遙感監測技術在祁連山國家級自然保護區生態環境保護中的應用分析

管小英 潘欣

摘 要 近年來，遙感監測技術在生態環境監測方面的技術優勢越來越突顯，逐漸成為大范圍環境監測的重要技術手段。基于此，通過對祁連山國家級自然保護區2017—2019年衛星監測林地數據變化及變化地區人類活動進行對比分析，得出數據變化的自然與人為原因，以此為保護區生態環境保護和政府督查提供相關參考依據，并針對保護區開展遙感監測工作提出相關對策。

關鍵詞 遙感技術;自然保護區;生態環境;祁連山

近年來，隨著遙感監測技術發展，其在生態保護方面應用越來越廣泛[1]。孫廣興等[2]介紹了遙感技術在我國濕地生態環境監測中的應用，指出了該技術在生態環境保護中具有非常大的優勢。基于遙感監測技術發展而來的3S集成技術就是利用GPS、RS、GIS各自優點集成而來，利用精準定位系統可以對保護區每個區域進行精準定位并采集數據，實現了監測效果大幅度提升，逐漸成為發展主要趨勢。該技術主要是以遙感圖像為分析資料，對監測數據分析處理，從而改善傳統保護區實地調查測繪相關工作，為保護區生態環境修復與監測提供了堅實的技術基礎[3-4]。基于此，以祁連山自然保護區為研究對象，通過對比分析2017—2019衛星監測數據和地表人類活動調查，形成相應圖表數據結果，通過對數據分析得出人為活動對區域生態環境的影響，以此為環境保護和政府督查提供相關參考依據。

1 祁連山自然保護區概況

甘肅祁連山國家級自然保護區是1988年經國務院批準成立的森林和野生動物類型自然保護區，位于甘肅省境內祁連山北坡中、東段，地跨武威、金昌、張掖3市的涼州、天祝藏族自治縣、古浪、永昌、甘州、山丹、民樂、肅南裕固族自治縣8縣（區），地理位置位于東經97°23′34″～103°45′49″，北緯36°29′57″～39°43′39″，總面積198.72萬公頃，功能區劃分為核心區50.41萬公頃、緩沖區38.74萬公頃、實驗區109.57萬公頃，設有外圍保護地帶66.6萬公頃。現有林地87.4萬公頃，在林地中，有林地16.86萬公頃，疏林地1.41萬公頃，灌木林地57.49萬公頃，未成林造林地0.43萬公頃，無立木林地0.28萬公頃，宜林地3.99萬公頃，森林覆蓋率28.8%。

祁連山生態系統在維護我國西部生態安全方面有著舉足輕重和不可替代的地位，是西北地區重要的生態安全屏障。因此，加強祁連山生態環境保護對維護生態系統平衡，推動人與自然和諧共生，對筑牢國家生態安全屏障具有重大而深遠的意義。

2 數據來源及分析方法

2.1 數據來源

利用遙感監測技術（GIS）、全球定位技術（GPS）等技術獲取祁連山保護區的相關信息。重點收集保護區內多時遙感影像、地形圖和最新區劃矢量圖等資料。在監測前期（2017年），采用分辨率為5 m的ALOS影像進行遙感監測，監測現狀（2019年）采用1.5 m分辨率的資源三號影像圖。由于當前祁連山自然保護區分為核心區、緩沖區、實驗區3個部分，因此監測分析也分為3個區域進行。

2.2 分析方法

采用GIS軟件，研究林地變更數據作為研究對象，對監測影像進行解譯，并劃分自然保護區內的人類活動圖斑，以此了解保護區受到人為干擾現狀。然后對比分析2017—2019年不同時期的影像，找出保護區動態變化情況，從而判斷是否新增人類活動痕跡。

3 結果與分析

3.1 人類活動情況

本研究中全部使用Xian 1980地理坐標，對監測矢量數據根據3個功能分區作圖，投影坐標為Xian_1980_3_Degree_GK_CM_102E。2017—2019年保護區人類活動主要監測因子為旅游設施、人工設施、水利設施、養殖場、工況用地、農業用地、居民點以及其他人工設施8種類型，詳見表1、圖1。

3.2 監測數據分析

根據圖1可以看出，在2017—2019年間祁連山自然保護區整改圖斑面積與規模擴大圖斑相差不大，而新增圖斑面積變化較小，表明了祁連山自然保護區人類活動是處于動態變化之中，但各類人為活動得到了有效控制。主要原因是當地企業或者居民在建設中侵占保護區土地，但是在有關部門監測控制下，對于出現違建行為，立即采取相應整改措施，使得圖斑出現變化較小。

結合調查了解相關情況，經對表1進行分析得知，緩沖區和核心區主要是其他人工設施發生變化，實驗區則存在6類人為活動，其詳細分析結果如下。

3.2.1 實驗區

1）水利設施。2017年增加0.43 hm2。在2017年西營農村飲水安全鞏固提升工程預沉池項目過程中，發現存在違建、擴建行為，并立即采取整改措施，保證項目建設不占用保護區額外土地，符合規劃面積0.43 hm2。所以在2018年和2019年間水利項目建設全部在規劃區域內開展。

2）旅游設施。2017年，保護區旅游設施增加了0.85 hm2，2018年、2019年建設面積均未擴大。保護區為了發展經濟，發展生態旅游，在實驗區內批準了旅游建設項目，但是控制規模在一定范圍內。

3）工礦用地。2018年減少了3.05 hm2，由于當地環保要求，對產生污染較大的工礦用地進行縮減，避免對生態產生破壞。

4）其他人工設施。在2017年減少0.94 hm2，到2019年繼續減少2.49 hm2。減少原因是將違建人工設施拆除。

5）居民點。在2017年增加3.02 hm2，但在2019年減少2.8 hm2。對居民實行集中管理，減少零散居民數量，同時由于草地面積變化，導致居民趨向于草地集中地區。

6）農業用地。在2018年增加了5.03 hm2。該面積變化主要是當地居民在2018年5月覆蓋塑料薄膜種植土豆，同年9月土豆成熟后塑料薄膜拆除，引起圖斑變化。

7）養殖場。2017年增加0.56 hm2，2018年、2019年無變化。2017年為了滿足生活需求，開設了養殖場，并且規模一直未曾擴大。

8）其他人工設施。面積逐年減小，祁連山自然保護區不斷清理和拆遷不利于生態環境修復的人工設施，阻止人類活動對保護區生態造成不良影響。

3.2.2 核心區

其他人工設施：面積在2018年增加了0.25 hm2。主要是對存在的違建依法拆除和進行生態修復過程中造成的。

3.2.3 緩沖區

其他人工設施：面積逐年降低，在2019年減少多達2.49 hm2。主要是原來存在的違建被依法拆除，違建地面進行了生態修復。

3.3 遙感監測工作開展對策

遙感監測技術在自然保護區生態環境上的應用逐漸成為主流趨勢，孔梅等[5]曾用遙感監測技術來研究山東省自然保護區內的人類活動情況，并且取得了非常好的效果，為保護區生態環境保護作出了巨大貢獻。為了進一步推動保護區生態環境保護工作，現根據遙感監測術應用發展趨勢提出如下對策。

3.3.1 推進自然保護區監測技術發展應用

對祁連山自然保護區監測，首要是獲得高分辨率的監測影像，并對其進行分析，所以為了推進監測技術在保護區生態環境監測上的應用，相關部門可以組建專門機構，定期獲取衛星高分影像，同時對監測不足區域，可以購買商用影像作為補充。另外，對祁連山保護區特殊地區可以使用無人機進行航拍，獲取高分影像。通過人力和物力投入，推進遙感監測技術在保護區內的應用。不僅如此，還要核實和完善保護區內各功能分區的界線，確定人類活動的范圍，對規劃范圍內的人類活動進行重點監測，提高精準度。最后，對于全新的遙感技術應用，要根據其發展趨勢，提前培養技術人才，提高保護區內工作人員專業知識水平，做好儲備工作。

3.3.2 制定遙感監測技術方案

根據研究得到的祁連山自然保護區人類活動監測技術指標、路線以及數據，逐步完成前期遙感技術數據庫建設工作，然后在監測過程中不斷充實祁連山保護區監測數據庫，從而為監測技術方案制定提供堅實的數據基礎。同時，翔實的數據還可以為保護區管理層采取決策提供數據支撐，反過來更加提升遙感監測技術實用性。

3.3.3 進一步加大自然保護區人類活動監測力度

自然保護區是我國環境中污染相對較輕的地區，是人類社會賴以生存的最后凈土，我國相關條例對祁連山國家自然保護區的各個功能區進行責任劃定，明確每個區域所承擔的功能，嚴禁在上述區域內違規建設和開發。遙感技術作為當今最先進的監測技術，對偏遠地區人類活動監測具有不可代替的作用[6]。充分利用遙感監測技術，以高科技手段提高檢測時效性，一旦發現核心區或者緩沖區存在違法建設行為，堅決進行取締，并處罰。緩沖區不得開展各項生產經營活動;實驗區內，可允許建設相關設施，但需要注意的是不能有任何污染環境和破壞生態環境的因素。祁連山自然保護區經遙感監測發現，仍存在上述所列的少量行為，保護區要進行嚴格保護還需要提升監控力度，實施更為嚴謹的監控措施。

4 結語

區域生態系統所應用的遙感技術科技性較強，其遙感監測所采用的技術指標、數據處理方法、參數、路線等都可以形成遙感監測數據庫，為區域生態環境保護提供強有力的監測技術方案，并從技術上為保護區監測方案提供決策依據。不斷提升遙感技術監測水平和能力，才能使遙感監測較傳統地表研究更具全面性和宏觀性，并且可以及時發現保護區內存在的生態環保問題，及時制止，并制定修復措施，為自然保護區生態環境保護提供依據。

參考文獻：

[1] 張強，陸蔭，楊青，等.鹽池灣國家級自然保護區生態保護狀況評價[J].環境與發展，2019（9）：14-15.

[2] 孫廣興.3S技術在濕地生態環境保護中的應用綜述[J].科技經濟導刊，2019，27（21）：100.

[3] 喬楓，李黨輝，謝敏.基于GF-1影像的珍寶島自然保護區土地覆蓋變化分析[J].地理空間信息，2019（7）：22-26.

[4] 顧羊羊，黃賢峰，鄒長新，等.沅江源自然保護區生境質量變化遙感監測[J].生態與農村環境學報，2019，35（6）：764-772.

[5] 孔梅，孟祥亮，高潔，等.山東省省級自然保護區人類活動遙感監測與評價[J].環境監控與預警，2020，12（1）：16-19.

[6] 方懿.四川米亞羅省級自然保護區人類活動遙感監測分析[J].四川林業科技，2017，38（3）：36-39.

（責任編輯：劉昀）