长沙市生态环境变化评估

摘 要：针对城市群环境保护的需要，利用遥感为技术手段对长沙市进行大气、水、固体废弃物进行评估与分析。研究认为：长沙市城市化水平提高的同时，不透水地表比例较大有上升的趋势；城区的景观破碎度增大，绿地比例和人均绿地面积均下降；水资源与大气环境的胁迫压力降低，对水环境的胁迫上升。

关键词：城市化；遥感；环境评估

长沙（Changsha），湖南省省会，中南地区城市，别称星城，古称潭州，是湖南省的政治、经济、文化、交通和科教中心，中南地区重要的交通和航运中心，是著名的山水洲城、快乐之都。

长沙是全国文明城市，两型社会试验区，中南地区重要工商业城市，长江中游城市群中心城市之一，也是长株潭城市群中的核心，长沙市综合竞争力居全国前列，2012年长沙市综合竞争力位居全国第十，中部第一，是全球城市竞争力提升速度最快的10座城市之一，位居第四。湖南省长沙市城区，主要包括芙蓉区、天心区、岳麓区、开福区、雨花区。

长沙位于中国中南部的长江以南地区，湖南省的东部偏北，湘江下游和长浏盆地西缘。长沙市东临江西省宜春地区和萍乡市，南接株洲、湘潭两市，西连娄底、益阳两市，北抵岳阳、益阳两市。地理位置介于东经111°53′至114°15′，北纬27°51′至28°41′之间，东西长约230公里，南北宽约88公里。全市土地面积1.1819万平方公里，其中城区面积556平方公里。

1 数据处理简介

本区域选用SPOT遥感影像作为影像数据源，选取了2005年和2010年两期遥感影像图。生态系统分类体系参考了《全国生态环境十年变化（2000-2010年）遥感调查与评估项目技术指南》，将长沙市城区的生态系统分为不透水地表、植被、水体、裸地和郊区五种。采用人工解译的方法对地物信息进行提取，具体的解译标志如表1所示。

2 基本生态状况及其变化

在2005～2010五年之间，随着土地城市化、经济城市化、人口城市化的发展，将一部分绿地改建为住宅用地、交通用地、工业用地等，绿地所占实际开发城区面积的比例下降，而城市化程度的提高，大量的农民涌进城区，在城区生活、工作，人均绿地面积下降了。

在2005～2010五年之间，空气质量上升了，酸雨频率下降了，在2010年长沙市的空气质量在秋冬季节比较差，和气候特点有关系，冬季降水较少，风速偏小，静风频率偏大，极易形成逆温层，不利于大气污染物的扩散，导致空气中污染物含量的增加，空气质量下降。随着经济的发展，人们对环境质量的要求提高，有部分工厂已被关闭，例如三叉叽附近的化工厂，使土壤中典型重金属的浓度大大降低了，酸雨频率也降低了。

在2005～2010五年之间，随着经济、人口、城市的发展，城区中的建筑用地、交通用地等不透水地表生态系统类型所占比例最大，并且这个比例也在逐年的上升，伴随着其他生态系统类型也会随之转为不透水地表，长沙市城区中的不透水地表、植被、水体、裸地和郊区均发生了转移。

在2005～2010五年之间，长沙市城区积极响应国家制定的节水型社会建设的目标，水资源利用效率提高了，经济增长方式由粗放型转为集约型经济增长方式，设备技术装备水平、能源利用的技术水平和能源生产、消费的管理水平的提高，单位GDP能耗降低了，伴随着工业化进程的推进和社会经济的发展，单位GDPCO2排放量、单位GDPSO2排放量和单位GDP烟粉尘排放量均下降了，但是单位GDPCOD排放量上升了。

3 城市化扩张及其对生态环境的影响

在2005～2010五年之间，随着社会的进度，经济的发展，长沙市城区的人口密度降低了，用水量占地表水资源总量的比例上升了，水资源的开发强度提高了，随着节能技术进步、管理水平提高以及体制的创新，长沙市城区的能源利用强度下降了，单位国土面积CO2排放量、单位国土面积SO2排放量和单位国土面积烟粉尘排放量均下降了，而单位国土面积COD排放量和单位国土面积氨氮排放量均上升了，单位国土面积GDP上升了。

城市化水平与生态环境胁迫之间的相关性数为0.472，说明城市化水平与生态环境胁迫之间存在着正相关的关系，城市化水平越高，人类活动对自然资源和生态环境构成的压力就越大。

长沙市城区的生态质量指数2005年为27.24，2010年为34.59，资源效率指数2005年为178.10，2010年为89.30，生态环境胁迫指数2005年为12523.44，2010年为20663.50，城市化的生态环境效应指数2005年为17752.95，2010年为9123.54。在2005～2010五年之间，长沙市城区的生态质量指数和生态环境胁迫指数上升了，资源效率指数和城市化的生态环境效应指数下降了。

3.1 大气污染问题

2010全年长沙市城区空气质量在二级及以上天数占全年的92.7%，这种空气质量状况表明长沙市城区部是一个大气污染型的城市。主要废气污染物为SO2、烟粉尘，2005全年城区SO2的排放量为10678.35吨，烟粉尘的排放量为8542.459吨，2010全年城区SO2的排放量为7045.232吨，烟粉尘的排放量为1721.038吨。虽然SO2烟粉尘的排放量都大幅度的降低了，但是这些污染物的排放量还是对于人类的健康存在有害影响。SO2对长沙带来的二次污染是酸雨，2010全年酸雨频率为76.7%。

3.2 水污染问题

水污染物主要以COD和氨氮为主，2005年长沙市城区的COD排放量为1269.898吨，氨氮排放量为27.4343吨，2010年长沙市城区的COD排放量为44177.68吨，氨氮的排放量为53.0462吨，工业源废水污染物和生活源废水污染物中的COD和氨氮排放量均升高了，影响水的有效利用，危害人体健康，破坏生态环境，造成了城区的水质恶化现象。

3.3 固体废弃物问题

2005年长沙市城区的固体废弃物排放量为686.5吨，2010年长沙市城区的固体废弃物排放量为0.087吨，在这五年之间，固体废弃物排放量大大的减少了，但是固体废弃物中的生活垃圾、工业固体废物和危险废物的排放量还是深深影响着人们的生活。

4 结束语

在工作中以遥感数据为核心的新技术、新方法为环境保护提供了强有力的支撑。通过此次工作认为长沙市在过去的10年内，长沙市空气质量上升幅度很大，土壤中典型重金属的浓度降低，酸雨频率降低，但城区的绿地与人均绿地面积下降；单位国土面积CO2、SO2排放量、烟粉尘排放量降低了，但用水量、单位国土面积COD排放量与单位国土面积氨氮排放量却有上升趋势。

参考文献

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作者简介：黄河仙（1979-），男，湖南安化人，研究生学历，工程师，主要从事生态与生物监测研究。