近年來(lái),氣候變化導(dǎo)致了一系列生態(tài)環(huán)境問(wèn)題,氣象條件驅(qū)動(dòng)的生態(tài)與環(huán)境監(jiān)測(cè)評(píng)估成為氣象部門關(guān)注的重點(diǎn)[1-2]。山西地處黃土高原,生態(tài)環(huán)境脆弱,是全國(guó)自然災(zāi)害和地質(zhì)災(zāi)害較為嚴(yán)重的省份之一。筆者利用山西省2007年夏季的氣象觀測(cè)資料,從氣象角度對(duì)2007年山西夏季的生態(tài)環(huán)境質(zhì)量進(jìn)行綜合評(píng)估。

1材料與方法

利用山西省2007年夏季氣候觀測(cè)、衛(wèi)星遙感資料及相關(guān)災(zāi)情調(diào)查資料。各生態(tài)因子及綜合生態(tài)質(zhì)量計(jì)算方法均采用中國(guó)氣象局制定的《生態(tài)質(zhì)量氣象評(píng)價(jià)規(guī)范(試行)》中的計(jì)算方法[3]。濕潤(rùn)指數(shù)能較客觀地反映某一地區(qū)的水熱平衡狀況,其計(jì)算公式為:K=R/ET,式中,R為降水量,ET為潛在蒸散量;植被覆蓋指數(shù)=(0.5×林區(qū)面積×生長(zhǎng)期+0.3×草地面積×生長(zhǎng)期+0.2×農(nóng)田面積×生長(zhǎng)期)/區(qū)域面積;水體密度指數(shù)=水域面積/區(qū)域面積;土地退化指數(shù)=(0.05×輕度侵蝕面積+0.25×中度侵蝕面積+0.70×重度侵蝕面積)/區(qū)域面積;災(zāi)害指數(shù)(DIS)=∑(Si),Si為各災(zāi)害因子指數(shù);Si=(0.1×輕度災(zāi)害面積+0.3×中度災(zāi)害面積+0.6×重度災(zāi)害面積+0.1×毀滅性災(zāi)害面積)/區(qū)域面積;生態(tài)綜合評(píng)價(jià)指數(shù)=[濕潤(rùn)指數(shù)×0.25+植被覆蓋指數(shù)×0.30+水體密度指數(shù)×0.20+(1-土地退化指數(shù))×0.15+(1-災(zāi)害指數(shù))×0.10]×100。

2結(jié)果與分析

2.1氣候要素分析

2.1.1降水。2007年夏季山西省各地降水量在123~581mm,平均降水量為293.3mm,陽(yáng)高最少,垣曲最多。分區(qū)域看,大部分地區(qū)降水量在200~400mm,北部部分地區(qū)降水量較少,不足200mm;東南部和南部地區(qū)的長(zhǎng)治市和運(yùn)城市部分地區(qū)降水較多超過(guò)400mm。其中沁源、垣曲兩縣降水在500mm以上,垣曲最多達(dá)581mm。與常年相比,2007年夏季北部的忻州市、東南部的長(zhǎng)治市、南部的運(yùn)城市等部分地區(qū)降水偏多或顯著偏多,運(yùn)城市的個(gè)別縣異常偏多;北部的大同市和中、南部的陽(yáng)泉市及晉城市少部分縣市降水偏少;其余地區(qū)降水基本正常。

2.1.2氣溫。2007年夏季,平均氣溫在18.8~27.4℃,全省平均氣溫為22.6℃,比累年平均值偏高0.4℃,比2006年偏低0.5℃。神池最低,稷山最高。分區(qū)域看,中部盆地氣溫較高,東西部山區(qū)氣溫較低,其中運(yùn)城盆地氣溫最高。

2.2生態(tài)環(huán)境指數(shù)計(jì)算及評(píng)價(jià)

2.2.1濕潤(rùn)指數(shù)。濕潤(rùn)指數(shù)能較客觀地反映某一地區(qū)的水熱平衡狀況。根據(jù)2007年6~8月的有關(guān)資料計(jì)算出山西省17個(gè)代表站右玉、大同、河曲、五寨、興縣、原平、離石、太原、陽(yáng)泉、榆社、隰縣、介休、臨汾、長(zhǎng)治縣、運(yùn)城、侯馬、陽(yáng)城的濕潤(rùn)指數(shù)分別為0.65、0.50、1.00、1.00、0.81、1.00、0.38、0.74、1.00、1.00、0.81、1.00、0.61、1.00、1.00、1.00、1.00,由此可知,2007年夏季全省濕潤(rùn)指數(shù)在0.38~1.00,平均濕潤(rùn)指數(shù)為0.85,其中河曲、五寨、原平、陽(yáng)泉、榆社、介休、運(yùn)城、侯馬、長(zhǎng)治縣和陽(yáng)城的濕潤(rùn)指數(shù)都達(dá)到了1.00,離石濕潤(rùn)指數(shù)最小,為0.38,其他6個(gè)縣在0.50~0.81。從空間分布看,忻州以南的濕潤(rùn)指數(shù)相對(duì)較大,只有朔州和大同一帶的濕潤(rùn)指數(shù)相對(duì)較小。與春季的0.24相比,平均濕潤(rùn)指數(shù)大幅度提高,與2006年同期相比,平均濕潤(rùn)指數(shù)也提高了0.06。這說(shuō)明2007年山西省夏季降水較多,氣候相對(duì)比較濕潤(rùn)。

2.2.2植被覆蓋分析。利用2007年8月14日05:00EOS/MODIS/AQUA衛(wèi)星資料,計(jì)算山西省夏季植被覆蓋指數(shù)值為0.238562。從計(jì)算結(jié)果可以看到,在運(yùn)城、晉城、長(zhǎng)治一帶大部分縣(市)以及呂梁的文水、太原的清徐、陽(yáng)曲、忻州的定襄、原平、代縣植被指數(shù)較好,植被指數(shù)值在0.32~0.43。臨汾、呂梁、晉中、陽(yáng)泉、忻州、朔州、大同的大部分縣(市)植被覆蓋指數(shù)較前次之,植被覆蓋指數(shù)值在0.24~0.32。在西部從呂梁到大同靠近黃河邊的11個(gè)縣(市),植被覆蓋指數(shù)較差,植被覆蓋指數(shù)值在0.20~0.24。

2.2.3水體密度指數(shù)。在分析植被覆蓋指數(shù)的同時(shí),利用該次的資料,提取山西省夏季水體密度指數(shù)值,分析計(jì)算得到山西省2007年夏季水體密度指數(shù)值為0.003160。從結(jié)果可以看出,長(zhǎng)治及長(zhǎng)治的壺關(guān)、晉城及晉城的凌川水體密度指數(shù)值最好,水體密度指數(shù)值在0.014~0.202。在運(yùn)城、長(zhǎng)治的平順、呂梁的中陽(yáng)、離石、文水、太原的婁煩、忻州的五臺(tái)縣的水體密度指數(shù)值較好,水體密度指數(shù)值在0.060~0.014。

2.2.4土地退化指數(shù)。山西是水土流失最為嚴(yán)重的省份之一,山西的土地退化主要是因?yàn)樗g所致,但是近年來(lái)由于水土保持工作的開(kāi)展,土壤侵蝕面積也得到了有效控制。土地退化控制在中度及以下水平,按中度侵蝕計(jì)算,土壤侵蝕指數(shù)為0.097。

2.2.5災(zāi)害指數(shù)。2007年夏季,山西省的主要災(zāi)害是干旱、冰雹、洪澇、病蟲(chóng)害、干熱風(fēng)、大風(fēng)和森林火災(zāi),其中最嚴(yán)重的災(zāi)害仍是干旱,其次是病蟲(chóng)害,洪澇災(zāi)害也相對(duì)較重。從地域分布看,北部的大同、朔州災(zāi)害指數(shù)最大,這主要是由于大同、朔州今年夏季發(fā)生了較為嚴(yán)重的旱情造成。此外,南部的運(yùn)城、晉城以及中部的太原災(zāi)害指數(shù)也相對(duì)較大,臨汾、長(zhǎng)治和晉中的災(zāi)害指數(shù)相對(duì)較小。綜合評(píng)價(jià)全省夏季災(zāi)害指數(shù)為0.037。

3討論

(1)經(jīng)過(guò)計(jì)算,山西省2007年夏季的生態(tài)綜合指數(shù)為51.6,生態(tài)質(zhì)量一般,植被覆蓋處于中等水平,降水基本正常,生物多樣性一般,較適合人類生存。生態(tài)綜合指數(shù)較2006年同期(48.8)增加了2.8,主要與2007年夏季降水偏多、濕潤(rùn)指數(shù)增加,同時(shí)植被覆蓋指數(shù)和水體密度指數(shù)都有所增加有關(guān)。從各種指數(shù)來(lái)看,濕潤(rùn)指數(shù)、植被覆蓋指數(shù)和水體密度指數(shù)較2006年同期都有所增加。盡管2007年夏季災(zāi)情較重,災(zāi)害指數(shù)也有所增加,但濕潤(rùn)指數(shù)、植被覆蓋指數(shù)和水體密度指數(shù)增加的正效應(yīng)大于災(zāi)害指數(shù)增加的負(fù)效應(yīng)。從各生態(tài)因子對(duì)綜合生態(tài)指數(shù)的貢獻(xiàn)來(lái)看,水體密度指數(shù)過(guò)小,植被覆蓋指數(shù)較小以及夏季災(zāi)情較重是影響山西夏季綜合生態(tài)指數(shù)提高的主要原因。(2)建議繼續(xù)加強(qiáng)生態(tài)環(huán)境綜合治理工作。如,挖掘空中水資源、增加水庫(kù)庫(kù)容、加強(qiáng)人工增雨工作以改善水環(huán)境;加強(qiáng)水土保持工作,提高植被覆蓋率;加強(qiáng)預(yù)防各種氣象災(zāi)害工作,特別是加強(qiáng)防汛和防旱抗旱工作,以減輕氣象災(zāi)害。