基于RS和GIS技術(shù)的自然保護(hù)區(qū)生態(tài)保護(hù)狀況評價

楊青 陸蔭 張強(qiáng)

摘要：指出了祁連山是我國高原生態(tài)安全屏障的重要組成部分，但近年來受頻繁人類活動的影響使祁連山地區(qū)生態(tài)環(huán)境問題加劇。以甘肅祁連山國家級自然保護(hù)區(qū)為例，結(jié)合RS和GIS技術(shù)，采用《生態(tài)環(huán)境狀況評價技術(shù)規(guī)范》（HJ 192-2015），通過計(jì)算保護(hù)區(qū)生境質(zhì)量指數(shù)、面積適宜指數(shù)、外來入侵指數(shù)、開發(fā)干擾指數(shù)，對保護(hù)區(qū)生態(tài)保護(hù)狀況進(jìn)行了評價。以供參考。

關(guān)鍵詞：祁連山;自然保護(hù)區(qū);生態(tài)環(huán)境質(zhì)量;評價

中圖分類號：X826 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-9944（2019）16-0021-03

1引言

祁連山自然保護(hù)區(qū)劃定于1987年，1988年成為國家級自然保護(hù)區(qū)，所處位置屬于國家重點(diǎn)生態(tài)功能區(qū)，保護(hù)區(qū)內(nèi)冰川、凍土、濕地資源豐富，是黑河等眾多內(nèi)陸河流的徑流形成區(qū)，在涵養(yǎng)水源、生物多樣性保護(hù)方面發(fā)揮著重要作用。保護(hù)區(qū)所屬縣域均屬于祁連山冰川與水源涵養(yǎng)生態(tài)功能區(qū)。近年來頻繁人類活動的影響使祁連山地區(qū)水土流失、生物多樣性減少、植被退化等諸多問題加劇，祁連山生態(tài)環(huán)境的保護(hù)與修復(fù)已成為亟待解決的問題。加強(qiáng)生態(tài)環(huán)境狀況評價的準(zhǔn)確性才能提升生態(tài)環(huán)境保護(hù)效果，基于RS、GIS技術(shù)應(yīng)用的《生態(tài)環(huán)境狀況評價技術(shù)規(guī)范》（HJl92-2015）采用綜合指數(shù)評價法，通過計(jì)算生境質(zhì)量指數(shù)、面積適宜指數(shù)、外來人侵指數(shù)、開發(fā)干擾指數(shù)4項(xiàng)分類指標(biāo)，對研究區(qū)域生態(tài)保護(hù)狀況進(jìn)行評價。

2研究區(qū)域概況

甘肅祁連山國家級自然保護(hù)區(qū)在甘肅省境內(nèi)地跨3市8縣，依托祁連山北坡呈狹長形分布。自然保護(hù)區(qū)內(nèi)分布有大量珍稀動植物資源和多種生態(tài)系統(tǒng)類型，其中森林資源尤為豐富，屬保護(hù)森林和野生動物類型保護(hù)區(qū)。保護(hù)區(qū)總面積198.72萬hm²，其中核心區(qū)50.41萬hm2，緩沖區(qū)38.74萬hm²，實(shí)驗(yàn)區(qū)109.57萬hm²，設(shè)有外圍保護(hù)地帶66.6萬hm²。保護(hù)區(qū)內(nèi)氣溫與降水情況均與保護(hù)區(qū)所處地理位置顯著相關(guān)，總體表現(xiàn)為從東至西年氣溫逐漸升高而降水量逐漸減少。

3研究方法

本文評價方法采用《生態(tài)環(huán)境狀況評價技術(shù)規(guī)范》（HJ 192-2015），以2018年資源三號、高分一號、高分二號等多元遙感影像為主要數(shù)據(jù)源，對研究區(qū)域進(jìn)行目視解譯，得出土地利用類型數(shù)據(jù)，根據(jù)土地利用類型數(shù)據(jù)計(jì)算面積適宜性、生境質(zhì)量等4項(xiàng)反應(yīng)自然保護(hù)區(qū)生態(tài)環(huán)境保護(hù)狀況的分項(xiàng)指標(biāo)，應(yīng)用綜合指數(shù)評價法計(jì)算生態(tài)保護(hù)狀況指數(shù)，根據(jù)生態(tài)保護(hù)狀況指數(shù)得分評價自然保護(hù)區(qū)生態(tài)保護(hù)狀況。

4結(jié)果及分析

4.1祁連山國家級自然保護(hù)區(qū)生境質(zhì)量指數(shù)

生境質(zhì)量指數(shù)=Aforn×（0.40×林地+0.18×草地+0.23×水域濕地+0.08×耕地+0.01×建設(shè)用地+0.10×未利用地）/保護(hù)區(qū)總面積（1）

式（1）中：Aforn為森林生態(tài)系統(tǒng)類型自然保護(hù)區(qū)生境質(zhì)量指數(shù)歸一化系數(shù)，參考值為417.4399622443。

2018年祁連山國家級自然保護(hù)區(qū)生境質(zhì)量指數(shù)為31.35。整個祁連山國家級自然保護(hù)區(qū)生態(tài)系統(tǒng)組成以草地為主，占保護(hù)區(qū)總面積的53.43%，其次是林地，占總面積的23.08%，未利用地占17.57%，水域濕地占4.68%，耕地占0.93%，建設(shè)用地占0.31%，詳情如表1、所示。祁連山國家級自然保護(hù)區(qū)土地利用現(xiàn)狀如圖1所示。

4.2祁連山國家級自然保護(hù)區(qū)面積適宜指數(shù)

面積適宜指數(shù)=Aare×（核心區(qū)面積/自然保護(hù)區(qū)總面積）（2）

式（2）中：Aare為面積適宜指數(shù)歸一化系數(shù)，參考值為100。

祁連山國家級自然保護(hù)區(qū)核心區(qū)面積為1348.44 km²，祁連國家級自然保護(hù)區(qū)的面積為19884.27km²，帶入公式算出：2018年祁連山國家級自然保護(hù)區(qū)面積適宜指數(shù)均為25.44，詳情如表2所示。

4.3祁連山國家級自然保護(hù)區(qū)外來物種入侵指數(shù)

外來物種入侵指數(shù)=Ainv×自然保護(hù)區(qū)外來入侵物種數(shù)（3）

式（3）中：Ainv為自然保護(hù)區(qū)外來物種入侵指數(shù)的歸一化系數(shù)，參考值為2.0833333333。

2018年祁連山國家級自然保護(hù)區(qū)外來物種入侵?jǐn)?shù)為15，面積適宜指數(shù)均為31.25，詳情如表3所示。（注：外來人侵物種數(shù)引自甘肅祁連山國家級自然保護(hù)區(qū)管理局的科技攻關(guān)項(xiàng)目“祁連山水源涵養(yǎng)林恢復(fù)技術(shù)研究”中的祁連山自然保護(hù)區(qū)外來林業(yè)有害生物調(diào)查初報。）

4.4祁連山國家級自然保護(hù)區(qū)開發(fā)干擾指數(shù)

自然保護(hù)區(qū)開發(fā)干擾指數(shù)=Adev×（功能區(qū)權(quán)重X0.40X城鎮(zhèn)建設(shè)用地+功能區(qū)權(quán)重X 0.40X其它建設(shè)用地+功能區(qū)權(quán)重X 0.IOX農(nóng)村居民點(diǎn)+功能區(qū)權(quán)重X 0.IOX耕地）/保護(hù)區(qū)總面積（4）

式（4）中：Adev為自然保護(hù)區(qū)人為開發(fā)干擾指數(shù)的歸一化系數(shù)，參考值為1520.3363830174（表4、5）。

將所得出的數(shù)據(jù)代入公式，得出2018年祁連山國家級自然保護(hù)區(qū)年開發(fā)干擾指數(shù)為0.34，詳情如表6所示。

4.5祁連山國家級自然保護(hù)區(qū)生態(tài)保護(hù)狀況指數(shù)及評價

自然保護(hù)區(qū)生態(tài)保護(hù)狀況指數(shù)：NEI=0.10×面積適宜指數(shù)+0.10（100一外來物種入侵指數(shù)）+0.40×生境質(zhì)量指數(shù)+0.40×（100一開發(fā)干擾指數(shù)），根據(jù)自然保護(hù)區(qū)生態(tài)保護(hù)狀況指數(shù)，將自然保護(hù)區(qū)生態(tài)保護(hù)狀況分為5級，詳情如表7～9所示。

將面積適宜指數(shù)、外來物種入侵指數(shù)、生境質(zhì)量指數(shù)、開發(fā)干擾指數(shù)帶入自然保護(hù)區(qū)生態(tài)保護(hù)狀況指數(shù)公式計(jì)算得出祁連山國家級自然保護(hù)區(qū)生態(tài)保護(hù)狀況指數(shù)為62.82，依據(jù)保護(hù)區(qū)生態(tài)保護(hù)狀況分級，判定為良。

5結(jié)論

依據(jù)生態(tài)保護(hù)狀況指數(shù)評價與分級變化分析”評估得出：祁連山國家級自然保護(hù)區(qū)2018年生態(tài)保護(hù)狀況指數(shù)（NED為62.82，生態(tài)保護(hù)狀況評價為“良”，結(jié)論表明2018年祁連山國家級自然保護(hù)區(qū)原生生境得到了較好的保護(hù)。