趙曉燕
( 新疆水利水電勘測設(shè)計(jì)研究院 遙感信息中心,烏魯木齊830000)
干旱區(qū)就是氣候干旱的地區(qū),地球上的干旱區(qū)大約占整個(gè)陸地面積的30%。干旱區(qū)降水量較少,具有多變性,日夜溫差較大,水分的蒸發(fā)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于地面降水量。
干旱區(qū)一般風(fēng)沙較大,日照很強(qiáng),由于水分嚴(yán)重不足,限制了各種植被的生長,因此,干旱區(qū)的植被覆蓋率很小。但是由于干旱區(qū)的熱量非常充足,如果將其合理的利用起來,將會(huì)成為農(nóng)作物的高產(chǎn)地區(qū),我國新疆地區(qū)就是其中的代表。[1]
一般情況下,干旱區(qū)的地貌特征大多以荒漠地貌以及風(fēng)沙地貌為主,植被則以灌木以及耐寒性強(qiáng)的草類為主。
干旱區(qū)的形成與人類的活動(dòng)密切相關(guān),隨著全球水資源問題的日益凸顯,干旱區(qū)也帶來了一系列的問題,如:生物多樣性減少、草場嚴(yán)重退化、土地沙漠化、鹽堿化等等,這些隨之而來的生態(tài)問題也嚴(yán)重地影響了干旱地區(qū)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。
在干旱區(qū)帶來的一系列問題之中,土地鹽堿化和沙漠化是干旱區(qū)帶來的主要災(zāi)害,其中尤以沙漠化影響范圍最為廣泛,影響時(shí)間也最為長遠(yuǎn)。從全球范圍內(nèi)來看,沙漠化也逐漸成為當(dāng)前人類面臨的主要環(huán)境挑戰(zhàn)之一。
在我國,沙漠化的地區(qū)包括北方的干旱及半干旱地區(qū)。由于氣候環(huán)境的惡化以及人為的破壞,很多地方逐漸沙漠化,嚴(yán)重的影響了該地區(qū)的國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展。
干旱區(qū)生態(tài)資產(chǎn)的評(píng)估包括生態(tài)系統(tǒng)的服務(wù)價(jià)值評(píng)估以及自然資產(chǎn)的整體估價(jià)。目前,對干旱區(qū)生態(tài)系統(tǒng)的服務(wù)價(jià)值評(píng)估以及自然資產(chǎn)的評(píng)估已經(jīng)引起了全國范圍內(nèi)專家和學(xué)者的關(guān)注,許多國內(nèi)外的專家學(xué)者、國際組織、政府部分都開展了類似的生態(tài)系統(tǒng)評(píng)估,將干旱區(qū)的生態(tài)資產(chǎn)納入了整個(gè)國家國民經(jīng)濟(jì)的核算中,并取得了良好的成果。[2]
對于干旱區(qū)生態(tài)系統(tǒng)的評(píng)估雛形最早可以追溯到20 世紀(jì)20年代的美國,20 世紀(jì)70年代末,美國建立了世界上第一個(gè)專業(yè)的自然資源調(diào)查局,該機(jī)構(gòu)專門對美國國內(nèi)的生態(tài)資產(chǎn)進(jìn)行實(shí)際的評(píng)估和調(diào)查工作,主要采用了野外生態(tài)資源抽樣調(diào)查法,將國內(nèi)的生態(tài)資源進(jìn)行整體的數(shù)據(jù)采集,再數(shù)據(jù)收集歸納總結(jié)的基礎(chǔ)之上對國內(nèi)整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)的資產(chǎn)進(jìn)行全面的調(diào)查和評(píng)估,該機(jī)構(gòu)取得了良好的效果,在多年的發(fā)展基礎(chǔ)上,美國自然資源調(diào)查局建立了世界上第一個(gè)綠色生態(tài)資源核算系統(tǒng),并根據(jù)美國國內(nèi)生態(tài)資源的實(shí)際情況制定了相應(yīng)的生態(tài)環(huán)境補(bǔ)償策略。
在美國的帶領(lǐng)下,德國、法國、日本等發(fā)達(dá)國家也開始進(jìn)行類似的生態(tài)系統(tǒng)評(píng)估體系,對國內(nèi)的生態(tài)資源進(jìn)行整體的評(píng)估,并為相關(guān)的工作人員提供有效的參考數(shù)據(jù),在20 世紀(jì)90年代,我國也開始實(shí)行生態(tài)系統(tǒng)的評(píng)估,但是,就現(xiàn)階段來看,我國的生態(tài)評(píng)估系統(tǒng)來不夠完善,并沒有一種合理的生態(tài)資產(chǎn)估算方式。
遙感技術(shù)就是從飛機(jī)、人造衛(wèi)星以及其他飛行器上收集被測目標(biāo)的輻射信息,根據(jù)收集的信息判斷地球環(huán)境和資源的新型技術(shù),遙感技術(shù)的雛形最早起源于20 世紀(jì)60年代,是建立在航空攝影以及判斷的基礎(chǔ)上,并隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)與航空航天技術(shù)發(fā)展起來。目前,遙感技術(shù)可以從不同的高度和范圍之內(nèi)進(jìn)行多譜段的感測,從而獲取到大量的信息。
此外,遙感技術(shù)還能夠得到被測物體周期性的信息,由于遙感技術(shù)在軍事以及國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展上起的積極作用,目前已經(jīng)被廣泛的用于地圖測繪、氣象觀察、資源考察以及軍事偵察等。
我國國內(nèi)尚未有完善的生態(tài)資源評(píng)估系統(tǒng),而遙感技術(shù)的發(fā)展就為生態(tài)系統(tǒng)評(píng)估系統(tǒng)的完善和發(fā)展提供了良好的契機(jī),遙感技術(shù)憑借其先天的優(yōu)越性可以運(yùn)用在對資源的評(píng)估與觀測之上,尤其是對于一些人跡罕至的干旱區(qū),遙感技術(shù)的應(yīng)用更是為該地區(qū)生態(tài)資源的評(píng)估與預(yù)測帶來了福音。
下面就對我國干旱區(qū)的生態(tài)資產(chǎn)極值進(jìn)行整體的評(píng)估,并探討一套適用于我國干旱區(qū)生態(tài)系統(tǒng)評(píng)估的遙感技術(shù)檢測方式,并對干旱區(qū)的生態(tài)資源的經(jīng)濟(jì)價(jià)值以及價(jià)值的變化進(jìn)行定量的評(píng)估,為相關(guān)單位研究干旱區(qū)的生態(tài)系統(tǒng)提供一定的信息。
就現(xiàn)階段來看,人們大多只認(rèn)識(shí)到生態(tài)系統(tǒng)提供的直接效益,很少對生態(tài)系統(tǒng)提供的簡介效益有深刻的研究,還不能完全認(rèn)識(shí)到生態(tài)系統(tǒng)提供給我們的間接價(jià)值,因此,在運(yùn)用遙感模型評(píng)價(jià)干旱區(qū)生態(tài)系統(tǒng)時(shí),我們就暫時(shí)沒有將生態(tài)系統(tǒng)的間接經(jīng)濟(jì)效益計(jì)算在內(nèi),當(dāng)然,這樣計(jì)算出的生態(tài)系統(tǒng)的資產(chǎn)并不能代表全部生態(tài)系統(tǒng)的價(jià)值,但是這種計(jì)算方式可以全面的反應(yīng)出我們現(xiàn)階段對干旱區(qū)生態(tài)資產(chǎn)的評(píng)估和認(rèn)識(shí)水平。
在建立調(diào)解氣候的模型時(shí),我們在評(píng)估干旱區(qū)生態(tài)系統(tǒng)降水以及氣溫對生物的影響時(shí),只要通過生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)生產(chǎn)模型來計(jì)算,計(jì)算出生態(tài)系統(tǒng)吸收CO2釋放O2的整體含量;在計(jì)算生態(tài)系統(tǒng)的營養(yǎng)物質(zhì)循環(huán)時(shí),我們主要通過計(jì)算生態(tài)系統(tǒng)的初級(jí)生產(chǎn)力以及生物量來得知; 在計(jì)算某個(gè)階段生態(tài)系統(tǒng)的整體生產(chǎn)力時(shí),我們可以根據(jù)該階段植物生產(chǎn)的有機(jī)物含量以及動(dòng)物消耗的有機(jī)含量,并通過植物單位面積的存水儲(chǔ)量來計(jì)算出整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)涵養(yǎng)水源的價(jià)值;在計(jì)算生態(tài)系統(tǒng)的土壤侵蝕量時(shí),我們可以通過遙感技術(shù)來對整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)所減少的土壤侵蝕量做一個(gè)整體的評(píng)估,土壤表面的損失、土壤費(fèi)力的損失以及現(xiàn)階段干旱區(qū)的淤泥災(zāi)害來出三者的關(guān)系,通過植物對塵埃、污染的減輕來計(jì)算出生態(tài)系統(tǒng)的整體價(jià)值,并通過生態(tài)系統(tǒng)的整體價(jià)值來計(jì)算出該地區(qū)物種多樣性,從而計(jì)算出整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)的總體經(jīng)濟(jì)價(jià)值。
最后,在通過該生態(tài)系統(tǒng)能夠提供給人們定居、旅游、美學(xué)、娛樂、教育、科研等整體的社會(huì)價(jià)值來估算出整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)的資產(chǎn)。
根據(jù)上述方法計(jì)算干旱區(qū)整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)的價(jià)值,根據(jù)計(jì)算結(jié)果來展開下一階段的價(jià)值評(píng)估工作,在評(píng)估生態(tài)系統(tǒng)整體的價(jià)值時(shí),要對整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)范圍內(nèi)的森林、草原、耕地、灌叢、建筑、水文等各個(gè)生態(tài)系統(tǒng)的資產(chǎn)和價(jià)值做出有效的分析和評(píng)估,計(jì)算出人們對森林、草原、耕地、灌叢、建筑、水文等各個(gè)生態(tài)系統(tǒng)的利用量,從而分析出草地、森林、耕地、灌叢、建筑、水文對整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)的貢獻(xiàn)率,一般情況下,在這7個(gè)生態(tài)系統(tǒng)之中,草地、森林以及耕地對整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)的服務(wù)價(jià)值最大,其次就是灌叢,因此,這4個(gè)生態(tài)系統(tǒng)在保持整個(gè)干旱區(qū)水土平衡以及涵養(yǎng)水源方面起著極為重要的作用。
根據(jù)評(píng)估結(jié)果,相關(guān)政府部門要加強(qiáng)對干旱區(qū)草地、森林、耕地、灌叢的保護(hù)和重建,控制好干地區(qū)的沙漠化。還可以從生態(tài)系統(tǒng)的評(píng)估結(jié)果上看出干旱區(qū)植被的分布特點(diǎn),并根據(jù)植被的分布特點(diǎn)分析出各個(gè)地區(qū)的生態(tài)環(huán)境以及實(shí)際的氣候情況,分析出各個(gè)地區(qū)對生態(tài)環(huán)境的總價(jià)值。耕地生態(tài)系統(tǒng)是受人為因素影響最多的生態(tài)系統(tǒng),除此之外,草原生態(tài)系統(tǒng)以及森林生態(tài)系統(tǒng)也會(huì)受到人為和氣候因素的雙重影響,呈現(xiàn)出不斷變化的情況,而水文生態(tài)系統(tǒng)在整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)中的變化不大。在干旱區(qū)植被分布較少的地區(qū),生態(tài)資產(chǎn)一般會(huì)呈現(xiàn)出下降的趨勢,而且由于這些地區(qū)環(huán)境惡劣,人跡罕至,因此這種下降的趨勢主要受氣候變化的影響較大。
在干旱地區(qū)利用新型遙感技術(shù)來開展生態(tài)系統(tǒng)的監(jiān)測與評(píng)估工作具有十分重要的意義,這不僅可以幫助我們分析出整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)的價(jià)值,也可以全面的克服傳統(tǒng)生態(tài)系統(tǒng)計(jì)算中存在的缺點(diǎn)和問題,更加全面客觀的反映出干旱區(qū)生態(tài)資產(chǎn)的分布情況。
目前,遙感技術(shù)在干旱區(qū)生態(tài)系統(tǒng)監(jiān)測與評(píng)估的運(yùn)用還不夠廣泛,究其根本原因,是由于遙感技術(shù)受天氣的影響較大,相信在相關(guān)人員的努力下,可以不斷的完善遙感技術(shù)的缺陷。
[1]袁榴艷,楊改河,馮永忠. 干旱區(qū)生態(tài)與經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)耦合發(fā)展模式評(píng)判——以新疆為例[J]. 西北農(nóng)林科技大學(xué)學(xué)報(bào): 自然科學(xué)版,2007,35( 11) :41 -47.
[2]張雪芹,孫楊,毛煒峰,劉蕓蕓,任雨. 中國干旱區(qū)氣溫變化對全球變暖的區(qū)域響應(yīng)[J]. 干旱區(qū)研究,2010,27(4) :592 -599.
[3]賈寶全. 干旱區(qū)生態(tài)學(xué)研究中若干問題的思考[J]. 干旱區(qū)地理,2007,30(1) :1 -6.