流域規(guī)劃環(huán)評(píng)生態(tài)環(huán)境現(xiàn)狀及其動(dòng)態(tài)評(píng)價(jià)方法研究

PAGEPAGE4流域規(guī)劃環(huán)評(píng)生態(tài)環(huán)境現(xiàn)狀及其動(dòng)態(tài)評(píng)價(jià)方法研究朱玉華楊蕊莉(新疆水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院，烏魯木齊830000)摘要：在野外實(shí)地調(diào)查和遙感影像解譯的基礎(chǔ)上，采用景觀生態(tài)學(xué)的方法，從流域生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、存在的主要問(wèn)題、動(dòng)態(tài)變化趨勢(shì)、現(xiàn)狀結(jié)構(gòu)與功能的穩(wěn)定性、重點(diǎn)關(guān)注區(qū)域的動(dòng)態(tài)變化分析等方面對(duì)流域生態(tài)環(huán)境現(xiàn)狀及其動(dòng)態(tài)進(jìn)行評(píng)價(jià)。評(píng)價(jià)結(jié)果顯示，這種評(píng)價(jià)方法能更全面有效的對(duì)流域的生態(tài)環(huán)境現(xiàn)狀及其動(dòng)態(tài)進(jìn)行評(píng)價(jià)。關(guān)鍵詞：生態(tài)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)變化現(xiàn)狀評(píng)價(jià)流域規(guī)劃環(huán)評(píng)中流域生態(tài)環(huán)境現(xiàn)狀及其動(dòng)態(tài)評(píng)價(jià)能夠總結(jié)流域生態(tài)環(huán)境特征，發(fā)現(xiàn)流域生態(tài)環(huán)境存在的主要問(wèn)題，對(duì)于正確的預(yù)測(cè)流域規(guī)劃方案實(shí)施后對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響，進(jìn)而提出合理的規(guī)劃調(diào)整方案和環(huán)境保護(hù)對(duì)策措施具有重要的意義。本文首先對(duì)流域的生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及存在的主要問(wèn)題進(jìn)行總結(jié)探討，然后采用不同時(shí)期的三期遙感影像進(jìn)行對(duì)比分析，了解流域土地覆蓋隨時(shí)間的變化，采用景觀生態(tài)學(xué)中生態(tài)完整性評(píng)價(jià)的方法對(duì)流域生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與功能現(xiàn)狀進(jìn)行評(píng)價(jià)，最后根據(jù)三期遙感解譯數(shù)據(jù)對(duì)流域的陸生生態(tài)關(guān)注區(qū)的動(dòng)態(tài)變化趨勢(shì)進(jìn)行分析，以期更全面有效的對(duì)流域生態(tài)環(huán)境現(xiàn)狀及其動(dòng)態(tài)進(jìn)行評(píng)價(jià)。流域概況本文研究的流域地處新疆西部，總體地形東高西低、南高北低。地貌基本輪廓為一系列近東西走向的山脈和谷地，流域谷地基本由河流低階地、高階地、沖洪積傾斜平原、谷地兩側(cè)山前丘陵帶等不同地貌類型組成。流域土壤和植被均表現(xiàn)為一定的垂直地帶性分布特征，另土壤的分布還表現(xiàn)為一定的水平地帶性。流域地處歐亞大陸腹地，遠(yuǎn)離海洋，但由于其獨(dú)特的地形地貌特征，形成了溫和、濕潤(rùn)、降水豐富的亞濕潤(rùn)大陸性溫帶氣候特征。自古以來(lái)，農(nóng)牧業(yè)生產(chǎn)在流域內(nèi)占有主導(dǎo)地位。近年來(lái)，隨著流域社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展尤其是國(guó)家西部大開(kāi)發(fā)戰(zhàn)略的實(shí)施，加大了對(duì)流域的開(kāi)發(fā)力度。流域生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及存在的主要問(wèn)題流域生態(tài)系統(tǒng)從大的方面分為山區(qū)生態(tài)系統(tǒng)、平原生態(tài)系統(tǒng)和河流生態(tài)系統(tǒng)三個(gè)系統(tǒng)，由于各生態(tài)系統(tǒng)在以水為載體的物流、能流及物種流的傳輸過(guò)程中所發(fā)揮的作用不同，在整個(gè)系統(tǒng)中的功能也不盡相同。山區(qū)生態(tài)系統(tǒng)山區(qū)生態(tài)系統(tǒng)接受豐富的降水，是流域的水資源形成區(qū)；山區(qū)良好的植被條件通過(guò)蓄積、調(diào)蓄，對(duì)水資源進(jìn)行時(shí)間重分配；山區(qū)風(fēng)化作用所產(chǎn)生的泥沙、礫石等物質(zhì)通過(guò)流水和重力輸出系統(tǒng)之外；山區(qū)生態(tài)系統(tǒng)接受大氣降水，形成水的重力勢(shì)能，水在流動(dòng)的過(guò)程中勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，因此亦是河流水能的形成和轉(zhuǎn)化輸出區(qū)。目前，流域山區(qū)生態(tài)系統(tǒng)存在的主要環(huán)境問(wèn)題是由于長(zhǎng)期不合理地利用森林草場(chǎng)資源，造成森林面積減少、草場(chǎng)退化，涵養(yǎng)水源、保持水土、調(diào)節(jié)氣候等功能日趨下降。平原生態(tài)系統(tǒng)流域平原生態(tài)系統(tǒng)是徑流的消耗和轉(zhuǎn)化區(qū)，河流攜帶沙礫的沉積區(qū)。目前，干旱、洪水、鹽堿和風(fēng)沙是平原生態(tài)系統(tǒng)存在的主要環(huán)境問(wèn)題。干旱是由于灌溉工程配套差、缺乏控制性工程所致，山溝灌區(qū)較重，影響了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展。洪水危害每年造成土壤侵蝕和淹沒(méi)的危害，并沖毀草場(chǎng)、農(nóng)田和水利工程。鹽堿地主要分布于河灘低地和沖洪積扇緣地帶，灌區(qū)分布較少，對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)也存在一定的危害。風(fēng)沙侵蝕農(nóng)田、危害農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。河流生態(tài)系統(tǒng)河流生態(tài)系統(tǒng)是徑流排泄、轉(zhuǎn)化、蓄積及蒸散區(qū)，同時(shí)也是水?dāng)y帶物質(zhì)的沉積和輸送區(qū)，以及水能的釋放區(qū)（側(cè)蝕、下蝕）和生物有機(jī)物質(zhì)輸入?yún)^(qū)。河流生態(tài)系統(tǒng)包括河流水體及水生生物、天然河谷次生林草生態(tài)子系統(tǒng)。天然河谷次生林草生態(tài)子系統(tǒng)存在的主要問(wèn)題是由于人類活動(dòng)的干擾，河谷林遭受了較大破壞，主要原因是隨著人口增長(zhǎng)，對(duì)燒柴和用材的需要量急劇增加，造成亂砍濫伐、毀林開(kāi)荒、林內(nèi)過(guò)牧現(xiàn)象十分嚴(yán)重，從而影響了幼林更新，導(dǎo)致部分河段河谷林林相殘敗。流域土地利用、覆被變化動(dòng)態(tài)分析選擇流域1990年、1999年和2007年三期TM遙感影像（成像時(shí)間6-10月，分辨率30m），采用GIS軟件將流域不同時(shí)期的土地利用類型及土地覆被格局進(jìn)行空間表達(dá)，了解流域土地覆蓋隨時(shí)間的變化。結(jié)果見(jiàn)表1。從表1中可以看出，流域分布面積較廣的是各類草地、耕地（水澆地）、有林地、冰川及永久積雪地。流域內(nèi)建設(shè)用地和水域分布面積較小。流域內(nèi)耕地、建設(shè)用地面積一直在增長(zhǎng)，冰川永久積雪地面積一直在減少、且減少速度較快。林地和草地面積處于動(dòng)態(tài)變化之中，從1990年到1999年，可能是由于人口增長(zhǎng)，流域內(nèi)進(jìn)行了較大規(guī)模的土地開(kāi)發(fā)活動(dòng)（使耕地面積增加），人類活動(dòng)影響破壞林地，使有林地面積減?。ㄍ嘶癁楣嗄玖只虿莸?，因此后兩者面積均有不同程度的增加）；從1999年到2007年，受國(guó)家相關(guān)退耕還林還草政策影響，流域在繼續(xù)開(kāi)墾耕地的同時(shí)，各類林地和草地面積均有所增加。通過(guò)以上分析可以看出：流域受人類活動(dòng)影響明顯，人類生產(chǎn)用地（耕地、水田、果園等）和各類建設(shè)用地面積不斷擴(kuò)展，從1990-1999年，流域內(nèi)林地、湖泊水面、內(nèi)陸灘涂、永久冰川及積雪地、沼澤地和沙地等土地利用類型斑塊數(shù)目增大斑塊平均面積卻減小，說(shuō)明各土地利用類型景觀趨于破碎，并且流域景觀的不穩(wěn)定性在增加，這對(duì)于維持當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)系統(tǒng)平衡是不利的。1999-2007年這種現(xiàn)象有所緩解，但沙地面積大幅增加了1263.36%，沙地斑塊數(shù)目、斑塊平均面積增幅均較大，裸地斑塊數(shù)目增加但斑塊平均面積減小了17.77%，說(shuō)明流域近年來(lái)沙漠有所擴(kuò)張。表2濕地各土地利用類型面積變化情況統(tǒng)計(jì)表單位：km2年份耕地灌木林高覆蓋草地中覆蓋草地河流水面坑塘水面鹽堿地沼澤地總計(jì)1990年1.1817.3913.2516.463.030.23.4475.06130.011999年4.4811.4417.4719.852.990.23.570.08130.012007年6.017.0229.629.483.010.69.6164.66130.011990-1999年變化3.30-5.954.223.39-0.0400.06-4.98%279.66-34.2231.8520.6-1.3201.74-6.631999-2007年變化1.53-4.4212.15-10.370.020.406.11-5.42%34.15-38.6469.55-52.240.67200174.57-7.73根據(jù)解譯成果和現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，濕地范圍內(nèi)土地利用類型面積變化比較明顯的是耕地、灌木林、高覆蓋度草地和沼澤地。其中耕地明顯增加，灌木林地有所減少，高覆蓋度草地增加而沼澤地明顯減少，濕地邊緣地帶的灌木林地和牧草地由于人為開(kāi)發(fā)逐漸轉(zhuǎn)為耕地。4.2流域濕地變化趨勢(shì)及原因分析從以上流域濕地面積動(dòng)態(tài)變化情況可以看出，最能體現(xiàn)濕地結(jié)構(gòu)和功能的沼澤地的面積持續(xù)減少，鹽堿化程度增加，這些現(xiàn)象均表現(xiàn)出濕地生態(tài)環(huán)境有退化的趨勢(shì)。對(duì)比濕地分布區(qū)三期遙感影像可以看出，沼澤地面積減少主要是由于沼澤地向高覆蓋度草地退化。灌木林地的減少主要是由于一些灌木林地被開(kāi)墾為耕地。通過(guò)以上分析可以看出，濕地總體上呈現(xiàn)退化趨勢(shì)，濕地景觀不穩(wěn)定性有所增加。說(shuō)明多年來(lái)流域盲目開(kāi)墾土地、不合理引水灌溉、過(guò)度放牧以及快速城鎮(zhèn)化等問(wèn)題，已使?jié)竦厣鷳B(tài)系統(tǒng)受到威脅。應(yīng)加強(qiáng)保護(hù)，保護(hù)濕地資源，維護(hù)濕地生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)功能。結(jié)語(yǔ)通過(guò)對(duì)流域生態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行總結(jié)和探討，可以發(fā)現(xiàn)流域陸生生態(tài)環(huán)境存在的問(wèn)題。對(duì)流域的土地利用、覆被變化進(jìn)行動(dòng)態(tài)分析，能對(duì)流域的生態(tài)環(huán)境變化趨勢(shì)有一個(gè)宏觀的把握。對(duì)流域的生態(tài)環(huán)境現(xiàn)狀進(jìn)行評(píng)價(jià)，能夠了解流域的生態(tài)環(huán)境質(zhì)量狀況。通過(guò)對(duì)流域陸生生態(tài)關(guān)注區(qū)的動(dòng)態(tài)變化進(jìn)行單獨(dú)分析，能夠?qū)χ攸c(diǎn)關(guān)注區(qū)的動(dòng)態(tài)變化情況有一個(gè)趨勢(shì)性的把握，從而為提出切實(shí)合理的保護(hù)措施奠定基礎(chǔ)。由于受資料的限制，在陸生生態(tài)關(guān)注區(qū)沒(méi)有獲得更高分辨率的遙感影像，并且由于在陸生生態(tài)關(guān)注區(qū)生態(tài)監(jiān)測(cè)資料的匱乏，無(wú)法對(duì)陸生生態(tài)關(guān)注區(qū)的動(dòng)態(tài)變化機(jī)理進(jìn)行更深入的揭示和研究，如果在這兩方面進(jìn)行補(bǔ)充和完善，可以進(jìn)一步分析陸生生態(tài)關(guān)注區(qū)趨勢(shì)性變化的生態(tài)機(jī)理和原因。參考文獻(xiàn)鄒家祥等.環(huán)境影響評(píng)價(jià)技術(shù)手冊(cè)：水利水電工程[M].北京：中國(guó)環(huán)境科學(xué)出版社，2009.朱黨生，周奕梅，鄒家祥.水利水電工程環(huán)境影響評(píng)價(jià)[M].北京：中國(guó)環(huán)境科學(xué)出版社，2005.陳凱麒等.流域梯級(jí)及規(guī)劃環(huán)境影響評(píng)價(jià)的特征及研究方向[J].中國(guó)水利水電科學(xué)研究院學(xué)報(bào)，2005，3（2）.張德敏，于海鳴，張芃，劉臘山.塔里木河流域“四源一干”生態(tài)環(huán)境現(xiàn)狀分析與評(píng)價(jià)研究[J].新疆水利水電，2004，(4)，161-169.傅伯杰，陳利頂，馬