基于GIS/RS的近20年巴马县生态环境变化分析

邵 丞 唐 斌 崔锦霞

(成都理工大学地球科学学院 四川 成都 610059)



基于GIS/RS的近20年巴马县生态环境变化分析

邵 丞 唐 斌 崔锦霞

(成都理工大学地球科学学院 四川 成都 610059)

本文以河池市巴马县为研究区，选取1994年、2004年、2014年三个时期的TM/ETM+遥感影像和DEM数据,通过几何校正、裁剪、投影转换等操作对影像进行预处理,通过监督分类和非监督分类相结合的方法获取巴马县三个时期遥感影像上的土地利用信息。利用3S技术，结合其他的辅助数据研究巴马县区域植被覆盖变化、土地利用类型变化、土壤侵蚀等，对巴马县近20年来生态环境变化过程进行分析。

遥感影像；3S技术；生态环境变化

一、引言

生态环境是人类赖以生存和发展的前提。伴随着社会生产力和科学技术的飞速发展，人类取得了前所未有的成就，与之相伴随的是生态环境问题的日益突出，生态破坏日趋严重[1]。由于近年巴马县来大力发展旅游行业，由此给生态环境带来了很多负面影响。巴马县位于广西西北部，东面与东兰、大化相邻，西与凌云、百色、田阳等相接。介于东经106°51′-107°23′、北纬23°51′-24°23′之间，总体地势西北高，东南低，海拔介于86m-1176m之间，全县的总面积1973km[2]。本文利用“3S”技术提取不同时期的植被覆盖、土地利用等数据，结合相关的统计资料，定性和定量的分析巴马县近20年来生态环境的变化，为巴马县的生态环境保护、经济可持续发展、以及土地资源的合理开发利用提供科学的数据支持。

二、数据源和研究方法

数据主要有1994年10月20日、2004年12月02日、2014年12月30日三个时期的覆盖巴马县范围的TM/ETM影像，巴马县1994-2012年统计年鉴和地形图。通过对图像的预处理和采用监督分类与非监督分类相结合的方法解译遥感影像，获取影像上的土地利用信息。在ENVI/ArcGIS软件的支持下,结合其他辅助数据,定性定量的分析导致巴马县生态环境变化的土地利用因子、植被覆盖度、土壤侵蚀状况的动态变化。

三、结果与分析

(一)植被覆盖度变化分析

植被是生态环境系统的组成部分之一，本文运用ENVI计算研究区的NDVI值。根据巴马县实际情况，把植被覆盖度分为四个等级：低植被覆盖度(VFC<30%),中低植被覆盖度(30%70%)。近20年来，巴马县各级植被覆盖有较大的改变，有增有减。变化最大的是1994年到2004年的高植被覆盖，面积减少了271.09km2,主要原因是把林地改造成耕地和建筑用地等；2004年到2014年高植被覆盖面积增加了148.25 km2，中高植被增加了55.89 km2。其次是1994年到2004年中低植被覆盖的变化，其面积增加了162.99km2。2004年到2014年中低植被覆盖面积减少了142.51km2。

总体来说近20年巴马县的植被覆盖面积是有所增加的，从1994年到2014年植被覆盖面积增加了7.32 km2，但高植被覆盖面积减少了122.84 km2，说明巴马县的植被覆盖度相对来说是是往好的方面发展的。

(二)土地利用/覆盖变化分析

近20年来，巴马县的土地利用类型发生了很大的变化:(1)巴马县土地利用类型主要以林地为主，其次是耕地，草地。(2)林地、耕地、草地、未利用地变化最显著。1994年到2004年间林地和未利用地分别减少了136.19 km2、59.36 km2，2004年到2014年分别增加了131.75 km2、13.56 km2；1994年到2004年间耕地增加了188.36 km2,2004年到2014年减少了118.01 km2;草地从1994年到2014年呈一直减少的趋势，总体上减少了34.06 km2。(3)建筑用地一直处于增长的趋势，总体上增加了18.15 km2；水域一直处于减少的趋势，总体上减少了4.48 km2。

(三)土壤侵蚀变化研究

土壤侵蚀是导致生态环境变化的最重要的因子之一,根据数据处理结果可知，巴马县的土壤侵蚀主要是以中度侵蚀、强度侵蚀、极强侵蚀为主，其次为剧烈侵蚀，这与巴马县的岩溶地貌有很大的关系。1994年到2004年微度侵蚀、轻度侵蚀、中度侵蚀、强度侵蚀的面积分别增加了20.84km2、41.74 km2、46.25km2、11.97 km2，而极强侵蚀、剧烈侵蚀的面积分别减少了118.31km2、2.48 km2。2004年到2014年期间，面积增加最多的是中度侵蚀，其次是强度侵蚀，增加的面积分别为179.30km2、143.97km2；面积较少最多的是极度侵蚀，其次是剧烈侵蚀，减少的面积分别为212.05km2、104.84 km2。

四、结束语

本文主要通过植被覆盖度、土地利用/覆盖、土壤侵蚀三个方面来研究巴马县近20年来生态环境的变化，得到以下几点结论：(1)从植被覆盖度方面来说，植被覆盖主要是以高植被为主，其次是中高植被覆盖。1994年到2004年植被覆盖面积减少最多的是高植被覆盖，减少的面积为270.85 km2，其他植被覆盖都有所增加，面积增加最多的是中低植被覆盖。2004年到2014年植被覆盖面积增加的有中高植被覆盖和中低植被覆盖，增加的面积分别为146.34 km2、20.48km2；植被覆盖面积减少最多的是高植被覆盖，减少了122.84 km2。虽然近些年来实施退耕还林政策，植被覆盖面积有所增加，但是由于大力开发旅游业，高植被覆盖面积还是有所减少的。(2)从土地利用变化方面来看，由于巴马县的石头山较多，耕地较少，所以巴马县的土地类型主要是林地，但近年来由于人口的增加，原有的耕地产量满足不了人们的需求，所以不得不把一些林地、未利用地和草地改造成耕地和建筑用地。近年来国家一直号召退耕还林还草，耕地面积减少了，林地面积增多了，但是草地面积却还是一直在减少，建筑用地也一直在扩张，不利于生态环境稳定性。(3)土壤侵蚀方面，1994年和2004年相比极强侵蚀和剧烈侵蚀的面积减少，分别减少了118.31 km2、2.47 km2，微度到强度侵蚀面积都有所增加；2004年和2014年相比极强、剧烈、微度侵蚀面积都有所减少，减少的面积分别为212.05 km2、104.84 km2、13.83 km2，中度、强度、轻微侵蚀增加的面积分别为179.30 km2、143.97 km2、7.46 km2。总的来说巴马县的土壤侵蚀情况有所转好。

[1]揭文辉,付丽华,张策,魏本赞.基于RS与GIS的博斯腾湖2007-2014年生态环境变化分析[J].河北遥感,2016第4期P23-26.

[2]宁文怡,吴良林.巴马县地形因子与土地利用空间分布关系研究[J].地理空间信息,2015第5期P141-143.

邵丞(1993-)，男，汉族，四川巴中人，在读硕士，成都理工大学，测绘工程。