基于rs和gis技术的红枫红花流域生态环境调查与分析

基于rs和gis技术的红枫红花流域生态环境调查与分析

1红枫湖、空白湖流域自然概况及自然旅游开发现状赤浮湖是贵州省最大的人工湖泊之一，也是贵州省最重要的旅游目的地之一。其地理位置为北纬10619'26和北纬2626'2635。距清镇市区约4km,距贵州省省会贵阳市约31.5km,流域面积1596km2。白花湖在红枫湖下游,是目前贵州省一大人工湖泊,位于东经106°27′～106°34′,北纬26°35′～26°42′。距贵阳市区约16km,流域面积1895km2,其中红枫湖坝下至白花湖大坝之间的区间集水面积为299km2。白花湖的入湖水主要是红枫湖大坝下泄水,枯水年(1989)下泄量为5.13亿m3,通过一段较窄的淹没区直接进入白花湖。湖区东面的主要汇入河流有东门河、麦城河、麦西河及南门河等,西面的主要汇入河流为长冲河。红枫湖、白花湖流域呈扇形,NE～SE宽46km,其分布总体上受区域地质构造所控制,整个流域以喀斯特地貌为特色,岩溶发育,生态脆弱,生态环境不稳定。两湖流域属亚热带湿润温和气候,四季温差不大,雨量充沛,多年平均温度14℃,多年平均降水量1000～1300mm。包括湖泊、河流等地表水体在内的水域总面积约占红枫湖、白花湖流域面积的18.87%,森林覆盖面积占8.1%。由于人类开发活动频繁,已使区域生态环境受到一定破坏,导致水土流失面积达22.5%,平均流失模数约为4230t/(a·km2)。流域内现有人口约66.5万,其中65%从事农业活动,人口密度为351人/km2。红枫湖、白花湖流域在大地构造单元中属扬子台褶带中部,黔南古叠陷褶断东侧。地层出露以二叠系、三叠系为主,其中三叠系出露地层面积占流域面积的80%左右。地层言行以碳酸盐岩分布广,岩溶地貌成为流域内主要的地貌类型。2生态环境状况的分析2.1草地生态环境调查与分析以下所用数据均采用等面积割圆锥投影(中央经线东经105°,双标准纬线北纬25°和北纬47°),椭球体采用Krasovsky椭球体。所有数据统一到相同的坐标系下。数据来源于2001年的CBERS-1卫星CCD传感器的成像。贵阳市由四景CBERS-1影像数据组成:包括2001年9月28日的三景和2001年11月23日的一景。以1∶50000地形图为基础,对CBERS-1影像进行几何精纠正。在CBERS-1、TM影像上选取地面控制点,主要为道路交叉口、南明河上的桥梁、龙洞堡机场跑道等明显的地物标志点。选取一定数量控制点后,采取一次多项式方法几何精纠正,采用双线性二次插值方法进行重采样,得到最后的校正图像。把CBERS-1各景影像的重叠区对应的标志点找出来,建立对应关系,然后进行影像镶嵌。利用CBERS影像调查水源地的生态环境状况,初步建立土地利用、水土流失解译指标体系,对水源地生态环境进行分析评价。红枫湖、白花湖流域内地层岩性以碳酸岩盐分布最光,碎屑岩次之,因此,以碳酸岩盐为主要成土母质的石灰土和黄壤分布广泛。同时,经长期水耕熟化的水稻土也占一定比重。土地利用以耕地为主,其次为林地及草地,园地面积最小。源头区域内的安顺地区耕地占80%,其中水田比重大于旱地,零星散布有草地山坡及林地。广顺地区林地占土地面积的40%,主要集中于东部,而西部则以耕地为主,水田比重大于旱地,分布有少量难利用土地。流域中部的平坝县耕地占土地面积的85%,其中水田占耕地面积的60%,旱地占40%。旱地主要分布在平坝县西部地区,水田则全县均有分布;在平坝县北部靠近红枫湖湖区分布有草地及园地;而在平坝县城附近是城市建设及工、矿企业用地,还有部分难利用的石质山地;在中西部地区,分布有灌木林地。清镇市耕地面积约占土地面积的60%,水田与旱地分布面积各占一半,相差无几;在东南部地区后午一带及北部靠近百花湖一带,分布有林地,约占土地面积的20%;清镇市区主要为城市及工业建设用地。流域东北部属贵阳市乌当区和白云区,土地利用以耕地为主,约占土地面积的60%,另外,草地面积占20%,茶园面积占20%。红枫湖、百花湖流域内低产田比重大,土地质量不高,因此耕地的生产效率较低。由于不合理的开发利用,森林植被遭到严重破坏,生态环境日趋恶化,水土流失严重,使得土层变薄,土质下降。两湖流域内人均占有土地数量少,土地开发潜力不大,土地资源并不富裕。2.2环境分析2.2.1土壤侵蚀强度及覆盖度变化影响土壤侵蚀的因素可以分为自然因素和人为因素两大类。由于研究区大雨、暴雨和短历时高强度的暴雨,以及连续暴雨都较多,因此,在具有一定坡度的裸露地面上,侵蚀严重。地面组成物质的抗蚀性,能影响土壤侵蚀强度。区内地形切割度和地面坡度都比较大,为土壤侵蚀提供了潜在可能,并在一定的植被条件下转化为现实。人为开垦和砍伐树木等对植被的扰动是土壤侵蚀加剧的主要原因。土壤侵蚀等级的划分按照水电部颁发的《水土保持技术规定》中的水力侵蚀强度分级指标进行的,结合本地实际情况,根据植被-土地利用、坡度、地表质地等因素综合判定。有林地、灌木林地、经果林地、高覆盖草地的覆盖度较高为无明显侵蚀类型;水体、城镇等建筑用地属于没有侵蚀的类型即属于无明显侵蚀;水稻田属于无明显侵蚀;中、低覆盖草地、旱地等结合其所在的坡度、岩性等情况判别,坡度较陡的属于轻度侵蚀,坡度缓和的属于无明显侵蚀。2.2.2建立坡度图的生成方法通过对地形图数字化的方式提取出等高线,利用GIS软件Arcview中Surface->CreateTINfromFeatures生成TIN,然后再用Surface->DeriveSlop,最后采用屏幕数字化的形式生成坡度图。将坡度分成6级如上表2。2.2.3研究区土地、耕地及农田现状分析土壤是进行农业生产不可缺少的重要资源之一。试验区内的土壤以硅质黄壤和黄色石灰土为主,黄壤为红枫湖镇及百花湖流域的地带性土壤,在库区周围植被以阔叶林、针叶林、和灌草丛为主。通过遥感数据判读,并利用GIS软件对红枫湖镇及百花湖流域的各种土地利用类型进行分析,土地覆盖类型总共包括5大类、12小类。水田、旱地属于耕地类,有林地、灌木林地、经果林地属于林地类,草地包括高覆盖草地、中覆盖草地、低覆盖草地,水体主要是阿哈水库及其支流,建筑用地包括城乡居民点和工矿用地。其各类土地利用所占的面积百分比如表3。从土地利用现状上可以看出该试验区内人类农业活动的强度相对较高,耕地占到总面积的31.34%。从遥感影像上可以看出耕地、林地是该区域主要的土地覆盖类型,总计达到研究区域的66.27%。灌木林地在林地中所占的比重较大。该地区植被覆盖度较高,其地形起伏较大。依据遥感图象,从各种植被类型的空间分布上看,其地带性分布明显,灌木林地主要沿水库分布,也分布在库区中央的小孤岛上,灌木种类比较单一,多为落叶阔叶林;在库区的西边及南边紧挨库区分布着大片的草地;水田分布面积大,主要分布在离库区不远的下游地带;旱地亦有较广泛分布,主要在库区的东西沿岸的缓坡和丘陵上;村寨、城镇等建筑用地多分布在库区周围及比较平坦的地方;建筑用地周围分布有灌丛、低覆盖草地,红枫湖库区西部还分布有较多经果林地,占总面积的13.62%。一方面,库区周围有林地、灌木林地、经果林地植被覆盖度较高,生态环境相对良好。因此我们主要考虑的对象是旱地和草地及水田,分析坡度与三者的关系,防止水土流失,过多泥沙流入湖中,影响水质。该地区水田分布面积较大且主要分布在库区的周围,因此我们要对库区周围的水田进行有效的管理,防止农药及化肥大量流入湖区中,导致水体的富营养化,使水质变劣,影响整个生态环境的质量。2.2.4a.s环境下analysis-—不同坡度等级下的旱地、草地、水田分布在ARC/INFO的CommandTools环境下的Analysis->Overlay->Union命令分别将旱地和坡度数据,草地和坡度数据,水田和坡度数据,进行叠加分析(表4)。3加强环境保护建议其生态环境保护和治理对策如下:3.1科学的划定水源保护区和卫生防护带,在水源地保护区内设置明显标志,界定保护区范围,按照国家《饮用水水源地保护区污染区放置管理规定》进行规范管理,对水源地保护区进行综合治理和科学保护。3.2扩大宣传,提高公众的参与和环保意识,要利用现代传媒的各种方式加大宣传力度,并把环保法律、法规纳入普法教育,提高全民意识。3.3加大水土流失治理力度。水土流失是目前各水源地存在的共同问题,要加大水土流失治理力度,15～25°以上的坡耕旱地退耕还林还草或者种植无虫害的经果林。是扼制林草植被被破坏,防止水土流失、石漠化、改善生态环境的重要措施之一。3.4调整保护区内产业结构。事实生态农业工程建设,在保护区内倡导、培植环保性种植、养殖业,减少农业、化肥施用量,推广综合防治和生物防治措施,大力发展无公害农、果业,防止农业氮、磷及农药残毒对环境的影响,最大程度地减轻农业对水源区的污染。3.52