子林波， 甘 淑， 費(fèi)聯(lián)君

(1.昆明理工大學(xué)國(guó)土資源工程學(xué)院，云南昆明 650093;2.云南省航測(cè)遙感信息院,云南昆明 650034)

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江川縣生態(tài)環(huán)境狀況評(píng)價(jià)

子林波1， 甘 淑1， 費(fèi)聯(lián)君2

(1.昆明理工大學(xué)國(guó)土資源工程學(xué)院，云南昆明 650093;2.云南省航測(cè)遙感信息院,云南昆明 650034)

[目的]掌握江川縣生態(tài)環(huán)境狀況、分析存在的問題，為政府制訂合理的區(qū)域規(guī)劃和經(jīng)濟(jì)發(fā)展戰(zhàn)略提供科學(xué)依據(jù)。[方法]根據(jù)環(huán)境保護(hù)部頒布實(shí)施的《生態(tài)環(huán)境狀況評(píng)價(jià)技術(shù)規(guī)范》(HJ 192—2015)，運(yùn)用遙感影像數(shù)據(jù)和環(huán)境狀況公報(bào)數(shù)據(jù)以及統(tǒng)計(jì)年鑒數(shù)據(jù)，結(jié)合RS與GIS相關(guān)理論與技術(shù)，選用生物豐度指數(shù)、植被覆蓋指數(shù)、水網(wǎng)密度指數(shù)、土地脅迫指數(shù)、污染負(fù)荷指數(shù)5個(gè)因子,對(duì)2015年江川縣各鄉(xiāng)鎮(zhèn)生態(tài)環(huán)境狀況進(jìn)行評(píng)價(jià)與分析。[結(jié)果]2015年江川縣7個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)的生態(tài)環(huán)境指數(shù)為57.954 7～66.912 1，其中以路居鎮(zhèn)最高，大街鎮(zhèn)最低，二者差值為8.957 4。[結(jié)論]江川縣總體生態(tài)環(huán)境狀況良好。

生態(tài)環(huán)境；評(píng)價(jià)；建議；江川縣

區(qū)域生態(tài)環(huán)境質(zhì)量的監(jiān)測(cè)與評(píng)價(jià)是當(dāng)今世界的一項(xiàng)重要研究課題，充分認(rèn)識(shí)和理解區(qū)域生態(tài)環(huán)境的狀況，正確評(píng)價(jià)生態(tài)環(huán)境質(zhì)量的現(xiàn)狀，是區(qū)域生態(tài)環(huán)境預(yù)測(cè)或預(yù)警研究的基礎(chǔ)，是制訂和規(guī)劃區(qū)域國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展計(jì)劃的重要依據(jù)[1]。近年來，關(guān)于縣市級(jí)別的生態(tài)環(huán)境狀況研究較多，大多采用《生態(tài)環(huán)境狀況評(píng)價(jià)技術(shù)規(guī)范(試行)》(HJ/T 192—2006)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行定量分析和評(píng)價(jià)。2015年環(huán)境保護(hù)部頒布實(shí)施了新的標(biāo)準(zhǔn)，而運(yùn)用該新標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行評(píng)價(jià)的研究較少，且很少對(duì)鄉(xiāng)鎮(zhèn)進(jìn)行分區(qū)研究。江川縣屬于“三湖一海一庫(kù)”流域區(qū)，隨著湖區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展加快，化肥和農(nóng)藥的施用量超過了土地的承受能力，森林資源破壞嚴(yán)重，給江川的生態(tài)安全帶來了極大威脅[2]。按照玉溪市“經(jīng)濟(jì)建設(shè)生態(tài)化，生態(tài)建設(shè)產(chǎn)業(yè)化”的總體要求，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)與生態(tài)協(xié)調(diào)發(fā)展，需全面了解各個(gè)縣的生態(tài)環(huán)境潛力，確定經(jīng)濟(jì)發(fā)展所能承受的能力。筆者運(yùn)用ArcGIS軟件，對(duì)江川縣各鄉(xiāng)鎮(zhèn)生態(tài)環(huán)境狀況進(jìn)行綜合分析和評(píng)價(jià)，旨在為該縣生態(tài)環(huán)境保護(hù)和規(guī)劃提供決策依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況 江川縣位于云南省中部偏東,地跨102°35′～102°55′ E，24°12′～24°32′ N，東南與華寧、通海兩縣交界，西南與紅塔區(qū)接壤，西北與晉寧、澄江兩縣相鄰。東西最大橫距31.9 km，南北最大縱距35.7 km，總面積850 km2。江川縣由湖泊、盆地、中低山脈組成，四周高，中部低，西部九溪略向玉溪傾斜。山脈多為南北走向和東西走向，東北走向較少。江川縣屬中亞熱帶半干燥高原季風(fēng)氣候，四季如春，干濕季分明，是“美麗玉溪”建設(shè)及推進(jìn)“三湖”環(huán)境整治、湖濱生態(tài)旅游、生態(tài)公園、生態(tài)旅游的示范區(qū)。

1.2 數(shù)據(jù)來源 采用MOD13影像數(shù)據(jù)得到植被覆蓋分布、行政區(qū)劃圖及土地利用現(xiàn)狀數(shù)據(jù)。全國(guó)土壤侵蝕分布圖用于獲取江川縣土地脅迫指數(shù)。平均降雨量、水資源量、SO2年排放量、COD年排放量和固體廢物年排放量等數(shù)據(jù)源于江川縣環(huán)境狀況公報(bào)和水資源公報(bào)。

1.3 評(píng)價(jià)方法 生態(tài)環(huán)境狀況評(píng)價(jià)是一項(xiàng)較復(fù)雜的系統(tǒng)性研究工作，目前已將其指標(biāo)體系規(guī)范化。根據(jù)《生態(tài)環(huán)境狀況評(píng)價(jià)技術(shù)規(guī)范》(HJ 192—2015)規(guī)定的生態(tài)環(huán)境狀況評(píng)價(jià)的指標(biāo)體系和計(jì)算方法，選取生物豐度指數(shù)、植被覆蓋指數(shù)、水網(wǎng)密度指數(shù)、土地脅迫指數(shù)和污染負(fù)荷指數(shù)，及其對(duì)應(yīng)的權(quán)重來計(jì)算區(qū)域生態(tài)環(huán)境質(zhì)量指數(shù)(EI)[3]。將江川縣的評(píng)價(jià)單元?jiǎng)澐譃榘不l(xiāng)、大街鎮(zhèn)、江城鎮(zhèn)、九溪鎮(zhèn)、路居鎮(zhèn)、前衛(wèi)鎮(zhèn)、雄關(guān)鄉(xiāng)共7個(gè)評(píng)價(jià)單元，計(jì)算公式：

EI=0.35×A1+0.25×A2+0.15×A3+0.15×(100-A4)+0.10×(100-A5)

(1)

式中，A1為生物豐度指數(shù)；A2為植被覆蓋指數(shù)；A3為水網(wǎng)密度指數(shù)；A4為土地脅迫指數(shù)；A5為污染負(fù)荷指數(shù)。

1.3.1 生物豐度指數(shù)計(jì)算。生物豐度指數(shù)是評(píng)價(jià)區(qū)域內(nèi)生物多樣性豐貧程度的指標(biāo)，用森林、草地、耕地等地類面積代入公式計(jì)算得到。

A1=Abio×(0.35a+0.21b+0.28c+0.11d+0.04e+0.01f)/V1

(2)

式中，a為林地；b為草地；c為水域濕地；d為耕地；e為建設(shè)用地；f為未利用地；V1為區(qū)域面積；Abio為生境質(zhì)量指數(shù)的歸一化系數(shù)，參考值為511.264 2。

1.3.2 植被覆蓋指數(shù)計(jì)算。植被覆蓋指數(shù)是運(yùn)用MOD13的NDVI 數(shù)據(jù)，空間分辨率250 m，在ArcGIS軟件中導(dǎo)出NDVI數(shù)據(jù)，把5—9月的遙感影像經(jīng)柵格投影后提取每個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)單獨(dú)的影像，每個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)取5個(gè)月的平均值得到最終的NDVI(表2)。植被覆蓋指數(shù)計(jì)算公式：

(3)

式中，pi為5—9 月象元NDVI最大值的均值；Averg為植被覆蓋指數(shù)的歸一化系數(shù)，參考值為0.012 1。

1.3.3 水網(wǎng)密度指數(shù)計(jì)算。水網(wǎng)密度指數(shù)是河流總長(zhǎng)度、水域面積和水資源占被評(píng)價(jià)區(qū)域面積的比重,用于評(píng)價(jià)區(qū)域水的豐富程度。星云湖與撫仙湖不屬于任何鄉(xiāng)鎮(zhèn)管轄，因此按照湖岸線的長(zhǎng)度把2個(gè)湖的面積加入水域面積和區(qū)域面積計(jì)算，如圖1所示，江城鎮(zhèn)和路居鎮(zhèn)分配到的水域面積最大。水資源量計(jì)算公式：

B=M1×V1×U

(4)

式中，M1為年平均降雨量，為800～950 mm；U為徑流系數(shù)，為0.5；V1為各區(qū)域面積。水網(wǎng)密度指數(shù)計(jì)算公式：

(5)

式中，L為河流長(zhǎng)度；V1為區(qū)域面積；V2為水域面積(湖泊、水庫(kù)、河渠和近海)；Ariv為河流長(zhǎng)度的歸一化系數(shù)，參考值84.370 4；Alak為水域面積的歸一化系數(shù)，參考值591.790 8；Ares為水資源量的歸一化系數(shù)，參考值86.386 9。

1.3.4 土地脅迫指數(shù)計(jì)算。評(píng)價(jià)區(qū)域內(nèi)土地質(zhì)量遭受脅迫的程度是指評(píng)價(jià)區(qū)域內(nèi)風(fēng)蝕、水蝕、重力侵蝕、凍融侵蝕和工程侵蝕的面積占被評(píng)價(jià)區(qū)域面積的比重，用于反映被評(píng)價(jià)區(qū)域內(nèi)土地退化程度。用我國(guó)土壤侵蝕分布圖提取江川縣各鄉(xiāng)鎮(zhèn)土地侵蝕面積，江川縣主要是水侵蝕。計(jì)算公式：

A4=Aero×(0.4×C1+0.2×C2+0.2×e+0.2×C3)/V1

(6)

式中,C1為重度侵蝕面積；C2為中度侵蝕面積；e為建設(shè)用地面積；C3為其他土地脅迫面積；V1為區(qū)域面積；Aero為土地脅迫指數(shù)的歸一化系數(shù)，參考值236.043 57。

圖1 江川縣各鄉(xiāng)鎮(zhèn)生態(tài)環(huán)境狀況指數(shù)分布情況Fig.1 Ecological condition index profile of each town in Jiangchuan County

1.3.5 污染負(fù)荷指數(shù)計(jì)算。污染負(fù)荷指數(shù)用于評(píng)價(jià)區(qū)域內(nèi)所受納的環(huán)境污染壓力及區(qū)域單位面積所受納的污染負(fù)荷。各污染物污染負(fù)荷的歸一化系數(shù)：COD排放量(ACOD)4.393 7，氨氮排放量(ANH3)40.176 4，SO2排放量(ASO2)0.064 8，煙(粉)塵排放量(AYFC)4.090 4，氮氧化物排放量(ANOx)0.510 3，固體廢物丟棄量(ASOL)0.074 9。

A5=0.20×ACOD×VCOD/M2+0.20×ANH3×VNH3/M2+0.20×ASO2×VSO2/V1+0.10×AYFC×VYFC/V1+0.20×ANOX×VNOX/V1+0.10×ASOL×VSOL/V1

(7)

式中，VCOD為COD 排放量；VNH3為氨氮排放量；VSO2為SO2排放量；VYFC為煙(粉)塵排放量；VNOX為氮氧化物排放量；VSOL為固體廢物丟棄量；M2為區(qū)域年降水總量；V1為區(qū)域面積。

2 結(jié)果與分析

根據(jù)《生態(tài)環(huán)境狀況評(píng)價(jià)技術(shù)規(guī)范》的分級(jí)情況，評(píng)價(jià)結(jié)果顯示江川縣各鄉(xiāng)鎮(zhèn)生態(tài)環(huán)境質(zhì)量狀況為良(生態(tài)環(huán)境狀況指數(shù)55～75屬于良)。路居鎮(zhèn)的生態(tài)環(huán)境狀況指數(shù)最高，為66.912 1，大街鎮(zhèn)最低，為57.954 7，二者差值為8.957 4(表1)。這表明江川縣生態(tài)環(huán)境狀況總體水平相差不大。

表1 江川縣各鄉(xiāng)鎮(zhèn)生態(tài)環(huán)境狀況指數(shù)

江川縣各鄉(xiāng)鎮(zhèn)生物豐度和植被覆蓋程度不同是由于各鄉(xiāng)鎮(zhèn)生態(tài)環(huán)境狀況差異。由表1可知，安化鄉(xiāng)和九溪鎮(zhèn)的生物豐度指數(shù)與植被覆蓋指數(shù)較大，生態(tài)環(huán)境指數(shù)也較高，分別為62.290 2、60.208 4。生物豐度指數(shù)中林地的權(quán)重最高，為0.35，而植被覆蓋程度基本也由林地面積決定，因此林地的面積很大程度上影響了江川縣生態(tài)環(huán)境狀況的評(píng)價(jià)。

安化鄉(xiāng)、九溪鎮(zhèn)、雄關(guān)鄉(xiāng)的水網(wǎng)密度指數(shù)較低，分別為4.302 1、5.051 3、5.505 1,這是由于江川縣屬于云貴高原地區(qū)，高原湖泊是封閉或半封閉湖泊，水系不發(fā)達(dá)，河流大多分布在星云湖邊的大街鎮(zhèn)和前衛(wèi)鎮(zhèn)。筆者將2個(gè)湖泊按比例分配到湖邊鄉(xiāng)鎮(zhèn)，計(jì)算得到江城鎮(zhèn)和路居鎮(zhèn)水網(wǎng)密度指數(shù)較高，分別為53.615 8和59.751 6。

研究區(qū)域內(nèi)降雨量較大、山地多、坡度大，森林又遭到砍伐，使得部分地區(qū)植被蓄水保土性能差，導(dǎo)致水土流失較為嚴(yán)重。由表1可知，前衛(wèi)鎮(zhèn)、安化鄉(xiāng)的土地脅迫指數(shù)較高，分別為52.787 0、51.287 1,其重度侵蝕面積也較廣。但整個(gè)江川縣重度侵蝕面積較小，有的鄉(xiāng)鎮(zhèn)甚至沒有重度侵蝕。建設(shè)用地的權(quán)重占0.2，說明地形地貌和人類活動(dòng)影響了土地脅迫指數(shù)的大小。

對(duì)全縣經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)貢獻(xiàn)最大的是大街鎮(zhèn)[4]，水泥廠、造紙廠和磷化公司等主要污染行業(yè)大多位于大街鎮(zhèn)，工業(yè)“三廢”排放量大, SO2、NO2、可吸入顆粒物等造成空氣污染；大街鎮(zhèn)土地利用密集，人類活動(dòng)對(duì)環(huán)境的影響大；不合理地施用化肥及農(nóng)藥等使得COD對(duì)水域污染嚴(yán)重，因此大街鎮(zhèn)污染負(fù)荷指數(shù)相對(duì)較高。雄關(guān)鄉(xiāng)和安化鄉(xiāng)是典型的山區(qū)生態(tài)農(nóng)業(yè)鄉(xiāng)，人口較少，分布廣泛，基本以農(nóng)業(yè)為主，污染來源少，污染負(fù)荷指數(shù)較低。

3 建議

隨著玉溪市生態(tài)環(huán)境保護(hù)建設(shè)投入的加大，江川縣各鄉(xiāng)鎮(zhèn)生態(tài)環(huán)境質(zhì)量得到改善，總體生態(tài)環(huán)境為良。但從生態(tài)環(huán)境評(píng)價(jià)的指標(biāo)因素來看，生物豐度指數(shù)和植被覆蓋指數(shù)得分均不高，土地脅迫指數(shù)較低，表明江川縣植被覆蓋偏低，林地和草地的面積較小，部分區(qū)域還存在水土流失問題。因此，還需從以下方面提高江川縣生態(tài)環(huán)境狀況。①繼續(xù)實(shí)施退耕還林工程、珠江防護(hù)林建設(shè)工程和國(guó)家重點(diǎn)生態(tài)公益林補(bǔ)償項(xiàng)目, 充分發(fā)揮林業(yè)在改善全縣生態(tài)環(huán)境和維護(hù)撫仙湖、星云湖生態(tài)安全中的重要作用，加強(qiáng)對(duì)“退耕還林還草”政策的宣傳，嚴(yán)禁濫砍濫伐。②合理規(guī)劃城鄉(xiāng)發(fā)展。在城市化進(jìn)程中，重視生態(tài)環(huán)境保護(hù)。城市的擴(kuò)展占用了耕地，從而引起“圍湖造田”等不合理的開發(fā)活動(dòng)，致使湖面縮小, 湖床淤積,出現(xiàn)沼澤化趨勢(shì)。因此，要合理規(guī)劃城鄉(xiāng)發(fā)展，以城鄉(xiāng)生態(tài)環(huán)境保護(hù)為重，可適度開發(fā)。③工業(yè)“三廢”大量排放,引起部分土壤重金屬含量超標(biāo),造成土壤質(zhì)量下降，因此應(yīng)制訂詳細(xì)的排污標(biāo)準(zhǔn),加強(qiáng)排污標(biāo)準(zhǔn)的控制。星云湖邊農(nóng)田面積較廣，高殘毒農(nóng)藥對(duì)水污染嚴(yán)重，因此要嚴(yán)格控制農(nóng)藥使用，發(fā)展生態(tài)農(nóng)業(yè)。④提高全民生態(tài)保護(hù)意識(shí)。江川縣作為旅游開發(fā)區(qū)，要做好環(huán)境保護(hù)知識(shí)的宣傳工作，提高人們改善生態(tài)環(huán)境的責(zé)任意識(shí)，廣泛發(fā)動(dòng)社會(huì)力量參與環(huán)境保護(hù)和生態(tài)建設(shè)[5-8]。

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Evaluation of Ecological Environment in Jiangchuan County

ZI lin-bo1,GAN Shu1,FEI Lian-jun2

(1.Faculty of Land Resource Engineering，Kunming University of Science and Technology，Kunming,Yunnan 650093; 2.Yunnan Academy of aerial remote sensing information，Kunming,Yunnan 650093)

[Objective] The study aimed to understanding the ecological environment of Jiangchuan County ,analyzing the existing problems and providing a scientific basis to government to develop a reasonable regional planning and economic development strategies. [Method] According to the Ministry of Environmental Protection of the People’s Republic China promulgated《Ecological environment evaluation of technical specifications》HJ 192—2015, the use of remote sensing data and the state of the Environment data as well as Statistical Yearbook data, integration of RS and GIS theory and technology,selection the five factors of biological abundance index, vegetation cover index, water network density index, land stress index and the pollution load index, evaluating and analyzing the ecological environment of Jiangchuan County township in 2015. [Result] The ecological environment index(EI) of seven towns of Jiangchuan County in 2015 is vary from 66.912 1 to 57.954 7. Luju town has the highest EI index and Dajie town is lowest EI index ,the difference value of them is 8.957 4.[Conclusion] The entire ecological environment is in good condition.

Ecological Environment; Evaluate; Recommendation; Jiangchuan County

國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(D010701)；地區(qū)科學(xué)基金項(xiàng)目(D011102)。

子林波(1992- )，男，云南麗江人，碩士研究生，研究方向：土地資源評(píng)價(jià)。

2016-08-31

S 181.3;P 964

A

0517-6611(2016)31-0086-02