计算方法为:
K=R/ET (1)
式中,K是降雨量和潜在蒸散量之比,是衡量某一地区大气环境干、湿情况时的数值;R为实际降雨量;ET为潜在蒸散量。K<1时,表明大气环境降雨小于植物生理阶段需供水;当K=1时,表明该地区大气环境降雨与植物生理需水趋于均衡;当K>1时,表明大气环境降雨等于植物生理阶段需水量,降雨能力不构成该地区植物生理需水的限制因子;如当K>1,则确定为K=1。
2.2 灾害强度指数(DIS)
自然灾害强度指数是指被评估范围内耕地、草原、林木等生态系统受到气象自然灾害的程度与被评估范围面积的百分比。包括了旱灾、洪水、渍害、雹灾、低温寒害、霜冻、冰雪灾害、高温热害、风灾、植物病虫害防控以及山林大火等。
DIS=(0.08Ds1/S)+(0.2Ds2/S)+(0.72Ds3/S) (2)
式中,S代表各种危险因素指数,如旱灾、洪水等;Ds1、Ds2、Ds3分别代表了轻微灾害面积、中等灾害面积和严重灾害面积。
2.3 植被覆盖指数(P)
式中,S代表各种危险因素指数,如旱灾、洪水等;Ds1、Ds2、Ds3分别代表了轻微灾害面积、中等灾害面积和严重灾害面积。
P=(0.6LsLq+004CsCq+0.2NsNq)/S (3)
式中,P是根据对各种土地利用/覆被状况赋以不同程度的加权,从而得到土壤覆被状况值;Ls、Cs、Ns、Lq、Cq、Nq分别为林地面积、草地面积、农田面积、树木生长期、草生长期、农作物生长期。
2.4 水体密度指数(H)
水在整个生态系统中都有着重要性,水是整个生态系统物质和能源流动的主要媒介,也是人类的生存所不能缺少的物质,特别是在西部干燥、半干旱的生态系统中,水资源已经成为整个生态系统的重要决定要素。计算方法为
H = Hs/S (4)
式中,Hs(水体范围)用衡量时间的总体海域范围,包含了河道、湿地、水塘等的总水体范围。
2.5 土地退化指数(T)
土地退化指数是评估范围内地拨、水化、重力腐蚀、冻融腐蚀等过程侵占的土地与评估范围总和的百分比。人们不合理使用耕地自然资源,给生态系统所造成的影响已经超出了自然资源系统管理的承受能力,生态系统机能也日益退化,耕地资源退化已成为生态系统衰退的主要表现之一。
T=(0.05Ts1+0.2Ts2+0.7Ts3)/S (5)
式中,Ts1、Ts2、Ts3分别代表了轻微侵蚀、中等侵蚀和重度侵蚀的面积。
3 生态质量气象综合评定指标的确定
鉴于各个因子对生态的影响程度并不相同,所以必须对参评因子进行权重系数设定,而确定权重系数的方式则采取专家评分法[7-8]。根据总评估单元中各单项评估指标值和各单项指数的平均值,再通过加权加和求的方式得到总评估指标值,用公式说明如下:
式中,产品形象是i地区的环境品质气象评估技术指标;Wij是i地区第j项技术指标的权重值;Yij为i地区第j项指标值。生态质量自然评价指数=湿润指数×权重+植物覆盖指数×权重+水体环境指数×权重+(1-土地退化指数)×权重+(1-灾害指数)×权重。各评价指数的加权见表1。
表1 生态质量气象评价指标权重表
指数 | 湿润指数 | 植被覆盖指数 | 水体密度指数 | 土地退化指数 | 灾害指数 |
权重 | 0. 23 | 0. 48 | 0. 15 | 0. 08 | 0. 06 |
基于对生态质量与气象观测资源统计的结果,把生态质量气象评价指标区分为5级,优、良好、一般、较差和差(以上各评价指标为0-1,以各评价指标乘以100为各评价指标的作用分值),其含义见表2。
表2 生态质量划分等级表
等级 | 优 Pi≥70 | 良好( 55≤Pi＜70) | 一般( 30≤Pi＜55) | 较差( 15≤Pi＜30) | 差( Pi＜15) |
状态 |
状态生态与环境 质量为优， 表明植被覆盖度好，降水 充沛，生物多样性 好，生态系统稳定，最适合人类生存
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生态与环境质量为 良，表明植被覆盖 度较好，降水充 足，生物多样性较 好，适合人类生存
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生态与环境质量为 一般，表明植被覆盖度处于中等水平，降水正常，生物多样性一般水平，较适合人类生存，但偶尔有不适人类生存的制约性因子出现
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生态与环境质量为 较差，表明植被覆盖较差，严重干旱少雨，物种较少，存在着明显限制人类存在的因素
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生态与环境质量 为差，表明条件较 恶劣，极端干旱少 雨，多属戈壁、沙 漠、盐碱地、秃山，不适合人类长期生存
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4 评价结果
以清远市各区(县、市)为空间评价单元,对清远市2011-2020年进行生态质量气象评价,评价结果如表3、表4所示。从表3可得知,各时期湿润指数都大于1,每年降雨等于植物生理过程需水量,植被覆盖指数近10年有逐渐变好趋势,水体密度及土地退化均不明显,灾害指数有逐年增大趋势。
