基于RS和GIS的陽城縣生態(tài)環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)

張晨碩 薛文輝 化馨悅 張杰 何耐

摘要：進(jìn)行旅游區(qū)域的生態(tài)環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)，對(duì)于旅游地的可持續(xù)發(fā)展是至關(guān)重要的。文章基于RS與GIS相關(guān)技術(shù)，以Landsat4、Landsat5和Landsat8的衛(wèi)星數(shù)據(jù)作為數(shù)據(jù)源，利用主成分分析法，通過計(jì)算得到RSEI遙感生態(tài)指數(shù)，定量分析了山西省晉城市陽城縣的生態(tài)環(huán)境質(zhì)量，并根據(jù)研究區(qū)的特點(diǎn)，對(duì)當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)環(huán)境質(zhì)量進(jìn)行評(píng)價(jià)并提出整改建議。結(jié)果表明：從2005-2016年陽城縣生態(tài)環(huán)境質(zhì)量有所改善，北部地區(qū)由于礦產(chǎn)資源豐富導(dǎo)致RSEI遙感生態(tài)指數(shù)偏低，南部地區(qū)生態(tài)環(huán)境質(zhì)量較好。

關(guān)鍵詞：生態(tài)環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià);主成分分析;RSEI遙感生態(tài)指數(shù); 陽城縣

中圖分類號(hào)：X826 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2095-672X（2020）11-00-06

DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2020.11.007

Evaluation of ecological environment quality in Yangcheng county based on RS and GIS

Zhang Chenshuo，Xue Wenhui，Hua Xinyue，Zhang Jie，He Nai

（School of Geographical Sciences， Shanxi Normal University，Linfen Shanxi 041000，China）

Abstract：The ecological environment quality evaluation of the tourism region is very important for the sustainable development of the tourism region. Based on RS and GIS technology to Landsat4， Landsat5 and Landsat8 satellite data as data sources， using principal component analysis （pca）， RSEI remote sensing is obtained by computing the ecological index， quantitative analysis of the jincheng in shanxi yangcheng county ecological environment quality， and according to the characteristics of study area， to evaluate the quality of the local ecological environment and improvement Suggestions are put forward. The results show that the ecological environment quality of yangcheng county has been improved from 2005 to 2016， the RSEI remote sensing ecological index in the northern region is low due to the rich mineral resources， and the ecological environment quality in the southern region is better.

Key words：Ecological environment quality evaluation;Principal component analysis;RSEI remote sensing ecological index;Yangcheng county

對(duì)于生態(tài)環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)，國(guó)內(nèi)外通常以大尺度、大范圍的區(qū)域?yàn)檠芯繉?duì)象，大都以可持續(xù)發(fā)展為基本原則進(jìn)行研究。在相關(guān)內(nèi)容方面，國(guó)外的研究主要集中在各專題或者某典型區(qū)域的問題分析，比如水環(huán)境、土壤環(huán)境等方面的分析;而對(duì)于我國(guó)來說，雖然此方面的研究起步稍晚，但在國(guó)家的鼓勵(lì)支持下迅速發(fā)展，以基礎(chǔ)和應(yīng)用研究、工程技術(shù)、政策指導(dǎo)和行業(yè)技術(shù)指導(dǎo)等為導(dǎo)向，體現(xiàn)出服務(wù)于經(jīng)濟(jì)發(fā)展、注重實(shí)踐和方法創(chuàng)新的特色[1]。

作為一煤獨(dú)大的山西，要改變?cè)鲩L(zhǎng)路徑依賴，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，必須以“四個(gè)轉(zhuǎn)型”為指引。實(shí)現(xiàn)資源型地區(qū)經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型發(fā)展，形成產(chǎn)業(yè)多元支撐的結(jié)構(gòu)格局，是山西經(jīng)濟(jì)發(fā)展需要深入思考和突破的重大課題。所以，旅游產(chǎn)業(yè)的發(fā)展勢(shì)在必行，而如今游客更加注重旅游地的生態(tài)環(huán)境，對(duì)生態(tài)環(huán)境進(jìn)行質(zhì)量評(píng)價(jià)，為維持和提高旅游地生態(tài)環(huán)境提供科學(xué)依據(jù)?；食窍喔鳛榻?jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型的成功案例，生態(tài)農(nóng)業(yè)區(qū)是其發(fā)展的新旅游項(xiàng)目，同時(shí)也是發(fā)展的增長(zhǎng)點(diǎn)，景區(qū)周邊環(huán)境以及優(yōu)劣直接會(huì)影響到景區(qū)的持續(xù)發(fā)展，因此，我們選取皇城相府所在地陽城縣作為研究區(qū)域， 對(duì)其進(jìn)行旅游質(zhì)量生態(tài)評(píng)價(jià)。

1 研究區(qū)概況

陽城縣位于山西省東南部的晉城市境內(nèi)，地處112°～112°37'E， 35°12'～35°40'N，其地理位置如圖1所示。陽城縣屬于溫帶季風(fēng)氣候區(qū)，四季分明，東臨太行山脈，境內(nèi)有沁河流經(jīng)，中、東部地勢(shì)較為平坦，而南部較為陡峭。陽城縣以煤炭產(chǎn)業(yè)為支撐，有多個(gè)工業(yè)園區(qū)，且境內(nèi)擁有多個(gè)知名旅游風(fēng)景區(qū)，在未來經(jīng)濟(jì)發(fā)展方面具有較大的潛力。盡管陽城縣在旅游生態(tài)建設(shè)方面做了大量的工作，但與國(guó)內(nèi)外先進(jìn)城市相比仍有很大方面的差距，煤炭產(chǎn)業(yè)對(duì)旅游環(huán)境的影響依舊十分嚴(yán)重[2]。因此，改善陽城縣旅游生態(tài)環(huán)境，任重而道遠(yuǎn)。

2 陽城縣生態(tài)環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)原理及方法

2.1 生態(tài)環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)原理及分級(jí)

2.1.1 生態(tài)環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)原理

生態(tài)環(huán)境質(zhì)量是指與人類有關(guān)的自然資源及人類賴以生存的環(huán)境的優(yōu)劣程度，它包括自然資源和整個(gè)環(huán)境的各種因素。它以生態(tài)學(xué)理論為基礎(chǔ)，在特定的時(shí)間和空間范圍內(nèi)，從生態(tài)系統(tǒng)層次上，反映生態(tài)環(huán)境對(duì)人類生存及社會(huì)經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展的適宜程度，是根據(jù)人類的具體要求對(duì)生態(tài)環(huán)境的性質(zhì)及變化狀態(tài)的結(jié)果進(jìn)行評(píng)定[3]。

2.1.2 生態(tài)環(huán)境質(zhì)量分級(jí)

依據(jù)《生態(tài)環(huán)境狀況評(píng)價(jià)技術(shù)規(guī)范》[4]中的分級(jí)方法，可以將傳統(tǒng)EI指數(shù)[5]，即生態(tài)環(huán)境質(zhì)量分為5級(jí)，即：優(yōu)、良、一般、較差和差。其具體描述如表1所示。

描述 植被覆蓋度高，生物多樣性豐富，生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定 植被覆蓋度較高，生物多樣性較豐富，適合人類生活 植被覆蓋度中等，生物多樣性一般水平，較適合人生活的制約性因子出現(xiàn) 植被覆蓋較差，嚴(yán)重干旱少雨，物種較少，存在著明顯限制人類生活的因素 條件較惡劣，人類生活受到限制

2.2 生態(tài)環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)方法

生態(tài)環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)包括主要有相關(guān)分析法、綜合評(píng)價(jià)法、絕對(duì)指標(biāo)法（或相對(duì)指標(biāo)法）、主成分分析法等多種方法[6]。主成分分析法的使用使得生態(tài)環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)受個(gè)人主觀影響減小，從而提高了本次研究的準(zhǔn)確度和可信性。因此，本研究選擇主成分分析法來對(duì)陽城縣進(jìn)行生態(tài)環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)。

2.2.1 主成分分析的基本原理

主成分分析其實(shí)就是數(shù)學(xué)上用來降維的一種方法，其本質(zhì)就是將原來的幾組變量重新組合成一組新的，且互相無關(guān)的幾個(gè)綜合變量，然后從中提取出一個(gè)或者幾個(gè)相對(duì)較少的綜合變量來盡可能多的反映代表原有的信息，稱這樣的統(tǒng)計(jì)方法叫主成分分析。

在一些問題中，主成分分析其主要是針對(duì)數(shù)量較多且具有一定的相關(guān)性的變量，然后通過一些合理的數(shù)學(xué)變換，將原有的眾多變量變換為數(shù)量少且互不相關(guān)的綜合變量。從而使其變?yōu)閿?shù)量個(gè)數(shù)較少，包含了很多信息的綜合變量，可以用來代替原有的變量信息。

2.2.2 主成分分析法的應(yīng)用

在實(shí)際應(yīng)用過程中，主成分分析被廣泛應(yīng)用，它常常被用于建立系統(tǒng)評(píng)估指數(shù)方面，被稱為一種新型的系統(tǒng)評(píng)估方法。本次研究也采用了主成分分析法，對(duì)所求得的四大指數(shù)，進(jìn)行歸一化處理以后，合成各指標(biāo)，對(duì)其進(jìn)行主成分分析，得到主成分分量。各主成分量包含了原來四大指標(biāo)的絕大部分信息，然后根據(jù)各指標(biāo)對(duì)主成分分量的貢獻(xiàn)率大小，選取主成分分量。這種辦法在一定程度上避免了因?yàn)槿藶榈闹饔^因素，從而造成選取指標(biāo)集成的差異，影響了結(jié)果。

2.3 RSEI遙感生態(tài)指數(shù)

本研究采用的RSEI指數(shù)是通過綠度、濕度、熱度、干度這4個(gè)自然指標(biāo)所構(gòu)建的一種新型遙感生態(tài)指數(shù)。在眾多用于評(píng)價(jià)生態(tài)環(huán)境的因素當(dāng)中，這4個(gè)因素與人類生活密切相關(guān)且可以通過遙感影像數(shù)據(jù)獲取，這有利于我們快速準(zhǔn)確地搜集數(shù)據(jù)和精準(zhǔn)直觀地分析所需地區(qū)生態(tài)環(huán)境質(zhì)量。具體指標(biāo)的構(gòu)建如下。

2.3.1 濕度指標(biāo)（wet）

遙感纓帽所獲得的亮度、綠度、濕度分量已被廣泛地應(yīng)用在生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)中。本研究的濕度指標(biāo)以這一濕度分量為代表，濕度分量可以很好地反映水體、土壤、植被的濕度狀況，與土壤退化等生態(tài)環(huán)境變化密切相關(guān)[7]。

2.3.2 綠度指標(biāo)（NVDI）

NDVI是用于檢測(cè)植物生長(zhǎng)狀況、植被覆蓋度、葉面積指數(shù)等植被生化物理性質(zhì)的重要指標(biāo)[8]。因?yàn)镹DVI綠度指標(biāo)常常被用于研究遙感圖像的植被方面[9]，所以本研究選取了NDVI代表綠度指標(biāo)。

2.3.3 熱度指標(biāo)（LST）

熱度指標(biāo)在中國(guó)生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)中迄今為止還未引起其應(yīng)有的重視，本研究以LST來代表熱度指標(biāo)，充分考慮了溫度變化對(duì)生態(tài)環(huán)境狀況的反應(yīng)[10]。

2.3.4 干度指標(biāo)（NDSI）

隨著人類不當(dāng)活動(dòng)的干擾和城市化的建設(shè)，裸地和建筑不透水面逐步取代地表原有自然生態(tài)系統(tǒng)，致使地球表面“干化”，生態(tài)環(huán)境質(zhì)量惡化[11]。建筑指數(shù)（IBI）可以對(duì)建設(shè)用地進(jìn)行較好的表達(dá)，而土壤指數(shù)（SI）可以對(duì)裸地狀況進(jìn)行很好的表現(xiàn)。為了充分考慮這兩個(gè)指數(shù)對(duì)生態(tài)環(huán)境質(zhì)量狀態(tài)的表達(dá)，本次研究，我們選取了兩者的平均值來代表干度指數(shù)（NDSI）。

2.4 研究技術(shù)路線

本實(shí)驗(yàn)借助軟件ENVI5.1和arcGIS10.5，先獲取數(shù)據(jù)影像，對(duì)其進(jìn)行預(yù)處理工作，之后進(jìn)行四大指標(biāo)的計(jì)算，歸一化處理以后，對(duì)其進(jìn)行合成，然后進(jìn)行主成分分析，得出結(jié)果后再次進(jìn)行歸一化處理，從而得出陽城縣所需的數(shù)據(jù)影像，并對(duì)其進(jìn)行數(shù)據(jù)分析得出結(jié)果。研究技術(shù)路線如圖2。

3 陽城縣遙感生態(tài)指數(shù)體系建立

3.1 陽城縣生態(tài)環(huán)境質(zhì)量指標(biāo)的計(jì)算結(jié)果

本研究選取濕度指標(biāo)、綠度指標(biāo)、干度指標(biāo)和熱度指標(biāo)來構(gòu)建生態(tài)環(huán)境質(zhì)量指標(biāo)RESI[12]，通過對(duì)2005年、2010年和2016年三期遙感影像數(shù)據(jù)[13]借助ENVI5.1處理軟件計(jì)算得出濕度指標(biāo)、綠度指標(biāo)、干度指標(biāo)和熱度指標(biāo)。

3.1.1 濕度指標(biāo)計(jì)算結(jié)果

表2為陽城縣各期遙感數(shù)據(jù)濕度指標(biāo)（Wet）計(jì)算結(jié)果統(tǒng)計(jì)表。表中顯示了2005年、2010年和2016年三期結(jié)果，包括最小值、最大值、均值和標(biāo)準(zhǔn)差。其中，各期NDVI值均經(jīng)過了正規(guī)化處理，范圍為[0，1]，最大值均為1.000000，最小值均為0.000000。從表中可以看出2005年、2010年和2016年的濕度指標(biāo)均值分別為0.553405、0.544652和0.644970。由此可以看出，2005-2016年期間，陽城縣濕度指標(biāo)Wet，先略微下降后在上升，整體呈現(xiàn)出上升趨勢(shì)。

圖3為陽城縣3期的濕度指標(biāo)Wet分布圖，圖中藍(lán)色部分表示濕度指數(shù)偏高，紅色表示濕度指數(shù)偏低。從圖中可以看出，陽城縣西南部地區(qū)的濕度指數(shù)在2005-2016年期間得到了明顯的增加，這可能是與當(dāng)?shù)卣畬?duì)山西蟒河自然保護(hù)區(qū)進(jìn)行了合理的保護(hù)有關(guān)。陽城縣北部地區(qū)的濕度指數(shù)在這11年內(nèi)也呈現(xiàn)出緩慢上升的趨勢(shì)，但總體指數(shù)仍然偏低。

3.1.2 綠度指標(biāo)計(jì)算結(jié)果

表3為陽城縣各期遙感數(shù)據(jù)綠度指標(biāo)（NDVI）計(jì)算結(jié)果統(tǒng)計(jì)表。表中顯示了2005年、2010年和2016年三期NDVI結(jié)果，包括最小值、最大值、均值和標(biāo)準(zhǔn)差。其中，各期NDVI值均經(jīng)過了正規(guī)化處理，范圍為[0，1]，最大值均為1.000000，最小值均為0.000000。2005年、2010年和2016年的NDVI均值分別為0.535692、0.660315、0.620538，由此可以看出，陽城縣的NDVI值先上升后下降，但從整體上來看，2005—2016年NDVI數(shù)值呈現(xiàn)出上升的趨勢(shì)。

查找相關(guān)資料得出，陽城縣NDVI綠度指數(shù)的增加與當(dāng)?shù)卣南嚓P(guān)政策有關(guān)。晉城市人民政府頒布過《晉城市1999-2010年生態(tài)林業(yè)建設(shè)規(guī)劃綱要》的通知。陽城縣政府特別關(guān)心生態(tài)林業(yè)的建設(shè)，并為此提出過兩個(gè)實(shí)施階段。其中第一階段是1999-2000年期間，在1998年基礎(chǔ)上全市完成造林41萬畝，新增林地20萬畝，新增生態(tài)園林綠化村300個(gè);第二階段是2001-2010年的后10年，新增林地面積80萬畝，新增生態(tài)園林綠化村1 200個(gè)。由此可以看出，陽城縣NDVI指數(shù)的增加與政府的積極政策有很大的關(guān)系。

圖4為陽城縣各期的綠度指標(biāo)NDVI分布圖，圖中綠色部分表示綠度指數(shù)偏高，紅色表示綠度指數(shù)偏低。從圖中可以看出，陽城縣西南部地區(qū)的綠度指數(shù)較高，也可以說是該地區(qū)的植被覆蓋度較高。陽城縣東北部地區(qū)的植被覆蓋度偏低，但2016年的植被覆蓋相比于2005年，得到了一定程度上的改善，這可能是和政府的生態(tài)林業(yè)建設(shè)有很大的關(guān)系。

3.1.3 干度指標(biāo)計(jì)算結(jié)果

表4為陽城縣各期遙感數(shù)據(jù)干度指標(biāo)（NDSI）計(jì)算結(jié)果統(tǒng)計(jì)表。其中，干度指標(biāo)是由建筑指數(shù)（IBI）和裸土指數(shù)（SI）合成以后得到的。表中顯示了2005年、2010年和2016年三期NDSI結(jié)果，包括最小值、最大值、均值和標(biāo)準(zhǔn)差。其中，各期NDVI值均經(jīng)過了正規(guī)化處理，范圍為[0，1]，最大值均為1.000000，最小值均為0.000000。2005年、2010年和2016年的NDSI均值分別為0.481506、0.504811、0.482087，由此可以看出，2005-2016年，陽城縣的干度指標(biāo)NDSI大體呈現(xiàn)出先增長(zhǎng)，后下降的趨勢(shì)。2016年相比于2005年，NDSI變化不大。

圖5為陽城縣各期的干度指標(biāo)NDSI分布圖，圖中紅色部分表示干度指數(shù)偏高，藍(lán)色表示干度指數(shù)偏低。從圖中可以明顯看出，北部地區(qū)的干度指數(shù)在2005-2016年大幅增加;而南部地區(qū)明顯下降，2016年的藍(lán)色部分比2005年和2010年更明顯，說明干度指數(shù)下降了，這可能與該地區(qū)植被覆蓋度的增加有關(guān)。

3.1.4 熱度指標(biāo)計(jì)算結(jié)果

表5為陽城縣各期遙感數(shù)據(jù)熱度指標(biāo)（LST）計(jì)算結(jié)果統(tǒng)計(jì)表。表中記錄了2005年、2010年和2016年三期的LST熱度指標(biāo)結(jié)果，包括最小值、最大值、均值和標(biāo)準(zhǔn)差。從表中可以看出2005年、2010年和2016年的LST均值分別為22.667290、17.309317、24.663249。查詢陽城縣9月份的溫度資料，可得出，陽城縣9月份的平均氣溫在14～24℃之間，白天平均24℃，夜間平均14℃，計(jì)算得出的結(jié)果均在理想范圍內(nèi)。從整體來看，2016年9月份比2005年9月份的平均溫度高，這可能與陽城縣人口的不斷增長(zhǎng)和城市建設(shè)的快速發(fā)展有關(guān)。

圖6為陽城縣各期熱度指標(biāo)LST分布圖。圖中紅色區(qū)域表示高溫地區(qū)，主要分布在北部的工業(yè)園區(qū)和人口集中的城區(qū)。而溫度較低的綠色、黃色區(qū)域，主要在南部，為山西國(guó)家級(jí)蟒河自然保護(hù)區(qū)。

3.2 主成分分析及RSEI指數(shù)計(jì)算

利用ENVI5.1軟件，進(jìn)行主成分分析變換，合成新型生態(tài)環(huán)境質(zhì)量指數(shù)RSEI。表6為各指標(biāo)主成分分析表，從表中可以看出，經(jīng)過主成分分析變換以后，第一主成分和第二主成分包括了所研究的，4個(gè)指標(biāo)的絕大部分相關(guān)信息。2005年、2010年和2016年的第一主成分分別包含了69.46%、79.78%和85.67%的相關(guān)信息，說明三期的第一主成分包含了4個(gè)指標(biāo)的大部分信息，可以用合成的第一主成分來代替原來的4個(gè)指標(biāo)信息，并以此合成RSEI，對(duì)其進(jìn)行生態(tài)環(huán)境質(zhì)量分析。

表7為陽城縣2005年、2010年和2016年的RSEI指數(shù)，通過該指數(shù)，我們可以大致了解陽城縣2005-2016年這11年之間的生態(tài)環(huán)境變化情況。該表為RESI各期的最大值、最小值、均值和標(biāo)準(zhǔn)差，且都進(jìn)行了標(biāo)準(zhǔn)化處理，取值區(qū)間都為[0，1]，最大值都為1.000000，最小值都為0.000000。2005年RSEI值為0.510785，2010年RSEI值為0.528062，2016年RSEI值為0.568492。從研究結(jié)果來看，2005-2016年期間，這11年陽城縣的生態(tài)環(huán)境質(zhì)量指數(shù)RSEI呈現(xiàn)出上升趨勢(shì)，說明陽城縣的生態(tài)環(huán)境質(zhì)量得到了改善。

3.3 生態(tài)環(huán)境質(zhì)量分級(jí)

在完成RSEI指數(shù)計(jì)算后，為了更好地體現(xiàn)陽城縣生態(tài)環(huán)境質(zhì)量狀況以及在2005—2016年發(fā)生的變化，我們選擇依據(jù)《生態(tài)環(huán)境狀況評(píng)價(jià)技術(shù)規(guī)范》[14]以及徐涵秋在《城市遙感生態(tài)指數(shù)的創(chuàng)建及應(yīng)用》[5]中的分級(jí)方法，將RSEI指數(shù)分為5個(gè)等級(jí)，即：優(yōu)、良、一般、較差和差。具體情況如表8所示。

4 陽城縣生態(tài)環(huán)境質(zhì)量變化分析

在經(jīng)過對(duì)各時(shí)期RSEI指數(shù)計(jì)算以及統(tǒng)計(jì)后，我們制作出了2005-2016年分級(jí)RSEI指數(shù)分布圖（圖7）。

4.1 陽城縣生態(tài)環(huán)境質(zhì)量空間變化分析

從空間上看，陽城縣在2005年、2010年、2016年生態(tài)環(huán)境質(zhì)量評(píng)為“優(yōu)”“良”的區(qū)域主要集中在陽城縣南部，通過觀察地形圖以及圖7可知其主要原因是南部海拔較高，地形較復(fù)雜，因此，不太適合人類生活及工業(yè)發(fā)展。而且此地區(qū)處于山西蟒河自然保護(hù)區(qū)，由于人為保護(hù)以及政策支持下，該地區(qū)植被覆蓋度高，生物多樣性指數(shù)較高，因此，該區(qū)域生態(tài)環(huán)境受人類影響較小，生態(tài)環(huán)境質(zhì)量RSEI指數(shù)高。

而陽城縣RSEI指數(shù)等級(jí)處于“差” “較差”的區(qū)域主要集中在中北部，這是由于地形較平坦，適宜人類生產(chǎn)生活，所以在人口聚集和不斷增加的情況下，城市建筑用地和工業(yè)用地所占面積較大，從而導(dǎo)致植被覆蓋度及濕度指標(biāo)較低，使得生態(tài)環(huán)境狀況較差。從圖中我們可以看到，在陽城縣東部有大面積生態(tài)環(huán)境質(zhì)量差的區(qū)域，這可能與該地交通便利和煤化工產(chǎn)業(yè)在此布局有關(guān)。它處于晉運(yùn)高速和陵沁線旁，是處于晉城至侯馬經(jīng)濟(jì)走廊的重要位置，而皇城相府等旅游地又為此地提供了較多的人流物流，從而使得該地人口聚集，人類活動(dòng)頻繁，生態(tài)環(huán)境變差。

4.2 陽城縣生態(tài)環(huán)境質(zhì)量時(shí)間變化分析

從時(shí)間上看，2005～2010年RSEI等級(jí)為差與較差所占面積百分比由28.80%變?yōu)?9.8%，變化較小。但從圖7各期圖像對(duì)比可知生態(tài)環(huán)境退化的地區(qū)則主要分布在陽城縣縣城以及交通便利區(qū)域，說明城市建設(shè)和交通設(shè)施對(duì)生態(tài)環(huán)境質(zhì)量的影響較大。

從表9可以看出，2010～2016年陽城縣生態(tài)環(huán)境質(zhì)量變好區(qū)域占比為32.74%遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于11.52%的質(zhì)量下降區(qū)域，且質(zhì)量上升區(qū)域多在國(guó)家級(jí)蟒河自然保護(hù)區(qū)及其范圍。而在2011年國(guó)家發(fā)布的《國(guó)家環(huán)境保護(hù)“十二五”規(guī)劃》中提到要提升自然保護(hù)區(qū)建設(shè)與監(jiān)管水平，開展自然保護(hù)區(qū)基礎(chǔ)調(diào)查與評(píng)估，統(tǒng)籌完善全國(guó)自然保護(hù)區(qū)發(fā)展規(guī)劃;加強(qiáng)自然保護(hù)區(qū)建設(shè)和管理，嚴(yán)格控制自然保護(hù)區(qū)范圍和功能分區(qū)的調(diào)整，嚴(yán)格限制涉及自然保護(hù)區(qū)的開發(fā)建設(shè)活動(dòng)，規(guī)范自然保護(hù)區(qū)內(nèi)土地和海域管理，加強(qiáng)國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)規(guī)范化建設(shè)[15]。在此我們可以看出，《國(guó)家環(huán)境保護(hù)“十二五”規(guī)劃》對(duì)環(huán)境保護(hù)與治理的明顯作用。

從表10不難看出，2005～2016年間，RSEI指數(shù)0～0.6所占的面積比例從65.47%下降到51.52%，而RSEI指數(shù)0.6～1所占的比例則從34.53%上升到了48.48%。這說明陽城縣總體生態(tài)質(zhì)量得到了較大改善。通過查詢2008～2020陽城縣城市規(guī)劃可以看出：陽城縣政府在注重城市發(fā)展的同時(shí)，也注重生態(tài)環(huán)境的保護(hù)，并且做到了生態(tài)優(yōu)先、保護(hù)優(yōu)先、開發(fā)有序的原則，加強(qiáng)了對(duì)山體、水體、植被等自然資源的保護(hù)與管制，創(chuàng)造了良好的城市生態(tài)環(huán)境。

雖然總體趨勢(shì)向好，但我們也應(yīng)當(dāng)看到：城鎮(zhèn)、工業(yè)區(qū)、交通要道等區(qū)域生態(tài)環(huán)境質(zhì)量是一直呈現(xiàn)出下降趨勢(shì)的。所以，我們應(yīng)當(dāng)思考如何處理好城市與植被、水體、生物之間的關(guān)系，如何在發(fā)展的同時(shí)建設(shè)綠色城市，或者說如何在城市中提高植被覆蓋率。

5 結(jié)論及建議

5.1 研究結(jié)論

本研究以陽城縣為研究對(duì)象，分別選取了2005年、2010年兩期Landsat5TM影像和2016年一期Landsat8OLI影像。分別計(jì)算四大指標(biāo)，通過主成分分析法構(gòu)建生態(tài)環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)指數(shù)RSEI，并對(duì)其進(jìn)行分級(jí)，制作了RSEI分級(jí)圖。還利用了差值法，計(jì)算得到了各期遙感數(shù)據(jù)RSEI計(jì)算結(jié)果變化分級(jí)表，結(jié)合分析結(jié)果，給陽城縣旅游生態(tài)環(huán)境質(zhì)量提供參考建議。

本研究主要研究結(jié)論如下：

（1）通過對(duì)陽城縣2005年、2010年和2016年的RSEI指數(shù)計(jì)算，可以得出RSEI指數(shù)分別為0.510785、0.528062、0.568492。研究結(jié)果表明：2005-2016年間，陽城縣的生態(tài)環(huán)境質(zhì)量指數(shù)RSEI呈現(xiàn)出上升趨勢(shì)，說明陽城縣的生態(tài)環(huán)境質(zhì)量得到了改善。

（2）經(jīng)調(diào)查，陽城縣蘊(yùn)藏著豐富的礦產(chǎn)資源，種類多，分布廣。煤炭資源主要分布于北留——固隆一線以北地區(qū)，所以由此可知，北部地區(qū)綠度指標(biāo)、濕度指標(biāo)偏低，干度、熱度指標(biāo)偏高，很有可能是因?yàn)榈V產(chǎn)資源的過度開采造成的。

（3）從遙感生態(tài)指數(shù)RSEI的總體變化趨勢(shì)來說，生態(tài)環(huán)境變好的區(qū)域主要集中在南部地區(qū)，而南部地區(qū)有國(guó)家級(jí)蟒河自然保護(hù)區(qū)，這得力于該地區(qū)的環(huán)境治理，及自然保護(hù)區(qū)建設(shè)與監(jiān)管水平的提高。

5.2 建議

本文通過對(duì)陽城縣的生態(tài)環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)結(jié)果提出以下建議。

（1）經(jīng)過各期數(shù)據(jù)的研究分析，我們發(fā)現(xiàn)，陽城縣東部某地區(qū)，即北留鎮(zhèn)南部、白桑鄉(xiāng)東部地區(qū)的生態(tài)環(huán)境指數(shù)RSEI較低（綠度指標(biāo)、濕度指標(biāo)相對(duì)較低，干度指標(biāo)、熱度指標(biāo)相對(duì)較高）。所以我們建議當(dāng)?shù)卣畱?yīng)當(dāng)重視這兩個(gè)區(qū)的生態(tài)建設(shè)，增加相應(yīng)的植被面積，以改善當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境。

（2）在開采煤炭資源的過程中，應(yīng)該注重生態(tài)環(huán)境的保護(hù)及修復(fù)。建立生態(tài)工業(yè)園，增加工業(yè)區(qū)內(nèi)綠地面積，大力改善北部地區(qū)植被覆蓋度低的問題，使得經(jīng)濟(jì)發(fā)展與環(huán)境保護(hù)齊頭并進(jìn)。

（3）進(jìn)行產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化，大力發(fā)展旅游業(yè)等第三產(chǎn)業(yè)，使其成為旅游強(qiáng)縣。加強(qiáng)旅游區(qū)環(huán)境監(jiān)測(cè)，避免出現(xiàn)因過多客流而導(dǎo)致的環(huán)境退化。

（4）增加當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境保護(hù)教育的宣傳工作，加大對(duì)于環(huán)境保護(hù)的力度，不要過度采集煤炭資源，提倡大家保護(hù)自然資源，養(yǎng)成保護(hù)大自然的好習(xí)慣。

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收稿日期：2020-09-14

作者簡(jiǎn)介：張晨碩（1998-），男，山西師范大學(xué)地理科學(xué)學(xué)院地理信息科學(xué)專業(yè)在校本科生。