基于RS和GIS的生態環境質量綜合評價與時空變化分析——以湖北省秭歸縣為例

張　彬，楊聯安*，向　瑩，姜曉清，杜　挺，宋英強，楊煜岑，王　晶.西北大學城市與環境學院，陜西西安707.四川師范大學地理與資源科學學院，四川成都60068

?

基于RS和GIS的生態環境質量綜合評價與時空變化分析——以湖北省秭歸縣為例

張彬1，楊聯安1*，向瑩1，姜曉清2，杜挺1，宋英強1，楊煜岑1，王晶1
1.西北大學城市與環境學院，陜西西安710127
2.四川師范大學地理與資源科學學院，四川成都610068

摘要:基于RS和GIS的信息技術是快速、有效地評價區域生態環境的重要手段。利用秭歸縣2002年TM和2013 年OLI遙感影像及提取的土地利用數據，運用主成分分析法構建了生態環境質量綜合評價模型，該模型耦合了生物豐度指數、植被覆蓋度指數、水體密度指數、土壤侵蝕指數和人類活動指數，繪制了研究區生態環境質量的等級分布圖，同時利用生態環境質量變化的差值檢測和生態等級的轉移矩陣，揭示了生態環境質量的時空變化特征。結果表明：2002～2013年秭歸縣的生態環境總體質量較好，且不斷改善，質量等級優的面積比重由2002年的59.24%上升到2013年的82.65%；27.26%的地區生態環境質量變好，主要分布在河流外圍的農耕地區，僅有6.09%的地區生態環境質量變差，主要分布在河流沿岸地和坡度變率大的土地利用過渡地帶；根據生態環境質量的轉移動態分析表明，生態等級轉向優和良的面積，占總共轉移的92.98%，而轉向差和較差的僅占總共轉移的0.48%。

關鍵詞:生態環境；綜合評價；時空變化；RS；秭歸縣

快速、有效地評價區域生態環境質量及時空演變，有助于客觀認識區域生態環境的現狀及其發展動態，為制定區域經濟發展規劃和生態環境保護提供依據[1，2]。遙感技術能夠有效地反映生態系統要素的空間結構和質量特征[3]。隨著遙感和信息技術的快速發展，遙感監測系統在基于不同時空尺度的生態環境評估中得到廣泛的應用。基于RS和GIS的生態環境質量評價起步于20世紀80年代，Smith W[4]和Meredith T等基于RS和GIS探索了對坦桑尼亞Batemi河谷快速進行生態環境監測及評價的方法；Basso F[5]等利用遙感數據和GIS對意大利南部的Agri流域進行生態環境敏感性評價；左偉等[6]基于TM影像實現了對土地覆被數據的提取，并利用GIS分析了其時空變化的驅動力和生態環境效應；劉瑞[7]等建立了基于RS技術的縣級區域環境質量評價模型；徐涵秋[8，9]、羅春[10]等利用遙感指數對不同尺度區域進行了生態環境質量評價及動態監測。同時，政府部門在2006年發布了《生態環境狀況評價技術規范》[11]，其中基于遙感技術的EI為生態環境質量評價提供了指導。綜上所述，學者們研究了從遙感數據及其輔助數據中提取生態評價因子，實現對生態環境的質量評價。徐涵秋[8]提出了完全基于遙感影像的遙感生態指數（RSEI），在一定程度實現了對生態環境的快速監測。劉瑞[7]等建立的區域生態環境模型，涵蓋了影響生態環境的主要因子，但對評價指標的定權方式存在主觀性。以上研究為進一步對生態環境快速、準確、客觀的進行評價奠定了基礎。

在前人研究的基礎之上，針對生態環境評價中的一些不足，選取位于生態敏感區的三峽大壩所在地—秭歸縣為研究對象，通過遙感數字圖像處理和GIS空間分析，利用2002年的TM和2013年的OLI兩期遙感影像提取5類生態評價因子，通過主成分變換集成評價因子，減少主觀性對評價精度的影響，建立遙感生態評價模型，定量、客觀地對秭歸縣的生態環境進行綜合評價及變化監測。

1　研究區域概況

秭歸縣位于三峽庫首地區，地處30°38′14″N～31°11′31″N和110°00′04″E～111°18′41″E，屬于長江西陵峽，介于大巴山、巫山余脈和鄂西八面山坳的會合地帶，總體地勢為西南高、東北低，海拔為51 m～2048 m。秭歸縣以山地丘陵為主，其面積約占總面積的80%，土地利用以林地為主。秭歸縣屬于亞熱帶大陸性季風氣候，年平均氣溫17.9℃，年均降水量1000.06 mm。全縣國土面積2427 km2，2013年總人口37.98萬，城鎮化率35.09%。從三峽大壩建成以后，其對三峽地區生態環境的影響受到人們的廣泛關注，秭歸縣在三峽大壩的影響范圍之內，因此有必要對其生態環境進行定量評價和變化分析。

2　基礎數據與方法

2.1基礎數據與預處理

以秭歸縣2002年的Landsat TM和2013年的OLI的遙感影像（圖1）及ASTER GDEM數據（圖2）作為實驗數據，其空間分辨率均為30 m，影像成像時間均為9月，遙感影像與ASTER GDEM數據均來源于中科院地理空間數據云網站。利用ENVI5.1軟件分別提取TM和OLI影像的多光譜波段，從MTL文件中提取遙感影像的多光譜子集。對遙感影像預處理主要包括輻射定標、大氣校正、影像裁剪和影像解譯，利用ENVI軟件的Radiometric Calibration工具進行輻射定標，大氣校正采用FLAASH模型，影像解譯采用支持向量機（SVM）的監督分類法[12]；利用GIS的柵格裁剪工具裁剪影像，同時，結合Google Earth中10m分辨率的SPOT5影像和中科院2000年3級分類標準的土地利用分類圖，通過目視解譯對分類結果修正，提取秭歸縣2002年和2013年一級分類土地利用數據，其土地利用類型分別為林地、草地、水體、耕地、居民建設用地和未利用地。

圖1　秭歸縣區位及2002 TM和2013 OLI遙感影像Fig.1　The location and remote sensing images in Zigui County

圖2　秭歸縣DEMFig.2　DEM in Zigui County

2.2研究方法

通過遙感影像及提取的土地利用數據，計算生態評價指數，并通過主成分變換集成各評價指數，創建生態環境綜合評價模型，分別計算2002年和2013年秭歸縣生態環境綜合得分值并對其分級，再用遙感和GIS軟件實現生態環境質量變化檢測和生態級別的轉移矩陣分析，揭示秭歸縣生態環境質量的時空變化特征。

2.2.1構建生態環境評價指數區域生態環境質量的影響因子包括自然因子和人文因子，是二者之間進行能量交換和物質循環的動態平衡系統[13]。為實現對區域生態環境質量客觀、定量地綜合評價，構建生態環境評價指數需遵循科學性、區域性和數據的可獲取性。以國家《生態環境狀況評價技術規范》為基礎，參考李妮婭[14]、劉瑞[7]、王鵬[15]等研究成果，結合當地農業、林業、環境保護等實際情況，擬建5類生態環境評價指數，分別是生物豐度指數、植被覆蓋度指數、水體密度指數、土壤侵蝕指數和人類活動指數。

2.2.1.1生物豐度指數生物豐度指數是指計算不同生態系統在單位面積內的生物物種的數量差異，從而反映了該區域的生物豐貧程度，是衡量生態環境質量的重要指數之一[11]。根據《生態環境狀況評價技術規范》和參考王鵬[15]和孟巖[16]等人的研究成果，為不同的土地利用類型賦予不同的權重值，再加權求和得到生物豐度指數。

表1　生物豐度指數權重值Table 1 Weighted values of biological abundance index

圖3　2002和2013年秭歸縣生物豐度指數Fig.3　Index of biological abundance in Zigui County

2.2.1.2植被覆蓋度指數植被是生態系統的重要組成部分，對凈化和保護生態環境有重要作用，植被覆蓋度表征植被在生態系統中所占比重[17]。植被覆蓋度指數是指植被冠層或葉面垂直投影在地面的面積與統計區域總面積的比值，是表示地表植被覆蓋情況的重要因子之一[18]。植被覆蓋度指數越大，其生態環境質量越好。歸一化植被指數（NDVI）與地表植被覆蓋度成正相關關系，因此采用NDVI和像元二分模型定量估算植被蓋度[18-20]（見圖4）。

式中，Fc表示植被蓋度指數，NDVI為像元歸一化植被指數，NDVIsoil表示無植被或裸地的歸一化指數，NDVIveg為植被完全覆蓋區的像元歸一化指數。

圖4　2002和2013年秭歸縣植被覆蓋度指數Fig.4　Index of vegetation cover in Zigui County

2.2.1.3水體密度指數在土地利用變化中，水域的變化對區域生態系統服務價值變化的影響最大[21]。首先將研究區劃分成1 km的公里格網，通過計算單元網格內的水體面積與單元網格面積的比值，把其比值賦予該網格內的所有像元，得到該區域的水體密度指數（見圖5）。

式中，Sw表示單元格內水體面積，Sg表示單元網格面積。

2.2.1.4土壤侵蝕指數土壤侵蝕強度與植被蓋度緊密相關，植被覆蓋度越高，土壤侵蝕強度遞減趨勢明顯[22]。同時，坡度是影響土壤侵蝕最主要的地形因子。由DEM提取坡度，再將坡度與植被覆蓋度結合以快速評價土壤侵蝕程度。此方法估算土壤侵蝕強度已經有了一定的研究[23，24]和應用[7]。土壤侵蝕程度具體分為6級（表1）。從表1可知，任意植被覆蓋度和坡度＜5°，土壤表面以微度侵蝕為主或無明顯侵蝕現象；坡度為5°～8°時和植被覆蓋度小于30%，土壤表面產生明顯的水土侵蝕現象；坡度位于8°～15°之間，土壤表面以中輕度侵蝕為主；坡度為15°～25°時，植被覆蓋度＜30%，土壤侵蝕強烈；坡度＞25°和植被覆蓋度＜45°，土壤表面產生極強和劇烈的侵蝕現象。為了對土壤侵蝕程度進行定量化研究，將土壤侵蝕強度分別賦予不同的權值[7]，微度（0.005）、輕度（0.025）、中度（0.070）、強度（0.1）、極強（0.3）和劇烈（0.5），獲得秭歸縣土壤侵蝕指數（圖6）。

圖5　2002和2013年秭歸縣水體密度指數Fig.5　Index of water density in Zigui County

表1　土壤侵蝕程度分級表Table 1 The grades of soil erosion

圖6　2002和2013年秭歸縣土壤侵蝕指數Fig.6　Index of soil erosion in Zigui County

2.2.1.5人類活動指數人類活動創造了城市生態系統和農業生態系統，不同生態系統的分布，是人類活動對自然界的反映[25]。人類活動對不同系統創造越成熟，自然生態環境狀況越差，而土地利用類型即為不同生態系統的反映[26]。人類活動指數是指人類干擾強度，人類活動對不同土地利用類型的干擾度不同，干擾度越大則生態環境越差，依據此原則對各種土地利用類型分別賦予的權值為居民建設用地30、耕地53、未利用地65、水體78、草地85和林地90[7]（圖7）。

圖7　2002和2013年人類活動指數Fig.7　Index of human activities in Zigui County

2.2.2構建生態評價綜合指數構建的生態指數分別在一定程度反映生態環境質量，如何科學地選取綜合評價方法對單一指標進行耦合，是對生態環境進行客觀、準確評價的關鍵。由于通過指標加權求和得到的結果，在很大程度受到人為因素的影響，同時不能反映多個因子對生態環境變化的主導因子。為了客觀地對生態環境進行評價，采用多元統計方法中的主成分分析，構建生態評價綜合指數模型。主成分分析是把數據中多個變量轉化為少數幾個綜合指標的統計分析方法，通過正交線性函數在允許的精度范圍內對多個指數進行降維處理[27]，公式如下：

式（3）和（4）中：z1，z2，…，zm分別為原變量指標的x1，x2，…，xp經過主成分變換后的第一，第二，…，第m主成分。lij為各主成分特征值，可通過原來變量的相關系數矩陣的單位化特征向量構成的正交矩陣計算得到。F為綜合指數，λ為相對應的主成分貢獻率。此方法的優點是通過每個指標對主成分的貢獻率來確定該指標的權重值，從而減少人為因素對研究結果造成的偏差。

3　結果分析

3.1生態環境質量綜合評價

3.1.1主成分的界定及其載荷首先，分別對2002年和2013年的5個評價指數進行主成分分析，表2為研究區兩個年份的主成分分析結果。主成分的方差累計貢獻率越大，表示其信息的綜合集成能力越強，是影響生態環境質量的主導因子。

表2　兩期生態指數主成分分析Table 2 Principle component analysis of five indices

從表2可知，兩個年份的PC1的特征值貢獻率均大于60%，表明PC1集中了5類因子的大部分特征，兩個時間斷面的PC1和PC2能夠解釋方差總數的95%以上，因此界定為第一、二主成分，用于生態環境的綜合評價。PC1主要反映了植被覆蓋度和人類活動指數，PC2主要反映了植被覆蓋度指數，表明植被和人類活動對生態環境質量影響大，PC1和PC2中的植被蓋度指數的特征向量均為正值，表明對研究區生態環境起正面作用，而水網密度的特征向量均為負值，表示其對生態環境有負面效應，這與實際情況相符合。因此，由第一和第二主成分所對應的特征向量，計算得到主成分載荷，用于計算主成分的綜合得分。

3.1.2生態環境質量綜合評價及分級生態環境質量綜合指數能夠反映生態環境的優劣，其值越大反映生態環境質量越好。根據主成分的載荷和GIS軟件，分別計算秭歸縣2002年和2013年的生態環境綜合得分。為了便于兩個時間斷面的比較，統一利用線性函數拉伸到[0，100]，并參照規范把結果分為五個生態級別，分別為優[75，100]、良[55，75）、一般[35，55）、較差[20，35）、差[0，20）。“優”代表該地區的生態環境質量好，植被覆蓋度高，人類對自然環境的破壞程度低，適宜人類居住；“良”表示此地植被覆蓋度較高，生物多樣性豐富，適合人類生活；“一般”代表該地植被覆蓋中等，較適合人類生存，但會出現對人類生活產生制約性的因子；“較差”表示此地植被覆蓋較差，存在明顯限制人類生活的因素；“差”代表該區域的生態環境條件惡劣，生態系統不穩定，不適宜人類生存。根據分級標準和生態環境質量綜合得分值，獲得2002年和2013年秭歸縣生態環境質量等級分布圖（圖8）。

圖8　生態環境質量的等級分布圖Fig.8　The grade distribution map of eco-environmental quality

從圖8可知，秭歸縣在2002年和2013年生態環境質量均較好，大部分地區的生態等級處于“優”和“良”。同時結合各生態指數的空間分布情況，2002年秭歸縣生態環境質量優的區域主要分布土地覆被為森林和一部分草地地區；質量良的地區則主要分布在人類活動區域與森林的過渡地帶，受人類活動影響小；其生態環境質量一般的區域主要集中人類活動密集地，如縣城和零星小鎮，人類生活及其生產活動對地表覆被破壞程度大；其生態環境較差和差的地區主要分布在河流流經的沿岸地區，因該地帶的坡度大，土壤侵蝕嚴重，植被生長條件差。2013年秭歸縣的大部分地區生態環境質量優，植被覆蓋率的提高和土地利用格局的優化，生態環境質量得到明顯改善；其生態環境質量良、一般和較差的分布區域所占面積小，并且空間分布零散；其質量差的分布區域的面積變大，因三峽蓄水后，流域面積擴大，土壤侵蝕較嚴重，造成生態環境變差。

3.2生態環境質量的時空變化分析

3.2.1生態環境質量變化的總體概況根據圖8和生態環境質量綜合得分值，相比2002年，2013年秭歸縣的生態環境的總體質量得到提升。2002年生態環境質量綜合得分的最大值648.351，最小值

1.598；2013年秭歸縣的綜合得分最高值918.855，最低值0.732，相比2002年總體提高41.72%，但局部地區的生態環境質量下降。從劃分的生態等級角度，統計結果表明（見表3）在2013年“差”等級的面積占總面積的百分比為3.06%，相比2002年增加了2.13%；“較差”等級所占比重為0.44%，較2002年比重下降0.31%；“一般”等級和“良”等級所占比重在2013都有所下降，分別為0.7%和24.53%；“優”等級的面積比重為82.65%，相比于2002年增加了23.41%。因此，秭歸縣的生態環境質量的生態等級總體為優良，并逐漸向優的方向發展。

表3　秭歸縣的生態級別面積和比例Table 3 The area and percentage of eco-environment in Zigui County

3.2.2生態環境質量變化檢測利用RS和GIS相結合可以實現對同一地區在不同時間的生態環境變化監測，同時具有快速和可視化強的優點。依據2個年份的生態環境質量等級分布圖，利用GIS軟件對秭歸縣的生態環境質量進行差值變化檢測。從圖9和表4分析可知，從2002年到2013年秭歸縣生態環境質量變差的面積為135.504 km2，僅占了總面積的6.09%，生態環境質量得到改善的地區面積為606.76 km2，占了總面積的27.26%，表明其生態環境質量得到大幅度提升。從圖9可知，生態環境質量變差的地區集中在河流沿岸，坡度大的土地利用過渡地帶及一些新增的居民建設用地。質量變好的地區集中在河流外圍的農耕地區，而質量不變區域則集中在秭歸縣邊緣的植被覆蓋率高的地區和一些零碎地區。

3.2.3生態環境質量的轉移動態分析為了揭示秭歸縣生態環境質量的時空變化特征，利用GIS的空間分析工具，通過對2個年份的生態等級分布圖疊加并計算，而獲得秭歸縣的生態環境質量等級轉移矩陣（表5）。從表5可知，生態環境等級差的地區主要向較差等級轉移，占該等級總共轉移的81.01%，表明該等級的生態環境質量得到一定程度地改善，而轉移到其它三等級的較少；生態等級較差的地區主要轉移到一般和良，分別占該等級總共轉移的56.41%和36.50%；等級一般的區域，主要轉移到良等級，占了該等級總共轉移的76.74%；生態等級為良的地區主要轉移為優，占了該等級總共轉移的92.73%；等級為優的區域主要轉移到良，占該等級總共轉移的90.21%。同時，生態等級轉向優和良等級的面積，占總共轉移面積的92.98%，而轉向差和較差等級則只占總共轉移面積的0.48%。綜上所述，秭歸縣生態環境從2002年開始生態環境質量逐年得到改善，其生態環境質量主要向優和良的等級發展，僅有局部地區生態環境變差。

表5　2002～2013年秭歸縣生態環境質量等級轉移矩陣（km2）Table 5 Grade transfer matrix of eco-environmental quality in Zigui County from 2002 to 2013

4　討論

根據綜合評價和時空變異分析表明，從2002～2013年，秭歸縣的大部分地區生態環境質量均屬于“優”和“良”，并逐漸向優的方向發展，但局部地區生態環境質量變差。2002年生態環境質量好的區域分布在南部地區，質量差的地區主要分布在河流沿岸，其研究結果與汪善勤[28]等人的成果具有一致性。2013年該縣生態環境質量優于2002，前期與三峽大壩的修建、移民工程等對地表植被的破壞有關，后期政府大量開展植樹造林活動和實施生態環境保護項目等，恢復了當地的植被覆蓋率，增加了生物多樣性，使生態環境得到明顯改善，僅有河流沿岸的生態環境變差，與水網密度變化引起的一列環境問題有關。研究區生態環境質量與植被蓋度、水網密度、生物豐度、人類活動和土壤侵蝕5類因子息息相關，植被蓋度在PC1和PC2中的特征向量均為正值，表明對生態環境起正面效應，當地政府應在三峽水庫建成后大量植樹造林，恢復植被覆蓋率，強化其水土保持作用，同理，水網密度對生態環境起著負面效應，應加強對水流的引導，修建溝壑、水壩等水利工程，減少水土流失。生態環境質量變好區域集中在河流的外延區域，因當地改善了灌溉條件，大力發展生態農業，開發清潔能源和建設生態村鎮等，質量變差區域集中在河流沿岸地區，其水庫的修建改變了當地的水文條件和微地形，植被蓋度降低和城市人口增加等。秭歸縣生態環境總體向優和良發展，過去10年當地政府的生態修復措施改善了生態環境。研究結果為當地制定環境保護政策提供科學依據，但由于數據、技術和時間的限制，提取的生態評價因子及構建的生態環境質量綜合評價模型仍存在一些不足。同時，也沒有對生態環境質量變化的驅動力因子深入探討及對策研究，因此在未來的研究中，將加強這些方面的研究。

5　結論

利用2002年和2013年的遙感影像及其提取的土地利用數據，運用主成分變換集成評價指數，構建生態環境質量綜合評價模型，對秭歸縣生態環境進行綜合評價，并利用差值檢測和生態等級轉移矩陣，進一步揭示生態環境質量的時空變化特征。結果表明：（1）在RS和GIS技術的支持下，運用主成分變換集成生態評價指數，依據評價指數對生態環境質量的貢獻率為權重，減少了主觀性因素對評價準確度的影響。從主成分分析結果可知，PC1和PC2保持了原來95%以上的信息，當地生態環境主要受植被蓋度和人類活動指數的影響。（2）在2013年秭歸縣的生態環境質量處于“優”的區域占總面積的82.65%，相比2002年增加了23.41%，表明秭歸縣的生態環境逐漸得到恢復，與當地生態環境狀況的實際相吻合。但生態環境質量等級處于“差”的區域占總面積的比重也從0.93%上升到3.06%，表明局部地區生態環境質量變差，河流沿岸的土壤侵蝕嚴重，應做好水土保持工作。

參考文獻

[1]王順久，李躍清.投影尋蹤模型在區域生態環境質量評價中的應用[J].生態學雜志，2006，25（7）:869-872

[2]王宏偉，張小雷，喬木，等.基于GIS的伊犁河流域生態環境質量評價與動態分析[J].干旱區地理，2008，31（2）:215-221

[3]滕明君，曾立雄，肖文發，等.長江三峽庫區生態環境變化遙感研究進展[J].應用生態學報，2014，25（12）:3683-3693

[4] Smith，W，Meredith TC，Johns，T，et al. Exploring methods for rapid assessment of woody vegetation in the Batemi Valley，North-central Tanzania[J]. Biodiversity＆Conservation，1999，8（4）:447-470

[5] Basso F，Bove E，Dumontet S，et al. Evaluating environmental sensitivity at the basin scale through the use of geographic information systems and remotely sensed data: an example covering the Agri basin（Southern Italy）[J]. Catena，2000，40（1）:19-35

[6]左偉，陳洪玲，王橋，等.基于遙感的山區縣域土地覆被變化的驅動力因子和生態環境效應分析——以重慶市忠縣為例[J].山地學報，2004，22（2）:240-247

[7]劉瑞，王世新，周藝，等.基于遙感技術的縣級區域環境質量評價模型研究[J].中國環境科學，2012，32（1）:181-186

[8]徐涵秋.城市遙感生態指數的創建及其應用[J].生態學報，2013，33（24）:7853-7862

[9]徐涵秋.區域生態環境變化的遙感評價指數[J].中國環境科學，2013，33（5）:889-897

[10]羅春，劉輝，戚陸越.基于遙感指數的生態變化評估-以常寧市為例[J].國土資源遙感，2014，26（4）:145-150

[11]國家環境保護總局.Hj/T192-2006生態環境狀況評價技術規范（試行）[S].北京:中國環境科學出版社，2006

[12] Poursanidis D，Chrysoulakis N，Mitraka Z. Landsat 8 vs. Landsat 5: a comparison based on urban and peri-urban land cover mapping[J]. International Journal of Applied Earth Observation＆Geoinformation，2015，35:259-269

[13]王思遠，張增祥，趙曉麗，等.遙感與GIS技術支持下的湖北省生態環境綜合分析[J].地球科學進展，2002，17（3）:426-431

[14]李妮婭，唐瑤，楊麗，等.基于遙感技術的白水河流域生態環境質量現狀研究[J].華中師范大學學報:自然科學版，2013，47（1）:103-107

[15]王鵬，魏信，喬玉良.多尺度下汾河流域生態環境質量評價與時序分析[J].遙感技術與應用，2011，26（6）:798-807

[16]孟巖，趙庚星，程晉南，等.基于MODIS遙感數據和GIS的山東省生態環境狀況評價[J].中國生態農業學報，2008，16（4）:1020-1024

[17]劉廣峰，吳波，范文義，等.基于像元二分模型的沙漠化地區植被覆蓋度提取—以毛烏素沙地為例[J].水土保持研究，2007，14（2）:268-271

[18]蓋永芹，李曉兵，張立，等.土地利用/覆被變化與植被蓋度的遙感監測—以北京市密云縣為例[J].資源科學，2009，31（3）:523-529

[19]馬娜，胡云鋒，莊大方，等.基于遙感和像元二分模型的內蒙古正藍旗植被覆蓋度格局和動態變化[J].地理科學，2012，32（2）:251-256

[20]王冬梅，孟興民，邢釗，等.基于RS的武都區植被覆蓋度動態變化及其驅動力分析[J].干旱區資源與環境，2012，26（11）:92-97

[21]彭文甫，樊淑云，周介銘.基于遙感與GIS的土地利用變化對生態服務價值的影響[J].中國農學通報，2014，30（5）:195-202

[22]盧玉東，尹光志，熊有勝，等.應用TM圖像分析重慶南川市土壤侵蝕與植被覆蓋度的關系[J].南京農業大學學報，2005，28（4）:72-75

[23]衛亞星，王莉雯，劉闖.基于遙感技術的土壤侵蝕研究現狀及實例分析[J].干旱區地理，2010，33（1）:87-92

[24]譚炳香，李增元，王彥輝，等.基于遙感數據的流域土壤侵蝕強度快速估測方法[J].遙感技術與應用，2005，20（2）:215-220

[25]伍光和，田連恕，胡雙熙，等.自然地理學[M].北京:高等教育出版社，2000

[26]孟巖，趙庚星.基于衛星遙感數據的河口區生態環境狀況評價—以黃河三角洲墾利縣為例[J].中國環境科學，2009，29（2）:163-170

[27]林海明，張文霖.主成分分析與因子分析的異同和spss軟件[J].統計研究，2005（3）:65-69

[28]周勇，張海濤，R.V.Birnin，等.土壤資源與生態環境數據庫的建立及應用—以三峽庫區秭歸縣為例[J].土壤學報，2002，39（5）:653-663

Integrated Evaluation of Eco-environmental Quality and Analysis on Temporal-spatial Variation Basedon RSand GIS - Taking Zigui County，Hubei Province of China as a case

ZHANG Bin1，YANG Lian-an1*，XIANG Ying1，JIANG Xiao-qing2，DU Ting1，SONG Ying-qiang1，YANG Yu-cen1，WANG Jing
1. College of Urban and Environmental Science/Northwest University, Xi’an 710127，China
2. School of Geography and Resources Science/Sichuan Normal University, Chengdu 610068，China

Abstract:Information technology based on RS and GIS is an important method to evaluate the regional eco-environment quickly and effectively. An integrated evaluation model of eco-environment quality was built with spatial principle components analysis，coupled with the Landsat TM in 2002 and OLI image in 2013 and the land use data extracted from them in Zigui County. Also，the model integrated the indexes of biological abundance，FVC，water density，soil erosion and human activities. A grade distribution map of eco-environment quality in study area was drawn. Meanwhile，the temporal-spatial characteristics of eco-environment quality variation were revealed by detection of eco-environmental quality changes and transition matrix of ecological grade. The results showed that the general eco-environment quality of Zigui County was relatively good and constantly improving from 2002 to 2013. The proportion of areas with excellent grade rose from 59.24%in 2002 to 82.65%in 2013. The improvement areas of eco-environmental quality accounted for 27.26%of the whole study area，which were located mainly in the farming area around the river. Eco-environmental quality had become worse only in 6.09%，and they were located chiefly in the river banks and land use transition strip with high slope variation rate. According to the dynamic analysis of eco-environmental quality，areas whose ecological grade turned to excellent and good accounted for 92.98%of the whole shifted areas；areas that turned to poor and worse accounted for only 0.48%.

Keywords:Eco-environment；comprehensive evaluation；temporal - spatial variation；RS；Zigui County

*通訊作者:Author for correspondence. E-mail:yanglianan@163.com

作者簡介:張彬（1991-），男，四川巴中人，碩士研究生，主要研究3S技術在生態中的應用. E-mail:westzbin@163.com

基金項目:教育部人文社會科學研究規劃項目（10YJA910010）；陜西省農業科技攻關項目（2011K02-11）；西安市科技計劃農業技術研發項目（NC1402，NC150201）；西北大學研究生自主創新項目（YZZ14013）

收稿日期:2015-10-16修回日期: 2015-11-23

中圖法分類號:X826

文獻標識碼:A

文章編號:1000-2324（2016）01-0064-08