安徽省“十二五”期間生態功能區生態功能評價

徐 升, 錢貞兵

安徽省環境監測中心站，安徽合肥 230071)

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安徽省“十二五”期間生態功能區生態功能評價

徐 升, 錢貞兵

安徽省環境監測中心站，安徽合肥 230071)

[目的]運用遙感技術評價"十二五"期間安徽省生態功能區生態環境功能。[方法]利用2011～2015年安徽省水土保持生態功能區遙感影像，獲取土地利用類型解譯數據，結合地面調查和統計資料，依據生態功能區生態功能評價系統對安徽省“十二五”期間生態功能區生態功能狀況進行動態監測與評價。[結果]2015年潛山縣、太湖縣、岳西縣、金寨縣、霍山縣、石臺縣的生態環境功能指數為75.34～81.83，生態功能等級均為優。“十二五”始末相比，岳西縣的生態功能變化度為略微變好，其余5個縣均為無明顯變化。[結論]安徽省生態功能區縣域自然生態優越，生態系統承載力高，生態功能穩定，自我調節能力強。

遙感；生態功能；評價；安徽省

2010年，國務院發布了《全國主體功能區規劃》，將國土空間劃分為優先開發區、重點開發區、限制開發區及禁止開發區4類，并列出了25個國家重點生態功能區作為限制開發的重要組成部分，確定了每個重點生態功能區包括的縣域，安徽有6個縣在列，分別是潛山縣、太湖縣、岳西縣、金寨縣、霍山縣和石臺縣，皆為大別山水土保持生態功能區的土壤保持功能類型[1]。筆者對2011～2015年安徽省生態功能區的生態功能進行動態評價，監測和評價生態功能區生態功能的保護力度和變化趨勢，以期為推進主體功能區劃和生態文明建設提供決策支持。

1　材料與方法

1.1研究區概況

安徽省6個生態功能縣位于省域西南，6縣總面積為13 457 km2，地貌類型以丘陵山地為主，森林覆蓋率高，耕地少，河網不發達，水庫坑塘少，區域內建設用地和未利用地很少，生物資源豐富，氣候類型為熱帶濕潤季風氣候。

1.2土地利用類型遙感影像解譯

1.2.1遙感影像數據。2011年土地利用覆蓋類型遙感解譯應用的衛星數據源為3景Landsat 5 TM影像，空間分辨率為30 m；2012年運用的衛星數據為25景ZY-1 02C P/MS影像，空間分辨率為10 m；2013～2015年運用的衛星數據為3景Landsat 8 OLI影像，空間分辨率為15 m。

1.2.2遙感影像處理[2-4]。

1.2.2.1幾何校正。衛星攝取的原始影像由于受系統性和非系統性的影響，有較大的幾何形變。幾何校正的目的就是糾正這些因素引起的畸變。該研究對每景影像選取30～50個地面控制點進行幾何精校正，將誤差控制在半個象元左右。

1.2.2.2影像多波段合成與融合。彩色合成影像能顯示較豐富的地物信息或突出某一方面的信息，有利于多波段圖像的解譯[2]。將影像的特定波段分別賦紅、綠、藍，合成后的信息量大，波段之間的相關性小，可以達到較好的解譯效果，突出豐富的地物信息，包括水體、植被、土壤、城區、山區、平原及線形特征等。Landsat 8 OLI還需要進行全色波段和多光譜的融合，以獲取色彩信息豐富且空間分辨率高的彩色合成影像。

1.2.3遙感解譯分類體系。土地分類采用全國三級分類系統：一級分為6類，二級分為25個類型，耕地根據地形特征進行三級劃分，即進一步劃分為平原、丘陵、山區和坡度大于25°的耕地。

1.2.4遙感解譯方法與要求。由于當前自動解譯軟件系統局限性大，難以滿足所需土地利用類型數據精度和準確度的評價要求，故2011～2015年用地類型信息識別采用基于人工智能的綜合解譯技術，以專家判讀為主，利用GIS的空間分析功能進行多影像對比分析，綜合運用直接判讀法、對比分析法、信息復核法和綜合推理法等方法判讀。地類圖斑矢量化則采用人工目視線劃方式開展。

判讀提取目標地物的最小單元的方法是依據區域生態環境狀況評價尺度，結合人眼識別最小地物的限制，確定遙感影像上大于90 m×90 m的面狀地物地類和大于60 m×120 m的線性地物地類。地類圖斑線劃描跡精度應小于2個象元，且線形圓潤。

1.2.5遙感解譯成果。按照解譯精度要求，對2011～2015年衛星影像進行了人機交互的目視解譯，獲取了大量土地覆蓋類型矢量數據，每年度獲取土地利用/覆蓋類型圖斑約1.5萬個。對每年的解譯數據進行大量地面核查，核查點數量不少于150個。從核查情況來看，每年度的遙感解譯各圖斑要素和邊界吻合度的精度均較高，即一級分類>96%，二級分類>92%，三級分類>87%，完全能滿足縣級尺度的生態環境評價需求。

1.3水土保持生態功能區生態功能評價方法

1.3.1評價指標體系的構建。生態功能區生態功能狀況是利用綜合指數(生態功能狀況指數，FEI)評價生態功能質量，采用三級指標體系，包括2個指標、5個分指數和12個分指標。2個指標包括生態狀況指標和環境狀況指標。生態狀況指標包括生態功能指數、生態結構指數和生態脅迫指數，反映生態功能區的功能、結構和壓力；環境狀況指標包括污染負荷指數和環境質量指數，反映生態功能區的污染負荷壓力和環境質量狀況。

1.3.2計算方法。FEISTBC=0.60×[0.23×植被覆蓋指數+0.13×受保護區域面積比×100+0.23×林草地覆蓋率+0.18×水域濕地面積比+0.13×(100-耕地和建設用地面積比)+0.10×(100-中度及以上土壤污染侵蝕面積比×100)]+0.40×[0.45×(100-主要污染物排放強度)+0.10×污染源排放達標率×100]+0.10×城鎮污水集中處理率×100+0.15×水質達標率×100+0.15×空氣質量達標率×100+0.05×集中式飲用水源地水質達標率×100+生態功能調節指標。式中，FEISTBC為水土保持生態功能區的生態功能指數。1.3.3生態功能分級。根據生態功能區生態功能指數，將功能區的生態功能狀況分為5級，即FEI≥70，為優;60≤FEI<70,為良；50≤FEI<60，為一般；40≤FEI<50,為較差；FEI<40,為差。

1.3.4生態功能變化度分級。根據生態功能區生態功能指數與基準值的變化情況，將生態功能區生態功能變化幅度分為4級，即無明顯變化(∣△FEI∣<1)、略微變化(好或差)(1≤∣△FEI∣<2)、明顯變化(好或差)(2≤∣△FEI∣<4)、顯著變化(好或差)(∣△FEI∣≥4)。

2　結果與分析

生態功能評價所需數據包括土地利用/覆蓋數據、水土流失數據、環境背景數據、環境統計數據和社會與經濟數據等。其中，土地利用/覆蓋數據來源于遙感影像解譯結果，水土流失數據源于全國第一次水利普查調查成果，環境統計數據源于安徽省環境統計報表數據庫，其他數據來自安徽省統計年鑒。經計算，得到“十二五”期間6個生態功能區縣域生態功能狀況評價結果(表1)。

表1　“十二五”期間生態功能區生態功能評價結果

由表1可知，2015年6個生態功能區縣域FEI為75.34～81.83，太湖縣最高，潛山縣最低。從動態評價的角度分析，“十二五”期間，6縣各年度生態功能狀況等級均保持不變，與2015年一致，每年度生態功能況等級均為“優”級，未出現“良”、“一般”、“較差”和“差”類等級。表明生態功能區縣域自然生態優越，生態系統承載力高，生態功能穩定，自我調節能力強。“十二五”首末兩年相比，6個縣的△FEI為0.14～1.62。其中，岳西縣的生態功能狀況變化度屬“略微變好”級別，其余5縣生態功能狀況變化度皆屬“無明顯變化”級別。

3　結論

該研究利用2011～2015年安徽省生態功能區土地利用類型遙感解譯數據，綜合利用地面調查和其他統計資料，按照生態功能評價體系對安徽省生態功能區“十二五”期間生態功能狀況進行動態評價。得到的結論如下：①針對遙感影像運用GIS手段提取生態功能評價指標，與傳統的統計調查方法相比, 是一種快速評價區域生態功能狀況的有效方法，為掌握生態功能信息提供了實時數據, 也為動態監測生態功能變化提供了可靠、快捷的手段。②“十二五”期間安徽省生態功能區各縣生態功能狀況等級均為優。③“十二五”期間，生態功能區各縣等級均保持不變。④“十二五”始末相比，只有岳西縣生態功能狀況變化度為“略微變好”等級，其余5個縣均為“無明顯變化”等級。⑤安徽省生態功能區縣域自然生態優越，生態系統承載力高，生態功能穩定，自我調節能力強。

[1] 環境保護部環境監測司，中國環境監測總站.國家重點生態功能區縣

域生態環境質量監測評價與考核技術指南[M].北京: 中國環境出版社,2014.

[2] 趙英時.遙感應用分析原理與方法[M].北京: 科學出版社,2003.

[3] 李旭文，牛志春，姜晟，等.Landsat8衛星OLI遙感影像在生態環境監測中的應用研究[J].環境監控與預警，2013,5(6)：1-5.

[4] 金焰，張詠，牛志春，等.環境一號衛星CCD數據在生態環境監測和評價工作中的應用價值研究[J].環境監控與預警，2010,2(4)：29-35.

Study on Ecological Function Evaluation of Ecological Function Region in Anhui Province during the 12thFive-year Period Based on Remote Sensing Technology

XU Sheng, QIAN Zhen-bing

Anhui Environmental Monitoring Center, Hefei, Anhui 230071)

[Objective] The aim was to evaluate ecological environment function in Anhui Province during the period of 12th Five-Year by using remote sensing technology. [Method]Using remote sensing image for ecological function area of soil and water conservation in Anhui Province from 2011 to 2015, interpreting data of land use type in Anhui Province were obtained.According to ground investigation and statistical data, dynamic monitoring and evaluation of ecological function condition in ecological function region of Anhui Province were conducted by ecological function evaluation system of ecological function region.[Result] The index of ecological environment function in Qianshan County, Taihu County, Yuexi County, Jinzhai County, Huoshan County, Shitai County was 75.34-81.83 in 2015, the ecological functions were excellent. By comparison of the beginning and end of the 12th Five-Year, the change of ecological function in Yuexi was slightly better, other 5 counties had no obvious change. [Conclusion]Results showed that county ecological function region of Anhui Province had superior natural ecology, high carrying capacity of eco-system, stable ecological function and strong self regulating ability.

Remote sensing; Ecological function; Evaluation;Anhui province

環保部公益性項目(201309039)。

徐升(1980- )，男，安徽亳州人，工程師，碩士，從事生態監測、環境遙感應用研究。

2016-07-06

S 181.3

A

0517-6611(2016)26-0056-02