论文部分内容阅读
摘 要：生态环境和天然资源是人类赖以生活的根底条件，是社会经济发展的物质基础。随着社会的高速发展，发展经济的同时伴随着一些生态环境问题，因此我们有必要为保护生态环境提供相应的理论支撑与技术支持，实现经济社会的可持续发展，可因地制宜施行保护和管理策略，促进忻州市的经济与生态环境协调发展。
关键词：生态环境;滹沱河;生态环境敏感性
生态环境是人类生存发展过程中不可或缺的物质基础，生态环境质量与全球变化和区域可持续发展密不可分。对生态环境敏感性的评价是了解某区域生态环境状况必不可少的内容，是生态环境治理的前提和根底。遥感技术逐渐成说，因此借助于遥感技术有助于我们更加全面、准确地了解某区域生态环境。
一、研究区概况
滹沱河是山西省的主要河流之一，也是华北地区的著名河流，它发源于五台山北麓繁峙县泰戏山脚下的乔儿沟，经山西东北部入河北省，汇入子牙河，在天津市内归海河、注渤海。总流域面积26，630km2，在忻州市境内干流长251km。滹沱河北靠永定河流域与恒山为界，西接汾河流域，东北角与大清河流域为界，南及西南为滏阳河流域、漳河流域，向东流入子牙河，行政上境内有繁峙县、代县、原平市、忻府区、定襄县、五台县（区、市）及宁武县局部，该河流在忻州段主要呈“S”型，上游116km为河谷型河道，沿程纵坡变化较大，下段为平原型河道 [1]。滹沱河流域的地势由向东倾斜，西部位于山西高原东缘山地和盆地，地势高，黄土厚，中部主要是山地，东部主要是平原。
生态环境不仅条件优越，而且制约严重。 存在两个极端条件的根本原因是生态环境本身是敏感的。
二、数据采集以及单因子评价
（一）数据采集
主要以滹沱河忻州段为研究区，非遥感数据数据主要来源于2017年山西省统计年鉴等。地理空间数据云网站（http：//www.gscloud.cn/search）中下载的2017年Landsat 8 OL_TIRS影像图以及SRTMSLOPE 90M 分辨率的坡度数据作为遥感数据，在选取影像的过程中云量覆盖程度低于影像面积的5%左右，能够避免在云对影像处理以及提取信息的干扰，这样可以减少一些误差。
（二）单因子评价
本文主要依据研究区的生态环境特点，选择高程、坡度、坡向和土地覆盖类型这4个生态敏感性因子作为研究区的主要影响要素来研究该区域的生态环境敏感性，接着用综合评价将研究区的敏感性分为极敏感区、高度敏感区、中度敏感区、低敏感区和不敏感区5个等级。
1、高程因子。高程会影响太阳辐射的强度，随着海拔降低，太阳辐射减少，太阳辐射分量减少，空气密度增加。研究区内海拔最低580m，最高3059m，最大相对高差为2479m。分析可知区内不敏感区主要分布在沿着滹沱河区域中部地区，轻度敏感区主要分布在繁峙的东北方向、忻府区的偏西方向以及五台县的西南方向，中度敏感区主要分布在原平市的偏西方向以及五台山部分区域，高度敏感区与极敏感区分布较少，主要分布在代县与原平市的偏北方向以及五台县的部分区域。
2、坡度因子。坡度影响太阳辐射的单位接收面积，坡度与太阳辐射有密切关系，其大小主要取决于太阳辐射线与其他地面之间的角度。坡度越大，敏感性越高。分析可知区内不敏感区与轻度敏感区占大部分区域，不敏感区主要分布在滹沱河河流附近;极敏感与轻度敏感相间，大部分分布在五台县区域;高度敏感区所占面积极少。
3、坡向因子。通常，有不同的倾斜方向来接收太阳的辐射强度。 阴影的斜坡受到较少的太阳辐射，有利于节水和化肥，并且具有很高的生态敏感性。 阳光充足的斜坡上的高太阳辐射会导致水的快速蒸发和较低的生态敏感性。分析可知区内大部分地区属于轻度与中度敏感，坡面主要朝向正西、正东、西南、东南方向，生态敏感性较高。
4、土地覆盖类型因子。土地覆盖的类型不同，其对生态环境敏感性产生的影响也不同。经过影像预处理以及監督分类将TM遥感影像依照相应特征分为耕地、林地、草地、建设用地、水体、未利用地等六类。分析可知不敏感区占大部分面积，主要分布在滹沱河东西两边，大部分分布在代县、原平市、以及五台县的大部分区域;轻度敏感区主要分布在滹沱河附近，占区域的少部分;中度敏感区主要分布在忻府区的偏南方向，占区域的极少部分。
三、综合性评价
将研究区4个敏感性因子进行加权叠加分析处理计算区域综合敏感性，即以高程、坡度、坡向、土地覆盖类型4项因子敏感性等级加权求和得到生态环境敏感性综合指数值，根据空间单元综合指数值对应生态环境敏感性分级标准以及论文《基于GIS的城市生态公园生态敏感性评价与生态功能区划研究》，获得高程、坡度、坡向、土地覆盖类型敏感性的权重值为0.23、0.29、0.21、0.27[2]。
采用ArcMap10.2 Spatial Analyst中Raster Calculator 工具，将4个敏感性因子进行加权叠加分析，并计算每个空间单元的生态环境敏感性指数在1～5之间，根据ArcMap中的自然间断点分级法分为5类，按0～0.99、1～1.99、2～2.99、3～3.99、4～5分别为不敏感区、轻度敏感区、中度敏感区、高度敏感区、极敏感区，然后进行重分类（Reclassify）可得出结论：
不敏感区：生态环境稳固，基本不会产生波动，在人类、社会、天然等要素的影响下不容易呈现生态环境问题。不敏感区占区域较少部分面积，主要分布在繁峙县与代县的北部。
轻度敏感区：生态环境基本稳固，但是在天然、人为活动等要素的影响下可能会呈现一些生态环境问题。分析可知轻度敏感区面积较少，主要分布在忻府区的南部。
中度敏感区：主要由于人为和自然因素对原生态环境的破坏，造成了较为严重的生态环境问题，其主要分布在原平市与忻府区的西南部。
高度敏感区、极敏感区：生态环境相对薄弱，在自然和人为活动的影响下，可能出现了生态环境问题，但是这两个因素带来的影响是不同的。高度敏感区占区域的大部分面积，主要分布在忻府区、定襄县、五台县的东南部。
通过对滹沱河忻州段生态环境的脆弱性和生态评估结合，有利于将来生态功能的分区和生态系统完整性的保护。
参考文献：
[1] 赵鹏宇，冯文勇，步秀芹，等.滹沱河忻州段生态系统健康评价[J].山西农业大学学报（自然科学版），2015（05）：83—89.
[2] 陈彩虹，刘照成.基于GIS城市生态公园敏感性评价研究[J].中国农学通报，2011（14）：194-198.
作者简介：乔娇娇（1995.08-），女，汉族，山西省吕梁市人，学生，工学硕士，单位：成都理工大学测绘工程专业，研究方向：地图制图学与地理信息工程方向。
关键词：生态环境;滹沱河;生态环境敏感性
生态环境是人类生存发展过程中不可或缺的物质基础，生态环境质量与全球变化和区域可持续发展密不可分。对生态环境敏感性的评价是了解某区域生态环境状况必不可少的内容，是生态环境治理的前提和根底。遥感技术逐渐成说，因此借助于遥感技术有助于我们更加全面、准确地了解某区域生态环境。
一、研究区概况
滹沱河是山西省的主要河流之一，也是华北地区的著名河流，它发源于五台山北麓繁峙县泰戏山脚下的乔儿沟，经山西东北部入河北省，汇入子牙河，在天津市内归海河、注渤海。总流域面积26，630km2，在忻州市境内干流长251km。滹沱河北靠永定河流域与恒山为界，西接汾河流域，东北角与大清河流域为界，南及西南为滏阳河流域、漳河流域，向东流入子牙河，行政上境内有繁峙县、代县、原平市、忻府区、定襄县、五台县（区、市）及宁武县局部，该河流在忻州段主要呈“S”型，上游116km为河谷型河道，沿程纵坡变化较大，下段为平原型河道 [1]。滹沱河流域的地势由向东倾斜，西部位于山西高原东缘山地和盆地，地势高，黄土厚，中部主要是山地，东部主要是平原。
生态环境不仅条件优越，而且制约严重。 存在两个极端条件的根本原因是生态环境本身是敏感的。
二、数据采集以及单因子评价
（一）数据采集
主要以滹沱河忻州段为研究区，非遥感数据数据主要来源于2017年山西省统计年鉴等。地理空间数据云网站（http：//www.gscloud.cn/search）中下载的2017年Landsat 8 OL_TIRS影像图以及SRTMSLOPE 90M 分辨率的坡度数据作为遥感数据，在选取影像的过程中云量覆盖程度低于影像面积的5%左右，能够避免在云对影像处理以及提取信息的干扰，这样可以减少一些误差。
（二）单因子评价
本文主要依据研究区的生态环境特点，选择高程、坡度、坡向和土地覆盖类型这4个生态敏感性因子作为研究区的主要影响要素来研究该区域的生态环境敏感性，接着用综合评价将研究区的敏感性分为极敏感区、高度敏感区、中度敏感区、低敏感区和不敏感区5个等级。
1、高程因子。高程会影响太阳辐射的强度，随着海拔降低，太阳辐射减少，太阳辐射分量减少，空气密度增加。研究区内海拔最低580m，最高3059m，最大相对高差为2479m。分析可知区内不敏感区主要分布在沿着滹沱河区域中部地区，轻度敏感区主要分布在繁峙的东北方向、忻府区的偏西方向以及五台县的西南方向，中度敏感区主要分布在原平市的偏西方向以及五台山部分区域，高度敏感区与极敏感区分布较少，主要分布在代县与原平市的偏北方向以及五台县的部分区域。
2、坡度因子。坡度影响太阳辐射的单位接收面积，坡度与太阳辐射有密切关系，其大小主要取决于太阳辐射线与其他地面之间的角度。坡度越大，敏感性越高。分析可知区内不敏感区与轻度敏感区占大部分区域，不敏感区主要分布在滹沱河河流附近;极敏感与轻度敏感相间，大部分分布在五台县区域;高度敏感区所占面积极少。
3、坡向因子。通常，有不同的倾斜方向来接收太阳的辐射强度。 阴影的斜坡受到较少的太阳辐射，有利于节水和化肥，并且具有很高的生态敏感性。 阳光充足的斜坡上的高太阳辐射会导致水的快速蒸发和较低的生态敏感性。分析可知区内大部分地区属于轻度与中度敏感，坡面主要朝向正西、正东、西南、东南方向，生态敏感性较高。
4、土地覆盖类型因子。土地覆盖的类型不同，其对生态环境敏感性产生的影响也不同。经过影像预处理以及監督分类将TM遥感影像依照相应特征分为耕地、林地、草地、建设用地、水体、未利用地等六类。分析可知不敏感区占大部分面积，主要分布在滹沱河东西两边，大部分分布在代县、原平市、以及五台县的大部分区域;轻度敏感区主要分布在滹沱河附近，占区域的少部分;中度敏感区主要分布在忻府区的偏南方向，占区域的极少部分。
三、综合性评价
将研究区4个敏感性因子进行加权叠加分析处理计算区域综合敏感性，即以高程、坡度、坡向、土地覆盖类型4项因子敏感性等级加权求和得到生态环境敏感性综合指数值，根据空间单元综合指数值对应生态环境敏感性分级标准以及论文《基于GIS的城市生态公园生态敏感性评价与生态功能区划研究》，获得高程、坡度、坡向、土地覆盖类型敏感性的权重值为0.23、0.29、0.21、0.27[2]。
采用ArcMap10.2 Spatial Analyst中Raster Calculator 工具，将4个敏感性因子进行加权叠加分析，并计算每个空间单元的生态环境敏感性指数在1～5之间，根据ArcMap中的自然间断点分级法分为5类，按0～0.99、1～1.99、2～2.99、3～3.99、4～5分别为不敏感区、轻度敏感区、中度敏感区、高度敏感区、极敏感区，然后进行重分类（Reclassify）可得出结论：
不敏感区：生态环境稳固，基本不会产生波动，在人类、社会、天然等要素的影响下不容易呈现生态环境问题。不敏感区占区域较少部分面积，主要分布在繁峙县与代县的北部。
轻度敏感区：生态环境基本稳固，但是在天然、人为活动等要素的影响下可能会呈现一些生态环境问题。分析可知轻度敏感区面积较少，主要分布在忻府区的南部。
中度敏感区：主要由于人为和自然因素对原生态环境的破坏，造成了较为严重的生态环境问题，其主要分布在原平市与忻府区的西南部。
高度敏感区、极敏感区：生态环境相对薄弱，在自然和人为活动的影响下，可能出现了生态环境问题，但是这两个因素带来的影响是不同的。高度敏感区占区域的大部分面积，主要分布在忻府区、定襄县、五台县的东南部。
通过对滹沱河忻州段生态环境的脆弱性和生态评估结合，有利于将来生态功能的分区和生态系统完整性的保护。
参考文献：
[1] 赵鹏宇，冯文勇，步秀芹，等.滹沱河忻州段生态系统健康评价[J].山西农业大学学报（自然科学版），2015（05）：83—89.
[2] 陈彩虹，刘照成.基于GIS城市生态公园敏感性评价研究[J].中国农学通报，2011（14）：194-198.
作者简介：乔娇娇（1995.08-），女，汉族，山西省吕梁市人，学生，工学硕士，单位：成都理工大学测绘工程专业，研究方向：地图制图学与地理信息工程方向。