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基于遥感和PSR模型的水土流失区生态环境评价

陈光

【摘要】以2004年、2010年、2016年长汀县的遥感影像为数据源,探索长汀县

生态环境质量时空分布规律,并采用PSR模型选取7个关键因子对长汀生态环境质

量进行分级评价.研究表明:3期的长汀县生态环境质量等级均以较安全、理想安全

为主,分别占了总面积的82.79％、90.24％、92.31％.2004～2016年等级为很不

安全、不安全的区域从6.25％下降到1.35％,且向临界安全、较安全转化明显;等级

为临界安全转为较安全的区域面积、较安全转化为理想安全的面积相对较大,分别

为235.28km2、317.83km2.总体看来,长汀县水土流失治理效果显著.

【期刊名称】《林业勘察设计》

【年(卷),期】2017(037)004

【总页数】5页(P10-14)

【关键词】遥感;PSR模型;水土流失;生态评价

【作者】陈光

【作者单位】福建省林业勘察设计院,福建福州350002

【正文语种】中文

【中图分类】TP79;Q948

水土流失导致生态环境质量下降的同时，也给人们的生产生活带来了严重的影响，

因此，适时对水土流失区的生态环境进行监测显得尤为重要[1-2]。目前，相关文

献根据其研究目的不同，在生态环境评价指标的选取和体系的构建方面各有侧重，

但针对水土流失区的生态环境质量评价研究较少。徐涵秋[3]等基于遥感技术，选

取绿度、湿度、干度、热度四大生态要素构建遥感生态指数对南方水土流失区进行

生态变化评估。王红岩[4]等基于RS和GIS技术，选取植被覆盖度、地形起伏度

及土地利用类型三个因子对水土流失区的敏感性进行评价及动态监测。可见，将遥

感技术运用在水土流失区生态环境评价上，不但能够快速监测，节省人力与物力，

还能对生态环境质量的时空变化进行研究。压力—状态—响应(PSR，Pressure-

State-Response)模型最早是由联合国经济合作组织(OECD)提出，其中，压力表

征人类对生态环境的作用力；状态是指特定时间段生态环境的状态；响应是指对生

态环境变化进行补救的措施。该模型能够很好的体现人与环境之间的作用与反作用

关系[5-6]。水土流失区生态环境质量的变化主要受自然演变和人为干预两方面的

影响。本文结合遥感技术与PSR模型构建水土流失区生态环境评价体系，选取典

型水土流失区福建省长汀县为研究区，利用遥感技术与地理信息系统空间分析对研

究区的生态环境质量进行动态评价，旨在为水土流失区生态环境评价提供参考，为

水土流失区进一步治理和生态环境的改善提供依据。

1研究区概况与数据预处理

1.1研究区概况

长汀县隶属于福建省龙岩市，地处闽西山区，武夷山脉南麓，地理坐标为

25°18′40″～26°02′05″N、116°00′45″～116°39′20″66kmE，东西宽，南北长

80km。全县森林覆盖率总体较高，但树种过于单一，林分结构简单，生长差，林

下植被稀疏，水土流失严重，被列为中国重点水土保持试验区。经过长期的封山育

林、植树造林，长汀取得了良好的水土流失治理效果，成为全国水土流失治理的典

型。

1.2数据预处理

选取长汀县的2004年、2010年、2016年的3期LandsatTM/OIL遥感影像作

为基础数据源，影像地物信息丰富、云量少、清晰度较高。运用ENVI5.3对影像

进行辐射定标、大气校正、几何校正、裁剪等预处理，根据遥感影像的相关特性，

结合实地调查情况，通过支持向量机(SVM)的方法进行分类，将研究区划分为林地、

耕地、水域、建筑用地、交通用地及未利用地6种土地利用类型，分类精度均达

到83%以上。

2研究方法

2.1生态环境评价指标的构建

2.1.1生态环境压力层

在人类干预与自然演变的影响下，土地利用与覆被将会产生变化，尤其是人类活动

成为改变景区和原有自然特征的重要因素。人类活动对自然的干扰主要体现在人口

密度的变化及建筑用地的扩张程度。基于长汀县各乡镇人口统计数据通过插值得到

人口密度分布图。建筑在中红外波段反射率高，在近红外反射率低，因此采用用归

一化建筑用地指数反映研究区城市扩张的强度。

(1)

式中，NDBI指城市扩张强度；ρMIR、ρNIR分别代表中红外波段和近红外波段的

象元反射率或者象元亮度值，Landsat5TM分别为第5、4波段的象元亮度值，

Landsat8OIL分别为第6、5波段的象元亮度值。

2.1.