這些地方不同季節(jié)生態(tài)質(zhì)量的主要因素是濕潤指數(shù)，而其余地區(qū)影響生態(tài)質(zhì)量的主要因素是植被覆蓋指數(shù)的季節(jié)性變化和濕潤指數(shù)隨降水量的旱季與雨季變化。從地理空間位置上，從最西邊的吉隆縣到最東邊的江孜縣生態(tài)質(zhì)量呈逐漸變差趨勢。其中吉隆 縣、聶拉木縣和日喀則市生態(tài)質(zhì)量最好，康馬縣、崗巴縣、定結(jié)縣和定日縣生態(tài)質(zhì)量最差。從時(shí)間尺度上來講，各縣生態(tài)質(zhì)量7月最好，其中各縣80.2%以上面積為一般及以上等級(jí)，但良和優(yōu)面積總共僅占0.7%～19.8%；10月表現(xiàn)較差，1月和4月最差(表2)，這與珠峰地區(qū)氣溫和雨季變化有關(guān)。7月份當(dāng)?shù)靥幵谟隉嵬镜闹衅?，降水比較頻繁，增加了當(dāng)?shù)氐目諝鉂穸群退w面積，同時(shí)植被正處在旺盛生長季節(jié)，茂盛的分枝和葉片保持了高的植被覆蓋度；10月份雨季基本結(jié)束，森林和草本植物逐漸進(jìn)入枯黃期，但還沒有完全落葉，這段時(shí)間空氣濕度、水體面積和植被覆蓋度能得到一定的保持；而珠峰地區(qū)1月和4月處在干旱季節(jié)，水分蒸發(fā)加大，水體面積縮小，且植物大部分已經(jīng)落葉，植被覆蓋度處在最低階段，導(dǎo)致此時(shí)生態(tài)質(zhì)量最差?？傮w上來看，全年各縣有63.7%～97.2%的區(qū)域生態(tài)質(zhì)量表現(xiàn)為一般，且大部分時(shí)間生態(tài)質(zhì)量處在較差等級(jí)，存在著明顯限制人類生存的因素。

圖2 2010年珠峰地區(qū)濕潤指數(shù)分布

圖3 2010年珠峰地區(qū)植被覆蓋指數(shù)分布

侵蝕等級(jí)Erosionclassification侵蝕類型Erosiontype水力Water凍融Freeze-thaw風(fēng)蝕Wind重力Gravity工程Engineering輕度侵蝕Veryslighterosion3.196.342.10.777.3中度侵蝕Slighterosion91.13.743.70.00.4重度侵蝕Severeerosion5.80.014.299.322.3

表2 各縣2010年不同月份不同等級(jí)生態(tài)質(zhì)量面積比例分布

4.4 珠峰地區(qū)整體生態(tài)質(zhì)量綜合評(píng)價(jià)

在年尺度上，珠峰地區(qū)的生態(tài)質(zhì)量優(yōu)劣主要表現(xiàn)為一般，約占珠峰地區(qū)面積的82.3%；生態(tài)質(zhì)量較差的地區(qū)主要分布在珠峰地區(qū)中部和南部的定日縣、定結(jié)縣、薩迦縣、崗巴縣和康馬縣境內(nèi)，多為植被稀疏的高山，約占珠峰地區(qū)總面積的16.9%；良好等級(jí)有極少量斑塊狀分布，主要散布在西藏南部邊緣植被覆蓋較好的低海拔原始森林或灌叢區(qū)，約占珠峰地區(qū)總面積的0.8%(圖4)。整個(gè)珠峰地區(qū)的生態(tài)質(zhì)量7月份明顯好于10月份，10月份好于1月份和4月份。

圖4 2010年珠峰地區(qū)生態(tài)質(zhì)量氣象評(píng)價(jià)分布

5 討論與結(jié)論

根據(jù)2010年珠峰地區(qū)的生態(tài)質(zhì)量評(píng)價(jià)結(jié)果，從地理空間位置上來講，生態(tài)質(zhì)量從最西邊的吉隆縣到最東邊的江孜縣呈逐漸變差趨勢，其中吉隆縣、聶拉木縣和日喀則市生態(tài)質(zhì)量最好，康馬縣、崗巴縣、定結(jié)縣和定日縣生態(tài)質(zhì)量最差；從時(shí)間尺度上來講，各縣生態(tài)質(zhì)量7月最好，10月次之，1月和4月最差。綜合指數(shù)的評(píng)價(jià)結(jié)果與實(shí)際調(diào)查相符程度高，能如實(shí)反映珠峰地區(qū)生態(tài)質(zhì)量的地理分布和時(shí)間變化情況。此研究可為不同區(qū)域和不同時(shí)間尺度生態(tài)質(zhì)量對比研究提供科學(xué)方法，從而可以及時(shí)監(jiān)測不同地區(qū)的生態(tài)質(zhì)量分布和變化情況。

珠峰地區(qū)南部谷底生長著山地亞熱帶常綠闊葉林和山地暖溫帶針闊葉混交林，這些植被常年保持著較高的植被覆蓋度，高山上發(fā)育的草甸植被覆蓋度會(huì)隨著季節(jié)的變化而變化，濕潤指數(shù)也隨季節(jié)變化明顯。山脈北翼的大陸性高原氣候決定著發(fā)育成的半干旱灌叢到高山寒凍草甸植被覆蓋比較差，且季節(jié)變化明顯，導(dǎo)致生態(tài)質(zhì)量也較差。這些分布情況與橫貫于南部的喜馬拉雅山脈對印度洋暖濕氣流具有很強(qiáng)的阻擋作用有關(guān)，在植被覆蓋度監(jiān)測和生態(tài)質(zhì)量監(jiān)測圖中可以得到較為準(zhǔn)確的反映。調(diào)研發(fā)現(xiàn)，在海拔4 700 m左右的局部地區(qū)農(nóng)牧民將草地開墾為農(nóng)田[24]，挖草地壘墻和蓋房等，破壞了地表的植被，并最終導(dǎo)致部分土地沙化嚴(yán)重，這種情況在MODIS遙感資料監(jiān)測中很難發(fā)現(xiàn)。對于較小范圍的監(jiān)測，MODIS遙感數(shù)據(jù)存在空間分辨率較粗等缺陷和不足，對于人為破壞、改變土地利用方式、嚴(yán)重退化地區(qū)可以采用高空間分辨率的遙感影像進(jìn)一步分析。

本研究中的濕潤指數(shù)、植被覆蓋指數(shù)、水體密度指數(shù)、土地退化指數(shù)和災(zāi)害強(qiáng)度指數(shù)單一作為生態(tài)質(zhì)量氣象評(píng)價(jià)指數(shù)也能反應(yīng)該地區(qū)的生態(tài)質(zhì)量情況，但具有一定的片面性；生態(tài)質(zhì)量綜合評(píng)價(jià)指數(shù)的使用令評(píng)價(jià)結(jié)果更具有科學(xué)性和代表性。同時(shí)，采用遙感衛(wèi)星資料對植被覆蓋、土地利用、水體密度等進(jìn)行信息提取，具有客觀、宏觀、經(jīng)濟(jì)、快速等優(yōu)點(diǎn)，適用于生態(tài)質(zhì)量的長期動(dòng)態(tài)監(jiān)測。

研究發(fā)現(xiàn)，利用衛(wèi)星資料和氣象資料結(jié)合的氣象評(píng)價(jià)方法對珠峰地區(qū)生態(tài)質(zhì)量具有很好的監(jiān)測作用，數(shù)據(jù)來源廣泛，綜合性強(qiáng)，能如實(shí)反映實(shí)際情況，為以后遙感監(jiān)測無人區(qū)、自然保護(hù)區(qū)生態(tài)質(zhì)量現(xiàn)狀和變化情況提供了較為科學(xué)可靠的方法和技術(shù)。由于遙感數(shù)據(jù)易受到云、天氣等原因的干擾，從遙感數(shù)據(jù)提取的各種生態(tài)環(huán)境因子信息有一定誤差，采用何種遙感數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)處理方法仍需進(jìn)一步研究。

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(責(zé)任編輯 武艷培)

Meteorological evaluation of ecological quality in Mt. Qomolangma region based on satellite data

ZHOU Kan-she1, YUAN Lei1, YANG Zhi-gang1, JIAN Jun2,LIU Yi-lan1, HONG Jian-chang1, LUO Zhen1

(1.Tibet Climate Center, Lhasa 850001, China; 2.Shannan Meteorological Bureau, Tesdang 856000, China)

The present study evaluated the ecological quality of Mt. Qomolangma region in 2010 by establishing the composite index of meteorological evaluation. Five indices including humidity, vegetation coverage, water bodies density, soil degradation and disaster were calculated based on the combined EOS/MODIS satellite data and meteorological data which included satellite data of MOD13A3 in 2010 and MCD12Q1 in 2009 and atmospheric temperature (℃), precipitation (mm), relative humidity (%), wind speed(m·s-1) and pressure (Pa) in 2010 collected from 5 stations in Mt. Qomolangma region and 3 stations surrounding the region. The results showed that composite index of meteorological evaluation can improve the efficiency of the ecological quality evaluation and well describe ecological quality of Mt. Qomolangma region from both geographical distribution and dynamics which can be used to monitor the dynamics of ecological environment. The application of this method could provide a useful tool for scientific evaluation of environmental changes and conduct a scientific basis for ecological function division and ecological environment protection in this region.

meteorological evaluation of ecological quality; vegetation coverage index; soil degradation index; comprehensive evaluation index

YANG Zhi-gang E-mail:tibetygz@126.com

10.11829j.issn.1001-0629.2013-0466

2013-08-14 接受日期：2014-02-22

國家自然科學(xué)基金(41165011)；珠穆朗瑪峰自然保護(hù)區(qū)生態(tài)質(zhì)量衛(wèi)星氣象評(píng)價(jià)系統(tǒng)集成(GMAGJ2012M46)；西藏氣象局局設(shè)項(xiàng)目《藏北草原牧草生長預(yù)測及產(chǎn)草量預(yù)報(bào)模型研究》

周刊社(1977-)，男，陜西周至人，工程師，碩士，主要從事生態(tài)與農(nóng)牧業(yè)氣象研究。E-mail:zhoukanshe@163.com

楊志剛(1962-)，男(藏族)，云南迪慶州人，高級(jí)工程師，本科，主要從事高原氣候、衛(wèi)星遙感應(yīng)用研究。 E-mail:tibetygz@126.com

S181;S127

A

1001-0629(2014)06-1014-08*1