基于GIS/RS技术的汶川县生态环境适宜性评

洪宇辰 白浪 喻舒林

[摘要]：本研究基于代表性、综合性、科学性、以获取性以及系统性的指标选取原则，选用对生态环境影响较大的植被、坡度、高程、地形起伏、灾害密度、河网密度、居民点密度、土壤湿度共8个指标，结合层次分析法计算各指标权重，分别估算了汶川县的生态环境适宜性，并根据结果对生态环境适宜性进行了系统分析。分析表明：汶川县大部分区域生态适宜性位于“适宜”等级以上，即总体表现良好，但“较不适宜”面积有所增加，表明该县生态环境有所退化。

[关键词]：生态安全；生态环境适宜性；层次分析法

Abstract：This study selected 8 indicators including vegetation， slope， elevation， terrain relief， disaster density， river network density， density of residential areas and soil moisture， which have a great impact on the ecological environment based on representativeness， comprehensiveness， scientificity， accessibility， and systematic principles， combined the method of analytic hierarchy process to calculate the weight of each index. Then， This study estimates the ecological environmental suitability of Wenchuan County in 2008 and 2010 respectively， and systematically analyzes the suitability of the ecological environment based on the results. The analysis shows： From 2008 to 2010， the ecological suitability of most areas in Wenchuan County was above the “appropriate” level， that is， the overall performance was good， but the area of “less suitable” increased， indicating that the ecological environment of the county was degraded.

Keywords：Ecological security；Eco-environmental suitability；Analytic Hierarchy Process

1引言

近年来，社会快速发展的弊端开始显现，全球环境恶化，经济发展不稳定，资源短缺等问题层出不穷，国际社会对生态环境保护的意识持续增强，人们越发地意识到生态环境对社会发展的重要性。开展对生态环境适宜性科学准确的评价，是为充分认识生态环境资源的利用现状，为生态空间规划、生态功能区划分、生态使用制度制定等管理措施的实施提供科学的决策依据的重要工作。经过近半个世纪的发展，生态适宜性评价指标体系已经从单一自然体系发展到自然-社会-经济-生态复合体系评价内容从单目标的分散评价扩充至多属性、多目标的综合评价。总的来说，生态适宜性评价是一种量化生态环境资源用途适宜度的工具，在减缓用地冲突、科学规划空间布局方面发挥着积极作用，对人类的生存与社会发展有着极其重要的意义。

2研究区概况

汶川县位于四川盆地西北部边缘， 阿坝藏族羌族自治州东南部， 东西宽84公里，南北长105公里，幅员面积4084平方公里。间于30°45'N—31°43'N与102°51'E—103°44'E之间。全县面积约为4085 km2，轄威州、绵虒、映秀、漩口、水磨、卧龙、三江、耿达8镇，龙溪、克枯、雁门、银杏4乡，素有“阳光谷地、熊猫家园、康养汶川”之美誉。整个地区南部比较湿润北部比较干旱， 光、热和水分布不均， 年均无霜期为247—269天， 年降水量为528.7—1332.2 mm， 年均日照为1693.9—1042.2h， 动植物资源十分丰富、种类繁多。

3研究因子提取

3.1土地利用/覆盖变化信息提取

根据研究区土地资源利用的实际情况及TM影像分辨率、波谱特征等信息，参照国家土地利用分类标准，进行适当调整，将汶川县的土地利用系统共分为耕地、林地、草地、水域、城镇用地、未利用地及地质灾害7类，下又细分为14小类。利用最大似然分类方法分类

3.2 灾害点密度信息提取

在考虑地质灾害发生的可能性时，原有地质灾害的影响是非常重要的。原有的地质灾害会产生大量的松散物质，在相同的外界条件下，这些松散物质更易再次失稳引发新的地质灾害。本文以TM影像为基础对灾害点进行遥感解译，利用核密度方法计算研究区灾害点密度数据。

3.3 地形信息提取

地形因子是为有效的研究与表达地貌形态特征所设定的具有一定意义的参数或指标，对植被类型、气候条件、土壤结构等均有显著影响。本研究选定地形因子中的高程、坡度、地形起伏度作为区域生态环境适宜性的影响因子。

3.4 植被覆盖信息提取

植被覆盖度是指植被冠层或叶面垂直投影在地面的面积占统计区总面积的比值，是表示地表植被覆盖情况的重要因子之一。植被覆盖度的计算常结合NDVI与像元二分模型，计算满足公式3-1：

式中，〖NDVI〗_soil为无植被覆盖区或裸土的NDVI值；〖NDVI〗_veg则表示全植被覆盖区的NDVI值；Fc为植被覆盖度。

3.5 河网密度信息提取

一般情况下，流域内的河网密度与流域内发生洪涝灾害的可能性有关，洪涝灾害的发生对生态环境有着较大的影响。结合DEM数据，使用Hydroloy分析，计算每个流域的河网密度，得到研究区河网密度分布。

3.6 居民点密度信息提取

居民点在空间分布的密度反映了反映了人类对生态环境的压力和响应，因此本研究利用遥感影像，结合统计数据，进行居民点的解译，再使用密度分析方法得到研究区居民点密度

3.7 土壤湿度信息提取

土壤湿度指数是量化土壤含水量的一个重要指数，由于TM5 和TM2 波段的特点，两个波段经标准化处理得到的土壤湿度指数NDMI可以反映湿润特征，其计算如公式3-2所示：

式中，CH2、CH5分别为TM2、TM5的像元值。利用公式3-2分别计算土壤湿度指数。

4结果与分析

利用层次分析法，得到各指标因子与生态环境适宜性的关系：生态环境适宜性= 0.1135*灾害点密度+0.0338*地形起伏度+ 0.3563*植被覆盖度+0.2974*坡度+0.0444*高程+0.0335*土壤湿度+0.0571*居民点密度。

计算得到研究区生态系统适宜性分布情况，将生态系统适宜性数据按表4-1所示标准分为5级，得到研究区生态适宜性等级分布图（图4-1）。可知，研究区生态环境适宜性较差的区域主要集中于研究区北部、东北部及东部的河流两岸，由于河流两岸地质灾害频发，造成其植被覆盖低、坡度陡等，以及研究区西部的高山冰原区。统计各适宜性等级区域面积得表4-2。

根据统计结果，研究区生态环境适宜性以“较适宜”为主，其面积约为2085.71 km2，占研究区总面积的51%；其次为“适宜”，该区域面积为1393.74km2，占研究区总面积的34%；总体来看，研究区生态环境适宜性比较良好。

5 结论

区域生态环境是区域赖以生存的根本前提与空间基础，是影响区域系统发展最为关键的因素之一。在区域土地利用总体规划、国民经济与社会发展规划、城市总体规划等规划中，进行生态环境适宜性评价是科学辨识规划研究区生态底线、规划生态红线、制定综合空间管制策略的重要依据。

本研究以汶川县为研究区，在分析研究区生态本底特征的基础上，根据研究区实际和基礎数据可获得性与可操作性，选用对生态环境影响较大的植被、坡度、高程、地形起伏、灾害密度、河网密度、居民点密度、土壤湿度共8个指标，采用层次分析法计算各指标权重，构建研究区生态环境适应性评价模型，根据生态环境适宜性分析结果，研究区生态环境适宜性较差区主要集中于研究区河流两岸，与地灾发生区大致重合，而植被覆盖度与坡度对地灾发生有较大影响。总体来看，研究区生态环境适宜性较为良好。

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