基于EQI的2022年江蘇省生態質量評價

羅清渠 屠長達 劉漢湖

成都理工大學,四川 成都 610059

0 引言

“十四五”時期是我國“兩個一百年”奮斗目標的歷史交匯期,也是我國生態文明建設實現生態環境改善由量變到質變的關鍵時期［1］。生態環境與人類生活和社會經濟密切相關［2］,生態質量評價是揭示生態環境變化的基礎［3］,全面、科學、準確地評價全國及各地區生態質量是生態保護措施實施的前提［4］。目前,遙感技術廣泛應用于生態質量評價,覆蓋范圍和可重復性的優勢使其能夠大規模收集時空數據［5］。現有的生態質量評價主要基于遙感生態指數（Risk-Screening Environmental Indicators,RSEI）［6］,如吳可人等［7］采 用RSEI模型對河北省石家莊市生態環境質量進行評價,任彥霓等［8］將信息點（Point of Information,POI）數據融入RSEI 模型對重慶市主城區生態環境格局進行研究,張詩文等［9］基于RSEI 和空間自相關分析對云南省生態質量變化規律進行研究。但上述研究僅依據綠度、干度、濕度、熱度4個指標用于生態質量評價,沒有考慮到生態格局、生態功能、生態脅迫等方面的因素,評價體系不夠全面。

為滿足新時期生態質量管理的要求,2021 年10月,生態環境部制定并印發了適用于縣級及以上區域的《區域生態質量評價辦法（試行）》,提出了生態質量指數（Environmental Quality Index,EQI）,明確規定了生態質量評價的指標體系、數據要求、評價方法［10］,為“十四五”時期生態質量評價工作的開展提供了重要依據。姜晟等［11］采用EQI對江蘇省宜興市的生態質量進行評價,但研究區單一,缺少橫向對比,沒有從整體對多個區縣的生態質量作空間方面分析。筆者基于《區域生態質量評價辦法（試行）》,用EQI定量評價江蘇省內103 個區縣的生態質量情況,旨在探析江蘇省整體生態質量情況和分布特征,為支持江蘇省生態環境修復及生態文明建設提供基礎資料和決策依據。

1 研究區概況

江蘇省（東經116°21′～121°56′、北緯30°45′～35°08′）位于我國東部沿海地區中部,東瀕黃海,北接山東省,西連安徽省,東南與上海市、浙江省接壤,境內以平原地形為主［12］,屬東亞季風氣候區,氣候溫和、四季分明［13］、降水充沛、雨熱同季,地處江淮沂沭泗五大河流下游,有太湖、洪澤湖、高郵湖等大中型湖泊,以及大運河、淮沭河、串場河等各支河。江蘇省下轄13 個地市,包括96 個區縣及7 個經濟開發區或工業園區。

2 數據與方法

2.1 數據來源與處理

研究涉及的主要數據包含地理信息數據和衛星遙感數據兩類。其中,地理信息數據方面包括第三次全國國土調查江蘇省土地利用矢量數據、江蘇省行政區劃邊界矢量數據、江蘇省生態保護紅線邊界矢量數據。衛星遙感數據方面包括“高分”“資源”系列衛星影像數據共43 幅,來自中國資源衛星應用中心（http://www.cresda.com）,范圍覆蓋江蘇省全境,時間為2022年,空間分辨率為2 m；歸一化植被指數（Normalized Difference Vegetation Index,NDVI）遙感數據于美國國家航空航天局（National Aeronautics and Space Administration,NASA）官方網站下載（https://search.earthdata.nasa.gov/）,范圍覆蓋江蘇省全境,時間為2022年5—9月,空間分辨率為250 m。影像數據經輻射定標、大氣校正、幾何校正、圖像融合、圖像鑲嵌等預處理,并按照江蘇省矢量邊界裁剪出所需的研究區。

2.2 研究方法

此次研究以江蘇省區縣為單位,根據土地利用、衛星影像等數據進行解譯,解譯結果用于提取各三級指標,根據相應指標得到生態格局、生態功能、生態脅迫指數值,進而得到生態質量指數值。基于指標分級,對江蘇省區縣及整體生態質量情況進行評價,具體技術路線見圖1。

圖1 技術路線

2.2.1 指標體系

生態質量評價結果以相應指標體現,指標體系參照《區域生態質量評價辦法（試行）》,選取適用江蘇省的評價指標。江蘇省生態質量評價指標體系分為三級,共有3 個一級指標,6 個二級指標及12 個三級指標（見表1）。

表1 江蘇省生態質量評價指標體系

2.2.2 信息提取

各項評價指標計算方法均參照《區域生態質量評價辦法（試行）》。

式（1）中:EP表示生態格局,EL表示生態用地面積比指數,NONCrr表示海洋自然岸線保有指數,ECRR表示生態保護紅線面積比指數,HQI表示生境質量指數,PC表示重要生態空間連通度指數。

式（2）中:EF表示生態功能,UGR表示建成區綠地率指數,UPR表示建成區公園綠地可達指數,C表示植被覆蓋指數,DW表示水網密度指數。

式（3）中:ES表示生態脅迫,LDI表示陸域開發干擾指數,SDI表示海域開發強度指數,NDI表示自然災害受災指數。

2.2.3 分級標準

根據相關研究［11］,以EQI分級為參考,制定分級標準作為評價各指標優劣程度的依據。EQI≥70為一類、55≤EQI<70 為二類、40≤EQI<55 為三類、30≤EQI<40 為四類、EQI<30為五類。一類、二類、三類達標,四類、五類未達標。

3 結果與分析

3.1 生態格局

生態用地面積比指數最高的區域位于江蘇省中部和南部,從這兩處向外擴散指數呈逐漸降低的趨勢,到城市建成區、經濟開發區達到最低值,與經濟較發達區域生態屬性用地占比較低的實際情況相吻合。總體上,江蘇省南部沿海區域除海門區外,海洋自然岸線保有指數較高,海岸線開發利用程度較低；而北部沿海區域由于存在更多碼頭港口,海洋自然岸線保有指數較低,表征海岸線開發利用程度較高。江蘇省生態保護紅線面積比指數較高的區域主要位于西北部、中部及南端一帶,其中南端一帶森林資源豐富、毗鄰太湖,生態保護紅線面積比指數更大。江蘇省生境質量指數普遍較低,大部分區縣生境質量指數處于五類,而中部和南端一帶的部分區縣生境質量指數稍高,最高為南端的宜興市,達到了三類。江蘇省重要生態空間連通度指數普遍低,大部分區縣的重要生態空間連通度指數為五類,只有南部的吳中區和濱湖區生態斑塊整體連通程度較好,分別達到了二類和三類。

江蘇省生態格局較好的區域位于江蘇省中部一帶及南端一帶,除濱湖區和吳中區達到二類,其余區縣為三類；而生態格局較差的區域主要集中于各城市建成區、經濟開發區及其周邊,如淮安經濟開發區、鼓樓區、鐘樓區等,為五類。總體上看,江蘇省北部生態格局分布較均衡,而江蘇省南部生態格局差的區域更多。

3.2 生態功能

江蘇省大部分建成區的建成區綠地率指數較低,處于五類,其綠地面積較小,占比偏低。而玄武區由于存在鐘山風景名勝區,綠地面積大,建成區綠地率指數最大,達到了二類。江蘇省北部的淮安經開區和鹽城經開區建成區公園綠地可達指數較低,分別為三類和四類；而江蘇省南部的建成區公園綠地可達指數較高,大部分為一類。江蘇省北部非建成區植被覆蓋指數普遍更高,植被覆蓋情況更好；而江蘇省南部部分非建成區植被覆蓋指數偏低,植被覆蓋指數較小,植被覆蓋指數較低區域總體呈現圍繞城市建成區和經濟開發區分布趨勢。江蘇省非建成區整體水網密度指數都較高,水資源豐富,而江蘇省西北部的豐縣和北部的沭陽縣、漣水縣水網密度指數稍低,水的豐富程度稍有不足。

江蘇省整體生態功能較好,大部分區縣為一類。生態功能指數值低的區域較少,且主要是面積較小的城市建成區或經濟開發區,如鹽城經濟開發區指數值最低,為五類；揚州經濟開發區、鎮江新區、崇川區指數值較低,為四類。

3.3 生態脅迫

江蘇省災害風險較小［14］,2022 年未發生重大自然災害［15］,自然災害受災指數由公式計算為0。江蘇省陸域開發干擾指數高的區域較多,這些區域開發建設程度較高,對陸域生態系統造成一定脅迫,主要為城市建成區或經濟開發區及其周邊區域,并且在江蘇省南部分布較集中。江蘇省沿海區域整體海域開發強度指數小,都達到一類,表征人類活動對海域的脅迫程度較低。江蘇省北部的連云區由于港口、碼頭、填海等因素,對海域的開發利用程度稍高,脅迫程度稍大。

江蘇省北部生態脅迫較大區域主要分布在云龍區、海州區、宿城區、淮安經濟開發區、鹽城經濟開發區等城市建成區和經濟開發區；而江蘇省南部生態脅迫較大區域主要分布在南京市、揚州市及東南端一帶。從整體看,江蘇省南部較北部生態脅迫指數高的區域更多,范圍更集中,生態脅迫更大。

3.4 生態質量

根據生態格局、生態功能和生態脅迫得到江蘇省生態質量分級情況:江蘇省無生態質量一類區縣,生態質量二類區縣為49 個,生態質量三類區縣為38 個,生態質量四類區縣為15 個,生態質量五類區縣為1 個。江蘇省總體生態質量情況較良好,北部區縣生態質量較優于南部,生態質量指數較低區域主要為城市建成區、經濟開發區及其周邊,如生態質量最差的鹽城經濟開發區,同時在江蘇省西北部的徐州市和南部的長江沿岸一帶呈集中分布現象。

4 結論與討論

江蘇省生態質量水平總體較高,在空間尺度上,生態質量呈北高南低的分布特征。生態質量較差區縣主要為城市建成區或經濟開發區,并集中分布于江蘇省西北部的徐州市和南部的長江沿岸一帶。

在江蘇省生態質量評價的因子中,植被覆蓋指數和水網密度指數等指標情況較好；生境質量指數和重要生態空間連通度指數等指標情況較差。為改善生態質量,江蘇省應加強對林地、草地、水域濕地及耕地的保護,增加重要生態斑塊的數量和面積,提高其整體連通程度。

筆者從生態格局、生態功能、生態脅迫3 個方面對江蘇省生態質量進行了評價,在一定程度上反映了江蘇省土地利用、生態保護紅線、海岸線開發、海域開發等與生態質量的關系。但為滿足更高的工作要求,仍需要構建一個更科學全面的生態質量評價體系,在“十四五”時期發揮生態質量評價的更大作用,為我國生態文明建設做出貢獻。