2021-4-9 | 生态质量论文
生态质量评价是根据选定的质量体系和质量标准，运用恰当的方法评价某区域生态质量的优劣及其影响作用关系［1］。对某个地区的生态质量进行评价，有助于把握当地的生态历史和现状，并有助于当地环境质量的预评估，通过质量评价提出合理、科学的建议，有利于保护生态，提高环境的宜居度。早在二三十年前中国就有很多学者开展了生态保护相关的研究，而生态质量评价在近年来也已成为生态学方面的研究热点，如惠秀娟等［2］采用主成分分析法对辽宁省辽河水生态系统的健康情况进行评价，张继权等［3］通过构建适于山区的生态安全评价模型对白山市的生态安全进行评价，张燕等［4］用参评因子动态排序法对秦淮河的水质进行了评价。
这些研究均通过指标选取－权重－建立评价模型，实现对研究对象的质量评价。对福建全省各地生态质量环境现状的气象评价，目前公开报道仅见于李丽纯等于2006年对福建省2006年7－9月生态环境现状的气象评价［5］。本文拟根据福建省具体的生态监测数据，选择湿润指数、植被覆盖指数、水体密度指数、土地退化指数、灾害指数5个因子，从气象方面、以年为单位对福建省2007－2010年的年度生态质量进行气象评价，并采用GIS和SPSS分别对其时空变化特征进行分析，总结福建全省近几年的生态环境空间分布状况和时间变化特征，为本省生态环境保护提供理论依据。
1资料与方法
1.1研究区概况
福建地处低纬亚欧大陆东南岸，地理位置23°33'－28°20'N、115°50'－120°40'E，陆域面积1.214×105km2，东濒东海与南海，面临台湾海峡与台湾省隔海相望，海岸线长度位居全国第二。福建属亚热带海洋性季风气候，年平均气温15.2～21.8℃，各地年平均降雨量基本都在1000mm以上，年日照时数1754～2482h［5］，主要气象灾害有干旱、洪涝、台(大)风、寒(冻)害和强对流天气。福建素有“八山一水一分田”之称，山地丘陵占了全省土地面积80%以上。耕地类型比较复杂，有水田与旱地之分，大部分以水田为主，占80.8%，旱地仅占19.2%。福建是中国4大林区之一，森林覆盖率达62.96%，居全国第一，素有南方“绿色宝库”之称。全省林地面积9.08×106hm2，占土地总面积的74.74%，主要包括林地、灌木林地、疏林地、未成林造林地和宜于造林的无林地［6］。福建河流众多，水资源蕴藏量丰富，全省较大的河流有闽江、九龙江、汀江、晋江、赛江和木兰溪，即“五江一溪”。其中闽江长541km2，流域面积6.09×104km2，是东南沿海地区流域面积最大的河流。
1.2资料及来源
利用2007－2010年福建全省67个台站的地面气象观测数据计算各县(市)湿润指数和灾害指数。数据包括月平均气温(℃)、月降水量(mm)、月平均10m风速(m/s)、月平均相对湿度(%)、月平均气压(mb)、饱和水汽压(mb)、各类气象灾害受灾面积(hm2)，资料分别由福建省气象台和福建省气候中心提供。水体面积(hm2):每年每季度选取一张EOS/MO-DIS晴天影像资料，通过遥感解译获取全省水体分布的shapfile文件，然后通过GIS空间分析插件计算各县(市)的水体面积。分县(市)分类土地利用面积，包括水田、旱地、林地、灌木林地、草地、土地退化面积等，由福建省农业资源综合数据库提供。
1.3方法
1.3.1评价模型
采用李丽纯等［5］的模糊综合评价法对福建省年度生态质量进行气象评价，其中，生态质量气象评价指数由各单项评价指数加权计算所得，单项评价指数包括湿润指数、水体密度指数、植被覆盖指数、土地退化指数和灾害指数。其中，年度湿润指数K=Ra/(∑ETi)，Ra为年度降水量，∑ETi为年度12个月潜在蒸散量之和。根据《生态质量气象评价规范(试行)》［7］，ETi为ETi=22di(1.6+U1/2i)Woi(1－hi)P1/2i(273.2+ti)1/4(1)其中，i是月份编号，Pi是月平均气压(mb)，ti是月平均气温(℃)，di是月的天数，Ui是10m高度观测的月平均风速(m/s)，Woi是在温度为ti时的饱和水汽压(mb)，hi是月平均相对湿度(%)。计算区域生态质量等级时，当K＞1时，取K=1。其它单项指数均通过加权计算得到，具体算法详见文献［5］。
1.3.2空间分布图制作
采用GIS制作福建全省生态质量空间分布图，分析全省生态质量的空间分布状况。
1.3.3时间分布特征分析
采用统计学中的数理推断方法分析生态质量的时间分布特征，分析软件采用SPSS11.5［8-9］。
2结果与分析
2.1生态质量气象评价指数
根据李丽纯等［5］的模糊综合评价法，利用福建省地面观测数据、土地利用数据和遥感数据，计算福建省各县市年度生态质量气象评价指数值，得到2007年各县市生态质量气象评价指数值介于0.54～0.67，2008年为0.53～0.67，2009年为0.47～0.67，2010年为0.53～0.67。对照生态质量评价分级标准(表1)［7］，福建省大部分县(市)生态质量良好，即生态质量气象评价值介于0.55～0.70。其中，2007年福建省生态质量为良好的县(市)有65个，占全省行政区数(67)的97.0%，2008年有63个，占94.0%，2009年有60个，占89.6%，2010年有64个，占95.5%，其余县(市)生态质量评价等级为一般，均未出现评价等级为优、较差或差的区域;2007年生态质量气象评价等级为一般的县(市)为漳州市区、石狮市，2008年为漳州市区、晋江市、石狮市，2009年为漳州市、龙海市、厦门市、东山县、泉州市、晋江市、石狮市，2010年为漳州市、晋江市和石狮市。这些生态质量气象评价等级曾为一般的县(市)，除龙海市植被覆盖指数(0.33)较高外，其余县(市)的植被覆盖指数均较低，均在0.22以下，说明植被覆盖是影响福建省生态质量的关键因子，植被覆盖的好坏对生态质量的优劣具有决定性的作用。因此，通过保护自然植被和增加人工植被来加强绿化，提高区域植被覆盖指数，对生态质量的改善具有重要意义。
2.2空间分布
根据模型计算结果制作全省年度生态质量评价指数空间分布图(图1)，由图中可见:(1)福建省大部县(市)生态质量较好，生态质量气象评价指数值达到0.63以上，靠近生态质量优的等级;(2)2007－2010年福建省年度生态质量空间分布具有明显的区域性，沿海县(市)稍差，西北部县(市)普遍较好，生态质量气象评价指数基本都在0.63以上。(3)2007－2010年福建省生态质量空间分布基本维持不变，延续沿海环境质量稍差、内陆较好的分布状态。内陆地区植被保存较好，尤其是武夷山市因其界内包括了武夷山国家级自然保护区，该保护区拥有同纬度带现存面积最大、保存最为完整的中亚热带森林生态系统，植被覆盖度非常好，而植被覆盖对区域环境生态质量的贡献最大，因此内陆地区生态质量气象评价指数普遍较高。