基于RS和GIS的河北省生物丰度和植被覆盖度归一化系数研究

付素静 王 伟 万宝春

(河北省环境科学研究院，石家庄 050037)

基于RS和GIS的河北省生物丰度和植被覆盖度归一化系数研究

付素静 王 伟 万宝春

(河北省环境科学研究院，石家庄 050037)

利用河北省生态环境十年变化（2000—2010）遥感调查与评估项目2010年土地利用类型数据，计算河北省2010年省级生物丰度和植被覆盖指数归一化系数，并对各县市的归一化系数进行分析和研究，绘制2010年河北省生物丰度和植被覆盖指数等级图，清晰反映出全省的区域分布特征，为河北省生态环境影响评价研究提供技术支撑。

遥感更新；归一化系数；生物丰度；植被覆盖指数；河北省

研究意义

原国家环境保护总局于2006年5月1日颁布实施了《生态环境状况评价国家技术规范（试行）》（以下简称《规范》），提出了生态环境状况指数的分级标准及生态环境现状评价的规范化模式，使生态环境状况评价具有可操作性和指标的统一性[1]。评价指标包括生物丰度指数、植被覆盖指数、水网密度指数、土地退化指数以及环境质量指数五个指标[2]。这些指标中涉及9个归一化系数，但是在《规范》中并没有提供相应的数值，这也是计算生态环境状况指数（EI）需要解决的第一个问题。

归一化系数=100/Amax, Amax是指某指数归一化处理前的最大值，因时间尺度和空间尺度的不同而存在差异的系数。与生态系统的格局、结构和过程的多尺度特点一致[3～5]。特别是生物丰度指数和植被覆盖指数归一化系数，涉及不同的土地利用类型和土地覆盖类型的遥感解译等内容。在进行区域评价或建设项目评价时，不同的评价区域也存在差异性，因此不同地区（乡、县、市等）的整体生态环境质量也将不同[6～7]。归一化系数的特点就是可以反映出不同评价尺度的生态环境质量的背景值[8]。目前，大多研究中采用的归一化系数是以县级行政单元为单位进行计算的全国范围内的归一化系数，采用全国归一化系数得到的评价

结果能体现出区域可比性的特点。但不同的归一化系数所得的结果会影响生态环境状况指数（EI）的大小以及生态环境的分级，在对乡级，或者县、市级项目进行评价时，就会造成计算结果和判断上的差异，进行县级评价项目放在省里，与其他县进行对比最佳，因此研究省级归一化系数不仅是自身发展的需要，也能够使生态环境评价技术规范得到更广泛的应用[9～10]。

1．遥感数据处理和分析

1.1 数据来源

本文中的影像数据来源于河北省生态环境十年变化（2000—2010）遥感调查与评估项目，选取2010年的遥感影像数据研究河北省省级尺度的生物丰度和植被覆盖度归一化系数。2010年影像数据以HJ-1卫星CCD数据为主，分辨率30m。对遥感影像通过大气矫正、图像融合、波段组合、图像增强等手段处理后，采用面向对象的分类方法进行解译，最终土地利用数据以ArcGis地理信息系统软件中的shp格式存储，统一采用2000国家大地坐标系，投影方式采用Albers投影，高程基准为1985年国家高程基准。

该数据的土地利用分类体系，考虑干旱区湿润区的影响，9个一级类型、20个二级类型，具体内容见表1。与《规范》中计算生物丰度和植被覆盖度归一化系数的指标有不同之处，需按照《规范》的分类体系进行处理。该数据经过野外观测和土地覆盖类型实地核查进行校准，共设置20个典型小样区，标准样地60块、详查小样方405块、实地核查点位2504个，一级分类精度达到97%。

1.2 数据处理和分析

（1）《规范》中计算生物丰度指数和植被覆盖指数的指标见表2和表3。

对比2010年土地利用数据的分类体系（见表1）

按照《规范》中的分类标准进行合并和分类处理(见表4)，其中草地按照表4的对应结果合并处理后，按照草地植被覆盖指数的分级标准对2010年的植被覆盖度数据进行重分类，得到各县市的高覆盖度草地、中覆盖度草地和低覆盖度草地的数据；结合《规范》的建设用地和城镇建设用地的分类方法，以及河北省各县市建成区现状和google earth，把居民地分成两类。最终获得河北省各县市生物丰度指数和植被覆盖指数归一化计算所需的数据，储存在.shp格式，用于数据分析和制图。

（2）采用《规范》中所定义生物丰度指数和植被覆盖指数的权重和归一化系数的计算方法：

归一化系数=100/Amax

Amax指某指数归一化处理前的最大值。

生物丰度指数=Abio

植被覆盖指数=Aveg

Abio指生物丰度指数的归一化系数；

Aveg指植被覆盖指数的归一化系数。

计算得出河北省生物丰度指数和植被覆盖指数归一化系数，2010年河北省生物丰度指数和植被覆盖指数归一化系数A值最大的县均为保定市易县，生物丰度指数归一化系数Abio=100/A易县=275.9079，生物丰度指数归一化系数Aveg=100/A易县= 247.0844。

（3）采用上述河北省省级归一化系数进行河北省省域生物丰度指数和植被覆盖指数的计算，依据生物丰度和植被覆盖指数的好差，将其分为5级，以县域为单位绘制2010年河北省生物丰度指数和植被覆盖指数等级分布图（见图1和图2）。

2．归一化系数分析

全国尺度的生物丰度指数和植被覆盖指数归一化系数分别为400.62和355.24，本文经计算得出河北省省级尺度两者的归一化系数远小于全国尺度，分别为275.9079和247.0849。这说明河北省生物丰度和植被覆盖指数应大于全国的平均水平，如果采用全国尺度的归一化系数进行计算，必然会出现生物丰度和植被覆盖指数大于100的情况，在评价乡镇等小范围的项目时，就会造成计算结果或者是分级上的偏差。因此，归一化系数的选取要充分考虑评价尺度，小范围的评价项目（乡镇）放到市县级范围，与同级的资料对比更具实用性，更能确实反映出当地的实际生态环境状况；如果研究在全国生态环境状况所处的水平，则用全国尺度的归一化系数更具代表性。

生物丰度指数和植被覆盖指数所采取的土地利用分类相同，只是在计算时权重不同，最大值均出现在易县，从图1和图2中也可以看出，二者的分类结果大体上一致，只有个别县市存在一级的差别，但数值均在上下限范围内，二者有很好的相关性。

河北省生物丰度指数和植被覆盖指数大于70的县市主要集中分布在保定市的易县、涞源县和涞水县，这三个县市林地面积所占比重较大。冀中平原地区和滨海平原地区的生物丰度指数和植被覆盖指数较小，

主要由于河北省耕地大多集中在该地区，长期耕地和建筑用地面积比重较大。从整体而言，河北省整体生物丰度和植被覆盖指数的分布与地形地势较为吻合。

3．结论

（1）利用遥感更新数据进行土地利用信息的提取，可以迅速准确地建立省级生态环境状况指数所需的生物丰度和植被覆盖归一化系数，按照时间序列进行定期更新，建立数据库，更利于动态地、多尺度地掌握生态环境状况的特性。

（2）计算出河北省省级尺度的生物丰度和植被覆盖归一化系数，对于河北省以县域为评价单元或者对较大建设工程的生态环境影响评价工作有较大的参考和借鉴意义。

[1] HJ/T 192—2006，生态环境状况评价技术规范(试行) [S].

[2] 刘建红, 徐建军, 李诚等.基于遥感更新的省级生物丰度归一化系数研究—以湖北省为例[J].江汉大学学报(自然科学版)，2007. 35（4）∶ 46-50.

[3] 刘敏. 生态环境综合指数法在规划环评中的应用研究[D].兰州大学，2010.（6）.

[4] 韩美清, 王路光, 王靖飞等. 基于GIS的白洋淀流域生态环境评价[J]. 中国生态农业学报, 2007, 15（3）∶ 33-36.

[5] 张媛, 王靖飞, 黄云龙等. 关于生态环境状况评价指标计算的问题与探讨[J]. 河北工业科技，2008，25（6）∶363-365.

[6] 叶亚平, 刘鲁军. 中国省域生态环境质量评价指标体系研究[J].环境科学研究，2000，13（3）∶ 33-36.

[7] 王思远, 张增祥, 刘纪远. 遥感与GIS技术支持下的湖北省生态环境综合分析[J]. 地球科学进展, 2002，17 （3）∶426-431.

[8] 马荣华, 胡孟春. 基于RS与GIS的自然生态环境评价—以海南岛为例[J]. 热带地理，2001， 21（3）∶ 198-201.

[9] 周兆叶, 王志伟, 九次力等. GIS技术在生态环境状况评价方面的应用[J]. 草业科学，2009，26（10）∶ 52-58.

[10] 葛忠强. 基于RS和GIS的城市郊区生态环境质量综合评价研究[D].北京：北京林业大学， 2006.

环保部初步掌握北上广污染清单 将公布“雾霾元凶”

环保部副部长吴晓青最近披露，目前已经初步掌握了北京、上海、广州等城市污染清单，社会关注的“雾霾元凶”数据有望陆续公布。

吴晓青说，北上广等发达区域在PM2.5（可吸入颗粒物）监测方面，已经取得重要的阶段性成果。

吴晓青：比如说VOC（挥发性污染物）的排放清单我们已经有了。比如说在上海，北京一些发达地方，他们已经通过源解析掌握了影响大气污染的主要排放源有哪些，初步结果已经都有了。

最新监测研究显示，上海市PM2.5来源，本地污染排放占到8成。

上海市环境监测中心总工程师伏晴艳表示，PM2.5从上海来说，主要污染依旧是工业，因为它包括了15%的工业工艺排放，10%的工业锅炉和7%的电厂。交通上，机动车加上船舶飞机义工的污染也占到4分之一（25%）。

而据吴晓青透露，北京的源解析工作也已经完成，并于本周一经过了专家组论证，“雾霾元凶”的数据短期内有望公布。

据国际在线报道，吴晓青说，未来相关的监测数据将成为各地制定具体治理措施的主要依据。“我们正在抓紧时间，各地都抓紧研究这些问题，应该说要为我们“十三五”科学、有效治理大气污染提供可靠的科学依据。为我们持续监测污染清单提供有效的数据支持。”

Study on Normalized Coeffcient of Hebei Provincial Biology Abundances and Vegetation Abundances Based on RS and GlS Data

Fu Sujing Wang Wei Wan Baochun
(Hebei Provincial Environmental Scientific Research, Shijiazhuang, 050037，China)

Supported by land use information from the project of ecological environment remote sensing survey and assessment (2000-2010) in hebei province,, we calculated the provincial normalized coefficient of biology abundances and vegetation abundances and drew its rating map at a city/county scale, which can clearly reflect the regional difference of biology abundances and vegetation abundances. Results from our study might provide technical support for eco-environment assessment in Hebei province.

remote sensing data updating；normalized coeffcient；biology abundances；vegetation abundances；Hebei province

X3

A

1674-6252（2014）02-0027-05

付素静（1987—），女，硕士研究生，主要从事环境规划、生态环境方面的研究.