祁连山冰川与水源涵养生态功能区生态功能状况评估
【类型】期刊
【作者】张强,陆荫,杨青,张正煜(甘肃省环境监测中心站)
【作者单位】甘肃省环境监测中心站
【刊名】甘肃科技
【关键词】 祁连山地区;冰川与水源涵养;生态功能指数
【ISSN号】1000-0952
【页码】P39-41
【年份】2019
【期号】第13期
【摘要】2011年6月国务院关于印发全国主体功能区规划的通知,按照生态脆弱性和生态重要性两个指标,划定了25个国家级重点生态功能区,包括水源涵养、保持水土、防风固沙、生物多样性维护4种类型。甘肃省国家重点生态功能区转移支付于2008年开始,2017年设计区县数量增加到48个,其中祁连山地区所属县域全部属于祁连山冰川与水源涵养生态功能区[1],运用遥感及环境监测技术,利用2016-2017年祁连山冰川与水源涵养生态功能区高分遥感影像,获取土地利用类型解译数据,结合环境监测数据和统计资料,依据生态功能区生态功能评价系统对祁连山冰川与水源涵养生态功能区生态功能状况进行动态监测与评价。
【全文】 文献传递
祁连山冰川与水源涵养生态功能区生态功能状况评估
甘肃祁连山国家级自然保护区地处青藏、蒙新、黄土三大高原交汇地带的祁连山北麓,属森林生态系统类型的自然保护区。祁连山是青海、甘肃两省的天然分界线,分布有丰富的冰川、雪山、森林、草地和湿地资源,是我国高原生态安全屏障的重要组成部分,保障着全国,特别是西北地区的生态安全,在维护整个河西陆地生态系统平衡以及保障河西地区经济社会和谐发展中起着决定性的作用。近年来,受自然因素和人为因素的影响,祁连山地区冰川、雪线不断退缩,天然林草植被不断退化,水源涵养功能呈现萎缩,荒漠化日趋扩大,生物多样性遭到威胁。开展连山地区是一个水源涵养类型重点生态功能区生态功能状况监测和评价对保护祁连山生态环境具有重要的意义。
1 研究区域与研究方法
1.1 研究区
祁连山位于世界层脊——青藏高原的北部边缘。如果说喜马拉雅山脉是世界屋脊的“脊”,那么祁连山脉就是其 “檐”,被誉为河西走廊的 “生命线”,在保障河西走廊乃至我国西北干旱区生态安全方面举足轻重。祁连山地区主要包括兰州市、金昌市、武威市、张掖市和酒泉市所属的永登县、永昌县、凉州区、古浪县、天祝藏族自治县、甘州区、肃南裕固族自治县、民乐县、山丹县、肃北蒙古族自治县和阿克塞哈萨克族自治县5市11县,全部属于祁连山冰川与水源涵养生态功能区,如图1所示。
图1 祁连山地区5市11县示意图
1.2 数据来源
根据《生态功能状况评价技术规范》(HJ 192-2015)要求,在土地利用/遥感解译数据的基础上,结合相关数据的统计和检索,通过指数计算,对祁连山地区11个水源涵养类型生态功能区进行生态功能状况指数评价。
遥感影像以 2016、2017 年 ZY-3、ZY-03C、GF-1和MODIS NDVI等多源遥感数据为主,县域环境空气、地表水水质、集中式饮用水源地水质、污染源排放监测数据和环境统计数据来源于甘肃省环境监测中心站,水资源数据来源于甘肃省水资源公报,降雨量数据来源于甘肃省气象局。生态功能状况指数的生态状况指标里,生态功能指数、生态结构指数和生态胁迫指数主要采用遥感解译数据评价获得;环境状况指标里的污染负荷指数和环境质量指数中的主要污染物排放强度数据来自《甘肃省环境统计年报》,环境监测数据和相关的归一化指数来源与中国环境监测总站。
2 生态功能状况评价
2.1 水源涵养生态功能区生态功能评价指标体系
生态功能区生态功能状况是利用综合指数(生态功能区功能状况指数,FEI)评价生态功能区生态功能的状况,采用三级指标体系,包括3个指标、5个分指数和12个分指标。3个指标包括生态状况指标、环境状况指标和生态功能调节指标[2]。自然生态指标包括生态功能指数、生态结构指数和生态胁迫指数,反映了生态功能区的功能、结构和压力,环境状况指标包括污染负荷指数和环境质量指数,反映了生态功能区的污染负荷压力和环境质量状况。生态功能指数、生态结构指数和生态胁迫指数根据各类功能区功能特点而选择能够反映功能区特征的指标[3]。
权重:
水源涵养生态功能区生态功能各指标权重见表1。
表1 水源涵养生态功能区生态功能各指标权重及类型
指标类型 分指数 分指标 权重 类型生态状况指标(0.60)环境状况指标(0.40)生态功能指数 水源涵养指数 0.25 正受保护区域面积比 0.20 正林地覆盖率 0.15 正草地覆盖率 0.10 正水域湿地面积比 0.15 正生态胁迫指数 耕地和建设用地面积比 0.15 负生态结构指数污染负荷指数主要污染物排放强度 0.45 负污染源排放达标率 0.10 正城镇污水集中处理率 0.10 正环境质量指数水质达标率 0.20 正空气质量达标率 0.10 正集中式饮用水源地水质达标率 0.05 正
2.2 水源涵养生态功能区生态功能状况指数计算(见表 2、3)
FEISYHY=0.60×(0.25×水源涵养指数+0.20×受保护区域面积比×100+0.15×林地覆盖率×100+0.10×草地覆盖率×100+0.15×水域湿地面积比×100-0.15×耕地和建设用地面积比×100)+0.40×(0.45×(100-主要污染物排放强度)+0.10×污染源排放达标率×100+0.10×城镇污水集中处理率×100+0.20×水质达标率×100+0.10×空气质量达标率×100+0.05×集中式饮用水源地水质达标率×100)+生态功能调节指标
式中:FEISYHY——水源涵养生态功能区的生态功能状况指数。
表2 2017祁连山地区水源涵养生态功能区生态功能各指标
县区名称 主要污染物排放强度集中式饮用水源地水质达标率永登县 0.42% 95.35% 100.00% 100.00% 81.87% 100.00%永昌县 0.13% 93.18% 94.40% 100.00% 88.07% 100.00%凉州区 0.35% 100.00% 95.30% 100.00% 72.33% 100.00%古浪县 0.12% 85.71% 85.00% 100.00% 95.88% 100.00%天祝藏族自治县 0.07% 90.91% 96.00% 100.00% 100.00% 75.00%甘州区 0.31% 90.91% 95.94% 100.00% 85.25% 100.00%肃南裕固族自治县 0.01% 77.78% 98.60% 100.00% 96.17% 100.00%民乐县 0.30% 100.00% 98.00% 100.00% 93.01% 50.00%山丹县 0.12% 85.71% 89.56% 100.00% 84.41% 100.00%肃北蒙古族自治县 0.00% 57.14% 97.90% 100.00% 83.24% 100.00%阿克塞哈萨克族自治县 0.01% 50.00% 98.00% 100.00% 79.67% 100.00%污染源排放达标率城镇污水集中处理率 水质达标率 空气质量达标率
表3 2017祁连山地区水源涵养生态功能区生态功能状况指数表
县区名称 生态功能指数生态功能状况指数永登县 5.58 0.08 11.27 64.35 33.19 10.16 39.01 49.17永昌县 6.35 0.08 11.13 63.70 33.81 10.53 39.00 49.54凉州区 2.11 0.02 8.26 64.37 32.23 6.23 38.64 44.87古浪县 4.11 0.05 10.02 62.02 34.59 8.51 38.64 47.15天祝藏族自治县 23.05 0.10 12.69 63.66 33.75 21.50 38.96 60.46甘州区 3.03 0.03 9.72 63.55 33.53 7.67 38.83 46.50肃南裕固族自治县 24.83 0.09 14.76 62.64 34.62 23.81 38.90 62.71民乐县 8.12 0.05 7.31 64.66 31.80 9.29 38.59 47.87山丹县 17.65 0.09 12.05 62.47 33.44 17.87 38.37 56.24肃北蒙古族自治县 8.55 0.03 14.98 60.50 33.32 14.14 37.53 51.67阿克塞哈萨克族自治县 3.88 0.02 14.96 59.80 32.97 11.32 37.11 48.42生态结构指数生态胁迫指数污染负荷指数环境质量指数生态状况指标环境质量指数
3 结论
2017年祁连山地11个区县生态功能状况除天祝县、肃南县和山丹县为良,其余8个区县都属于一般水平。总体表现为林地覆盖率较低;水域、湿地面积较小,各种未利用土地面积大。
图3 祁连山地区11县土地利用类型状况统计
图4 2016-2017年县域生态功能状况指数对比
2016-2017年间11个区县中有4个县生态功能状况指数有所上升,7个下降,其中永登县属于明显变好,肃北县属于略微变好,民乐县和山丹县属于略微变差,其余7个县均属于无明显明变化。
FEI值由生态功能指数、生态结构指数、生态胁迫指数、污染负荷指数和环境质量指数五个指数获得,任何一个指数的变化都会引起FEI的变化[4]。2016-2017年,各县生态功能指数、生态结构指数和生态胁迫指数变化幅度较小;污染负荷指数除永昌县、古浪县、天祝县、肃南县和山丹县有所降低,其余6县均有所上升;环境质量指数除永昌县、古浪县、肃南县、民乐县、山丹县和阿克塞县其余5县均有所上升。
[1]徐洁.国家重点生态功能区生态环境质量变化动态分析,2019,5:1.
[2]环境保护部环境监测司,中国环境监测总站.国家重点生态功能区县域生态环境质量监测评价与考核技术指南[M].北京:中国环境出版社,2014.
[3]徐升.安徽省“十二五”期间生态功能区生态功能评价[J].安徽农业科学,2016,44.
[4]吴丹,邹长新,高吉喜,林乃峰.水源涵养型重点生态功能区生态状况变化研究[J].环境科学与技术,2017.40(1):174-179.