基于遙感生態(tài)指數(shù)模型的阜康市生態(tài)環(huán)境動(dòng)態(tài)變化監(jiān)測(cè)與評(píng)價(jià)

茹克亞·薩吾提， 阿不都艾尼·阿不里,3,5，李 虎， 尼加提·卡斯木， 李曉航

(1.新疆大學(xué) 資源與環(huán)境科學(xué)學(xué)院, 烏魯木齊 830046; 2.新疆綠洲生態(tài)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,烏魯木齊 830046; 3.新疆大學(xué) 干旱生態(tài)環(huán)境研究所, 烏魯木齊 830046;4.新疆衛(wèi)星應(yīng)用工程中心, 烏魯木齊 830000; 5.新疆大學(xué) 生態(tài)學(xué)博士后流動(dòng)站, 烏魯木齊 830046)

近些年來(lái)，隨著社會(huì)的快速發(fā)展，人類活動(dòng)生態(tài)環(huán)境之間的密切關(guān)系顯得日益突出，社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、生態(tài)的協(xié)調(diào)發(fā)展模式成為了區(qū)域可持續(xù)發(fā)展的核心問(wèn)題，因此生態(tài)環(huán)境破壞造成的土地和森林退化、地表沉陷、土壤污染、水資源污染與枯竭、植被破壞和粉塵污染等一系列的生態(tài)環(huán)境問(wèn)題逐漸成為人們廣泛關(guān)注與研究的熱點(diǎn)[1-3]。

目前，生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)、評(píng)價(jià)方法與手段比較多，其中，遙感技術(shù)以快速、實(shí)時(shí)及可實(shí)現(xiàn)大范圍監(jiān)測(cè)等優(yōu)勢(shì)被廣泛地應(yīng)用于生態(tài)環(huán)境領(lǐng)域，成為評(píng)價(jià)區(qū)域生態(tài)環(huán)境的有效手段[4]。國(guó)內(nèi)外學(xué)者在利用遙感技術(shù)進(jìn)行生態(tài)環(huán)境評(píng)價(jià)方面開展了大量研究工作[5]，尤其是在城市、礦區(qū)、森林、公路、湖泊、土地、植被指數(shù)和地表溫度反演等方面的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)和評(píng)估方面廣泛應(yīng)用[6-13]。由于生態(tài)環(huán)境是由多種自然和人文因素組成的一個(gè)復(fù)雜的動(dòng)態(tài)系統(tǒng)，單一的生態(tài)因子無(wú)法客觀、全面地反映生態(tài)環(huán)境變化[14]。徐涵秋[15]提出的新型遙感生態(tài)指數(shù)(Remote sensing Based Ecological Index,RSEI)是一個(gè)能夠集成多種指標(biāo)因素且完全基于遙感信息的遙感綜合生態(tài)指數(shù)，將綠度分量(NDVI)、濕度分量(Wet)、干度分量(NDSI)和熱度分量(LST)4個(gè)遙感指數(shù)綜合起來(lái)進(jìn)行計(jì)算一種新方法，該方法在區(qū)域生態(tài)環(huán)境的快速監(jiān)測(cè)與評(píng)價(jià)中具有一定的優(yōu)勢(shì)和使用價(jià)值[16]。弓盛洋[17]運(yùn)用遙感生態(tài)指數(shù)(RSEI)，對(duì)濮陽(yáng)市城區(qū)生態(tài)環(huán)境質(zhì)量進(jìn)行監(jiān)測(cè)和評(píng)價(jià)，揭示了濮陽(yáng)市生態(tài)環(huán)境的基本特征，為以后濮陽(yáng)市生態(tài)環(huán)境的治理與建設(shè)提供了科學(xué)依據(jù)。劉智才等[18]利用杭州市采用新型的遙感生態(tài)指數(shù)評(píng)估了杭州市年間的生態(tài)變化，并發(fā)現(xiàn)建筑用地的大量擴(kuò)張是導(dǎo)致杭州市生態(tài)質(zhì)量下降的最重要因素。張浩等[19]計(jì)算遙感生態(tài)指數(shù)RSEI，進(jìn)行南京市生態(tài)環(huán)境變化定量分析評(píng)價(jià)，并指出該區(qū)域生態(tài)環(huán)境質(zhì)量的下降與不透水面的大幅增加密切相關(guān)。

新疆作為國(guó)家一帶一路戰(zhàn)略中處于絲綢之路經(jīng)濟(jì)帶的核心區(qū)[20]，國(guó)家十三五規(guī)劃的順利進(jìn)行和建成小康社會(huì)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)區(qū)位優(yōu)勢(shì)比較明顯。但是，新疆地區(qū)植被覆蓋低較低，沙漠化、荒漠化、降雨少、蒸發(fā)大、生態(tài)環(huán)境比較脆弱，外來(lái)因素影響比較敏感。阜康市作為新疆比較重要的工業(yè)城市，自然資源的過(guò)量開發(fā)和和阜康市經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展過(guò)程中不斷地承接許多內(nèi)地高耗能、高污染、資源型企業(yè)對(duì)于脆弱的生態(tài)系統(tǒng)會(huì)造成不可估量的損失，因此對(duì)該區(qū)生態(tài)環(huán)境變化進(jìn)行周期性監(jiān)測(cè)和研究有重大的意義[21]。本研究以新疆天山北坡經(jīng)濟(jì)帶的阜康市為例，采用綜合遙感生態(tài)指數(shù)對(duì)該區(qū)域的生態(tài)環(huán)境動(dòng)態(tài)變化進(jìn)行探討，該研究成果將為城市生態(tài)質(zhì)量快速評(píng)價(jià)與城市生態(tài)環(huán)境建設(shè)提供方法和科學(xué)依據(jù)。

1 研究區(qū)與數(shù)據(jù)來(lái)源

1.1 研究區(qū)概況

阜康市位于新疆東天山山脈北坡，準(zhǔn)噶爾盆地南部,地理坐標(biāo)為43°45′—45°30′N，87°46′—88°44′E。東面與吉木薩爾縣相鄰，西臨烏魯木齊市米東區(qū)，北接阿勒泰地區(qū)福?？h。阜康市土地總面積為8 444.71 km2，該地區(qū)境內(nèi)氣候垂直地帶性分布特征顯著具有新疆地區(qū)典型地理地貌特征(山地-綠洲-荒漠)[21]，屬典型的溫帶大陸性荒漠氣候、四季分明、冬季嚴(yán)寒且夏季炎熱，降水稀少且分布不均，山區(qū)中部的年降水量為530.11 mm，平原區(qū)為187.5 mm，沙漠區(qū)則通常只有144.7 mm，由于該地區(qū)位于古爾班通古特沙漠邊緣，植被覆蓋度較低，水資源比較欠缺，生態(tài)環(huán)境相對(duì)較為脆弱[22]。

1.2 數(shù)據(jù)獲取與處理

本文為了更好地掌握阜康市生態(tài)環(huán)境狀況及其變化，使用了從美國(guó)地質(zhì)調(diào)查局網(wǎng)站下載(網(wǎng)址：http:∥www.gscloud.cn/)的遙感數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)采集時(shí)間分別是2000年9月2日、2008年9月7日和2016年9月13日的Landsat-5 TM和Landsat-8 OLI遙感數(shù)據(jù)。為了避免大氣、地形和光照等因素對(duì)不同年份遙感圖像處理精度，減少不同時(shí)相影像在地形、光照和大氣等方面的差異，保證影像間空間疊加分析的準(zhǔn)確性，在ENVI 5.3下對(duì)這3期遙感影像分別進(jìn)行輻射定標(biāo)和大氣校正，并依照行政區(qū)界線進(jìn)行圖像裁剪[23]。

2 指數(shù)選擇及遙感生態(tài)指數(shù)模型

2.1 指標(biāo)選擇

綜合遙感生態(tài)指數(shù)(RSEI)將綠度分量(NDVI)、濕度分量(Wet)、干度分量(NDSI)和熱度分量(LST)4個(gè)遙感指數(shù)波段組合成新的指數(shù)影像后，并進(jìn)行主成分分析，然后將其第一主成分歸一化處理，即可生成RSEI。

研究區(qū)除城市建成區(qū)外，還包括部分裸土，因此，采用建筑指數(shù)IBI和土壤指數(shù)SI二者相結(jié)合生成的“建筑—裸土指數(shù)”NDBSI來(lái)表示干度指標(biāo)[24]。這4種指標(biāo)的計(jì)算公式與參考參數(shù)如圖1所示。

圖1 生態(tài)遙感指數(shù)計(jì)算流程

計(jì)算式中：B，G，R，NIR，SWIR1，SWIR2分別代表TM第1，2，3，4，5，7波段以及OLI的1，3，4，5，6，7 波段的反射率。對(duì)于Landsat5 TM影像；S1=0.031 5；S2=0.202 1；S3=0.310 2；S4=0.159 4；S5=-0.680 6；S6=-0.610 9[25]；對(duì)于Landsat8/OLI影像；S1=0.151 1；S2=0.197 3；S3=0.328 3；S4=0.340 7；S5=-0.711 7；S6=-0.455 9[26]。

地表溫度計(jì)算中，L6和L10分別為TM熱紅外6，10波段在傳感器處的輻射值；T為傳感器處溫度值；DN為像元灰度值；gain和bias為6，10波段的增益與偏置值：K1和K2為定標(biāo)參數(shù)，它們都可以從用戶手冊(cè)獲得。對(duì)于TM，K1=607.76 W/(m2·sr·μm)；K2=1 260.56 K；而對(duì)于TIRS band10，K1=774.89 W/(m2·sr·μm)；K2=1 321.08 K[27]；經(jīng)過(guò)式(4) 計(jì)算的溫度T可以通過(guò)比輻射率糾正轉(zhuǎn)換為地表溫度LST；λ為熱紅外波段的中心波長(zhǎng)；ρ=1.44×10-2m·K；ε為地物的比輻射率[28]，地表溫度通過(guò)公式(4) 在ENVI軟件波段運(yùn)算模塊進(jìn)行計(jì)算。

2.2 遙感生態(tài)指數(shù)模型(RSEI)

擬建的生態(tài)指數(shù)應(yīng)既能以單一指標(biāo)的形式出現(xiàn)，又可以綜合以上4個(gè)指標(biāo)的信息。因此如何以單一變量代表以上多個(gè)變量是本研究的關(guān)鍵。通過(guò)主成分變換進(jìn)行指標(biāo)權(quán)重的集成，能有效的避免人為因素影響，僅依靠數(shù)據(jù)本身的性質(zhì)。本研究對(duì)不同的4個(gè)指數(shù)進(jìn)行主成分分析，由于4種指標(biāo)的量綱不一致，如果直接計(jì)算PCA會(huì)導(dǎo)致各指標(biāo)的權(quán)重失衡，因此進(jìn)行主成分分析之前對(duì)4個(gè)指標(biāo)進(jìn)行正規(guī)化，將它們的量綱統(tǒng)一到(0～1)之間，然后做主成分變換。常用的正規(guī)化公式[29]：

NIi=(Ii-Imin)/(Imax-Imin)

(5)

式中：NIi為正規(guī)化后的某一指標(biāo)值；Ii為該指標(biāo)在像元i的值；Imax為該指標(biāo)的最大值；Imin為該指標(biāo)的最小值。4個(gè)指標(biāo)經(jīng)過(guò)正規(guī)化以后，合成由4個(gè)指數(shù)波段組成的新影像，再進(jìn)行主成分分析；對(duì)PC1進(jìn)一步處理生成遙感生態(tài)指數(shù)(RSEI)，其值越大表示生態(tài)質(zhì)量越好。反而，表示生態(tài)質(zhì)量越差，可進(jìn)一步用1減去PC1，獲得初始生態(tài)指數(shù)RSEI0[29]。

(6)

為了便于指標(biāo)的度量和比較，可同樣對(duì)RSEI0進(jìn)行正規(guī)化：

(7)

RSEI即為所建的遙感生態(tài)指數(shù)，取值范圍[0～1]。為了具體表現(xiàn)研究區(qū)的生態(tài)環(huán)境變化特征，進(jìn)一步將各年份的生態(tài)指數(shù)以0.2為間隔分成為差(0～0.2)，較差(0.2～0.4)，中等(0.4～0.6)，良(0.6～0.8)，優(yōu)(0.8～1)5個(gè)等級(jí)[30-31]。

3 結(jié)果與分析

3.1 遙感生態(tài)指數(shù)(RSEI)模型建模與參數(shù)分析

由表1給出了各指標(biāo)與生態(tài)指數(shù)(RSEI)之間的相關(guān)性，表1中可看出，4個(gè)指標(biāo)之間存在明顯的相關(guān)性，2000—2016年除了NDVI和NDSI之間的相關(guān)性較弱以外，其他指數(shù)之間的相關(guān)性較好。4種指標(biāo)平均相關(guān)度進(jìn)行對(duì)比可知，最高的指標(biāo)為L(zhǎng)ST，LST在3個(gè)年份的均值達(dá)0.63；平均相關(guān)度最低的指標(biāo)為NDVI，3個(gè)年份的均值為0.29。3個(gè)年份的RSEI與4個(gè)指標(biāo)的相關(guān)系數(shù)均值為0.88，比單指標(biāo)最高的LST差異達(dá)到0.25，比最低的NDVI差異達(dá)到0.59，比4個(gè)指標(biāo)的平均值(0.51)大于0.37。這個(gè)結(jié)果表明各指標(biāo)與RSEI之間存在較好的相關(guān)性可用RSEI來(lái)綜合反映阜康市生態(tài)環(huán)境質(zhì)量。

由主成分分析結(jié)果看出(表2)，PC1的貢獻(xiàn)率都大于75%，表明它已集中了4個(gè)指標(biāo)的大部分特征；每一個(gè)指標(biāo)對(duì)PC1中都有一定的貢獻(xiàn)率，且相對(duì)穩(wěn)定，因此，本研究利用PC1來(lái)進(jìn)行計(jì)算。從表2 中各年不同指標(biāo)的PC1 載荷值進(jìn)行對(duì)比可知，濕度(WET)和綠度(NDVI)值為正值，表明二者對(duì)生態(tài)環(huán)境有促進(jìn)作用，干度(NDSI)和熱度(LST)載荷值為負(fù)值，這兩者對(duì)生態(tài)環(huán)境有阻礙作用，該結(jié)果與實(shí)際情況相符。各年份各指標(biāo)的PC1的絕對(duì)值變化可知，濕度和綠度對(duì)結(jié)果的貢獻(xiàn)都較大，并呈現(xiàn)波動(dòng)性變化趨勢(shì)，這表明研究區(qū)植被覆蓋度的變化對(duì)生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)結(jié)果影響較大。

表1 各指標(biāo)與生態(tài)指數(shù)(RSEI)的相關(guān)系數(shù)矩陣

表2 各年份指標(biāo)及RSEI 均值、PC1 荷載值變化

3.2 阜康市生態(tài)環(huán)境時(shí)空變化分析

為進(jìn)一步對(duì)RSEI進(jìn)行定量化與可視化分析，將各年份計(jì)算結(jié)果以0.2為間隔，劃分為差、較差、中、良和優(yōu)等5個(gè)等級(jí)[31]。由圖2中可看出，3期的各等級(jí)所占面積與比例進(jìn)行統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明雖然在2000—2016年阜康市的生態(tài)環(huán)境狀況良和優(yōu)為主，但總體趨勢(shì)來(lái)看研究區(qū)的生態(tài)環(huán)境變化處于惡化趨勢(shì)。生態(tài)環(huán)境差和較差的區(qū)域面積則一直處于增長(zhǎng)趨勢(shì)。2000年、2008年、2016年生態(tài)環(huán)境差的區(qū)域面積在整個(gè)區(qū)域面積中占的比例分別為5.86%，6.65%和7.12%。生態(tài)環(huán)境較差的區(qū)域面積分別為1 178.77，1 416.63，2 546.22 km2，在整個(gè)區(qū)域的面積中占10.89%，12.52%，19.56%。2000—2016年總體生態(tài)狀況還是以良和優(yōu)(4，5級(jí))為主，但第5級(jí)類(優(yōu))所占面積比例由2000年的30.51%下降至2016年的25.36%，面積減少156 km2；第4級(jí)(良)所占面積比例由2000年的29.89%下降至2016年的25.16%，面積減少123 km2。同樣證明了阜康市生態(tài)環(huán)境狀況逐年下滑的趨勢(shì)。因此政府在重視經(jīng)濟(jì)發(fā)展和合理規(guī)劃工廠的同時(shí)也應(yīng)該減少化工工廠數(shù)量并其引起的城市周邊環(huán)境的改善，促進(jìn)人和自然環(huán)境的和諧發(fā)展[32-33]。

2000年生態(tài)環(huán)境差和較差(1，2級(jí))的區(qū)域主要分布在城市區(qū)域和南部地區(qū)，到2008年該區(qū)域范圍擴(kuò)展到西南和北部，2016年2級(jí)(較差)生態(tài)環(huán)境區(qū)域快速大范圍擴(kuò)展，1級(jí)(差)區(qū)域帶狀分布于南部和北部。3 a間生態(tài)環(huán)境較好的區(qū)域主要集中在阜康市的中部地區(qū)和西北地區(qū)。研究區(qū)生態(tài)環(huán)境快速呈現(xiàn)時(shí)空變化的主要原因是在阜康市不斷開采煤炭資源，化工廠、洗煤廠、水泥廠等各種工業(yè)有關(guān)企業(yè)陸陸續(xù)續(xù)坐落。2000年以來(lái)阜康市化工工廠規(guī)模和數(shù)量一直保持增長(zhǎng)趨勢(shì)，比如，鋼鐵廠、冶煉廠、金碩苯板廠、三工煤礦、塑料廠等[34-35]。

3.3 阜康市生態(tài)環(huán)境質(zhì)量動(dòng)態(tài)變化監(jiān)測(cè)

利用差值原理，對(duì)阜康市的生態(tài)環(huán)境質(zhì)量變化進(jìn)行“0級(jí)”為基本未變級(jí)，“變好”為生態(tài)環(huán)境轉(zhuǎn)好級(jí)，“變差”為生態(tài)環(huán)境轉(zhuǎn)差級(jí)等3種不同等級(jí)(表3)。由2000—2008年變化幅度來(lái)看，該區(qū)生態(tài)環(huán)境質(zhì)量變差等級(jí)的面積為849.35 km2，約占總面積的25%，而生態(tài)轉(zhuǎn)好的面積達(dá)563.81 km2，占到17.07%；生態(tài)環(huán)境質(zhì)量變好的區(qū)域面積小于變差的面積，說(shuō)明了在這個(gè)時(shí)間段阜康市的生態(tài)環(huán)境質(zhì)量變差，并生態(tài)環(huán)境遭受破壞。

圖2 各級(jí)生態(tài)指數(shù)面積變化

表3 變化檢測(cè)

2008—2016年，生態(tài)環(huán)境轉(zhuǎn)差的面積增長(zhǎng)到1 601.41 km2，約占總面積的48%，而生態(tài)轉(zhuǎn)好的面積達(dá)431.21 km2，占到13.06%；生態(tài)環(huán)境質(zhì)量變差的區(qū)域面積超越了轉(zhuǎn)好的面積，說(shuō)明了該區(qū)域生態(tài)環(huán)境呈變差趨勢(shì)。從整個(gè)16 a的變化趨勢(shì)來(lái)看，阜康市的生態(tài)環(huán)境質(zhì)量不理想，變差的面積已達(dá)到了1 757.94 km2，約占總面積的53.23%，而生態(tài)轉(zhuǎn)好的面積達(dá)296.39 km2，占到8.98%；從此結(jié)果可以看出，在治理生態(tài)環(huán)境質(zhì)量差的區(qū)域的同時(shí)應(yīng)重視對(duì)原本生態(tài)環(huán)境質(zhì)量好區(qū)域的破壞。

從空間分布來(lái)看，生態(tài)條件變差的地點(diǎn)主要分布在郊區(qū)中部和北部地區(qū)。生態(tài)變好的區(qū)域主要是一些新增生態(tài)基礎(chǔ)設(shè)施的舊城區(qū)和房地產(chǎn)開發(fā)建設(shè)中注重綠地等生態(tài)設(shè)施建設(shè)的新城區(qū)，而中部耕地周圍變化不大。

3.4 阜康市生態(tài)環(huán)境變化成因

3.4.1 自然因子 研究區(qū)處于天山東部，山地平原植被垂直帶完整，山地—荒漠—綠洲農(nóng)業(yè)特點(diǎn)典型突出。阜康市氣候條件獨(dú)特，降水量、氣溫、地表溫度等氣象因子對(duì)該區(qū)域生態(tài)環(huán)境變化起著很重要作用。因此，本文選阜康市2000—2016年的平均氣溫、降水量、地表溫度和平均相對(duì)濕度為主要自然因子分析氣象因子變化及其生態(tài)環(huán)境的影響。從氣候因素的變化規(guī)律來(lái)看，氣溫和地表溫度的變化規(guī)律較相似，阜康市年平均氣溫及其氣溫距平如圖3所示。在2000—2016年期間，阜康市年平均氣溫和地表溫度的變化速率分別為1.39℃/16 a，1.73℃/16 a，其整體上升趨勢(shì)非常明顯，16 a的平均氣溫和地溫為22.22℃，27.64℃。

以2004年為界，阜康市年平均地溫和氣溫經(jīng)歷了冷暖兩個(gè)時(shí)期。2000—2004年雖然阜康市氣溫和地表溫度呈現(xiàn)小幅度變化，但比2004年屬于暖時(shí)期，2004年平均氣溫和地表溫度降低到17.56℃，20.89℃。2008年阜康市平均氣溫和地表溫度呈現(xiàn)最高值，分別上升1.37℃，2.17℃。而研究區(qū)降水量一直在不規(guī)則的波動(dòng)性變化，平均降水量為75.26 mm。2003年、2007年和2015年間降水量呈現(xiàn)高值，最高值達(dá)到了139 mm。阜康市平均相對(duì)濕度的變化速率為2.79%/16 a，在2004年達(dá)到了最高值，51.93%；從2004年起快速減少，在2014年呈現(xiàn)最小值39.79%。

圖3 2000-2016年阜康市平均氣溫和地表溫度變化趨勢(shì)

總的來(lái)講，阜康市的氣溫和地表溫度從2000—2016年趨于上升，而降水量和相對(duì)濕度呈現(xiàn)降低趨勢(shì)(圖4)，這對(duì)研究區(qū)生態(tài)環(huán)境不利的情況，會(huì)導(dǎo)致旱災(zāi)，荒漠化。2000年、2008年和2016年的生態(tài)環(huán)境指數(shù)變化特征來(lái)看，2008年和2016年RSEI較差區(qū)域明顯增長(zhǎng)，主要分布草地、林地和耕地等土地利用類型分布帶，同時(shí)2008年和2016年前后，研究區(qū)氣溫逐漸增加而降水量快速減少，干旱區(qū)植被一般對(duì)氣候很敏感，這限制研究區(qū)植被正常生長(zhǎng)，因此氣候變化在一定程度上引起研究區(qū)生態(tài)環(huán)境的惡化的原因之一。

圖4 2000-2016年阜康市平均降水量和相對(duì)濕度變化趨勢(shì)

3.4.2 社會(huì)經(jīng)濟(jì)因子 2000—2016年，阜康市生態(tài)環(huán)境質(zhì)量總體呈下降趨勢(shì)，最近幾年以來(lái)，阜康市大規(guī)模煤礦開采活動(dòng)危害了區(qū)域脆弱生態(tài)系統(tǒng)，加劇了土壤污染問(wèn)題與生態(tài)環(huán)境惡化。煤礦開采使得大量的重金屬通過(guò)各種途徑進(jìn)入土壤，對(duì)阜康市土壤環(huán)境帶來(lái)了一定的危害[35]。除此之外煤炭開采等活動(dòng)導(dǎo)致了地表塌陷、水資源污染、水土流失和植被破壞、大氣污染以及煤矸石、粉煤灰污染等一系列環(huán)境污染問(wèn)題[36]，威脅阜康市的可持續(xù)發(fā)展。根據(jù)近期報(bào)告，阜康市全市涉及危險(xiǎn)廢物的單位有20多家，其中危險(xiǎn)廢物產(chǎn)生單位有21家，危險(xiǎn)廢物經(jīng)營(yíng)單位4家[37]，為此2013年自治區(qū)環(huán)保廳對(duì)阜康市存在的環(huán)境問(wèn)題進(jìn)行了掛牌督辦[38]。由此看出，阜康市的整體環(huán)境變化研究結(jié)果與實(shí)際情況一致。阜康市本身就屬于生態(tài)環(huán)境脆弱區(qū)域，對(duì)該市的生態(tài)環(huán)境保護(hù)制度進(jìn)行加強(qiáng)和利用合理的治理措施是減輕生態(tài)環(huán)境壓力的重要出發(fā)點(diǎn)。

阜康市作為新疆傳統(tǒng)的綠洲農(nóng)業(yè)耕作區(qū)，擁有較好的光、熱、水、土等自然條件。但是在加速推進(jìn)工業(yè)化和城鄉(xiāng)一體化的進(jìn)程中，建設(shè)用地需求的不斷增加導(dǎo)致耕地?cái)?shù)量不斷減少,耕地質(zhì)量的降低也直接影響耕地的產(chǎn)能和區(qū)域糧食產(chǎn)量。目前，新疆自治區(qū)地方政府已經(jīng)制定了一系列優(yōu)惠政策鼓勵(lì)差別化開發(fā)利用有條件的國(guó)有未利用地，這為新疆廣泛的未利用地資源的開發(fā)利用提供了必要的政策支持。政府政策支持下阜康市很多未利用地轉(zhuǎn)換為耕地，隨著耕地面積的擴(kuò)大，大量未利用土地被開發(fā)為耕地和城鄉(xiāng)工礦居民地，使未利用土地內(nèi)部出現(xiàn)了大量其他景觀類型，破壞了未利用土地原來(lái)的整體性。這也是該城市生態(tài)環(huán)境質(zhì)量下降的另一個(gè)重要原因。

4 結(jié) 論

(1) 不同年份變化結(jié)果表明，從2000—2008年阜康市的生態(tài)環(huán)境質(zhì)量明顯下降，在這短暫的8 a間生態(tài)環(huán)境轉(zhuǎn)差的區(qū)域面積達(dá)到了849.35 km2，約占總面積的25.72%；且以2008—2016年期間生態(tài)環(huán)境質(zhì)量下降幅度為最大，環(huán)境質(zhì)量轉(zhuǎn)差的區(qū)域面積增長(zhǎng)到1 601.41 km2比前8 a增長(zhǎng)了2倍，約占總面積的48.49%，而環(huán)境質(zhì)量轉(zhuǎn)好的只占了13.06%。16 a期間，阜康市的環(huán)境質(zhì)量轉(zhuǎn)好的區(qū)域面積一直下降，反而質(zhì)量轉(zhuǎn)差的區(qū)域逐步增加，約占總面積的53.23%。

(2) 從空間分布看，生態(tài)條件變差的地點(diǎn)主要分布在郊區(qū)中部和北部地區(qū)。生態(tài)變好的區(qū)域主要是一些新增生態(tài)基礎(chǔ)設(shè)施的舊城區(qū)和房地產(chǎn)開發(fā)建設(shè)中注重綠地等生態(tài)設(shè)施建設(shè)的新城區(qū)，而中部耕地周圍變化不大。

(3) 阜康市城市環(huán)境質(zhì)量變化的原因分析可知，除了降水量，氣溫，相對(duì)濕度等自然因子之外，煤炭資源開發(fā)，煤化工、電力、石油等行業(yè)，推進(jìn)工業(yè)化和城鄉(xiāng)一體化的進(jìn)程中的不合理土地利用模式，建筑用地面積的增加等導(dǎo)致了阜康市生態(tài)環(huán)境質(zhì)量下降(干旱等自然條件下超負(fù)荷開發(fā)活動(dòng)是導(dǎo)致生態(tài)環(huán)境質(zhì)量惡化的一個(gè)重要因素)。城市生態(tài)環(huán)境改善中，需要考慮進(jìn)一步合理配置土地資源，科學(xué)布局城市發(fā)展空間，應(yīng)將擴(kuò)大植被覆蓋度作為改善阜康市生態(tài)環(huán)境重要措施。