5·12 震区生态环境转变探究

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将研究区分为一系列独立的评价因子，建立各评价因子质量状况的属性数据库，通过ID号将属性数据库和空间数据库相关联，生成基于各评价因子质量水平的专题地图，从而揭示生态环境质量的空间格局，可以从深度和广度两个方面对生态环境做出评价。

综合指数评价法:综合指数评价法［6］以数学综合作为环境质量评定尺度，根据生态环境质量涉及多要素多因子的特点，就各个因子对质量状况的贡献大小进行定量化综合分析。在反映生态环境质量各个侧面指标的基础上产生综合指标，进而综合评价生态环境质量，可以体现生态环境评价的综合性、整体性和层次性。

归一化植被指数:归一化植被指数(NDVI)［7］又称标准化植被指数，定义为近红外与红波段数值之差和这两个波段数值之和的比值。由于近红外和红波段包含90%以上的植被信息，通常利用植物在近红外与红两个波段光谱值的差异值来估算植被生长状态和覆盖度。

指标体系构建和信息提取

指标体系构建生态环境评价指标体系具有多层次结构，目前，国内对生态环境质量评价还没有统一的规范，不同学者因研究区域和地理背景不同，所采用的指标体系有所差异［8-10］。在实际研究中，评价指标可以根据研究的侧重点、可操作性进行筛选。本文研究的是震后生态环境变化，考虑到林地损毁、山体裸露、水源涵养功能下降以及地质灾害等特点，最终构建了能够反应生态环境质量现状和变化情况的目标层、影响要素层和指标层3层次指标体系结构(如表1所示)。采用AHP方法确定各指标权重，并通过了层次总排序一致性检验(一致性比率CR=0.008＜0.10)。

指标信息提取1)土地利用变化土地利用分类采用全国二级分类系统，分为耕地、林地、草地、水域、建设用地、未利用地等6个大类。通过主成分分析后进行假彩色合成，除去波段相关性，使不同地物区分更加明显，借助实地调查辅助选取样本，利用ENVI平台对图像进行监督分类，提取两期影像的土地利用情况，基于此，通过NDVI差值计算、主成分变换和图像融合得到研究区土地利用变化情况。地震及其引发的地质灾害和灾后重建等使得大面积林地、耕地向未利用地和建设用地转换;地震后河道阻塞形成堰塞湖，造成耕地的淹没和水域面积的增加。2)植被覆盖度植被是构成生态环境系统的基本成分，直接反应一个地区生态环境状况。植被覆盖度与植被指数呈近似线性相关，可以通过NDVI植被指数的提取来获得相应的植被覆盖度［11］。根据计算可知:由于地震的影响，次生灾害发育较多，在研究区东南部北川老县城周边以及沿省道105线的地质灾害区域，植被明显减少，植被覆盖度明显降低。3)土壤湿度土壤湿度指数是反映土壤中水分含量和作物水分状况的一个指标，土壤湿度也是各类生态系统中的重要因素之一。土壤湿度变化较大的地方主要集中在唐家山堰塞湖周边、次生灾害治理区、灾后重建的新地区等。4)地质灾害采用常规遥感分类和人机协同的方式半自动提取地质灾害信息，然后进行缓冲区分析，按照地质灾害的影响范围，把影响范围划分为50m、100m、150m和200m4个缓冲区域。根据分析可知:地质灾害主要分布在北川东南部的老县城及沿河流域的高山峡谷地带，灾害以泥石流、滑坡、崩塌为主。5)高程和坡度高程和坡度信息主要根据研究区DEM在ArcGIS中提取，根据提取信息可知:研究区高程在540m－4500m之间，海拔相对较高;大部分地区坡度较大，30°以上区域约占65%。

生态环境变化与评价

根据生态环境受损程度、服务功能、自我修复能力和生态系统结构完整性，将生态环境质量等级按表3进行划分。采用AHP方法和综合指数评价法，基于指标体系中生态环境因子信息的提取，利用ArcGIS栅格计算功能，对各因子指标值进行加权运算并按评价值及等级标准划分，得到如图1所示的生态环境质量评价等级图。

5•12地震前，北川地质灾害相对较少，生态环境状况总体良好，小部分在西部边缘的高山冰雪覆盖区域以及东部河滩地区生态环境相对较差;地震后，北川生态环境遭到一定程度的破坏，特别是东南部老县城及附近地区地质灾害频繁，沿河流高山峡谷区域生态环境受到较大破坏，生态服务功能降低，自我修复困难，生态环境问题突出。新县城异地重建区域由于土地利用变化、植被覆盖度降低和土壤湿度变化亦导致生态环境质量有所下降。经分析主要是地震发生后，沿河谷两侧发育了大量的滑坡、崩塌和次生地质灾害等，破坏地表植被覆盖，同时滑坡等造成山体变形、移动，再加上快速重建中诸如新县城异地重建等人类活动，地区环境遭到破坏，造成该地区生态环境质量的下降。

结束语

本研究借助RS和GIS技术，对北川县地震前后生态环境变化情况进行了初步确定和分析，主要结论如下:①利用RS数据提取生态环境相关因子信息进行动态分析具有较好的效果，为研究生态环境变化分析提供了一种有效的方法;②利用GIS栅格计算等功能进行生态环境质量评价，从一定程度上避免了人为干扰的因素，结果较为客观;③RS和GIS的结合是提取广域面积信息非常有效的方式，有利于进行动态监测和评估，对灾后生态环境的监测和恢复具有重要的意义;④生态环境体系是一个庞大的系统，因研究的侧重点不同，除文中所述的几个主要因子，还需考虑相关的社会、经济因素，这些方面的工作需要今后进一步的深入研究。

作者：张飞史海霞杨斌单位：西南科技大学