長沙市生態環境變化評估

摘 要：針對城市群環境保護的需要，利用遙感為技術手段對長沙市進行大氣、水、固體廢棄物進行評估與分析。研究認為：長沙市城市化水平提高的同時，不透水地表比例較大有上升的趨勢；城區的景觀破碎度增大，綠地比例和人均綠地面積均下降；水資源與大氣環境的脅迫壓力降低，對水環境的脅迫上升。

關鍵詞：城市化；遙感；環境評估

長沙（Changsha），湖南省省會，中南地區城市，別稱星城，古稱潭州，是湖南省的政治、經濟、文化、交通和科教中心，中南地區重要的交通和航運中心，是著名的山水洲城、快樂之都。

長沙是全國文明城市，兩型社會試驗區，中南地區重要工商業城市，長江中游城市群中心城市之一，也是長株潭城市群中的核心，長沙市綜合競爭力居全國前列，2012年長沙市綜合競爭力位居全國第十，中部第一，是全球城市競爭力提升速度最快的10座城市之一，位居第四。湖南省長沙市城區，主要包括芙蓉區、天心區、岳麓區、開福區、雨花區。

長沙位于中國中南部的長江以南地區，湖南省的東部偏北，湘江下游和長瀏盆地西緣。長沙市東臨江西省宜春地區和萍鄉市，南接株洲、湘潭兩市，西連婁底、益陽兩市，北抵岳陽、益陽兩市。地理位置介于東經111°53′至114°15′，北緯27°51′至28°41′之間，東西長約230公里，南北寬約88公里。全市土地面積1.1819萬平方公里，其中城區面積556平方公里。

1 數據處理簡介

本區域選用SPOT遙感影像作為影像數據源，選取了2005年和2010年兩期遙感影像圖。生態系統分類體系參考了《全國生態環境十年變化（2000-2010年）遙感調查與評估項目技術指南》，將長沙市城區的生態系統分為不透水地表、植被、水體、裸地和郊區五種。采用人工解譯的方法對地物信息進行提取，具體的解譯標志如表1所示。

2 基本生態狀況及其變化

在2005～2010五年之間，隨著土地城市化、經濟城市化、人口城市化的發展，將一部分綠地改建為住宅用地、交通用地、工業用地等，綠地所占實際開發城區面積的比例下降，而城市化程度的提高，大量的農民涌進城區，在城區生活、工作，人均綠地面積下降了。

在2005～2010五年之間，空氣質量上升了，酸雨頻率下降了，在2010年長沙市的空氣質量在秋冬季節比較差，和氣候特點有關系，冬季降水較少，風速偏小，靜風頻率偏大，極易形成逆溫層，不利于大氣污染物的擴散，導致空氣中污染物含量的增加，空氣質量下降。隨著經濟的發展，人們對環境質量的要求提高，有部分工廠已被關閉，例如三叉嘰附近的化工廠，使土壤中典型重金屬的濃度大大降低了，酸雨頻率也降低了。

在2005～2010五年之間，隨著經濟、人口、城市的發展，城區中的建筑用地、交通用地等不透水地表生態系統類型所占比例最大，并且這個比例也在逐年的上升，伴隨著其他生態系統類型也會隨之轉為不透水地表，長沙市城區中的不透水地表、植被、水體、裸地和郊區均發生了轉移。

在2005～2010五年之間，長沙市城區積極響應國家制定的節水型社會建設的目標，水資源利用效率提高了，經濟增長方式由粗放型轉為集約型經濟增長方式，設備技術裝備水平、能源利用的技術水平和能源生產、消費的管理水平的提高，單位GDP能耗降低了，伴隨著工業化進程的推進和社會經濟的發展，單位GDPCO2排放量、單位GDPSO2排放量和單位GDP煙粉塵排放量均下降了，但是單位GDPCOD排放量上升了。

3 城市化擴張及其對生態環境的影響

在2005～2010五年之間，隨著社會的進度，經濟的發展，長沙市城區的人口密度降低了，用水量占地表水資源總量的比例上升了，水資源的開發強度提高了，隨著節能技術進步、管理水平提高以及體制的創新，長沙市城區的能源利用強度下降了，單位國土面積CO2排放量、單位國土面積SO2排放量和單位國土面積煙粉塵排放量均下降了，而單位國土面積COD排放量和單位國土面積氨氮排放量均上升了，單位國土面積GDP上升了。

城市化水平與生態環境脅迫之間的相關性數為0.472，說明城市化水平與生態環境脅迫之間存在著正相關的關系，城市化水平越高，人類活動對自然資源和生態環境構成的壓力就越大。

長沙市城區的生態質量指數2005年為27.24，2010年為34.59，資源效率指數2005年為178.10，2010年為89.30，生態環境脅迫指數2005年為12523.44，2010年為20663.50，城市化的生態環境效應指數2005年為17752.95，2010年為9123.54。在2005～2010五年之間，長沙市城區的生態質量指數和生態環境脅迫指數上升了，資源效率指數和城市化的生態環境效應指數下降了。

3.1 大氣污染問題

2010全年長沙市城區空氣質量在二級及以上天數占全年的92.7%，這種空氣質量狀況表明長沙市城區部是一個大氣污染型的城市。主要廢氣污染物為SO2、煙粉塵，2005全年城區SO2的排放量為10678.35噸，煙粉塵的排放量為8542.459噸，2010全年城區SO2的排放量為7045.232噸，煙粉塵的排放量為1721.038噸。雖然SO2煙粉塵的排放量都大幅度的降低了，但是這些污染物的排放量還是對于人類的健康存在有害影響。SO2對長沙帶來的二次污染是酸雨，2010全年酸雨頻率為76.7%。

3.2 水污染問題

水污染物主要以COD和氨氮為主，2005年長沙市城區的COD排放量為1269.898噸，氨氮排放量為27.4343噸，2010年長沙市城區的COD排放量為44177.68噸，氨氮的排放量為53.0462噸，工業源廢水污染物和生活源廢水污染物中的COD和氨氮排放量均升高了，影響水的有效利用，危害人體健康，破壞生態環境，造成了城區的水質惡化現象。

3.3 固體廢棄物問題

2005年長沙市城區的固體廢棄物排放量為686.5噸，2010年長沙市城區的固體廢棄物排放量為0.087噸，在這五年之間，固體廢棄物排放量大大的減少了，但是固體廢棄物中的生活垃圾、工業固體廢物和危險廢物的排放量還是深深影響著人們的生活。

4 結束語

在工作中以遙感數據為核心的新技術、新方法為環境保護提供了強有力的支撐。通過此次工作認為長沙市在過去的10年內，長沙市空氣質量上升幅度很大，土壤中典型重金屬的濃度降低，酸雨頻率降低，但城區的綠地與人均綠地面積下降；單位國土面積CO2、SO2排放量、煙粉塵排放量降低了，但用水量、單位國土面積COD排放量與單位國土面積氨氮排放量卻有上升趨勢。

參考文獻

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作者簡介：黃河仙（1979-），男，湖南安化人，研究生學歷，工程師，主要從事生態與生物監測研究。