管小英 潘欣

摘 要 近年來(lái)，遙感監(jiān)測(cè)技術(shù)在生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)方面的技術(shù)優(yōu)勢(shì)越來(lái)越突顯，逐漸成為大范圍環(huán)境監(jiān)測(cè)的重要技術(shù)手段?；诖耍ㄟ^(guò)對(duì)祁連山國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)2017—2019年衛(wèi)星監(jiān)測(cè)林地?cái)?shù)據(jù)變化及變化地區(qū)人類(lèi)活動(dòng)進(jìn)行對(duì)比分析，得出數(shù)據(jù)變化的自然與人為原因，以此為保護(hù)區(qū)生態(tài)環(huán)境保護(hù)和政府督查提供相關(guān)參考依據(jù)，并針對(duì)保護(hù)區(qū)開(kāi)展遙感監(jiān)測(cè)工作提出相關(guān)對(duì)策。

關(guān)鍵詞 遙感技術(shù);自然保護(hù)區(qū);生態(tài)環(huán)境;祁連山

近年來(lái)，隨著遙感監(jiān)測(cè)技術(shù)發(fā)展，其在生態(tài)保護(hù)方面應(yīng)用越來(lái)越廣泛[1]。孫廣興等[2]介紹了遙感技術(shù)在我國(guó)濕地生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用，指出了該技術(shù)在生態(tài)環(huán)境保護(hù)中具有非常大的優(yōu)勢(shì)。基于遙感監(jiān)測(cè)技術(shù)發(fā)展而來(lái)的3S集成技術(shù)就是利用GPS、RS、GIS各自?xún)?yōu)點(diǎn)集成而來(lái)，利用精準(zhǔn)定位系統(tǒng)可以對(duì)保護(hù)區(qū)每個(gè)區(qū)域進(jìn)行精準(zhǔn)定位并采集數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)了監(jiān)測(cè)效果大幅度提升，逐漸成為發(fā)展主要趨勢(shì)。該技術(shù)主要是以遙感圖像為分析資料，對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)分析處理，從而改善傳統(tǒng)保護(hù)區(qū)實(shí)地調(diào)查測(cè)繪相關(guān)工作，為保護(hù)區(qū)生態(tài)環(huán)境修復(fù)與監(jiān)測(cè)提供了堅(jiān)實(shí)的技術(shù)基礎(chǔ)[3-4]?；诖?，以祁連山自然保護(hù)區(qū)為研究對(duì)象，通過(guò)對(duì)比分析2017—2019衛(wèi)星監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)和地表人類(lèi)活動(dòng)調(diào)查，形成相應(yīng)圖表數(shù)據(jù)結(jié)果，通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)分析得出人為活動(dòng)對(duì)區(qū)域生態(tài)環(huán)境的影響，以此為環(huán)境保護(hù)和政府督查提供相關(guān)參考依據(jù)。

1 祁連山自然保護(hù)區(qū)概況

甘肅祁連山國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)是1988年經(jīng)國(guó)務(wù)院批準(zhǔn)成立的森林和野生動(dòng)物類(lèi)型自然保護(hù)區(qū)，位于甘肅省境內(nèi)祁連山北坡中、東段，地跨武威、金昌、張掖3市的涼州、天祝藏族自治縣、古浪、永昌、甘州、山丹、民樂(lè)、肅南裕固族自治縣8縣（區(qū)），地理位置位于東經(jīng)97°23′34″～103°45′49″，北緯36°29′57″～39°43′39″，總面積198.72萬(wàn)公頃，功能區(qū)劃分為核心區(qū)50.41萬(wàn)公頃、緩沖區(qū)38.74萬(wàn)公頃、實(shí)驗(yàn)區(qū)109.57萬(wàn)公頃，設(shè)有外圍保護(hù)地帶66.6萬(wàn)公頃?，F(xiàn)有林地87.4萬(wàn)公頃，在林地中，有林地16.86萬(wàn)公頃，疏林地1.41萬(wàn)公頃，灌木林地57.49萬(wàn)公頃，未成林造林地0.43萬(wàn)公頃，無(wú)立木林地0.28萬(wàn)公頃，宜林地3.99萬(wàn)公頃，森林覆蓋率28.8%。

祁連山生態(tài)系統(tǒng)在維護(hù)我國(guó)西部生態(tài)安全方面有著舉足輕重和不可替代的地位，是西北地區(qū)重要的生態(tài)安全屏障。因此，加強(qiáng)祁連山生態(tài)環(huán)境保護(hù)對(duì)維護(hù)生態(tài)系統(tǒng)平衡，推動(dòng)人與自然和諧共生，對(duì)筑牢國(guó)家生態(tài)安全屏障具有重大而深遠(yuǎn)的意義。

2 數(shù)據(jù)來(lái)源及分析方法

2.1 數(shù)據(jù)來(lái)源

利用遙感監(jiān)測(cè)技術(shù)（GIS）、全球定位技術(shù)（GPS）等技術(shù)獲取祁連山保護(hù)區(qū)的相關(guān)信息。重點(diǎn)收集保護(hù)區(qū)內(nèi)多時(shí)遙感影像、地形圖和最新區(qū)劃矢量圖等資料。在監(jiān)測(cè)前期（2017年），采用分辨率為5 m的ALOS影像進(jìn)行遙感監(jiān)測(cè)，監(jiān)測(cè)現(xiàn)狀（2019年）采用1.5 m分辨率的資源三號(hào)影像圖。由于當(dāng)前祁連山自然保護(hù)區(qū)分為核心區(qū)、緩沖區(qū)、實(shí)驗(yàn)區(qū)3個(gè)部分，因此監(jiān)測(cè)分析也分為3個(gè)區(qū)域進(jìn)行。

2.2 分析方法

采用GIS軟件，研究林地變更數(shù)據(jù)作為研究對(duì)象，對(duì)監(jiān)測(cè)影像進(jìn)行解譯，并劃分自然保護(hù)區(qū)內(nèi)的人類(lèi)活動(dòng)圖斑，以此了解保護(hù)區(qū)受到人為干擾現(xiàn)狀。然后對(duì)比分析2017—2019年不同時(shí)期的影像，找出保護(hù)區(qū)動(dòng)態(tài)變化情況，從而判斷是否新增人類(lèi)活動(dòng)痕跡。

3 結(jié)果與分析

3.1 人類(lèi)活動(dòng)情況

本研究中全部使用Xian 1980地理坐標(biāo)，對(duì)監(jiān)測(cè)矢量數(shù)據(jù)根據(jù)3個(gè)功能分區(qū)作圖，投影坐標(biāo)為Xian_1980_3_Degree_GK_CM_102E。2017—2019年保護(hù)區(qū)人類(lèi)活動(dòng)主要監(jiān)測(cè)因子為旅游設(shè)施、人工設(shè)施、水利設(shè)施、養(yǎng)殖場(chǎng)、工況用地、農(nóng)業(yè)用地、居民點(diǎn)以及其他人工設(shè)施8種類(lèi)型，詳見(jiàn)表1、圖1。

3.2 監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)分析

根據(jù)圖1可以看出，在2017—2019年間祁連山自然保護(hù)區(qū)整改圖斑面積與規(guī)模擴(kuò)大圖斑相差不大，而新增圖斑面積變化較小，表明了祁連山自然保護(hù)區(qū)人類(lèi)活動(dòng)是處于動(dòng)態(tài)變化之中，但各類(lèi)人為活動(dòng)得到了有效控制。主要原因是當(dāng)?shù)仄髽I(yè)或者居民在建設(shè)中侵占保護(hù)區(qū)土地，但是在有關(guān)部門(mén)監(jiān)測(cè)控制下，對(duì)于出現(xiàn)違建行為，立即采取相應(yīng)整改措施，使得圖斑出現(xiàn)變化較小。

結(jié)合調(diào)查了解相關(guān)情況，經(jīng)對(duì)表1進(jìn)行分析得知，緩沖區(qū)和核心區(qū)主要是其他人工設(shè)施發(fā)生變化，實(shí)驗(yàn)區(qū)則存在6類(lèi)人為活動(dòng)，其詳細(xì)分析結(jié)果如下。

3.2.1 實(shí)驗(yàn)區(qū)

1）水利設(shè)施。2017年增加0.43 hm2。在2017年西營(yíng)農(nóng)村飲水安全鞏固提升工程預(yù)沉池項(xiàng)目過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)存在違建、擴(kuò)建行為，并立即采取整改措施，保證項(xiàng)目建設(shè)不占用保護(hù)區(qū)額外土地，符合規(guī)劃面積0.43 hm2。所以在2018年和2019年間水利項(xiàng)目建設(shè)全部在規(guī)劃區(qū)域內(nèi)開(kāi)展。

2）旅游設(shè)施。2017年，保護(hù)區(qū)旅游設(shè)施增加了0.85 hm2，2018年、2019年建設(shè)面積均未擴(kuò)大。保護(hù)區(qū)為了發(fā)展經(jīng)濟(jì)，發(fā)展生態(tài)旅游，在實(shí)驗(yàn)區(qū)內(nèi)批準(zhǔn)了旅游建設(shè)項(xiàng)目，但是控制規(guī)模在一定范圍內(nèi)。

3）工礦用地。2018年減少了3.05 hm2，由于當(dāng)?shù)丨h(huán)保要求，對(duì)產(chǎn)生污染較大的工礦用地進(jìn)行縮減，避免對(duì)生態(tài)產(chǎn)生破壞。

4）其他人工設(shè)施。在2017年減少0.94 hm2，到2019年繼續(xù)減少2.49 hm2。減少原因是將違建人工設(shè)施拆除。

5）居民點(diǎn)。在2017年增加3.02 hm2，但在2019年減少2.8 hm2。對(duì)居民實(shí)行集中管理，減少零散居民數(shù)量，同時(shí)由于草地面積變化，導(dǎo)致居民趨向于草地集中地區(qū)。

6）農(nóng)業(yè)用地。在2018年增加了5.03 hm2。該面積變化主要是當(dāng)?shù)鼐用裨?018年5月覆蓋塑料薄膜種植土豆，同年9月土豆成熟后塑料薄膜拆除，引起圖斑變化。

7）養(yǎng)殖場(chǎng)。2017年增加0.56 hm2，2018年、2019年無(wú)變化。2017年為了滿足生活需求，開(kāi)設(shè)了養(yǎng)殖場(chǎng)，并且規(guī)模一直未曾擴(kuò)大。

8）其他人工設(shè)施。面積逐年減小，祁連山自然保護(hù)區(qū)不斷清理和拆遷不利于生態(tài)環(huán)境修復(fù)的人工設(shè)施，阻止人類(lèi)活動(dòng)對(duì)保護(hù)區(qū)生態(tài)造成不良影響。

3.2.2 核心區(qū)

其他人工設(shè)施：面積在2018年增加了0.25 hm2。主要是對(duì)存在的違建依法拆除和進(jìn)行生態(tài)修復(fù)過(guò)程中造成的。

3.2.3 緩沖區(qū)

其他人工設(shè)施：面積逐年降低，在2019年減少多達(dá)2.49 hm2。主要是原來(lái)存在的違建被依法拆除，違建地面進(jìn)行了生態(tài)修復(fù)。

3.3 遙感監(jiān)測(cè)工作開(kāi)展對(duì)策

遙感監(jiān)測(cè)技術(shù)在自然保護(hù)區(qū)生態(tài)環(huán)境上的應(yīng)用逐漸成為主流趨勢(shì)，孔梅等[5]曾用遙感監(jiān)測(cè)技術(shù)來(lái)研究山東省自然保護(hù)區(qū)內(nèi)的人類(lèi)活動(dòng)情況，并且取得了非常好的效果，為保護(hù)區(qū)生態(tài)環(huán)境保護(hù)作出了巨大貢獻(xiàn)。為了進(jìn)一步推動(dòng)保護(hù)區(qū)生態(tài)環(huán)境保護(hù)工作，現(xiàn)根據(jù)遙感監(jiān)測(cè)術(shù)應(yīng)用發(fā)展趨勢(shì)提出如下對(duì)策。

3.3.1 推進(jìn)自然保護(hù)區(qū)監(jiān)測(cè)技術(shù)發(fā)展應(yīng)用

對(duì)祁連山自然保護(hù)區(qū)監(jiān)測(cè)，首要是獲得高分辨率的監(jiān)測(cè)影像，并對(duì)其進(jìn)行分析，所以為了推進(jìn)監(jiān)測(cè)技術(shù)在保護(hù)區(qū)生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)上的應(yīng)用，相關(guān)部門(mén)可以組建專(zhuān)門(mén)機(jī)構(gòu)，定期獲取衛(wèi)星高分影像，同時(shí)對(duì)監(jiān)測(cè)不足區(qū)域，可以購(gòu)買(mǎi)商用影像作為補(bǔ)充。另外，對(duì)祁連山保護(hù)區(qū)特殊地區(qū)可以使用無(wú)人機(jī)進(jìn)行航拍，獲取高分影像。通過(guò)人力和物力投入，推進(jìn)遙感監(jiān)測(cè)技術(shù)在保護(hù)區(qū)內(nèi)的應(yīng)用。不僅如此，還要核實(shí)和完善保護(hù)區(qū)內(nèi)各功能分區(qū)的界線，確定人類(lèi)活動(dòng)的范圍，對(duì)規(guī)劃范圍內(nèi)的人類(lèi)活動(dòng)進(jìn)行重點(diǎn)監(jiān)測(cè)，提高精準(zhǔn)度。最后，對(duì)于全新的遙感技術(shù)應(yīng)用，要根據(jù)其發(fā)展趨勢(shì)，提前培養(yǎng)技術(shù)人才，提高保護(hù)區(qū)內(nèi)工作人員專(zhuān)業(yè)知識(shí)水平，做好儲(chǔ)備工作。

3.3.2 制定遙感監(jiān)測(cè)技術(shù)方案

根據(jù)研究得到的祁連山自然保護(hù)區(qū)人類(lèi)活動(dòng)監(jiān)測(cè)技術(shù)指標(biāo)、路線以及數(shù)據(jù)，逐步完成前期遙感技術(shù)數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)工作，然后在監(jiān)測(cè)過(guò)程中不斷充實(shí)祁連山保護(hù)區(qū)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)庫(kù)，從而為監(jiān)測(cè)技術(shù)方案制定提供堅(jiān)實(shí)的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。同時(shí)，翔實(shí)的數(shù)據(jù)還可以為保護(hù)區(qū)管理層采取決策提供數(shù)據(jù)支撐，反過(guò)來(lái)更加提升遙感監(jiān)測(cè)技術(shù)實(shí)用性。

3.3.3 進(jìn)一步加大自然保護(hù)區(qū)人類(lèi)活動(dòng)監(jiān)測(cè)力度

自然保護(hù)區(qū)是我國(guó)環(huán)境中污染相對(duì)較輕的地區(qū)，是人類(lèi)社會(huì)賴(lài)以生存的最后凈土，我國(guó)相關(guān)條例對(duì)祁連山國(guó)家自然保護(hù)區(qū)的各個(gè)功能區(qū)進(jìn)行責(zé)任劃定，明確每個(gè)區(qū)域所承擔(dān)的功能，嚴(yán)禁在上述區(qū)域內(nèi)違規(guī)建設(shè)和開(kāi)發(fā)。遙感技術(shù)作為當(dāng)今最先進(jìn)的監(jiān)測(cè)技術(shù)，對(duì)偏遠(yuǎn)地區(qū)人類(lèi)活動(dòng)監(jiān)測(cè)具有不可代替的作用[6]。充分利用遙感監(jiān)測(cè)技術(shù)，以高科技手段提高檢測(cè)時(shí)效性，一旦發(fā)現(xiàn)核心區(qū)或者緩沖區(qū)存在違法建設(shè)行為，堅(jiān)決進(jìn)行取締，并處罰。緩沖區(qū)不得開(kāi)展各項(xiàng)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)活動(dòng);實(shí)驗(yàn)區(qū)內(nèi)，可允許建設(shè)相關(guān)設(shè)施，但需要注意的是不能有任何污染環(huán)境和破壞生態(tài)環(huán)境的因素。祁連山自然保護(hù)區(qū)經(jīng)遙感監(jiān)測(cè)發(fā)現(xiàn)，仍存在上述所列的少量行為，保護(hù)區(qū)要進(jìn)行嚴(yán)格保護(hù)還需要提升監(jiān)控力度，實(shí)施更為嚴(yán)謹(jǐn)?shù)谋O(jiān)控措施。

4 結(jié)語(yǔ)

區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)所應(yīng)用的遙感技術(shù)科技性較強(qiáng)，其遙感監(jiān)測(cè)所采用的技術(shù)指標(biāo)、數(shù)據(jù)處理方法、參數(shù)、路線等都可以形成遙感監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)庫(kù)，為區(qū)域生態(tài)環(huán)境保護(hù)提供強(qiáng)有力的監(jiān)測(cè)技術(shù)方案，并從技術(shù)上為保護(hù)區(qū)監(jiān)測(cè)方案提供決策依據(jù)。不斷提升遙感技術(shù)監(jiān)測(cè)水平和能力，才能使遙感監(jiān)測(cè)較傳統(tǒng)地表研究更具全面性和宏觀性，并且可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)保護(hù)區(qū)內(nèi)存在的生態(tài)環(huán)保問(wèn)題，及時(shí)制止，并制定修復(fù)措施，為自然保護(hù)區(qū)生態(tài)環(huán)境保護(hù)提供依據(jù)。

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（責(zé)任編輯：劉昀）