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RS与GIS的环境质量评论

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本文作者:朱宇芳 张宗祥 单位:泰州市环境监测中心站

泰州市地处长江三角洲江北平原地带,地势平坦,自然条件较好。但随着经济的快速发展,泰州市也面临着生态环境的严峻挑战。近年来,rsgis技术已逐步应用于各省市地区生态环境质量的监测和评价中[1-4]。本文利用LandsatTM解译数据,和对本地区生态环境实地调查的基础上,对泰州市地表植被覆盖和土地利用情况进行高精度解译,采用生物丰度指数、植被覆盖指数、水网密度指数、土地退化指数、环境质量指数五个分指数计算出生态环境状况指数,对泰州市的生态环境状况进行评价,并提出改善生态环境状况的措施建议。

1数据来源及处理

(1)遥感数据选用2010年landsatTM影像数据,波段按4、3、2波段合成,最适合用于植被分类;时相为5~10月地表植被覆盖类型最为丰富的时段;几何纠正模型采用polynmmial模型。

(2)环境质量数据从泰州市环境统计年报和江苏省水资源公告获取。

2评价指标及计算方法

2.1生物丰度指数通过评价单位面积上不同生态系统类型在生物物种数量上的差异,间接地反映被评价区域内生物丰贫程度。由林地、草地、水域湿地、耕地、建筑用地和未利用地等不同生态系统的等效面积占区域面积比重计算得到。生物丰度指数=Abio×(0.35×林地+0.21×草地+0.28×水域湿地+0.11×耕地+0.04×建设用地+0.01×未利用地)/区域面积。Abio为生物丰度指数的归一化系数,取全国归一化系数676.08。

2.2植被覆盖指数通过评价区域内林地、草地、农田、建设用地和未利用地五种类型的面积占被评价区域面积的比重,用于反映被评价区域植被覆盖的程度。植被覆盖指数=Aveg×(0.38×林地面积+0.34×草地面积+0.19×耕地面积+0.07×建设用地+0.02×未利用地)/区域面积。Aveg为植被覆盖指数的归一化系数,取全国归一化系数588.26。

2.3水网密度指数通过评价区域内河流总长度、水域面积和水资源量占被评价区域面积的比重,用于反映被评价区域水的丰富程度。水网密度指数=(Ariv×河流长度/区域面积+Alak×湖库(近海)面积/区域面积+Ares×水资源量/区域面积)/3。Ariv为河流长度归一化系数;Alak为湖库(近海)面积归一化系数;Ares为水资源量归一化系数,取全国归一化系数71.768。

2.4土地退化指数通过评价区域内风蚀、水蚀、重力侵蚀、冻融侵蚀和工程侵蚀的面积占被评价区域面积的比重,用于反映被评价区域内土地退化程度。土地退化指数=Aero×(0.05×轻度侵蚀面积+0.25×中度侵蚀面积+0.7×重度侵蚀面积)/区域面积。Aero为土地退化指数的归一化系数,取全国归一化系数273.05。

2.5环境质量指数环境质量指数指被评价区域内受纳污染物负荷,用于反映被评价区域所承受的环境污染压力。环境质量指数=0.4×(100-ASO2×SO2排放量/区域面积)+0.4×(100-ACOD×COD排放量/区域年均降雨量)+0.2×(100-ASOL×固体废物排放量/区域面积)。ASO2;ACOD;ASOL分别取全国归一化系数1.67,0.0584,2.85。

3生态环境状况分级

生态环境状况指数(EI)根据生物丰度指数、植被覆盖指数、水网密度指数、土地退化指数、环境质量指数的不同的权重进行计算,生态环境状况指数=0.25×生物丰度指数+0.2×植被覆盖指数+0.2×水网密度指数+0.2×(100-土地退化指数)+0.15×环境质量指数生态环境状况指数分为五级,即优、良、一般、较差和差(表1)。

4评价结果及判读分析

4.1评价结果根据上述评价指标和方法,计算得出2010年泰州市生态环境状况指数和各分项指标(表2)。泰州市生态环境状况指数为66.06,介于55~75之间,生态环境状况均处于“良”的状态。结合陆地卫星TM遥感影像判读获得2010年泰州市土地利用/覆盖类型数据(图1)。

4.2泰州市生态环境状况原因分析及对策建议根据生态景观遥感解译结果分析,生物丰度指数和植被覆盖指数是影响生态环境状况指数EI的主要因素,生物丰度和植被覆盖指数主要取决于各评价区域的耕地、林地、草地的面积。泰州市土地利用、覆盖有以下变化:一是耕地面积下降,城镇规模扩大,工矿、住宅、交通等基础设施占用大量的土地。二是河流、湖库滩地面积增加,各级政府比较注重水环境建设,河道疏浚整治、退耕还湖等工作力度比较大。三是各级政府加大绿化造林的力度,增加林地面积。针对本市的实际情况,不断改善泰州市生态环境质量,现提出以下几点建议:合理规划土地利用,科学布局林地、草地、水域湿地和城镇建设用地等各种用地类型;大力提高森林草地的覆盖率,加强水利建设,疏浚河道;加大环保投入,增加环保基础设施建设,加强污染源治理和区域环境综合整治力度,全面改善区域环境质量。

5结论

(1)2010年泰州市生态环境质量等级为良。随着城镇规模的不断扩大,耕地面积的减少都与生态环境质量状况指数下降具有较大的关联性。(2)目前遥感是通过人工解译的,在解译中存在一些漏判、误判的问题。(3)泰州市正在创建生态市,生态环境是作为其中考核指标之一。利用RS和GIS技术相结合的生态环境状况评价方法,对区域生态环境的保护和改善具有积极的指导意义,为宏观评价区域生态环境质量提供快速有效的方法。