大同城市規(guī)劃區(qū)生態(tài)環(huán)境評(píng)價(jià)研究

武曉毅 楊永剛

摘 要：依據(jù)國家環(huán)境保護(hù)部發(fā)布的《生態(tài)環(huán)境狀況評(píng)價(jià)技術(shù)規(guī)范（發(fā)布稿）》，利用遙感圖像的分析解譯，并結(jié)合相關(guān)統(tǒng)計(jì)資料，進(jìn)行土地利用分析，并通過計(jì)算生物豐度指數(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)，考慮環(huán)境限制指數(shù)，最后計(jì)算得到大同市城市規(guī)劃區(qū)2015年生態(tài)環(huán)境狀況評(píng)價(jià)，為“一般”。

關(guān)鍵詞：生態(tài)環(huán)境 土地利用 生態(tài)環(huán)境評(píng)價(jià) 城市規(guī)劃區(qū)。

中圖分類號(hào)：X82 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2015）12（c）-0163-02

生態(tài)環(huán)境是一切生物和人類生存的基礎(chǔ)，為人類社會(huì)提供了物質(zhì)保障和生活生態(tài)環(huán)境服務(wù)。我國的環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)工作是于20世紀(jì)70年代逐步發(fā)展起來的，生態(tài)環(huán)境評(píng)價(jià)研究開始于80年代，眾多學(xué)者從不同領(lǐng)域?qū)ι鷳B(tài)環(huán)境評(píng)價(jià)進(jìn)行了研究[2-7]。毛文永選取了景觀優(yōu)勢(shì)度指數(shù)、多樣性指數(shù)、生態(tài)環(huán)境綜合指數(shù)對(duì)生態(tài)環(huán)境進(jìn)行了評(píng)價(jià)[2]。王鵬等借助遙感與GIS技術(shù)，以汾河流域?yàn)檠芯繉?duì)象，從3個(gè)尺度對(duì)流域生態(tài)環(huán)境質(zhì)量進(jìn)行了評(píng)價(jià)，并對(duì)流域生態(tài)環(huán)境質(zhì)量的變化進(jìn)行時(shí)序分析[3]。

1 研究區(qū)概況

大同市是山西省第二大城市，位于山西省北部，是晉、冀、蒙三?。▍^(qū)）交匯地區(qū)的中心城市，國家重要的能源城市，國家級(jí)歷史文化名城，是連接我國東部與西部地區(qū)經(jīng)濟(jì)交流和商品集散的門戶性樞紐城市。根據(jù)《大同市城市總體規(guī)劃（2006—2020）》（2014年修訂），城市規(guī)劃區(qū)范圍包括：城區(qū)、礦區(qū)、南郊區(qū)、新榮區(qū)四個(gè)行政轄區(qū)及大同縣的周士莊鎮(zhèn)、倍家皂鎮(zhèn)和黨留莊鄉(xiāng)，總面積約為2357 km2。

2 遙感圖像處理與解譯

2.1 數(shù)據(jù)源

遙感數(shù)據(jù)采用大同市2015年1月Landsat8OLI_TRIS全色遙感影像數(shù)據(jù)，DEM高程數(shù)據(jù)采用30 m分辨率的遙感影像。借助ENVI5.0以及ArcGIS對(duì)獲得的遙感影像數(shù)據(jù)進(jìn)行配準(zhǔn)、幾何糾正等預(yù)處理，然后進(jìn)行遙感數(shù)據(jù)裁剪、波段融合等，得到大同市的遙感影像圖，進(jìn)而通過遙感影像解譯以及空間疊置、柵格計(jì)算等空間分析，得到相應(yīng)的生態(tài)評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)。

2.2 圖像解譯結(jié)果

根據(jù)解譯，大同城市規(guī)劃區(qū)總面積2357 km2，其中農(nóng)用地1909.86km2，占總面積的80.25%；建設(shè)用地365.07km2，占總面積的17.33%；未利用地51.15km2，占總面積的2.42%。

農(nóng)用地中：（1）耕地1363.18 km2，占57.84%；（2）林地175.69 km2，占7.45%；（3）草地370.99 km2，占15.74%。建設(shè)用地中：（1）城鎮(zhèn)用地171.92 km2，占7.29%；（2）農(nóng)村居民點(diǎn)用地69.29 km2，占2.94%；（3）工礦用地96.83 km2，占4.11%；（4）交通用地55.99 km2，占2.38%。

3 研究區(qū)生態(tài)環(huán)境綜合評(píng)價(jià)

3.1 生態(tài)環(huán)境質(zhì)量狀況評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

依據(jù)《生態(tài)環(huán)境狀況評(píng)價(jià)技術(shù)規(guī)范（發(fā)布稿）》（HJ192-2015），生態(tài)環(huán)境狀況評(píng)價(jià)利用一個(gè)綜合指數(shù)（生態(tài)環(huán)境狀況指數(shù)，EI）反映區(qū)域生態(tài)環(huán)境的整體狀態(tài)，指標(biāo)體系包括生物豐度指數(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)五個(gè)分指數(shù)和一個(gè)環(huán)境限制指數(shù)，五個(gè)分指數(shù)分別反映被評(píng)價(jià)區(qū)域內(nèi)生物的豐貧，植被覆蓋的高低，水的豐富程度，遭受的脅迫程度，承載的污染物壓力，環(huán)境限制指數(shù)是約束性指標(biāo)，指根據(jù)區(qū)域內(nèi)出現(xiàn)的嚴(yán)重影響人居生產(chǎn)生活安全的生態(tài)破壞和環(huán)境污染事項(xiàng)對(duì)生態(tài)環(huán)境狀況進(jìn)行限制和調(diào)節(jié)。

3.2 生態(tài)環(huán)境狀況評(píng)價(jià)方法

（1）權(quán)重。

各項(xiàng)評(píng)價(jià)指標(biāo)的權(quán)重見表1。

（2）生態(tài)環(huán)境狀況計(jì)算方法。

生態(tài)環(huán)境狀況指數(shù)評(píng)價(jià)區(qū)域生態(tài)環(huán)境質(zhì)量狀況，即EI，數(shù)值范圍0～100。

生態(tài)環(huán)境狀況指數(shù)（EI）=0.35×生物豐度指數(shù)+0.25×植被覆蓋指數(shù)+0.15×水網(wǎng)密度指數(shù)+0.15×（100-土地脅迫指數(shù)）+0.10×（100-污染負(fù)荷指數(shù)）+環(huán)境限制指數(shù)。

3.3 各指標(biāo)計(jì)算方法

（1）生物豐度指數(shù)。

評(píng)價(jià)區(qū)域內(nèi)生物的豐貧程度，利用生物棲息地質(zhì)量和生物多樣性綜合表示。

生物豐度指數(shù)=（BI+HQ）/2。

式中：BI為生物多樣性指數(shù)，評(píng)價(jià)方法執(zhí)行HJ623；HQ為生境質(zhì)量指數(shù)；當(dāng)生物多樣性指數(shù)沒有動(dòng)態(tài)更新數(shù)據(jù)時(shí)，生物豐度指數(shù)變化等于生境質(zhì)量指數(shù)的變化。

生境質(zhì)量指數(shù)=Abio×（0.35×林地+0.21×草地+0.28×水域濕地+0.11×耕地+0.04×建設(shè)用地+0.01×未利用地）/區(qū)域面積。

式中：Abio為生境質(zhì)量指數(shù)的歸一化系數(shù)，參考值為511.2642131067。

（2）植被覆蓋指數(shù)。

評(píng)價(jià)區(qū)域植被覆蓋的程度，利用評(píng)價(jià)區(qū)域單位面積歸一化植被指數(shù)（NDVI）表示。

植被覆蓋指數(shù)=NDVI區(qū)域均值=Aveg×（）

式中：Pi為5～9月象元NDVI月最大值的均值，建議采用MOD13的NDVI數(shù)據(jù)，空間分辨率250 m，或者分辨率和光譜特征類似的遙感影像產(chǎn)品；

n為區(qū)域象元數(shù)；Aveg為植被覆蓋指數(shù)的歸一化系數(shù)，參考值為0.0121165124。

（3）水網(wǎng)密度指數(shù)。

評(píng)價(jià)區(qū)域內(nèi)水的豐富程度，利用評(píng)價(jià)區(qū)域內(nèi)單位面積河流總長度、水域面積和水資源量表示。當(dāng)水網(wǎng)密度指數(shù)大于100時(shí)，則取100。

水網(wǎng)密度指數(shù)=（Ariv×河流長度/區(qū)域面積+Alak×水域面積（湖泊、水庫、河渠和近海）/區(qū)域面積+Ares×水資源量*/區(qū)域面積）/3。

式中：Ariv為河流長度的歸一化系數(shù)，參考值為84.3704083981；Alak為水域面積的歸一化系數(shù)，參考值為591.7908642005；Ares為水資源量的歸一化系數(shù)，參考值為86.3869548281。

（4）土地脅迫指數(shù)。

評(píng)價(jià)區(qū)域內(nèi)土地質(zhì)量遭受脅迫的程度，利用評(píng)價(jià)區(qū)域內(nèi)單位面積上水土流失、土地沙化、土地開發(fā)等脅迫類型面積表示。當(dāng)土地脅迫指數(shù)大于100時(shí)，則取100。

土地脅迫指數(shù)=Aero×（0.4×重度侵蝕面積+0.2×中度侵蝕面積+0.2×建設(shè)用地面積+0.2×其它土地面積）/區(qū)域面積

式中：Aero為土地脅迫指數(shù)的歸一化系數(shù)，參考值為236.0435677948。

4 結(jié)論與建議

各評(píng)價(jià)指數(shù)中，大同城市規(guī)劃區(qū)生物豐度指數(shù)、植被覆蓋指數(shù)、土地脅迫指數(shù)均處于中等偏上水平。但由于規(guī)劃區(qū)內(nèi)污染物排放較多，受污染負(fù)荷指數(shù)影響，拉低了生態(tài)環(huán)境狀況指數(shù)的總值。近年來，按照《突發(fā)環(huán)境事件應(yīng)急預(yù)案》，大同市城市規(guī)劃范圍內(nèi)未發(fā)生人為因素引起的突發(fā)環(huán)境事件；未發(fā)生環(huán)境保護(hù)主管部門通報(bào)的或國家媒體報(bào)道的環(huán)境污染或生態(tài)破壞事件環(huán)境限制指數(shù)不受約束。最終，可見大同城市規(guī)劃區(qū)內(nèi)植被覆蓋度中等，生物多樣性一般，較適合人類生活，但有不適合人類生活的制約性因子，生態(tài)環(huán)境狀況一般。

參考文獻(xiàn)

[1] 中華人民共和國環(huán)境保護(hù)部，HJ192-2015.生態(tài)環(huán)境狀況評(píng)價(jià)技術(shù)規(guī)范（發(fā)布稿）[M].北京：中國環(huán)境科學(xué)出版社，2015.

[2] 毛文勇.生態(tài)環(huán)境影響評(píng)價(jià)概論[M].北京：中國環(huán)境科學(xué)出版社，2003.

[3] 王鵬，魏信，喬玉良.多尺度下汾河流域生態(tài)環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)與時(shí)序分析[J].遙感技術(shù)與應(yīng)用，2011，26（6）：798-806.