GIS技术在风电场植被现状调查中的应用——以云南某风电场为例

猫玉白

(云南省环境工程评估中心，云南 昆明 650032)

1 研究目的

近年来，风电作为一种清洁能源，发展迅速，风力发电是通过风机将风能转化成电能，从而提供电力资源。风力发电不会排放有毒有害物质，对水源或空气无污染，对公众安全没有威胁，对全球气候危机的缓解有促进作用[1-3]。云南以高原山地地形为主，目前已建成众多高山风电场[4]，高山风电场选址主要位于高山山脊地带，这些区域通常因其地形陡峭和不易达性，受人为干扰较小，植被保存相对完好。风电场的建设，将会对这些地带的植被生态环境造成破坏。而许多发达国家，如德国、丹麦、美国等，它们的风电场大部分都建立在荒漠或环境极端恶劣区域，对生态环境的负面影响甚微[5]。近些年，风电场建设对植被及生物多样性的影响开始引起关注[6]，因此，有必要开展风电场选址对植被生态环境的影响调查研究。

根据某风电场工程预可行性研究报告资料，某风电场分A和B两片区，风电场采用单机容量2000kW，设置39台风机，A片区19台，B片区20台，总装机78MW。场内施工主线道路12.4km，支线道路14.6km，弃渣场6个。运用GIS技术，结合工程所在区域的环境特征，对某风电场场址规划区及周边附近区域进行植被和植物资源现状调查，科学客观的分析论述该区域植被生态现状；从生态保护角度，针对某风电场“预可研”机位布置、场内道路设置及渣场等临时工程选址，提出风电场工程布设的优化建议和意见。

2 研究方法

2.1 基础资料收集

调查工作开展之前，先行查阅《云南植被》[7]、《云南植物志》[8]、《云南树木图志》[9]以及在风电场选址区域及其周边区域开展过植物调查的报告、文献等资料，预判研究区地带性植被的分布情况。

2.2 实地调查

实地调查主要采用路线踏查和样地调查相结合的方法，样地调查采用Braun-Blanquet建立的植物群落学的理论与方法(常称法瑞学派群落学调查法)进行植物群落样地调查。采取分散典型取样原则，按植物群落的种类组成、结构和外貌的一致程度，初步确定群丛(群落)。每种群落类型一般设置3个植物群落调查样地，森林植物群落样地面积为20m×20m，灌丛植物群落样地面积为10m×10m；草地样地面积为5m×5m。

2.3 GIS技术应用

GIS即地理信息系统，是指在计算机软件和硬件的支撑下，以地理空间数据库的数据为基础，对相关地理空间数据进行采集、管理、操作、分析、模拟和显示，为地理信息研究和地理信息决策提供服务而建立的计算机技术系统[10]。

(1)制定调查路线

采用GIS应用软件ARCMAP将工程可研总体平面布局图转换为矢量图层，通过空间校正和投影变换等处理方式，将该矢量图层配准至正确地理位置并赋予投影坐标信息，最后将配准和投影后的矢量图层导入手持GPS和手机APP软件奥维互动地图浏览器中，通过GPS和奥维地图显示项目所在的具体位置，制定合理的研究调查线路。

(2)GPS地面类型取样

GPS样点是卫星遥感影像判读植被类型和土地利用类型的基础，根据室内判读的植被与土地利用类型初图，现场核实判读的正误率，并对每个GPS取样点作如下记录：①海拔表读出海拔值(注意相应植被类型的垂直变化)；②记录样点植被类型(群系、群系组或植被亚型)，特别是类型发生变化的地方要做准确详细的记录；③记录样点优势植物(5种左右)和重要物种如珍稀濒危植物、药材；④拍摄典型植被特征(外貌与结构)；⑤在视野广阔清晰之处，拍摄周围植被或景观的照片，GPS样点上作详细的表述。

(3)生态系统调查

以野外GPS定点的植被现场调查结果、历史调查资料，参考卫星遥感照片解译结果，利用GIS技术制作研究区的植被分布矢量数据。据此计算和生态系统组成、结构等特征，以及工程建设对植被的占用情况。

(4)生态制图

采用GPS、RS和GIS相结合的地理信息技术(Geographical Information Technology)，进行地面类型的数字化判读，完成数字化的植被图、土地利用类型图和生态系统类型图，进行生态系统质量和生态环境质量的定性和定量评价。

3 研究结果分析

通过研究调查，某风电场场址生态环境影响调查区自然植被类型主要有半湿润常绿阔叶林、落叶阔叶林(旱冬瓜林)、暖性针叶林(华山松林)、暖性石灰山灌丛、暖温性稀树灌木草丛。植被分布情况见图1。

根据卫星影像解译的研究区植被分布矢量数据，经GIS统计和叠加分析，某风电场植被生态调查区各植被类型面积见表1。

从表1可看出，拟建工程植被生态调查区分布面积最大的植被类型是半湿润常绿阔叶林，面积为381.69hm2，占生态调查区植被总面积的24.15%；其次是暖温性稀树灌木草丛，面积为373hm2，占生态调查区植被总面积的23.6%；再次是旱地植被，面积为304.44hm2，占生态调查区植被总面积的19.27%，旱地植被在拟建工程生态调查区分布较广，占有一定比例，由此也可以说明该地区长期受人为活动的干扰。

表1 拟建工程植被生态调查区植被类型现状一览表

拟建某风电场建设占用植被情况见表2。

从表2可看出，拟建工程占用最多植被类型是暖温性稀树灌木草丛，面积为8.28hm2，占生态调查区植被总面积的22.11%；其次是半湿润常绿阔叶林，面积为7.62hm2，占生态调查区植被总面积的20.35%；再次是暖性石灰岩灌丛，面积7.23 hm2，占生态调查区植被总面积的19.31%；然后是旱地植被，面积为6.69hm2，占生态调查区植被总面积的17.87%；最后是暖温性针叶林，面积5.82 hm2，占生态调查区植被总面积的15.54%。

表2 拟建工程占用植被情况一览表

通过现场调查，结合GIS技术，拟建某风电场工程区主要植物群落分布情况见表3。

表3 拟建工程区主要植物群落的分布情况

4 结论与讨论

(1)根据以上分析结果提出以下优化建议和意见

A片区：5#渣场另行选址，重新规划连接12#至11#风机场内道路，尽量选用已有道路；优化其他场内道路，尽量避让植被覆盖率高、连片分布的半湿润常绿阔叶林； A4-6#微调，避让硬叶常绿阔叶林；A4-11#微调至旁边旱地，避让半湿润常绿阔叶林。

B片区：B3-6#至B3-9#、B3-12#至B3-14#、B3-16#至B3-18#共10个风机机位或场内道路占地，涉及以黄杨(Buxussp.)为单优或优势的石灰岩灌丛，该种植被类型是一类，一经破坏即很难恢复，从生态保护角度，建议上述10台风机机位及连接道路重新选址，应进一步优化。

(2)在风电场植被生态现状的研究调查中，通过GIS技术的应用，不仅能制定准确的调查研究路线，提高实地调查效率，同时还能准确地呈现研究区植被分布现状，并能快速处理和分析研究区拟建工程布局对植被的占用情况和影响程度，便于我们从生态保护角度，科学合理地提出风电场工程布设的优化建议和意见。