基于遥感的2015 年福建省生态环境质量监测与评价

福建省环境监测中心站 陈增文

基于遥感的2015 年福建省生态环境质量监测与评价

福建省环境监测中心站 陈增文

基于遥感卫星解译提取的土地利用/覆被数据，结合环境背景数据和环境统计数据等，利用《生态环境状况评价技术规范》（HJ 192-2015）对福建省2015年生态环境质量进行分析与评价。结果表明，福建省2015年生态环境质量优，9个设区市中除了厦门生态环境质量为良外，其余均为优，说明福建省植被覆盖度高，生物多样性丰富，水资源充沛，生态系统稳定，适合人类生活；闽南三角地区EI值低于其他地区，该区域经济较发达，人口较稠密，生态环境承载压力较大。

福建省 生态环境质量 遥感技术 环境评价

福建省作为国家确定的首个生态文明试验区，多年来持续推进“生态省”建设，在建立健全国土空间开发规划、生态保护和环境治理、多元化的生态保护补偿机制等方面进行了一系列有益的探索，取得了积极成效。“十二五”期间，福建GDP年均增长10.7%，截至2015年，GDP达25979.82亿元，规模以上工业总产值和增加值分别达 41251.49亿元和10165.28亿元，三次产业结构比为8.1:50.3:41.6，总人口3839万人，城镇化率为 62.6%[1]。经济社会的快速发展，对资源环境承载力提出了一定的挑战，给生态环境保护带来了一定的压力。

国家环保部于2015年发布实施了《生态环境状况评价技术规范》（HJ 192-2015）[2]，该规范利用一系列具有代表性、综合性、简明性、方便性和适用性等特征的指标和质量标准，运用层次分析法对区域生态环境质量的优劣及其影响作用关系进行定性和定量的分析和评价，为区域生态环境质量评价提供了重要的手段和方法依据。本文基于RS技术，利用该规范对福建省2015年的生态环境质量进行评价，以反映分析“十二五”末福建省生态环境质量，为“十三五”生态环境保护及其他相关决策部署提供科学基础和理论依据。

1 研究区概况

福建位处我国东南沿海，与广东、江西、浙江接壤，与台湾隔海相望。全省土地总面积12.4万km2，海域面积13.6万km2，境内80%为山地丘陵，平原分布在沿海地区，耕地以丘陵水田和丘陵旱地为主，素有“八山一水一分田”之称。地势上由西北向东南逐步降低，闽西和闽中两大山带走势与海岸线基本平行，河谷水系则蜿蜒其中。气候上分属亚热带季风气候区，雨热同季，降雨充沛，年均降雨量为 1000～2200mm，年均温为17～21℃，地带性植被为中亚热带常绿阔叶林和南亚热带季雨林，地带性土壤为红壤、赤红壤和黄壤。

福建是著名侨乡，改革开放以来持续利用侨资和外资，农村外向型经济和乡镇企业发展迅速，工业以轻型为主，门类齐全，形成以沿海的轻工、食品、电子、水产加工等和内陆铁路沿线的原材料、森工、纺织、化工等的空间布局，同时，泉港和海沧已成为新兴石化工业基地。

2 材料与方法

2.1 土地利用/覆被信息提取

遥感影像采用2015年的Landsat8 OLI数据，空间分辨率为15m，经过辐射定标、几何纠正、波段合成以及全色波段和多光谱的融合等处理后，解译提取土地利用/覆被信息，土地利用分类采用三级分类系统，一级分类有6大类，包括耕地、林地、草地、水域、建设用地和未利用地，二级分类有26小类，遥感解译采用人机交互的目视解译以及专家判读的方式，提取目标地物的最小单元是面状地物（＞90m× 90m），线性地物（＞60m×120m），地类图斑线划描迹为＜2个像元[3]。共提取了各地类矢量图斑12.8万个，按照遥感解译精度要求，对解译数据进行了野外地面核查，共核查点位310个，核查结果显示，地类图斑要素与解译边界吻合度高，一级分类解译精度＞95%，二级分类解译精度＞90%，满足评价需要。

2.2 环境相关数据

基于土地利用/覆被信息，结合MODIS遥感数据的归一化植被指数（NDVI），2015年度水利气象部门的水资源总量、年均降雨量和土壤侵蚀遥感调查数据，环境统计数据库中的COD、氨氮、SO2、烟（粉）尘、氮氧化物和固体废物数据，统计年鉴的经济社会等相关数据，进行福建省 2015年生态环境质量的综合评价。

2.3 评价方法

《生态环境状况评价技术规范》选取生物丰度指数、植被覆盖指数、水网密度指数、土地胁迫指数和污染负荷指数5个分指标来评价区域的生物丰贫、植被覆盖、水的丰度、土地胁迫强度和环境受纳污染等情况，通过对各分指标赋予不同权重计算得到一个综合指数（生态环境状况指数，EI）来反映区域生态环境质量，具体如下：

EI = 0.35×生物丰度指数＋0.25×植被覆盖指数＋0.15×水网密度指数＋0.15×（100－土地胁迫指数）＋0.10×（100－污染负荷指数）

根据EI值的大小，将生态环境质量评价标准分为5级，分别是优（EI≥75）、良（55≤EI＜75）、一般（35≤EI＜55）、较差（20≤EI＜35）和差（EI＜20）。

3 结果与分析

基于遥感影像解译的土地利用/覆被数据，结合环境背景数据和各相关统计数据，计算得到福建省2015年各分指标及EI值评价结果（见表1）。

表1 福建省2015年生态环境质量评价结果

3.1 分指标评价

3.1.1 生物丰度指数

生物丰度指数用来评价目标区域生物栖息地质量和生物多样性，利用单位面积上不同生态系统类型在生物物种数量上的差异来表征，主要采用遥感解译监测数据。从表1可以看出，福建省2015年生物丰度指数为71.79，9个设区市为50.53～83.81，其中沿海的福州、厦门、莆田、泉州和漳州的生物丰度指数低于宁德和内陆的南平、三明和龙岩。从遥感解译数据得出，2015年，林地面积占全省 74.81%，草地占0.53%，水域湿地占1.97%，耕地占16.64%，林草地面积占比大，生物丰度指数较高。闽西、闽北是福建重点林区，也是主要的用材林生产基地，各级自然保护区数量较多，生态系统类型多样，生物多样性较为丰富，生物丰度指数较高。

3.1.2 植被覆盖指数

植被覆盖指数用来评价区域植被覆盖程度高低，采用单位面积上的NDVI均值来表征。从表1可以看出，福建省2015年植被覆盖指数为97.36，9个设区市中，除了厦门市为77.88以外，其他均在90以上，整体较高。福建地形以山地丘陵为主，森林覆盖率稳居全国第一，地表覆被状况良好，植被覆盖度相应较高。厦门市土地总面积较小且城镇化水平高，地表覆被状况一般，植被覆盖度相对较低。

3.1.3 水网密度指数

水网密度指数用来评价区域水的丰度，利用单位面积上河流总长度、水域湿地面积和水资源量来表征。从表1可见，福建省2015年水网密度指数为59.30，9个设区市为46.99～98.05，其中沿海地区除了泉州外，其他地市水网密度指数均明显高于内陆地区，这与沿海地区海域面积广阔，水网密布，水量较为充沛有关。

3.1.4 土地胁迫指数

土地胁迫指数用来评价区域土地质量遭受胁迫的程度，利用单位面积上土壤侵蚀、土地沙化、土地开发等类型面积来表征，主要采用遥感监测数据。从表1可以看出，福建省2015年土地胁迫指数为5.78，总体不高，土地遭受胁迫程度较低，9个设区市为3.24～19.46，其中，厦门市最高，福州、莆田、泉州和漳州比其他地市较高。闽南三角地区和福州、莆田地区经济活动活跃，道路交通较为发达，城市建设水平高，土地开发和土壤侵蚀压力大，土地胁迫指数相对较高。

3.1.5 污染负荷指数

污染负荷指数用来评价区域受纳环境污染的压力大小，利用单位面积所受纳的污染物排放强度来表征，与污染物排放、降雨量等有关。从表1可以看出，福建省2015年污染负荷指数为1.40，9个设区市为0.33～4.00，总体较小。其中，福州和泉州的污染负荷指数较大，说明其受到主要污染物带来的环境污染压力较大。福州地区持续发展制造业，打造千亿产业集群，工业结构向重化方向发展；泉州地区乡镇企业发达，县域经济实力强劲，石化产业发展迅速；这两个地区的经济体量和发展速度加大了环境受纳污染的压力。

3.2 生态环境质量评价

从表1可以看出，福建省2015年EI值为82.35，生态环境质量优；9个设区市的EI值为73.78～86.27，除了厦门市EI值小于75以外，其他地区均大于75，生态环境质量为优。福建省林草地面积较大，生物多样性较为丰富，植被覆盖度高，生态系统稳定，土地胁迫和污染负荷压力较小，生态环境质量好，适合人类生活。

从EI值的空间分布趋势来看（图1），呈现从闽东、闽西北、闽西向闽东南逐渐减小，其中，闽南三角地区的厦门、漳州和泉州最低。根据2016年统计年鉴数据显示[1]，闽南三角地区国土面积占全省约20.6%，2015年GDP占全省47.6%，总人口占全省45.2%，这3个设区市的国土面积占全省仅1/5，但是经济总量和人口占到近一半。说明闽南三角地区经济较为发达，人口稠密，但生态环境质量较差、生态环境状况较为脆弱，生态系统结构相对较不稳定，生态环境保护的难度较大。

图1 福建省2015年EI值空间分布图

4 结论与讨论

4.1 福建2015年EI值为82.35，生态环境质量优；9个设区市除了厦门生态环境质量为良外，其他均为优。福建优良的生态环境质量与森林覆盖率高、水资源充沛、海域面积大、生物多样性丰富有关。另外，“十二五”期间，福建持续推进生态省“细胞工程”建设，截至2015年，共建成国家级生态县（市、区）10个，生态乡镇（街道）519个，生态村3个；同时，积极出台水土流失治理的相关实施方案，鼓励和引导民间资本投入水土保持，累计完成水土流失综合治理面积1200万亩；在主要污染物减排方面，全省COD、二氧化硫、氨氮和氮氧化物累计减排比例为 12.4%、14.1%、12.4%和15.3%。这些措施对保持和改善全省生态环境质量具有积极的作用。

4.2 闽南三角地区经济发达、人口密度高，2015年的EI值较其他地区较低，生态环境承载压力相对较大。目前厦门、漳州、泉州正积极推进生态环境保护，颁布实施环境保护总体规划，提高建成区绿化面积，严把环保准入关，严守生态红线，大力发展绿色低碳循环经济，全面推进生态文明建设，切实提高区域生态环境质量。

[1] 福建省统计局，国家统计局福建调查总队．福建统计年鉴2016[M]．北京：中国统计出版社，2016．

[2] 环境保护部．生态环境状况评价技术规范：HJ 192-2015[S]．北京：中国环境科学出版社，2015．

[3] 徐升，牛志春，钱贞兵．安徽省“十二五”生态环境遥感监测[J]．环境监控与预警，2016，8(5)：6-9，58．