“十四五”生态质量评价办法应用研究与讨论——以江苏省宜兴市为例

姜晟，王甜甜，蔡琨，李旭文，纪轩禹，吴晓全，陶旸

(1. 江苏省环境监测中心，江苏 南京 210019；2. 江苏省基础地理信息中心，江苏 南京 210013)

“十四五”是我国全面建成小康社会、实现第一个百年奋斗目标后，开启全面建设社会主义现代化国家新征程、向第二个百年奋斗目标进军的关键期，也是我国生态文明建设实现生态环境质量改善由量变到质变的关键期。全面、科学、准确地评价全国及各地区生态质量是进一步做好生态保护修复工作的前提和基础。生态环境部门是组织开展生态质量监测评价的责任主体。原国家环保总局在2006年发布了《生态环境状况评价技术规范(试行)》(HJ/T 192—2006)，以行业标准规范的方式规定了生态环境状况评价的指标体系和计算方法，用于我国县级以上区域生态环境现状及动态趋势的年度综合评价[1]。2015年，原环境保护部对这一规范进行了第1次修订，形成了《生态环境状况评价技术规范》(HJ 192—2015)，优化了原有指标和方法[2]。2021年10月，生态环境部制定并印发了《区域生态质量评价办法(试行)》(环监测〔2021〕99号)，明确规定了生态质量评价的指标体系、数据要求和评价方法，适用于县级及以上区域[3]，与原规范相比进一步突出“生态”特色，涵盖了生态格局、生态功能、生物多样性和生态胁迫4大类18项指标，为“十四五”生态质量评价工作提供了重要依据。

现将江苏省宜兴市作为研究区，依照《区域生态质量评价办法(试行)》开展研究及评价，以期为“十四五”生态质量监测评价工作及同类研究提供参考借鉴。

1 研究区概况

宜兴市，隶属于江苏省无锡市，位于北纬31°07′—31°37′，东经119°31′—120°03′。地处江苏省西南端、沪宁杭三角中心，东面太湖水面与苏州太湖水面相连，东南临浙江省长兴县，西南界安徽省广德市，西接常州市溧阳市，西北毗连常州市金坛区，北与常州市武进区相傍。地势南高北低，西南部为低山丘陵，东部为太湖渎区，北部和西部分别为平原区和低洼圩区。市域面积1 996.6 km2，户籍总人口107.58万人。宜兴地区资源丰富，降水丰沛，河流湖荡密布，有天然湖荡30个(不含太湖)，拥有竹子、松树、杉树等品种为主的用材林，是江苏省竹林资源最丰富的地区和茶叶主要产区。有野鸭、黄雀、黄鹂等上百种野生鸟类，野猪、刺猬、松鼠等多种野生哺乳动物，银鱼、鲫鱼、草鱼、蚌、蟹等几十种水产[4-6]。

总体来看，宜兴市山水林田湖草等生态系统类型齐全，生物多样性较为丰富，同时考虑该区域生态监测基础较好，尤其是具备一定的生物多样性调查数据，因此选择将其作为县域生态质量指数(EQI)评价的研究区。

2 研究方法

2.1 指标体系

生态质量评价指标体系见表1。具体包括4个一级指标，11个二级指标，18个三级指标。

表1 生态质量评价指标体系①

2.2 数据来源

研究涉及的主要数据包含地理信息数据、卫星遥感数据及生物多样性数据3大类。其中，地理信息数据方面涉及宜兴市行政区划边界矢量数据(2021年)、宜兴市生态保护红线边界矢量数据(2021年)。卫星遥感数据方面包含卫星影像及部分遥感产品数据，前者主要为国产“高分”“资源”系列卫星影像数据，共6幅，区域覆盖宜兴全境，时间为2021年，空间分辨率2 m；后者是美国国家航空航天局(NASA)官方网站下载的归一化植被指数(NDVI)遥感产品数据，区域覆盖宜兴全境，时间为2021年5—9月，空间分辨率250 m。生物多样性数据包括重点保护生物物种数、指示生物类群相关数据，由南京农业大学等单位提供。

2.3 评价方法

在其他数据基本完备的前提下，依据《区域生态质量评价办法(试行)》，对宜兴市生态质量进行研究与评价，主要包括，遥感影像解译和各类评价指标分析2个步骤。

生态类型数据是区域生态质量评价的重要数据基础，无法直接获得，需要通过遥感影像解译的方式获取。目前较为常用的解译方式分为人工解译和自动解译[7-8]，前者适用于高精度要求业务场景，后者效率更高、但精度稍差。为追求更为准确的监测结果，采用了基于先验数据的人工解译技术方法，即同时参考2020年宜兴市地理国情监测结果以及2021年宜兴市卫星影像数据，依据生态质量遥感解译分类体系开展人工目视解译, 生态质量遥感解译分类体系见表2。综合形成2021年宜兴市生态类型现状数据，用于区域生态质量评价指标测算。

表2 生态质量遥感解译分类体系

各项指标计算均参照《区域生态质量评价办法(试行)》，其中生态功能方面宜兴市属于其他县域，按照生态活力指标评价，宜兴市EQI及一级指标计算公式如下：

生态质量指数(EQI)=0.36×生态格局+0.35×生态功能+0.19×生物多样性+0.10×(100-生态胁迫)

(1)

生态格局=0.32×EL+0.68×(0.10×ECRR+0.80×HQI+0.10×PC)

(2)

式中：EL——生态用地面积比指数；ECRR——生态保护红线面积比指数；HQI——生境质量指数；PC——重要生态空间连通度指数。

生态功能=生态活力=0.6×C+0.4×DW

(3)

式中：C——植被覆盖指数；DW——水网密度指数。

生物多样性=0.30×KSr+0.70×(0.62×Qt+0.38×Bps)

(4)

式中：KSr——重点保护生物指数；Qt——指示生物类群生命力指数；Bps——原生功能群种占比指数。

生态胁迫=0.74×LDI+0.26×NDI

(5)

式中：LDI——陆域开发干扰指数；NDI——自然灾害受灾指数。

3 结果与分析

3.1 生态格局

宜兴市的生态格局由生态用地面积比指数、生态保护红线面积比指数、生境质量指数和重要生态空间连通度指数4项指标共同评价。基于遥感影像解译结果，2021年宜兴市生态类型空间分布见图1。由图1可见，2021年宜兴市生态用地面积累计1 630.3 km2，占区域国土面积比例为81.7%；其中，林地、草地、水域湿地、耕地面积分别为535.2，115.5，561.5，418.1 km2，水域湿地所占比例最大(28.1%)，其次是林地(26.8%)；生态用地面积比指数测算结果为68.7。

图1 2021年宜兴市生态类型空间分布

基于生态保护红线边界矢量数据在地理信息系统(GIS)软件中计算空间面积，2021年宜兴市生态保护红线空间分布见图2。由图2可见，2021年宜兴市生态保护红线面积为430.42 km2，占区域国土面积比例为21.6%，生态保护红线面积比指数测算结果为54.4。生境质量方面，除生态用地以外，2021年宜兴市建设用地和未利用地面积分别为364.5，0.8 km2，合计占区域国土面积比例为18.3%，加权计算后的生境质量指数为42.0。重要生态空间连通指数由林地、草地、水域湿地合并后面积>0.1 km2的斑块计算得到，2021年宜兴市的测算结果为30.4。综上可知，2021年宜兴市生态格局指数为50.6。

图2 2021年宜兴市生态保护红线空间分布

3.2 生态功能

图3 2021年宜兴市植被覆盖指数空间分布

3.3 生物多样性

生物多样性评价共涉及重点保护生物指数、指示生物类群生命力指数、原生功能群种占比指数3项指标。2018年9月—2019年10月开展的宜兴市生物物种本底调查结果表明，宜兴市境内有明确观测记录的生物物种数共有1 813种。按生物类群划分，包括高等植物773种、哺乳类19种、鸟类139种、爬行类11种、两栖类12种、蝶类27种、其他生物832种，其中符合《国家重点保护野生动物名录》的物种共14种，符合《国家重点保护野生植被名录》的物种共19种。部分重点保护野生动植物见图4(a)(b)(c)(d)。参照上述资料测算，2021年宜兴市重点保护生物指数为18.2。指示生物类群生命力指数计算需同时具备初始年、现状年2期数据，因缺少历史数据，所以在研究过程中直接采用了生态环境部2020年初步研究测算的基准数据，取值为50.3。原生功能群种占比指数因缺少数据来源，未参与计算。根据重点保护生物指数、指示生物类群生命力指数2项指标计算，2021年宜兴市生物多样性指数为40.7。

图4 宜兴市部分珍稀保护动植物

3.4 生态胁迫

宜兴市的生态胁迫评价涉及陆域开发干扰指数、自然灾害受灾指数2项指标。根据遥感影像解译结果，2021年宜兴市开发建设用地面积共计364.5 km2，其中1.6 km2位于生态保护红线内，主要类型为其他建设用地，对辖区内重要生态空间的负面影响在可控范围内，其余362.9 km2均位于生态保护红线外，陆域开发干扰指数测算结果为61.1。根据相关部门公开的资料显示[4-6]，2021年宜兴市未出现因气象、地质、生物、生态环境等自然因素造成的生态系统灾害性事件，因此自然灾害受灾指数为0。综上，2021年宜兴市生态胁迫指数为45.2，主要来自开发建设等人类活动对生态空间的占用。

3.5 生态质量

综合上述各项指标测算结果，2021年宜兴市EQI为62.7，达到二类标准。从各方面数据来看，宜兴市生态格局良好(50.6)，生态用地比例较高(81.7%)，超过1/5的国土面积被划作生态保护红线(21.6%)，山水林田湖草一体化保护程度高；生态功能优势显著(89.3)，植被覆盖与水网密度均达到较高水平；生物多样性较丰富(40.7)，通过本底调查记录的生物物种数共有1 813种，含国家重点保护野生生物33种；生态胁迫基本可控(45.2)，建设用地比例约18.3%，在经济发达、人口稠密的长三角腹地人类干扰强度已相对较低。

为进一步分析宜兴市生态质量的“得分点”与“失分项”，对2021年宜兴市EQI指数实际参评的10项指标按得分值和得分率进行统计,统计结果见表3。得分值为指标实际值乘以指标权重值，得分率为实际得分值除以各指标理论满分值。由表3可见，2021年宜兴市生态质量评价得分值排名前3的指标为植被覆盖指数(17.26分)、水网密度指数(14.00分)和生境质量指数(8.22分)；除自然受害受灾指数外，得分率排名前3的指标为水网密度指数(100%)、植被覆盖指数(82.2%)和指示生物类群生命力指数(81.1%)；得分率最低的3项指标依次为重点保护生物指数(18.2%)、重要生态空间连通度指数(30.2%)和陆域开发干扰指数(38.9%)。研究结果表明，宜兴市在自然资源禀赋方面优势较为明显，生态保护与修复工作成效良好，但同时也需要进一步加强生物多样性保护，促进重点保护生物物种数稳中有升，合理控制开发建设规模、增强自然生态空间连通性与聚集度，保持生态质量的稳定和改善。

表3 2021年宜兴市生态质量指数(EQI)得分情况

4 结论与讨论

(1)宜兴市的初步评价应用表明，《区域生态质量评价办法(试行)》在评价县域生态质量方面具有较强的可行性与适用性，其评价指标统筹兼顾生态格局、生态功能、生物多样性、生态胁迫等方面，能够更为全面、科学、准确地反映区域生态质量现状与变化情况。从数据可获取性来看，遥感类指标一般时效性较好，可当年获取；生物多样性指标通常依赖本底调查和长期观测，实际评价时可能需要使用相近年份的数据加以替代，部分指标计算方法较为复杂，专业性较强。

(2)2021年，宜兴市EQI为62.7，生态质量类别为二类；生态格局、生态功能、生物多样性、生态胁迫等4项指数分别为50.6，89.3，40.7，45.2；三级指标中，植被覆盖指数和水网密度指数是宜兴市的主要得分点，重点保护生物指数、重要生态空间连通度指数和陆域开发干扰指数等方面则有待进一步加强。宜兴市应在“十四五”期间继续发挥自然资源禀赋优势，持续加强生态保护修复力度，合理控制开发建设规模，保持生态质量稳中有升。

(3)新的生态质量评价办法为生态环境监测部门指明了发展方向，尤其是在生态系统遥感监测和生物多样性观测方面提出了更高的工作要求，各级监测部门以及同领域的研究机构应当进一步加强人才队伍和能力建设、完善监测网络、形成技术体系，在“十四五”期间共同推动生物多样性监测站网建设，组织开展例行化监测工作，逐步掌握和积累区域本底数据与变化情况，从而适应新时期生态监测工作需要，更好地为我国生态文明建设工作添砖加瓦。

致谢

特别感谢中国环境监测总站生态室罗海江主任、董贵华研究员，南京农业大学王备新教授在研究过程中给予的指导及支持！