5·12 震區生態環境轉變探究

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將研究區分為一系列獨立的評價因子，建立各評價因子質量狀況的屬性數據庫，通過ID號將屬性數據庫和空間數據庫相關聯，生成基于各評價因子質量水平的專題地圖，從而揭示生態環境質量的空間格局，可以從深度和廣度兩個方面對生態環境做出評價。

綜合指數評價法:綜合指數評價法［6］以數學綜合作為環境質量評定尺度，根據生態環境質量涉及多要素多因子的特點，就各個因子對質量狀況的貢獻大小進行定量化綜合分析。在反映生態環境質量各個側面指標的基礎上產生綜合指標，進而綜合評價生態環境質量，可以體現生態環境評價的綜合性、整體性和層次性。

歸一化植被指數:歸一化植被指數(NDVI)［7］又稱標準化植被指數，定義為近紅外與紅波段數值之差和這兩個波段數值之和的比值。由于近紅外和紅波段包含90%以上的植被信息，通常利用植物在近紅外與紅兩個波段光譜值的差異值來估算植被生長狀態和覆蓋度。

指標體系構建和信息提取

指標體系構建生態環境評價指標體系具有多層次結構，目前，國內對生態環境質量評價還沒有統一的規范，不同學者因研究區域和地理背景不同，所采用的指標體系有所差異［8-10］。在實際研究中，評價指標可以根據研究的側重點、可操作性進行篩選。本文研究的是震后生態環境變化，考慮到林地損毀、山體裸露、水源涵養功能下降以及地質災害等特點，最終構建了能夠反應生態環境質量現狀和變化情況的目標層、影響要素層和指標層3層次指標體系結構(如表1所示)。采用AHP方法確定各指標權重，并通過了層次總排序一致性檢驗(一致性比率CR=0.008＜0.10)。

指標信息提取1)土地利用變化土地利用分類采用全國二級分類系統，分為耕地、林地、草地、水域、建設用地、未利用地等6個大類。通過主成分分析后進行假彩色合成，除去波段相關性，使不同地物區分更加明顯，借助實地調查輔助選取樣本，利用ENVI平臺對圖像進行監督分類，提取兩期影像的土地利用情況，基于此，通過NDVI差值計算、主成分變換和圖像融合得到研究區土地利用變化情況。地震及其引發的地質災害和災后重建等使得大面積林地、耕地向未利用地和建設用地轉換;地震后河道阻塞形成堰塞湖，造成耕地的淹沒和水域面積的增加。2)植被覆蓋度植被是構成生態環境系統的基本成分，直接反應一個地區生態環境狀況。植被覆蓋度與植被指數呈近似線性相關，可以通過NDVI植被指數的提取來獲得相應的植被覆蓋度［11］。根據計算可知:由于地震的影響，次生災害發育較多，在研究區東南部北川老縣城周邊以及沿省道105線的地質災害區域，植被明顯減少，植被覆蓋度明顯降低。3)土壤濕度土壤濕度指數是反映土壤中水分含量和作物水分狀況的一個指標，土壤濕度也是各類生態系統中的重要因素之一。土壤濕度變化較大的地方主要集中在唐家山堰塞湖周邊、次生災害治理區、災后重建的新地區等。4)地質災害采用常規遙感分類和人機協同的方式半自動提取地質災害信息，然后進行緩沖區分析，按照地質災害的影響范圍，把影響范圍劃分為50m、100m、150m和200m4個緩沖區域。根據分析可知:地質災害主要分布在北川東南部的老縣城及沿河流域的高山峽谷地帶，災害以泥石流、滑坡、崩塌為主。5)高程和坡度高程和坡度信息主要根據研究區DEM在ArcGIS中提取，根據提取信息可知:研究區高程在540m－4500m之間，海拔相對較高;大部分地區坡度較大，30°以上區域約占65%。

生態環境變化與評價

根據生態環境受損程度、服務功能、自我修復能力和生態系統結構完整性，將生態環境質量等級按表3進行劃分。采用AHP方法和綜合指數評價法，基于指標體系中生態環境因子信息的提取，利用ArcGIS柵格計算功能，對各因子指標值進行加權運算并按評價值及等級標準劃分，得到如圖1所示的生態環境質量評價等級圖。

5•12地震前，北川地質災害相對較少，生態環境狀況總體良好，小部分在西部邊緣的高山冰雪覆蓋區域以及東部河灘地區生態環境相對較差;地震后，北川生態環境遭到一定程度的破壞，特別是東南部老縣城及附近地區地質災害頻繁，沿河流高山峽谷區域生態環境受到較大破壞，生態服務功能降低，自我修復困難，生態環境問題突出。新縣城異地重建區域由于土地利用變化、植被覆蓋度降低和土壤濕度變化亦導致生態環境質量有所下降。經分析主要是地震發生后，沿河谷兩側發育了大量的滑坡、崩塌和次生地質災害等，破壞地表植被覆蓋，同時滑坡等造成山體變形、移動，再加上快速重建中諸如新縣城異地重建等人類活動，地區環境遭到破壞，造成該地區生態環境質量的下降。

結束語

本研究借助RS和GIS技術，對北川縣地震前后生態環境變化情況進行了初步確定和分析，主要結論如下:①利用RS數據提取生態環境相關因子信息進行動態分析具有較好的效果，為研究生態環境變化分析提供了一種有效的方法;②利用GIS柵格計算等功能進行生態環境質量評價，從一定程度上避免了人為干擾的因素，結果較為客觀;③RS和GIS的結合是提取廣域面積信息非常有效的方式，有利于進行動態監測和評估，對災后生態環境的監測和恢復具有重要的意義;④生態環境體系是一個龐大的系統，因研究的側重點不同，除文中所述的幾個主要因子，還需考慮相關的社會、經濟因素，這些方面的工作需要今后進一步的深入研究。

作者：張飛史海霞楊斌單位：西南科技大學