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摘要:根据广州市生态环境监测研究的现状,提出广州市生态环境监测体系建设的基本框架。利用多尺度数据信息源,建设从宏观到微观的城市生态环境监测与评价应用模式。主要包括:生态环境监测的基本思路和步骤、监测方法和监测内容、生态环境监测体系等。为开展生态监测提供思路,对广州市开展生态环境监测的未来前景进行了展望。
关键词:生态监测;地理信息系统;生态环境评价
指标体系生态环境是区域可持续发展的核心和基础。城市化的发展给城市环境带来一系列生态环境问题,生态环境的状况与城市扩张能否保持良好的互动是是度量区域可持续发展水平的重要标准。及时、准确和动态地掌握区域生态环境过去、现在及未来趋势,对于区域经济发展、生态环境建设与保护具有重要的科学价值和现实意义。生态环境监测是采用生态学的各种方法和手段,从不同尺度上对各类生态系统结构和功能的时空格局的度量,主要监测生态系统条件、状态变化、对环境压力的反映及其趋势。目前生态监测主要侧重于宏观的、区域的生态破坏问题,它具有反映人类活动对我们所处的生态环境的全貌、有机综合影响的优点[1]。建立城市土地利用以及生态环境演变的监测系统,能够为城市生态保护和环境管理提供量化指导,为制定合理的区域产业发展政策和土地利用政策提供决策依据。
广州市作为国家中心城市,近年来城市化进程逐步加快,城市迅速扩张造成土地利用变化剧烈[2]。城市空间的无序扩张和生态用地不断蚕食导致城乡景观破碎化严重,广州市构建生态环境监测评价体系显得尤为迫切。本文结合生态环境监测评价研究现状,探讨广州市生态环境监测评价体系的总体思路和技术方案,为广州市开展生态环境监测评价和城市生态可持续发展规划提供初步方向。
1 生态监测评价研究现状和发展趋势
1.1 生态监测
根据生态监测的空间尺度,可分为宏观生态监测和微观生态监测。宏观生态监测研究对象的地域等级至少应在区域生态范围之内,最大可扩展到全球。二十世纪70年代以来相继建立以对环境和生态系统进行长期监测和研究为目的的国家、区域和全球性的网络。美国于上世纪七、八十年代率先开始了生态监测工作,建立长期生态研究网络(LTER Network)对不同类型的生态系统进行多方位的研究和监测。加拿大1994年建立生态监测分析网络(EMAN)对生态变化进行了长期监测并据监测的数据对生态环境进行了评估。英国环境变化监测网络(ECN)、全球环境监测网络(GEMS)等相关网站的建立,为解决国家、地区资源环境问题发挥了积极作用。
我国自上世纪70年代就开始了应用遥感技术进行宏观生态环境监测,相继建立了一批生态研究和环境监测站点,并于1988年成立了中国生态系统研究网络(CERN)。目前生态环境监测的研究较多地集中于森林、草原、荒漠和湿地等生态系统,监测的区域主要有国家、省、县域和自然保护区。在生态环境遥感动态监测、资源调查、水土保持状况和灾害预测等方面取得了一定的成果,为宏观生态监测积累了经验。但目前还没有形成完整的生态环境监测网络并建立完善的生态评价指标体系,生态监测也无相应的技术规范。随着3S技术和遥感技术手段的推广,生态监测由地面环境监测转向与遥感环境监测相结合,生态监测智能化和生态监测网络化的推动,为区域环境监测提供重要数据,是我国生态监测工作重点发展方向。
1.2 生态环境质量评价
生态环境质量是指生态环境的优劣程度,是从生态系统层次上反映生态环境对人类生存及社会经济持续发展的适宜程度。生态环境资源是城市发展过程中不可忽视的无形资产,生态环境质量评价是对整个生态系统在城市化过程中的变化进行定量的、价值化的评估,是保持生态资源动态稳定性和合理性变化的基础。区域生态环境质量评价有助于了解区域生态环境的整体空间特征,分析生态环境破坏和生态系统退化的原因,探求改善和提高区域生态环境质量的方法与途径并预测未来的生态环境质量,为协调区域社会经济发展和生态环境保护提供科学依据。
区域生态环境的质量评价一般采用定性评价和定量评价两种方法。定性评价一般选取对生态环境影响较大的指标进行评价;而定量评价通常有脆弱度计算法、层次分析法、综合模型法和生态足迹法等。生态环境质量评估的模型化以及3S技术在生态环境质量评价中的广泛应用是生态环境质量评价研究的发展趋势。国内不少学者从各区域发展的需要出发,开展较多的研究和探索。
1.3 生态监测评价的应用
2000年国家环保总局发布《全国生态环境保护纲要》,生态监测评价工作逐步开展。一些重要生态功能区和典型地区如“三江源”地区和海南省开展了生态监测和指标体系的探索。国家环境保护总局颁布的《生态环境状况评价技术规范(试行)》(HJ/T19-2006)为我国县级以上区域生态环境评价提供了统一指标体系,多个省级和一些地市级区域开展了生态环境质量评价(表1)。如天津市环境监测中心进行了以区县为单位的生态环境监测与评价,构建了生态环境质量数据库和遥感影像库,并编制了生态环境质量年度报告。陕西省以中巴卫星遥感数据为数据源,对陕西省生态环境状况进行了评价。北京、上海、重庆、厦门等地积极推进区域生态监测基础工作。
但目前生态监测评价工作仍面临着亟待解决的问题和挑战,没有形成常态化和生态监测网络,仍缺乏完善和区域适用的生态监测评价标准规范和指标体系。我国的生态环境监测评价工作在不断地发展之中,监测内容和评价标准还有待完善和发展。
表1 我国生态环境监测评价工作开展情况
Table 1 Progress of ecological environmental monitoring and evaluating in China
国家、区域 省域 城市
全国、三江源地区、三峡库区 江苏省、浙江省、天津市、云南省、江西省、陕西省、海南省、湖南省、青海省 南通市、深圳市 西部地区、黄土高原、东北地区、西北荒漠草原、太湖流域、洞庭湖湿地、大熊猫保护区、珠峰自然保护区 新疆自治区、上海市、北京市、内蒙古自治区、黑龙江省、四川省、贵州省、福建省 南京市、东莞市、广州市、珠海市、成都市、厦门市
2 广州市生态环境监测评价体系基本思路
广州市是珠三角地区经济快速发展的重点地区,尤其是广州市城市发展时间长,工业化程度高,生态环境保护与社会经济发展矛盾突出,生态环境问题较为复杂。自90年代开始广州市开展了多项遥感环境监测应用方面的研究项目,许多研究也针对广州市生态环境质量、土地资源承载力、城镇快速扩张过程中出现景观格局和耕地破碎化等生态环境问题,以及土地利用和城市热岛效应等方面的进行了有益的探索。但是广州市生态环境监测和总体生态环境质量评价工作仍未全面开展,生态环境监测平台和监测评价体系亟待建立。
广州市应利用先进科学技术手段尽快开展遥感生态环境综合监测,建立广州市生态环境监测网络和评价体系。实现生态环境现状的动态监测、高效管理、综合分析,监测和评估城市生态环境在人类和自然因素共同作用下的状况和变化规律,实时发布生态环境信息。监控城市景观生态变化及城市开发建设过程中的生态破坏,有利于城市生态环境保护和可持续发展,满足生态环境决策和管理、生态环境信息需求。
广州市生态监测评价体系框架包括生态环境动态监测系统、生态环境基础数据库和生态环境管理应用系统三个模块(图1)。(1)生态环境动态监测系统 以遥感、地理信息系统和全球定位系统技术为基础,由遥感动态监测系统、地面监测网络相结合,建立生态环境动态监测体系。提供生态环境实时动态监测数据,为生态环境管理提供基础数据。(2)生态环境基础数据库 该数据库包含广州市生态环境调查数据资料,生态环境数字化地图,以及生态环境动态监测的数据信息。在数据库的基础上建立广州市生态环境质量评价系统和生态环境决策支持系统,为生态环境管理决策提供科学依据。(3)生态环境管理应用系统 利用生态环境基础数据库、生态质量评价系统和决策支持系统为广州市生态环境管理提供综合分析、预测预警、规划决策等服务。包含生态环境监管系统和生态环境预警系统。
图1 广州市生态环境监测评价体系总体框架
Fig. 1 The framework of ecological environmental monitoring system of Guangzhou city.
3构建方案
3.1指标体系
建立生态环境监测评价指标体系,能够动态监测生态环境的变化趋势,从而引导区域可持续发展和生态城市建设。目前大都是特定生态系统微观生态过程与生态因子监测,根据监测目的提出相应的生态监测指标体系,还没有形成一套成熟的区域生态监测指标体系。作为从城市生态环境监测与评价总体框架,指标体系应该涵盖自然环境和社会环境的多方面的指标,体现生态环境压力与生态环境响应。随着生态环境监测手段和体系的逐步完善,其指标体系也将不断完善和更有代表性。结合广州市区域生态特点,广州市生态监测评价指标体系推荐如下(表2)。
表2生态环境监测评价指标体系
Table 2 Index system of ecological environmental monitoring and evaluation
评价因子 指标项 数据来源
地形地貌 海拔高度、坡度 DEM数据
气象条件 年均降水量、日照和辐射强度、气温 气象监测
土壤类型 土壤类型、土壤水分 土壤监测
土地覆盖 土地利用类型、森林覆盖率、林相变化、植被群落变化、景观类型和景观破碎度 遥感解译
水土流失 土壤侵蚀模数 遥感解译
生物多样性 野生动植物、珍稀濒危动植物、微生物、外来入侵种、自然保护区域面积 野外调查
水生态系统 水生生物种类、水体富营养化指标 监测数据
湿地生态系统 湿地面积变化、湿地物种、红树林面积 遥感解译和调查
农田生态系统 土壤有机质、土壤养分、农田土壤污染、农药化肥残留量、农业面源污染 遥感解译和调查
城市生态系统 城市人口密度、热岛效应、城市绿地面积、酸雨频度、水环境质量、空气环境质量、城市噪声、饮用水源保护 监测数据、遥感解译
3.2主要内容
(1)生态环境监测方法及技术手段
生态环境动态监测拟采用地面监测与空间监测相结合的方法,即地面的定位观测和空间的卫星遥感监测。充分应用空间信息技术,以遥感(RS)监测为主,并结合全球定位系统(GPS)的定位监测,在地理信息系统(GIS)技术的支持下,建立广州生态环境综合监测系统。
遥感技术应用于宏观生态环境要素的监测,具有多时相、多尺度、多光谱特性等特点,能够精确的进行相关生态参数的定量反演和生态系统类型精确划分。采用NOAA、EOS/MODIS、陆地资源卫星(如中巴资源卫星、SPOT等)以及QUICKBIRD图像作为数据来源。遥感图像分析处理采用ERDAS、ENVI等软件系统,获取反映生态环境关键因子的NDVI、RVI、GVI等植被指数、水网密度指数、土壤指数、土地利用等完成广州市植被覆盖、土壤资源结构生态环境空间分布图。
在广州市生态现状资料和野外调查基础上,进行重点监测工作区和监测点的监测工作,对典型监测区进行长期动态监测。典型监测站的范围主要包括:城市生态环境变化动态监测,农业生态环境变化动态监测,水土流失及治理过程、生态系统结构变化动态监测,自然保护区生态环境及生物多样性变化动态监测,湿地生态系统监测。主要监测内容包括城市热岛效应、城市生态环境变化、水土流失现状、外来种入侵、生物多样性变化等。针对广州市现状,开展饮用水源保护区生态监测、流溪河流域城市化生态监测等区域特色生态监测工作。 (2)生态环境基础数据库
生态环境基础数据库由遥感影像数据库、社会经济统计资料数据库、文本数据库、地图图形数据库、综合信息图谱数据库等构成。在相关资料收集和生态科学综合考察基础上,采用自动分类与人工判读相结合的遥感制图方法,建立1:5万以上广州市地理地貌、气象、植被、土壤类型、土地利用、生态环境类型等图件。数据库属性数据采用SQL2005中文企业版格式、空间数据库采用ArcGIS9.3格式。
在生态环境基础数据的基础上建立生态环境知识库和模型库,逐步建立生态环境质量评价系统和决策支持系统。采用先进的GIS组件技术和数据库访问技术,建立城市生态环境质量评价和展现系统,实现对城市景观生态环境质量的实时和动态评价。
(3)应用领域
利用生态环境基础数据库、生态质量评价系统和决策支持系统为广州市生态环境管理提供综合分析、预测预警、规划决策等服务。包括生态环境监管系统和生态环境预警系统。
重点应用领域包括:广州市饮用水源保护区生态保护与监管、自然保护区与生物多样性保护管理、城市开发过程中生态破坏监管、城市生态环境预测、城市生态安全预警、重大项目生态影响评价、城市发展规划综合决策以及生态环境保护规划的实施监督。通过网络信息共享,促进城市规划、环境资源保护、灾害防治、可持续发展等多领域生态信息交流,为政府实施可持续发展战略和科学决策提供便利。通过实时发布广州市生态环境信息报告和互联网宣传,发动社会广泛参与广州市生态环境保护工作。
4 存在问题及建议
广州市生态环境监测评价体系是一个庞大的系统,需要借助生态学、环境科学、社会经济、系统科学、3S技术等各专业领域通力合作,才能建立起一个真正发挥作用的体系,为广州市社会经济发展更好服务,建立城市生态环境可持续发展模式。其中还有许多问题有待进一步研究和改进,如区域生态监测指标体系建立、遥感图像精确解译、空间数据叠加分析、重点监测领域选取、区域生态环境综合评价模型等问题。建议开展必要的研究,参照国内外城市生态监测评价应用成果,把生态监测评价工作纳入环境监测体系,使生态监测指标和内容具有代表性、全面性,利于更好的生态环境保护工作。
广州市面临越来越多的复杂生态环境问题,如何做好适应国际化中心城市需要的的广州市生态环境管理工作是值得思考的问题。应该在生态系统管理思想的引导下,充分利用宏观尺度上应用生态学研究成果,利用3S和信息科学技术建立全面的城市生态环境监测与评价体系。要注重生态模型和数值模拟技术的应用,建立从宏观到微观的城市生态环境监测与评价应用集成体系。
参考文献:
[1]马 天, 王玉杰, 郝 电, 等. 生态环境监测及其在我国的发展[J]. 四川环境, 2003, 22(2): 19-24.
[2]傅伯杰, 牛 栋, 于贵瑞. 生态系统观测研究网络在地球系统科学中的作用[J]. 地理科学进展, 2007, 26(1): 1-16.
基金项目:增城市环保局支持项目;广州市科研条件建设项目(2014-224-2)
关键词:生态监测;地理信息系统;生态环境评价
指标体系生态环境是区域可持续发展的核心和基础。城市化的发展给城市环境带来一系列生态环境问题,生态环境的状况与城市扩张能否保持良好的互动是是度量区域可持续发展水平的重要标准。及时、准确和动态地掌握区域生态环境过去、现在及未来趋势,对于区域经济发展、生态环境建设与保护具有重要的科学价值和现实意义。生态环境监测是采用生态学的各种方法和手段,从不同尺度上对各类生态系统结构和功能的时空格局的度量,主要监测生态系统条件、状态变化、对环境压力的反映及其趋势。目前生态监测主要侧重于宏观的、区域的生态破坏问题,它具有反映人类活动对我们所处的生态环境的全貌、有机综合影响的优点[1]。建立城市土地利用以及生态环境演变的监测系统,能够为城市生态保护和环境管理提供量化指导,为制定合理的区域产业发展政策和土地利用政策提供决策依据。
广州市作为国家中心城市,近年来城市化进程逐步加快,城市迅速扩张造成土地利用变化剧烈[2]。城市空间的无序扩张和生态用地不断蚕食导致城乡景观破碎化严重,广州市构建生态环境监测评价体系显得尤为迫切。本文结合生态环境监测评价研究现状,探讨广州市生态环境监测评价体系的总体思路和技术方案,为广州市开展生态环境监测评价和城市生态可持续发展规划提供初步方向。
1 生态监测评价研究现状和发展趋势
1.1 生态监测
根据生态监测的空间尺度,可分为宏观生态监测和微观生态监测。宏观生态监测研究对象的地域等级至少应在区域生态范围之内,最大可扩展到全球。二十世纪70年代以来相继建立以对环境和生态系统进行长期监测和研究为目的的国家、区域和全球性的网络。美国于上世纪七、八十年代率先开始了生态监测工作,建立长期生态研究网络(LTER Network)对不同类型的生态系统进行多方位的研究和监测。加拿大1994年建立生态监测分析网络(EMAN)对生态变化进行了长期监测并据监测的数据对生态环境进行了评估。英国环境变化监测网络(ECN)、全球环境监测网络(GEMS)等相关网站的建立,为解决国家、地区资源环境问题发挥了积极作用。
我国自上世纪70年代就开始了应用遥感技术进行宏观生态环境监测,相继建立了一批生态研究和环境监测站点,并于1988年成立了中国生态系统研究网络(CERN)。目前生态环境监测的研究较多地集中于森林、草原、荒漠和湿地等生态系统,监测的区域主要有国家、省、县域和自然保护区。在生态环境遥感动态监测、资源调查、水土保持状况和灾害预测等方面取得了一定的成果,为宏观生态监测积累了经验。但目前还没有形成完整的生态环境监测网络并建立完善的生态评价指标体系,生态监测也无相应的技术规范。随着3S技术和遥感技术手段的推广,生态监测由地面环境监测转向与遥感环境监测相结合,生态监测智能化和生态监测网络化的推动,为区域环境监测提供重要数据,是我国生态监测工作重点发展方向。
1.2 生态环境质量评价
生态环境质量是指生态环境的优劣程度,是从生态系统层次上反映生态环境对人类生存及社会经济持续发展的适宜程度。生态环境资源是城市发展过程中不可忽视的无形资产,生态环境质量评价是对整个生态系统在城市化过程中的变化进行定量的、价值化的评估,是保持生态资源动态稳定性和合理性变化的基础。区域生态环境质量评价有助于了解区域生态环境的整体空间特征,分析生态环境破坏和生态系统退化的原因,探求改善和提高区域生态环境质量的方法与途径并预测未来的生态环境质量,为协调区域社会经济发展和生态环境保护提供科学依据。
区域生态环境的质量评价一般采用定性评价和定量评价两种方法。定性评价一般选取对生态环境影响较大的指标进行评价;而定量评价通常有脆弱度计算法、层次分析法、综合模型法和生态足迹法等。生态环境质量评估的模型化以及3S技术在生态环境质量评价中的广泛应用是生态环境质量评价研究的发展趋势。国内不少学者从各区域发展的需要出发,开展较多的研究和探索。
1.3 生态监测评价的应用
2000年国家环保总局发布《全国生态环境保护纲要》,生态监测评价工作逐步开展。一些重要生态功能区和典型地区如“三江源”地区和海南省开展了生态监测和指标体系的探索。国家环境保护总局颁布的《生态环境状况评价技术规范(试行)》(HJ/T19-2006)为我国县级以上区域生态环境评价提供了统一指标体系,多个省级和一些地市级区域开展了生态环境质量评价(表1)。如天津市环境监测中心进行了以区县为单位的生态环境监测与评价,构建了生态环境质量数据库和遥感影像库,并编制了生态环境质量年度报告。陕西省以中巴卫星遥感数据为数据源,对陕西省生态环境状况进行了评价。北京、上海、重庆、厦门等地积极推进区域生态监测基础工作。
但目前生态监测评价工作仍面临着亟待解决的问题和挑战,没有形成常态化和生态监测网络,仍缺乏完善和区域适用的生态监测评价标准规范和指标体系。我国的生态环境监测评价工作在不断地发展之中,监测内容和评价标准还有待完善和发展。
表1 我国生态环境监测评价工作开展情况
Table 1 Progress of ecological environmental monitoring and evaluating in China
国家、区域 省域 城市
全国、三江源地区、三峡库区 江苏省、浙江省、天津市、云南省、江西省、陕西省、海南省、湖南省、青海省 南通市、深圳市 西部地区、黄土高原、东北地区、西北荒漠草原、太湖流域、洞庭湖湿地、大熊猫保护区、珠峰自然保护区 新疆自治区、上海市、北京市、内蒙古自治区、黑龙江省、四川省、贵州省、福建省 南京市、东莞市、广州市、珠海市、成都市、厦门市
2 广州市生态环境监测评价体系基本思路
广州市是珠三角地区经济快速发展的重点地区,尤其是广州市城市发展时间长,工业化程度高,生态环境保护与社会经济发展矛盾突出,生态环境问题较为复杂。自90年代开始广州市开展了多项遥感环境监测应用方面的研究项目,许多研究也针对广州市生态环境质量、土地资源承载力、城镇快速扩张过程中出现景观格局和耕地破碎化等生态环境问题,以及土地利用和城市热岛效应等方面的进行了有益的探索。但是广州市生态环境监测和总体生态环境质量评价工作仍未全面开展,生态环境监测平台和监测评价体系亟待建立。
广州市应利用先进科学技术手段尽快开展遥感生态环境综合监测,建立广州市生态环境监测网络和评价体系。实现生态环境现状的动态监测、高效管理、综合分析,监测和评估城市生态环境在人类和自然因素共同作用下的状况和变化规律,实时发布生态环境信息。监控城市景观生态变化及城市开发建设过程中的生态破坏,有利于城市生态环境保护和可持续发展,满足生态环境决策和管理、生态环境信息需求。
广州市生态监测评价体系框架包括生态环境动态监测系统、生态环境基础数据库和生态环境管理应用系统三个模块(图1)。(1)生态环境动态监测系统 以遥感、地理信息系统和全球定位系统技术为基础,由遥感动态监测系统、地面监测网络相结合,建立生态环境动态监测体系。提供生态环境实时动态监测数据,为生态环境管理提供基础数据。(2)生态环境基础数据库 该数据库包含广州市生态环境调查数据资料,生态环境数字化地图,以及生态环境动态监测的数据信息。在数据库的基础上建立广州市生态环境质量评价系统和生态环境决策支持系统,为生态环境管理决策提供科学依据。(3)生态环境管理应用系统 利用生态环境基础数据库、生态质量评价系统和决策支持系统为广州市生态环境管理提供综合分析、预测预警、规划决策等服务。包含生态环境监管系统和生态环境预警系统。
图1 广州市生态环境监测评价体系总体框架
Fig. 1 The framework of ecological environmental monitoring system of Guangzhou city.
3构建方案
3.1指标体系
建立生态环境监测评价指标体系,能够动态监测生态环境的变化趋势,从而引导区域可持续发展和生态城市建设。目前大都是特定生态系统微观生态过程与生态因子监测,根据监测目的提出相应的生态监测指标体系,还没有形成一套成熟的区域生态监测指标体系。作为从城市生态环境监测与评价总体框架,指标体系应该涵盖自然环境和社会环境的多方面的指标,体现生态环境压力与生态环境响应。随着生态环境监测手段和体系的逐步完善,其指标体系也将不断完善和更有代表性。结合广州市区域生态特点,广州市生态监测评价指标体系推荐如下(表2)。
表2生态环境监测评价指标体系
Table 2 Index system of ecological environmental monitoring and evaluation
评价因子 指标项 数据来源
地形地貌 海拔高度、坡度 DEM数据
气象条件 年均降水量、日照和辐射强度、气温 气象监测
土壤类型 土壤类型、土壤水分 土壤监测
土地覆盖 土地利用类型、森林覆盖率、林相变化、植被群落变化、景观类型和景观破碎度 遥感解译
水土流失 土壤侵蚀模数 遥感解译
生物多样性 野生动植物、珍稀濒危动植物、微生物、外来入侵种、自然保护区域面积 野外调查
水生态系统 水生生物种类、水体富营养化指标 监测数据
湿地生态系统 湿地面积变化、湿地物种、红树林面积 遥感解译和调查
农田生态系统 土壤有机质、土壤养分、农田土壤污染、农药化肥残留量、农业面源污染 遥感解译和调查
城市生态系统 城市人口密度、热岛效应、城市绿地面积、酸雨频度、水环境质量、空气环境质量、城市噪声、饮用水源保护 监测数据、遥感解译
3.2主要内容
(1)生态环境监测方法及技术手段
生态环境动态监测拟采用地面监测与空间监测相结合的方法,即地面的定位观测和空间的卫星遥感监测。充分应用空间信息技术,以遥感(RS)监测为主,并结合全球定位系统(GPS)的定位监测,在地理信息系统(GIS)技术的支持下,建立广州生态环境综合监测系统。
遥感技术应用于宏观生态环境要素的监测,具有多时相、多尺度、多光谱特性等特点,能够精确的进行相关生态参数的定量反演和生态系统类型精确划分。采用NOAA、EOS/MODIS、陆地资源卫星(如中巴资源卫星、SPOT等)以及QUICKBIRD图像作为数据来源。遥感图像分析处理采用ERDAS、ENVI等软件系统,获取反映生态环境关键因子的NDVI、RVI、GVI等植被指数、水网密度指数、土壤指数、土地利用等完成广州市植被覆盖、土壤资源结构生态环境空间分布图。
在广州市生态现状资料和野外调查基础上,进行重点监测工作区和监测点的监测工作,对典型监测区进行长期动态监测。典型监测站的范围主要包括:城市生态环境变化动态监测,农业生态环境变化动态监测,水土流失及治理过程、生态系统结构变化动态监测,自然保护区生态环境及生物多样性变化动态监测,湿地生态系统监测。主要监测内容包括城市热岛效应、城市生态环境变化、水土流失现状、外来种入侵、生物多样性变化等。针对广州市现状,开展饮用水源保护区生态监测、流溪河流域城市化生态监测等区域特色生态监测工作。 (2)生态环境基础数据库
生态环境基础数据库由遥感影像数据库、社会经济统计资料数据库、文本数据库、地图图形数据库、综合信息图谱数据库等构成。在相关资料收集和生态科学综合考察基础上,采用自动分类与人工判读相结合的遥感制图方法,建立1:5万以上广州市地理地貌、气象、植被、土壤类型、土地利用、生态环境类型等图件。数据库属性数据采用SQL2005中文企业版格式、空间数据库采用ArcGIS9.3格式。
在生态环境基础数据的基础上建立生态环境知识库和模型库,逐步建立生态环境质量评价系统和决策支持系统。采用先进的GIS组件技术和数据库访问技术,建立城市生态环境质量评价和展现系统,实现对城市景观生态环境质量的实时和动态评价。
(3)应用领域
利用生态环境基础数据库、生态质量评价系统和决策支持系统为广州市生态环境管理提供综合分析、预测预警、规划决策等服务。包括生态环境监管系统和生态环境预警系统。
重点应用领域包括:广州市饮用水源保护区生态保护与监管、自然保护区与生物多样性保护管理、城市开发过程中生态破坏监管、城市生态环境预测、城市生态安全预警、重大项目生态影响评价、城市发展规划综合决策以及生态环境保护规划的实施监督。通过网络信息共享,促进城市规划、环境资源保护、灾害防治、可持续发展等多领域生态信息交流,为政府实施可持续发展战略和科学决策提供便利。通过实时发布广州市生态环境信息报告和互联网宣传,发动社会广泛参与广州市生态环境保护工作。
4 存在问题及建议
广州市生态环境监测评价体系是一个庞大的系统,需要借助生态学、环境科学、社会经济、系统科学、3S技术等各专业领域通力合作,才能建立起一个真正发挥作用的体系,为广州市社会经济发展更好服务,建立城市生态环境可持续发展模式。其中还有许多问题有待进一步研究和改进,如区域生态监测指标体系建立、遥感图像精确解译、空间数据叠加分析、重点监测领域选取、区域生态环境综合评价模型等问题。建议开展必要的研究,参照国内外城市生态监测评价应用成果,把生态监测评价工作纳入环境监测体系,使生态监测指标和内容具有代表性、全面性,利于更好的生态环境保护工作。
广州市面临越来越多的复杂生态环境问题,如何做好适应国际化中心城市需要的的广州市生态环境管理工作是值得思考的问题。应该在生态系统管理思想的引导下,充分利用宏观尺度上应用生态学研究成果,利用3S和信息科学技术建立全面的城市生态环境监测与评价体系。要注重生态模型和数值模拟技术的应用,建立从宏观到微观的城市生态环境监测与评价应用集成体系。
参考文献:
[1]马 天, 王玉杰, 郝 电, 等. 生态环境监测及其在我国的发展[J]. 四川环境, 2003, 22(2): 19-24.
[2]傅伯杰, 牛 栋, 于贵瑞. 生态系统观测研究网络在地球系统科学中的作用[J]. 地理科学进展, 2007, 26(1): 1-16.
基金项目:增城市环保局支持项目;广州市科研条件建设项目(2014-224-2)