安徽省“十二五”期間生態(tài)功能區(qū)生態(tài)功能評(píng)價(jià)

徐 升, 錢貞兵

安徽省環(huán)境監(jiān)測(cè)中心站，安徽合肥 230071)

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安徽省“十二五”期間生態(tài)功能區(qū)生態(tài)功能評(píng)價(jià)

徐 升, 錢貞兵

安徽省環(huán)境監(jiān)測(cè)中心站，安徽合肥 230071)

[目的]運(yùn)用遙感技術(shù)評(píng)價(jià)"十二五"期間安徽省生態(tài)功能區(qū)生態(tài)環(huán)境功能。[方法]利用2011～2015年安徽省水土保持生態(tài)功能區(qū)遙感影像，獲取土地利用類型解譯數(shù)據(jù)，結(jié)合地面調(diào)查和統(tǒng)計(jì)資料，依據(jù)生態(tài)功能區(qū)生態(tài)功能評(píng)價(jià)系統(tǒng)對(duì)安徽省“十二五”期間生態(tài)功能區(qū)生態(tài)功能狀況進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)與評(píng)價(jià)。[結(jié)果]2015年潛山縣、太湖縣、岳西縣、金寨縣、霍山縣、石臺(tái)縣的生態(tài)環(huán)境功能指數(shù)為75.34～81.83，生態(tài)功能等級(jí)均為優(yōu)?！笆濉笔寄┫啾?，岳西縣的生態(tài)功能變化度為略微變好，其余5個(gè)縣均為無明顯變化。[結(jié)論]安徽省生態(tài)功能區(qū)縣域自然生態(tài)優(yōu)越，生態(tài)系統(tǒng)承載力高，生態(tài)功能穩(wěn)定，自我調(diào)節(jié)能力強(qiáng)。

遙感；生態(tài)功能；評(píng)價(jià)；安徽省

2010年，國務(wù)院發(fā)布了《全國主體功能區(qū)規(guī)劃》，將國土空間劃分為優(yōu)先開發(fā)區(qū)、重點(diǎn)開發(fā)區(qū)、限制開發(fā)區(qū)及禁止開發(fā)區(qū)4類，并列出了25個(gè)國家重點(diǎn)生態(tài)功能區(qū)作為限制開發(fā)的重要組成部分，確定了每個(gè)重點(diǎn)生態(tài)功能區(qū)包括的縣域，安徽有6個(gè)縣在列，分別是潛山縣、太湖縣、岳西縣、金寨縣、霍山縣和石臺(tái)縣，皆為大別山水土保持生態(tài)功能區(qū)的土壤保持功能類型[1]。筆者對(duì)2011～2015年安徽省生態(tài)功能區(qū)的生態(tài)功能進(jìn)行動(dòng)態(tài)評(píng)價(jià)，監(jiān)測(cè)和評(píng)價(jià)生態(tài)功能區(qū)生態(tài)功能的保護(hù)力度和變化趨勢(shì)，以期為推進(jìn)主體功能區(qū)劃和生態(tài)文明建設(shè)提供決策支持。

1　材料與方法

1.1研究區(qū)概況

安徽省6個(gè)生態(tài)功能縣位于省域西南，6縣總面積為13 457 km2，地貌類型以丘陵山地為主，森林覆蓋率高，耕地少，河網(wǎng)不發(fā)達(dá)，水庫坑塘少，區(qū)域內(nèi)建設(shè)用地和未利用地很少，生物資源豐富，氣候類型為熱帶濕潤季風(fēng)氣候。

1.2土地利用類型遙感影像解譯

1.2.1遙感影像數(shù)據(jù)。2011年土地利用覆蓋類型遙感解譯應(yīng)用的衛(wèi)星數(shù)據(jù)源為3景Landsat 5 TM影像，空間分辨率為30 m；2012年運(yùn)用的衛(wèi)星數(shù)據(jù)為25景ZY-1 02C P/MS影像，空間分辨率為10 m；2013～2015年運(yùn)用的衛(wèi)星數(shù)據(jù)為3景Landsat 8 OLI影像，空間分辨率為15 m。

1.2.2遙感影像處理[2-4]。

1.2.2.1幾何校正。衛(wèi)星攝取的原始影像由于受系統(tǒng)性和非系統(tǒng)性的影響，有較大的幾何形變。幾何校正的目的就是糾正這些因素引起的畸變。該研究對(duì)每景影像選取30～50個(gè)地面控制點(diǎn)進(jìn)行幾何精校正，將誤差控制在半個(gè)象元左右。

1.2.2.2影像多波段合成與融合。彩色合成影像能顯示較豐富的地物信息或突出某一方面的信息，有利于多波段圖像的解譯[2]。將影像的特定波段分別賦紅、綠、藍(lán)，合成后的信息量大，波段之間的相關(guān)性小，可以達(dá)到較好的解譯效果，突出豐富的地物信息，包括水體、植被、土壤、城區(qū)、山區(qū)、平原及線形特征等。Landsat 8 OLI還需要進(jìn)行全色波段和多光譜的融合，以獲取色彩信息豐富且空間分辨率高的彩色合成影像。

1.2.3遙感解譯分類體系。土地分類采用全國三級(jí)分類系統(tǒng)：一級(jí)分為6類，二級(jí)分為25個(gè)類型，耕地根據(jù)地形特征進(jìn)行三級(jí)劃分，即進(jìn)一步劃分為平原、丘陵、山區(qū)和坡度大于25°的耕地。

1.2.4遙感解譯方法與要求。由于當(dāng)前自動(dòng)解譯軟件系統(tǒng)局限性大，難以滿足所需土地利用類型數(shù)據(jù)精度和準(zhǔn)確度的評(píng)價(jià)要求，故2011～2015年用地類型信息識(shí)別采用基于人工智能的綜合解譯技術(shù)，以專家判讀為主，利用GIS的空間分析功能進(jìn)行多影像對(duì)比分析，綜合運(yùn)用直接判讀法、對(duì)比分析法、信息復(fù)核法和綜合推理法等方法判讀。地類圖斑矢量化則采用人工目視線劃方式開展。

判讀提取目標(biāo)地物的最小單元的方法是依據(jù)區(qū)域生態(tài)環(huán)境狀況評(píng)價(jià)尺度，結(jié)合人眼識(shí)別最小地物的限制，確定遙感影像上大于90 m×90 m的面狀地物地類和大于60 m×120 m的線性地物地類。地類圖斑線劃描跡精度應(yīng)小于2個(gè)象元，且線形圓潤。

1.2.5遙感解譯成果。按照解譯精度要求，對(duì)2011～2015年衛(wèi)星影像進(jìn)行了人機(jī)交互的目視解譯，獲取了大量土地覆蓋類型矢量數(shù)據(jù)，每年度獲取土地利用/覆蓋類型圖斑約1.5萬個(gè)。對(duì)每年的解譯數(shù)據(jù)進(jìn)行大量地面核查，核查點(diǎn)數(shù)量不少于150個(gè)。從核查情況來看，每年度的遙感解譯各圖斑要素和邊界吻合度的精度均較高，即一級(jí)分類>96%，二級(jí)分類>92%，三級(jí)分類>87%，完全能滿足縣級(jí)尺度的生態(tài)環(huán)境評(píng)價(jià)需求。

1.3水土保持生態(tài)功能區(qū)生態(tài)功能評(píng)價(jià)方法

1.3.1評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的構(gòu)建。生態(tài)功能區(qū)生態(tài)功能狀況是利用綜合指數(shù)(生態(tài)功能狀況指數(shù)，F(xiàn)EI)評(píng)價(jià)生態(tài)功能質(zhì)量，采用三級(jí)指標(biāo)體系，包括2個(gè)指標(biāo)、5個(gè)分指數(shù)和12個(gè)分指標(biāo)。2個(gè)指標(biāo)包括生態(tài)狀況指標(biāo)和環(huán)境狀況指標(biāo)。生態(tài)狀況指標(biāo)包括生態(tài)功能指數(shù)、生態(tài)結(jié)構(gòu)指數(shù)和生態(tài)脅迫指數(shù)，反映生態(tài)功能區(qū)的功能、結(jié)構(gòu)和壓力；環(huán)境狀況指標(biāo)包括污染負(fù)荷指數(shù)和環(huán)境質(zhì)量指數(shù)，反映生態(tài)功能區(qū)的污染負(fù)荷壓力和環(huán)境質(zhì)量狀況。

1.3.2計(jì)算方法。FEISTBC=0.60×[0.23×植被覆蓋指數(shù)+0.13×受保護(hù)區(qū)域面積比×100+0.23×林草地覆蓋率+0.18×水域濕地面積比+0.13×(100-耕地和建設(shè)用地面積比)+0.10×(100-中度及以上土壤污染侵蝕面積比×100)]+0.40×[0.45×(100-主要污染物排放強(qiáng)度)+0.10×污染源排放達(dá)標(biāo)率×100]+0.10×城鎮(zhèn)污水集中處理率×100+0.15×水質(zhì)達(dá)標(biāo)率×100+0.15×空氣質(zhì)量達(dá)標(biāo)率×100+0.05×集中式飲用水源地水質(zhì)達(dá)標(biāo)率×100+生態(tài)功能調(diào)節(jié)指標(biāo)。式中，F(xiàn)EISTBC為水土保持生態(tài)功能區(qū)的生態(tài)功能指數(shù)。1.3.3生態(tài)功能分級(jí)。根據(jù)生態(tài)功能區(qū)生態(tài)功能指數(shù)，將功能區(qū)的生態(tài)功能狀況分為5級(jí)，即FEI≥70，為優(yōu);60≤FEI<70,為良；50≤FEI<60，為一般；40≤FEI<50,為較差；FEI<40,為差。

1.3.4生態(tài)功能變化度分級(jí)。根據(jù)生態(tài)功能區(qū)生態(tài)功能指數(shù)與基準(zhǔn)值的變化情況，將生態(tài)功能區(qū)生態(tài)功能變化幅度分為4級(jí)，即無明顯變化(∣△FEI∣<1)、略微變化(好或差)(1≤∣△FEI∣<2)、明顯變化(好或差)(2≤∣△FEI∣<4)、顯著變化(好或差)(∣△FEI∣≥4)。

2　結(jié)果與分析

生態(tài)功能評(píng)價(jià)所需數(shù)據(jù)包括土地利用/覆蓋數(shù)據(jù)、水土流失數(shù)據(jù)、環(huán)境背景數(shù)據(jù)、環(huán)境統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)和社會(huì)與經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)等。其中，土地利用/覆蓋數(shù)據(jù)來源于遙感影像解譯結(jié)果，水土流失數(shù)據(jù)源于全國第一次水利普查調(diào)查成果，環(huán)境統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)源于安徽省環(huán)境統(tǒng)計(jì)報(bào)表數(shù)據(jù)庫，其他數(shù)據(jù)來自安徽省統(tǒng)計(jì)年鑒。經(jīng)計(jì)算，得到“十二五”期間6個(gè)生態(tài)功能區(qū)縣域生態(tài)功能狀況評(píng)價(jià)結(jié)果(表1)。

表1　“十二五”期間生態(tài)功能區(qū)生態(tài)功能評(píng)價(jià)結(jié)果

由表1可知，2015年6個(gè)生態(tài)功能區(qū)縣域FEI為75.34～81.83，太湖縣最高，潛山縣最低。從動(dòng)態(tài)評(píng)價(jià)的角度分析，“十二五”期間，6縣各年度生態(tài)功能狀況等級(jí)均保持不變，與2015年一致，每年度生態(tài)功能況等級(jí)均為“優(yōu)”級(jí)，未出現(xiàn)“良”、“一般”、“較差”和“差”類等級(jí)。表明生態(tài)功能區(qū)縣域自然生態(tài)優(yōu)越，生態(tài)系統(tǒng)承載力高，生態(tài)功能穩(wěn)定，自我調(diào)節(jié)能力強(qiáng)?！笆濉笔啄﹥赡晗啾?，6個(gè)縣的△FEI為0.14～1.62。其中，岳西縣的生態(tài)功能狀況變化度屬“略微變好”級(jí)別，其余5縣生態(tài)功能狀況變化度皆屬“無明顯變化”級(jí)別。

3　結(jié)論

該研究利用2011～2015年安徽省生態(tài)功能區(qū)土地利用類型遙感解譯數(shù)據(jù)，綜合利用地面調(diào)查和其他統(tǒng)計(jì)資料，按照生態(tài)功能評(píng)價(jià)體系對(duì)安徽省生態(tài)功能區(qū)“十二五”期間生態(tài)功能狀況進(jìn)行動(dòng)態(tài)評(píng)價(jià)。得到的結(jié)論如下：①針對(duì)遙感影像運(yùn)用GIS手段提取生態(tài)功能評(píng)價(jià)指標(biāo)，與傳統(tǒng)的統(tǒng)計(jì)調(diào)查方法相比, 是一種快速評(píng)價(jià)區(qū)域生態(tài)功能狀況的有效方法，為掌握生態(tài)功能信息提供了實(shí)時(shí)數(shù)據(jù), 也為動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)生態(tài)功能變化提供了可靠、快捷的手段。②“十二五”期間安徽省生態(tài)功能區(qū)各縣生態(tài)功能狀況等級(jí)均為優(yōu)。③“十二五”期間，生態(tài)功能區(qū)各縣等級(jí)均保持不變。④“十二五”始末相比，只有岳西縣生態(tài)功能狀況變化度為“略微變好”等級(jí)，其余5個(gè)縣均為“無明顯變化”等級(jí)。⑤安徽省生態(tài)功能區(qū)縣域自然生態(tài)優(yōu)越，生態(tài)系統(tǒng)承載力高，生態(tài)功能穩(wěn)定，自我調(diào)節(jié)能力強(qiáng)。

[1] 環(huán)境保護(hù)部環(huán)境監(jiān)測(cè)司，中國環(huán)境監(jiān)測(cè)總站.國家重點(diǎn)生態(tài)功能區(qū)縣

域生態(tài)環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測(cè)評(píng)價(jià)與考核技術(shù)指南[M].北京: 中國環(huán)境出版社,2014.

[2] 趙英時(shí).遙感應(yīng)用分析原理與方法[M].北京: 科學(xué)出版社,2003.

[3] 李旭文，牛志春，姜晟，等.Landsat8衛(wèi)星OLI遙感影像在生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用研究[J].環(huán)境監(jiān)控與預(yù)警，2013,5(6)：1-5.

[4] 金焰，張?jiān)?，牛志春，?環(huán)境一號(hào)衛(wèi)星CCD數(shù)據(jù)在生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)和評(píng)價(jià)工作中的應(yīng)用價(jià)值研究[J].環(huán)境監(jiān)控與預(yù)警，2010,2(4)：29-35.

Study on Ecological Function Evaluation of Ecological Function Region in Anhui Province during the 12thFive-year Period Based on Remote Sensing Technology

XU Sheng, QIAN Zhen-bing

Anhui Environmental Monitoring Center, Hefei, Anhui 230071)

[Objective] The aim was to evaluate ecological environment function in Anhui Province during the period of 12th Five-Year by using remote sensing technology. [Method]Using remote sensing image for ecological function area of soil and water conservation in Anhui Province from 2011 to 2015, interpreting data of land use type in Anhui Province were obtained.According to ground investigation and statistical data, dynamic monitoring and evaluation of ecological function condition in ecological function region of Anhui Province were conducted by ecological function evaluation system of ecological function region.[Result] The index of ecological environment function in Qianshan County, Taihu County, Yuexi County, Jinzhai County, Huoshan County, Shitai County was 75.34-81.83 in 2015, the ecological functions were excellent. By comparison of the beginning and end of the 12th Five-Year, the change of ecological function in Yuexi was slightly better, other 5 counties had no obvious change. [Conclusion]Results showed that county ecological function region of Anhui Province had superior natural ecology, high carrying capacity of eco-system, stable ecological function and strong self regulating ability.

Remote sensing; Ecological function; Evaluation;Anhui province

環(huán)保部公益性項(xiàng)目(201309039)。

徐升(1980- )，男，安徽亳州人，工程師，碩士，從事生態(tài)監(jiān)測(cè)、環(huán)境遙感應(yīng)用研究。

2016-07-06

S 181.3

A

0517-6611(2016)26-0056-02