基于EQI的2022年江苏省生态质量评价
作者: 罗清渠 屠长达 刘汉湖
摘 要:探析江苏省生态质量情况,实现对江苏省生态环境的有效监控,可为江苏省生态环境修复和生态文明建设提供服务。基于生态质量指数(Environmental Quality Index,EQI)指标体系,从生态格局、生态功能、生态胁迫3方面对2022年江苏省103个区县生态质量进行评价。结果表明:江苏省生态质量二类区县为49个,生态质量三类区县为38个,生态质量四类区县为15个,生态质量五类区县为1个;江苏省总体生态质量较良好,在空间尺度上,生态质量呈北高南低的分布特征,生态质量较差区县主要分布于江苏省西北部的徐州市和南部的长江沿岸一带;在参与评价的因子中,生境质量指数和重要生态空间连通度指数对生态质量干扰较大,江苏省应加强对生物栖息地的保护和对重要生态斑块的建设,以提高生态质量。
关键词:生态质量;指标体系;江苏省
中图分类号:P237 文献标志码:A 文章编号:1674-7909(2023)22-144-4
0 引言
“十四五”时期是我国“两个一百年”奋斗目标的历史交汇期,也是我国生态文明建设实现生态环境改善由量变到质变的关键时期[1]。生态环境与人类生活和社会经济密切相关[2],生态质量评价是揭示生态环境变化的基础[3],全面、科学、准确地评价全国及各地区生态质量是生态保护措施实施的前提[4]。目前,遥感技术广泛应用于生态质量评价,覆盖范围和可重复性的优势使其能够大规模收集时空数据[5]。现有的生态质量评价主要基于遥感生态指数(Risk-Screening Environmental Indicators,RSEI)[6],如吴可人等[7]采用RSEI模型对河北省石家庄市生态环境质量进行评价,任彦霓等[8]将信息点(Point of Information,POI)数据融入RSEI模型对重庆市主城区生态环境格局进行研究,张诗文等[9]基于RSEI和空间自相关分析对云南省生态质量变化规律进行研究。但上述研究仅依据绿度、干度、湿度、热度4个指标用于生态质量评价,没有考虑到生态格局、生态功能、生态胁迫等方面的因素,评价体系不够全面。
为满足新时期生态质量管理的要求,2021年10月,生态环境部制定并印发了适用于县级及以上区域的《区域生态质量评价办法(试行)》,提出了生态质量指数(Environmental Quality Index,EQI),明确规定了生态质量评价的指标体系、数据要求、评价方法[10],为“十四五”时期生态质量评价工作的开展提供了重要依据。姜晟等[11]采用EQI对江苏省宜兴市的生态质量进行评价,但研究区单一,缺少横向对比,没有从整体对多个区县的生态质量作空间方面分析。笔者基于《区域生态质量评价办法(试行)》,用EQI定量评价江苏省内103个区县的生态质量情况,旨在探析江苏省整体生态质量情况和分布特征,为支持江苏省生态环境修复及生态文明建设提供基础资料和决策依据。
1 研究区概况
江苏省(东经116°21′~121°56′、北纬30°45′~35°08′)位于我国东部沿海地区中部,东濒黄海,北接山东省,西连安徽省,东南与上海市、浙江省接壤,境内以平原地形为主[12],属东亚季风气候区,气候温和、四季分明[13]、降水充沛、雨热同季,地处江淮沂沭泗五大河流下游,有太湖、洪泽湖、高邮湖等大中型湖泊,以及大运河、淮沭河、串场河等各支河。江苏省下辖13个地市,包括96个区县及7个经济开发区或工业园区。
2 数据与方法
2.1 数据来源与处理
研究涉及的主要数据包含地理信息数据和卫星遥感数据两类。其中,地理信息数据方面包括第三次全国国土调查江苏省土地利用矢量数据、江苏省行政区划边界矢量数据、江苏省生态保护红线边界矢量数据。卫星遥感数据方面包括“高分”“资源”系列卫星影像数据共43幅,来自中国资源卫星应用中心(http://www.cresda.com),范围覆盖江苏省全境,时间为2022年,空间分辨率为2 m;归一化植被指数(Normalized Difference Vegetation Index,NDVI)遥感数据于美国国家航空航天局(National Aeronautics and Space Administration,NASA)官方网站下载(https://search.earthdata.nasa.gov/),范围覆盖江苏省全境,时间为2022年5—9月,空间分辨率为250 m。影像数据经辐射定标、大气校正、几何校正、图像融合、图像镶嵌等预处理,并按照江苏省矢量边界裁剪出所需的研究区。
2.2 研究方法
此次研究以江苏省区县为单位,根据土地利用、卫星影像等数据进行解译,解译结果用于提取各三级指标,根据相应指标得到生态格局、生态功能、生态胁迫指数值,进而得到生态质量指数值。基于指标分级,对江苏省区县及整体生态质量情况进行评价,具体技术路线见图1。
2.2.1 指标体系
生态质量评价结果以相应指标体现,指标体系参照《区域生态质量评价办法(试行)》,选取适用江苏省的评价指标。江苏省生态质量评价指标体系分为三级,共有3个一级指标,6个二级指标及12个三级指标(见表1)。
2.2.2 信息提取
各项评价指标计算方法均参照《区域生态质量评价办法(试行)》。
[EP=0.32×0.70×EL+0.30×NONCrr+0.68×0.10×ECRR+0.8×HQI+0.10×PC] (1)
式(1)中:[EP]表示生态格局,[EL]表示生态用地面积比指数,[NONCrr]表示海洋自然岸线保有指数,[ECRR]表示生态保护红线面积比指数,[HQI]表示生境质量指数,[PC]表示重要生态空间连通度指数。
[EF=0.54×UGR+0.46×UPR,建成区0.60×C+0.40×DW,非建成区] (2)
式(2)中:[EF]表示生态功能,[UGR]表示建成区绿地率指数,[UPR]表示建成区公园绿地可达指数,[C]表示植被覆盖指数,[DW]表示水网密度指数。
[ES=0.74×0.60×LDI+0.40×SDI+0.26×NDI] (3)
式(3)中:[ES]表示生态胁迫,[LDI]表示陆域开发干扰指数,[SDI]表示海域开发强度指数,[NDI]表示自然灾害受灾指数。
[EQI=0.45×EP+0.43×EF+0.12×100-ES] (4)
2.2.3 分级标准
根据相关研究[11],以EQI分级为参考,制定分级标准作为评价各指标优劣程度的依据。EQI≥70为一类、55≤EQI<70为二类、40≤EQI<55为三类、30≤EQI<40为四类、EQI<30为五类。一类、二类、三类达标,四类、五类未达标。
3 结果与分析
3.1 生态格局
生态用地面积比指数最高的区域位于江苏省中部和南部,从这两处向外扩散指数呈逐渐降低的趋势,到城市建成区、经济开发区达到最低值,与经济较发达区域生态属性用地占比较低的实际情况相吻合。总体上,江苏省南部沿海区域除海门区外,海洋自然岸线保有指数较高,海岸线开发利用程度较低;而北部沿海区域由于存在更多码头港口,海洋自然岸线保有指数较低,表征海岸线开发利用程度较高。江苏省生态保护红线面积比指数较高的区域主要位于西北部、中部及南端一带,其中南端一带森林资源丰富、毗邻太湖,生态保护红线面积比指数更大。江苏省生境质量指数普遍较低,大部分区县生境质量指数处于五类,而中部和南端一带的部分区县生境质量指数稍高,最高为南端的宜兴市,达到了三类。江苏省重要生态空间连通度指数普遍低,大部分区县的重要生态空间连通度指数为五类,只有南部的吴中区和滨湖区生态斑块整体连通程度较好,分别达到了二类和三类。
江苏省生态格局较好的区域位于江苏省中部一带及南端一带,除滨湖区和吴中区达到二类,其余区县为三类;而生态格局较差的区域主要集中于各城市建成区、经济开发区及其周边,如淮安经济开发区、鼓楼区、钟楼区等,为五类。总体上看,江苏省北部生态格局分布较均衡,而江苏省南部生态格局差的区域更多。
3.2 生态功能
江苏省大部分建成区的建成区绿地率指数较低,处于五类,其绿地面积较小,占比偏低。而玄武区由于存在钟山风景名胜区,绿地面积大,建成区绿地率指数最大,达到了二类。江苏省北部的淮安经开区和盐城经开区建成区公园绿地可达指数较低,分别为三类和四类;而江苏省南部的建成区公园绿地可达指数较高,大部分为一类。江苏省北部非建成区植被覆盖指数普遍更高,植被覆盖情况更好;而江苏省南部部分非建成区植被覆盖指数偏低,植被覆盖指数较小,植被覆盖指数较低区域总体呈现围绕城市建成区和经济开发区分布趋势。江苏省非建成区整体水网密度指数都较高,水资源丰富,而江苏省西北部的丰县和北部的沭阳县、涟水县水网密度指数稍低,水的丰富程度稍有不足。
江苏省整体生态功能较好,大部分区县为一类。生态功能指数值低的区域较少,且主要是面积较小的城市建成区或经济开发区,如盐城经济开发区指数值最低,为五类;扬州经济开发区、镇江新区、崇川区指数值较低,为四类。
3.3 生态胁迫
江苏省灾害风险较小[14],2022年未发生重大自然灾害[15],自然灾害受灾指数由公式计算为0。江苏省陆域开发干扰指数高的区域较多,这些区域开发建设程度较高,对陆域生态系统造成一定胁迫,主要为城市建成区或经济开发区及其周边区域,并且在江苏省南部分布较集中。江苏省沿海区域整体海域开发强度指数小,都达到一类,表征人类活动对海域的胁迫程度较低。江苏省北部的连云区由于港口、码头、填海等因素,对海域的开发利用程度稍高,胁迫程度稍大。
江苏省北部生态胁迫较大区域主要分布在云龙区、海州区、宿城区、淮安经济开发区、盐城经济开发区等城市建成区和经济开发区;而江苏省南部生态胁迫较大区域主要分布在南京市、扬州市及东南端一带。从整体看,江苏省南部较北部生态胁迫指数高的区域更多,范围更集中,生态胁迫更大。
3.4 生态质量
根据生态格局、生态功能和生态胁迫得到江苏省生态质量分级情况:江苏省无生态质量一类区县,生态质量二类区县为49个,生态质量三类区县为38个,生态质量四类区县为15个,生态质量五类区县为1个。江苏省总体生态质量情况较良好,北部区县生态质量较优于南部,生态质量指数较低区域主要为城市建成区、经济开发区及其周边,如生态质量最差的盐城经济开发区,同时在江苏省西北部的徐州市和南部的长江沿岸一带呈集中分布现象。
4 结论与讨论
江苏省生态质量水平总体较高,在空间尺度上,生态质量呈北高南低的分布特征。生态质量较差区县主要为城市建成区或经济开发区,并集中分布于江苏省西北部的徐州市和南部的长江沿岸一带。
在江苏省生态质量评价的因子中,植被覆盖指数和水网密度指数等指标情况较好;生境质量指数和重要生态空间连通度指数等指标情况较差。为改善生态质量,江苏省应加强对林地、草地、水域湿地及耕地的保护,增加重要生态斑块的数量和面积,提高其整体连通程度。
笔者从生态格局、生态功能、生态胁迫3个方面对江苏省生态质量进行了评价,在一定程度上反映了江苏省土地利用、生态保护红线、海岸线开发、海域开发等与生态质量的关系。但为满足更高的工作要求,仍需要构建一个更科学全面的生态质量评价体系,在“十四五”时期发挥生态质量评价的更大作用,为我国生态文明建设做出贡献。
参考文献: