gis 支持下的红壤丘陵区脆弱生态环境综合评价——以长沙市为例

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1、李忠武等：GIS支持下的红壤丘陵区脆弱生态环境综合评价-361-GIS支持下的红壤丘陵区脆弱生态环境综合评价——以长沙市为例李忠武，曾光明，张华，杨斌，焦胜湖南大学环境科学与工程系，湖南长沙410082摘要：遥感和地理信息系统技术的发展为研究区域生态环境变化提供了有效的手段。针对红壤丘陵区这一特定区域，在地理信息系统的支持下，建立了红壤丘陵区环境信息系统数据库；同时结合特尔斐法、层次分析法及环境质量综合指数法，对红壤丘陵区的典型区域——长沙市的生态环境质量进行综合评价。研究结果表明，由于人类活动的强烈影响，长沙市环境质量状况良好以上级别的区域面积仅有827.64km2，占总面积的7.0%；

2、而生态环境较差的区域其面积达到6187.14km2，占总面积的52.4%，这说明长沙市总体生态环境质量有待进一步提高。关键词：地理信息系统；层次分析法；长沙市；红壤丘陵区中图分类号：X820.2文献标识码：A文章编号：1672-2175（2004）03-0358-04李忠武等：GIS支持下的红壤丘陵区脆弱生态环境综合评价-361-红壤丘陵区是生态稳定性差、生物组织和生产力波动性大，对人类活动及突发性灾害的反应敏感，自然环境易于向不利于人类利用方向演替的一类自然环境类型[1]。我国东南部红壤丘陵的分布十分广泛，跨越南方11个省（区），619个县（市），共约113万km2，占国土面积的11%[

3、2]。该地区具有中亚热带优越的生物气候条件，年均气温16~19℃，年降水量1400~1700mm，生产潜力很大。但由于长期以来人们对自然资源的过度开发利用，目前该地区水土流失严重，已导致土地生产力和水土效益下降。水旱灾害加剧，生态稳定性降低，自然环境恶化，已成为我国生态环境脆弱的地区之一。生态环境的脆弱已经严重的影响了本区生产发展和人民生活水平的提高，因而综合分析红壤丘陵脆弱生态环境的状况，对促进该地区经济与环境协调发展，具有重大的理论和实践意义。1研究区域概况长沙市位于湖南省东部，是湖南省省会，其地理位置为东经111°53′~114°15′，北纬27°51′~28°40′。全市现辖芙蓉、

4、天心、岳麓、开福、雨花5个区和长沙、望城、宁乡3个县及浏阳市，总面积为11819.5km2。长沙市地质构造形迹复杂，地层褶皱，断裂发育。属低山丘陵区，东北、西北两端山地环绕，地势高峻，向中部倾斜而趋于平缓。南部丘岗起伏，北部平坦开阔，地势由南向北倾斜。海拔高程在23.5~1607.9m之间。山地面积约占全市总面积的29.5%，丘陵占17.2%，岗地占23.3%，平原占25.3%。长沙市属亚热带季风湿润气候，多年平均降雨量为1483.6mm，降水主要集中在4～7月份。从地型地貌特征来看，长沙市属于红壤丘陵区。因此本研究以长沙市为例来研究红壤丘陵区土壤有机质的空间分异具有一定的代表性。2研究方

5、法本研究对不同来源、不同比例尺的图件，通过扫描和屏幕数字化方式输进计算机，然后在地理信息系统软件ARC.GIS的支持下，进行数据编辑，并将其转化为和国家1:25万基础地形数据库一致的投影坐标系统，最后将不同的空间数据离散为100m×100m的栅格，进行空间分析；利用EDRAS遥感影像处理软件处理TM遥感影像，通过人机交互解译方式得到研究区域的土地利用现状信息。3评价方法3.1生态环境质量评价指标体系的建立生态环境系统是一个大目标、多层次的复合系统，本研究主要将其分为生物和水资源子系统、土地资源子系统和社会经济子系统环境子系统3个方面，分别用B1、B2、B3来表示。建立生态环境评价指标体系的

6、关键是评价因子（Ci）的选择，被选择的因子应能全面地反映整个生态的特点、能突出该研究区域的主要生态环境问题，同时还应该考虑对实际资料的掌握程度。本研究在评价因子的选取上主要考虑到了以下三方面：（1）结合长沙市具体的自然、社会和经济状况来选取；（2）结合长沙市存在的主要环境问题来选取；（3）结合长沙市属于典型的红壤丘陵区的特征，指标的选取要有代表性和高灵敏度。根据以上因素，本研究选取了包括水分、地形坡度以及人口、经济等在内的9个指标来对长沙市的生态环境质量进行综合评价（图1）。3.1.1生物和水资源子系统（B1）对于生物和水资源子系统，本研究选取水资源状况、植被覆盖率和土壤渗透性作为评价指标

7、。其中李忠武等：GIS支持下的红壤丘陵区脆弱生态环境综合评价-361-植被是把自然引入城市的重要因素，它的存在使城市居民对自然的感受增强，并能提高生活质量，是保护生态系统生物多样性和改善环境质量的重要媒介。水资源是生态系统维持其平衡必不可少的关键组成部分之一。土壤渗透性是地下水污染敏感性的间接指标。渗透性越大，地下水越易被污染，因此其在提高城市景观质量，改善城市空间环境，调节城市温、湿度，维持正常的水循环等方面起着重要作