基于GIS的生態(tài)脆弱移民區(qū)生態(tài)環(huán)境質(zhì)量評估
——以寧夏紅寺堡區(qū)為例

李 群， 郭慧秀， 賈科利

(寧夏大學資源環(huán)境學院，寧夏銀川 750021)

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基于GIS的生態(tài)脆弱移民區(qū)生態(tài)環(huán)境質(zhì)量評估
——以寧夏紅寺堡區(qū)為例

李 群， 郭慧秀*， 賈科利

(寧夏大學資源環(huán)境學院，寧夏銀川 750021)

摘要參考國家最新頒布的《生態(tài)環(huán)境評價規(guī)范》，從5個方面構(gòu)建生態(tài)環(huán)境評價模型，利用GIS技術(shù)進行數(shù)據(jù)獲取、運算及評價單元細化，以監(jiān)測局部區(qū)域的具體生態(tài)環(huán)境問題并分析空間變化趨勢，最后以寧夏紅寺堡區(qū)為例探討生態(tài)脆弱移民區(qū)的生態(tài)環(huán)境質(zhì)量評價。結(jié)果表明：紅寺堡區(qū)各鄉(xiāng)鎮(zhèn)生態(tài)環(huán)境狀況一般，EI值存在明顯區(qū)域差異和地帶性，東南部優(yōu)于中西部。太陽山鎮(zhèn)生態(tài)環(huán)境狀況最好，鎮(zhèn)東南存在土地脅迫度和污染指數(shù)高的生態(tài)環(huán)境問題；南川鄉(xiāng)和紅寺堡鎮(zhèn)次之，分別存在鄉(xiāng)東南部水網(wǎng)密度低和鎮(zhèn)中南土地脅迫高的問題；大河鄉(xiāng)生態(tài)環(huán)境最差，西南地區(qū)存在植被覆蓋度低、荒漠化等生態(tài)環(huán)境問題。

關(guān)鍵詞生態(tài)脆弱移民區(qū)；GIS；生態(tài)環(huán)境評價；紅寺堡區(qū)

良好的生態(tài)環(huán)境是區(qū)域經(jīng)濟、社會、環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展的保障及人類生存與發(fā)展的基礎(chǔ)[1-2]，黨的十八大報告將生態(tài)環(huán)境文明建設(shè)提升到國家戰(zhàn)略，納入小康社會建設(shè)總體布局。在全國總體生態(tài)功能區(qū)劃中，西北生態(tài)脆弱移民區(qū)地處草原生態(tài)系統(tǒng)和荒漠生態(tài)系統(tǒng)的過渡區(qū)域，長期受人類活動干擾，水土流失、荒漠化等生態(tài)環(huán)境問題突出[3]。開展生態(tài)脆弱移民區(qū)生態(tài)環(huán)境綜合評估對推動區(qū)域生態(tài)文明建設(shè)、保障移民區(qū)經(jīng)濟社會可持續(xù)發(fā)展具有重要的理論和現(xiàn)實意義。目前，學術(shù)界圍繞區(qū)域生態(tài)環(huán)境綜合評估開展了較為廣泛的研究。在評價方法方面，主要運用各種定量化研究方法，例如景觀生態(tài)學法[4-5]、模糊數(shù)學法[6-7]、三維定量評價模型[8-9]等。這些方法的共同之處在于利用數(shù)學模型進行生態(tài)環(huán)境評價，由于指標選取的差異造成評估側(cè)重點不同，使生態(tài)環(huán)境質(zhì)量評估沒有統(tǒng)一標準；在研究區(qū)選擇方面，注重傳統(tǒng)生態(tài)環(huán)境矛盾突出區(qū)域，其中宏觀尺度集中在全國、各省市級行政單位[10-12]，微觀尺度主要針對礦區(qū)、災(zāi)區(qū)等特殊生態(tài)環(huán)境問題區(qū)域[13-15]，而關(guān)于移民區(qū)出現(xiàn)的生態(tài)環(huán)境問題研究較少；在評價單元方面，主要在行政區(qū)劃單元內(nèi)利用離散數(shù)據(jù)進行平均值評價[16-17]，導(dǎo)致行政區(qū)內(nèi)部差異評估和空間變化趨勢分析缺失，無法對局部區(qū)域生態(tài)環(huán)境問題進行改善。

隨著GIS技術(shù)進步，柵格技術(shù)能夠?qū)⒉煌愋?統(tǒng)計、遙感、調(diào)查)、不同格式(矢量、柵格、圖片、文本)、不同時間(過去、現(xiàn)在、將來)的數(shù)據(jù)通過一定的算法柵格化，每一個網(wǎng)格擁有不同于相鄰網(wǎng)格的代碼來表示其屬性和量值，使研究區(qū)數(shù)據(jù)連續(xù)分布。利用柵格數(shù)據(jù)參與疊加運算、空間分析和建?？梢钥朔鹘y(tǒng)計算單元以點帶面、以均值代替整個評價單元的“一刀切”模式，使生態(tài)環(huán)境評價單位從行政區(qū)劃具體到柵格，為生態(tài)脆弱移民區(qū)生態(tài)環(huán)境質(zhì)量評估提供科學、有效的技術(shù)支持?；诖耍P者參考我國于2015年3月最新頒布的《生態(tài)環(huán)境評價規(guī)范(發(fā)布稿)HJ192-2015》(以下簡稱《規(guī)范》)，為移民區(qū)生態(tài)環(huán)境評估尋求合理的評價體系；同時利用GIS技術(shù)強大的數(shù)據(jù)庫和空間分析功能，將不同時間、不同格式的數(shù)據(jù)處理成柵格單位進行運算、分析和表述，為移民區(qū)生態(tài)環(huán)境評價提供高精度技術(shù)支持[18]。最后以紅寺堡為研究區(qū)域進行生態(tài)環(huán)境質(zhì)量評估分析，以期為生態(tài)脆弱移民區(qū)監(jiān)測局部生態(tài)環(huán)境問題和因地制宜治理生態(tài)環(huán)境提供科學依據(jù)。

1材料與方法

1.1研究區(qū)概況紅寺堡區(qū)位于寧夏中部，國土面積2 767km2。地處黃土溝壑區(qū)向干草原過渡的地帶，其地形平坦開闊，由東南向西北傾斜。紅寺堡區(qū)位于中溫帶干旱氣候區(qū)，具有明顯的大陸氣候特征，降水量少而集中且年際變化大，年降雨量為277mm，多集中于7～9月，年平均蒸發(fā)量2 050mm；自然水系水質(zhì)差、水量少，年徑流量變化大，利用價值低，可利用地表水主要以引黃灌溉的溝渠為主；植物種屬較少，草群結(jié)構(gòu)簡單，覆蓋率低，在長期過度放牧、濫挖甘草等人為因素的作用下，造成天然草原大面積退化、沙化，是典型的生態(tài)脆弱區(qū)。該區(qū)域礦產(chǎn)資源豐富，主要分布在太陽山移民開發(fā)區(qū)、土坡等地，但其經(jīng)濟發(fā)展起步晚、基礎(chǔ)差、總量小，產(chǎn)業(yè)層次低，第一產(chǎn)業(yè)比重高，第二、第三產(chǎn)業(yè)比重低；自1998年正式列為國家重點生態(tài)移民項目以來，截至2014年搬遷安置貧困人口18.96萬人，所轄4個鄉(xiāng)鎮(zhèn)，59個行政村，是全國最大的生態(tài)脆弱移民區(qū)。隨著移民大量遷入，區(qū)內(nèi)人口與生態(tài)環(huán)境呈現(xiàn)出不協(xié)調(diào)的發(fā)展態(tài)勢，生態(tài)環(huán)境脆弱性與人口高速增長之間的矛盾日益尖銳。

1.2數(shù)據(jù)來源及處理研究區(qū)水資源和環(huán)境污染數(shù)據(jù)來源于紅寺堡區(qū)2014年統(tǒng)計公告和測站點監(jiān)測數(shù)據(jù)，在ArcGIS軟件中進行插值處理以及柵格運算，使研究區(qū)數(shù)據(jù)連續(xù)分布；土地利用類型數(shù)據(jù)綜合考慮研究區(qū)自然植被和農(nóng)作物的物候期，利用RS技術(shù)，選取植被覆蓋度較好的5～9月Landsat8的OLI影像進行解譯[19]；植被覆蓋度數(shù)據(jù)采用空間分辨率為250m的MODS2013年影像，利用ENVI軟件提取研究區(qū)歸一化植被指數(shù)(NDVI)值；自然水系(河網(wǎng))數(shù)據(jù)來源于研究區(qū)DEM(DigitalElevationModel)，利用ArcGIS進行水文分析[20-21]，人工水系(渠道)數(shù)據(jù)來自于研究區(qū)水利建設(shè)圖件矢量化；土壤侵蝕專題地圖的制作考慮土地利用類型、植被覆蓋度和坡度3個因子[22-24]，其中坡度數(shù)據(jù)來自1∶25萬DEM數(shù)據(jù)，通過對3個因子分等定級，將土壤侵蝕劃分為3個等級(1、2、3等級分別代表輕度、中度和重度侵蝕)。

1.3指標選擇及權(quán)重確定參考《規(guī)范》[25]，采用層次分析法確定評價模型、指標權(quán)重、歸一化系數(shù)和分級標準。選取生態(tài)環(huán)境指數(shù)(EI)作為生態(tài)環(huán)境評價目標層，包括生物豐度指數(shù)(EIbio)、植被覆蓋指數(shù)(EIveg)、水網(wǎng)密度指數(shù)(EIwat)、土地脅迫指數(shù)(EIlan)和污染負荷指數(shù)(EIpol)5個一級指標。綜合考慮研究區(qū)面臨的具體生態(tài)問題(例如沙化面積擴大、水資源短缺、森林資源匱乏、鹽堿化面積擴大、水土流失嚴重等)和數(shù)據(jù)的可獲得性與適用性選取指標參評因素。

1.4模型原理及構(gòu)建

1.4.1模型原理。2015年3月實施的《生態(tài)環(huán)境狀況評價規(guī)范》基于層次分析法，將研究區(qū)生態(tài)環(huán)境評價系統(tǒng)分為生物豐度指數(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)5個一級評價指標，并根據(jù)專家打分分別給予不同的權(quán)重和歸一化系數(shù)。其中，數(shù)據(jù)獲取和模型運算過程通過GIS技術(shù)可以將參評單元細化到柵格，有利于監(jiān)測、評估和后期因地制宜治理。

1.4.2模型構(gòu)建。EI反映研究區(qū)生態(tài)環(huán)境質(zhì)量，數(shù)值范圍在0～100，值越大代表生態(tài)環(huán)境狀況越好。計算公式為：

EI=0.35×EIbio+0.25×EIveg+0.15×EIwat+0.15×(100-EIlan)+0.10×(100-EIpol)

(1)

1.4.2.1生物豐度指數(shù)。生物豐度指數(shù)是指不同生態(tài)系統(tǒng)在研究區(qū)單位面積中所占的比例，通過面積差異來反映評價區(qū)域生物豐貧，植被等級越高，所產(chǎn)生的作用越大。計算公式為：

EIbio=(BI+HQ)/2

(2)

式中，BI為生物多樣性指數(shù)，HQ為生境質(zhì)量指數(shù)，HQ=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，Abio為生境質(zhì)量歸一化系數(shù)。

1.4.2.2植被覆蓋指數(shù)。該指數(shù)可反映研究區(qū)植被覆蓋程度，值越高說明該區(qū)域植被覆蓋率越好，相應(yīng)的生態(tài)環(huán)境質(zhì)量就越好。歸一化植被指數(shù)在植被分類、物候監(jiān)測和土地覆被變化等方面有廣泛應(yīng)用[26]。所以植被覆蓋指數(shù)利用評價區(qū)域單位面積歸一化植被指數(shù)表示。計算公式為：

(3)

式中，Pi為象元中NDVI月最大值的均值，Aveg為植被覆蓋指數(shù)歸一化系數(shù)。

1.4.2.3水網(wǎng)密度指數(shù)。該指數(shù)是用來評價研究區(qū)水資源豐富程度的指標，考慮單位面積河流總長度(Lriv)、水域面積(Wlak)(湖泊、水庫、河渠和近海)和水資源量(Wres)。計算公式為：

EIwat=(Ariv×Lriv/區(qū)域面積+Alak×Wlak/區(qū)域面積+Ares×Wres/區(qū)域面積)/3

(4)

式中，Ariv、Alak、Ares分別為河流長度、水域面積和水資源量的歸一化系數(shù)。

1.4.2.4土地脅迫指數(shù)。該指數(shù)用來反映研究區(qū)土地遭受脅迫程度的大小，值越大說明研究區(qū)土地受到的威脅因子越多，退化越嚴重，是反映生態(tài)環(huán)境的基礎(chǔ)指標。計算公式為：

EIlan=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×其他土地脅迫)/區(qū)域面積

(5)

式中，Aero為土地脅迫歸一化系數(shù)。

1.4.2.5污染負荷指數(shù)。該指數(shù)是用來評價移民區(qū)環(huán)境所承受污染壓力指標，其值越大反映研究區(qū)所受納的污染壓力越大，情況越嚴重。該指標主要考慮工農(nóng)業(yè)污染常見的化學需氧量、氨氮等污染類型。計算公式為：

EIpol=0.20×ACOD×COD排放量/區(qū)域年降水總量+0.20×ANH3×氨氮排放量/ 區(qū)域年降水總量+0.20×ASO2×SO2排放量/區(qū)域面積+0.10×AYHC×煙(粉)塵排放量/區(qū)域面積+0.20×ANOX×氨氮化物排放量/區(qū)域面積+0.10×ASOL×固體廢棄物丟棄量/區(qū)域面積

(6)

式中，ACOD、ANH3、ASO2、AYHC、ANOX、ASOL分別為COD、氨氮、SO2、煙(粉)塵、氮氧化物和固體廢棄物的歸一化系數(shù)。

1.4.3生態(tài)環(huán)境質(zhì)量等級標準。運用上述生態(tài)環(huán)境評價模型，利用ArcGIS進行柵格數(shù)據(jù)加權(quán)疊加運算，得到生態(tài)環(huán)境狀況綜合評估結(jié)果。根據(jù)《規(guī)范》，將生態(tài)環(huán)境評價結(jié)果分為5個等級(表1)。

表1　生態(tài)環(huán)境(EI)狀況分級

2結(jié)果與分析

利用ArcGIS柵格計算功能實現(xiàn)公式(1)～(6)的運算，得到紅寺堡區(qū)生物豐度(圖1)、植被覆蓋(圖2)、水網(wǎng)密度(圖3)、土地脅迫(圖4)和生態(tài)環(huán)境狀況(圖5)結(jié)果。

圖1　紅寺堡區(qū)生物豐度指數(shù)Fig.1　Biological abundance index of Hongsipu district

圖2　紅寺堡區(qū)植被覆蓋指數(shù)Fig.2　Vegetation index of Hongsipu district

圖3　紅寺堡區(qū)水網(wǎng)密度指數(shù)Fig. 3　Water density index of Hongsipu district

圖4　紅寺堡區(qū)土地脅迫程度Fig. 4　Land stress index of Hongsipu district

圖5　紅寺堡區(qū)生態(tài)環(huán)境質(zhì)量分布Fig.5　Ecological environment distribution of Hongsipu district

2.1生物豐度指數(shù)研究區(qū)生物豐度呈現(xiàn)“東南高，西北低”的空間特征(圖1)。空間上南川鄉(xiāng)生物豐度指數(shù)最高，達到47.47(圖6)，原因在于該區(qū)地處國家級自然保護區(qū)——大羅山西側(cè)，自治區(qū)實施天然林保護、“三北”四期造林等工程保護當?shù)氐膭又参镔Y源，林地、草地和水域濕地面積分別達94.52、339.21和42.74 km2，分別占總面積的14.06%、50.49%和6.36%，植被覆蓋度高且生物物種豐富。太陽山鎮(zhèn)和大河鄉(xiāng)生物豐度總體較好，但由于河流水位季節(jié)變化大、蒸發(fā)強烈導(dǎo)致斷流，周邊土壤鹽漬化較高，植被覆蓋度顯著下降。紅寺堡鎮(zhèn)生物豐度指數(shù)最低，由于該鎮(zhèn)地處平原地帶，其地形平緩適于耕種，交通便利便于工農(nóng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展，大量移民遷入伴隨大規(guī)模土地開發(fā)，鎮(zhèn)中心建設(shè)用地擴大至總面積的32.63%，高密度人口和建筑對原始生態(tài)環(huán)境破壞較大，致使水土流失量大、面大，林草地系統(tǒng)調(diào)節(jié)功能下降，東南部城郊出現(xiàn)33 km2的荒漠化區(qū)域，生物多樣性較低。2.2植被覆蓋指數(shù)研究區(qū)植被覆蓋度以大羅山為高值中心呈半環(huán)狀遞減趨勢(圖2)。其中，太陽山鎮(zhèn)草地面積占52.52%，植被覆蓋指數(shù)高達到49.86(圖6)，高值區(qū)域位于太陽山鎮(zhèn)西南和大羅山北部，西南部分布有75.06 km2水澆地，作物生長季節(jié)覆蓋率高、密度大，大羅山北部有47.12 km2高植被密度原始林地，封山禁牧、育林等保護政策使其自然草地和林地大面積增加；但2006年以后礦產(chǎn)資源開采帶來的植被破壞導(dǎo)致太陽山鎮(zhèn)東北部礦區(qū)周圍出現(xiàn)明顯的低值，后期生態(tài)恢復(fù)工作還有待深入。大河鄉(xiāng)和紅寺堡鎮(zhèn)植被覆蓋總體均較低。人類活動較少的山區(qū)、荒草地植被覆蓋明顯較高，植被自然生長狀況好。而人類活動較多的居民區(qū)由于建設(shè)用地以及農(nóng)田建設(shè)占用了46.90%土地，綠地覆蓋率僅為3.00%，沿清水河和苦水河周邊由于水位季節(jié)變化大，水質(zhì)含鹽量高，干枯河道周邊出現(xiàn)大面積鹽堿荒灘。

2.3水網(wǎng)密度指數(shù)研究區(qū)水網(wǎng)包括人工水系和自然水系2個部分(圖3)，其人工渠系對水網(wǎng)密度指數(shù)值的變化影響更大。由于紅寺堡區(qū)位于西部干旱半干旱區(qū)，其水資源匱乏且農(nóng)業(yè)生產(chǎn)以引黃灌溉為主，目前灌區(qū)共建成揚水干渠97.00 km，支干渠111.08 km，支渠459.13 km，斗渠808.03 km，與自然水系(607.00 km)相比，水渠密度更大，所以灌溉水系發(fā)達的紅寺堡鎮(zhèn)渠系總長度達226.35 km且自然水系稠密(圖3)，因而其水網(wǎng)密度指數(shù)最大。南川鄉(xiāng)位于紅寺堡區(qū)東南部，其地勢高且地下水埋藏深，僅在大羅山西部斷裂帶有部分裂隙水，并沒有形成長流水，所以該區(qū)域地表水貧乏，加之灌溉渠系稀疏，因而其水網(wǎng)密度低(29.74)。大河鄉(xiāng)和太陽山鎮(zhèn)移民遷入量少，農(nóng)田灌溉開發(fā)不完善，人工水網(wǎng)密度低且水量少，其水澆地面積占區(qū)域總面積比例分別為6.45%、5.96%，水資源總量分別為3 341.30、4 754.90 m3，水網(wǎng)密度平均指數(shù)為33.50(圖6)。

2.4土地脅迫指數(shù)綜合考慮土地利用、植被覆蓋和坡度3個因素，結(jié)果分為輕、中、重3個等級，整體呈現(xiàn)“東北、西南高，西北、東南低”的交叉分布格局(圖4)。其中，紅寺堡鎮(zhèn)受土地脅迫程度最高，重度侵蝕面積66.04 km2，占總面積的19.64%，侵蝕區(qū)主要位于紅寺堡鎮(zhèn)中部和南部的人口密集區(qū)，說明隨著移民數(shù)量持續(xù)增加及建設(shè)用地規(guī)模的持續(xù)擴張，高密度建筑和低密度植被造成的土地面狀侵蝕擴大；同時，該區(qū)域農(nóng)田灌區(qū)未修建排水工程，有灌無排，土壤含鹽量較高，土壤鹽漬化造成點狀侵蝕(圖4)。大羅山地區(qū)是寧夏重要的水源涵養(yǎng)林和區(qū)域生態(tài)環(huán)境保護屏障，對該區(qū)域水土保持起到了至關(guān)重要的作用。南川鄉(xiāng)背靠大羅山，人類活動強度較小，通過實施退耕還林還草等工程項目，該區(qū)域水土保持最好，土地脅迫程度最低，重度侵蝕面積78.28 km2，僅占總面積的11.65%。

2.5污染負荷指數(shù)研究區(qū)污染指數(shù)計算來源于柵格插值運算，由于研究區(qū)生產(chǎn)活動以第一產(chǎn)業(yè)為主，第二、第三產(chǎn)業(yè)落后，整體污染并不嚴重，污染物類型也相對單一。污染區(qū)域主要集中在紅寺堡鎮(zhèn)和太陽山鎮(zhèn)。其中，紅寺堡鎮(zhèn)是研究區(qū)生產(chǎn)活動最集中的區(qū)域，污染指數(shù)達54.68(圖6)，污染類型以水體中工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)排放的COD、氨氮和固體廢棄物為主。太陽山鎮(zhèn)污染類型以工礦業(yè)排放的SO2和煙(粉)塵為主，污染指數(shù)達42.48(圖6)，礦產(chǎn)資源開發(fā)后期生態(tài)環(huán)境恢復(fù)工作有待加強。

圖6　紅寺堡區(qū)生態(tài)環(huán)境狀況統(tǒng)計Fig.6　Ecological environment statistics of Hongsipu district

2.6生態(tài)環(huán)境質(zhì)量綜合評價通過ArcGIS軟件實現(xiàn)公式(1)加權(quán)疊加運算，得出紅寺堡區(qū)生態(tài)環(huán)境質(zhì)量分布圖(圖5)以及研究區(qū)生態(tài)環(huán)境狀況統(tǒng)計圖(圖6)。根據(jù)分級標準(表1)，研究區(qū)整體生態(tài)環(huán)境質(zhì)量一般，東南部優(yōu)于中西部，各行政單位狀況有一定差異，植被覆蓋度中等，生物多樣性一般，比較適合移民居住，但各行政區(qū)內(nèi)部均存在生態(tài)環(huán)境問題區(qū)域。其中，太陽山鎮(zhèn)EI值為44.32，生態(tài)環(huán)境綜合狀況最好，生物多樣性豐富，植被覆蓋度高，是研究區(qū)內(nèi)生態(tài)環(huán)境比較平衡的區(qū)域；EI低值區(qū)主要位于太陽山鎮(zhèn)東南部，該區(qū)域存在土地脅迫度高及污染指數(shù)高這2個生態(tài)環(huán)境問題，這主要是因為隨著太陽山鎮(zhèn)礦區(qū)的開發(fā)，以煤炭為主的能源開采結(jié)構(gòu)致使其煙塵、固體廢棄物排放量居高不下，礦區(qū)生態(tài)植被恢復(fù)程度較低，工農(nóng)業(yè)環(huán)境污染治理不徹底。南川鄉(xiāng)生態(tài)環(huán)境和太陽山鎮(zhèn)相差不大，全鄉(xiāng)沒有出現(xiàn)連片生態(tài)環(huán)境低值區(qū)，但有點狀分布的生態(tài)環(huán)境脆弱斑塊，主要受水網(wǎng)密度指數(shù)較低的影響(圖6)；南川鄉(xiāng)地處大羅山和煙筒山交界的山區(qū)內(nèi)，水土保持較好、地下水豐富，但地上河網(wǎng)稀疏、流量匱乏，且移民遷移量和人工灌渠開發(fā)少，這導(dǎo)致通過影像提取的水網(wǎng)密度得分低，僅為29.74。紅寺堡鎮(zhèn)作為該區(qū)社會經(jīng)濟及人口中心，人類作用影響大[27-28]，土地脅迫指數(shù)和污染指數(shù)均很高，分別達54.21和54.69；鎮(zhèn)區(qū)中部和南部是全鎮(zhèn)乃至全區(qū)生態(tài)環(huán)境得分的低值區(qū)域，深刻反映出移民大量遷入促進經(jīng)濟社會發(fā)展的同時，原生干旱環(huán)境自身的敏感性和脆弱性受到人類活動干擾加劇，例如鎮(zhèn)區(qū)中部局部水澆地由于粗放漫灌引發(fā)的鹽堿化、南部住宅和公路建設(shè)導(dǎo)致的荒漠植被退化[29-31]。大河鄉(xiāng)生態(tài)環(huán)境綜合狀況相對最差，EI值為35.29，各指標得分狀況均較低。其中植被覆蓋得分僅為14.46，土地脅迫和污染負荷指數(shù)也偏高；該區(qū)域西南部的公路沿線、干枯河道和居民區(qū)土地受脅迫程度大，出現(xiàn)局部植被空白區(qū)域，存在明顯的土地鹽堿化、荒漠化，是將來生態(tài)環(huán)境保護的重點區(qū)域。

3結(jié)論與討論

(1)將典型生態(tài)脆弱移民區(qū)——紅寺堡區(qū)的生態(tài)環(huán)境質(zhì)量評估結(jié)果進行實地考察，證明比較符合實際情況，結(jié)果表明：紅寺堡區(qū)整體生態(tài)環(huán)境狀況一般，現(xiàn)階段比較適宜人類居住，各鄉(xiāng)鎮(zhèn)生態(tài)環(huán)境質(zhì)量有一定差異。太陽山鎮(zhèn)總體狀況最好，鎮(zhèn)東南存在生態(tài)環(huán)境問題；南川鄉(xiāng)次之，存在生態(tài)環(huán)境斑點低值區(qū)域；紅寺堡鎮(zhèn)和大河鄉(xiāng)相對比較惡劣，鎮(zhèn)中南部和鄉(xiāng)西南部是今后生態(tài)環(huán)境保護的重點區(qū)域。

(2) 該研究獲得的評價結(jié)果有一定的不確定性，主要原因是山區(qū)地勢高，地下水埋藏深不易形成河網(wǎng)，而影像數(shù)據(jù)局限于地表水狀況的提取，影響水網(wǎng)密度評價精度；另外，社會經(jīng)濟、環(huán)境污染等統(tǒng)計數(shù)據(jù)處理成空間數(shù)據(jù)時會有一定偏差，影響精確性。

(3) 利用GIS技術(shù)建立生態(tài)環(huán)境評價指標數(shù)據(jù)庫，通過更新相關(guān)數(shù)據(jù)可以實現(xiàn)生態(tài)環(huán)境變化的動態(tài)監(jiān)控，為生態(tài)脆弱移民區(qū)生態(tài)環(huán)境提供實時監(jiān)控，所以動態(tài)監(jiān)測數(shù)據(jù)庫的建立有待今后進一步研究。

參考文獻

[1] 孟巖,趙庚星,程晉南,等.基于MODIS遙感數(shù)據(jù)和GIS的山東省生態(tài)環(huán)境狀況評價[J].中國生態(tài)農(nóng)業(yè)學報,2008,16(4):1020-1024.

[2] 張軍馳.西部地區(qū)生態(tài)環(huán)境治理政策研究[D].楊凌:西北農(nóng)林科技大學,2012.

[3] 秦大河,丁一匯,王紹武,等.中國西部生態(tài)環(huán)境變化與對策建議[J].地球科學進展,2002,17(3):314-319.

[4] 高國力.半干旱區(qū)農(nóng)牧交錯帶生態(tài)環(huán)境的景觀生態(tài)學探討[J].干旱區(qū)資源與環(huán)境,1995,9(1):8-17.

[5] 馬祥華.景觀生態(tài)學在生態(tài)環(huán)境影響評價中的應(yīng)用[J].水土保持研究,2007,14(5):232-234.

[6] 馬麗麗,田淑芳,王娜.基于層次分析與模糊數(shù)學綜合評判法的礦區(qū)生態(tài)環(huán)境評價[J].國土資源遙感,2013,25(3):165-170.

[7] 安瓦爾·買買提明,張小雷,塔世根·加帕爾.基于模糊數(shù)學的新疆南疆地區(qū)城市化與生態(tài)環(huán)境的和諧度分析[J].經(jīng)濟地理,2010,30(2):214-219.

[8] 趙曉亮,齊慶杰,李瑞鋒,等.阜新煤礦生態(tài)環(huán)境三維定量評價規(guī)范化方法研究[J].地球與環(huán)境,2014,42(3):397-403.

[9] 宮繼萍,胡遠滿,劉淼,等.城市景觀三維擴展及其大氣環(huán)境效應(yīng)綜述[J].生態(tài)學雜志,2015,34(2):562-570.

[10] 陳宏觀.沿海地區(qū)生態(tài)環(huán)境評價及生態(tài)建設(shè)研究[D].南京：南京林業(yè)大學,2012.

[11] 賈良清,歐陽志云,趙同謙,等.安徽省生態(tài)功能區(qū)劃研究[J].生態(tài)學報,2005,25(2):254-260.

[12] 孫東琪,張京祥,朱傳耿,等.中國生態(tài)環(huán)境質(zhì)量變化態(tài)勢及其空間分異分析[J].地理學報,2012,67(12):1599-1610.

[13] 胡寶榮.基于遙感與GIS技術(shù)的汶川縣地震前后生態(tài)環(huán)境質(zhì)量評價[D].成都：成都理工大學,2009.

[14] 劉志鈞.礦區(qū)生態(tài)環(huán)境質(zhì)量評價理論及預(yù)警方法研究[D].青島：山東科技大學,2005.

[15] 李澤紅,王卷樂,趙中平,等.絲綢之路經(jīng)濟帶生態(tài)環(huán)境格局與生態(tài)文明建設(shè)模式[J].資源科學,2014,36(12):2476-2482.

[16] 劉洪岐.基于RS和GIS的北京市生態(tài)環(huán)境評價研究[D].北京：首都師范大學,2008.

[17] 李崧,邱微,趙慶良,等.層次分析法應(yīng)用于黑龍江省生態(tài)環(huán)境質(zhì)量評價研究[J].環(huán)境科學,2006,27(5):1031-1034.

[18] 周兆葉,王志偉,九次力,等.GIS技術(shù)在生態(tài)環(huán)境狀況評價方面的應(yīng)用[J].草業(yè)科學,2009,26(10):52-58.

[19] 左麗君,張增祥,董婷婷,等.MODIS/NDVI和MODIS/EVI在耕地信息提取中的應(yīng)用及對比分析[J].農(nóng)業(yè)工程學報,2008,24(3):167-172.

[20] 李曉軍.GIS空間分析方法研究[D].杭州：浙江大學,2007.

[21] 彭劍楠.GIS空間分析方法研究[D].長春：吉林大學,2008.

[22] 張有全,宮輝力,趙文吉.基于遙感與GIS的土壤侵蝕強度快速估測方法[J].生態(tài)環(huán)境,2007,16(1):102-107.

[23] 陳飛.基于GIS/RS奇臺縣土壤侵蝕研究[D].烏魯木齊：新疆大學,2006.

[24] 崔琰,李銳,楊勤科,等.基于GIS的區(qū)域土壤侵蝕模型設(shè)計[J].中國水土保持科學,2009,7(1):32-36.

[25] 國家環(huán)境保護總局.生態(tài)環(huán)境狀況評價技術(shù)規(guī)范(發(fā)布稿)：HJ192—2015[M].北京:中國環(huán)境出版社,2015.

[26] 孟巖.基于RS與GIS的生態(tài)環(huán)境評價及其遙感反演模型研究[D].泰安：山東農(nóng)業(yè)大學,2009.

[27] 馬吉.寧夏紅寺堡區(qū)生態(tài)移民經(jīng)濟社會效益評價研究[D].成都：西南交通大學,2014.

[28] 韓瑛,馮文勇.寧夏移民區(qū)種植業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的能值分析：以紅寺堡移民開發(fā)區(qū)為例[J].水土保持研究,2010,17(6):263-266.

[29] 楊新國,宋乃平.寧夏紅寺堡揚黃灌區(qū)土壤沙化和鹽漬化及其相互關(guān)系[J].應(yīng)用生態(tài)學報,2011,22(9):2265-2271.

[30] 潘曉玲,馬映軍,顧峰雪.中國西部干旱區(qū)生態(tài)環(huán)境演變與調(diào)控研究進展與展望[J].地球科學進展,2003(1):50-57.

[31] 楊顯明,米文寶,齊拓野,等.寧夏生態(tài)移民效益評價研究[J].干旱區(qū)資源與環(huán)境,2013,27(4):16-23.

基金項目教育部人文社會科學研究青年基金項目(13YJCZH059)；寧夏大學研究生創(chuàng)新項目(GIP2015004)。

作者簡介李群(1989- )，女，貴州習水人，碩士研究生，研究方向：空間信息技術(shù)與分析。*通訊作者，碩士研究生，研究方向：空間信息技術(shù)與分析。

收稿日期2016-04-06

中圖分類號S 181

文獻標識碼A

文章編號0517-6611(2016)13-110-05

EvaluationofEcologicalEnvironmentinEcologicallyVulnerableImmigratingAreaBasedonGIS—ACaseofHongsipuDistrictinNingxia

LIQun,GUOHui-xiu*,JIAKe-li

(CollegeofResourcesandEnvironment,NingxiaUniversity,Yinchuan,Ningxia750021)

AbstractThe model of ecological environmental evaluation consisting of five aspects was built based on the latest national specification of ecological environmental evaluation and the data acquisition, calculation and evaluation refined into evaluation unit were done with the GIS technique. Through the monitoring of specific problems of ecological environment in partial local area and the analyse of spatial variation trend, the evaluation of environmental quality in the vulnerable migration area of Hongsipu district was explored. The results showed that the ecological and environmental quality in the townships of Hongsipu district was in normal condition; the EI value significantly existed regional and zonal differences, which in the southeast area was better than the mid-west area. The ecological environment in Taiyangshan Town was best. In the southeast of the town there were the stress of land and high index of ecological and environmental pollution; next, in Nanchuan Country and Hongsipu Town, where there were low density and rural water networks in the southeastern of the township and high stress of land in central-south of the township. The worst ecological environmental condition was in the Dahe Country, in which there were low vegetation coverage, desertification and other ecological and environmental problems in its southwest region.

Key wordsEcologically vulnerable area；GIS；Ecological environment evaluation；Hongsipu district