基于RS和GIS的莱芜市生态环境现状评价
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中图分类号：F253.3 文献标识码：A 文章编号：
要实现社会经济可持续发展，合理的资源利用与良好的区域生态环境是重要基础和必要条件。近年来我国政府不断加强了对生态环境的监测、评价的力度。山东省莱芜市于2012年8月在全市范围内开展了基于rs/gis基础的生态环境监测。
1引言
生态环境（eco-environment），是我国特有的一个名词，尚未形成统一的认识。姑且认为生态环境是人类赖以生存和发展的各种生态因子和生态关系的总和，是环境受到人类活动影响（历史的、现实的、正面的、负面的）的产物，由多种要素组成，要素之间存在着相互促进、相互制约的复杂关系，各种要素及其相互关系构成了一个具有综合性、等级性和区域性特征的复杂系统。
由此衍生的生态环境监测也有几种不同的看法。但从环保部门生态保护工作职责来看，生态环境监测应该包括两部分，一是监测生态环境质量；二是监督对生态环境有影响的自然资源开发利用活动、重要生态环境建设和生态破坏恢复工作。
1.1国内外研究进展
国外环境质量评估始于上世纪 60 年代中期，70 年代蓬勃发展，20 世纪 80 年代以来，随着计算机的普及，一些先进技术尤其是遥感、全球定位系统和地理信息系统开始应用于环境科学领域。
2005年，科技部正式启动国家生态系统观测研究网络（CNERN）台站建设任务，目前有53个台站纳入其中。。
1.2主要理论基础
遥感(RS)和地理信息系统(GIS)，在计算机技术、人造卫星、测量技术、制图技术和对地观测技术发展的基础上，不断的融合并走向了成熟，广泛的应用于各个领域中。遥感和地理信息系统常被简称为“2S”技术，即RS(RemoteSensing)指遥感技术，GIS(Geographic Information System)指地理信息系统。
2生态系统监测方法
2.1遥感数据源
中巴资源2号卫星（CBERS-2）和美国陆地卫星(Landsat TM)图像。
2.2遥感图像处理
应用遥感影像处理软件(Erdas Imagine )进行影像合成，影像镶嵌，图像切割和几何纠正。
2.3遥感图像解译
根据前述生态系统监测指标体系2级分类系统，应用Arcgis 软件进行生态系统类型及其动态变化判读、矢量数据处理和数据统计分析。
2.4精度分析
为了验证遥感解译的正确性，选择典型地物核查点和边界点进行野外核查。计算典型地物核查点判读准确率和边界点判读准确率。包括遥感图像数据库，遥感监测数据库和野外核查图片/影像库。
3.1 莱芜自然概况
莱芜市位于鲁中山区，地理坐标为东经117°19′04〞～117°58′05″，北纬36°01′54″～36°33′10″，南北纵距66.2km，东西横距58km，总面积2246.21km2。全市地形呈向西开口的簸箕形，东、南、北三面为低山环绕，中西部平缓开阔。莱芜市地面河流属汶河与淄河水系。汶河水系主要干流是牟汶河。
莱芜属暖温带湿润、半湿润大陆性季风气候，光照充足，四季分明。境内年平均气温在11～13℃之间，降水量760.9毫米，无霜期204天。现存植被均为次生植被，且以人工植被为主，莱芜境内动、植物丰富，生物多样。
3.2生态环境评价的技术方法
依据国家环境保护总局《生态环境状况评价技术规范（试行）》（HJ/T192-2006）提供的方法进行定量评价。
评价的指标有：生物丰度指数、植被覆盖指数、土地退化指数、水网密度指数、环境质量指数、生态环境状况指数（EI）。
3.3生物丰富度指数权重及计算方法
依据国家环境保护总局《生态环境状况评价技术规范（试行）》（HJ/T192-2006），确定各生物丰度指数分权重。
生物丰度指数＝Abi×（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
公式1
Abi：物丰度指数的归一化系数（市级：578.7）。
莱芜市生物丰度指数归一化系数=100/0.1728=578.7；
计算得出：
莱芜市生物丰度指数=578.7×(0.35×408.4 Km2＋0.21×466.7 Km2＋0.28×74.1 Km2＋0.11×1039.6 Km2＋0.04×266.9 Km2＋0.01×1.9 Km2）/2257.6 Km2=99.1
3.4植被覆盖指数的权重及计算方法
依据国家环境保护总局《生态环境状况评价技术规范（试行）》（HJ/T192-2006），确定各植被覆盖指数的分权重。
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
公式2
Aveg：被覆盖指数的归一化系数（市级：423.91）。
植被覆盖指数的归一化系数=100/0.2359=423.91
莱芜市植被覆盖指数=423.91×（0.38×408.4Km2＋0.34×466.7Km2＋0.19×1039.6Km2＋0.07×266.9Km2＋0.02×1.9Km2）/2257.6Km2=99.5
3.5网密度指数计算方法
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
公式3
Ariv，河流长度的归一化系数（市级：134.1）；
Alak，湖库面积的归一化系数（市级：743.3）；
Ares，水资源量的归一化系数（市级：255.6）。
莱芜市水网密度指数=36.5。
3.6土地退化指数的权重及计算方法
依据国家环境保护总局《生态环境状况评价技术规范（试行）》（HJ/T192-2006），确定各土地退化指数分权重。
土地退化指数＝Aer×（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 公式4
Aer，土地退化指数的归一化系数（市级：308.3）。
莱芜市=（0.05×498+0.25×455+0.7×358)/2257.6=0.17
莱芜市土地退化指数
=308.3×（0.05×498+0.25×455+0.7×358)/2257.6=53.1
3.7环境质量指数的权重及计算方法
依据国家环境保护总局《生态环境状况评价技术规范（试行）》（HJ/T192-2006），确定环境质量指数的分权重。
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）
公式5
ASO2—SO2 的归一化系数（市级：1.667065）；
ACOD—COD 的归一化系数（市级：0.058464）；
Asol—固体废物的归一化系数（市级：2.849614）。
莱芜市环境质量指数=99.05
3.8生态环境状况指数（Ecological Index，EI）计算方法
依据国家环境保护总局《生态环境状况评价技术规范（试行）》（HJ/T192-2006），确定各项评价指标权重。
EI＝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
公式6
计算得出莱芜：EI=76.2
3.9 基础数据来源
（1）生物丰度指数、植被覆盖指数、水网密度指数、评价区域的面积数据来源于TM影像（2010年）；
（2）环境质量指数中用到的SO2、COD以及固体废物排放总量数据源于2011年莱芜市环境统计数据；
（3）水资源量、土地退化指数从水利部门收集的2011年度统计数据；
（4）降雨量数据来自于莱芜市气象局各个台站的监测数据（2011年）；
（5）本次评价所使用的计算公式中的归一化系数来源于生态环境状况评价技术规范(HJ/T192-2006)计算所得。
生态环境状况良
图12012年莱芜市辖区内生态环境质量状况图
4 2012年莱芜市生态环境状况综合评价分析
根据国家环境保护总局生态遥感调查—山东省生态遥感调查(以下简称遥感调查)结果显示，2012年莱芜市有耕地1039.6km2，林地408.4 km2，草地466.7 km2，水域湿地74.1 km2，城乡居民点和工矿用地266.9 km2，未利用地：1.9 km2。其中耕地、林地面积分别占全市国土面积的46 %、18.1%。
依据国家环境保护总局《生态环境状况评价技术规范（试行）》（HJ/T192-2006）的评价技术方法，利用室内解译LandsatTM5影像数据获得的2010年土地利用数据及其他统计数据，经计算得出2011年莱芜市的生态环境质量状况指数为76.2，级别为良，这说明莱芜市植被覆盖度较高，生物多样性较丰富，基本适合人类生存。
作者简介：
1. 张汛，山东省莱芜市环保局工程师，现就读于天津大学环境工程专业GCT。联系电话：13863480288。
2. 徐振华，山东省莱芜市环保局助理工程。联系电话：15020873546