基于GIS的白洋淀流域生态环境评价_韩美清

第15卷第3期中国生态农业学报Vol.15No.3 2007年5月Chinese Journal of Eco-Ag riculture M ay,2007基于GIS的白洋淀流域生态环境评价*

韩美清1,2王路光2王靖飞2王世研3郭平毅1**

(11山西农业大学农学院太谷030801;21河北省环境科学研究院石家庄050051;

31中国药科大学生命科学与技术学院南京210009)

摘要采用GIS技术和生态环境状况评价技术规范,对白洋淀流域生态环境状况进行了评价。结果表明:白洋淀流域生态环境状况指数为53103,属/一般0级别,表现为植被覆盖度中等,生物多样性一般,较适合人类生存。流域水网密度指数和环境质量指数低,仅分别为11118和12168,是造成流域内生态环境状况指数偏低的主要原因,

也是人类生存的制约因子。

关键词白洋淀生态环境GIS评价

Eco-environmental evaluation of Baiyangdian Watershed using GIS.HAN Mei-Q ing1,2,WAN G Lu-Guang2,WAN G Jing-

F ei2,WAN

G Shi-Y an3,GU O P ing-Yi1(1.School of Agr icultur e,Shanxi A gricultural U niversity,T aigu030801,China;2.

Hebei Prov incial Academy of Environmental Science,Shijiazhuang050051,China;3.School of L ife Science and T echnolo-

g y,China Pharmaceutical U niversity,N anjing210009,China),CJEA,2007,15(3):169~171

Abstract T he eco-env ironment of Baiyang dian L ake Watershed was evaluated by using GI S technology.T he r esults show that the exponent of eco-env ironmental status is53105graded as/g eneral grade0.T his grade of eco-env iron-mental status has a medium veg etation coverage and biodiversity with suitable env ironment for human living.T he lim-it ing factors for human living in the area are water density and environmental qualit y,w hich are low er,11118and 12168,r espectiv ely.

Key words Baiy angdian L ake,Eco-environmente,G IS,Ev aluation

(Received Sept.11,2006;r ev i sed Nov.5.2006)

白洋淀是华北平原仅存常年积水的最大淡水湖泊,也是华北平原现存为数不多的生态湿地之一,以其不可替代的生态功能,被称作/华北之肾0[1]。由于受自然条件和人类活动影响,近年来入淀河流地表径流减少,且接纳了大量的城镇生活污水和工业废水,河流水质污染严重,入淀后对淀区水质影响很大,白洋淀生态环境受到严重威胁[2]。白洋淀研究多集中于流域水污染状况、水体富营养化程度评价及其形成机理、湿地水资源承载能力及水环境安全评价、湿地退化与生态恢复等方面[3~7],基于GIS 技术的白洋淀流域范围的生态环境状况研究尚鲜见报道。本研究针对2006年3月白洋淀大面积死鱼事件的发生,首次采用国家环境保护总局发布的5生态环境状况评价技术规范(试行)6(HJ/T192-2006)方法,利用遥感和地理信息系统(RS/GIS)技术,对白洋淀流域当前的生态环境状况进行了评估,为白洋淀流域生态环境保护及环保部门决策提供理论依据。

1研究区域概况与研究方法

白洋淀流域位于华北平原中部,东经113b39c~116b11c,北纬39b4c~40b4c之间,属海河流域大清河水系,跨河北、山西两省和北京市的38个市县。流域面积31200km2,河北省占81.04%,山西省占11.85%,北京市占7.11%,保定地区则占河北省流域面积的85%左右。流域地形地貌复杂,地势西高东低,依次为中山、低山、丘陵、平原和洼淀,山区占流域面积的64.1%[8]。白洋淀上承九河,下注渤海,地势低洼,是华北地区惟一的大型平原湖泊湿地,对调节华北地区生态环境,改善区域温湿状况,补充地下水源,调节小气候,保持生物多样性和珍稀物种资源,维护区域生态平衡起着重要作用[9]。

*河北省环保局科技项目(200304)和河北省科技厅项目(04276713)资助

**通讯作者

收稿日期:2006-09-11改回日期:2006-11-05

图1 土地覆盖分类图

F ig.1 T he distr ibut ion of land co

ver 图2 土壤侵蚀现状分布图Fig.2 T he distribution of soil erosion status

本研究选用2005年分辨率为30m 的美国陆地资源卫星Landsat 7ET M +5月有效时相影像数据为遥感数据源,RS /GIS 技术与实地监测结合,采用1B 100000比例尺地形图数据,经过传感器辐射定标,几何校正,图像处理及图像信息提取等,对白洋淀流域生态环境进行解译和调查。卫星照片解译总面积21415122km 2,为白洋淀流域河北保定区,解译土地覆盖分类图(见图1)和土壤侵蚀现

状分布图(见图2)。根据卫星遥感解译数据,参照5生态环境状况评价技术规范(试行)6(HJ/T 192

-2006),采用生态环境状况指数(Ecological index ,EI )公式进行计算[10]:

EI =0125@生物丰度指数+012@植被覆盖指数+012@水网密度指数+012@

(100-土地退化指数)+0115@环境质量指数

(1)生物丰度指数=A bio @(0135@林地+0121@草地+0128@水域湿地+0111@耕地+0104@

建设用地+0101@未利用地)/区域面积

(2)植被覆盖指数=Aveg @(0138@林地面积+0134@草地面积+0119@耕地面积+0107@

建设用地+0102@未利用地)/区域面积(3)

水网密度指数=Ariv @河流长度/区域面积+Alak @湖库(近海)面积/区域面积+Ares @水资源量/区域面积(4)土地退化指数=Aero @(0105@轻度侵蚀面积+0125@中度侵蚀面积+017@重度侵蚀面积)/区域面积(5)

环境质量指数=014@(100-A SO 2@SO 2排放量/区域面积)+014@(100-A COD @COD 排放量/区域

年均降雨量)+012@(100-A sol @固体废物排放量/区域面积)

(6)式中,A bio 、A veg 、A riv 、Alak 、A res 、A ero 、A so 2、A COD 、

A sol 分别为生物丰度指数、植被覆盖指数、河流长度、湖库面积、水资源量、土地退化指数、SO 2、COD 、固体废物的归一化系数,其取值分别为400162、355124、46143、17188、61142、146133、0106、0133和0107。

2 结果与分析

生态环境状况分为优、良、一般、较差和差5个级别,对应的生态环境状况指数分别为EI \75、55[EI <75、35[EI <55、20[EI <35和EI <20,所表示的状态分别为:植被覆盖度高,生物多样性丰富,生态系统稳定,最适合人类生存;植被覆盖度较高,生物多样性较丰富,基本适合人类生存;植被覆盖度中等,生物多样性一般水平,较适合人类生存,但有不适合人类生存的制约性因子出现;植被覆盖度较差,严重干旱少雨,物种较少,存在明显限制人类生存的因素;条件较恶劣,人类生存环境恶劣。

经计算白洋淀流域生态环境状况指数为53103,生物丰度指数、植被覆盖指数、水网密度指数、土地退化指数和环境质量指数分别为61159、76110、11118、8163和12168。参照生态环境状况分级,可知白洋淀流域170 中国生态农业学报第15卷