1990-2015年貴州省烏江流域生態(tài)環(huán)境質(zhì)量變化評價

蘆 穎, 李旭東, 楊正業(yè)

(貴州師范大學 地理與環(huán)境科學學院, 貴州 貴陽 550025)

生態(tài)環(huán)境質(zhì)量評價是定量測評區(qū)域生態(tài)環(huán)境優(yōu)劣和影響的重要手段，是制定區(qū)域社會經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展規(guī)劃及生態(tài)環(huán)境保護對策的重要依據(jù)[1]。流域因其獨有的生態(tài)價值、環(huán)境功能一直倍受各國重視，定量研究流域生態(tài)環(huán)境質(zhì)量及其演變趨勢，對協(xié)調(diào)流域經(jīng)濟社會可持續(xù)發(fā)展，優(yōu)化流域生態(tài)環(huán)境功能，加強流域生態(tài)系統(tǒng)保護和恢復具有現(xiàn)實意義[2]。國外研究主要從不同尺度運用不同衡量標準構(gòu)建生態(tài)環(huán)境評價指標體系[3-7]，中國生態(tài)環(huán)境質(zhì)量評價起步于20世紀80年代早期，主要集中于構(gòu)建相關(guān)指標體系進行評價[8-9]，后由于遙感與地理信息系統(tǒng)手段具有準確、及時、豐富等優(yōu)點，其在生態(tài)環(huán)境質(zhì)量評價領(lǐng)域的運用也日趨頻繁[10]。如學者魏偉[11]、凡宸[12]、王鵬[13]、張春桂[14]等運用RS和GIS手段對流域、縣域等不同尺度研究對象展開了相應研究。烏江作為貴州省重要生態(tài)屏障，全國國土資源重點開發(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、石漠化問題十分顯著[15]。近幾年針對烏江流域的研究主要集中于生態(tài)安全度變化評價[15]、生態(tài)系統(tǒng)服務分布特征[16]、水質(zhì)變化[17]等方面，以及對烏江流域整體生態(tài)環(huán)境質(zhì)量的研究還有待補充。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、土壤類型、地形地貌等方面信息，對貴州省烏江流域25 a內(nèi)生態(tài)環(huán)境質(zhì)量動態(tài)變化進行分級和評價，從而為烏江流域綜合治理及流域規(guī)劃保護提供了可持續(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)展及長江流域水環(huán)境生態(tài)文明建設研究提供相應參考。

1 數(shù)據(jù)與方法

1.1 研究區(qū)概況

烏江又稱黔江、涪水，全長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江，是長江上游右岸最大支流。烏江流域(104°10′—109°12′E,25°56′—30°22′N)地勢由西南向東北傾斜，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)濟社會快速發(fā)展，資源開發(fā)強度大，面源污染較多等問題。作為貴州省重要的經(jīng)濟動脈和能源基地的烏江流域是沿岸經(jīng)濟社會發(fā)展的生命通道和生產(chǎn)生活的重要保障,也是確保長江水資源安全的重要區(qū)域。近年來，貴州省烏江流域各地區(qū)加大生態(tài)環(huán)境保護，如銅仁市沿河縣積極開展烏江流域水土流失和水土保持綜合治理工作，2015年實現(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，成像時間主要集中于夏半年?；A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)來源于地理空間數(shù)據(jù)云(http:∥www.Gscloud.cn/)。經(jīng)過幾何糾正、輻射定標、大氣糾正、波段合成、拼接、裁剪等預處理，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)，歸一化處理后對烏江流域生態(tài)環(huán)境質(zhì)量等級進行劃分。

1.3 研究方法

科學合理構(gòu)建生態(tài)環(huán)境質(zhì)量評價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)量遙感評價方法。魏偉等[11]學者基于土地利用、植被指數(shù)、氣溫降水等因素對石羊河流域生態(tài)環(huán)境質(zhì)量展開評價。易武英等[15]學者基于土地利用和景觀格局變化對烏江流域生態(tài)安全狀況進行了分析。李洪義等[20]學者認為植被、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)境的評價指標。貴州省烏江流域喀斯特地貌發(fā)育明顯，水土流失、石漠化等問題致使其流域生態(tài)環(huán)境更為脆弱，故自然因素對流域生態(tài)環(huán)境質(zhì)量評價作用更為明顯。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，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)量評價指標。

1.3.1 基礎指標數(shù)據(jù)提取 各基礎指標及數(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]，因此植被被認為是區(qū)域生態(tài)環(huán)境狀況的指示要素。遙感應用中植被指數(shù)作為定量評價植被覆蓋和生長情況的重要指標[21]，應用十分廣泛。研究選取目前應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，其原理是通過線性變化、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)點在于減少繁雜數(shù)據(jù)量的同時信息損失最小[25]。穗帽變換在植被監(jiān)測、土地覆蓋變化監(jiān)測等領(lǐng)域應用廣泛[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)測地表植被變換。同時引進學者劉存建、劉紀遠總結(jié)的裸土植被指數(shù)(GRABS)，利用線性表達式經(jīng)波段計算得出土壤指數(shù)來反映研究區(qū)土壤質(zhì)量。提取方法或公式詳見表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，也是進行生態(tài)環(huán)境研究的重要指標。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)量的快速評價，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表1。 ④熱度指數(shù)。地表溫度(LST)與植被的生長與分布、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)量的一個重要參數(shù)．對于Landsat系列數(shù)據(jù)，利用熱紅外波段經(jīng)輻射定標后可得到的輻射亮度，進而推算得到的亮度溫度作為地表相對溫度[27-28]，根據(jù)地物的輻射差異反映不同區(qū)域地表溫度類型。提取方法或公式見表1。 ⑤地形指數(shù)。鄧慧平等[29]學者在考察地形指數(shù)的物理意義時指出地形指數(shù)與土壤相對含水量成一定線性關(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)境評價的重要參考要素。綜合前人研究基礎選取了數(shù)字高程數(shù)據(jù)(DEM)和坡度作為地形指數(shù)指標，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表1。

表1 貴州省烏江流域生態(tài)環(huán)境綜合評價指標體系

1.3.2 綜合評價模型構(gòu)建

(1) 評價模型構(gòu)建。在生態(tài)環(huán)境質(zhì)量綜合評價中，構(gòu)建綜合評價模型是生態(tài)環(huán)境評價的重點和難點。目前常用的方法有指標權(quán)重法、層次分析法AHP、主成分分析法等[11,22,30]，指標權(quán)重法最為常用。但指標權(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。客觀賦權(quán)法無法兼顧地區(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)法確定各評價指標權(quán)重，進而構(gòu)建烏江流域生態(tài)質(zhì)量環(huán)境綜合評價模型。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?，通過野外調(diào)查選取了烏江流域相應試驗點，由生態(tài)方向?qū)＜覍Σ煌囼烖c生態(tài)要素進行主成分分析，確定流域生態(tài)環(huán)境質(zhì)量主要影響因子的權(quán)重，隨后通過德爾菲法(Delphi)再次對客觀計算的權(quán)重進行調(diào)整，最終建立貴州省烏江流域生態(tài)環(huán)境質(zhì)量評價模型：

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——歸一化植被指數(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。由于不同指標之間數(shù)值大小差異較大，直接進行定量評價會造成較大誤差。因此在進行生態(tài)質(zhì)量評價前需要按一定標準對各指標進行歸一化處理，以便后期模型計算。根據(jù)表2中不同指標的量化分級編碼值將各類指標帶入Arc GIS軟件進行重分類處理，使得參評指標數(shù)值介于0～10之間，消除量綱影響，增加評價結(jié)果的可信度。將歸一化指標數(shù)據(jù)帶入評價模型，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)按自然斷裂法進行重分類，分為“優(yōu)”、“良”、“中”、“較差”和“差”共5類。

表2 生態(tài)環(huán)境質(zhì)量各評價指標分級標準

2 結(jié)果分析

2.1 主要要素分析

要素分析是綜合評價的前提條件，結(jié)合前文貴州省烏江流域生態(tài)環(huán)境質(zhì)量評價模型來看，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)重來看植被蓋度、裸土植被指數(shù)、濕度指數(shù)對生態(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)，選取對生態(tài)環(huán)境質(zhì)量貢獻率為前3位的植被蓋度、土壤指數(shù)、濕度指數(shù)進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，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，也是近些年來對裸土地區(qū)植被恢復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。

圖1 貴州省烏江流域基礎要素統(tǒng)計

烏江流域包含貴州省畢節(jié)地區(qū)、六盤水市、安順市、貴陽市、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8地3期植被蓋度、土壤指數(shù)和濕度指數(shù)并制圖表達(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。1990年時烏江流域各地區(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?shù)亟?jīng)濟開發(fā)過程聯(lián)系密切；到2015年，全流域植被蓋度已達58%以上。1990年最高值黔東南州(72.6%)與最低值六盤水市(39.32%)植被蓋度相差33.28%，到2015年最高值黔東南州(73.55%)與最低值貴陽市(58.85%)植被蓋度相差14.7%，可見 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。研究時期內(nèi)，畢節(jié)地區(qū)*、六盤水市*響應國家生態(tài)文明建設，植被蓋度增長最快，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較好，增長速度最慢，分別為0.95%和5.19%。到2015年，流域內(nèi)貴陽市*、安順市*及六盤水市*植被蓋度水平最低，與其城市化進程及早期資源開發(fā)利用不當有關(guān)，三地植被恢復仍需大量時間精力。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。1990年時烏江流域各地區(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。研究時期內(nèi)，僅有六盤水市*土壤指數(shù)呈現(xiàn)明顯的下降趨勢，其余地區(qū)土壤指數(shù)均有不同程度的增長。到2015年六盤水市*土壤指數(shù)為全流域最低水平，主要原因在于六盤水市*主導工礦業(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。1990年時烏江流域各地區(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。研究時期內(nèi)，黔東南州*濕度指數(shù)始終較高，六盤水市*、畢節(jié)市*和安順市*濕度指數(shù)始終較低，到2015年六盤水市*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”開始的生態(tài)恢復和環(huán)保立法、宣傳等工作的有效開展。

圖2 貴州省烏江流域各市州基礎要素變化

圖3 貴州省烏江流域生態(tài)環(huán)境質(zhì)量分級

2.2 綜合生境質(zhì)量分析

選取表1中的評價指標，應用式1評價模型對貴州省烏江流域生態(tài)環(huán)境質(zhì)量進行測算并評價分級(圖4)。分級依據(jù)如表2所示，1,2級為“差”，3,4級為“較差”，5,6級為“中”，7,8級為良，9,10級為“優(yōu)”，具體分級結(jié)果詳見表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，但仍占據(jù)相當比例，“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，總體來說呈現(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)量分級統(tǒng)計 %

1990年時，由于早期流域內(nèi)開發(fā)活動和水平有限，對環(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”水平范圍進一步擴大，“優(yōu)”、“良”水平范圍開始回落，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世紀以來貴州省確立“堅持生態(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)境恢復帶來較好契機。但不容忽視的是，城市化快速發(fā)展對生態(tài)環(huán)境質(zhì)量造成的不利影響仍需要大量時間恢復，烏江流域主城區(qū)生態(tài)環(huán)境質(zhì)量下降問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，對相關(guān)數(shù)據(jù)進行制圖表達，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”水平均超過各市州的70%。細化來看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)濟發(fā)展和人為擾動因素的增多，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，其中六盤水市*、安順市*和貴陽市*生態(tài)環(huán)境退化最為明顯，細化來看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”水平均超過各市州面積的75%，畢節(jié)地區(qū)*、六盤水市*、安順市*和貴陽市*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。細化來看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)量分級統(tǒng)計

總的來看，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，增長比例依次為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)石漠化治理工作開展成果得以體現(xiàn)，加之以該區(qū)域為貴州省人口稀少地區(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)*、六盤水市*、安順市*和貴陽市*“中”水平以上地區(qū)呈現(xiàn)負向增長，增長比例依次為-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)展進程25 a間日益加快，基礎設施建設過程中造成生態(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人口涌入，加大了本來就較為脆弱的生態(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)安全屏障對流域總體生態(tài)環(huán)境質(zhì)量、水土流失防治和水源保護地的重要意義，對貴州省烏江流域中上游未來生態(tài)環(huán)境治理和保護恢復仍是流域治理的重要工作內(nèi)容。

3 討論與結(jié)論

(1) 利用多時相、多波段、較高分辨率遙感影像，提取相關(guān)評價因子數(shù)據(jù)進行生態(tài)環(huán)境質(zhì)量評價。在多重數(shù)據(jù)分析的基礎上可有效提升環(huán)境的動態(tài)監(jiān)測能力，確保相關(guān)分析的及時性和可靠性，為貴州省烏江流域生態(tài)環(huán)境質(zhì)量評價研究結(jié)果的整體性和長時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年貴陽市植被蓋度為全流域最低水平。伴隨植被恢復工作的推進，僅有六盤水市*土壤指數(shù)呈現(xiàn)明顯的下降趨勢，其余地區(qū)土壤指數(shù)均有不同程度的增長。濕度指數(shù)呈自上游向下游遞增的趨勢，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。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。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，增長比例依次為2.85%,11.78%,12.35%和10.64%，畢節(jié)地區(qū)*、六盤水市*、安順市*和貴陽市*“中”水平以上地區(qū)呈現(xiàn)負向增長，增長比例依次為-6.71%，-7.83%，-8.37%和-9.72%，貴州省烏江流域中上游是未來生態(tài)環(huán)境治理和保護恢復的重點區(qū)域。

[參考文獻]

[1] 徐燕,周華榮.初論我國生態(tài)環(huán)境質(zhì)量評價研究進展[J].干旱區(qū)地理,2003,26(2):166-172.

[2] 肖明.GIS在流域生態(tài)環(huán)境質(zhì)量評價中的應用[D].海南 ?？?海南大學,2011.

[3] Crabtree B, Bayfield N. Developing sustai- nability indicators for mountaine cosystems: A study of the caingorms scotland [J]. Journal of Environment Management, 1998,52(1):1-14.

[4] Walz R. Development of environmental indicator systems. Experiences from Germany [J].Environmental Management, 2000,25(6):613-623.

[5] Kamp I V, Lerdelmeijer K, Marsman G, et al. Urban enenviromental quality and human well-being: Towards a conceptual framework and demarcation of concepts; a literature study[J]. Landscape and Urban Planning, 2003,65(1/2):5-18.

[6] Rombouts I, Beaugrand G, Artigas F, et al. Evaluating marine ecosystem health: Case studies of indicators using direct observations and modeling methods[J]. Ecological Indicator, 2013,24(1)：353-365.

[7] 陸雍森.環(huán)境評價[M].上海:同濟大學出版社,1999:15-35.

[8] 萬本太,王文杰,崔書紅,等.城市生態(tài)環(huán)境質(zhì)量評價方法[J].生態(tài)學報,2009,29(3):1068-1073.

[9] 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.

[10] 顏梅春,王元超.區(qū)域生態(tài)環(huán)境質(zhì)量評價研究進展與展望[J].生態(tài)環(huán)境學報,2012,21(10):1781-1788.

[11] 魏偉,石培基,周俊菊,等.基于GIS和組合賦權(quán)法的石羊河流域生態(tài)環(huán)境質(zhì)量評價[J].干旱區(qū)資源與環(huán)境,2015,29(1):175-180.

[12] 凡宸,夏北成,秦建橋.基于RS和GIS的縣域生態(tài)環(huán)境質(zhì)量綜合評價模型:以惠東縣為例[J].生態(tài)學志,2013,32(3):719-725.

[13] 王鵬,魏信,喬玉良.多尺度下汾河流域生態(tài)環(huán)境質(zhì)量評價與時序分析[J].遙感技術(shù)與應用,2011,26(6):798-807.

[14] 張春桂,李計英.基于3S技術(shù)的區(qū)域生態(tài)環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測研究[J].自然資源學報,2010,25(12):2060-2071.

[15] 易武英,蘇維詞.基于RS和GIS的烏江流域生態(tài)安全度變化評價[J].中國巖溶,2014,33(3):2308-2318.

[16] 郜紅娟,韓會慶,俞洪燕,等.烏江流域重要生態(tài)系統(tǒng)服務地形梯度分布特征分析[J].生態(tài)科學,2016,35(5):154-159.

[17] 向鵬,王仕祿,盧瑋琦,等.烏江流域梯級水庫的氮磷分布及其滯留效率研究[J].地球與環(huán)境,2016,44(5):492-501.

[18] 王堯,蔡運龍,潘懋.貴州省烏江流域土壤侵蝕模擬:基于GIS，RUSLE和ANN技術(shù)的研究[J].中國地質(zhì),2014,41(5):1735-1747.

[19] 中國水利百科全書編輯委員會.中國水利百科全書[M].2版.北京:中國水利水電出版社,2006:90-97.

[20] 李洪義,史舟,郭亞東,等.基于遙感與GIS技術(shù)的福建省生態(tài)環(huán)境質(zhì)量評價[J].遙感技術(shù)與應用,2006,21(1):49-54.

[21] 田慶久,閔祥軍.植被指數(shù)研究進展[J].地球科學進展,1998,13(4):327-333.

[22] 白艷芬,馬海州,張寶成，等.基于遙感和GIS技術(shù)的青海湖環(huán)湖地區(qū)生態(tài)環(huán)境脆弱性評價[J].遙感技術(shù)與應用,2009,24(5):635-641.

[23] 史世蓮,章文波,王國燕.北京地區(qū)植被蓋度提取及其分布變化研究[J].遙感技術(shù)與應用,2014,29(5):866-872.

[24] 許幼霞,周旭,趙翠薇,等.1990—2015年間貴州省植被生態(tài)環(huán)境質(zhì)量變化特征[J].地球與環(huán)境,2017,45(4):434-440.

[25] Huang C, Wylie B, Yang L. Derivation of a tasseled cap transformation based on Landsat 7 at-satellite reflectance[J]. International Journal of Remote Sensing, 2002,23(8):1741-1748.

[26] 王福民,黃敬峰,徐俊鋒.基于穗帽變換的IKONOS多光譜和全色影像融合[J].浙江大學學報:工學版,2008,42(8):1380-1384.

[27] 徐建春,趙英時,劉振華.利用遙感和GIS研究內(nèi)蒙古中西部地區(qū)環(huán)境變化[J].遙感學報,2002,6(2):142-149.

[28] 趙慧,張明明,趙艷玲.TM6 溫度信息提取研究[J].科技創(chuàng)新導報,2008,17(7):7.

[29] 鄧慧平,李秀彬.地形指數(shù)的物理意義分析[J].地理科學進展,2002,21(2):103-110.

[30] 朱遠輝,劉凱,艾彬,等.新豐江流域生態(tài)環(huán)境質(zhì)量遙感評價[J].熱帶地理,2013,33(2):133-140.