生态环境质量监测范文

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中图分类号 X835 文献标识码 A 文章编号 1007-7731（2015）12-69-04

生态环境本身可能具有一定的脆弱性，对这种脆弱性进行分析与评价，对于促进区域可持续发展具有重要的理论意义和现实意义[1]。生态环境质量的优劣程度的评判，主要依靠定性或定量的分析。本文利用2000年的Landsat 5和2014年的Landsat 8卫星遥感数据提取反映生态环境的植被覆盖度、土壤亮度、坡度等因素，在Envi5.1和Arcgis10.2支持下建立了生态环境质量评价模型，然后用该模型评价了陇西县2000-2014年15a来的生态环境变化。

1 研究区域概况

陇西县位于甘肃省东南部，定西市中部，西北黄土高原渭河上游，地处中纬内陆，为温带大陆性季风气候，四季分明，日照充足，气候温和。位于东经104°18′48″～104°54′26″，北纬34°50′24″～35°23′54″。全县地势自西北向东南倾斜，海拔1 612～2 762m，年平均气温7.7℃，平均降雨量436.6mm，多集中在7～9月，其中7～8月降雨量约占全年降雨量的70%。境内山峦重叠，沟壑纵横，土质疏松。总面积2 408km2，耕地面积7.86万hm2。是全省43个国家扶贫开发重点县和国家六盘山连片特困地区扶贫开发重点县之一[2]。

2 数据来源与处理方法

2.1 数据来源 遥感图像通过美国USGS（http：//glovis.usgs.gov/）下载，30m分辨率DEM数据由（http：//glcfapp.umiacs.umd.edu）马里兰大学地球科学数据中心下载获得。遥感数据见表1，非遥感影像数据主要包括1：50 000地形图、陇西县行政区划图等。

表1 遥感数据

[轨道号＼&获取日期＼&传感器＼&所用波段＼&空间分辨率（m）＼&130/36＼&2000/6/14＼&Landsat TM5＼&3，4，5＼&30＼&130/36＼&2014/6/14＼&Landsat TM8＼&3，4，5＼&30＼&]

2.2 数据处理 数据处理主要是大气校正和影像图与行政区划矢量图相叠加裁剪出研究区范围。

3 研究方法与结果分析

本文选取植被覆盖度、土壤指数、坡度3个最基本的要素作为评价区域自然生态环境的生态因子。

3.1 植被覆盖度 在遥感应用领域，植被指数是一种反映地表植被信息的重要指标，已被广泛地用来定量评价植被覆盖及其生长状况[3]。计算公式如下：

NDVI=（ρNIR-ρR）/（ρNIR+ρR） （1）

式（1）中：ρNIR为近红外波段的反射率；ρR为红光波段的反射率。在Landsat-5TM分别为第4波段和第3波段，在Landsat-8TM中分别为第5波段和第4波段。

植被覆盖度是根据前人研究的NDVI估算模型：

FC=（NDVI-NDVImin）/（NDVImax-NDVImin） （2）

式（2）中：NDVI是归一化指标指数，NDVImax表示区域最大NDVI值，NDVImin表示区域最小的NDVI值。由于图像中不可避免的存在着噪声，NDVImax和NDVImin并不一定是最大NDVI值和最小的NDVI值，可以根据直方图分别取两头“拐点处”的值。

3.2 土壤指数 土壤指数同样采用裸土植被指数：

GRABS=M1-0.09178N1+5.58959 （3）

式（3）中：M1和N1分别为穗帽变换的绿度指数和土壤亮度指数。

3.3 坡度 侵蚀量和坡度呈正相关。地形模型计算，选择/Terrain/Topographic Modeling，选择DEM-30m文件，在Topo Model Parameters面板中，选择Slope。

4 结果与分析

4.1 生态因子归一化分析 因子因量纲不一致，必须归一化化，按照它们正向影响的大小，划分级别。

4.1.1 植被覆盖度 植被覆盖度分为10级，详见表2。2000年和2014年的植物覆盖度见图1、图2。

4.1.2 土壤指数 土壤指数划分为10级，质量越好值越大，见表3。2000年和2014年的土壤指数见图3、图4。

4.1.3 地形因子 划分10级坡度类型，坡度小分值高，见表4。2010-2014年坡度分级见图5。确定好归一化对照表后，利用ENVI下的密度分割工具进行归一化处理。

4.2 生态环境评价 按照国家环境监测总站制定的《生态环境质量评价技术规范》中提出的评价指标体系，将生态环境质量状况（EI）划分为5级，即优、良、一般、较差和差[4]，见表5。2000年和2014年生态环境评价见图6、图7。选择的评价模型是指数法与综合指数法：

EI=W1×Sv+W2×Ss+W3×St （4）

式（4）中：W1=0.7（植被覆盖度系数），W2=0.2（土壤指数系数），W3=0.1（坡度系数），Sv为植被覆盖度，Ss为土壤指数，St为坡度分级。

4.3 生态环境变化状况分析 依据生态环境状况变化度分级，将陇西县2014年生态环境质量综合评价结果与2000年综合评价结果进行对比（图6、7），得到了陇西县生态环境质量状况变化结果（表6）。由表6可知：（1）陇西县的生态环境质量总体上有所提高。陇西县生态环境质量变差的占4.21%，无变化的占8.25%，变好的占66.16%。生态环境质量“差”级面积减少了31.23%，“较差”级面积增加了24.85%，生态环境质量“优”级面积减少了4.30%，“良”级面积增加了8.52%，“中”级面积增加了2.17%，说明陇西县生态环境质量总体上得到了有效的提高。（2）陇西县2000-2014年生态环境质量等级以“较差”和“差”为主。由图6、7和表6可以看出：陇西县生态环境质量等级以“较差”级和“差”级为主，2000年二者面积合占约60%，2014年二者面积合占约56%。（3）中、北部地区生态环境质量显著变好。（4）南部和东部地区的生态环境呈现恶化趋势。生态环境状况由中部、北部两侧向南部和东部地区逐渐变差。

参考文献

[1]黄黎，沈连峰，吴明作，等.河南省生态环境脆弱性评价与分析[J].环境监测管理与技术，2006（4）：596-599.

[2]王桂琴.陇西县耕地土壤养分状况评价[J].甘肃农业，2013（13）：25-26.

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中图分类号 X832 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2014）03-0240-01

生态文明本身处于建设之中，制度不完善、机制不健全，生态文明体制改革更多的含义是体制建设。对于环境监测系统而言，应围绕以制度体系建设开创生态文明建设新格局。环境监测是环境保护的基础。建立健全环境质量监控体系，也是建立生态文明制度体系的着眼点、着力点和落脚点。保障有力的环境质量监控网络、全面准确的环境监测信息是环境量化的根本，是生态文明建设的有力支撑。

1 完善地表水环境质量监测网络

目前，辽河流域主要河流均设置了监控监测断面，实施了定点、定期的水质监测，形成了重点流域、重点断面水质周报、地表水水质月报等数据信息上报、公布平台。以往断面设置更多地考虑地域行政划分，侧重监测流域的出、入境断面，因而总结“十一五”技术研究成果，并结合对社会、经济、水文、环境、污染现状、流域政策的调查，识别诊断出影响水环境质量的因素，完善监测断面的布设。主要措施是基于流域环境生态特点，实行分区、分类、分级、分期的控制策略；流域内行政区之间、水系两岸之间、上下游之间形成协调互动关系，建立流域整体环境监控管理体系，使监测数据和信息全面表征流域在不同区域的水质特征[1-2]。

2 扩展并完善地表水监测指标

水环境质量安全包括很多因素，不仅涉及环境中各项污染的理化指标，还包括环境监测指标、生态监测指标等多方面内容。通过对经济、社会、环境、政策的调查研究，建立影响环境质量的环境监测指标清单，除原有无机、有机、理化综合指标外，还加入生物、有机单项及持久性有机污染物（POPs）等多项指标。掌握整体流域环境污染状况，对流域环境进行全面的综合评价，满足环境管理和决策的需要[3-4]。

3 建立流域水生态监控系统

为满足流域环境与生态管理的需要，建立流域宏观层面的生态监测网络。首先，基于已完善的“十一五”流域生态监测体系框架，每月对例行环境监测点位（国控、省控、市控和县控）和流域重点监控断面开展监测，监测因子除侧重于化学需氧量、总磷等常规项目外，对有机、生物、环境毒理学指标等也开展系统性监测；其次，升级完善先进的监测手段，如处于起步阶段的遥感遥测以及藻类、生物急性毒性等在线监测技术，解决其自动监测因子偏少、监测数据质量得不到保证的问题，使其能更好发挥作为环境管理和环境执法依据的作用；再次，升级信息采集与传输手段，提高信息加工与集成反馈的效率；最后，制定我国有关环境监测网络建设的法律、法规，依法规范环境监测网络建设行为，提高环境监测网络的完整性和目的性，形成基于生态服务功能和典型生态类型的生态监测网络。

4 提高地表水监测自动化水平

目前，环境质量监测只有部分设有自动监测站，其余均为手工采样实验室分析，监测自动化水平较低。为提高监测自动化水平，实时监测水系整体污染状况，应增加自动监测站数量，提高监测自动化水平。

5 建立水环境综合监测技术体系及其质量安全评价体系

基于控制单元的“十一五”技术研究成果，建立动态、智能的环境综合监测技术体系及环境质量安全评价体系。以完善的常规监测技术方法和路线为基础，并结合环境监测发展趋势，即由单纯的浓度信息向浓度与总量、污染物形态、生态风险、环境安全信息相结合转化的现状，建立一套包括环境质量监测、污染源监测以及污染物总量监测在内的综合监测体系，构建适合各环境特征的综合分析及安全评价模型。使用生物、有机、遥感等先进监测技术手段，加强各部门间资源、信息共享，各部门协同合作全面评价环境质量状况，形成流域环境质量安全立体监测体系。

6 完善流域水环境风险预警技术体系

基于“十一五”期间开展的点源风险的评估方法以及典型事故性风险评估技术研究，针对典型示范流域的预警开展探索性工作。从流域角度出发，针对非点源污染负荷增大、突发性污染事件集中呈现的状况，建立农业及城市非点源污染的风险评估与管理技术。同时，针对不同功能分区开展预警研究。首先从理论层面开展预警目标的分类体系研究工作，识别预警目标的特征及其对应的主要影响源。其次，将预警内容由单一的水、大气、噪声等向生态转化，切实从生态角度进行定位、提升和对一系列预警技术进行深化、研发与完善。构建高效的全流域环境风险预警与智能监管体系，为环境管理与决策提供技术支撑。

7 构建流域水环境信息管理平台

环境质量监测和管理涉及水利、环保、水委等多个部门，因而需构建一个开放的，国家、省、流域等多层次的，多方汇集的流域环境信息资源共享平台。发挥各自的资源优势，集成推广流域环境监测、建模、评价、应急预警等技术研究成果，减少国家财力、人力的重复投入。

8 参考文献

[1] 建立健全有害化学物质监测监管体系[N].中国环境报，2013-09-09（2）.

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社会经济的快速发展，为科学技术的不断进步创造了良好的环境与条件，顺应实际需要的不断高涨，先进的现代化技术层出不穷，又为推动社会经济的和谐可持续发展提供了可靠的技术保障。而在社会经济快速发展的同时，兼顾生态环境的和谐发展，才是真正的可持续发展，因此，应用现代化先进技术来实现生态环境的保护与监测是可持续发展战略实施的重要体现。卫星遥感技术是基于信息技术与遥感技术等发展起来的综合性技术，在实际应用中发挥了重要作用，尤其是在生态环境的保护与监测方面，更是作出了很大贡献。卫星遥感技术在水环境质量监测、大气环境质量监测、动态环境监测、固体废弃物监测、重大环境事故的跟踪监测及重要工程项目的环境监测等方面都发挥重要作用，本文主要是从以下几方面来对生态环境保护中，对卫星遥感技术的实际应用进行分析与探讨：

1、水环境质量监测方面的应用

卫星遥感技术在水环境质量监测方面主要包括水体富氧化监测、水体热污染与废水污染监测及泥沙污染监测等：（1）水体富氧化监测。水体富营养化严重影响水环境质量，在水体富营养化方面的监测，张穗等人通过叶绿素浓度遥感解译方法并结合叶绿素及总氮、总磷等特征提出了富营养化的评价方法。（2）水体热污染与废水污染监测。热污染主要来源于工厂排放的废弃热水，对水体生物及水体附近农作物造成极大威胁，因此需要加强对热水污染的监测，而在这一方面的探测，多是通过红外传感器来实现，探测图像中对于热污染的排放情况、温度分布及具体流向都有清晰显示。而在废水污染监测方面，可用热红外方法并基于温度差异来测定，但多是用多光谱合成图像进行监测。（3）泥沙污染监测。泥沙污染会提高水的反射率，出现红移状况，而0.93微米之1.13微米范围附近的水体有强烈的红外辐射吸收特点，在降低反射通量的同时，会遭受到水分瑞利散射效应的干扰，因此不是最佳的悬浮泥沙浓度判定波段，而最佳定量波段应为0.65微米之0.85微米之间。另外卫星遥感技术在海洋监测方面也发挥着重要作用，通过对遥感信息的仿真模拟与分析，可获取叶绿素浓度及海表面、海流循环模式或海冰运动等温线分布等影响海洋生物与理化过程的相关参数。通过卫星遥感技术，可全天候、大范围进行对海洋污染的监测，并且卫星遥感技术目前也已在海洋渔业中渔情预报与分析方面应用广泛。

2、大气环境质量方面的应用

卫星遥感技术在大气环境质量监测方面的具体应用主要包括对臭氧层的监测、对大气气溶胶的监测、对有害气体的监测、对沙尘暴的监测及对城市热岛效益的监测等：（1）对臭氧层的监测。二十世纪七十年代末期，已有通过臭氧制图光谱仪进行对臭氧层的卫星监测。胡顺星等人通过激光雷达进行了高度范围为对流层2千米至4千米臭氧层的监测，并取得较好成效。（2）对大气气溶胶的监测。传统的地面观测在气溶胶空间的变化趋势与具体分布方面的反映方面存在很大缺陷，而卫星遥感技术的高分辨率特点则有效弥补了这一缺陷。毛节泰等人通过对地面光度计测量与卫星遥感技术监测的结果进行对比，结果显示，两种测量结果较为接近，但地面遥感所覆盖的地面观测空间有限，而这一点又可通过卫星遥感技术来弥补，所以卫星遥感技术完全可替代地面遥感进行对大气气溶胶的监测。（3）对有害气体的监测。有害气体对人体及人们的生活环境造成极大威胁，因此对于自然生成或人为生成的有害气体监测具有重要意义，还可以通过有害气体监测对大气污染情况做间接分析。王雪梅等人将污染气体信息与概化为水体、植被等基本信息类型的线性集合做叠加，从卫星数据来进行对有害气体累加浓度信息的直接定量提取。（4）对沙尘暴的监测。通过EOS—Terra/MODIS数据，章伟伟等人对MODIS传感器通道特点及沙尘暴波谱特征进行分析，并通过叠加分析法进行对沙尘暴的监测。而范一大等人基于NOAA/AVHRR数据而采用的沙尘暴信息密度分割法与所提取的沙尘暴信息也取得显著成效。（5）对城市热岛效益的监测。通过热红外遥感进行地物辐射温度测定来推导与探测热岛效应差异及热源。马跃良等人根据辐射传输方程的地表温度反演方法，并基于LandsatTM/ETM+热红外波段数据，进行地表温度的定量计算，并对热污染情况进行探测。

3、地表监测方面的具体应用

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中图分类号 X822 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2016）01-0231-02

Rural Environmental Quality Evaluation of Taizhou City

HE Juan ZHAO Li

（Taizhou Environmental Monitoring Center of Jiangsu Province，Taizhou Jiangsu 225300）

Abstract The rural environmental quality index was employed to evaluate the quality of rural environment，and to classify the level of evaluation results. The index of the rural environmental quality evaluation by field study was analyzed，and taking the Heheng Village，Jishi Village of Taizhou City for example to test the system.

Key words rural area；environmental quality；status；index system；Taizhou Jiangsu

近年来，环境污染有加重的趋势，但我国目前主要在城市环境保护中投入了大量的人力和物力，对农村环境保护关注较少[1-2]，相关的研究和评价刚刚起步[3]。一方面，农村环境污染具有排放主体分散性、随机性、不确定性等特征；另一方面，目前的环境监测和评价方法主要是针对城市环境而设立的，不适合应用于农村环境评价监测，如何改进环境监测和评价标准，是目前农村环境保护的重中之重。

1 农村环境质量概述

农村环境的种类与城市环境不同，最主要的特点是功能分区不明显，也完全区别于农业环境，它更加侧重于人类的生活环境[4]。在这里提到的农村环境质量是指农村的土壤、空气、水等自然资源的环境质量，同时也包括在这种环境中生产的农林牧副鱼等农产品的质量，即与农村人口居住和生产生活密切相关的环境质量。

目前，农村环境质量监测滞后于农村的发展，许多监测项目不适合农村环境，农村环境中污染较严重的项目监测有些还存在缺失，而不严重的污染项目存在重复监测的情况[5]。

同时由于农村环境质量监测刚刚起步，研究者仅仅初步构建相关的监测和评价方法，有许多方面需要改进，并且尚需投入大量的精力进行指标的细化，以真实地反映农村人居环境和农村环境质量现状。

2 农村环境质量评价方法的建立

2.1 指标体系的建立

根据完整性原则、代表性原则、可操作性原则，以及对泰州市典型农村地区基本情况的调查，包括社会经济与自然概况、农业生产情况、水源地情况以及污染状况等，确定了泰州市典型地区的农村环境质量的评价指标体系。指标体系由高到低分为“目标层”“准则层”“指标层”3层，指标层共计10个指标（表1）。

2.2 农村环境质量评价方法

农村环境质量综合指数计算方法公式如下：

RQI=Cenv×Ienv+Ceco×Ieco（1）

式（1）中，RQI为农村环境质量综合指数；Cenv为农村环境状况指数权重，为0.6；Ienv为农村环境状况指标值；Ceco为农村生态状况指数权重，为0.4；Ieco为农村生态状况指标值。

各指标层因子解释如下：

2.2.1 地表水环境质量指数。以《地表水环境质量标准》（GB3838―2002）为评价依据，评价采用单因子标准指数法，根据水质类别确定地表水水质指数：Ⅰ类对应指数100，Ⅱ类为90，Ⅲ类为80，Ⅳ类为40，Ⅴ类为20，劣Ⅴ类为0。

2.2.2 饮用水源地水质指数。选择主要水源地开展监测评价。以《地表水环境质量标准》（GB3838―2002）Ⅲ类为评价依据，评价采用单因子标准指数法，根据水质类别确定地表水水质指数：Ⅰ类对应指数100，Ⅱ类为90，Ⅲ类为80，Ⅳ类为40，Ⅴ类为20，劣Ⅴ类为0。

2.2.3 环境空气质量指数。根据公式计算：

环境空气质量指数=100×（1-A/N）（2）

式（2）中，根据《环境空气质量标准》（GB3096―2012）二级标准评价，A为1 h平均值超标个数；N为各点位的监测数据个数总和。

2.2.4 环境状况指标。由地表水环境质量指数、饮用水源地水质指数、环境空气质量指数、理化指标土壤环境质量指数、有机指标土壤环境质量指数、生活污水处理设施出水水质指数加权组成。各指标权重分别为0.20、0.20、0.25、0.20、0.15。

2.2.5 土壤环境质量评价。采用单项污染指数法。计算公式：

Pip=Ci/Sip（3）

式（3）中：Pip为土壤中污染物i的单项污染指数，Ci为土壤中污染物i的实测浓度，Sip为污染物i的评价标准。根据Pip值的大小，将土壤污染程度划分为5级，评价分级标准见表2。

2.2.6 生态环境状况指数。根据《农村环境质量综合评价技术规定》（试行）中的评价方法，农村生态状况指数Ieco由生物丰度指数、植被覆盖指数、水网密度指数、土地退化指数、人类干扰指数加权组成。各指标权重如下：生物丰度指数0.20，植被覆盖指数0.20，水网密度指数0.20，土地退化指数0.15，人类干扰指数0.15。

2.2.7 农村环境质量综合评价。根据农村环境质量指数大小，将农村环境质量分为5级，即优、良、一般、较差、差（表3）。

3 泰州市农村环境质量状况监测与评价

3.1 典型村庄的选择

季市村位于靖江市季市镇中心，河横村位于姜堰区沈高镇，分别位于泰州市南部地区、中部地区。其中季市村占地8.8万m2，总人口1 328人，历史文化悠久，村内有始建于明代洪武5年，距今有640年以上历史的青龙寺，有苏中地区第1尊“药师佛”，村中环境优美。该村对泰州地区农村生态环境研究具有典型性，其生活方式得到了国内外环境保护机构的认可，并且该村通过发展生态观光农业，促进了该村的经济发展的同时保护了环境。

3.2 监测结果

3.2.1 饮用水源地质量监测结果。对泰州市三水厂、靖江市三水厂进行监测，其监测结果通过单因子评价法，进行评价分析，评价分析的标准是依据国标GB3838―2002《地表水环境质量标准》Ⅲ类标准为依据。结果表明，《地表水环境质量标准》（GB3838―2002）中27项指标，总氮项目不计入评价，该水源地的水质指数到达80，符合国建地表水环境质量标准的Ⅲ类标准。

3.2.2 地表水环境质量监测结果及评价。对靖江市上青龙港、下青龙港口，姜堰区林场公路桥、洪林大桥进行了地表水环境质量监测，监测的项目依据国标GB3838―2002《地表水环境质量标准》中规定的基本项目24项，地表水各项监测指标均达到《地表水环境质量标准》的Ⅲ类标准，水质评价为良好，地表水水质指数为80。

3.2.3 环境空气质量监测结果及评价。对季市村、河横村的环境空气进行了监测，所测指标PM10、二氧化硫、二氧化氮的浓度值都要优于国标《环境空气质量标准》（GB3096―2012）规定的环境空气质量二级标准，环境空气质量指数为100。

3.2.4 土壤监测结果及评价。姜堰区河横村选择了3个基本农田监测点位，1个草莓园监测点位、1个葡萄园监测点位，靖江市季市村选择了1个基本农田，1个种植园，1个商住区，共计8个监测点位。进行土壤环境质量监测的相关指标都优于国标《土壤环境质量标准》（GB15618―1995）所规定的土壤环境质量二级标准，土壤环境质量指数为100。

根据上述方法进行计算，河横村、季市村的环境状况指数均为92.0。

3.2.5 生态环境状况监测结果。根据Landsat8 TM卫星遥感影像解译结果显示，泰州生态环境状况指数为65.15。

3.3 评价结果

对泰州市的农村进行了农村环境质量评价，泰州市靖江市季市村和姜堰区沈高镇河横村的农村环境质量指数均为81.3，按照农村环境质量分级评价标准，评价的结果都为良。

4 结语

河横村、季市村均是以农田种植为主，正在发展特色农业和生态旅游。环境质量评价结果说明，农村环境处于良好级别，属于轻微污染，生态环境良好，基本适合农村居民生活和生产。评价结果与现实情况基本符合。

农村环境污染具有排放主体分散性、随机性、不确定性等特征，并且农村环境功能分区不明确等特点，进行农村环境质量指数构建时，使用农村生态环境质量状况、空气质量、地表水土壤环境质量等作为分项指数，其在指数中所赋权重是否恰当，尚需进一步验证。

目前，农村环境质量评价相关研究欠缺，目前的监测和评价方法亟待改进，这也为环境监测工作者提出了问题和挑战，需要在未来投入大量的精力进行研究。

5 参考文献

[1] 易国锋.我国农村环境保护的困境及对策[J].环境管理，2007（6）：80-83.

[2] 于水斌.农村污染方资格证已迫在眉睫[J].四川环境，2007，26（1）：112-114.