趙小健，馬萬(wàn)泉，張景明

(1.揚(yáng)州市環(huán)境監(jiān)測(cè)中心站，江蘇 揚(yáng)州 225007;2.江蘇省環(huán)境監(jiān)測(cè)中心，江蘇 南京 210036)

隨著全球環(huán)境問(wèn)題日益突出，生態(tài)破壞與環(huán)境災(zāi)害頻發(fā)，衛(wèi)星遙感技術(shù)因其獨(dú)特的宏觀、綜合、快速、動(dòng)態(tài)和準(zhǔn)確優(yōu)勢(shì)在環(huán)境監(jiān)測(cè)與管理中得到廣泛應(yīng)用。1999—2002年我國(guó)首次利用多國(guó)衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)對(duì)西部地區(qū)進(jìn)行了土地生態(tài)分類(lèi)，水土流失監(jiān)測(cè)，以景觀生態(tài)學(xué)的方法進(jìn)行了生態(tài)系統(tǒng)健康評(píng)估［1］。2007年太湖藍(lán)藻污染事件后，江蘇省環(huán)境遙感監(jiān)測(cè)快速發(fā)展，與地面常規(guī)監(jiān)測(cè)優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，在太湖流域建立起天地一體化的監(jiān)測(cè)體系［2－4］。2005年揚(yáng)州市開(kāi)展生態(tài)環(huán)境遙感監(jiān)測(cè)試點(diǎn)。

現(xiàn)應(yīng)用遙感及GIS技術(shù)，對(duì)2009、2012年衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)進(jìn)行解譯，分析揚(yáng)州市土地利用/覆蓋狀況及變化，測(cè)算本地區(qū)生態(tài)環(huán)境質(zhì)量指數(shù)，評(píng)價(jià)生態(tài)環(huán)境總體質(zhì)量。

1 研究方法

1.1 遙感影像數(shù)據(jù)源

2009年采用Landsat 5 TM影像作為生態(tài)監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)源，2012年采用資源一號(hào)02C衛(wèi)星數(shù)據(jù);影像時(shí)相取地表植被覆蓋最為豐富的5—10月;單景影像平均云量＜10%，受人為干擾影響較大的區(qū)域沒(méi)有云覆蓋?？刂朴跋駷?000年Landsat 5 TM數(shù)據(jù)。

1.2 遙感影像處理

1.2.1 原始影像準(zhǔn)備

衛(wèi)星影像數(shù)據(jù)利用Erdas軟件合成為標(biāo)準(zhǔn)假彩色影像，經(jīng)處理得到解譯特征比較明顯的遙感影像。

1.2.2 控制影像準(zhǔn)備

利用Erdas軟件將其轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)投影。投影類(lèi)型采用Albers Conical Equal Area，參考橢球體為Krasovsky，中央經(jīng)線為110°E，雙標(biāo)準(zhǔn)緯線為 25°N和47°N，投影起始緯度12°N，中央經(jīng)線偏差和起始點(diǎn)偏差都為0。

1.2.3 影像幾何糾正

以控制影像為基礎(chǔ)，采用 Polynomial模型對(duì)TM遙感影像進(jìn)行幾何精糾正。大地控制點(diǎn)一般選擇不易變化的地理標(biāo)志物，如道路交叉口，分布均勻。

1.2.4 影像拼接與裁剪

將糾正后本地區(qū)影像按景拼接，再利用揚(yáng)州行政區(qū)劃邊界矢量圖對(duì)拼接后的影像進(jìn)行裁剪，得到揚(yáng)州市的遙感影像。

1.2.5 影像質(zhì)檢

糾正后影像景內(nèi)空間坐標(biāo)誤差(與控制影像對(duì)比)x坐標(biāo)和y坐標(biāo)均＜15 m，即＜Landsat TM半個(gè)像元，景與景之間接邊＜30 m。

1.3 影像解譯

通過(guò)不同波段合成RGB影像，結(jié)合各土地類(lèi)型的解譯特征判讀土地利用/覆蓋類(lèi)別。土地類(lèi)型采用《全國(guó)生態(tài)遙感監(jiān)測(cè)土地利用/覆蓋分類(lèi)體系》二級(jí)分類(lèi)系統(tǒng):一級(jí)分為6類(lèi)，主要根據(jù)土地的自然生態(tài)和利用屬性;二級(jí)分為26類(lèi)，主要根據(jù)土地經(jīng)營(yíng)特點(diǎn)、利用方式和覆蓋特征，本地區(qū)實(shí)有類(lèi)型數(shù)量按解譯結(jié)果確定。各圖斑要素的判讀精度一級(jí)分類(lèi)＞90%，二級(jí)分類(lèi)＞85%。

2 結(jié)果分析

2.1 土地利用/覆蓋

揚(yáng)州市2009、2012年土地利用/覆蓋遙感監(jiān)測(cè)結(jié)果見(jiàn)表1。

表1 揚(yáng)州市土地利用/覆蓋遙感監(jiān)測(cè)結(jié)果

續(xù)表1

由表1可見(jiàn)，土地利用/覆蓋類(lèi)型以耕地、城鄉(xiāng)工礦居民用地及水域?yàn)橹鳌?012年耕地3 119.14 km2，與《揚(yáng)州市土地利用總體規(guī)劃(2006—2020 年)》確定的 2020 年保有314 391.1 hm2耕地目標(biāo)尚有差距;占總?cè)丝诩s40%的農(nóng)村居民占用了全市72.7%的建設(shè)用地，農(nóng)村居民點(diǎn)建設(shè)占地節(jié)約集約化水平偏低;水域以湖泊、水庫(kù)坑塘為主，占53.88%，濕地資源豐富;林地以郁閉度0.1～0.3的疏林地為主，占57.08%，森林資源有限;草地面積很少，主要是人工種植的割草地，基本無(wú)未利用土地。

2009—2012年，全市林地面積增長(zhǎng)6.27%，特別是郁閉度＞0.3的有林地增速明顯，從一個(gè)側(cè)面印證了揚(yáng)州推進(jìn)“國(guó)家生態(tài)型園林城市”建設(shè)的成效［5］;耕地面積略有減少，須嚴(yán)格控制耕地流失，加強(qiáng)農(nóng)用地整理和土地復(fù)墾;城鎮(zhèn)建成區(qū)不斷擴(kuò)張，農(nóng)村居民點(diǎn)占地逐步減少，這顯然是推進(jìn)新農(nóng)村建設(shè)、實(shí)施連片整治，加快人口城鎮(zhèn)化所致;年際間湖泊水庫(kù)面積與灘地面積的此消彼長(zhǎng)，主要為不同監(jiān)測(cè)期水位變化的原因。

不同區(qū)域土地利用/覆蓋特征呈現(xiàn)一定的分異性。揚(yáng)州市水域主要分布在沿江及中北部，高寶邵伯湖是江蘇第3大湖，高郵市水域占國(guó)土面積31.3%;東部河道縱橫，東北局部屬里下河地區(qū)，水網(wǎng)密布，水資源量充沛;林地集中在西北部丘陵地帶，間有零星旱地分布，林地占儀征市國(guó)土面積16.6%;南部沿江地區(qū)是揚(yáng)州市規(guī)劃發(fā)展的“一體兩翼”經(jīng)濟(jì)帶，城鎮(zhèn)用地增長(zhǎng)最快。

2.2 生態(tài)環(huán)境質(zhì)量

EI是生物豐度指數(shù)、植被覆蓋指數(shù)、水網(wǎng)密度指數(shù)、土地退化指數(shù)和環(huán)境質(zhì)量指數(shù)5個(gè)百分值的計(jì)權(quán)平均［6］。其中生物豐度指數(shù)、植被覆蓋指數(shù)、水網(wǎng)密度指數(shù)根據(jù)遙感監(jiān)測(cè)的土地利用/覆蓋狀況確定，土地退化指數(shù)和環(huán)境質(zhì)量指數(shù)則依據(jù)統(tǒng)計(jì)及地面觀測(cè)資料。為保證數(shù)據(jù)的可比性，各指數(shù)的歸一化系數(shù)參考環(huán)保部《全國(guó)生態(tài)環(huán)境質(zhì)量報(bào)告(2012年)》中省域尺度取值。2009、2012年揚(yáng)州市生態(tài)環(huán)境質(zhì)量指數(shù)見(jiàn)表2。

表2 揚(yáng)州市生態(tài)環(huán)境質(zhì)量指數(shù)

由表2可見(jiàn)，揚(yáng)州市EI在55～75的“良”區(qū)間內(nèi)，生態(tài)環(huán)境狀況總體良好，植被覆蓋度較高，生物多樣性較為豐富，人居環(huán)境佳。2012年EI比2009年增加了3.16，生態(tài)環(huán)境質(zhì)量略有改善，但與“優(yōu)”(EI≥75)的差距還較大。從各項(xiàng)分指數(shù)看，近年來(lái)?yè)P(yáng)州持續(xù)開(kāi)展的污染減排、河網(wǎng)整治和綠化造林工程對(duì)改善生態(tài)環(huán)境質(zhì)量的效果已經(jīng)顯現(xiàn)。

《江蘇省生態(tài)紅線區(qū)域保護(hù)規(guī)劃》劃定的揚(yáng)州市生態(tài)紅線區(qū)，包括風(fēng)景名勝區(qū)、洪水調(diào)蓄區(qū)、清水通道維護(hù)區(qū)、森林公園、重要濕地、自然保護(hù)區(qū)、飲用水源保護(hù)區(qū)等11類(lèi)64個(gè)區(qū)域，總面積為1 325.2 km2，占國(guó)土面積20%。對(duì)其中面積超過(guò)50 km2的寶應(yīng)運(yùn)西自然保護(hù)區(qū)、高郵湖濕地自然保護(hù)區(qū)、邵伯湖重要濕地、儀征西部丘崗水源涵養(yǎng)區(qū)、淥洋湖濕地公園5個(gè)紅線區(qū)遙感監(jiān)測(cè)表明，2009年以來(lái)，紅線區(qū)土地覆蓋類(lèi)型未發(fā)生人為改變，紅線區(qū)主導(dǎo)生態(tài)功能穩(wěn)定。

3 結(jié)論與建議

(1)揚(yáng)州市土地利用/覆蓋以耕地、城鄉(xiāng)工礦居民用地及水域?yàn)橹?。耕地流失現(xiàn)象尚未有效控制，林地以疏林地為主，郁閉度高的有林地逐年增加。水域主要分布在沿江及中北部，林地集中在西北部丘陵地帶，沿江地區(qū)城鎮(zhèn)建設(shè)用地增長(zhǎng)最快;

(2)揚(yáng)州市生態(tài)環(huán)境狀況總體良好，2009年以來(lái)呈略有改善的態(tài)勢(shì)。區(qū)域生態(tài)環(huán)境變化是一個(gè)漸進(jìn)的過(guò)程，持續(xù)開(kāi)展污染治理和生態(tài)建設(shè)的環(huán)境綜合效應(yīng)將逐步釋放。實(shí)行生態(tài)紅線區(qū)域保護(hù)是優(yōu)化國(guó)土空間開(kāi)發(fā)格局的關(guān)鍵，遙感監(jiān)測(cè)表明揚(yáng)州市主要生態(tài)紅線區(qū)土地覆蓋類(lèi)型未發(fā)生人為改變，紅線區(qū)主導(dǎo)生態(tài)功能穩(wěn)定;

(3)隨著城鎮(zhèn)化發(fā)展，城鎮(zhèn)建設(shè)用地規(guī)模勢(shì)必進(jìn)一步擴(kuò)大。農(nóng)民居住用地較為粗放，土地的綜合效益遠(yuǎn)低于城鎮(zhèn)建設(shè)用地，應(yīng)創(chuàng)立新農(nóng)村集體土地流轉(zhuǎn)制度，在嚴(yán)格限制侵占耕地和水域的前提下，構(gòu)建城鄉(xiāng)統(tǒng)一的建設(shè)用地市場(chǎng)，為城鎮(zhèn)建設(shè)開(kāi)辟地源。

［1］王橋，王文杰，鄭丙輝，等.中國(guó)西部地區(qū)生態(tài)環(huán)境現(xiàn)狀遙感調(diào)查［J］.遙感學(xué)報(bào)，2003，7(6):490 －497.

［2］牛志春，李旭文，張?jiān)?，?太湖流域水環(huán)境天地一體化監(jiān)測(cè)體系構(gòu)建與應(yīng)用［J］.環(huán)境監(jiān)控與預(yù)警，2012，4(1):1 －5.

［3］李旭文，牛志春，姜晟.Landsat 5 TM遙感影像上太湖藍(lán)藻水華反射光譜特征研究［J］.環(huán)境監(jiān)測(cè)管理與技術(shù)，2010，22(6):54－57.

［4］李旭文，牛志春，姜晟，等.基于衛(wèi)星影像的太湖藍(lán)藻水華遙感強(qiáng)度指數(shù)和等級(jí)劃分算法設(shè)計(jì)［J］.環(huán)境監(jiān)測(cè)管理與技術(shù)，2011，23(5):23 －30.

［5］高艷波，趙御龍，何小弟.揚(yáng)州“國(guó)家生態(tài)型園林城市”創(chuàng)建與可持續(xù)發(fā)展［J］.中國(guó)城市林業(yè)，2009，7(5):27 －29.

［6］國(guó)家環(huán)境保護(hù)局.HJ/T192－2006 生態(tài)環(huán)境狀況評(píng)價(jià)技術(shù)規(guī)范(試行)［S］.北京:中國(guó)環(huán)境科學(xué)出版社，2006.