白水河流域生态环境质量评价

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有学者运用《生态环境状况评价技术规范（试行）》（HJ／T192－2006）［4］标准中的生态环境状况评价指标体系和计算方法对小流域的生态环境质量进行评价研究．如：郑淑娟等利用评价指标体系对闽江流域生态环境质量评价进行了评价［11］；仙巍等利用遥感及评价指标体系，得出岷江上游2005年生态环境质量较好，生态环境质量分级达到了优，岷江上游茂县2005年生态环境质量略微好于2000年，其余4个县生态环境质量在此期间无明显变化［12］；张建龙等构建了玛蚋斯河流域生态环境质量评价指标体系，得出30年该流域生态环境由较差状态转化为一般状态，生态环境质量在向良性循环方向发展；龚文峰利用评价指标体系对松花江流域生态环境进行了评价，对区域土地生态环境的保护和改善具有积极意义［13］．本文采用遥感的方法，结合技术规范的评价指标体系和计算方法等要求，对白水河流域的生态环境质量进行评价，分析了该流域目前存在的主要生态问题交提出了相应的对策措施．

研究区自然概况

白水河是洞庭湖水系沅江下游左岸的一级支流酉水河的上游，发源于湖北省宣恩县椿木营乡的火烧堡，分水岭高程2014．5m．有观音坪、沙坪、竹园和小河口水电站规划梯级位于白水河干流的上游．流域的地势为东北高、西南低，白水河自东北流向西南，全长89．9km．气候属亚热带湿润季风气候区，气候温和，雨量丰沛，且雨热同期．由于地形地貌的差异和海拔高度的变化，又呈复杂多变的山地气候．海拔越高，降水量越大，年平均气温越低．流域评价范围内植物种类丰富，是湖北省植物区系较丰富的地区之一．植被类型属湖北南部中亚热带常绿阔叶林地带，鄂西南山地植被区，武陵山山原植被小区．其中海拔560～1500m区域地处常绿落叶、阔叶混交林地带和常绿阔叶林带；海拔560～700m主要自然植物为灌丛和灌草丛，此外还有分布一定面积的农田、经济果木林等，原生植被较少；海拔700～1200m主要自然植被为落叶阔叶灌丛．常绿阔叶林在本带内低山、封闭沟谷有零星、小块状残存分布；海拔1200m～1500m随着海拔的升高，气温下降，湿度增大，落叶树种的比例逐渐增大，同时杉木林、马尾松林等针叶林所占比例也较大．

研究资料及方法

研究资料本文所用数据来源于卫星遥感图片，使用了2011年8月Landsat5－TM影像，精度为30m；评价体系中以县为评价单位的二氧化硫年排放量、COD排放量、固体废物年排放量源于2011年恩施州环境统计公报，其他数据来源于2011年宣恩县统计年鉴．

研究方法本文采用ERDASImagine9．1软件对卫星遥感图片进行遥感处理分析，通过非监督分类法，并结合实地考察测得的地面GPS样点数据和等高线、坡度、坡向等相关信息，对卫片（2011年8月）进行解译，产生植被初图，在植被图的基础上，进一步合并有关土地类型，得到土地利用类型图．从而完成数字化的土地利用类型图和景观格局图，最后进行景观质量和生态环境质量评价．依据《生态环境状况评价技术规范（试行）》［4］（HJ／T192－2006）的评价指标筛选原则，本文选取生物丰度指数、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5个指标分析流域内生物、植被、水资源、土地以及环境污染等情况，通过赋予各指标不同的权重，计算区域生态环境状况指数，综合区域总体生态环境质量．

生物丰度指数生物丰度指数是指通过单位面积上不同生态系统类型在生物物种数量上的差异，间接地反映被评价区域内生物丰度的丰贫程度［4］．生物丰度指数的计算公式［4］为：生物丰度指数＝Abio×（0．35×林地面积＋0．21×草地面积＋0．28×水域湿地面积＋0．11×耕地面积＋0．04×建设用地面积＋0．01×未利用地面积）／区域面积．式中，Abio为生物丰度指数的归一化系数，此处采用全国生物丰度指数归一化系数Abio＝400．62代入公式进行计算．

植被覆盖指数植被覆盖指数指被评价区域内林地、草地、农田、建设用地和未利用地5种类型的面积占被评价区域面积的比重，用于反映被评价区域植被覆盖的程度［4］．植被覆盖指数计算公式［4］为：植被覆盖指数＝Aveg×（0．38×林地面积＋0．34×草地面积＋0．19×耕地面积＋0．07×建设用地＋0．02×未利用地）／区域面积．式中，Aveg为植被覆盖指数的归一化系数．此处采用全国植被覆盖指数归一化系数Aveg＝355．24．

水网密度指数水网密度指数是指被评价区域内河流总长度、水域面积和水资源量占被评价区域面积的比重，用于反映被评价区域水的丰富程度［4］．水网密度指数的计算公式［4］为：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．式中，Ariv为河流长度的归一化系数．此处采用全国河流长度归一化系数Ariv＝46．43．式中，Alak为湖库面积的归一化系数，此处采用全国水资源量归一化系数Alak＝17．88．式中，Ares为水资源量的归一化系数，此处采用全国水资源量归一化系数Ares＝61．42．

土壤退化指数土壤退化指数是指被评价区域内风蚀、水蚀、重力侵蚀、冻融侵蚀和工程侵蚀的面积占被评价区域面积的比重，用于反映被评价区域内土地退化程度［4］．土壤退化指数的计算公式［4］为：土地退化指数＝Aero×（0．05×轻度侵蚀面积＋0．25×中度侵蚀面积＋0．7×重度侵蚀面积）／区域面积．式中，Aero为土地退化指数的归一化系数，此处采用全国土地退化指数归一化系数Aero＝146．33．

环境质量指数环境质量指数是指被评价区域内受纳污染物负荷，用于反映评价区域所承受的环境污染压力［4］．环境质量指数的计算公式［4］为：环境质量指数＝0．4×（100－ASO2×SO2年排放量／区域面积）＋0．4×（100－ACOD×COD年排放量／区域年均降雨量）＋0．2×（100－Asol×固体废物年排放量／区域面积）．式中，ASO2为SO2的归一化系数，此处采用全国SO2的归一化系数0．06；式中，ACOD为COD的归一化系数，此处采用全国COD的归一化系数0．33；式中，Asol为固体废物的归一化系数，此处采用全国固体废物的归一化系数0．07．

生态环境状况指数（EcologicalIndex，EI）生态环境指数是指反映被评价区域生态环境质量状况的一系列指数的综合．生态环境指数的计算公式［4］为：EI＝0．25×生物丰度指数＋0．2×植被覆盖指数＋0．2×水网密度指数土0．2×（100－土地退化指数）＋0．15×环境质量指数．

数据计算

土地利用类型面积2011年10月笔者制定了详细的野外考察计划，通过GPS定位，对各种土地类型进行定位．通过卫片解译得出评价区内有林地、水域湿地、耕地、建筑用地、未利用地5种土地利用类型，下分13种结构类型。

计算结果生物丰度指数＝400．62×［0．35×（139．27×0．6＋82．43×0．25＋4．16×0．15）＋0．28×（5．89×0．1＋1．96×0．6）＋0．11×（3．78×0．6＋12．20×0．4）＋0．04×（0．16×0．3＋2．65×0．4＋0．31×0．3）＋0．01×（0．3×0．49＋0．2×0．33）］／253．63＝60．04．3．3植被覆盖指数的权重及计算方法3．3．2计算结果植被覆盖指数＝355．24×［0．38×（139．27×0．6＋82．43×0．25＋4．16×0．15）＋0．19×（3．78×0．7＋12．20×0．3）＋0．07×（0．16×0．3＋2．65×0．4＋0．31×0．3）＋0．02×（0．3×0．49＋0．2×0．33）］／253．63＝57．58．

水网密度指数计算方法水网密度指数＝46．43×153．29／253．63＋17．88×1．57／253．63＋61．42×173．35／253．63＝70．15．

环境状况指数（EI）计算方法

EI计算结果EI＝0．25×60．04＋0．2×57．58＋0．2×70．15＋0．2×（100－24．14）＋0．15×99．76＝70．69．根据EI的计算结果，评价范围内的EI为70．69．在生态环境状况分级为良，植被覆盖度较高，生物多样性水平较丰富，基本适合人类生存．

主要生态问题及措施

白水河流域所在的宣恩县，于2000年10月正式启动实施天然林资源保护工程，工程实施以来，全县新增有林地面积287km2，净增森林活立木蓄积189万m3．且2012年宣恩县被确定为第二批全国绿色能源示范县以来，通过收集全县农业废弃物、剩余物数据，制定各项规划拟解决排放物污染环境等问题．根据计算，白水河流域生态环境质量良好，生物多样性较为丰富，生态系统较稳定，但也存在一定的生态问题．影响白水河流域生态环境质量的主要生态因素主要有人为干扰较大、土地垦殖过度、水污染加重、水土流失加剧等．农村污染是流域总氮、总磷负荷的主要来源之一．随着工业和交通航运的日益发达，各类潜在污染源、危险源也逐渐增多；此外，山地资源的不合理开发利用，森林砍伐，土地垦殖过渡，森林覆盖率低带来的生态问题会导致水土流失加剧．因此，应在流域范围内继续加强林业生态工程建设、控制农业面源污染源，加之区域内不断实行天保林、退耕还林等工程，会使得流域范围内的林地面积增加，且林地的生物丰度指数权重高于耕地和水域的权重，因此这些因素可能会使流域生态环境质量状况向更好的方向变化．

作者：李妮娅唐瑶杨丽肖志豪陈征李红涛胡明玉单位：华中师范大学生命科学学院武汉市伊美净科技发展有限公司