.福州市環(huán)境監(jiān)測站 .福建省環(huán)境監(jiān)測中心站 翁笑艷 鄭洪萍

?

福州市生態(tài)環(huán)境質(zhì)量評價及其動態(tài)變化分析

1.福州市環(huán)境監(jiān)測站 2.福建省環(huán)境監(jiān)測中心站 翁笑艷1鄭洪萍2

該文依據(jù)國家環(huán)保部頒發(fā)的《生態(tài)環(huán)境狀況評價技術規(guī)范（試行）》，對福州市生態(tài)環(huán)境質(zhì)量及其動態(tài)變化進行了分析與評價。結果表明，2008年～2011年，福州市轄區(qū)生態(tài)環(huán)境狀況指數(shù)（EI）在74～76之間，生態(tài)環(huán)境質(zhì)量居于優(yōu)、良水平。

生態(tài)環(huán)境 遙感監(jiān)測 質(zhì)量評價 福州市轄區(qū)

隨著城市的擴張和經(jīng)濟的快速發(fā)展，城市的環(huán)境脅迫與生態(tài)問題也日漸凸顯，如人口過度密集、熱島效應、內(nèi)河污染、土地資源承載力下降及空氣污染等。城市的發(fā)展如何與自然相互協(xié)調(diào)，城市生態(tài)環(huán)境質(zhì)量的監(jiān)測與評價等日益為世人所關注。目前，遙感技術作為地理空間信息獲取、更新與分析的重要手段，在區(qū)域生態(tài)監(jiān)測與評價中廣泛應用[1-5]。本文依據(jù)遙感監(jiān)測數(shù)據(jù)，對福州市生態(tài)環(huán)境質(zhì)量及其動態(tài)變化進行了分析和評價。

1 研究區(qū)概況

福州市位于福建省東部，地處閩江下游，介于東經(jīng)119°08'～120°31'，北緯25°15'～26°39'之間，東臨東海和臺灣海峽，與臺灣省隔海相望。本研究范圍為福州市區(qū)，包括鼓樓區(qū)、臺江區(qū)、倉山區(qū)、晉安區(qū)及馬尾經(jīng)濟技術開發(fā)區(qū)。

2 評價方法

依據(jù)《生態(tài)環(huán)境狀況評價技術規(guī)范（試行）》（HJ/T192-2006）中的相關技術指標，以福州市轄區(qū)為研究區(qū)，包括鼓樓區(qū)、臺江區(qū)、倉山區(qū)、晉安區(qū)及馬尾經(jīng)濟技術開發(fā)區(qū)，對該區(qū)域生態(tài)環(huán)境狀況進行評價。

2.1 評價指標體系

該技術規(guī)范選取了生物豐度、植被覆蓋、水網(wǎng)密度、土地退化、環(huán)境質(zhì)量五個評價指標，各指標分別賦予不同權重，最后計算生態(tài)環(huán)境狀況指數(shù)，確定從優(yōu)到差五個不同級別的生態(tài)環(huán)境狀況。

生物豐度指數(shù)：指通過單位面積上不同生態(tài)系統(tǒng)在生物物種數(shù)量上的差異，間接地反映被評價區(qū)域內(nèi)生物多樣性的豐貧程度。

植被覆蓋指數(shù)：指被評價區(qū)域內(nèi)林地、草地、農(nóng)田、建設用地和未利用地五種類型的面積占被評價區(qū)域面積的比重，用于反映被評價區(qū)域植被覆蓋的程度。

水網(wǎng)密度指數(shù)：指被評價區(qū)域內(nèi)河流總長度、水域面積和水資源量占被評價區(qū)域面積的比重，用于反映被評價區(qū)域水的豐度程度。

土地退化指數(shù)：指被評價區(qū)域內(nèi)風蝕、水蝕、重力侵蝕、凍融侵蝕和工程侵蝕的面積占被評價區(qū)域面積的比重。用以反映土地生態(tài)系統(tǒng)退化的程度。

環(huán)境質(zhì)量指數(shù)：指評價區(qū)域內(nèi)受納污染物負荷，用于反映被評價區(qū)域所承受的環(huán)境污染壓力。

2.2 評價指標的權重及計算方法

2.2.1各項評價指標的分權重

2.2.1.1 生物豐度指數(shù)

生物豐度指數(shù)分權重見表1。

生物豐度指數(shù)＝Abio×（0.35×林地＋0.21×草地＋0.28×水域濕地＋0.11×耕地＋0.04×建設用地＋0.01×未利用地）/區(qū)域面積

式中：Abio——生物豐度指數(shù)的歸一化系數(shù)。

表1 生物豐度指數(shù)分權重

2.2.1.2 植被覆蓋指數(shù)

植被覆蓋指數(shù)的分權重見表 2。

植被覆蓋指數(shù)＝Aveg×（0.38×林地面積＋0.34×草地面積＋0.19×耕地面積＋0.07×建設用地＋0.02×未利用地）/區(qū)域面積

式中，Aveg為植被覆蓋指數(shù)的歸一化系數(shù)。

表 2 植被覆蓋指數(shù)分權重

2.2.1.3 水網(wǎng)密度指數(shù)

水網(wǎng)密度指數(shù)=（Ariv×河流長度/區(qū)域面積＋Alak×湖庫（近海）面積/區(qū)域面積＋Ares×水資源量/區(qū)域面積）/3

式中：Ariv——河流長度的歸一化系數(shù)；Alak——湖庫面積的歸一化系數(shù)；Ares——水資源量的歸一化系數(shù)。

2.2.1.4 土地退化指數(shù)

土地退化指數(shù)分權重見表3。

土地退化指數(shù)＝100－Aero×（0.05×輕度侵蝕面積＋0.25×中度侵蝕面積＋0.7×重度侵蝕面積）/區(qū)域面積

式中：Aero——土地退化指數(shù)的歸一化系數(shù)。

表 3 土地退化指數(shù)分權重

2.2.1.5 環(huán)境質(zhì)量指數(shù)

環(huán)境質(zhì)量指數(shù)的分權重見表4。

環(huán)境質(zhì)量指數(shù)＝0.4×(100－ASO2×SO2排放量/區(qū)域面積)＋0.4×（100－ACOD×COD排放量/區(qū)域年均降雨量)＋0.2×（100－Asol×固廢排放量/區(qū)域面積)

式中：ASO2——SO2污染物的歸一化系數(shù)；Asol——固體廢物的歸一化系數(shù)；ACOD——COD污染物的歸一化系數(shù)。

表 4 環(huán)境質(zhì)量指數(shù)分權重

2.2.2生態(tài)環(huán)境狀況指數(shù)計算方法及分級

生態(tài)環(huán)境狀況指數(shù)（Ecological Index，EI）＝0.25×生物豐度指數(shù)＋0.2×植被覆蓋指數(shù)＋0.2×水網(wǎng)密度指數(shù)＋0.2×（100-土地退化指數(shù)）＋0.15×環(huán)境質(zhì)量指數(shù)

根據(jù)生態(tài)環(huán)境狀況指數(shù)值，將生態(tài)環(huán)境狀況分為五級，即優(yōu)、良、一般、較差和差，具體分級情況見表5。

表 5 生態(tài)環(huán)境狀況分級表

根據(jù)生態(tài)環(huán)境質(zhì)量變化幅度，將生態(tài)環(huán)境質(zhì)量變化度分為4級，即無明顯變化、略有變化（好或差）、明顯變化（好或差）、顯著變化（好或差），生態(tài)環(huán)境質(zhì)量變化度分級見表6。

2.3 評價數(shù)據(jù)來源

本次評價所用的土地利用和遙感數(shù)據(jù)、統(tǒng)計數(shù)據(jù)均來源于福建省環(huán)境監(jiān)測中心站生態(tài)室，統(tǒng)一使用中國環(huán)境監(jiān)測總站的縣級歸一化系數(shù)。

表 6 生態(tài)環(huán)境質(zhì)量變化度分級

3 生態(tài)環(huán)境狀況評價

3.1 土地利用狀況

3.1.1土地利用現(xiàn)狀分析

據(jù)遙感監(jiān)測及統(tǒng)計數(shù)據(jù)，2011年市轄區(qū)土地利用類型以林地和建筑用地為主，草地和未利用地占地面積極小。其中，林地占區(qū)域總面積達59.4%，建筑用地占21.9%，耕地占10.2%，水域濕地占7.8%，草地和未利用地僅分別占區(qū)域總面積的0.4%和0.3%（見圖1）。

不同土地類型主要表現(xiàn)為如下特點：林地中，以有林地為主，有林地占林地總面積的80.1%；耕地以水田為主，占耕地總面積達98.1%；水域濕地以河流為主，湖庫和灘涂面積僅占較小比例（分別為水域濕地類型的17.5%和3.9%）；建筑用地類型中，城鎮(zhèn)建設用地占77%以上；未利用土地以裸土地和裸巖石礫為主，未見鹽堿地。

圖1 2011年福州市轄區(qū)土地利用現(xiàn)狀

3.1.2土地利用動態(tài)變化分析

2008年~2011年福州市轄區(qū)土地利用動態(tài)變化具有如下特點：

林地類型中，有林地面積呈逐年下降趨勢，與2008年相比，面積下降了3.1%；疏林地和其他林地面積則逐年上升，2011年疏林地和其他林地與2008年相比，增加了15.4%；灌木林地面積無明顯變化。

水域濕地類型中，河流、湖庫面積有所增加，特別是湖庫面積，比2008年增加了9.73 km2。但2011年的灘涂濕地面積與2008年相比，下降了13.6%。

草地、耕地、建筑用地和未利用地總面積均無明顯變化。

3.2 生態(tài)環(huán)境質(zhì)量評價

3.2.1 2011年福州市轄區(qū)生態(tài)環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀分析

根據(jù)《生態(tài)環(huán)境狀況評價技術規(guī)范（試行）》（HJ/T 192-2006）對市轄區(qū)生態(tài)環(huán)境質(zhì)量狀況進行評價，2011年福州市轄區(qū)的生物豐度指數(shù)為62.37，水網(wǎng)密度指數(shù)為69.53，植被覆蓋指數(shù)為61.69，土地退化指數(shù)為8.26，環(huán)境質(zhì)量指數(shù)為96.02，生態(tài)環(huán)境狀況指數(shù)（EI）為74.32。依據(jù)生態(tài)環(huán)境狀況分級標準（表6），福州市轄區(qū)生態(tài)環(huán)境質(zhì)量為“良”，在全省67個縣（市、市轄區(qū)）中居第39位。

3.2.2生態(tài)環(huán)境質(zhì)量動態(tài)分析

2008年~2011年福州市轄區(qū)生態(tài)環(huán)境狀況指數(shù)（EI）動態(tài)變化見表7。

表7 福州市轄區(qū)生態(tài)環(huán)境狀況指數(shù)（EI）

由表7可知，2008年~2011年，市轄區(qū)的土地退化指數(shù)無明顯變化，但生物豐度指數(shù)、植被覆蓋指數(shù)、環(huán)境質(zhì)量指數(shù)均略微下降，變化最為顯著的是水網(wǎng)密度指數(shù)，與2010年相比，該數(shù)值顯著降低，表明2011年市轄區(qū)內(nèi)生物多樣性豐度、植被覆蓋程度與上年相比都有不同程度的下降；區(qū)域所承受的污染負荷則有所升高，主要來源于化學需氧量及固體廢物排放壓力，二氧化硫污染負荷則顯著降低（圖2）；區(qū)域的水資源豐度亦顯著降低。

圖2 區(qū)域污染負荷動態(tài)變化

2011年市轄區(qū)生態(tài)環(huán)境狀況指數(shù)為74.32（表7），與2010年相比略有降低，變化指數(shù)?EI為-2.64，依據(jù)生態(tài)環(huán)境狀況變化度分級標準（表6），2011年生態(tài)環(huán)境狀況較上年略微變差。

根據(jù)各生態(tài)指數(shù)之間的關系和權重分配，2011年生態(tài)環(huán)境狀況指數(shù)的降低主要是由于水網(wǎng)密度指數(shù)有了較大幅度的降低，而水網(wǎng)密度指數(shù)的降低又與水資源豐度的減少密切相關， 2011年市轄區(qū)的水資源量與上年相比顯著下降（圖3），減少了485.395百萬立方米。

圖3 區(qū)域水資源量動態(tài)變化

4 結果與討論

福州市轄區(qū)土地利用類型以林地和建筑用地為主，草地及未利用土地面積極小。林地類型中有林地居多；水田占耕地的比重大，旱地少；水域面積以河流為主，灘涂濕地面積較??；城鎮(zhèn)建設用地占建筑用地的77%以上；未利用地中未見鹽堿地。2008年~2011年，福州市轄區(qū)有林地與灘涂濕地呈逐年下降趨勢，湖庫面積顯著增加，建筑用地沒有明顯變化。

2008年~2011年，福州市轄區(qū)的生態(tài)環(huán)境狀況等級居于優(yōu)、良水平。從區(qū)域生態(tài)環(huán)境動態(tài)變化看，2011年市轄區(qū)內(nèi)生物多樣性豐度、植被覆蓋程度與往年相比都有不同程度的下降；區(qū)域所承載的污染壓力有所升高；水資源豐度則顯著降低。市轄區(qū)環(huán)境污染負荷主要來源于化學需氧量和固體廢棄物，而依據(jù)福州市污染源普查數(shù)據(jù)，福州市城區(qū)的廢水化學需氧量、固體廢棄物主要來源于居民生活污染源排放。

綜上，要進一步保持和改善福州市城區(qū)生態(tài)環(huán)境質(zhì)量，提高城市的宜居水平，關鍵在于調(diào)整城市功能布局，重點保護有林地、灘涂濕地，提高有效綠地面積；降低生活源污染排放，提高生活污水與生活垃圾處理能力；改善以機動車尾氣污染為主要特征的局部空氣污染問題。

[1] 徐昕,高峻,汪琴,等. 城市生態(tài)環(huán)境遙感監(jiān)測與質(zhì)量評價——以上海市為例[J]. 上海師范大學學報（自然科學版），2008,37(2):206-213.

[2] 柳輝,郎勇設,崔北祥,等. 寧夏生態(tài)環(huán)境遙感監(jiān)測與質(zhì)量評價[J]. 寧夏大學學報（自然科學版），2008,29(3):267-271.

[3] 李晶,孟祥亮,張玉梅. 山東省生態(tài)環(huán)境遙感監(jiān)測及其動態(tài)變化研究[J]. 環(huán)境監(jiān)測管理與技術，2009, 21(3):71-74.

[4] 鞏彩蘭,尹球,匡定. 波城市生態(tài)環(huán)境基礎狀況遙感信息提取研究——以上海市中心城區(qū)為例[J]. 紅外與毫米波學報，2007,26(6):447-450.

[5] 田貴全, 張明才. 遙感監(jiān)測魯北地區(qū)鹽堿地現(xiàn)狀及其動態(tài)變化[J]. 環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展，2007, 32(3):27- 29.