三峡库区重庆段生态与环境敏感性综合评价(精).docx

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1、地理学才艮ACTA GEOGRAPHICA SINICA第66卷第5期2011 年 5 月 V ol.66,No.5May,2011收稿日期:2010-11-14;修订日期:2011-02-22基金项目:国家自然科学基金项目（40801077;教育部重点项目（209100;重庆市自 然科学基金项目（CSTC,2008BB7367;重庆市教委科技项目（KJ070811 Foundation:National NaturalScience Foundation of China,No.40801077;Key Scientific Research Projects of the Ministry

2、 of Education,No.209100;Natural ScienceFoundation of Chongqing,No.CSTC,2008BB7367;Science &Technology Research Project of ChongqingMunicipal Education Commission,No.KJ070811作者简介:刘春霞（1975、女，硕士，讲师。主要从事资源环境与生态经济研究。E- mail:liuchunxia_2004 通讯作者:李月臣（1974-,男，博士，教授。主要从事资 源环境遥感与地理信息系统研究。E-mail:liyuechen631-6

3、42 页三峡库区重庆段生态与环境敏感性综合评价刘春霞1,李月臣1,2,3,杨华1,闵婕1,王才军1,张虹1（1.重庆师范大学地理科学学院,GIS应用研究重庆市高校重点实验室，重庆 400047;2.重庆市气象科学研究所，重庆401147;被类型图进行确定;水分盈亏量根据高国栋等的研究成果33,利用收集和处理后的 研究区空间化气象要素数据计算得到。最后根据等权体系进行评价，得到极敏感、 高度敏感、中度敏感、轻度敏感和不敏感5个等级(表5,图2d。(a 土壤侵蚀敏感性 评价(b石漠化敏感性评价(d酸雨敏感性评价(e生态环境敏感性综合评价不敏感轻度敏感中度敏感高度敏感极敏感(c生境敏感性评价图2三峡

4、库区重庆段生态环境敏感性综合评价图Fig.2The sensitivity assessment on eco-environment in Chongqing of the Three Gorges6354.5生态环境敏感性综合评价方法单因子的生态环境敏感性仅反映了某一因子对生态环境的作用程度或敏感性，没有将研究区生态环境敏感性的空 间变异特征综合反映出来。根据各因子的分级及赋值，利用ArcGIS的空间叠加功能，将上述各单因子敏感性影响分布 图进行叠加计算，公式如下：ESj=Zi=14WiFi(3式中:ESj为j空间单元生态环境敏感性指数,Wi为i生态环境因子的权重，采用 层次分析法，结合专

5、家知识与统计分析确定各生态环境因子的权重，判断矩阵一致性 检验CR为0.0857,小于0.1,因此构造的判断矩阵通过检验，各因子权重较合理（表 6;F i为i生态环境因子敏感性等级值。然后采用自然分界法（Natural break ,ArcGIS 的这种分类方法是利用统计学的Jenk最优化法得出的分界点,能够使各级的内部方 差之和最小将ES分为5级34,绘制出三峡库区（重庆段生态环境敏感性综合评价图 （图 2e05结果分析5.1 土壤侵蚀敏感性评价5.1.1 土壤侵蚀敏感性的数量特征就土壤侵 蚀敏感性的数量特征而言，研究区土壤侵蚀以高度敏感（15922.02km 2、中度敏感（10948.90

6、km 2和极敏感（8655.46km 2为 主，所占比例分别为34.49%,23.72%和18.75%。轻度敏感区面积为7597.69km 2,比例为 16.46%。不敏感区面积比最少为6.57%,总面积约为3034.46km 2（表7。总体上，全 区土壤侵蚀敏感性从不敏感到极敏感基本呈纺锤形分布。就各区县土壤侵蚀敏感性 的数量特征而言,开县、云阳和万州的极敏感区无论是面积（均超过1000km 2和比 例（均在30%以上都远高于其他区县,其次是忠县、奉节、石柱和巫溪,极敏感面积在500km 2以上,占各区县的面 积比也都在因子 贡献率 等 级权重I a组岩石:花岗岩、正长岩、花岗片麻岩 （及其

7、变质岩和其他硅质岩、粗砂岩、正石英砾岩、去钙砂岩、某些第四纪砂/漂积物1岩石类型1 II B组岩 石:砂岩、页岩、碎屑岩、高度变质长英岩到中性火成岩、不含游离碳酸盐的钙硅片麻岩、含游离碳酸盐的沉积岩、煤系、弱钙质岩、轻度中性盐到超基性 火山岩、玻璃体火山岩、基性和超基性岩石、石灰砂岩、多数湖相漂积沉积物、泥石 岩、灰泥岩、含大量化石的沉积物（及其同质变质地层、石灰岩、白云石0 I A 组土壤:砖红壤、褐色砖红壤、黄棕壤（黄褐土、暗棕壤、暗色草甸土、红壤、黄壤、黄红壤、褐红壤、棕红壤1 土壤类型1 II B组土壤:褐土、棕壤、草甸土、灰色草甸土、棕色针叶林土、沼泽土、白浆土、黑钙土、黑色土灰土、

8、栗钙土、淡栗钙土、暗栗钙土、草甸碱土、棕钙土、灰钙土、淡棕钙土、灰漠土、灰棕漠土、棕钙土、灰漠土、灰棕漠土、棕漠土、草甸盐土、沼泽盐土、干旱盐土、砂姜黑土、草甸黑土 0 2 I草甸黑土 0 2 I针叶林1 II灌丛、草地、阔叶林、山地植被0.5植被与土地利用III农耕地 0 2 1 600 mm/a 1 II300600 m m /a 0.5水分盈节量（P -P E 敏感性分级指标III 300 mm/a 0表4生态系统对酸雨沉降的Tab.4The indexes and weights of sensitivity of the ecosystems to acid deposition表

9、5 酸雨敏感性等级分类 Tab.5Categories of the sensitivity to acid deposition 敏 感性指数01 2-3 4 5 6敏感性等级不敏感较不敏感中等敏感敏感极敏感表6各生态环境因子的权重权重 0.559 0.286 0.116 0.03915%以上。都市区及周边区县土壤侵蚀敏感性基本以轻度和不敏感为主，除巴 南区、渝北区外两种类型区的面积比基本都在60%以上。5.L2 土壤侵蚀敏感性的 空间特征空间上，研究区的土壤侵蚀敏感性具有明显的水平地域特点。中部属于土 壤侵蚀中等敏感区，主要类型为中度、高度和轻度敏感区;西部和最东部的巫山县为 土壤侵蚀中低

10、敏感区，主要是不敏感、轻度敏感及少部分中度敏感类型区。东北部 属土壤侵蚀高度敏感区域，主要包括极敏感、高度敏感;主要分布在东北部的开县、 云阳、奉节、万州、巫溪、丰都、忠县等区县（图2a。这些区县高度以上敏感性面 积比都在60%以上，七个区县高度以上土壤侵蚀敏感性总面积占了全区总面积的 69.97%O这些地区降雨侵蚀力强、地形高差大、土壤可蚀性也比较敏感，此外，这些 地区是三峡库区移民迁建工程最为集中的地区,大量工程活动以及农业陡坡旱作都 是这些地区成为土壤侵蚀最为敏感的重要原因。5.1.3 土壤侵蚀敏感性与土壤侵蚀 现状的对应关系通过分析发现土壤侵蚀现状与土壤侵蚀敏感性具有很好的对应关系,

11、从极敏感到不敏感区土壤侵蚀的比例依次降低。其中,中度以上土壤侵蚀区与土壤 侵蚀高度和极敏感区具有很好的对应关系。中度土壤侵蚀区有38.63%和3471%分 别发生在土壤侵蚀的极敏感和高度敏感区;强度侵蚀区有48.14%和27.20%发生在土 壤侵蚀的极敏感和高度敏感区;极强度和剧烈土壤侵蚀区与土壤侵蚀的敏感性的正 相关关系更为明显，极强度土壤侵蚀有65.69%和22.11%发生在极敏感和高度敏感区; 而剧烈侵蚀则有77.78%分布在极敏感区。在敏感性与现状特征具有较好的对应关 系的同时，也表现出一定的差异特征，微度和轻度土壤侵蚀区也分别有34.89%和 42.05%分布在高度敏感区,表明尽管土

12、壤侵蚀高度敏感但土壤侵蚀的发生并不是必 然的，只要采取适当的水土保持措施，仍然可以构建良好的水土保持生态环境，避免水 土流失的发生。此外，研究区中度以下土壤侵蚀敏感区仍然分布有一定比例（10%以 上的极强度和剧烈土壤侵蚀。很显然这些地区的土壤侵蚀主要是受到不合理的人类 干扰活动产生的。5.2石漠化敏感性评价521石漠化敏感性的数量特征研究区石漠化以不敏感（28782.03km 2为主,比例占全区的62.35%;其次是高度敏感（7488.85km 2 和中度敏感（5995.72km 2,比例分别为16.22%和12.99%;极敏感（1619.15km 2和轻度敏感（2272.78km 2面积比最

13、小,分别为 3.51% 和4.92%。其数量特征基本呈倒金字塔形分布。各区县中,巫溪、巫山、奉节等区 县高度以上石漠化敏感区的面积分布最广（基本在1500km 2以上，比例最高（超过 45%（表 7。522石漠化敏感性的空间特征空间上，研究区石漠化存在明显的水平地域差 异。东北部属石漠化高度敏感区，高度以上敏感区主要分布在这一地区,比例在70% 以上;南部属石漠化中度敏感区，除分布少部分高度以上敏感性地区外,大部分属于轻 度和中度敏感区。其余地区除少数平行岭谷的山岭分布有少量石漠化敏感区外，绝 大部分地区均属于不敏感区（图2b。就区县而言,石漠化高度以上敏感区主要分布在 东北部的巫溪、巫山、奉

14、节、开县4个县，高度以上石漠化敏感区总面积为6546.92km 2,占到整个研究区高度以上石漠化敏感表7生态环境敏感性综合评价结果表类型面积（km 2比例（%面积（km 2比例（ 面积（km 2比例（ 面积（k m 2比例 （%面积（km 2比例（不敏感 3034.466.5728782.03 62.35 25176.47 54.54379.790.828362.40 18.12轻度敏感7597.69 16.462272.784.922719.185.898953.20 19.407558.31 16.37中度敏感 10948.90 23.725995.72 12.994279.009.27

15、13548.52 29.35 11925.38 25.84高度敏感 15922.02 34.497488.85 16.2210032.79 21.74 19100.57 41.38 12823.80 27.78 极敏感 8655.46 18.751619.153.513951.098.564176.459.055488.6311.89区面积的71.88%;其次是南部的武隆（577.16km2、中部及北部的石柱 （495.12km2s 丰者|5（401.02km2、涪陵（376.55km2、云阳（230.74km2 和万州 （221.51km2,这些区县高度以上石漠化面积占全区的25.28%。高

16、度以上敏感度分布 区均为喀斯特地形发育地区、坡度较大，虽然总体植被覆盖度较好，但这些地区大多 是三峡库区移民迁建最为集中的地区，大量的工程活动以及农业陡坡耕作都是这些 地区成为石漠化最为敏感的重要原因。5.2.3石漠化敏感性与石漠化现状的对应关系通过对比石漠化敏感性和石漠化 现状分布区的对应关系发现，虽然各敏感类型区中石漠化面积占全区石漠化总面积 的比例在各敏感类型区没有表现出明显的规律性，但是当去除绝对面积影响后（石漠 化面积占敏感类型的面积比可以看出，石漠化现状和石漠化敏感性存在一定程度的 对应关系，从极敏感到不敏感区石漠化的比例依次降低。其中,中度以上石漠化与石 漠化高度和极敏感区具有很

17、好的对应关系。中度石漠化地区有11.57%和42.99%分 别发生在极敏感和高度敏感区;强度石漠化地区有15.28%和48.10%发生在石漠化的 极敏感和高度敏感区;极强度石漠化地区与石漠化的敏感性的正相关关系更为明显， 分别有22.63%和50.76%发生在极敏感区和高度敏感区（极敏感区各类型石漠化面积 比较小是因为本身极敏感区绝对面积较小，消除绝对面积影响后其正相关关系更为 明显。可见，自然因子是控制石漠化发生的根本性内在要素，自然因子决定了石漠化 的总体格局特征。在石漠化敏感性与石漠化现状特征具有较好的对应关系的同时， 也表现出一定的差异特征。潜在石漠化和轻度石漠化地区也分别有35.68

18、%和44.37%分布在石漠化高度以上敏感区。表明尽管石漠化敏感性高但石漠化的发生 并不是必然的，采取适当的石漠化防治措施，仍可以构建良好的生态环境系统，避免石 漠化的发生。此外，研究区石漠化轻度和不敏感区仍然分布有一定比例（约8%的中 度以上石漠化。很显然这些地区石漠化主要是受到不合理的人类干扰活动产生的。 因此，保护区域自然生态因子的健康与稳定，减少人类不合理活动的影响是区域石漠 化防治的重要措施与内容。5.3生境敏感性评价5.3.1生境敏感性的数量特征研究区生境敏感性类型以不敏感为主（表7,面积为 25176.47km2,所占比例超过了半数，为54.54%;其次为高度敏感地区，面积为100

19、32.79km2,比例为21.74%;极敏感地区和中度敏感地区的面积基本相当，分别为 3951.09km2和4279.00 km2,面积比分另ij为8.56%和9.27%;轻度敏感地区面积最小， 为2719.18km2,所占比例仅为5.89%;总体上，全区生境敏感性从不敏感到极敏感基本 呈倒金字塔形分布。虽然研究区生境不敏感地区比例占据优势地位,但是中度以上 敏感地区的面积比也达到了近40%,这一比例充分说明了生境敏感程度以及目前三 峡库区生物多样性保护面临的重要问题。就各区县生境敏感性的数量特征而言，奉 节、武隆、巫溪、石柱、丰都、江津生境极敏感区所占的比例最高，都在10%以 上。生境高度敏

20、感区的面积比较大的区县主要有,巫溪、开县、云阳、石柱、涪 陵、丰都、巫山等区县,高度敏感区面积都在500km2以上;北错、沙坪坝、九龙 坡、巴南、渝北等都市区内的区县虽然高度敏感面积不是很大,但比例较高渚B在 20%以上。5.3.2生境敏感性的空间特征研究区生境敏感性空间分布的总体特征表现为，东 北部和南部生境敏感性高，而中西部地区生境敏感性低。全区除不敏感和轻度敏感 区由于面积较大,呈连片分布外，中度以上生境敏感区呈零星斑块状分布，而且空间异 质性较高。其分布大致呈弧形沿巫溪一巫山一奉节一云阳一万州一石柱一丰者/武 隆一江津分布（图2c。从中度以上生境敏感性空间分布特征上看，这些地区的分布与

21、区内的山地分布 具有较高的一致性。通过观察可以发现,中度以上生境敏感区基本分布在大巴山、 雪宝山、武陵山、方斗山、齐曜山、金佛山、四面山及都市区的缙云山、中梁山、 铜锣山、明月山“四山”以及其他平行岭谷区的山岭顶部。这些山地分布区植被覆盖 良好,生态系统多样，物种丰富，生物多样性价值高，对各种干扰活动的反应比较敏感， 因此，这些区域表现出较高的生境敏感性。5.4酸雨敏感性评价541酸雨敏感性的数量特征研究区高度敏感面积和比例最大，分别为19100.57km2和41.38%;其次是中度敏感（13548.52km2和轻度敏感区（8953.20km2, 比例分别为29.35%和19.40%;不敏感区

22、面积最小,仅占研究区的0.82%。研究区酸 雨敏感性的数量特征呈不对称的纺锤形分布。高度以上敏感区面积和比例占据了绝 对优势地位,占到了全区总面积的50%以上，可见本区酸雨敏感性较为严重。就各区 县酸雨敏感性的数量特征而言,石柱、武隆和万州极敏感区面积（均在500km2以上 和比例（都超过了 15%表现极为突出;云阳、开县、巫溪、武隆、万州、石柱等区县 高度敏感区的比例异常偏高，均超过了 50%0542酸雨敏感性的空间特征研究区酸雨敏感性空间分布的总体特征表现为极 敏感区块状零星散布、高度敏感区和中度敏感区集中片状分布、轻度敏感和不敏感 区沿江河带状分布,部分呈团块状散布。极敏感区主要零星分布

23、在东北部（万州分布 较为集中、中部（石柱分布较为集中、南部（武隆分布较为集中地区。高度敏感区集 中呈东北一西南向分布。以万州为界，东北部除巫山、奉节外是高度敏感区最为集 中的分布区;向西向南主要分布在石柱、武隆和江津的四面山地区;中度敏感区分布 十分集中,除少量分布在开县外，基本都分布在万州西南除石柱、武隆外各区县的非 江河湖泊区沿岸区。轻度敏感区除东北部的巫山、奉节分布较为集中外，基本沿江 河沿岸分布;不敏感区面积较小,主要沿万州以上长江干流沿线分布（图2d。5.5生态环境敏感性综合评价5.5.1 生态环境敏感性的数量特征从表7中可以看出，研究区生态环境敏感性类 型以高度敏感为主（12823

24、.80km2,所占比例为27.78%;其次为中度敏感区 （11925.38km2和不度敏感区（8362.40km2,面积比分别为25.84%和18.12%;极敏感地 区面积为5488.63km2,所占比例为11.89%。研究区生态环境敏感性中度以上敏感地 区比例超过了 65%,占据了优势地位，仅高度以上敏感区面积就接近了 40%o由于三 峡库区特殊的生态地理位置和社会经济区位，生态环境问题不仅关系到本区域整体 生态安全和三峡工程的长久运行，还影响着库区社会经济的可持续发展。而且，由于 本地区各类移民和工程建设等人类活动比较频繁，生态环境极易受到干扰和破坏，因 此，目前生态环境敏问题已经成为三峡

25、库区区域生态环境建设和社会经济发展面临 的重要问题。552生态环境敏感性的空间分布特征研究区生态环境敏感性空间分布的总体 特征与其他几个单项因子敏感性的空间分布特征基本一致，表现为东北部和南部生 态环境敏感性高，而中西部地区生境敏感性低。生态环境极敏感地区分布大致呈弧 形沿开县中北部巫溪大部巫山西部奉节南半部万州东南部石柱东南部 丰都东南部一武隆东南部分布;高度敏感区面积较大，主要分布在万州以东的区县以 及涪陵一万州长江南岸的极敏感区的边缘地带;中度敏感区在万州以东（除巫溪外主 要呈散点状分布在极敏感和高度敏感区之中,巫山、万州和以西地区中度敏感则呈 片状分布;轻度敏感区主要呈条带状分布在西部

26、的平行岭谷的山岭区以及忠县以下 长江及其主要支流河谷两岸，在巫山、涪陵和武隆也有部分片状分布;不敏感区主要 分布在中西部平行岭谷的较为平坦的山间谷地，以及长江及其支流的河谷地带，东北 部地区则呈星点状点缀分布在其他类型区之间（图2e。6结论与讨论三峡库区（重庆段具有重要的生态地理位置。这一区域的生态环境问题,直接关 系到三峡工程的安全，更关系到整个长江流域的生态安全与区域社会经济的可持续 发展。鉴于研究区重要的生态地理位置以及目前相关研究的局限性,本文从土壤侵 蚀、石漠化、生境以及酸雨等本区最为主要的生态环境问题入手，对研究区的生态 环境敏感性进行了深入细致的分析，定量揭示了研究区生态环境敏感

27、性程度及其空间分布特征与规律。研究结果表明:（1 土壤侵蚀以高度敏感、中度敏感和极敏感为主;东北部是土壤 侵蚀最为敏感的区域;土壤侵蚀现状与土壤侵蚀敏感性具有很好的对应关系。（2石 漠化总体以不敏感为主，其次是高度敏感和中度敏感;高度以上敏感区主要分布东北 部地区，中度以上石漠化与石漠化高度和极敏感区具有很好的对应关系。（3生境敏 感性类型以不敏感为主，其次为高度敏感地区;东北部和南部生境敏感性高，而中西部 地区生境敏感性低。（4酸雨高度敏感面积和比例最大,其次是中度敏感和轻度敏感 区;极敏感区块状零星散布、高度敏感区和中度敏感区集中片状分布、轻度敏感和 不敏感区沿江河带状分布,部分呈团块状散

28、布。（5生态环境综合敏感性以高度敏感为主，其次为中度敏感区和不敏感区;东北部 和南部生态环境敏感性高，中西部地区生态环境系统的敏感性低。需要说明的是，本文研究的基础数据均由遥感影像解译或者GIS空间内插得到， 数据处理存在的误差必然会影响分析结果的准确性，尽管如此,研究区生态环境敏感 性的地理空间格局特征仍然能够得以充分反映。同时，由于数据的缺乏，本研究仅对 区域单一时段的生态环境敏感性进行研究，若能有时间序列数据则更能反映研究区 生态环境敏感性的时空演变规律。因此，丰富数据来源、提高数据的准确性、辩识 区域生态环境问题的驱动机制,在此基础上模拟和预测三峡库区生态环境响应趋 势、建立有效的生态

29、环境保护机制、提高三峡库区生态环境质量奠定基础是下一步 研究的重要方向。参考文献（ReferenceslChina National Committee for Terms in Sciences and Technologies.Ecological environment, http: pages/homepage/result.jsp#全国科学技术名词审定委员会.生态环 境.http: jsp#3.重庆交通大学土木建筑学院，重庆400074摘要:在RS与GIS技术的支持下，选择研究区比较突出的土壤侵蚀、石漠化、 生境和酸雨4个生态环境要素建立敏感性评价模型与方法，对三峡库区重庆段生态环境

30、敏感性进 行综合研究，定量揭示了研究区生态环境敏感性程度及其空间分布规律。研究结果表明：（1 壤侵蚀以高度敏感、中度敏感和极敏感为主;东北部是土壤侵蚀最为敏感的区域;土壤侵蚀现状 与土壤侵蚀敏感性具有很好的对应关系。（2石漠化总体以不敏感为主，其次是高度敏感和中度 敏感;高度以上敏感区主要分布东北部地区，中度以上石漠化与石漠化高度和极敏感区具有很 好的对应关系。（3生境敏感性类型以不敏感为主，其次为高度敏感地区;东北部和南部生境敏感 性高，而中西部地区生境敏感性低。（4酸雨高度敏感面积和比例最大，其次是中度敏感和轻度 敏感区;极敏感区呈块状零星散布、高度敏感区和中度敏感区集中片状分布、轻度敏感

31、和不敏 感区沿江河带状分布,部分呈团块状散布。（5生态环境敏感性类型以高度敏感为主，其次为中度 敏感区和不敏感区;东北部和南部生态环境敏感性高，中西部地区生态环境敏感性低。2JThe Natural Conservation Department of the Ministry of EnvironmentalConservation.Report of Ecological Problems inChina.Beijing:China Environmental Science Press, 1999国家环境保护总局自然保 护局.中国生态问题报告.北京:中国环境科学出版社,1999.3Ouy

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