2021-4-9 | 生態(tài)質(zhì)量論文
生態(tài)質(zhì)量評價是根據(jù)選定的質(zhì)量體系和質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn),運(yùn)用恰當(dāng)?shù)姆椒ㄔu價某區(qū)域生態(tài)質(zhì)量的優(yōu)劣及其影響作用關(guān)系[1]。對某個地區(qū)的生態(tài)質(zhì)量進(jìn)行評價,有助于把握當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)歷史和現(xiàn)狀,并有助于當(dāng)?shù)丨h(huán)境質(zhì)量的預(yù)評估,通過質(zhì)量評價提出合理、科學(xué)的建議,有利于保護(hù)生態(tài),提高環(huán)境的宜居度。早在二三十年前中國就有很多學(xué)者開展了生態(tài)保護(hù)相關(guān)的研究,而生態(tài)質(zhì)量評價在近年來也已成為生態(tài)學(xué)方面的研究熱點,如惠秀娟等[2]采用主成分分析法對遼寧省遼河水生態(tài)系統(tǒng)的健康情況進(jìn)行評價,張繼權(quán)等[3]通過構(gòu)建適于山區(qū)的生態(tài)安全評價模型對白山市的生態(tài)安全進(jìn)行評價,張燕等[4]用參評因子動態(tài)排序法對秦淮河的水質(zhì)進(jìn)行了評價。
這些研究均通過指標(biāo)選取-權(quán)重-建立評價模型,實現(xiàn)對研究對象的質(zhì)量評價。對福建全省各地生態(tài)質(zhì)量環(huán)境現(xiàn)狀的氣象評價,目前公開報道僅見于李麗純等于2006年對福建省2006年7-9月生態(tài)環(huán)境現(xiàn)狀的氣象評價[5]。本文擬根據(jù)福建省具體的生態(tài)監(jiān)測數(shù)據(jù),選擇濕潤指數(shù)、植被覆蓋指數(shù)、水體密度指數(shù)、土地退化指數(shù)、災(zāi)害指數(shù)5個因子,從氣象方面、以年為單位對福建省2007-2010年的年度生態(tài)質(zhì)量進(jìn)行氣象評價,并采用GIS和SPSS分別對其時空變化特征進(jìn)行分析,總結(jié)福建全省近幾年的生態(tài)環(huán)境空間分布狀況和時間變化特征,為本省生態(tài)環(huán)境保護(hù)提供理論依據(jù)。
1資料與方法
1.1研究區(qū)概況
福建地處低緯亞歐大陸東南岸,地理位置23°33'-28°20'N、115°50'-120°40'E,陸域面積1.214×105km2,東瀕東海與南海,面臨臺灣海峽與臺灣省隔海相望,海岸線長度位居全國第二。福建屬亞熱帶海洋性季風(fēng)氣候,年平均氣溫15.2~21.8℃,各地年平均降雨量基本都在1000mm以上,年日照時數(shù)1754~2482h[5],主要氣象災(zāi)害有干旱、洪澇、臺(大)風(fēng)、寒(凍)害和強(qiáng)對流天氣。福建素有“八山一水一分田”之稱,山地丘陵占了全省土地面積80%以上。耕地類型比較復(fù)雜,有水田與旱地之分,大部分以水田為主,占80.8%,旱地僅占19.2%。福建是中國4大林區(qū)之一,森林覆蓋率達(dá)62.96%,居全國第一,素有南方“綠色寶庫”之稱。全省林地面積9.08×106hm2,占土地總面積的74.74%,主要包括林地、灌木林地、疏林地、未成林造林地和宜于造林的無林地[6]。福建河流眾多,水資源蘊(yùn)藏量豐富,全省較大的河流有閩江、九龍江、汀江、晉江、賽江和木蘭溪,即“五江一溪”。其中閩江長541km2,流域面積6.09×104km2,是東南沿海地區(qū)流域面積最大的河流。
1.2資料及來源
利用2007-2010年福建全省67個臺站的地面氣象觀測數(shù)據(jù)計算各縣(市)濕潤指數(shù)和災(zāi)害指數(shù)。數(shù)據(jù)包括月平均氣溫(℃)、月降水量(mm)、月平均10m風(fēng)速(m/s)、月平均相對濕度(%)、月平均氣壓(mb)、飽和水汽壓(mb)、各類氣象災(zāi)害受災(zāi)面積(hm2),資料分別由福建省氣象臺和福建省氣候中心提供。水體面積(hm2):每年每季度選取一張EOS/MO-DIS晴天影像資料,通過遙感解譯獲取全省水體分布的shapfile文件,然后通過GIS空間分析插件計算各縣(市)的水體面積。分縣(市)分類土地利用面積,包括水田、旱地、林地、灌木林地、草地、土地退化面積等,由福建省農(nóng)業(yè)資源綜合數(shù)據(jù)庫提供。
1.3方法
1.3.1評價模型
采用李麗純等[5]的模糊綜合評價法對福建省年度生態(tài)質(zhì)量進(jìn)行氣象評價,其中,生態(tài)質(zhì)量氣象評價指數(shù)由各單項評價指數(shù)加權(quán)計算所得,單項評價指數(shù)包括濕潤指數(shù)、水體密度指數(shù)、植被覆蓋指數(shù)、土地退化指數(shù)和災(zāi)害指數(shù)。其中,年度濕潤指數(shù)K=Ra/(∑ETi),Ra為年度降水量,∑ETi為年度12個月潛在蒸散量之和。根據(jù)《生態(tài)質(zhì)量氣象評價規(guī)范(試行)》[7],ETi為ETi=22di(1.6+U1/2i)Woi(1-h(huán)i)P1/2i(273.2+ti)1/4(1)其中,i是月份編號,Pi是月平均氣壓(mb),ti是月平均氣溫(℃),di是月的天數(shù),Ui是10m高度觀測的月平均風(fēng)速(m/s),Woi是在溫度為ti時的飽和水汽壓(mb),hi是月平均相對濕度(%)。計算區(qū)域生態(tài)質(zhì)量等級時,當(dāng)K>1時,取K=1。其它單項指數(shù)均通過加權(quán)計算得到,具體算法詳見文獻(xiàn)[5]。
1.3.2空間分布圖制作
采用GIS制作福建全省生態(tài)質(zhì)量空間分布圖,分析全省生態(tài)質(zhì)量的空間分布狀況。
1.3.3時間分布特征分析
采用統(tǒng)計學(xué)中的數(shù)理推斷方法分析生態(tài)質(zhì)量的時間分布特征,分析軟件采用SPSS11.5[8-9]。
2結(jié)果與分析
2.1生態(tài)質(zhì)量氣象評價指數(shù)
根據(jù)李麗純等[5]的模糊綜合評價法,利用福建省地面觀測數(shù)據(jù)、土地利用數(shù)據(jù)和遙感數(shù)據(jù),計算福建省各縣市年度生態(tài)質(zhì)量氣象評價指數(shù)值,得到2007年各縣市生態(tài)質(zhì)量氣象評價指數(shù)值介于0.54~0.67,2008年為0.53~0.67,2009年為0.47~0.67,2010年為0.53~0.67。對照生態(tài)質(zhì)量評價分級標(biāo)準(zhǔn)(表1)[7],福建省大部分縣(市)生態(tài)質(zhì)量良好,即生態(tài)質(zhì)量氣象評價值介于0.55~0.70。其中,2007年福建省生態(tài)質(zhì)量為良好的縣(市)有65個,占全省行政區(qū)數(shù)(67)的97.0%,2008年有63個,占94.0%,2009年有60個,占89.6%,2010年有64個,占95.5%,其余縣(市)生態(tài)質(zhì)量評價等級為一般,均未出現(xiàn)評價等級為優(yōu)、較差或差的區(qū)域;2007年生態(tài)質(zhì)量氣象評價等級為一般的縣(市)為漳州市區(qū)、石獅市,2008年為漳州市區(qū)、晉江市、石獅市,2009年為漳州市、龍海市、廈門市、東山縣、泉州市、晉江市、石獅市,2010年為漳州市、晉江市和石獅市。這些生態(tài)質(zhì)量氣象評價等級曾為一般的縣(市),除龍海市植被覆蓋指數(shù)(0.33)較高外,其余縣(市)的植被覆蓋指數(shù)均較低,均在0.22以下,說明植被覆蓋是影響福建省生態(tài)質(zhì)量的關(guān)鍵因子,植被覆蓋的好壞對生態(tài)質(zhì)量的優(yōu)劣具有決定性的作用。因此,通過保護(hù)自然植被和增加人工植被來加強(qiáng)綠化,提高區(qū)域植被覆蓋指數(shù),對生態(tài)質(zhì)量的改善具有重要意義。
2.2空間分布
根據(jù)模型計算結(jié)果制作全省年度生態(tài)質(zhì)量評價指數(shù)空間分布圖(圖1),由圖中可見:(1)福建省大部縣(市)生態(tài)質(zhì)量較好,生態(tài)質(zhì)量氣象評價指數(shù)值達(dá)到0.63以上,靠近生態(tài)質(zhì)量優(yōu)的等級;(2)2007-2010年福建省年度生態(tài)質(zhì)量空間分布具有明顯的區(qū)域性,沿海縣(市)稍差,西北部縣(市)普遍較好,生態(tài)質(zhì)量氣象評價指數(shù)基本都在0.63以上。(3)2007-2010年福建省生態(tài)質(zhì)量空間分布基本維持不變,延續(xù)沿海環(huán)境質(zhì)量稍差、內(nèi)陸較好的分布狀態(tài)。內(nèi)陸地區(qū)植被保存較好,尤其是武夷山市因其界內(nèi)包括了武夷山國家級自然保護(hù)區(qū),該保護(hù)區(qū)擁有同緯度帶現(xiàn)存面積最大、保存最為完整的中亞熱帶森林生態(tài)系統(tǒng),植被覆蓋度非常好,而植被覆蓋對區(qū)域環(huán)境生態(tài)質(zhì)量的貢獻(xiàn)最大,因此內(nèi)陸地區(qū)生態(tài)質(zhì)量氣象評價指數(shù)普遍較高。