子林波， 甘 淑， 費聯(lián)君

(1.昆明理工大學國土資源工程學院，云南昆明 650093;2.云南省航測遙感信息院,云南昆明 650034)

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江川縣生態(tài)環(huán)境狀況評價

子林波1， 甘 淑1， 費聯(lián)君2

(1.昆明理工大學國土資源工程學院，云南昆明 650093;2.云南省航測遙感信息院,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)濟發(fā)展戰(zhàn)略提供科學依據(jù)。[方法]根據(jù)環(huán)境保護部頒布實施的《生態(tài)環(huán)境狀況評價技術(shù)規(guī)范》(HJ 192—2015)，運用遙感影像數(shù)據(jù)和環(huán)境狀況公報數(shù)據(jù)以及統(tǒng)計年鑒數(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)、污染負荷指數(shù)5個因子,對2015年江川縣各鄉(xiāng)鎮(zhèn)生態(tài)環(huán)境狀況進行評價與分析。[結(jié)果]2015年江川縣7個鄉(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；評價；建議；江川縣

區(qū)域生態(tài)環(huán)境質(zhì)量的監(jiān)測與評價是當今世界的一項重要研究課題，充分認識和理解區(qū)域生態(tài)環(huán)境的狀況，正確評價生態(tài)環(huán)境質(zhì)量的現(xiàn)狀，是區(qū)域生態(tài)環(huán)境預測或預警研究的基礎(chǔ)，是制訂和規(guī)劃區(qū)域國民經(jīng)濟發(fā)展計劃的重要依據(jù)[1]。近年來，關(guān)于縣市級別的生態(tài)環(huán)境狀況研究較多，大多采用《生態(tài)環(huán)境狀況評價技術(shù)規(guī)范(試行)》(HJ/T 192—2006)的技術(shù)標準進行定量分析和評價。2015年環(huán)境保護部頒布實施了新的標準，而運用該新標準進行評價的研究較少，且很少對鄉(xiāng)鎮(zhèn)進行分區(qū)研究。江川縣屬于“三湖一海一庫”流域區(qū)，隨著湖區(qū)經(jīng)濟發(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)濟建設生態(tài)化，生態(tài)建設產(chǎn)業(yè)化”的總體要求，促進經(jīng)濟與生態(tài)協(xié)調(diào)發(fā)展，需全面了解各個縣的生態(tài)環(huán)境潛力，確定經(jīng)濟發(fā)展所能承受的能力。筆者運用ArcGIS軟件，對江川縣各鄉(xiāng)鎮(zhèn)生態(tài)環(huán)境狀況進行綜合分析和評價，旨在為該縣生態(tài)環(huán)境保護和規(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氣候，四季如春，干濕季分明，是“美麗玉溪”建設及推進“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)境狀況公報和水資源公報。

1.3 評價方法 生態(tài)環(huán)境狀況評價是一項較復雜的系統(tǒng)性研究工作，目前已將其指標體系規(guī)范化。根據(jù)《生態(tài)環(huán)境狀況評價技術(shù)規(guī)范》(HJ 192—2015)規(guī)定的生態(tài)環(huán)境狀況評價的指標體系和計算方法，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)和污染負荷指數(shù)，及其對應的權(quán)重來計算區(qū)域生態(tài)環(huán)境質(zhì)量指數(shù)(EI)[3]。將江川縣的評價單元劃分為安化鄉(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個評價單元，計算公式：

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為污染負荷指數(shù)。

1.3.1 生物豐度指數(shù)計算。生物豐度指數(shù)是評價區(qū)域內(nèi)生物多樣性豐貧程度的指標，用森林、草地、耕地等地類面積代入公式計算得到。

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)計算。植被覆蓋指數(shù)是運用MOD13的NDVI 數(shù)據(jù)，空間分辨率250 m，在ArcGIS軟件中導出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鄉(xiāng)鎮(zhèn)單獨的影像，每個鄉(xiāng)鎮(zhèn)取5個月的平均值得到最終的NDVI(表2)。植被覆蓋指數(shù)計算公式：

(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)計算。水網(wǎng)密度指數(shù)是河流總長度、水域面積和水資源占被評價區(qū)域面積的比重,用于評價區(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度把2個湖的面積加入水域面積和區(qū)域面積計算，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)計算公式：

(5)

式中，L為河流長度；V1為區(qū)域面積；V2為水域面積(湖泊、水庫、河渠和近海)；Ariv為河流長度的歸一化系數(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)計算。評價區(qū)域內(nèi)土地質(zhì)量遭受脅迫的程度是指評價區(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，用于反映被評價區(qū)域內(nèi)土地退化程度。用我國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 污染負荷指數(shù)計算。污染負荷指數(shù)用于評價區(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荷。各污染物污染負荷的歸一化系數(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)境狀況評價技術(shù)規(guī)范》的分級情況，評價結(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)境狀況的評價。

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，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個湖泊按比例分配到湖邊鄉(xiāng)鎮(zhèn)，計算得到江城鎮(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，導致水土流失較為嚴重。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。建設用地的權(quán)重占0.2，說明地形地貌和人類活動影響了土地脅迫指數(shù)的大小。

對全縣經(jīng)濟增長貢獻最大的是大街鎮(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，人類活動對環(huán)境的影響大；不合理地施用化肥及農(nóng)藥等使得COD對水域污染嚴重，因此大街鎮(zhèn)污染負荷指數(shù)相對較高。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，污染負荷指數(shù)較低。

3 建議

隨著玉溪市生態(tài)環(huán)境保護建設投入的加大，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)境評價的指標因素來看，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)實施退耕還林工程、珠江防護林建設工程和國家重點生態(tài)公益林補償項目, 充分發(fā)揮林業(yè)在改善全縣生態(tài)環(huán)境和維護撫仙湖、星云湖生態(tài)安全中的重要作用，加強對“退耕還林還草”政策的宣傳，嚴禁濫砍濫伐。②合理規(guī)劃城鄉(xiāng)發(fā)展。在城市化進程中，重視生態(tài)環(huán)境保護。城市的擴展占用了耕地，從而引起“圍湖造田”等不合理的開發(fā)活動，致使湖面縮小, 湖床淤積,出現(xiàn)沼澤化趨勢。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,造成土壤質(zhì)量下降，因此應制訂詳細的排污標準,加強排污標準的控制。星云湖邊農(nóng)田面積較廣，高殘毒農(nóng)藥對水污染嚴重，因此要嚴格控制農(nóng)藥使用，發(fā)展生態(tài)農(nóng)業(yè)。④提高全民生態(tài)保護意識。江川縣作為旅游開發(fā)區(qū)，要做好環(huán)境保護知識的宣傳工作，提高人們改善生態(tài)環(huán)境的責任意識，廣泛發(fā)動社會力量參與環(huán)境保護和生態(tài)建設[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

國家自然科學基金項目(D010701)；地區(qū)科學基金項目(D011102)。

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

2016-08-31

S 181.3;P 964

A

0517-6611(2016)31-0086-02