蘆 穎, 李旭東, 楊正業(yè)

(貴州師范大學(xué) 地理與環(huán)境科學(xué)學(xué)院, 貴州 貴陽(yáng) 550025)

生態(tài)環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)是定量測(cè)評(píng)區(qū)域生態(tài)環(huán)境優(yōu)劣和影響的重要手段，是制定區(qū)域社會(huì)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展規(guī)劃及生態(tài)環(huán)境保護(hù)對(duì)策的重要依據(jù)[1]。流域因其獨(dú)有的生態(tài)價(jià)值、環(huán)境功能一直倍受各國(guó)重視，定量研究流域生態(tài)環(huán)境質(zhì)量及其演變趨勢(shì)，對(duì)協(xié)調(diào)流域經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展，優(yōu)化流域生態(tài)環(huán)境功能，加強(qiáng)流域生態(tài)系統(tǒng)保護(hù)和恢復(fù)具有現(xiàn)實(shí)意義[2]。國(guó)外研究主要從不同尺度運(yùn)用不同衡量標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)建生態(tài)環(huán)境評(píng)價(jià)指標(biāo)體系[3-7]，中國(guó)生態(tài)環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)起步于20世紀(jì)80年代早期，主要集中于構(gòu)建相關(guān)指標(biāo)體系進(jìn)行評(píng)價(jià)[8-9]，后由于遙感與地理信息系統(tǒng)手段具有準(zhǔn)確、及時(shí)、豐富等優(yōu)點(diǎn)，其在生態(tài)環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)領(lǐng)域的運(yùn)用也日趨頻繁[10]。如學(xué)者魏偉[11]、凡宸[12]、王鵬[13]、張春桂[14]等運(yùn)用RS和GIS手段對(duì)流域、縣域等不同尺度研究對(duì)象展開(kāi)了相應(yīng)研究。烏江作為貴州省重要生態(tài)屏障，全國(guó)國(guó)土資源重點(diǎn)開(kāi)發(fā)區(qū)之一，流域內(nèi)生態(tài)環(huán)境基底薄弱。域內(nèi)多低山丘陵，喀斯特地貌發(fā)育廣泛，水土流失、石漠化問(wèn)題十分顯著[15]。近幾年針對(duì)烏江流域的研究主要集中于生態(tài)安全度變化評(píng)價(jià)[15]、生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)分布特征[16]、水質(zhì)變化[17]等方面，以及對(duì)烏江流域整體生態(tài)環(huán)境質(zhì)量的研究還有待補(bǔ)充。為此，本文基于遙感影像提取的烏江流域植被覆蓋、水熱條件、土壤類(lèi)型、地形地貌等方面信息，對(duì)貴州省烏江流域25 a內(nèi)生態(tài)環(huán)境質(zhì)量動(dòng)態(tài)變化進(jìn)行分級(jí)和評(píng)價(jià)，從而為烏江流域綜合治理及流域規(guī)劃保護(hù)提供了可持續(xù)發(fā)展依據(jù)，為山地流域地區(qū)生態(tài)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展及長(zhǎng)江流域水環(huán)境生態(tài)文明建設(shè)研究提供相應(yīng)參考。

1 數(shù)據(jù)與方法

1.1 研究區(qū)概況

烏江又稱(chēng)黔江、涪水，全長(zhǎng)1 050 km，發(fā)源于貴州省西部高原烏蒙山脈東麓威寧縣境內(nèi)，后在重慶涪陵注入長(zhǎng)江，是長(zhǎng)江上游右岸最大支流。烏江流域(104°10′—109°12′E,25°56′—30°22′N(xiāo))地勢(shì)由西南向東北傾斜，地形以高原、山原、中山及低山丘陵為主，東西向高差大。流域內(nèi)75.6%的地區(qū)為喀斯特地貌[18]，屬于典型生態(tài)環(huán)境脆弱區(qū)。其中貴州境內(nèi)流域面積為67 500 km2，占總流域面積的76.79%[19]。貴州省烏江流域存在人口較為集中，人地矛盾突出，經(jīng)濟(jì)社會(huì)快速發(fā)展，資源開(kāi)發(fā)強(qiáng)度大，面源污染較多等問(wèn)題。作為貴州省重要的經(jīng)濟(jì)動(dòng)脈和能源基地的烏江流域是沿岸經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的生命通道和生產(chǎn)生活的重要保障,也是確保長(zhǎng)江水資源安全的重要區(qū)域。近年來(lái)，貴州省烏江流域各地區(qū)加大生態(tài)環(huán)境保護(hù)，如銅仁市沿河縣積極開(kāi)展烏江流域水土流失和水土保持綜合治理工作，2015年實(shí)現(xiàn)烏江流域森林覆蓋率56.09%，退耕還林9.41×103hm2，石漠化造林面積5.59×103hm2。

1.2 數(shù)據(jù)來(lái)源

研究以貴州省烏江流域Landsat系列陸地衛(wèi)星遙感影像為主要數(shù)據(jù)，選取1990,2000和2015年3期7景數(shù)據(jù)(分辨率30 m)拼接裁剪而成，成像時(shí)間主要集中于夏半年。基礎(chǔ)數(shù)據(jù)包括烏江流域矢量邊界、ASTER GDEM數(shù)據(jù)(分辨率30 m)。其中遙感影像數(shù)據(jù)和ASTER GDEM數(shù)據(jù)來(lái)源于地理空間數(shù)據(jù)云(http:∥www.Gscloud.cn/)。經(jīng)過(guò)幾何糾正、輻射定標(biāo)、大氣糾正、波段合成、拼接、裁剪等預(yù)處理，采用Albers等面積圓錐投影方式，利用ENVI 5.3和Arc GIS 10.2軟件提取相關(guān)生態(tài)環(huán)境數(shù)據(jù)，歸一化處理后對(duì)烏江流域生態(tài)環(huán)境質(zhì)量等級(jí)進(jìn)行劃分。

1.3 研究方法

科學(xué)合理構(gòu)建生態(tài)環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)體系是本研究的重要內(nèi)容，但目前尚未形成統(tǒng)一的生態(tài)環(huán)境質(zhì)量遙感評(píng)價(jià)方法。魏偉等[11]學(xué)者基于土地利用、植被指數(shù)、氣溫降水等因素對(duì)石羊河流域生態(tài)環(huán)境質(zhì)量展開(kāi)評(píng)價(jià)。易武英等[15]學(xué)者基于土地利用和景觀格局變化對(duì)烏江流域生態(tài)安全狀況進(jìn)行了分析。李洪義等[20]學(xué)者認(rèn)為植被、水熱、地形等因素是構(gòu)成生態(tài)環(huán)境的基本要素，選取植被指數(shù)、濕度指數(shù)、土壤亮度指數(shù)、地形指數(shù)作為福建省生態(tài)環(huán)境的評(píng)價(jià)指標(biāo)。貴州省烏江流域喀斯特地貌發(fā)育明顯，水土流失、石漠化等問(wèn)題致使其流域生態(tài)環(huán)境更為脆弱，故自然因素對(duì)流域生態(tài)環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)作用更為明顯。結(jié)合烏江流域的特殊環(huán)境，梳理前人研究成果和經(jīng)驗(yàn)，選取植被、水熱、土壤、地形4大要素構(gòu)建貴州省烏江流域生態(tài)環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)指標(biāo)。

1.3.1 基礎(chǔ)指標(biāo)數(shù)據(jù)提取 各基礎(chǔ)指標(biāo)及數(shù)據(jù)提取方法包括： ①植被指數(shù)。區(qū)域植被可反映區(qū)域生態(tài)環(huán)境整體作用的結(jié)果[20]，因此植被被認(rèn)為是區(qū)域生態(tài)環(huán)境狀況的指示要素。遙感應(yīng)用中植被指數(shù)作為定量評(píng)價(jià)植被覆蓋和生長(zhǎng)情況的重要指標(biāo)[21]，應(yīng)用十分廣泛。研究選取目前應(yīng)用較為廣泛的歸一化植被指數(shù)(NDVI)、穗帽變換提取的綠度指數(shù)(GVI)以及基于像元二分模型反演得到的植被蓋度指數(shù)(VC)[20,22-24]，提取方法或公式見(jiàn)表1。 ②土壤指數(shù)。穗帽變換(tasseled cap, TC)是獲取土壤指數(shù)與濕度指數(shù)的必要手段，其原理是通過(guò)線(xiàn)性變化、旋轉(zhuǎn)方法有效分離植被和土壤光譜特征多維光譜空間，其優(yōu)點(diǎn)在于減少繁雜數(shù)據(jù)量的同時(shí)信息損失最小[25]。穗帽變換在植被監(jiān)測(cè)、土地覆蓋變化監(jiān)測(cè)等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛[26]，穗帽變換后的第1,2,3分量依次為亮度指數(shù)(BI)、綠度指數(shù)(VI)和濕度指數(shù)(WI)。采用亮度指數(shù)反映地表裸露程度，綠度指數(shù)可監(jiān)測(cè)地表植被變換。同時(shí)引進(jìn)學(xué)者劉存建、劉紀(jì)遠(yuǎn)總結(jié)的裸土植被指數(shù)(GRABS)，利用線(xiàn)性表達(dá)式經(jīng)波段計(jì)算得出土壤指數(shù)來(lái)反映研究區(qū)土壤質(zhì)量。提取方法或公式詳見(jiàn)表1。 ③濕度指數(shù)。土壤濕度是反映水文、農(nóng)業(yè)、氣象信息的主要指標(biāo)，也是進(jìn)行生態(tài)環(huán)境研究的重要指標(biāo)。纓帽變換所獲取的濕度指數(shù)(WI)可反映地表水體、植被和土壤的濕度狀況，有利于生態(tài)環(huán)境質(zhì)量的快速評(píng)價(jià)，因此研究選取穗帽變換所得的第3分量作為濕度指數(shù)。濕度指數(shù)往往與植被覆蓋緊密相連，選取濕度指數(shù)以便衡量區(qū)域水分條件。提取方法或公式詳見(jiàn)表1。 ④熱度指數(shù)。地表溫度(LST)與植被的生長(zhǎng)與分布、地表水資源蒸騰散發(fā)等密切相關(guān)，是反映生態(tài)環(huán)境質(zhì)量的一個(gè)重要參數(shù)．對(duì)于Landsat系列數(shù)據(jù)，利用熱紅外波段經(jīng)輻射定標(biāo)后可得到的輻射亮度，進(jìn)而推算得到的亮度溫度作為地表相對(duì)溫度[27-28]，根據(jù)地物的輻射差異反映不同區(qū)域地表溫度類(lèi)型。提取方法或公式見(jiàn)表1。 ⑤地形指數(shù)。鄧慧平等[29]學(xué)者在考察地形指數(shù)的物理意義時(shí)指出地形指數(shù)與土壤相對(duì)含水量成一定線(xiàn)性關(guān)系，因此地形指數(shù)空間分異可反映流域內(nèi)土壤飽和缺水量的空間分布，是生態(tài)環(huán)境評(píng)價(jià)的重要參考要素。綜合前人研究基礎(chǔ)選取了數(shù)字高程數(shù)據(jù)(DEM)和坡度作為地形指數(shù)指標(biāo)，其中數(shù)字高程數(shù)據(jù)為地理空間數(shù)據(jù)云下載的GDEMDEM數(shù)據(jù)(分辨率30 m)，坡度數(shù)據(jù)在Arc GIS軟件中利用SLOPE命令提取，柵格大小為30 m。提取方法或公式詳見(jiàn)表1。

表1 貴州省烏江流域生態(tài)環(huán)境綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

1.3.2 綜合評(píng)價(jià)模型構(gòu)建

(1) 評(píng)價(jià)模型構(gòu)建。在生態(tài)環(huán)境質(zhì)量綜合評(píng)價(jià)中，構(gòu)建綜合評(píng)價(jià)模型是生態(tài)環(huán)境評(píng)價(jià)的重點(diǎn)和難點(diǎn)。目前常用的方法有指標(biāo)權(quán)重法、層次分析法AHP、主成分分析法等[11,22,30]，指標(biāo)權(quán)重法最為常用。但指標(biāo)權(quán)重法采用的主觀或客觀賦權(quán)法因其技術(shù)手段的不同都具有一定缺陷，主觀賦權(quán)法缺乏數(shù)據(jù)支撐，有一定盲目性?？陀^賦權(quán)法無(wú)法兼顧地區(qū)特殊性，有一定片面性。因此本研究考慮采取二者綜合的組合賦權(quán)法確定各評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重，進(jìn)而構(gòu)建烏江流域生態(tài)質(zhì)量環(huán)境綜合評(píng)價(jià)模型。研究根據(jù)貴州省烏江流域這一山區(qū)流域的特有地域?qū)傩?，通過(guò)野外調(diào)查選取了烏江流域相應(yīng)試驗(yàn)點(diǎn)，由生態(tài)方向?qū)＜覍?duì)不同試驗(yàn)點(diǎn)生態(tài)要素進(jìn)行主成分分析，確定流域生態(tài)環(huán)境質(zhì)量主要影響因子的權(quán)重，隨后通過(guò)德?tīng)柗品?Delphi)再次對(duì)客觀計(jì)算的權(quán)重進(jìn)行調(diào)整，最終建立貴州省烏江流域生態(tài)環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)模型：

E=0.3×植被+0.2×土壤+0.3×水熱條件+0.2×地形

=0.08NDVI+0.08GVI+0.2VC+0.2GRABS

+0.2WI+0.1LST+0.07DEM+0.07SLOPE

式中：NDVI——?dú)w一化植被指數(shù)； GVI——穗帽變換提取的綠度指數(shù)； VC——植被蓋度；GRABS——裸土植被指數(shù)； WI——穗帽變化提取的濕度指數(shù)； LST——地表溫度； DEM——高程； SLOPE——坡度。

(2) 數(shù)據(jù)歸一化處理。由于不同指標(biāo)之間數(shù)值大小差異較大，直接進(jìn)行定量評(píng)價(jià)會(huì)造成較大誤差。因此在進(jìn)行生態(tài)質(zhì)量評(píng)價(jià)前需要按一定標(biāo)準(zhǔn)對(duì)各指標(biāo)進(jìn)行歸一化處理，以便后期模型計(jì)算。根據(jù)表2中不同指標(biāo)的量化分級(jí)編碼值將各類(lèi)指標(biāo)帶入Arc GIS軟件進(jìn)行重分類(lèi)處理，使得參評(píng)指標(biāo)數(shù)值介于0～10之間，消除量綱影響，增加評(píng)價(jià)結(jié)果的可信度。將歸一化指標(biāo)數(shù)據(jù)帶入評(píng)價(jià)模型，得到生態(tài)環(huán)境質(zhì)量綜合指數(shù)。為了更直觀展現(xiàn)不同區(qū)域生態(tài)環(huán)境環(huán)境質(zhì)量差異，將最終計(jì)算所得的生態(tài)環(huán)境質(zhì)量綜合指數(shù)按自然斷裂法進(jìn)行重分類(lèi)，分為“優(yōu)”、“良”、“中”、“較差”和“差”共5類(lèi)。

表2 生態(tài)環(huán)境質(zhì)量各評(píng)價(jià)指標(biāo)分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)

2 結(jié)果分析

2.1 主要要素分析

要素分析是綜合評(píng)價(jià)的前提條件，結(jié)合前文貴州省烏江流域生態(tài)環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)模型來(lái)看，各要素權(quán)重由大到小依次為：植被蓋度=土壤指數(shù)=濕度指數(shù)>歸一化植被指數(shù)=地表溫度>綠度指數(shù)>高程=坡度，由權(quán)重來(lái)看植被蓋度、裸土植被指數(shù)、濕度指數(shù)對(duì)生態(tài)環(huán)境質(zhì)量的影響最為突出。因此基于貴州省烏江流域1990,2000和2015年3期數(shù)據(jù)，選取對(duì)生態(tài)環(huán)境質(zhì)量貢獻(xiàn)率為前3位的植被蓋度、土壤指數(shù)、濕度指數(shù)進(jìn)行主要要素分析制圖(圖1)。由圖1可知，1990—2015年烏江流域植被蓋度均值分別為41.76%,60.03%和65.77%，烏江流域植被蓋度整體表現(xiàn)穩(wěn)步上升趨勢(shì)，其中流域內(nèi)遵義市、銅仁地區(qū)及黔南州植被蓋度增加明顯。1990—2015年烏江流域土壤指數(shù)均值分別為15.78，15.39和18.45，土壤指數(shù)增加意味著裸土植被覆蓋的增多，一定程度上也反映了土壤承載力的提升，也是近些年來(lái)對(duì)裸土地區(qū)植被恢復(fù)工作成效的有力證明。1990—2015年烏江流域濕度指數(shù)均值分別為-40.18，-51.62和-29.7，研究期內(nèi)烏江流域整體濕度指數(shù)增加，即域內(nèi)水蒸氣含量呈增加趨勢(shì)。

圖1 貴州省烏江流域基礎(chǔ)要素統(tǒng)計(jì)

烏江流域包含貴州省畢節(jié)地區(qū)、六盤(pán)水市、安順市、貴陽(yáng)市、黔南州、黔東南州、遵義市和銅仁地區(qū)部分地區(qū)(以下貴州省烏江流域各市州所在范圍以行政區(qū)劃名稱(chēng)加*代替，其中畢節(jié)地區(qū)為烏江上游，銅仁地區(qū)為烏江下游，其余6個(gè)地區(qū)為烏江中游)，參考其地理位置自西向東排序，分別統(tǒng)計(jì)8地3期植被蓋度、土壤指數(shù)和濕度指數(shù)并制圖表達(dá)(圖2)。

如圖3所示，烏江流域植被蓋度空間分異明顯，中下游水平較高，上游水平低但空間差異呈現(xiàn)縮小趨勢(shì)。1990年時(shí)烏江流域各地區(qū)植被蓋度差異明顯；2000年黔南州*、黔東南州*及銅仁地區(qū)*植被蓋度出現(xiàn)回落現(xiàn)象，與當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)開(kāi)發(fā)過(guò)程聯(lián)系密切；到2015年，全流域植被蓋度已達(dá)58%以上。1990年最高值黔東南州(72.6%)與最低值六盤(pán)水市(39.32%)植被蓋度相差33.28%，到2015年最高值黔東南州(73.55%)與最低值貴陽(yáng)市(58.85%)植被蓋度相差14.7%，可見(jiàn) 25 a間植被蓋度差異逐漸縮小，植被蓋度水平總體提升較顯著。研究時(shí)期內(nèi)，畢節(jié)地區(qū)*、六盤(pán)水市*響應(yīng)國(guó)家生態(tài)文明建設(shè)，植被蓋度增長(zhǎng)最快，分別為24.12%和24.28%，黔東南州*、銅仁地區(qū)*由于其植被覆蓋基礎(chǔ)較好，增長(zhǎng)速度最慢，分別為0.95%和5.19%。到2015年，流域內(nèi)貴陽(yáng)市*、安順市*及六盤(pán)水市*植被蓋度水平最低，與其城市化進(jìn)程及早期資源開(kāi)發(fā)利用不當(dāng)有關(guān)，三地植被恢復(fù)仍需大量時(shí)間精力。土壤指數(shù)方面，烏江流域土壤指數(shù)呈中游低，下游高于上游的分布態(tài)勢(shì)。1990年時(shí)烏江流域各地區(qū)土壤指數(shù)差異明顯；2000年畢節(jié)地區(qū)*、六盤(pán)水市*及黔東南州*土壤指數(shù)有所下降；到2015年，全流域土壤指數(shù)差距進(jìn)一步體現(xiàn)。1990年最高值黔東南州*(16.8)與最低值銅仁地區(qū)*(8.69)土壤指數(shù)相差8.11，到2015年最高值黔東南州*(19.15)與最低值安順市*(13.05)土壤指數(shù)相差6.1，土壤指數(shù)差異縮小但不顯著。研究時(shí)期內(nèi)，僅有六盤(pán)水市*土壤指數(shù)呈現(xiàn)明顯的下降趨勢(shì)，其余地區(qū)土壤指數(shù)均有不同程度的增長(zhǎng)。到2015年六盤(pán)水市*土壤指數(shù)為全流域最低水平，主要原因在于六盤(pán)水市*主導(dǎo)工礦業(yè)發(fā)展，生態(tài)環(huán)境壓力致使其裸土植被覆蓋減少，土壤指數(shù)降低。濕度指數(shù)方面，烏江流域濕度指數(shù)呈自上游向下游遞增的趨勢(shì)。1990年時(shí)烏江流域各地區(qū)濕度指數(shù)差異明顯；2000年各地區(qū)濕度指數(shù)有所增加；到2015年，全流域濕度指數(shù)明顯優(yōu)于1990年。1990年最低值畢節(jié)地區(qū)*(-51.21)與最高值黔東南州*(-41.25)濕度指數(shù)相差9.96，到2015年最低值遵義市*(-38.91)與最高值黔南州*(-27.92)土壤指數(shù)相差10.99，濕度指數(shù)差異有輕微增大傾向。研究時(shí)期內(nèi)，黔東南州*濕度指數(shù)始終較高，六盤(pán)水市*、畢節(jié)市*和安順市*濕度指數(shù)始終較低，到2015年六盤(pán)水市*濕度指數(shù)為全流域最低水平。不同階段濕度指數(shù)變化基本與植被蓋度變化情況相符，得益于貴州省“十五”開(kāi)始的生態(tài)恢復(fù)和環(huán)保立法、宣傳等工作的有效開(kāi)展。

圖2 貴州省烏江流域各市州基礎(chǔ)要素變化

圖3 貴州省烏江流域生態(tài)環(huán)境質(zhì)量分級(jí)

2.2 綜合生境質(zhì)量分析

選取表1中的評(píng)價(jià)指標(biāo)，應(yīng)用式1評(píng)價(jià)模型對(duì)貴州省烏江流域生態(tài)環(huán)境質(zhì)量進(jìn)行測(cè)算并評(píng)價(jià)分級(jí)(圖4)。分級(jí)依據(jù)如表2所示，1,2級(jí)為“差”，3,4級(jí)為“較差”，5,6級(jí)為“中”，7,8級(jí)為良，9,10級(jí)為“優(yōu)”，具體分級(jí)結(jié)果詳見(jiàn)表3。由表3可知，貴州省烏江流域生態(tài)環(huán)境質(zhì)量以“良”為主，“優(yōu)”和“中”占比在研究期內(nèi)呈下降趨勢(shì)，但仍占據(jù)相當(dāng)比例，“較差”與“差”比例不斷下降，差比例較少。25 a間流域內(nèi)“差”水平面積減少0.67%，“較差”水平面積增加2.3%，“中”水平面積減少9.4%，“良”水平面積增加5.02%，“優(yōu)”水平面積增加2.74%。結(jié)合圖3來(lái)看，貴州省烏江流域生態(tài)環(huán)境質(zhì)量總體向好，但主城市城區(qū)生態(tài)環(huán)境質(zhì)量下降趨勢(shì)明顯，不同區(qū)域生態(tài)環(huán)境質(zhì)量存在較大的空間差異，總體來(lái)說(shuō)呈現(xiàn)出下游生態(tài)環(huán)境質(zhì)量較優(yōu)的格局。

表3 貴州省烏江流域3期生態(tài)環(huán)境質(zhì)量分級(jí)統(tǒng)計(jì) %

1990年時(shí)，由于早期流域內(nèi)開(kāi)發(fā)活動(dòng)和水平有限，對(duì)環(huán)境破壞程度較輕，全流域總體生態(tài)環(huán)境質(zhì)量較均衡。到2000年由于流域資源開(kāi)發(fā)利用力度加大，“差”、“較差”水平 范圍略微減少，“中”水平范圍進(jìn)一步擴(kuò)大，“優(yōu)”、“良”水平范圍開(kāi)始回落，烏江流域總體生態(tài)環(huán)境質(zhì)量有所下降。到2015年，流域內(nèi)“差”水平范圍進(jìn)一步減少，僅占總流域面積的0.69%，“優(yōu)”、“良”水平范圍增加明顯，占總流域面積的74.68%，但“較差”水平范圍占總流域面積的13.65%，比“中”水平范圍還多2.68%，可見(jiàn)雖烏江流域總體生態(tài)環(huán)境質(zhì)量較1990年有明顯提升，但出現(xiàn)一定范圍的“較差”水平集中分布的現(xiàn)象。21世紀(jì)以來(lái)貴州省確立“堅(jiān)持生態(tài)立省和可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略”的方針為烏江流域生態(tài)環(huán)境恢復(fù)帶來(lái)較好契機(jī)。但不容忽視的是，城市化快速發(fā)展對(duì)生態(tài)環(huán)境質(zhì)量造成的不利影響仍需要大量時(shí)間恢復(fù)，烏江流域主城區(qū)生態(tài)環(huán)境質(zhì)量下降問(wèn)題仍需予以重視與解決。為直觀表現(xiàn)流域不同區(qū)域生態(tài)環(huán)境質(zhì)量水平占比及變化趨勢(shì)，對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行制圖表達(dá)，結(jié)果如圖4所示。烏江流域各區(qū)域3期生態(tài)環(huán)境質(zhì)量波動(dòng)變化較明顯，但基本以“優(yōu)”、“良”水平為主，流域內(nèi)整體生態(tài)環(huán)境質(zhì)量總體向好。1990年，流域內(nèi)各市州生態(tài)環(huán)境質(zhì)量為“差”水平約占各市州的8%，“優(yōu)”和“良”水平均超過(guò)各市州的70%。細(xì)化來(lái)看1990年烏江流域生態(tài)環(huán)境質(zhì)量“中”水平以上地區(qū)，最優(yōu)區(qū)(黔東南州*74.31%)與最低區(qū)(畢節(jié)地區(qū)*71.41%)相差2.9%；2000年，由于經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人為擾動(dòng)因素的增多，流域內(nèi)各市州生態(tài)環(huán)境質(zhì)量出現(xiàn)不同程度回落，其中六盤(pán)水市*、安順市*和貴陽(yáng)市*生態(tài)環(huán)境退化最為明顯，細(xì)化來(lái)看2000年烏江流域生態(tài)環(huán)境質(zhì)量“中”水平以上地區(qū)，最優(yōu)區(qū)(黔東南州*57.25%)與最低區(qū)(安順市*51.46%)相差5.79%；到2015年黔南州*、遵義市*、黔東南州*和銅仁地區(qū)*生態(tài)環(huán)境質(zhì)量有效改善，“優(yōu)”和“良”水平均超過(guò)各市州面積的75%，畢節(jié)地區(qū)*、六盤(pán)水市*、安順市*和貴陽(yáng)市*生態(tài)環(huán)境質(zhì)量有一定退步，“優(yōu)”和“良”水平較1990年降低。細(xì)化來(lái)看2015年烏江流域生態(tài)環(huán)境質(zhì)量“中”水平以上地區(qū)，最優(yōu)區(qū)(黔東南州*86.66%)與最低區(qū)(貴陽(yáng)市*62.69%)相差23.97%，流域內(nèi)各市州生態(tài)環(huán)境質(zhì)量空間差異進(jìn)一步增大。

圖4 貴州省烏江流域各市州生態(tài)環(huán)境質(zhì)量分級(jí)統(tǒng)計(jì)

總的來(lái)看，25 a間黔南州*、遵義市*、黔東南州*和銅仁地區(qū)*“中”水平以上地區(qū)呈現(xiàn)正向增長(zhǎng)，增長(zhǎng)比例依次為2.85%,11.78%,12.35%和10.64%，烏江下游生態(tài)環(huán)境質(zhì)量向好發(fā)展，原因在于在該區(qū)域內(nèi)歷史生態(tài)環(huán)境質(zhì)量較好，且該區(qū)域內(nèi)石漠化治理工作開(kāi)展成果得以體現(xiàn)，加之以該區(qū)域?yàn)橘F州省人口稀少地區(qū)，地廣人稀的人口分布使得該區(qū)域生態(tài)環(huán)境承載力表現(xiàn)良好，故生態(tài)環(huán)境質(zhì)量穩(wěn)步提升。而畢節(jié)地區(qū)*、六盤(pán)水市*、安順市*和貴陽(yáng)市*“中”水平以上地區(qū)呈現(xiàn)負(fù)向增長(zhǎng)，增長(zhǎng)比例依次為-6.71%,-7.83%,-8.37%和-9.72%，烏江中上游生態(tài)環(huán)境質(zhì)量有所退化，原因在于該區(qū)域城市化發(fā)展進(jìn)程25 a間日益加快，基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)過(guò)程中造成生態(tài)環(huán)境一定程度的破壞，加之以日益增多的本地人口及外來(lái)人口涌入，加大了本來(lái)就較為脆弱的生態(tài)環(huán)境的承載壓力，致使該區(qū)域生態(tài)環(huán)境質(zhì)量退化且水平較低。雖然該區(qū)域生態(tài)環(huán)境治理工作有一定成效，“差”和“較差”水平地區(qū)較1990年有所減少，但“中”水平范圍的擴(kuò)大，“優(yōu)”、“良”水平范圍的縮小，加之以流域上游地區(qū)生態(tài)安全屏障對(duì)流域總體生態(tài)環(huán)境質(zhì)量、水土流失防治和水源保護(hù)地的重要意義，對(duì)貴州省烏江流域中上游未來(lái)生態(tài)環(huán)境治理和保護(hù)恢復(fù)仍是流域治理的重要工作內(nèi)容。

3 討論與結(jié)論

(1) 利用多時(shí)相、多波段、較高分辨率遙感影像，提取相關(guān)評(píng)價(jià)因子數(shù)據(jù)進(jìn)行生態(tài)環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)。在多重?cái)?shù)據(jù)分析的基礎(chǔ)上可有效提升環(huán)境的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)能力，確保相關(guān)分析的及時(shí)性和可靠性，為貴州省烏江流域生態(tài)環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)研究結(jié)果的整體性和長(zhǎng)時(shí)效性提供了有力保障。

(2) 1990—2015年貴州省烏江流域植被蓋度、土壤指數(shù)和濕度指數(shù)整體穩(wěn)步上升。其中植被蓋度差異逐漸縮小，植被蓋度水平總體提升較顯著，流域內(nèi)遵義市、銅仁地區(qū)及黔南州地區(qū)植被蓋度增加明顯，到2015年貴陽(yáng)市植被蓋度為全流域最低水平。伴隨植被恢復(fù)工作的推進(jìn)，僅有六盤(pán)水市*土壤指數(shù)呈現(xiàn)明顯的下降趨勢(shì)，其余地區(qū)土壤指數(shù)均有不同程度的增長(zhǎng)。濕度指數(shù)呈自上游向下游遞增的趨勢(shì)，其中1990—2000年間僅黔南州*及黔東南州*濕度指數(shù)增速較快；2000—2015年間，畢節(jié)地區(qū)*及安順市*濕度指數(shù)增速加快。

(3) 貴州省烏江流域生態(tài)環(huán)境質(zhì)量總體向好，但主城市城區(qū)生態(tài)環(huán)境質(zhì)量下降趨勢(shì)明顯，不同區(qū)域生態(tài)環(huán)境質(zhì)量存在較大的空間差異，到2015年貴州省烏江流域生態(tài)環(huán)境質(zhì)量已形成上游<中游<下游的分布趨勢(shì)。1990年生態(tài)環(huán)境質(zhì)量“中”水平以上地區(qū)最優(yōu)區(qū)(黔東南州*74.31%)與最低區(qū)(畢節(jié)地區(qū)*71.41%)相差2.9%，2000年生態(tài)環(huán)境質(zhì)量“中”水平以上地區(qū)最優(yōu)區(qū)(黔東南州*57.25%)與最低區(qū)(安順市*51.46%)相差5.79%，2015年生態(tài)環(huán)境質(zhì)量“中”水平以上地區(qū)最優(yōu)區(qū)(黔東南州*86.66%)與最低區(qū)(貴陽(yáng)市*62.69%)相差23.97%，空間差異逐漸增大。

(4) 1990—2015年貴州省烏江流域生態(tài)環(huán)境質(zhì)量基本以“優(yōu)”、“良”水平為主，3期生態(tài)環(huán)境質(zhì)量波動(dòng)變化較明顯。1990—2015年“優(yōu)”、“良”水平范圍增加7.76%，“差”水平范圍下降0.67%，生態(tài)環(huán)境質(zhì)量總體經(jīng)歷了先下降后回升的變化趨勢(shì)。25 a間黔南州*、遵義市*、黔東南州*和銅仁地區(qū)*“中”水平以上地區(qū)呈現(xiàn)正向增長(zhǎng)，增長(zhǎng)比例依次為2.85%,11.78%,12.35%和10.64%，畢節(jié)地區(qū)*、六盤(pán)水市*、安順市*和貴陽(yáng)市*“中”水平以上地區(qū)呈現(xiàn)負(fù)向增長(zhǎng)，增長(zhǎng)比例依次為-6.71%，-7.83%，-8.37%和-9.72%，貴州省烏江流域中上游是未來(lái)生態(tài)環(huán)境治理和保護(hù)恢復(fù)的重點(diǎn)區(qū)域。

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