摘 要：以陜西省寶雞市為例，綜合植被覆蓋度、植被固碳量、氣溶膠光學(xué)厚度及河流輸沙量等生態(tài)環(huán)境相關(guān)要素，分析了2000—2016年該市生態(tài)環(huán)境變化情況。結(jié)果顯示，寶雞市生態(tài)環(huán)境整體明顯改善，主要體現(xiàn)在：（1）全市植被覆蓋度在波動(dòng)中呈現(xiàn)增加趨勢(shì)，其中該市西北部地區(qū)植被覆蓋度增加尤為顯著。在植被覆蓋度增加的同時(shí)，植被結(jié)構(gòu)進(jìn)一步改善，高植被覆蓋占比增加，中、低植被覆蓋占比減少。植被固碳量在波動(dòng)中呈現(xiàn)增加趨勢(shì)。（2）空氣質(zhì)量得到提高，尤其是地處關(guān)中平原的扶風(fēng)縣、岐山縣、鳳翔區(qū)等地。（3）嘉陵江（鳳州段）年輸沙量呈現(xiàn)減少趨勢(shì)。

關(guān)鍵詞：生態(tài)環(huán)境；特征分析；土地利用；空氣質(zhì)量；河流輸沙量

中圖分類號(hào)：X826 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B 文章編號(hào)：2095–3305（2024）07–0-03

隨著社會(huì)的不斷發(fā)展，生態(tài)文明建設(shè)的重要性日益凸顯。以陜西省寶雞市為例，該市生態(tài)環(huán)境整體明顯改善，通過分析2000—2016年該市生態(tài)環(huán)境的變化情況，為其他地區(qū)生態(tài)文明建設(shè)提供參考。

1 研究背景和研究意義

1.1 研究背景

土地利用結(jié)構(gòu)影響生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能，作用于生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的供給[1]。土地利用/土地覆被變化（Land-Use and Land-Cover Change，LUCC）是全球氣候變化和全球環(huán)境變化研究關(guān)注的重要內(nèi)容[2]。我國政府大力落實(shí)農(nóng)業(yè)與農(nóng)村發(fā)展、生態(tài)保護(hù)與建設(shè)、主體功能區(qū)等重大規(guī)劃，持續(xù)推進(jìn)西部大開發(fā)、東北振興、中部崛起等區(qū)域均衡發(fā)展戰(zhàn)略，實(shí)施了農(nóng)村土地整治、農(nóng)田水利設(shè)施建設(shè)、山水林田湖草生態(tài)保護(hù)修復(fù)等一系列重大工程，使我國土地利用/土地覆被格局發(fā)生了較大的改變，并對(duì)區(qū)域生態(tài)環(huán)境構(gòu)成了深刻的影響[3]。

1.2 研究意義

隨著遙感（Remote Sensing，RS）、全球定位系統(tǒng)（Glo-bal Position System，GPS）和地理信息系統(tǒng)（Geographic Information System，GIS）“3S技術(shù)”的不斷發(fā)展，土地利用/土地覆被變化的遙感監(jiān)測(cè)技術(shù)有了新進(jìn)展[4]。依托衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)，開展植被覆蓋、植被固碳量、空氣質(zhì)量、河流輸沙量等生態(tài)環(huán)境要素的綜合監(jiān)測(cè)研究，為認(rèn)識(shí)土地利用變化格局與過程、掌握區(qū)域生態(tài)環(huán)境時(shí)空變化規(guī)律及存在問題提供實(shí)證依據(jù)[5]。

2 研究內(nèi)容與技術(shù)路線

2.1 研究內(nèi)容

研究主要基于多源遙感數(shù)據(jù)、省市統(tǒng)計(jì)年鑒、氣象數(shù)據(jù)等，運(yùn)用ArcGIS、Erdas、數(shù)理統(tǒng)計(jì)等相關(guān)軟件，采用相關(guān)數(shù)學(xué)模型，對(duì)寶雞市2000—2016年陸地主要生態(tài)系統(tǒng)（植被、大氣、河流等）生態(tài)狀況、多年變化趨勢(shì)進(jìn)行分析評(píng)價(jià)，最終給出區(qū)域生態(tài)時(shí)空變化的評(píng)價(jià)結(jié)論。

2.2 技術(shù)路線

主要運(yùn)用自然地理學(xué)、土地利用與土地評(píng)價(jià)相關(guān)模型，結(jié)合GIS空間技術(shù)手段，采取定量研究與定性分析相結(jié)合的方法，對(duì)區(qū)域植被、大氣、河流生態(tài)質(zhì)量進(jìn)行綜合監(jiān)測(cè)評(píng)價(jià)。

第一，遙感技術(shù)是指借助地物反射或輻射光譜信息，對(duì)地物進(jìn)行探測(cè)和識(shí)別的技術(shù)。此次研究利用遙感專業(yè)軟件和數(shù)據(jù)解譯，獲取和處理寶雞市的植被覆蓋度、植被固碳量數(shù)據(jù)[6-9]。

第二，地理信息系統(tǒng)空間分析是地理信息系統(tǒng)的核心功能之一，主要應(yīng)用了空間查詢、量算、疊加分析、空間差值、統(tǒng)計(jì)分類分析等方法。

第三，植被凈初級(jí)生產(chǎn)力（NPP）數(shù)據(jù)基于植被光能利用原理，運(yùn)用植被NPP估算模型，實(shí)現(xiàn)了植被固碳量、固碳價(jià)值監(jiān)測(cè)評(píng)估，使研究的問題更具可比性。

3 數(shù)據(jù)來源與處理

3.1 數(shù)據(jù)來源

氣象數(shù)據(jù)使用寶雞市11個(gè)國家氣象站1981—2010年的氣溫、降水及日照時(shí)數(shù)年統(tǒng)計(jì)值數(shù)據(jù)資料；遙感數(shù)據(jù)主要來源于美國NOAA、MODIS、NPP等衛(wèi)星資料；植被覆蓋度數(shù)據(jù)來源于美國MODIS衛(wèi)星的植被指數(shù)產(chǎn)品；植被固碳量數(shù)據(jù)來源于美國蒙大拿大學(xué)森林學(xué)院陸域動(dòng)態(tài)數(shù)值模擬研究所運(yùn)用生物地球化學(xué)模式估算出的凈初級(jí)生產(chǎn)力產(chǎn)品；氣溶膠光學(xué)厚度數(shù)據(jù)來源于美國航空航天局（NASA）公布的NDVI數(shù)據(jù)集；河流輸沙量數(shù)據(jù)來源于中華人民共和國水利部發(fā)布的《中國河流泥沙公報(bào)》[10-13]。

3.2 處理方法

以高分辨率衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)為監(jiān)測(cè)源，對(duì)寶雞市陸地植被（含耕地）覆蓋度、凈初級(jí)生產(chǎn)力、氣溶膠光學(xué)厚度、河流輸沙含沙量等生態(tài)因子進(jìn)行監(jiān)測(cè)評(píng)估，評(píng)價(jià)區(qū)域植被生態(tài)、大氣環(huán)境、河流輸沙量等時(shí)空變化趨勢(shì)，分析生態(tài)系統(tǒng)質(zhì)量改善程度，為生態(tài)環(huán)境保護(hù)和改善提供參考依據(jù)。

生態(tài)環(huán)境遙感監(jiān)測(cè)和指標(biāo)分析，均采取規(guī)范的技術(shù)方法和業(yè)務(wù)流程，建立專題分析系統(tǒng)和分析模型。其中，植被生態(tài)質(zhì)量氣象監(jiān)測(cè)評(píng)價(jià)主要依據(jù)《陸地植被氣象與生態(tài)質(zhì)量監(jiān)測(cè)評(píng)價(jià)等級(jí)》（QX/T 494—2019）、《植被生態(tài)質(zhì)量氣象評(píng)價(jià)指數(shù)》（GB/T 34815—2017）[14-15]等。

4 研究區(qū)域概況

4.1 地理位置

寶雞市地處陜西省關(guān)中西部，地跨東經(jīng)106°18′～108°03′、北緯33°35′～35°06′。東連咸陽市和楊凌示范區(qū)，南接漢中市，西北與甘肅省的天水市和平?jīng)鍪信彙Ｇ貛X南屏，渭水中流，關(guān)隴西阻北橫，渭北沃野平原。東西長約156.6 km，南北寬約160.6 km，總面積約18 117 km2。

4.2 地質(zhì)地貌

寶雞市位于秦嶺緯向構(gòu)造體系與其他構(gòu)造體系的復(fù)合交接部位，具有南北銜接、東西過渡的特點(diǎn)，可分為南部的秦嶺褶皺帶、中部的渭河斷陷帶和北部的鄂爾多斯臺(tái)向斜區(qū)3個(gè)地質(zhì)構(gòu)造單元。

寶雞市南、西、北方向三面環(huán)山，以渭河為中軸向東拓展，呈尖角開口槽形的特點(diǎn)。山、川、原兼?zhèn)?，呈“六山一水三分田”之?shì)。

4.3 水文特征

寶雞市河流網(wǎng)排列以秦嶺為界，分屬黃河、長江兩大水系。黃河水系河流主要是以渭河為干流的渭河水系，渭河橫貫寶雞市境內(nèi)206.1 km，多年平均徑流量為35.51億m3；長江水系以嘉陵江上游河段為主干，寶雞市境內(nèi)流長72 km，多年平均徑流量為56.27億m3。

4.4 氣候特征

寶雞市屬暖溫帶半濕潤氣候區(qū)，全年的氣候變化受制于季風(fēng)環(huán)流，冷暖干濕、四季分明。冬季干冷少雪，夏季炎熱干燥和溫?zé)岫嘤杲惶娉霈F(xiàn)，春季升溫迅速而氣候多變，秋季降溫快多連陰雨。光、熱、水資源較為豐富，年日照時(shí)長為1 860～2 250 h，年平均氣溫為7.6～12.9 ℃。寶雞市年平均降水量在590～900 mm之間，其中，關(guān)中地區(qū)降水量最多。

5 寶雞市生態(tài)環(huán)境時(shí)空變化概況

5.1 森林生態(tài)系統(tǒng)概況

2000年以來，寶雞市提出了創(chuàng)建綠色寶雞、全國綠化模范城市、國家森林城市等建設(shè)目標(biāo)，以天然林保護(hù)、退耕還林、三北防護(hù)林體系建設(shè)、自然保護(hù)區(qū)建設(shè)、綠色通道建設(shè)、南山北坡綠化等重點(diǎn)生態(tài)工程為契機(jī)，通過努力，森林資源穩(wěn)步增長，森林生態(tài)系統(tǒng)保護(hù)與建設(shè)取得了顯著成效。森林覆蓋率由2000年的42.1%提高到2015年的56.26%，城市建成區(qū)綠化覆蓋率42%，人均公園綠地面積約12.25 m2。

5.2 大氣環(huán)境概況

2000年以來，寶雞市加大大氣污染防治力度，城市環(huán)境空氣質(zhì)量明顯改善。2015年，寶雞市環(huán)境空氣質(zhì)量優(yōu)良天數(shù)為272 d，優(yōu)良天數(shù)比例74.5%。在超標(biāo)天數(shù)中，輕度污染天數(shù)占16.2%，中度污染天數(shù)占5.2%，重度污染天數(shù)占3.3%，嚴(yán)重污染天數(shù)占0.8%。

主要污染物中，可吸入顆粒物（PM10）、細(xì)顆粒物（PM2.5）、二氧化氮（NO2）、一氧化硫（SO）濃度年均值均有所下降，臭氧（O3）濃度年均值有所上升。2015年，沙塵天氣發(fā)生次數(shù)和強(qiáng)度均有所下降。

5.3 水環(huán)境質(zhì)量概況

2000年以來，寶雞市水環(huán)境質(zhì)量總體穩(wěn)中向好。據(jù)2015年寶雞市大氣環(huán)境監(jiān)測(cè)公報(bào)，該市境內(nèi)渭河流域河流水質(zhì)總體良好，千河水質(zhì)優(yōu)、清姜河、金陵河水質(zhì)良好，長江流域嘉陵江水質(zhì)穩(wěn)定保持優(yōu)。

6 寶雞市生態(tài)環(huán)境時(shí)空變化分析

6.1 植被覆蓋度

對(duì)寶雞市2000—2016年植被覆蓋度進(jìn)行了遙感動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，結(jié)果顯示：植被覆蓋度在波動(dòng)中呈現(xiàn)大幅增長的趨勢(shì)（圖1）。2000年寶雞市植被覆蓋度為75.62%，2016年增長至82.77%，線性增長率為每年0.41%。

2000—2016年，寶雞市大部分區(qū)域植被覆蓋度顯著增加，尤其是寶雞市北部的麟游縣、西北部的千陽縣、隴縣和陳倉區(qū)西部地區(qū)增加最為明顯；城市周邊植被覆蓋度略有減少。

2000—2016年，寶雞市植被覆蓋結(jié)構(gòu)明顯好轉(zhuǎn)，中、低植被覆蓋度（＜60%）面積占比明顯減少，由2000年的19.6%下降到2016年的6.61%；高植被覆蓋度（60%～100%）面積占比顯著增加，由80.4%上升到93.39%。

6.2 植被固碳量

對(duì)2000—2014年寶雞市植被固碳量、固碳價(jià)值等進(jìn)行了遙感監(jiān)測(cè)分析。2000—2014年，寶雞市植被固碳量（除耕地）在波動(dòng)中呈現(xiàn)增加趨勢(shì)，北部地區(qū)小幅增加，中部地區(qū)略有下降。2000—2014年，植被平均固碳量為464.44萬t，2000年植被固碳量為497.28萬t，2014年上升為528.89萬t，線性增長率為8.15萬t/年。

全市固碳價(jià)值由2000年的58.95億元增加到2014年的61.07億元；植被釋氧量由2000年的1 316.62萬t增加到2014年的1 363.82萬t，線性增長率為21.84萬t/年；釋氧價(jià)值由2000年的131.66億元增加到2014年的136.38億元。2000年寶雞市植被固碳量整體較2014年偏少， 2014年北部地區(qū)植被固碳量小幅增加，而中部地區(qū)固碳量略有下降。

6.3 氣溶膠光學(xué)厚度

對(duì)2003—2016年寶雞市氣溶膠光學(xué)厚度進(jìn)行遙感分析。監(jiān)測(cè)結(jié)果表明：寶雞市大氣污染物主要集中在地勢(shì)低洼的中部渭河谷地，包括寶雞市城區(qū)、鳳翔區(qū)、岐山縣、扶風(fēng)縣及眉縣北部部分區(qū)域；2003—2016年，寶雞市大氣污染物明顯減少，減少區(qū)域主要集中在地處關(guān)中平原的扶風(fēng)縣、岐山縣、鳳翔區(qū)等地。

6.4 河流輸沙量

河流輸沙量變化能夠反映人類通過土地利用變化、水土保持措施對(duì)水環(huán)境帶來的影響。對(duì)寶雞市嘉陵江流域的年輸沙量進(jìn)行了動(dòng)態(tài)分析。監(jiān)測(cè)表明：2000—2015年寶雞市境內(nèi)的嘉陵江（鳳州段）年輸沙量均呈現(xiàn)減少趨勢(shì)。

7 結(jié)論

對(duì)2000—2016年寶雞市生態(tài)環(huán)境進(jìn)行生態(tài)環(huán)境遙感監(jiān)測(cè)動(dòng)態(tài)分析顯示，全市生態(tài)環(huán)境整體明顯改善。

（1）全市植被覆蓋度在波動(dòng)中呈現(xiàn)增加趨勢(shì)，其中西北部地區(qū)植被覆蓋度增加尤為顯著；全市植被覆蓋度由2000年的75.62%增加到2016年的82.77%。在植被覆蓋度增加的同時(shí)，植被結(jié)構(gòu)進(jìn)一步改善，高植被覆蓋占比增加，中、低植被覆蓋占比減少。植被固碳量等生態(tài)功能在波動(dòng)中呈現(xiàn)增加趨勢(shì)。其中，寶雞市實(shí)施的生態(tài)恢復(fù)與保護(hù)工程促進(jìn)了植被生態(tài)質(zhì)量的改善和生態(tài)功能的恢復(fù)，使得植物生物量明顯增長，植被固碳顯著增強(qiáng)。

（2）全市空氣質(zhì)量有效改善，空氣優(yōu)良天數(shù)明顯增加，重污染天數(shù)明顯減少。尤其以地處關(guān)中平原的扶風(fēng)縣、岐山縣、鳳翔區(qū)等地空氣質(zhì)量改善明顯。

（3）嘉陵江（鳳州段）年輸沙量呈現(xiàn)減少趨勢(shì)，說明流域生態(tài)質(zhì)量總體改善，水土保持功能持續(xù)向好。

（4）從2000—2016年寶雞市生態(tài)環(huán)境主要指標(biāo)遙感監(jiān)測(cè)結(jié)果可以看出，相關(guān)部門用于改善生態(tài)環(huán)境的一系列措施對(duì)生態(tài)系統(tǒng)功能恢復(fù)已經(jīng)產(chǎn)生積極影響。在未來，相關(guān)部門應(yīng)繼續(xù)加強(qiáng)生態(tài)環(huán)境保護(hù)工作，做好生態(tài)系統(tǒng)監(jiān)測(cè)評(píng)估預(yù)警，鞏固和增強(qiáng)生態(tài)保護(hù)成效。

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