近年来,气候变化导致了一系列生态环境问题,气象条件驱动的生态与环境监测评估成为气象部门关注的重点[1-2]。山西地处黄土高原,生态环境脆弱,是全国自然灾害和地质灾害较为严重的省份之一。笔者利用山西省2007年夏季的气象观测资料,从气象角度对2007年山西夏季的生态环境质量进行综合评估。
1材料与方法
利用山西省2007年夏季气候观测、卫星遥感资料及相关灾情调查资料。各生态因子及综合生态质量计算方法均采用中国气象局制定的《生态质量气象评价规范(试行)》中的计算方法[3]。湿润指数能较客观地反映某一地区的水热平衡状况,其计算公式为:K=R/ET,式中,R为降水量,ET为潜在蒸散量;植被覆盖指数=(0.5×林区面积×生长期+0.3×草地面积×生长期+0.2×农田面积×生长期)/区域面积;水体密度指数=水域面积/区域面积;土地退化指数=(0.05×轻度侵蚀面积+0.25×中度侵蚀面积+0.70×重度侵蚀面积)/区域面积;灾害指数(DIS)=∑(Si),Si为各灾害因子指数;Si=(0.1×轻度灾害面积+0.3×中度灾害面积+0.6×重度灾害面积+0.1×毁灭性灾害面积)/区域面积;生态综合评价指数=[湿润指数×0.25+植被覆盖指数×0.30+水体密度指数×0.20+(1-土地退化指数)×0.15+(1-灾害指数)×0.10]×100。
2结果与分析
2.1气候要素分析
2.1.1降水。2007年夏季山西省各地降水量在123~581mm,平均降水量为293.3mm,阳高最少,垣曲最多。分区域看,大部分地区降水量在200~400mm,北部部分地区降水量较少,不足200mm;东南部和南部地区的长治市和运城市部分地区降水较多超过400mm。其中沁源、垣曲两县降水在500mm以上,垣曲最多达581mm。与常年相比,2007年夏季北部的忻州市、东南部的长治市、南部的运城市等部分地区降水偏多或显著偏多,运城市的个别县异常偏多;北部的大同市和中、南部的阳泉市及晋城市少部分县市降水偏少;其余地区降水基本正常。
2.1.2气温。2007年夏季,平均气温在18.8~27.4℃,全省平均气温为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。分区域看,中部盆地气温较高,东西部山区气温较低,其中运城盆地气温最高。
2.2生态环境指数计算及评价
2.2.1湿润指数。湿润指数能较客观地反映某一地区的水热平衡状况。根据2007年6~8月的有关资料计算出山西省17个代表站右玉、大同、河曲、五寨、兴县、原平、离石、太原、阳泉、榆社、隰县、介休、临汾、长治县、运城、侯马、阳城的湿润指数分别为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年夏季全省湿润指数在0.38~1.00,平均湿润指数为0.85,其中河曲、五寨、原平、阳泉、榆社、介休、运城、侯马、长治县和阳城的湿润指数都达到了1.00,离石湿润指数最小,为0.38,其他6个县在0.50~0.81。从空间分布看,忻州以南的湿润指数相对较大,只有朔州和大同一带的湿润指数相对较小。与春季的0.24相比,平均湿润指数大幅度提高,与2006年同期相比,平均湿润指数也提高了0.06。这说明2007年山西省夏季降水较多,气候相对比较湿润。
2.2.2植被覆盖分析。利用2007年8月14日05:00EOS/MODIS/AQUA卫星资料,计算山西省夏季植被覆盖指数值为0.238562。从计算结果可以看到,在运城、晋城、长治一带大部分县(市)以及吕梁的文水、太原的清徐、阳曲、忻州的定襄、原平、代县植被指数较好,植被指数值在0.32~0.43。临汾、吕梁、晋中、阳泉、忻州、朔州、大同的大部分县(市)植被覆盖指数较前次之,植被覆盖指数值在0.24~0.32。在西部从吕梁到大同靠近黄河边的11个县(市),植被覆盖指数较差,植被覆盖指数值在0.20~0.24。
2.2.3水体密度指数。在分析植被覆盖指数的同时,利用该次的资料,提取山西省夏季水体密度指数值,分析计算得到山西省2007年夏季水体密度指数值为0.003160。从结果可以看出,长治及长治的壶关、晋城及晋城的凌川水体密度指数值最好,水体密度指数值在0.014~0.202。在运城、长治的平顺、吕梁的中阳、离石、文水、太原的娄烦、忻州的五台县的水体密度指数值较好,水体密度指数值在0.060~0.014。
2.2.4土地退化指数。山西是水土流失最为严重的省份之一,山西的土地退化主要是因为水蚀所致,但是近年来由于水土保持工作的开展,土壤侵蚀面积也得到了有效控制。土地退化控制在中度及以下水平,按中度侵蚀计算,土壤侵蚀指数为0.097。
2.2.5灾害指数。2007年夏季,山西省的主要灾害是干旱、冰雹、洪涝、病虫害、干热风、大风和森林火灾,其中最严重的灾害仍是干旱,其次是病虫害,洪涝灾害也相对较重。从地域分布看,北部的大同、朔州灾害指数最大,这主要是由于大同、朔州今年夏季发生了较为严重的旱情造成。此外,南部的运城、晋城以及中部的太原灾害指数也相对较大,临汾、长治和晋中的灾害指数相对较小。综合评价全省夏季灾害指数为0.037。
3讨论
(1)经过计算,山西省2007年夏季的生态综合指数为51.6,生态质量一般,植被覆盖处于中等水平,降水基本正常,生物多样性一般,较适合人类生存。生态综合指数较2006年同期(48.8)增加了2.8,主要与2007年夏季降水偏多、湿润指数增加,同时植被覆盖指数和水体密度指数都有所增加有关。从各种指数来看,湿润指数、植被覆盖指数和水体密度指数较2006年同期都有所增加。尽管2007年夏季灾情较重,灾害指数也有所增加,但湿润指数、植被覆盖指数和水体密度指数增加的正效应大于灾害指数增加的负效应。从各生态因子对综合生态指数的贡献来看,水体密度指数过小,植被覆盖指数较小以及夏季灾情较重是影响山西夏季综合生态指数提高的主要原因。(2)建议继续加强生态环境综合治理工作。如,挖掘空中水资源、增加水库库容、加强人工增雨工作以改善水环境;加强水土保持工作,提高植被覆盖率;加强预防各种气象灾害工作,特别是加强防汛和防旱抗旱工作,以减轻气象灾害。
