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      遙感解析寧夏十年生態(tài)建設(shè)狀況

      2016-10-31 08:56:45閆維東王耀宗
      甘肅科技 2016年6期
      關(guān)鍵詞:特征分析格局矢量

      閆維東,王耀宗

      (寧夏環(huán)境監(jiān)測(cè)中心站,寧夏 銀川 750011)

      遙感解析寧夏十年生態(tài)建設(shè)狀況

      閆維東,王耀宗

      (寧夏環(huán)境監(jiān)測(cè)中心站,寧夏銀川750011)

      以2000年2005年和2010年3個(gè)時(shí)間點(diǎn),以寧夏生態(tài)系統(tǒng)構(gòu)成和格局評(píng)估的數(shù)據(jù)源和土地覆被分類矢量數(shù)據(jù)及由矢量數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換的各年柵格數(shù)據(jù)為依據(jù),對(duì)各類型生態(tài)系統(tǒng)構(gòu)成與比例變化進(jìn)行分析,通過生態(tài)系統(tǒng)類型轉(zhuǎn)換特征及生態(tài)系統(tǒng)格局特征分析與評(píng)價(jià),證實(shí)生態(tài)建設(shè)工程效果顯著。

      環(huán)境工程;遙感解析;生態(tài)建設(shè)工程;效果

      1 概述

      寧夏投入大量財(cái)力、人力和精力進(jìn)行生態(tài)修復(fù)工程建設(shè)[1,5],建設(shè)效果未有科學(xué)數(shù)據(jù)佐證。本文擬通過生態(tài)系統(tǒng)構(gòu)成格局10年變化遙感調(diào)查與評(píng)估[6],結(jié)合遙感、地面調(diào)查、以及生態(tài)系統(tǒng)長(zhǎng)期研究網(wǎng)絡(luò)多年觀測(cè)數(shù)據(jù),調(diào)查與評(píng)價(jià)寧夏陸地生態(tài)系統(tǒng)類型、分布、比例與空間格局及其10年來的變化,建立指標(biāo)體系,以一級(jí)生態(tài)構(gòu)成系統(tǒng)相互轉(zhuǎn)化特征進(jìn)行分析比較,獲得寧夏生態(tài)系統(tǒng)變化趨勢(shì),證明以退耕還林(草)、生態(tài)移民、防沙治沙和濕地恢復(fù)為主的寧夏生態(tài)建設(shè)工程成效。

      2 內(nèi)容

      確定2000年2005年和2010年3個(gè)時(shí)間點(diǎn),通過生態(tài)系統(tǒng)類型與分布[7]、各類型生態(tài)系統(tǒng)構(gòu)成與比例變化、生態(tài)系統(tǒng)類型轉(zhuǎn)換特征分析與評(píng)價(jià)、生態(tài)系統(tǒng)格局特征分析與評(píng)價(jià),分析不同生態(tài)系統(tǒng)類型在空間上的分布與配置、數(shù)量上比例等狀況,判定陸地生態(tài)系統(tǒng)類型、分布、比例與空間格局[8],得到各類型生態(tài)系統(tǒng)相互轉(zhuǎn)化趨勢(shì)。

      3 指標(biāo)體系

      生態(tài)系統(tǒng)格局評(píng)價(jià)指標(biāo)體系,見表1。

      4 數(shù)據(jù)來源

      生態(tài)系統(tǒng)構(gòu)成和格局評(píng)估的數(shù)據(jù)源主要是“全國(guó)生態(tài)環(huán)境10年變化(2000-2010年)遙感調(diào)查與評(píng)估”項(xiàng)目實(shí)施管理組統(tǒng)一下發(fā)的生態(tài)遙感解譯數(shù)據(jù),包括2000年、2005年和2010年三期寧夏土地覆被分類矢量數(shù)據(jù)及由矢量數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換的各年柵格數(shù)據(jù)。應(yīng)用GIS技術(shù)以及景觀結(jié)構(gòu)分析軟件FRAGSTATS4.1分析NP和MPS。生態(tài)系統(tǒng)類型圖矢量數(shù)據(jù)在ARCGIS平臺(tái)下進(jìn)行統(tǒng)計(jì)獲取。

      表1 生態(tài)系統(tǒng)格局及變化評(píng)價(jià)指標(biāo)

      5 技術(shù)方法

      5.1生態(tài)系統(tǒng)類型與分布

      依據(jù)技術(shù)規(guī)范中生態(tài)系統(tǒng)的三級(jí)分類體系,利用地理信息系統(tǒng)軟件對(duì)寧夏2000年、2005年和2010年三期土地覆被分類數(shù)據(jù)進(jìn)行重分類和統(tǒng)計(jì)分析,形成寧夏全區(qū)3個(gè)研究期的一級(jí)生態(tài)系統(tǒng)類型空間分布圖和屬性數(shù)據(jù)庫。每個(gè)生態(tài)系統(tǒng)類型面積為生態(tài)系統(tǒng)類型矢量數(shù)據(jù)屬性表中Area字段所對(duì)應(yīng)數(shù)值合計(jì)而得。

      5.2各類型生態(tài)系統(tǒng)構(gòu)成與比例變化

      對(duì)一級(jí)生態(tài)系統(tǒng)構(gòu)成進(jìn)行分析,面積比例為某類型面積/全部類型總面積,成果統(tǒng)計(jì)見表2。2000-2010年10年間,各類型面積均有不同程度的變化,耕地變化最明顯,灌叢、草地和濕地持續(xù)增加,整體生態(tài)構(gòu)成趨于穩(wěn)定。

      表2 寧夏生態(tài)系統(tǒng)一級(jí)類型構(gòu)成特征

      5.3生態(tài)系統(tǒng)類型轉(zhuǎn)換特征分析與評(píng)價(jià)

      利用ArcGIS軟件進(jìn)行2000-2005年、2005-2010年、2000-2010年生態(tài)系統(tǒng)類型轉(zhuǎn)換特征分析,分別得到寧夏生態(tài)類型一級(jí)分類變化圖和二級(jí)分類變化結(jié)果,見表3。

      表3 一級(jí)生態(tài)系統(tǒng)分布與構(gòu)成轉(zhuǎn)移矩陣(km2)

      生態(tài)系統(tǒng)類型轉(zhuǎn)移比例矩陣,計(jì)算過程與生態(tài)系統(tǒng)構(gòu)成變化分析相似。2000-2010年寧夏生態(tài)系統(tǒng)類型相互轉(zhuǎn)化強(qiáng)度見表4。

      表4 一級(jí)生態(tài)系統(tǒng)類型相互轉(zhuǎn)化強(qiáng)度(%)

      對(duì)土地覆被類型定級(jí)后,進(jìn)行土地覆被類型變化前后級(jí)別相減,如果為正值則表示覆被類型轉(zhuǎn)好,反之表示覆被類型轉(zhuǎn)差。操作過程中,首先為每類生態(tài)系統(tǒng)按分級(jí)賦值,按指標(biāo)計(jì)算類型相互轉(zhuǎn)化強(qiáng)度,2000-2010年寧夏生態(tài)系統(tǒng)類型相互轉(zhuǎn)化強(qiáng)度見表5~6。

      表5 生態(tài)系統(tǒng)類型分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)

      表6 一級(jí)生態(tài)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)類型相互轉(zhuǎn)化強(qiáng)度(%)

      10年間各類型間有一定的轉(zhuǎn)換變化,前5年各生態(tài)類型相互轉(zhuǎn)化較大,后5年逐漸趨緩,生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)趨于穩(wěn)定,生態(tài)環(huán)境有一定程度的恢復(fù)。

      5.4生態(tài)系統(tǒng)格局特征分析與評(píng)價(jià)

      2000年、2005年、2010年寧夏一級(jí)生態(tài)系統(tǒng)景觀格局[9]特征結(jié)果見表7~8。

      表7 一級(jí)生態(tài)系統(tǒng)類斑塊平均面積(ha)

      表8 一級(jí)生態(tài)系統(tǒng)景觀格局特征及其變化

      10年間,寧夏全區(qū)生態(tài)系統(tǒng)一級(jí)類型景觀中農(nóng)田景觀呈破碎化趨勢(shì),草地及灌叢、森林的類斑塊平均面積的變化趨勢(shì)顯示為其類斑塊平均面積先增后減總體增加,濕地、城鎮(zhèn)和荒漠類斑塊平均面積逐漸增大,反映出寧夏一級(jí)生態(tài)系統(tǒng)中其相應(yīng)的景觀結(jié)構(gòu)完整性趨于持續(xù)增加,景6結(jié)論

      觀呈聚集趨勢(shì)。

      寧夏全區(qū)不同類型生態(tài)系統(tǒng)空間分布不均勻,地域特征明顯;生態(tài)系統(tǒng)構(gòu)成以農(nóng)田和草地為主,10年間耕地面積變化明顯,較大部分轉(zhuǎn)化為林地和草地,荒漠面積持續(xù)減少,全區(qū)濕地各生態(tài)類型面積穩(wěn)中有升。各生態(tài)系統(tǒng)類型轉(zhuǎn)換特征明顯,生態(tài)系統(tǒng)整體景觀格局復(fù)雜性下降,景觀呈緩慢聚集,結(jié)構(gòu)完整性增加,破碎度下降。生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)趨于穩(wěn)定,生態(tài)環(huán)境有一定程度恢復(fù),呈良性發(fā)展趨勢(shì)。表明,寧夏退耕還林還草工程、生態(tài)移民工程以及防沙治沙工程等生態(tài)建設(shè)工程效果顯著。

      [1]李愛平.寧夏生態(tài)建設(shè)成效及健全生態(tài)補(bǔ)償機(jī)制的對(duì)策[J].現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技,2011(19):323-324.

      [2]丁麗政,李衛(wèi)忠,何婧娜.寧夏三北防護(hù)林建設(shè)成效與問題研究[J].西北林學(xué)院學(xué)報(bào),2008,23(04):228-232.

      [3]蒲文成,徐蓮生.寧夏生態(tài)移民調(diào)查報(bào)告[D].青海省人民政府參事室,2011,2.

      [4]張勛瑞,何志善.寧夏南部山區(qū)退耕還林成效及后續(xù)產(chǎn)業(yè)研究[J].西北水力發(fā)電,2006(8):1018-1023.

      [5]桑敏蘭.論寧夏“生存移民”向“生態(tài)移民”的戰(zhàn)略轉(zhuǎn)變[J].生態(tài)經(jīng)濟(jì),2004(1):86-91.

      [6]尹曉煜.遙感技術(shù)在水庫生態(tài)環(huán)境影響評(píng)價(jià)中的應(yīng)用[J].山西水利,2005(1):86-88.

      [7]陳敏健.遙感技術(shù)在環(huán)境監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用和發(fā)展前景[J].中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品,2011,(130):6-7.

      [8]田維淵.雅安市生態(tài)環(huán)境遙感動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)及景觀格局變化分析[D].碩士畢業(yè)論文,2009,6.

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