2015年环境影响评价工程师考试正备考中,国和网校编辑整理了2015年环境影响评价师《技术方法》第三章第五节,供广大学员参考学习!
生态现状调查与评价
一、生态现状调查
生态调查至少要进行两个阶段:影响识别和评价因子筛选前要进行初次调查与 现场踏勘;环境影响评价中要进行详细勘测和调查。
1.生态现状调查要求
生态现状调查是生态现状评价、影响预测的基础和依据,调查的内容和指标应 能反映评价工作范围内的生态背景特征和现存的主要生态问题。在有敏感生态保护目标(包括特殊生态敏感区和重要生态敏感区)或其他特别保护要求对象时,应做
专题调查。
生态现状调查应在收集资料基础上开展现场工作,生态现状调查的范围应不小 于评价工作的范围。
一级评价应给出采样地样方实测、遥感等方法测定的生物量、物种多样性等数 据,给出主要生物物种名录、受保护的野生动植物物种等调查资料;
二级评价的生物量和物种多样性调查可依据已有资料推断,或实测一定数量 的、具有代表性的样方予以验证;
三级评价可充分借鉴已有资料进行说明。
生态现状调查常用方法包括,资料收集、现场勘查、专家和公众咨询、生态监测、遥感调查、海洋生态调查和水库渔业资源调查等,具体可参见《环境影响评价 技术导则一生态影响》(HJ 19-2011)附录A;图件收集和编制要求可见《环境影 响评价技术导则一生态影响》(HJ 19—2011)附录B。
2. 调查内容
(1) 生态背景调查。
根据生态影响的空间和时间尺度特点,调查影响区域内涉及的生态系统类型、 结构、功能和过程,以及相关的非生物因子特征(如气候、土壤、地形地貌、水文及水文地质等),重点调查受保护的珍稀濒危物种、关键种、土著种、建群种和特有种,天然的重要经济物种等。如涉及国家级和省级保护物种、珍稀濒危物种和地 方特有物种时,应逐个或逐类说明其类型、分布、保护级别、保护状况等;如涉及 特殊生态敏感区和重要生态敏感区时,应逐个说明其类型、等级、分布、保护对象、功能区划、保护要求等。
(2) 主要生态问题调查。
调查影响区域内己经存在的制约本区域可持续发展的主要生态问题,如水土流 失、沙漠化、石漠化、盐渍化、自然灾害、生物入侵和污染危害等,指出其类型、成因、空间分布、发生特点等。
3. 调查方法
(1) 资料收集法。即收集现有的能反映生态现状或生态背景的资料,从表现形 式上分为文字资料和图形资料,从时间上可分为历史资料和现状资料,从收集行业类别上可分为农、林、牧、渔和环境保护部门,从资料性质上可分为环境影响报告 书、有关污染源调查、生态保护规划、规定、生态功能区划、生态敏感目标的基本 情况以及其他生态调查材料等。使用资料收集法时,应保证资料的现时性,引用资 料必须建立在现场校验的基础上。
(2) 现场勘查法。现场勘查应遵循整体与重点相结合的原则,在综合考虑主导 生态因子结构与功能的完整性的同时,突出重点区域和关键时段的调查,并通过对影响区域的实际踏勘,核实收集资料的准确性,以获取实际资料和数据。
(3) 专家和公众咨询法。专家和公众咨询法是对现场勘查的有益补充。通过咨询有关专家,收集评价工作范围内的公众、社会团体和相关管理部门对项目影响的 意见,发现现场踏勘中遗漏的生态问题。专家和公众咨询应与资料收集和现场勘查 同步开展。
(4) 生态监测法。当资料收集、现场勘查、专家和公众咨询提供的数据无法满足评价的定量需要,或项目可能产生潜在的或长期累积效应时,可考虑选用生态监测法。生态监测应根据监测因子的生态学特点和干扰活动的特点确定监测位置和频 次,有代表性地布点。生态监测方法与技术要求须符合国家现行的有关生态监测规 范和监测标准分析方法;对于生态系统生产力的调查,必要时需现场釆样、实验室 测定。
(5) 遥感调查法。当涉及区域范围较大或主导生态因子的空间等级尺度较大,通过人力踏勘较为困难或难以完成评价时,可采用遥感调查法。遥感调查过程中必须辅助必要的现场勘查工作。
4. 植物的样方调查和物种重要值
自然植被经常需进行现场的样方调查,样方调查中首先须确定样地大小,一般 草本的样地在lm2以上,灌木林样地在1.0 m2以上,乔木林样地在100 m2以上,样 地大小依据植株大小和密度确定。其次须确定样地数目,样地的面积须包括群落的大部分物种,一般可用物种与面积和关系曲线确定样地数目。样地的排列有系统排 列和随机排列两种方式。样方调查中“压线”植物的计量须合理。
在样方调查(主要是进行物种调查、覆盖度调查)的基础上,可依下列方法计 算植被中物种的重要值:
(1) 密度=个体数目/样地面积。
相对密度二 雾德x 100%
所有种的密度
(2) 优势度=底面积(或覆盖面积总值)/样地面积。
相对优势度=z1!!§52xiqo%
所有种优势度
(3) 频度=包含该种样地数/样地总数。
一个种的频度inno/
相对频度=亡广士仏从虹-也X100%
所有种的频度
(4) 重要值二相对密度+相对优势度+相对频度。
2. 水生生态调查
水生生态系统有海洋生态系统和淡水生态系统两大类别。淡水生态系统又有河 流生态系统和湖泊生态系统之别。
建设项目的水生生态调查,一般应包括水质、水温、水文和水生生物群落的调 查,并且应包括鱼类产卵场、索饵场、越冬场、洄游通道、重要水生生物及渔业资源等特别问题的调查。水生生态调查一般按规范的方法进行,如海洋水质和底泥监 测须按《海洋监测规范》(GB 17378.3—1998和GB 17378.4—1998)执行,海洋生物调查按《海洋调查规范》(GB 12763—91)执行,该规范对样品釆集、保存和分 析方法等都进行了规定。
水生生态调查一般包括初级生产力、浮游生物、底栖生物、游泳生物和鱼类资 源等,有时还有水生植物调查等。
(1) 初级生产量的测定方法。
①氧气测定法,即黑白瓶法。用三个玻璃瓶,一个用黑胶布包上,再包以铅 箔。从待测的水体深度取水,保留一瓶(初始瓶IB)以测定水中原来溶氧量。将另一对黑白瓶沉入取水样深度,经过24 h或其他适宜时间,取出进行溶氧测定。 根据初始瓶(IB)、黑瓶(DB)、白瓶(LB)溶氧量,即可求得:
LB — IB 二净初级生产量 IB—DB =呼吸量 LB — DB =总初级生产量
昼夜氧曲线法是黑白瓶方法的变型。每隔2?3 h测定一次水体的溶氧量和水 温,做成昼夜氧曲线。白天由于水中自养生物的光合作用,溶氧量逐渐上升;夜间 由于全部好氧生物的呼吸,溶氧量逐渐减少。这样,就能根据溶氧的昼夜变化,来分析水体群落的代谢情况。因为水中溶氧量还随温度而改变,因此必须对实际观察 的昼夜氧曲线进行校正。
②002测定法。用塑料帐将群落的一部分罩住,测定进入和抽出的空气中C02 含量。如黑白瓶方法比较水中溶氧量那样,本方法也要用暗罩和透明罩,也可用夜间无光条件下的032增加量来估计呼吸量。测定空气中C02含量的仪器是红外气 体分析仪,或用古老的KOH吸收法。
③放射性标记物测定法。将放射性14C,以碳酸盐(I4C03_)的形式,放入含有自然水体浮游植物的样瓶中,沉入水中经过短时间培养,滤出浮游植物,干燥后 在计数器中测定放射活性,然后通过计算,确定光合作用固定的碳量。因为浮游植 物在暗中也能吸收14C,因此还要用“暗呼吸”作校正。
④叶绿素测定法。通过薄膜将自然水进行过滤,然后用丙酮提取,将丙酮提 出物在分光光度计中测量光吸收,再通过计算,化为每平方米含叶绿素多少克。叶绿素测定法最初应用于海洋和其他水体,较用14C和氧测定方法简便,花费时间也 较少。
有很多新技术正在发展,其中最著名的包括海岸区彩色扫描仪、先进的分辨率 很高的辐射计、美国专题制图仪或欧洲斯波特卫星(SPOT)等遥感器。
(2) 浮游生物调查。
140 —_影响苎价技查方法 一
浮游生物包括浮游植物和浮游动物,也包括鱼卵和仔鱼。许多水生生物在幼虫期,都是以浮游状态存在,营浮游生活。浮游生物调查指标包括:
种类组成及分布。包括种及其类属和门类,不同水域的种类数(种/网)。
细胞总量。平均总量(个/m3)及其区域分布、季节分析;
生物量。单位体积水体中的浮游生物总重量(mg/m3);
主要类群。按各种类的浮游生物的生态属性和区域分布特点进行划分。
主要优势种及分布。细胞密度(个/m3)最大的种类及其分布;
鱼卵和仔鱼的数量(粒/网或尾/网)及种类、分布。
(3) 底栖生物调查。
底栖生物活动范围小,常可作为水环境状态的指示性生物;底栖生物也是很多鱼类的饵料生物,它的丰富与否与水生生态系统的生产能力密切相关。在水生生态 调查与评价中,底栖生物的调查与评价是必不可少的。
底栖生物的调查指标包括:
♦总生物量(g/m2)和密度(个/m3);
♦种类及其生物量、密度:各种类的底栖生物及其相应的生物量、密度;
♦种类一组成一分布;
♦群落与优势种:群落组成、分布及其优势种;
♦底质:类型。
(4) 潮间带生物调查。
海洋生态中,潮间带是一个特殊生境,也因而养育了特殊的潮间带生物。很多 海岸建设工程会强烈地影响到潮间带生态,因而潮间带生物调查是很重要的。潮间 带生物调查的采样和标本处理按《海洋调查规范》进行,一般按不同的潮区进行调查,其主要调查指标是:
♦种类组成与分布:鉴定潮间带生物种和类属;
♦生物量(g/m2)和密度(个/m2)及其分布:包括平面分布和垂直分布; ♦群落:群落类型和结构,按潮区分别调查;
♦底质:相应群落的底质类型(砂、岩、泥)。
(5) 鱼类。
鱼类是水生生态调查的重点,一般调查方法为网捕,也附加市场调查法等。鱼 类调查既包括鱼类种群的生态学调查,也包括鱼类作为资源的调查。一般调查指标有:
♦种类组成与分布:区分目、科、属、种,相应的分布位置;
♦渔获密度、组成与分布:渔获密度(尾/网),相应的种类、地点;
♦渔获生物量、组成与分布:渔获生物量(g/网)及相应的种类、地点;
♦鱼类区系特征:不同温度区及其适宜鱼类种类,不同水层(上、中、底层)
中分布,不同水域(静水、流水、急流)鱼类分布;
♦经济鱼类和常见鱼类:种类、生产力;
♦特有鱼类:地方特有鱼类种类、生活史(食性、繁殖与产卵、洄游等)、特 殊生境要求与利用,种群动态;
♦保护鱼类:列入国家和省级一、二类保护名录中的鱼类、分布、生活史、种群动态及生境条件。
6.水库渔业资源调查
水库渔业资源调查按《水库渔业资源调查规范》(SL 167—96)执行。
水库渔业资源调查的内容主要包括水库形态与自然环境调查、水的理化性质调 查、浮游植物和浮游动物调查、浮游植物叶绿素的测定、浮游植物初级生产力的测定、细菌调查、底栖动物调查、着生生物调查、大型水生植物调查、鱼类调查、经 济鱼类产卵场调查11个方面的调查。
(1) 水库形态与自然环境调查。主要调查水库工程概况、水库形态特征、集雨区概况、淹没区概况、消落区概况、气候气象和水文条件等。
(2) 水的理化性质调查。
①水样的采集和保存。
a)釆样点布设。
按环境条件的异同将水库分为若干个区域,然后确定能代表该区域特点的地方 作为釆样点。一般可在水库的上游、中游、下游的中心区和出、入水口区以及库湾中心区等水域布设釆样点。样点的控制数量见表3-28。
表3-28采样点的控制数量
水面面积/hm2<500500?1 0001 000?5 0005 000?10 000>10 000
采样点数量/个2?43?54?65?7彡6
b) 釆样层次。
水深小于3 m时,可只在表层釆样;水深为3?6 m时,至少应在表层和底层釆 样;水深为6?10m时,至少应在表层、中层和底层釆样;水深大于10m时,10m 以下除特殊需要外一般不采样,10 m以上至少应在表层、5 m和10 m水深层采样。
c) 采样方法。
水样用采水器釆集。每个釆样点应采水样2L。分层釆样时,可将各层所釆水 样等量混合后取2 L,但水库下游中心区釆样点的各层水样宜分别处理,以便分析垂直分布。
d) 水样灌瓶。
水样瓶应事先洗净。水样灌瓶前,应用水样冲洗水样瓶2?3次。测定溶解氧的水样,应立即通过导管自瓶底注入250mL磨口细口玻璃瓶中,并溢出2?3倍所 灌瓶容积的水。除测定溶解氧的水样外,其他水样不宜灌满。水样灌瓶后,应立即加入固定液。
e)水样的固定和保存。
测定溶解氧的水样,应加入2mL硫酸锰溶液和2mL碱性碘化钾溶液固定。 测定总碱度、总硬度、氮量、磷量、氯化物、硫酸盐、总铁、钠、钾等项目的水样,每升水样中加入2?4 mL氯仿固定。测定化学耗氧量的水样,每升水样中缓慢加入 lmL 3+1硫酸溶液固定。固定后的水样,应尽快置于低温下(0?4°C)避光保存, 并带回实验室后立即进行测定。
②测定项目。
必做的检测项目包括水温、透明度、电导率、pH值、溶解氧、化学耗氧量、总碱度、总硬度、氨氮、硝酸盐氮、总氮、总磷、可溶性磷酸盐等,选做的检测项 目包括重碳酸盐、碳酸盐、钙、镁、氯化物、硫酸盐、亚硝酸盐氮、总铁、钠、钾、 污染状况等。
(3) 浮游植物和浮游动物调查。通过釆样、样品固定、种类鉴定、计数、生物量计算等,分析浮游植物和浮游动物的种类组成,并按分类系统列出名录表,记录 浮游植物和浮游动物的数量和生物量。
(4) 浮游植物叶绿素的测定。测定叶绿素a、b、c的含量。
(5) 浮游植物初级生产力的测定。釆用黑白瓶测氧法测定浮游植物的初级生产力。
(6) 细菌调查。记录细菌总数、异养细菌数量和细菌生物量的测定结果。
(7) 底栖动物调查。分析软体动物、水生昆虫和水栖寡毛类的种类组成,并按分类系统列出名录表,记录数量和生物量的调查结果。
(8) 着生生物调查。分析着生藻类和着生原生动物的种类组成,并按分类系统 列出名录表,记录计数结果。
(9) 大型水生植物调查。分析大型水生植物的种类组成,并按分类系统列出名录表,记录称重结果。
(10) 鱼类调查。包括种类组成、渔获物分析、主要经济鱼类年龄与生长、虾等水生经济动物等调查。
(11) 经济鱼类产卵场调查。水库中经济鱼类种类很多,应根据实际情况和调查目的确定调查内容。除特大型水库外,一般应对非放养的经济鱼类的产卵场进行 调查,主要调查其位置和规模。
7. 海洋生态调查
海洋生态调查按《海洋调查规范》(GB/T 12763.9—2007) “第9部分:海洋 生态调查指南”执行。海洋生态调查包括海洋生态要素调查和海洋生态评价两大
部分。
(1)海洋生态要素调查。
①海洋生物要素调查。 ’
a)海洋生物群落结构要素调查。
a. 微生物、叶绿素a、游泳动物、底栖生物、潮间带生物和污损生物调查均按 GB/T 12763.6的规定执行。
b. 浮游植物调查。
网釆样品和釆水样品的釆集与处理:按GB/T 12763.6的规定执行。
釆水样品的鉴定计数:釆水样品显微鉴定计数时分三个粒级:小于20 pm、20? 200 pm、大于200 pm。粒级按细胞最大长度计算,对于那些多个细胞聚集形成的 群体,则按群体的最大长度分级。对于小于20 |Lim的浮游植物鉴定到种或属会有一定难度,如没有倒置显微镜和荧光显微镜,细胞的测量和计数都有困难,可根据调查任务的要求酌情处理。
绘制分布图:分别绘制总浮游植物和各粒级浮游植物细胞密度的分布图和粒级 结构图,各粒级浮游植物细胞密度的等值线取值标准参照GB/T 12763.6执行,也 可视具体情况酌情增减。
c. 浮游动物调查。
网釆浮游动物按GB/T 12763.6的规定执行。
水釆浮游动物。
釆样:采样层次按GB/T 12763.6的规定执行;
分级:20?200|nm、200?500 |im、大于 500 (im;
釆水量:30?70 dm3,依不同海区情况而定;
连续观测釆样频次:每3 h釆样一次,一昼夜共九次。
样品处理步骤:
过滤。取20?60 dm3水样,依次经500 |im、200 |im、20 |im筛絹过滤,分别冲洗到小瓶中,各规格筛绢也可自行设计成直径大小不同的小网,网口直径一般为 15 cm、20 cm、25 cm均可,网衣长度分别为15 cm、20 cm、30 cm;滤过样品的 固定同GB/T 12763.6规定的网釆样品。
样品编号。按GB/T 12763.6浮游动物的规定,但编号末尾应加020、200和500, 分别表示经20|im、200 |Lim> 500|im筛绢过滤。
鉴定计数。按GB/T 12763.6浮游动物的规定执行。
数据处理。按GB/T 12763.6浮游动物的数据处理方法执行,但应计算各粒级浮游动物的种类、个体数量和生物量(粒级小的浮游动物如原生动物,可酌情考虑 不称量),并绘制浮游动物总数和各粒级的分布图和粒级结构图,各粒级的个体数量和生物量的等值线取值标准参照GB/T 12763.6浮游动物的规定执行,也可视具
体情况酌情增减。
b)海洋生态系统功能要素调查。
海洋生态系统功能要素目前着重调查初级生产力、新生产力和细菌生产力,具 体调查内容按GB/T 12763.6的规定执行。
②海洋环境要素调查。
a) 海洋水文要素调查。深度、水温、盐度、水位和海流调查按GB/T 12763.2 的规定执行。温跃层和盐跃层调查方法同水温和盐度,判断标准按GB/T 12763.7 的规定执行。记录海面状况,收集入海河流径流量和输沙量数据。
b) 海洋气象要素调查。包括日照时数、气温、风速、风向、天气状况等,气 温、风速、风向的调查按GB/T 12763.3的规定执行。
c) 海洋光学要素调查。
a. 海面照度、水下向下辐照度调查按GB/T 12763.5的规定执行。
b. 真光层深度。
真光层深度计算:提取表层和每米水层的向下辐照度数据,作垂直分布图,确 定向下辐照度为表层的100%、50%、30%、10%、5%和1%的深度。
真光层判断标准:取向下辐照度为表层1%的深度作为真光层的下界深度;若 真光层大于水深,取水深作为真光层的深度。
c. 透明度调查按GB/T 17378.4的规定执行。
d) 海水化学要素调查。总氮、硝酸盐、亚硝酸盐、铵盐、总磷、活性磷酸盐、 活性硅酸盐、溶解氧和pH调查按GB/T 12763.4的规定执行。化学耗氧量调查按GB/T 17378.4的规定执行。重金属(总汞、铜、铅、镉、总铬、砷)、有机污染物(硫 化物、氰化物、有机氯农药、挥发酚类)和油类调查按GB/T 12763.4和GB/T 17378.4 的规定执行。所测定的要素可根据调查任务和海区的具体情况酌情增减。调查悬浮 颗粒物(SPM)和颗粒有机物(POM),颗粒有机碳(POC)和颗粒氮(PN)。
e) 海洋底质要素调查。底质类型、粒度、有机碳、总氮、总磷、pH和Eh的调查按GB/T 12763.8的规定执行。硫化物、有机氯、油类、重金属(总汞、铜、 铅、镉、总铬、砷、硒)的调查按GB/T 17378.5的规定执行。
③人类活动要素调查。
a) 海水养殖生产要素调查。调查海区如果存在一定规模的养殖活动,应调查 养殖海区坐标、面积,养殖的种类、密度、数量、方式;收集养殖海区多年的养殖数据,包括养殖时间、种类、密度、数量、单位产量、总产量、养殖从业人口等, 并制作养殖空间分布图。具体养殖数据根据不同海区的养殖情况相应增减。
b) 海洋捕捞生产要素调查。存在捕捞生产活动的海区,应现场调查和查访捕 捞作业情况,进行渔获物拍照和统计,并收集该海区多年的捕捞生产数据,包括捕 捞生产海区坐标、面积,捕捞的种类、方式、时间、产量,渔船数量(马力),网 具规格,捕捞从业人口等,并制作捕捞生产空间分布图。具体捕捞生产数据根据不同海区的情况相应增减。
C)入海污染要素调查。存在排海污染(陆源、海上排污等)的调查海区,应调查和收集多年的排污数据,包括排污口、污染源分布,主要污染物种类、成分、 浓度、入海数量、排污方式等,并制作排污口和污染源的空间分布图。具体情况根 据不同海区的污染源的情况相应增减。
d) 海上油田生产要素调查。存在油田生产的调查海区,应收集多年的油田生产和污染数据,包括石油平台位置、坐标、数量、产量、输油方式、污水排放量、 油水比、溢油事故发生时间、溢油量、污染面积、持续时间、受污染生物种类和数 量、使用消油剂种类和使用量等,并制作石油污染源分布图。具体情况根据不同海区的污染源的情况相应增减。
e) 其他人类活动要素调查。若调查海区存在建港、填海、挖沙、疏竣、倾废、围垦、运动(游泳、帆船、滑水等)、旅游、航运、管线铺设等情况,而且对主要 调查对象可能有较大影响时,应调查这些人类活动的情况,调查要素主要包括位置、数量、规模、建设和营运情况,对周围海域自然环境的影响程度,排放污染物的种 类、数量、时间等,对海洋生物的影响程度等方面。具体内容根据调查目标确定。
7. 遥感一地理信息系统一全球定位系统技术的应用
遥感一地理信息系统一全球定位系统,即“3S”技术,在生态学调查与研究中,具有特殊重要的价值。
(1)遥感。
①遥感的数据源和记录格式。1972年美国发射了第一颗地球资源卫星,标志 着航天遥感时代的开始。之后,美国先后发射了一系列的陆地资源卫星,包括陆地卫星1?7号,包括MSS (分辨率为80 m)、TM (7个波段,分辨率除第六波段为 120 m外,其他均为30 m)、ETM+ (8个波段,热红外波段的分辨率为60 m,全 色波段的分辨率为15 m,其余波段的分辨率均为30 m)0此外,法国发射的SPOT 卫星载有高分辨的传感器(分辨率为20 m,全色波段为10 m),印度发射的IRS 卫星全色波段的分辨率为6.25 m,1999年美国发射成功的小卫星上载有IK0N0S 传感器,其空间分辨率高达1 m;另一方面,低空间高时相频率的AVHRR (N0AA 系列,分辨率为1 km)和其他遥感载体及测试雷达的相继投入使用。同时,我国也在积极发展空间遥感技术,1999年我国和巴西联合研制中巴地球资源卫星01星 (CBERS-01)成功发射,截至2007年9月CBERS-02B成功入轨,已形成对地 观测图像业务能力,多光谱CCD相机空间分辨率达到19.5m,可广泛应用于农作物估产、环境保护与监测、城市规划和国土资源勘测等领域,结束了我国长期单纯 依赖国外对地观测卫星数据的历史;2008年9月,中国的环境与灾害监测预报小 卫星A、B星成功发射升空,搭载的CCD相机具有超过720 km幅宽的覆盖能力,红外相机具有夜间的灾害监测能力,高光谱相机具有高分辨率探测能力。A、B星可实现48小时对全国范围的无缝覆盖观测,同时还具有对境外灾害与环境事件的监测能力,大大提高了环保部门大范围、快速、动态、立体的开展生态监测及评价、 跟踪部分类型突发环境污染事件的发生和发展的监测能力。
遥感记录数据的方式一般有两种:一种是以胶片格式记录;另一种是以计算机 兼容磁带数据格式记录。第一种格式主要用在航空摄影上,这种记录方式常常导致地物的几何形状产生变形,它的优点是相邻像片间有较大的重叠,很容易获取立体 像对;第二种格式主要用在航天遥感上,如多光谱扫描仪所记录的就是一种可以用 计算机处理,并可以转换为图像的CCT磁带,其优点是容易与地理信息系统结合,
便于进行图像处理和计算机辅助判读。
②遥感在景观生态学中的应用领域分析。广义来讲,遥感是指通过任何不接触被观测物体的手段来获取信息的过程和方法,包括航天遥感、航空遥感、船载 遥感、雷达以及照相机摄制的图像。景观生态学的迅速发展,得益于遥感技术的 发展及其应用。遥感为景观生态学研究和应用提供的信息包括:地形、地貌、地面水体植被类型及其分布、土地利用类型及其面积、生物量分布、土壤类型及其 水体特征、群落蒸腾量、叶面积指数及叶绿素含量等。最常用的卫星遥感资源是 美国陆地资源卫星TM影像,包括7个波段,每个波段的信息反映了不同的生态 学特点(表3-29)。
表3-29美国陆地资源卫星TM的7个波段及其能够测量的生态学特性
波段主要生态学应用
波段 1 (0.45-0.52 jam)
可见蓝光区识别水体、土壤和植被 识别针叶林与阔叶林植被 识别人为的(非自然)地表特征
波段 2 (0.52-0.60 ^im)
可见绿光区测量植被绿光反射峰值 识别人为的(非自然)地表特征
波段 3 (0.60?0.90 pm)
可见红光区监测叶绿素吸收 识别植被类型
识别人为的(非自然)地表特征
波段 4 (0.76?0.90 pm)
近红外反射区识别植被类型及生物量 识别水体和土壤湿度
波段 5 (1.55?1.75 |im)
中红外反射区识别土壤温度和植物含水量 识别雪和云
波段 6 (10.4?12.5 Jim)
远红外反射区识别植物受胁迫程度、土壤温度 测量地表热量
波段 7 (2.08?2.35 Jim)
中红外反射区识别矿物及岩石类型 识别植被含水量
此外,不同波段信息还可以以某种形式组合起来,形成各种类型的植被指数, 从而较好地反映某些地面生态学特征。如最早发展的比值植被指数RVI (RVI=R/NIR) 可用于估算和监测植被盖度,但是它对大气影响反应敏感,而且当植被盖度<50% 时,分辨能力也很弱,只有在植被盖度浓密的情况下效果最好;农业植被指数 AVI[AVI=2.0 (MSS7-MSS5)]可以监测作物生长发育的不同阶段;归一化差异植被指数NDVI[NDVI= (NIR-R) / iNIR+R)]对绿色植被表现敏感,常被用于进行区域和全球的植被状况研究;多时相植被指数MTVI[MTVI=NDVI (t2) -NDVI ], 用于比较两个时期植被盖度的变化,也可以监测因水灾和土地侵蚀造成的森林覆盖
率的变化。
目前己经提出的植被指数有几十个,但是应用最广的还是NDVI,在生物量估 测、资源调查、植被动态监测、景观结构和功能及全球变化研究中发挥了重要作用。此外,人们常常把M)F/作为一种评价标准,来评价基于遥感影像和地面测量或模拟的新的植被指数的好坏。
③景观遥感分类的基本方法。利用遥感技术进行景观分类,是研究景观格局、 景观变化的重要手段,景观遥感分类一般包括分类体系的建立和实现分类两部分。在进行景观分类之前,首先必须根据研究区的景观类型,建立景观分类体系。分类 体系的详细程度,取决于所研究项目的需求。利用计算机进行景观遥感分类,一般 可以分为以下五个步骤。
♦第一步,数据收集和预处理。
数据收集包括研究区各种相关资料,如现有的图件资源、遥感影像数据(MSS、 TM、SPOT等)。通常将用于分类的遥感影像各方面的信息称为特征(feature),最 简单的特征就是各个波段中像元的灰度值。然而单靠各波段像元的灰度值,经常得 不到较满意的分类结果。这是由于地物的反射光谱不仅受大气散射和地形等多种因素的影响,而且各个波段之间还存在较高的关联性,从而导致了对重复数据的无效 分析。此外,从遥感影像上衍生出来的其他特征,也可以为遥感影像进行预处理, 从中提取尽可能多的有用信息。遥感影像的预处理一般包括大气校正、几何纠正、光谱比值、主成分、植被成分、帽状转换、条纹消除和质地(texture)分析等。下 面着重介绍几种常见的遥感数据预处理方法。
波段比值(band ratio) 波段比值是最早的遥感影像分类预处理技术之一,它 能够消除由地形因素(如坡度和坡向)引起的地物反射光谱的空间变异,增强植被和土壤辐射的差异。波段比值已被广泛应用于植被盖度和生物量的评估中,最常用 的是植被指数,MSS数据常采用波段7和波段5 [式(3-43)],或者波段6和波段 5; TM常釆用波段4和波段3 [式(3-44)]:
TV1X= P—^- + 0.5 (3-43)
]/r7+r5 .
TVI2= AzA + o.5 (3-44)
\r4+r3
主成分(principal component) 由于地形因素(坡度、坡向)的差异,以及 各波段光谱本身的重叠,导致各个波段间的高度线性相关性,例如MSS的波段4 和波段5,波段6和波段7间就存在较高的线性相关性。如果只对原始的波段数据 进行分析处理,势必会造成对许多重复数据的处理,从而浪费许多人力和物力。主成分分析通过降低空间维数,在数据信息的损失最低的前提下,消除或减少波段数据的重复,即降低波段间的相关性;同时,还能够加快计算机分类的速度。据研究, 通过使用前3个主成分,能够使计算机的分类速度提高4倍。
帽状转换(tasseled cap) 帽状转换是由Kauth和Thomas (1976)首先提出 的。他们在研究利用遥感技术估算农作物的产量时,首先对原始波段数据进行线性转换生成了亮度(brightness)图像、绿度(greeness)图像和湿度(wetness)图像, 然后利用所生成的3个通道对农作物进行分类,达到了较满意的分类效果,后来人 们将这种变换应用于其他的植被类型,从而使帽状转换得到了广泛的应用。
条纹消除(destrip) 由于传感器的振动、数据的传输和处理过程中产生的错 误或其他原因,有时会使遥感影像呈现间隔均匀的条带(有横向和纵向两种),它 会影响我们对影像的识别及分类结果,通过条纹消除,可以提高遥感影像的判读性, 从而也能增加分类的准确性。
第二步,选择训练样区与GPS定位。
在遥感影像图上,均匀地选取各景观类型的训练区(training sample)。对于非 监督分类来说,训练样区可以辅助对簇分析结果的归类;对于监督分类来说,训练 样区用于提取各类的特征参数以对各类进行模拟。在进行训练区选取之前,一般都要进行野外调查,过去野外考察样地的定位是依据地形图来进行。随着全球定位系 统(GPS)技术的发展,目前通常釆用GPS来对野外调查样地进行地理定位。下面 对GPS技术作简要介绍。
GPS系统包括3大部分,GPS卫星星座、地面监控系统、GPS信号接收机。GPS 卫星星座属于GPS系统的空间部分,由21颗工作卫星和3颗备用卫星组成,它们 均匀地分布在6个相互夹角为60°的轨道平面内,即每个轨道上有4颗卫星。卫星 高度离地面约20 000 km, 一天绕地球两周,GPS使用无线电波向用户发送导航定 位信号,同时接收地面发送的导航电文及调度命令;地面监控系统属于GPS系统 的地面控制部分,包括位于美国科罗拉多的主控站及分布在全球的3个注入站和5 个监测站,从而实现对GPS运行的实时监控;GPS信号接收机属于用户设备部分, 其任务是接收卫星发射的信号,并进行处理,根据信号到达接收机的时间,来确定接收机到卫星的距离。若计算出4颗或更多卫星到接收机的距离,再参考卫星的位置,就可以确定出接收机在三维空间的位置。
GPS定位的基本原理是利用测距交汇确定点位。一颗卫星信号传播到接收机的时间只能确定该卫星到接收机的距离,不能确定接收机相对于卫星的方向,在三维空间中,接收机的可能位置构成一个球面;当测到两颗卫星的距离时,接收机的可能位置被确定在两个球面相交构成的圆上;当得到第三颗卫星的距离后,球面与圆相交得到两个可能的接收机的位置;第四颗卫星用于确定接收机的准确位置。因此, 利用GPS系统进行定位,需要接收至少4颗卫星的信号。
造成GPS定位误差的原因很多,包括卫星轨道变化、卫星电子钟不准确、信号穿越大气层时速度的改变等。但是,其中主要的误差是由于美国军方人为降低信 号质量造成的,误差高达100 m。
这种定位误差给GPS的民用带来了很大的不便,但是可以用差分的方法来消除。差分纠正至少需要两个GPS接收机才能完成,具体方法是在某一个已知位置上放置一台GPS接收机,作为基准站接收卫星信号,在其他位置用另一台接收机接收卫星信号,通过基准站可以确定卫星信号中包含的人为干扰信号,然后在随后 接收到的信号中减去这些干扰,从而达到降低GPS定位误差的目的。
♦第三步,遥感影像分类。
遥感影像的计算机分类,就是根据像元特征值,将任一个像元划归最合适的类 的过程。主要有两种分类方法:非监督分类和监督分类。
非监督分类(unsupervisedclassification) 根据研究区尽可能有的景观类型数,给定分类的类型数,遥感图像处理软件将根据TM各波段光谱数据的特征,自动地等距离地划分出所给定的类型。非监督分类用来了解各种景观类型的遥感数据特 征,如颜色、纹理等,为监督分类中训练区的釆集提供依据。
监督分类(supervised classification) 在地面调查和前人研究成果的基础上, 在遥感影像图上,均匀地选取各景观类型的训练区,计算机首先统计训练区内遥感数据特征,然后把这些训练区的数据特征传递给判别函数,判别函数再根据这些参 数,判断某一个像元应该属于哪一个景观类型,从而完成对整个影像的分类。一般 来讲,监督分类的精度比非监督分类高。
♦第四步,分类结果的后处理。
遥感影像经过计算机分类后,往往需要进行一系列的处理,才能够使用,一般 的后处理过程包括光滑或过滤、几何校正、矢量化及人机交互解译几部分。
光滑或过滤(smoothing or filtering) 遥感影像计算机分类结果图中,往往包括许许多多孤立的像素点,或由几个像素构成的小斑块,通常称之为“噪声”。从 分类的角度来看,或许是正确的,但是从应用的角度来看,就显得过于复杂,需要 将这些“噪声”消除。
几何校正(geometric correction) 其目的有两个,一是校正地物的几何变形;二是对不同时期的遥感影像进行空间配准。具体做法是,首先在地形图上选取地面 控制点,利用地理信息系统软件找出各控制点的投影坐标,然后运用遥感图像处理 软件对分类结果进行几何校正,使它们具有统一的投影坐标,便于以后进行空间分 析。
矢量化(vectorizing) 遥感影像计算机分类结果图,一般是栅格式的。而应用地理信息系统进行空间分析时,有时还需要用到矢量格式的图件,为了满足这一 需要,还需对分类结果图进行矢量化。
人机交互解译计算机监督分类和非监督分类形成的景观类型图的正确率平均 只有80%左右,有一些斑块的分类结果是错误的,为此,需要进行人机交互解译,对错误的分类斑块进行纠正,以提高分类精度。
♦第五步,分类精度评价。
对计算机分类结果的准确进行分析,通常采用选取有代表性的检验区的方法。检验区一般有三种类型。
监督分类的训练区大多数遥感图像处理软件,都提供这种检验方法。然而这 种方法往往对分类精度的估计偏髙。其实,训练区只能反映训练地点的同质性和训练类别间的差异性,它并不能真正反映分类结果的准确度。
指定的同质检验区在选择训练区时,故意多先取一些训练区,在监督分类时, 只使用其中的部分训练区,其余的训练区用于对分类结果进行精度估计。
随机选取检验区在进行分类的影像上随机抽取检验区,与分类结果图进行对 比,看是否与实际相符。
(2)地理信息系统。
①基本概念。地理信息系统(geographic information system,GIS),是在计算 机支持下,对空间数据进行釆集、存储、检索、运算、显示和分析的管理系统。这里的空间数据指不同来源和方式的遥感和非遥感手段所获取的数据。它有多种数据 类型,包括地图、遥感数据和统计数据等,其共同特点是都有确切的空间位置。
空间数据是各种地理特征和现象间的符号化表示,包括空间位置、属性特征和 时态特征三个部分。空间位置数据描述地物所在位置,这种位置既可以根据大地参考系定义,如大地经纬度坐标,也可以为地物间的相对位置关系,如空间上的距离、 邻接、重叠、包含等属性数据,又称为非空间数据,是描述地物特征的定性或定量 指标,即描述了地物的非空间组成部分,包括语义与统计数据等。时态特征是指数据釆集或地理现象发生的时刻或时段。在景观动态分析中,时态数据非常重要,越 来越受到科研工作者的重视。
②地理信息系统的数据结构。在数据库中数据组织的结构称为数据结构,它 有效地表达各数据项间的关系。在GIS数据库中大致有以下三种数据结构:矢量结 构、栅格结构和层次结构。
矢量结构主要用于表示在线化地图中,地图元素数字化的数据,基本的数据 元素为点、向量、线段和多边形。
点(point) 为基本的地图数据元素,由一对(X,坐标表示。在地理信息 系统中,点可以大致分为结点、顶点、实体点、注记点和标号点等。结点(node) 为特殊点,表示线段特征的两个端点,即起点和终点;弧点(vertex)表示线段和 弧段的内部点;实体点(point entity)用来表示一个实体,如城市的中点、油井等 点状实体;注记点主要用来定位注记;标号点(label point)用于记录多边形的属
性,存在于多边形内或多边形的重心点上。
向量(vector) 由连接两点而构成,从起点到终点构成一定的方向性。
线段(line) 由两个结点及两个结点间的一组序点组成,它包括一个或若干 个连续的向量。
多边形(polygon) 表示面状空间实体的空间分布,是由一条或若干条线段 组成一闭合范围。
栅格结构栅格数据结构是将连续空间离散化,通常是将工作区均匀地划分为 栅格而构成网格结构,网格的形状有三角形、六边形、正方形、矩形等。人们通常釆用正方形网格,也可以由遥感图像的像元直接构成网格结构。网格单元是最基本 的信息存储和处理单元,网格的行列号隐含了空间实体的空间分布位置,对每个网 格单元记录相应空间实体的属性值。
层次结构层次结构是为了有效地压缩栅格结构数据,并提高数据存储的效率 而出现的一种新的数据结构。它建立在逐级划分的图像平面基础上,每一次把图像划分为四个子块,故又称为四分树表示法。
③地理信息系统的功能。
空间数据的录入空间数据的录入是地下信息系统首先要进行的任务,包括数 据转换、遥感数据处理、数字测量等。其中已有地图的数字化录入,是目前广泛釆用的手段,但它也是最耗费人力资源的工作。在输入前,首先要对空间数据进行分 层,然后确定要录入哪些图层以及每个图层所包括的具体内容。此外,由于数字化 过程是一个非常耗时的过程,所以不可能一次完成,在两次输入之间的地图位置可 能相对于数字化仪面板而发生移动,造成前后两次输入的坐标发生偏移或旋转。具体解决的方法是,在每次录入之前,利用控制点(ticpoints)对地图进行重新定位, 这样两次输入的坐标,就可以根据定位点坐标间的关系进行匹配。
一般数字化的方式有两种,即点方式(point mode)和流方式(stream mode)。 点方式是操作人员按下一个键时,釆集一个点的坐标,当输入点状地物时,必须采 用点方式输入;线状地物和多边形地物的输入可以釆用点方式,也可以釆用流方式输入。采用点方式录入时,操作者有选择地录入曲线上的釆样点,一般原则是可以 在曲线较平直的地方少采集釆样点,而在较弯曲的地方适当增加釆样点的数量,以 保证能够反映出曲线的特征;釆用流方式输入地物时,当操作者沿着曲线移动游标 时,计算机自动记录经过点的坐标,可以增加录入的速度。但是,采集点的数量往往比点方式多,从而造成数据量过大,这可以通过一定的采样原则对采样点进行实 时釆样来解决。目前大多数系统釆用两种采样原则:距离流(distance stream)和 时间流(time stream)0采用时间流录入时,当要输入的曲线较平滑时,操作人员 移动游标的速度较快,这样记录点的数目较少;可是当曲线较弯曲时,游标移动较慢,记录点的数目较多。而釆用距离流输入时,很容易遗漏曲线的拐点,使曲线开
头失真。在实际的输入过程中,可以根据不同的录入对象,而采用不同的录入方式。
空间数据的查询空间数据的查询是地理信息系统的基本功能之一。在地理信 息系统中,空间数据常用的查询包括两种形式,即由属性数据查找空间位置和由空间位置查找属性数据,也就是人们所说的图形和属性互查。第一类查询是按属性信 息的要求查找空间位置,如在中国植被图上查询暗针叶林的分布状况,这和一般的 非空间的关系型数据库的SQL查询没有什么区别,根据图形和属性的对应关系, 将查询的结果在图上釆用制定的颜色显示出来;第二类查询是根据对象的空间位置查询有关属性信息,绝大多数地理信息软件都提供一个查询工具,让用户通过光标, 用点、线、矩形、圆、不规则多边形等工具选中地物,显示被选中地物的属性列表, 并进行有关统计分析。
此外,按照地物的空间关系地理信息系统还提供了复杂的查询方式。主要有: 空间关系查询和地址匹配查询。前者主要用于查询满足特定空间关系(拓扑、距离、 方位等)的地物,后者是根据街道的地址来查询地物的空间位置和属性信息,是地 理信息系统特有的一种查询功能。
空间数据分析是地理信息系统的核心功能之一。地理空间数据库是地理信息 系统进行空间分析的必要基础。根据数据性质的不同,可以将空间分析分为:基于空间图形数据的分析、基于非空间属性数据的分析和基于二者的联合分析。空间分 析通常釆用逻辑运算、数理统计分析和代数运算等数学手段。
下面着重介绍地理信息系统空间分析的基本功能,包括缓冲区分析、叠加分析、 路径分析以及空间数据的合并和派生等。
缓冲区(buffer)分析在实际工作中,经常会遇到这样的问题,如需要知道 高速公路通过区都经过哪些居民点。这在高速公路建设中是一个非常重要的问题,因为涉及居民的搬迁问题。在城市规划中,需要确定公共设施(商场、邮局、银行、 医院、车站和学校等)的服务半径等。所有这些问题,均是一个临近度问题,而缓 冲区分析是解决这类问题的最重要的空间分析工具。
在地理信息系统中,可以对线状、点状、面状地物进行缓冲区分析的缓冲区, 可以是等宽度的或不等宽度的。此外对于线状地物有双侧对称、双侧不对称或单侧缓冲区,对于面状地物有内侧和外侧缓冲区,这要根据具体应用的要求来决定。
叠加(overlay)分析在绝大多数地理信息系统中,地理空间数据是以图层的 形式来表示的,同一个地区的所有数据图层集表达该地区地理景观的内容,图层可 以用矢量结构点、线、面表示,也可以用栅格结构来表示。叠加分析实际上是将几个数据图层进行叠加,产生新的数据图层的操作过程,新的数据图层综合了原来两 个或多个图层所具有的属性。叠加分析又可以分为点与多边形的叠加、线与多边形 的叠加、多边形与多边形的叠加及栅格图层的叠加。
点与多边形的叠加即计算多边形对点的包含关系,并进行属性处理,既可以将
多边形的属性加到其中的点上,也可以将点的信息加到多边形上。通过点与多边形 的叠加,可以得到每个多边形类型里有多少个点,判断点是否在多边形内;此外还可以描述在多边形内部点的属性信息。例如,将辽宁省矿产资源分布图和辽宁省政 区图进行叠加,同时将政区图多边形的属性信息加到矿产的数据表中,可以查询指 定市有多少种矿产、储量有多少;也可以查询指定类型的矿产在哪些市里有分布等。
线与多边形的叠加通常用于判断线是否落在多边形内。叠加的结果是产生一个 新的数据图层,每条线被它穿过的多边形打断成新弧段图层,同时产生一个相应的 属性数据表记录原线和多边形的属性信息。比如线状图层为河流,经过叠加,我们可以查询任意多边形内的河流长度,计算它的河流密度等。
多边形与多边形的叠加是gis常用的功能之一。将两个或多个多边形图层进行叠加产生一个新多边形的操作,结果将原来的一个多边形分隔成几个多边形,新图 层中的每个多边形均具有输入图层和叠加图层中多边形的所有属性,然后就可以对 新的图层进行各种空间分析和查询操作。
栅格图层的叠加栅格数据是地理信息系统中比较典型的一种数据层面,在栅 格地理信息系统中,建立不同数据层面之间的数学联系是GIS的一个典型功能。空 间模拟尤其要通过各种数学方程将不同数据层面进行叠加运算,以揭示某种空间现象或空间过程。在栅格地理信息系统中,可以通过地图代数(map algebra)来实现。它有三种不同的类型:常数与数据层面的代数运算、数据层面的数学变换(指数、对数、三角变换等)、数据层间的代数运算(加、减、乘、除、乘方等)和逻辑运 算(与、或、非、异等)。
下面给出在长白山工作的一个实例来加以说明(常禹,2001)。长白山温度和 降水与经度、纬度和海拔的数学模型为:
^mean=41.882 2+0.105 2.1ong_1.148 6*lat-0.005 4 alt (3-45) Rmean=5 917.206 7-7.150 3• long-102.211 6-lat+0.182 7.alt (3-46)
式中:long ----- 经度数据层;
lat——纬度数据层; alt——海拔数据层;
/mean——年平均温度,°C ;
空间数据的更新显示地理信息系统的一个重要功能就是数据更新方便快捷。 传统的地图更新需要花费大量的人力和物力,首先要进行野外调查,接着在室内对调查资料进行整理,最后成图。这一过程就意味着,在一个地理区域内的所有地物 均需要重新绘制成图,而不考虑其是否发生变化,从而造成了极大的浪费。运用地 理信息系统,可以只对局部空间数据进行更新,从而给数据的更新提供了极大的方便,也使成本大大降低。
空间数据的显示是将点、线、面状地物以符号或色彩等形式在计算机屏幕上显示出来,以便于数据的修改和空间查询。
空间数据的打印输出指将设计好的专题地图在硬拷贝输出设备上打印输出的过程,硬拷贝设备包括点阵打印机、喷墨打印机、激光打印机以及各种绘图仪等, 根据输出设备的不同,可以输出黑白或彩色图件。
地理信息系统的其他功能地理信息系统还具有对空间数据局部删除、局部截 取和分割等功能。局部删除是应用删除图层将输入图层中相应的地理区域删除,而产生新的结果图层;局部截取是利用截取图层将输入图层中相应的地理区域截取下 来,而产生新的图层;空间数据的分割是运用分割图层将输入图层分割成多个结果 图层的过程。
④常用的GIS工具软件。
a) 国外GIS软件。目前国外开发的地理信息系统软件比较常用的主要来自 两家美国公司ESRI和Maplnfo开发的软件产品。ESRI公司产品主要有PC- Arc/Info、Workstation Arc/Info、Desktop Arc/Info 和 Arc View GIS。PC-Arc/Info 主 要包括 Arcedit、Arcplot、Tables、Networks、Overlay 几个模块。Arcedit 用于图 形的编辑和修改;Arcplot用于空间数据的显示和专题图的制作;Tables用于对属 性数据库进行管理;Networks用于网络分析;Overlay主要用于对空间数据进行 叠加分析。Workstation Arc/Info基本模块提供的功能和微机版Arc/Info的功能相 当。其他7些实现特定功能的扩能模块,包括TIN (地面立体模型的生成、显示 和分析)、GRID (针对栅格数据的分析处理模块)、ArcScan (扫描矢量化模块)、 COGO (处理空间要素的空间关系)、ArcPress (图形输出模块)和ArcSDE (空 间数据引擎);ArcCatalog (对元数据的定位、浏览和空间数据管理)、ArcToolbox (常用数据分析处理功能组成的工具箱)。ArcView GIS是桌面地理信息系统,实 现了对地图数据、属性数据、统计图和开发语言等多种文档的管理。此外,还提供了一些扩展模块,包括Spatial Analyst (栅格数据的建模分析)、Network Analyst (网络分析)、ArcPress (制图输出)、3D Analyst (利用DEM实现三维立体透视图)、 Image Analyst (影像分析处理)、Tracking Analyst (直接接收和回放实时数据,实 现对GPS的支持)。
Maplnfo Professional是Maplnfo公司的主要软件产品,支持多种本地或远程数 据库,较好地实现了数据的可视化,可以生产各种专题地图。此外还可以进行空间查询和一些简单的空间分析运算,如缓冲区分析等。该公司还推出了对Maplnfo Professional进行二次开发的MapBasic语言,釆用与Basic语言一致的语句和函数, 便于用户掌握,通过二次开发,能够扩展MapBasic的功能,并和其他应用系统集成。
b) 国产GIS软件。国产GIS软件近年来发展很快,参加国产地理信息系统软 件2001年测评的软件已达43个,其中基础软件5个,桌面软件1个,专项工具软
件13个,应用软件24个。比较优秀的软件在技术和市场上均有明显的竞争力。下面介绍几种目前应用较广的国产地理信息系统软件。
MapGIS是由中国地质大学开发的地理信息系统软件,其功能模块包括:数据输入模块,数学化仪、扫描仪、GPS输入;数据处理模块,矢量数据的编辑修改、错误检查、投影变换等;数据输出模块,空间数据和属性数据的打印输出; 数据转换,与其他系统间的数据交换;数据库管理,空间库和属性库的管理;空 间分析,叠加分析、网络分析、DTM分析;图像处理,影像配准、镶嵌、处理分 析;电子沙盘模块;生成三维地形立体图;数字高程模型,DEM的生成及其相应 的操作分析。
GeoStar是由武汉测绘科技大学开发的地理信息系统软件,其功能模块包括: GeoStar,是系统的核心,包括从数据输入到制图输出的整个GIS工作流程;GeoGrid, 数字地形模型和数字正射影像的处理和分析;GeoTin,建立TIN和DEM,进行相 关分析运算和三维立体图的生成;Geolmager,遥感影像的处理和制图; GeoImageDB,建立多尺度的遥感影像数据库系统;GeoSurf,因特网空间信息发布系统;GeoScan,图像扫描矢量化模块。
CityStar是由北京大学开发研制的地理信息系统软件,其功能模块包括:编辑模块,空间数据的录入、编辑、修改;查询分析模块,空间数据的查询、分析和管 理;制图模块,专题地图的修饰、地图符号制作及影像地图制作等;扫描矢量化模 块,线画地图的扫描输入;可视开发模块,包括OCX控件,便于用户进行二次开 发;遥感图像处理模块,遥感影像的纠正、增强、变换、分类等;数字地形模块, DEM的生成及其相关运算;三维模块,生产三维地形模型;GPS模块,GPS数据 的接收、显示和分析。
总之,上述软件都是针对各自特定的领域开发的,在应用到生态评价中时,针 对性都不强,或者说比较适用于解决部分问题。生态学家还应发展适于自己使用的软件。
7. 陆地生态系统生产能力估测与生物量测定
生态系统生产力、生物量是其环境功能的综合体现。
生态系统生产力的本底值,或理论生产力,理论的净第一性生产力,可以作为 生态系统现状评价的类比标准。而生态系统的生物量,又称“现存量”,是指一定地段面积内(单位面积或体积内)某个时期生存着的活有机体的数量。生长量或生产量则用来表示“生产速度”。
生物量是衡量环境质量变化的主要标志。生物量的测定,采用样地调查收割法。
地球上生态系统的净生产力和植物生物量见表3-30。
表3-30地球上生态系统的净生产力和植物生物量(按生产力次序排列
生态系统 |
面积/ (106 km2) |
平均净生产力/ [g/ (m2 • a)] |
世界净生产量/ (109t/a) |
平均生物量/ (kg/m2) |
热带雨林 |
17 |
2 000 |
34 |
44 |
热带季雨林 |
7.5 |
1 500 |
11.3 |
36 |
温带常绿林 |
5 |
1 300 |
6.4 |
36 |
温带阔叶林 |
7 |
1 200 |
8.4 |
30 |
北方针叶林 |
12 |
800 |
9.5 |
20 |
热带稀树干草原 |
15 |
700 |
10.4 |
4.0 |
农田 |
14 |
644 |
9.1 |
1.1 |
疏林和灌丛 |
8 |
600 |
4.9 |
6.8 |
温带草原 |
9 |
500 |
4.4 |
1.6 |
冻原和高山草甸 |
8 |
144 |
1.1 |
0.67 |
荒漠灌丛 |
18 |
71 |
1.3 |
0.67 |
岩石、冰和沙漠 |
24 |
3.3 |
0.09 |
0.02 |
沼泽 |
2 |
2 500 |
4.9 |
15 |
湖泊和河流 |
2.5 |
500 |
1.3 |
0.02 |
大陆总计 |
149 |
720 |
107.3 |
12.3 |
藻床和礁石 |
0.6 |
2 000 |
1.1 |
2 |
港湾 |
1.4 |
1 800 |
2.4 |
1 |
水涌地带 |
0.4 |
500 |
0.22 |
0.02 |
大陆架 |
26.6 |
300 |
96 |
0.01 |
海洋 |
332 |
127 |
420 |
1 |
海洋总计 |
361 |
153 |
53 |
0.01 |
整个地球 |
510 |
320 |
162.1 |
3.62 |
资料来源:自Smith,1976。
奥德姆(Odum,1959)根据地球上各种生态系统总生产力的高低将生态系统划分为下列四个等级;
I .最低:荒漠和深海,生产力最低,通常为0.1 g/ ( m2 • d)或少于0.5 g/ (m2 • d);
II. 较低:山地森林、热带稀树草原、某些农耕地、半干旱草原、深湖和大陆架,平均生产力为 0.5 ~ 3.0 g/ ( m2 • d );
III. 较高:热带雨林、农耕地和浅湖,平均生产力为3?10 g/ (m、d);
IV. 最高:少数特殊的生态系统(农业高产田、河漫滩、三角洲、珊瑚礁、红树林),生产力 为 10 ~ 20 g/ ( m2 • d ),最高可以达到 25 g/ ( m2 • d )。
(1)陆地生态系统生产能力估测。生产能力估测是通过对自然植被净第一性生产力的估测来完成的。净第一性生产力估测方法很多,但还没有公认的模式,本文介绍二种方法:
①地方已有成果应用法。我国一些科研人员对一些省区做过净第一性生产力
研究,如甘肃农业大学针对甘肃省不同生境类型,釆用典型植被调查方法计算出净 第一性生产力的空间分布数据;中科院热带所董汉飞等人做过海南省不同生境植被的净第一性生产力计算。上述成果可为生产能力本底值的估测提供支持。
②参考权威著作提供的数据。
③区域蒸散模式。模型的推导和数学表达式如下:
NPP = RDI2. r'(l + RDI + RDI ) xexp「一79.87 + 6.25厦] (3-47) (1 + 歷).(1 + 篇2) L 」
(3-48)
(3-49)
(3-50)
RDI= (0.629+0.237尸现—0.00313尸现2) 2
PER =PET/r=BTX 58.93/r
57=1://365 或1:7712
式中:RDI——辐射干燥度;
r ---- 年降水量,mm;
NPP ----- 自然植被净第一性生产力,t/ (hm2 • a);
PER——可能蒸散率;
PET——年可能蒸散量,mm;
BT——年平均生物温度,°C; t——小于30°C与大于0°C的日均值,V;
T——小于30°C与大于0°C的月均值,V;
表3-31中的数字显示了三类不同生态系统均处在荒漠[71 g/ (m2 • a)]和沙 漠[3.3 g/ (m2 • a)]的背景值之间。
表3-31自然植被净第一性生产力的测算结果(青藏铁路格望段)
生态系统类型’ |
降水量/ mm |
生物温度577 °C |
净第一性生产力 (hm2 • a)] |
I温凉干旱平原、河谷、荒漠为主的生态系统 |
|||
I -1温凉干旱砂质荒漠生境 |
30 |
2 500 |
0.05 |
I -2温凉干旱砾质荒漠生境 |
30 |
2 500 |
0.05 |
I -3温凉干旱宽河谷荒漠生境 |
35 |
1 500 |
0.33 |
1-4高寒干旱山地荒漠生境 |
100 |
94 |
0.53 |
II高寒荒漠草原过渡型生态系统 |
150 |
80 |
0.74 |
III高寒山地草原生态系统 |
150 |
30 |
0.68 |
(2)生物量实测:样地调查收割法。 ♦样地面积:森林选用1 000 m2; ♦疏林及灌木林选用500 m2;
♦草本群落选用100 m2。
由于生产的发展和对自然资源开发利用的需要,在森林群落中测定生产力的方 法,仍旧釆用过去测树学和群落学的方法已不能满足当前的需要。目前虽然测定方法很多,但按照生态系统的要求,仍然是比较粗放的。测定生产力的理想方法,最 好是测定通过生态系统的能量流,但迄今为止,使用这种作法仍然存在困难。下面 介绍几种当前通用的办法。
①皆伐实测法。为了精确测定生物量,或用做标准来检查其他测定方法的精 确程度,釆用皆伐法。林木伐倒之后,测定其各部分的材积,并根据比重或烘干重 换算成干重。各株林木干重之和,即为林木的植物生物量。
②平均木法。釆伐并测定具有林分平均断面积的树木的生物量,再乘以总株数。为了保证测定的精度,可釆伐多株具平均断面积的样木,测定其生物量,再计 算单位面积的干重。
③将研究地段的林木按其大小分级,在各级内再取平均木,然后再换算成单 位面积的干重。
④随机抽样法。研究地段上随机选多株样木,伐倒并测定其生物量。将样木生物量之和(SF)乘以研究地段总胸高断面积(G)与样木胸高断面积之和(Sg) 之比,即得全林的生物量(#):
W=XW—
Tg
测定森林生物量时,除应计算树干的质量外,还包括对林木的枝量、叶量和根 量的测定。由于过去对这方面的研究较少,且测定的手续烦琐,成为森林生物测定中最困难的环节。过去研究森林的生产量不测定地下部分的根系,会产生相当大的 误差,因为树木的根系能占全部生物量的17%?23%。
上述测得的生物量表示为单位面积、单位时间的质量如g/ (m2* a),即为林分 的生产力。假如所测定的有机物质知道其准确热量,生产力可以转换为热量,用能 量cal/ (cm2 • a)表示。森林里取得的收获物,不仅是木材,通常是很多种类的混 合物(如花、果、种子、树皮以及灌木等),能量的粗略估算,可以根据陆生植物 每克干重含能量约为4.5 kcal。
收割法最大的局限性是不能计算因草食性动物所吃掉的物质,更无法计算绿色 植物用于自身代谢、生长和发育所耗费的物质。实际上所测量的部分是现在生物量,即测定当时绿色植物有机物质的数量。假如把呼吸的损失量和其他方面的损失(如 草食动物吃掉的量)加进去修正收获量,才可估测出总生产量或总生产力。生产力 的测定,主要是通过测定森林生态系统的光合作用来计算生物量。这种方法既能测定总生产力,又能求测净生产力,是收获法的补充。测定光合成对能量固定的数量 和速率,可以根据光合成方程式加以求算(略)。
【例】草本测定方法
草地生产力的测定多采用样地调查收割法,主要内容包括:
♦地上部分生产量;
♦地下部分生产量;
♦枯死凋落量;
♦被动物采食量。
可以在100 m2样地里选取1 mXl m样方8?10个,每个样方全部挖掘取样, 如果测生物量,可以在草最大生长量时期取样干燥后称重,如测净第一性生产力则 要去除老叶、老茎、老根,只求算当年净生产量。可以按
生育期间 |
1.地上部极大现在量:a.茎、叶稍( + ); b.叶(+ ) |
2.地上部枯死、凋落量:a.茎(+); b.叶稍(+ ) | |
3.地下部生产量:a.地下茎( + ); b.根( + ); c.茎基(+ ) | |
4.贮藏物质蓄积量a.新地下茎( + ); b.老地下茎(+ ) | |
5.贮藏物质消费量:老地下茎(-) | |
生育休止期 |
6.芽⑷ |
7.贮藏物质消费量:新老地下茎(-) | |
年总计 |
武藤在1968年对群落的实测表明,年间净生产量可以用下式计算:
年间净生产量=1X1.8= (1+2) XI.2= (l+2+3+6+4a) X0.94
各地可参考这个方法,在实测几块样地后,求出地上部极大现在量测算的系数,或用地上部生产量(1+2)测算的系数,或该年新长出的植物体量(l+2+3+6+4a) 测算的系数,然后估算调查区域草地生物量。
二、生态现状评价
生态现状评价是对调查所得的信息资料进行梳理分析,判别轻重缓急,明确主要问题及其根源的过程。生态现状评价一般须按照一定的指标和标准并釆用科学的 方法作出。
1.生态现状评价要求
在区域生态基本特征现状调查的基础上,对评价区的生态现状进行定量或定性 的分析评价,评价应釆用文字和图件相结合的表现形式,图件制作应遵照《环境影响评价技术导则一生态影响》(HJ 19—2011)附录B的规定。
(1)在阐明生态系统现状的基础上,分析影响区域内生态系统状况的主要原因。评价生态系统的结构与功能状况(如水源涵养、防风固沙、生物多样性保护等主导
生态功能)、生态系统面临的压力和存在的问题、生态系统的总体变化趋势等。
(2)分析和评价受影响区域内动、植物等生态因子的现状组成、分布;当评价 区域涉及受保护的敏感物种时,应重点分析该敏感物种的生态学特征;当评价区域 涉及特殊生态敏感区或重要生态敏感区时,应分析其生态现状、保护现状和存在的问题等。
2. 生态现状评价方法
生态系统评价方法大致可分两种。一种是生态系统质量的评价方法,主要考虑 的是生态系统属性的信息,较少考虑其他方面的意义。例如早期的生态系统评价就是着眼于某些野生生物物种或自然区的保护价值,指出某个地区野生动、植物的种 类、数量、现状,有哪些外界(自然的、人为的)压力,根据这些信息提出保护措 施建议。现在关于自然保护区的选址、管理也属于这种类型。另一种评价方法是从社会一经济的观点评价生态系统,估计人类社会经济对自然环境的影响,评价人类 社会经济活动所引起的生态系统结构、功能的改变及其改变程度,提出保护生态系 统和补救生态系统损失的措施,目的在于保证社会经济持续发展的同时保护生态系统免受或少受有害影响。两类评价方法的基本原理相同,但由于影响因子和评价目 的不同,评价的内容和侧重点不同,方法的复杂程度也不尽相同。
目前,生态评价方法正处于研究和探索阶段。大部分评价釆用定性描述和定量 分析相结合的方法进行,而且许多定量方法由于不同程度的人为主观因素而增加了其不确定性。因此对生态影响评价来说,起决定性作用的是对评价的对象(生态系 统)有透彻的了解,大量而充实的现场调查和资料收集工作,以及由表及里、由浅 入深的分析工作,在于对问题的全面了解和深入认识。
生态现状评价方法见《环境影响评价技术导则一生态影响》(HJ 19-2011)推 荐的方法,如列表清单、图形叠置、生态机理分析、指数与综合指数、类比分析、系统分析、生物多样性评价、海洋及水生生物资源影响评价等。生态评价中的方法 选用,应根据评价问题的层次特点、结构复杂性、评价目的和要求等因素决定。
3. 列表清单法
列表清单法是Little等人于1971年提出的一种定性分析方法。该方法的特点 是简单明了,针对性强,列表清单法适合于规模较小,工程简单的项目。
(1) 方法。
列表清单法的基本做法是,将拟实施的开发建设活动的影响因素与可能受影响 的生态因子分别列在同一张表格的行与列内。逐点进行分析,并逐条阐明影响的性 质、强度等。由此分析开发建设活动的生态影响。
(2) 应用。 .
①进行开发建设活动对生态因子的影响分析;
②进行生态保护措施的筛选;
③进行物种或栖息地重要性或优先度比选。
【例】应用列表清单法对某煤矿项目建设对区域生态造成的影响①
某煤炭矿区位于湖区,规模30km2,湖内动植物资源丰富,国家级保护鸟类11 种,距矿区200?300 m外有国家重要湿地保护区,根据矿区生态背景和项目性质, 矿区的影响主要来自于矿区占地和矿区开釆后地表塌陷的危险,在这两种因素的影响下,可能受影响的生物和非生物如表3-33所示。
表3-33项目影响因素和可能受影响的生物和非生物
影响因素可能受影响的生物和非生物
矿业用水陆生植被、湿地
矿区占地陆生植被、湿地资源、鸟类栖息生境
地表塌陷建筑、道路、水生生物群落
根据表3-33列出的影响因素及可能受影响的生物和非生物进行分析:
①矿区用水。
项目所在区域为湖区,水资源丰富,地下水位高,矿区主要用水为煤炭洗选,
由于拟建设规模较小,因此矿区用水不会占用湖区很多水资源,因此湖区的陆生植 被生长及湿地水域面积及植被不会受到影响。
②矿区占地。
a) 矿区占地对陆生植被的影响。
矿区属于温带阔叶林带,由于人类活动区域自然植被所剩无几,以人工植被占 主导。矿区建设规攀占地30km2,主要是农田占用,且区域内无稀有濒危物种,因 此矿区占地不会对i生植被造成很大影响。
b) 矿区占地对湿地植被的影响。
根据调查,矿区离最近的湖堤距离为200?300m,矿区占用部分鱼塘,鱼塘 周围均为矮生芦苇,且不属于区域主要保护的湿地类型,因此矿区占地对湿地植被 的影响不大。
c) 矿区占地对鸟类栖息地的影响。
矿区所在湖区鸟类资源丰富,但矿区植被占用主要是农田植被,并且农田作业 对鸟类的干扰较大,因此矿区基本无鸟巢和鸟类分布,因此对鸟类栖息地影响不大。
③地表塌陷。
a) 矿井釆煤一般会带来诸如下沉、倾斜移动曲率及水平变形等地表形态变化, 并造成地表塌陷现象,根据项目所在地理位置和项目性质,预测矿区塌陷会对以下
①刘大胜,王忠训.湖区煤矿建设项目的生态环境影响评价.煤矿环境保护,1999,13(1): 57-58.
两个方面造成影响。
♦地表塌陷对建筑、道路的影响。矿区所在湖区的湖泊类型为河迹洼地型湖泊,年淤积厚度4mm,矿井预测塌陷区绝大部分位于湖中部的某区域, 塌陷深度一般在1?2m,因此矿井塌陷将会给区域内的建筑物、道路等带 来一定影响。
♦矿区占地对水生生物群落的影响。项目所在湖区为淡水湖,水深1.5m, 浮游植物混生,群落分层现象不明显,因此湖区塌陷有利于水生生物分层,但是塌陷较深时导致湖区面积缩小,影响水生生物的生境,此外,湖区突然崩塌会造成湖内鱼类的资源的较少。
根据上述分析得出矿区建设对湖区生态的主要影响是矿区塌陷后对区域内建 筑、道路的影响以及矿区塌陷严重时对湖区面积和水生生物的影响。因此矿区建设后要以预防塌陷为主。
4.图形叠加法
图形叠置法,是把两个以上的生态信息叠合到一张图上,构成复合图,用以表 示生态变化的方向和程度。本方法的特点是直观、形象,简单明了,图形叠加法一般适合于具有区域性质的大型项目,如大型水利工程、交通建设等。
(1) 指标法。
①确定评价区域范围;
②进行生态调查,收集评价工作范围与周边地区自然环境、动植物等的信息, 同时收集社会经济和环境污染及环境质量信息;
③进行影响识别并筛选拟评价因子,其中包括识别和分析主要生态问题;
④研究拟评价生态系统或生态因子的地域分异特点与规律,.对拟评价的生态系 统、生态因子或生态问题建立表征其特性的指标体系,并通过定性分析或定量方法对指标赋值或分级,再依据指标值进行区域划分;
⑤将上述区划信息绘制在生态图上。
【例】
某铁路沿线土壤侵蚀以风蚀为主,因此选取风力、坡度坡向、土壤类型、植被 类型几个因素对土壤侵蚀敏感性进行评价。其中,风力选取年平均大风(>8级) 曰数指标反映,坡度坡向使用该地区DEM数据生成,植被与土壤资料来自遥感解 译的植被、土壤类型图。利用专家经验对这四个指标进行权重赋值(风力:10,坡 度坡向:4, 土壤类型:7,植被类型:7)及各指标赋值。借助GIS按公式将各图 层叠加、计算,得到土壤侵蚀敏感性等级分布图。
(2) 3S叠图法。
①选用地形图,或正式出版的地理地图,或经过精校正的遥感影像作为工作底 图,底图范围应略大于评价工作范围;
②在底图上描绘主要生态因子信息,如植被覆盖、动物分布、河流水系、土地 利用和特别保护目标等;
③进行影响识别与筛选评价因子;
④运用3S技术,分析评价因子的不同影响性质、类型和程度;
⑤将影响因子图和底图叠加,得到生态影响评价图。
【例】利用3S技术在某铁路项目的应用①
根据有关的遥感影像数据,选择1:100 000的地形图为底图,在遥感影像上选择若干明显的点,利用GPS接收机测出其坐标,在遥感图像处理软件ERDAS MAGNE下,将影像和地形图做几何精纠正,根据影像地物纹理等特征,结合野外 考察和相关资料,分别建立地貌、土壤、植被类型的解译标志,釆用人机交互判读分析方法,解译出区域地貌、土壤、植被类型图,将这些生态信息描绘在底图上。 在区域生态现状调查的基础上进行影响识别筛选评价因子,根据此项目的特点筛选 出此项目评价因子为植被及土壤因子。
根据项目背景铁路沿线地区有植被类型11种,以灌木荒漠和半灌木荒漠为主, 农业植被、盐生半灌木荒漠和裸地荒漠所占的面积也较大;铁路沿线土壤有6类10 种,以石膏灰棕漠土、典型盐土、灌淤土和龟裂状灰棕漠土为主。根据植被覆盖状 况、土壤的理化性状等,不同类型的土壤、植被稳定性分值由专家赋给(分值为1? 10,越稳定分值越高),稳定性分值不详述。
接着在GIS支持下,利用评价公式(由评价模型得出)将植被稳定性图和土壤稳定性图进行空间叠加分析和计算,并将稳定性分值分级,得到铁路沿线地区生态 系统稳定性评价图。随后进行分析评价。
5.景观生态学法
景观生态学法主要是针对具有区域性质的大型项目,如大型水利工程;线性项 目,如铁路,输油、输气管道等,重点研究的是项目对区域景观的切割作用带来的影响。
切割作用导致区域景观的破碎化,致使斑块出现多样性,彳k是这种多样性对区 域生态的产生的影响是有利的还是不利的没有统一的标准,不能一概而论。例如, 拟建高速公路穿越草原,导致草原的自然景观破坏,造成草原景观美感受损,同时景观破碎化加剧,导致草原的人为干扰加大,影响草原防风固沙功能。相反,坡耕 地改梯田,也增加了区域斑块多样性,造成景观破碎,但是相比坡耕地,梯田能够 防止水土流失,提高区域土壤保持的功能,因此同样是区域景观的破碎化,但在不同的区域项目对生态的影响不同,所以应用景观生态学法进行生态影响预测与分析
①杨春艳,缪启龙,沈渭寿,等.3S技术在敦煌铁路生态影响评价中的应用.干旱区资源与环境,2008, 22 (5): 74-79.
时要根据区域的差异性来分析景观破碎化、多样化给区域生态带来的影响。
基质的判定多借用传统生态学中计算植被重要值的方法:决定某一斑块类型在 景观中的优势,也称优势度值(Do)。优势度值由密度iRd)、频率(及/)和景观 比例(Lp)三个参数计算得出。具体数学表达式如下:
Rd=(斑块z•的数目/斑块总数)X100%
Rf=(斑块/出现的样方数/总样方数)X100%
Lp =(斑块/的面积/样地总面积)X 100%
Do =0.5 X [0.5 X (Rd+Rf) +Lp] X 100%
6.系统分析法
系统分析法是指把要解决的问题作为一个系统,对系统要素进行综合分析,找 出解决问题的可行方案的咨询方法。具体步骤包括:限定问题、确定目标、调查研究、收集数据、提出备选方案和评价标准、备选方案评估和提出最可行方案。
系统分析的具体方法有专家咨询法、层次分析法、模糊综合评判法、综合排序 法、系统动力学和灰色关联等,应用系统分析法进行生态影响预测与评价时要注意方法的适用性。模糊综合判断法、系统动力学灰色关联法一般都是适用与大尺度的 区域生态影响评价,针对建设项目的生态影响评价,专家咨询法、层次分析法、综 合排序法更合适。
三、生态敏感保护目标
1.法规确定的保护目标
在环境影响评价中,敏感保护目标常作为评价的重点,也是衡量评价工作是否 深入或是否完成任务的标志。然而,敏感保护目标又是一个比较笼统的概念。按照约定俗成的含义,敏感保护目标概括一切重要的、值得保护或需要保护的目标,其 中最主要的是法规已明确其保护地位的目标(表3-34)。生态影响评价中,敏感保 护目标可按下述依据判别:
表3-34中华人民共和国法律确定的保护目标
保护目标 |
依据法律 |
1.具有代表性的各种类型的自然生态系统区域 |
《中华人民共和国环境保护法》 |
2.珍稀、濒危的野生动植物自然分布区域 |
《中华人民共和国环境保护法》 |
3.重要的水源涵养区域 |
《中华人民共和国环境保护法》 |
4.具有重大科学文化价值的地质构造、著名溶洞和化石分 布区、冰川、火山、温泉等自然遗迹 |
《中华人民共和国环境保护法》 |
5.人文遗迹、古树名木 |
《中华人民共和国环境保护法》 |
6.风景名胜区、自然保护区等 |
《中华人民共和国环境保护法》 |
保护目标 |
依据法律 |
7.自然景观 |
《中华人民共和国环境保护法》 |
8.海洋特别保护区、海上自然保护区、滨海风景游览区 |
《中华人民共和国海洋环境保护法》 |
9.水产资源、水产养殖场、鱼蟹洄游通道 |
《中华人民共和国海洋环境保护法》 |
10.海涂、海岸防护林、风景林、风景石、红树林、珊瑚礁 |
《中华人民共和国海洋环境保护法》 |
11.水土资源、植被、(坡)荒地 |
《中华人民共和国水土保持法》 |
12.崩塌滑坡危险区、泥石流易发区 |
《中华人民共和国水土保持法》 |
13.耕地、基本农田保护区 |
《中华人民共和国土地管理法》 |
在《建设项目环境影响评价分类管理名录(试行)》中,将一些地区确定为环 境敏感区,并作为建设项目环境影响评价类别确定的重要依据。分类管理名录中的环境敏感区包括以下区域:
(一)自然保护区、风景名胜区、世界文化和自然遗产地、饮用水水源保护区;
(二)基本农田保护区、基本草原、森林公园、地质公园、重要湿地、天然林、 珍稀濒危野生动植物天然集中分布区、重要水生生物的自然产卵场及索饵场、越冬场和洄游通道、天然渔场、资源性缺水地区、水土流失重点防治区、沙化土地封禁 保护区、封闭及半封闭海域、富营养化水域;
(三)以居住、医疗卫生、文化教育、科研、行政办公等为主要功能的区域,文物保护单位,具有特殊历史、文化、科学、民族意义的保护地。
2.生态敏感区的识别
根据生态敏感性程度,结合《建设项目环境影响评价分类管理名录》(环境保 护部令第2号)中的环境敏感区,本标准定义了特殊生态敏感区、重要生态敏感区和一般区域等三类区域,并列举了所包含的区域。其中饮用水水源保护区是水环境 影响评价的重要内容,不再作为生态敏感区;风景名胜区是为了游览而非绝对地保 护,在不破坏其保护目标的前提下,还需要建设公路等附属设施;封闭及半封闭海域、富营养化水域是水环境影响评价的重要内容,不再作为生态敏感区;基本农田 保护区不作为重要生态敏感区,因为基本农田保护尽管很重要,但对其评价却非常 简单;基本草原不作为重要生态敏感区,因为基本草原范围很广,但在建设项目生态影响的尺度上往往没有具体的划分,实际评价工作中难以操作;对于编制专题报 告、有其他部门进行行政许可的相关内容,如土地预审、防洪评价、水土保持、地 灾、压矿等涉及的河流源头区、洪泛区、蓄滞洪区、防洪保护区、水土保持三区等不作为特殊和重要生态敏感区,因为我国进行了水土保持三区划分,全国的土地都 应在三区范围内,这就意味着所有的评价都要涉及重要生态敏感区,这显然是不合 理的。