基于EQI的2022年江蘇省生態(tài)質(zhì)量評價

羅清渠 屠長達 劉漢湖

成都理工大學(xué),四川 成都 610059

0 引言

“十四五”時期是我國“兩個一百年”奮斗目標的歷史交匯期,也是我國生態(tài)文明建設(shè)實現(xiàn)生態(tài)環(huán)境改善由量變到質(zhì)變的關(guān)鍵時期［1］。生態(tài)環(huán)境與人類生活和社會經(jīng)濟密切相關(guān)［2］,生態(tài)質(zhì)量評價是揭示生態(tài)環(huán)境變化的基礎(chǔ)［3］,全面、科學(xué)、準確地評價全國及各地區(qū)生態(tài)質(zhì)量是生態(tài)保護措施實施的前提［4］。目前,遙感技術(shù)廣泛應(yīng)用于生態(tài)質(zhì)量評價,覆蓋范圍和可重復(fù)性的優(yōu)勢使其能夠大規(guī)模收集時空數(shù)據(jù)［5］?，F(xiàn)有的生態(tài)質(zhì)量評價主要基于遙感生態(tài)指數(shù)（Risk-Screening Environmental Indicators,RSEI）［6］,如吳可人等［7］采 用RSEI模型對河北省石家莊市生態(tài)環(huán)境質(zhì)量進行評價,任彥霓等［8］將信息點（Point of Information,POI）數(shù)據(jù)融入RSEI 模型對重慶市主城區(qū)生態(tài)環(huán)境格局進行研究,張詩文等［9］基于RSEI 和空間自相關(guān)分析對云南省生態(tài)質(zhì)量變化規(guī)律進行研究。但上述研究僅依據(jù)綠度、干度、濕度、熱度4個指標用于生態(tài)質(zhì)量評價,沒有考慮到生態(tài)格局、生態(tài)功能、生態(tài)脅迫等方面的因素,評價體系不夠全面。

為滿足新時期生態(tài)質(zhì)量管理的要求,2021 年10月,生態(tài)環(huán)境部制定并印發(fā)了適用于縣級及以上區(qū)域的《區(qū)域生態(tài)質(zhì)量評價辦法（試行）》,提出了生態(tài)質(zhì)量指數(shù)（Environmental Quality Index,EQI）,明確規(guī)定了生態(tài)質(zhì)量評價的指標體系、數(shù)據(jù)要求、評價方法［10］,為“十四五”時期生態(tài)質(zhì)量評價工作的開展提供了重要依據(jù)。姜晟等［11］采用EQI對江蘇省宜興市的生態(tài)質(zhì)量進行評價,但研究區(qū)單一,缺少橫向?qū)Ρ?沒有從整體對多個區(qū)縣的生態(tài)質(zhì)量作空間方面分析。筆者基于《區(qū)域生態(tài)質(zhì)量評價辦法（試行）》,用EQI定量評價江蘇省內(nèi)103 個區(qū)縣的生態(tài)質(zhì)量情況,旨在探析江蘇省整體生態(tài)質(zhì)量情況和分布特征,為支持江蘇省生態(tài)環(huán)境修復(fù)及生態(tài)文明建設(shè)提供基礎(chǔ)資料和決策依據(jù)。

1 研究區(qū)概況

江蘇省（東經(jīng)116°21′～121°56′、北緯30°45′～35°08′）位于我國東部沿海地區(qū)中部,東瀕黃海,北接山東省,西連安徽省,東南與上海市、浙江省接壤,境內(nèi)以平原地形為主［12］,屬東亞季風(fēng)氣候區(qū),氣候溫和、四季分明［13］、降水充沛、雨熱同季,地處江淮沂沭泗五大河流下游,有太湖、洪澤湖、高郵湖等大中型湖泊,以及大運河、淮沭河、串場河等各支河。江蘇省下轄13 個地市,包括96 個區(qū)縣及7 個經(jīng)濟開發(fā)區(qū)或工業(yè)園區(qū)。

2 數(shù)據(jù)與方法

2.1 數(shù)據(jù)來源與處理

研究涉及的主要數(shù)據(jù)包含地理信息數(shù)據(jù)和衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)兩類。其中,地理信息數(shù)據(jù)方面包括第三次全國國土調(diào)查江蘇省土地利用矢量數(shù)據(jù)、江蘇省行政區(qū)劃邊界矢量數(shù)據(jù)、江蘇省生態(tài)保護紅線邊界矢量數(shù)據(jù)。衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)方面包括“高分”“資源”系列衛(wèi)星影像數(shù)據(jù)共43 幅,來自中國資源衛(wèi)星應(yīng)用中心（http://www.cresda.com）,范圍覆蓋江蘇省全境,時間為2022年,空間分辨率為2 m；歸一化植被指數(shù)（Normalized Difference Vegetation Index,NDVI）遙感數(shù)據(jù)于美國國家航空航天局（National Aeronautics and Space Administration,NASA）官方網(wǎng)站下載（https://search.earthdata.nasa.gov/）,范圍覆蓋江蘇省全境,時間為2022年5—9月,空間分辨率為250 m。影像數(shù)據(jù)經(jīng)輻射定標、大氣校正、幾何校正、圖像融合、圖像鑲嵌等預(yù)處理,并按照江蘇省矢量邊界裁剪出所需的研究區(qū)。

2.2 研究方法

此次研究以江蘇省區(qū)縣為單位,根據(jù)土地利用、衛(wèi)星影像等數(shù)據(jù)進行解譯,解譯結(jié)果用于提取各三級指標,根據(jù)相應(yīng)指標得到生態(tài)格局、生態(tài)功能、生態(tài)脅迫指數(shù)值,進而得到生態(tài)質(zhì)量指數(shù)值。基于指標分級,對江蘇省區(qū)縣及整體生態(tài)質(zhì)量情況進行評價,具體技術(shù)路線見圖1。

圖1 技術(shù)路線

2.2.1 指標體系

生態(tài)質(zhì)量評價結(jié)果以相應(yīng)指標體現(xiàn),指標體系參照《區(qū)域生態(tài)質(zhì)量評價辦法（試行）》,選取適用江蘇省的評價指標。江蘇省生態(tài)質(zhì)量評價指標體系分為三級,共有3 個一級指標,6 個二級指標及12 個三級指標（見表1）。

表1 江蘇省生態(tài)質(zhì)量評價指標體系

2.2.2 信息提取

各項評價指標計算方法均參照《區(qū)域生態(tài)質(zhì)量評價辦法（試行）》。

式（1）中:EP表示生態(tài)格局,EL表示生態(tài)用地面積比指數(shù),NONCrr表示海洋自然岸線保有指數(shù),ECRR表示生態(tài)保護紅線面積比指數(shù),HQI表示生境質(zhì)量指數(shù),PC表示重要生態(tài)空間連通度指數(shù)。

式（2）中:EF表示生態(tài)功能,UGR表示建成區(qū)綠地率指數(shù),UPR表示建成區(qū)公園綠地可達指數(shù),C表示植被覆蓋指數(shù),DW表示水網(wǎng)密度指數(shù)。

式（3）中:ES表示生態(tài)脅迫,LDI表示陸域開發(fā)干擾指數(shù),SDI表示海域開發(fā)強度指數(shù),NDI表示自然災(zāi)害受災(zāi)指數(shù)。

2.2.3 分級標準

根據(jù)相關(guān)研究［11］,以EQI分級為參考,制定分級標準作為評價各指標優(yōu)劣程度的依據(jù)。EQI≥70為一類、55≤EQI<70 為二類、40≤EQI<55 為三類、30≤EQI<40 為四類、EQI<30為五類。一類、二類、三類達標,四類、五類未達標。

3 結(jié)果與分析

3.1 生態(tài)格局

生態(tài)用地面積比指數(shù)最高的區(qū)域位于江蘇省中部和南部,從這兩處向外擴散指數(shù)呈逐漸降低的趨勢,到城市建成區(qū)、經(jīng)濟開發(fā)區(qū)達到最低值,與經(jīng)濟較發(fā)達區(qū)域生態(tài)屬性用地占比較低的實際情況相吻合?？傮w上,江蘇省南部沿海區(qū)域除海門區(qū)外,海洋自然岸線保有指數(shù)較高,海岸線開發(fā)利用程度較低；而北部沿海區(qū)域由于存在更多碼頭港口,海洋自然岸線保有指數(shù)較低,表征海岸線開發(fā)利用程度較高。江蘇省生態(tài)保護紅線面積比指數(shù)較高的區(qū)域主要位于西北部、中部及南端一帶,其中南端一帶森林資源豐富、毗鄰太湖,生態(tài)保護紅線面積比指數(shù)更大。江蘇省生境質(zhì)量指數(shù)普遍較低,大部分區(qū)縣生境質(zhì)量指數(shù)處于五類,而中部和南端一帶的部分區(qū)縣生境質(zhì)量指數(shù)稍高,最高為南端的宜興市,達到了三類。江蘇省重要生態(tài)空間連通度指數(shù)普遍低,大部分區(qū)縣的重要生態(tài)空間連通度指數(shù)為五類,只有南部的吳中區(qū)和濱湖區(qū)生態(tài)斑塊整體連通程度較好,分別達到了二類和三類。

江蘇省生態(tài)格局較好的區(qū)域位于江蘇省中部一帶及南端一帶,除濱湖區(qū)和吳中區(qū)達到二類,其余區(qū)縣為三類；而生態(tài)格局較差的區(qū)域主要集中于各城市建成區(qū)、經(jīng)濟開發(fā)區(qū)及其周邊,如淮安經(jīng)濟開發(fā)區(qū)、鼓樓區(qū)、鐘樓區(qū)等,為五類。總體上看,江蘇省北部生態(tài)格局分布較均衡,而江蘇省南部生態(tài)格局差的區(qū)域更多。

3.2 生態(tài)功能

江蘇省大部分建成區(qū)的建成區(qū)綠地率指數(shù)較低,處于五類,其綠地面積較小,占比偏低。而玄武區(qū)由于存在鐘山風(fēng)景名勝區(qū),綠地面積大,建成區(qū)綠地率指數(shù)最大,達到了二類。江蘇省北部的淮安經(jīng)開區(qū)和鹽城經(jīng)開區(qū)建成區(qū)公園綠地可達指數(shù)較低,分別為三類和四類；而江蘇省南部的建成區(qū)公園綠地可達指數(shù)較高,大部分為一類。江蘇省北部非建成區(qū)植被覆蓋指數(shù)普遍更高,植被覆蓋情況更好；而江蘇省南部部分非建成區(qū)植被覆蓋指數(shù)偏低,植被覆蓋指數(shù)較小,植被覆蓋指數(shù)較低區(qū)域總體呈現(xiàn)圍繞城市建成區(qū)和經(jīng)濟開發(fā)區(qū)分布趨勢。江蘇省非建成區(qū)整體水網(wǎng)密度指數(shù)都較高,水資源豐富,而江蘇省西北部的豐縣和北部的沭陽縣、漣水縣水網(wǎng)密度指數(shù)稍低,水的豐富程度稍有不足。

江蘇省整體生態(tài)功能較好,大部分區(qū)縣為一類。生態(tài)功能指數(shù)值低的區(qū)域較少,且主要是面積較小的城市建成區(qū)或經(jīng)濟開發(fā)區(qū),如鹽城經(jīng)濟開發(fā)區(qū)指數(shù)值最低,為五類；揚州經(jīng)濟開發(fā)區(qū)、鎮(zhèn)江新區(qū)、崇川區(qū)指數(shù)值較低,為四類。

3.3 生態(tài)脅迫

江蘇省災(zāi)害風(fēng)險較小［14］,2022 年未發(fā)生重大自然災(zāi)害［15］,自然災(zāi)害受災(zāi)指數(shù)由公式計算為0。江蘇省陸域開發(fā)干擾指數(shù)高的區(qū)域較多,這些區(qū)域開發(fā)建設(shè)程度較高,對陸域生態(tài)系統(tǒng)造成一定脅迫,主要為城市建成區(qū)或經(jīng)濟開發(fā)區(qū)及其周邊區(qū)域,并且在江蘇省南部分布較集中。江蘇省沿海區(qū)域整體海域開發(fā)強度指數(shù)小,都達到一類,表征人類活動對海域的脅迫程度較低。江蘇省北部的連云區(qū)由于港口、碼頭、填海等因素,對海域的開發(fā)利用程度稍高,脅迫程度稍大。

江蘇省北部生態(tài)脅迫較大區(qū)域主要分布在云龍區(qū)、海州區(qū)、宿城區(qū)、淮安經(jīng)濟開發(fā)區(qū)、鹽城經(jīng)濟開發(fā)區(qū)等城市建成區(qū)和經(jīng)濟開發(fā)區(qū)；而江蘇省南部生態(tài)脅迫較大區(qū)域主要分布在南京市、揚州市及東南端一帶。從整體看,江蘇省南部較北部生態(tài)脅迫指數(shù)高的區(qū)域更多,范圍更集中,生態(tài)脅迫更大。

3.4 生態(tài)質(zhì)量

根據(jù)生態(tài)格局、生態(tài)功能和生態(tài)脅迫得到江蘇省生態(tài)質(zhì)量分級情況:江蘇省無生態(tài)質(zhì)量一類區(qū)縣,生態(tài)質(zhì)量二類區(qū)縣為49 個,生態(tài)質(zhì)量三類區(qū)縣為38 個,生態(tài)質(zhì)量四類區(qū)縣為15 個,生態(tài)質(zhì)量五類區(qū)縣為1 個。江蘇省總體生態(tài)質(zhì)量情況較良好,北部區(qū)縣生態(tài)質(zhì)量較優(yōu)于南部,生態(tài)質(zhì)量指數(shù)較低區(qū)域主要為城市建成區(qū)、經(jīng)濟開發(fā)區(qū)及其周邊,如生態(tài)質(zhì)量最差的鹽城經(jīng)濟開發(fā)區(qū),同時在江蘇省西北部的徐州市和南部的長江沿岸一帶呈集中分布現(xiàn)象。

4 結(jié)論與討論

江蘇省生態(tài)質(zhì)量水平總體較高,在空間尺度上,生態(tài)質(zhì)量呈北高南低的分布特征。生態(tài)質(zhì)量較差區(qū)縣主要為城市建成區(qū)或經(jīng)濟開發(fā)區(qū),并集中分布于江蘇省西北部的徐州市和南部的長江沿岸一帶。

在江蘇省生態(tài)質(zhì)量評價的因子中,植被覆蓋指數(shù)和水網(wǎng)密度指數(shù)等指標情況較好；生境質(zhì)量指數(shù)和重要生態(tài)空間連通度指數(shù)等指標情況較差。為改善生態(tài)質(zhì)量,江蘇省應(yīng)加強對林地、草地、水域濕地及耕地的保護,增加重要生態(tài)斑塊的數(shù)量和面積,提高其整體連通程度。

筆者從生態(tài)格局、生態(tài)功能、生態(tài)脅迫3 個方面對江蘇省生態(tài)質(zhì)量進行了評價,在一定程度上反映了江蘇省土地利用、生態(tài)保護紅線、海岸線開發(fā)、海域開發(fā)等與生態(tài)質(zhì)量的關(guān)系。但為滿足更高的工作要求,仍需要構(gòu)建一個更科學(xué)全面的生態(tài)質(zhì)量評價體系,在“十四五”時期發(fā)揮生態(tài)質(zhì)量評價的更大作用,為我國生態(tài)文明建設(shè)做出貢獻。