摘 要：生態(tài)環(huán)境敏感性評(píng)價(jià)是用于表征外界干擾對(duì)生態(tài)系統(tǒng)可能造成結(jié)果的重要指標(biāo)，對(duì)生態(tài)涵養(yǎng)區(qū)的環(huán)境政策有效進(jìn)行區(qū)域生態(tài)建設(shè)具有重要作用。針對(duì)北京大清河流域生態(tài)涵養(yǎng)區(qū)的土壤侵蝕性和水污染敏感性兩個(gè)生態(tài)敏感問題，根據(jù)研究區(qū)地質(zhì)環(huán)境特點(diǎn)選取相應(yīng)的評(píng)價(jià)因子，并將運(yùn)用GIS技術(shù)在單因子評(píng)價(jià)的前提下，采用地圖疊加法對(duì)研究區(qū)生態(tài)環(huán)境敏感性進(jìn)行綜合分析。結(jié)果表明：北京大清河流域生態(tài)涵養(yǎng)區(qū)生態(tài)環(huán)境敏感性分為4個(gè)等級(jí)，其中高敏感區(qū)面積約251km2，占16%，主要分布在百花山、霞云嶺、十渡、長(zhǎng)溝峪等地區(qū)。研究進(jìn)一步明確了北京大清河流域生態(tài)環(huán)境敏感性的空間分布特征，地層巖性、土層厚度及其理化性質(zhì)，在生態(tài)環(huán)境敏感性評(píng)價(jià)中起重要作用。

　　關(guān)鍵詞：生態(tài)環(huán)境;敏感性;北京;大清河流域;生態(tài)涵養(yǎng)區(qū)

　　遼東學(xué)院學(xué)報(bào)是科技教育類期刊，發(fā)表高校及科研院所的科研成果、高新技術(shù)、教學(xué)成果等。主要設(shè)有化學(xué)科技與工程、機(jī)電工程、紡織工程、土木建筑、計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程、自動(dòng)化控制、生物工程與生態(tài)環(huán)境及教學(xué)研究等欄目。

　　Abstract： Evaluation on eco-environment sensibility is an important index to reflect the effect of external disturbance on ecosystem. The evaluation is important for making environmental policy and ecological construction. Based on the two eco-environmental problems (soil erosion and water pollution sensitivity) of the Daqing River ecological conservation area， and the geological and environmental characteristics of the research area， the appropriate assessment factors of eco-environment sensibility are selected in this study. GIS technology is used for the single-factor evaluation. And on the basis， overall merit of eco-environment sensibility has been obtained by using map overlay method. The results show that： there are four grades of eco-environment sensibility of the Daqing River ecological conservation area. The highly sensitive area is distributed in the Baihua Mountain， Xiayun Hill， Shidu and Changgou valley， with the area of 251km2， accounting for 16% of study area. This paper further clarifies the space distribution of eco-environment sensibility of the Daqing River ecological conservation area. It indicates that lithology， soil thickness and physical chemical properties play an important role in the evaluation on eco-environment sensibility.

　　Keywords： eco-environment; sensibility; Beijing; The Daqing River Watershed; ecological conservation area

　　0 前言

　　生態(tài)涵養(yǎng)區(qū)在保護(hù)生物多樣性、保護(hù)環(huán)境、減少水土流失、凈化空氣和減少噪音、涵養(yǎng)水源、以及提高碳匯等方面，都體現(xiàn)出巨大的生態(tài)價(jià)值。

　　環(huán)境敏感性是指生態(tài)系統(tǒng)對(duì)區(qū)域中各種自然和人類活動(dòng)干擾的敏感程度，它反映的是區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)遇到干擾時(shí)，發(fā)生生態(tài)環(huán)境問題的難易程度和可能性大小，也就是在同樣的干擾強(qiáng)度或外力作用下，各類生態(tài)系統(tǒng)出現(xiàn)區(qū)域生態(tài)環(huán)境問題的可能性，用于表征外界干擾可能造成的結(jié)果(李君軼等，2007)。土壤侵蝕敏感性、鹽漬化敏感性、酸雨敏感性、沙漠化敏感性、生境敏感性、石漠化敏感性是生態(tài)環(huán)境敏感性評(píng)價(jià)的主要內(nèi)容(劉康等，2003)。根據(jù)調(diào)查結(jié)果，大清河流域生態(tài)涵養(yǎng)區(qū)鹽漬化、酸雨、沙漠化、石漠化不明顯，地質(zhì)災(zāi)害雖然較發(fā)育，但泥石流、崩塌、滑坡等地質(zhì)災(zāi)害的危害主要體現(xiàn)在對(duì)居民生命財(cái)產(chǎn)的威脅，對(duì)生態(tài)環(huán)境影響不大。所以本文選擇土壤侵蝕性、水污染敏感性兩個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)。

　　1 工作區(qū)概況

　　工作區(qū)位于北京西南部，其地理坐標(biāo)為東經(jīng)115°25′-116°15′，北緯39°30′-39°55′，包括房山區(qū)整個(gè)山區(qū)、少部分門頭溝區(qū)和豐臺(tái)區(qū)(圖1)。

　　區(qū)內(nèi)地貌類型復(fù)雜多樣，由西北向東南依次為中山、低山、丘陵、崗臺(tái)地，區(qū)內(nèi)的百花山海拔高度1991m，白草畔主峰海拔2035m，為本區(qū)最高峰。區(qū)內(nèi)有大小河流十余條，最主要的河流有拒馬河、大石河、永定河和小清河，其余河流規(guī)模較小。拒馬河是大清河的主支流，自西南方向入境，經(jīng)十渡、六渡、張坊于南尚樂南出區(qū)境。境內(nèi)全長(zhǎng)61km。

　　本區(qū)屬溫帶大陸性季風(fēng)氣候，冬季寒冷干燥，多西北風(fēng);夏季炎熱多雨，多東南風(fēng);春季干旱，多風(fēng)沙;秋季天高氣爽，冷暖適宜。氣候特點(diǎn)是光熱有余，溫差較大，水熱同季，降水不均。年平均氣溫10.8℃(山區(qū))～11.8℃(平原)。

　　多年平均降雨量山區(qū)為644.1mm，平原區(qū)為588.8mm，降雨多集中在夏季(6-8月)，占全年降雨量的80%以上，汛期多暴雨。多年平均蒸發(fā)量為1500mm。

　　18.5億年來，經(jīng)歷了多次海陸變遷，形成了總厚度近2萬米的地層。區(qū)內(nèi)地層劃分為中元古界、新元古界、古生界、中生界、新生界，共計(jì)33個(gè)組，項(xiàng)目區(qū)內(nèi)地層出露較全，從中元古界薊縣系起，除個(gè)別地層缺失外，各時(shí)代地層均有出露，尤以中元古界最為發(fā)育。

　　區(qū)內(nèi)巖漿巖以侵入巖分布范圍較廣泛，大多數(shù)為中、酸性巖石，火山巖分布較少。其中房山巖體最為典型且出露面積最大，另外還有“燈泡巖體”“龍眼花崗巖”和少量閃長(zhǎng)玢巖脈。區(qū)內(nèi)印支期、燕山期構(gòu)造活動(dòng)強(qiáng)烈，形成了一系列較大規(guī)模的褶皺構(gòu)造及逆沖推覆斷裂構(gòu)造，對(duì)礦產(chǎn)資源、地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育等由較強(qiáng)的控制作用。

　　區(qū)內(nèi)有著豐富的礦產(chǎn)資源，金屬礦包括鐵、銅、鉛、鋅、鋁土礦等，非金屬礦包括灰?guī)r、大理巖等主要礦種18種。礦產(chǎn)資源開采利用歷史悠久，開發(fā)程度較高，是京郊有名的“煤炭之鄉(xiāng)”“建材之鄉(xiāng)”，原共有各類礦山340個(gè)。礦產(chǎn)開發(fā)帶來經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí)，也對(duì)生態(tài)環(huán)境造成了不利影響。

　　項(xiàng)目區(qū)旅游資源豐富，全區(qū)旅游單位近3000余家。區(qū)內(nèi)有世界文化遺址1處、國(guó)家級(jí)重點(diǎn)文保單位6處、市級(jí)15處、區(qū)級(jí)47處。區(qū)內(nèi)馳名中外的北京猿人遺址(周口店鎮(zhèn))是世界文化遺產(chǎn)之一，享有“北京人之家”的美譽(yù)。

　　2 評(píng)價(jià)方法及因子選取

　　2.1 評(píng)價(jià)方法

　　生態(tài)環(huán)境敏感性評(píng)價(jià)方法很多，選取的指標(biāo)也不盡相同(武鵬達(dá)等，2016;李詠紅等，2015;許偉等，2011;史娜娜等，2017;吳翠等，2017)，生態(tài)環(huán)境問題主要考慮水土流失、土地沙漠化、土壤鹽漬化和水環(huán)境等。本次評(píng)價(jià)選取土壤侵蝕性和水污染敏感性兩項(xiàng)指標(biāo)，通過公式(1)計(jì)算分別計(jì)算兩種指標(biāo)敏感性指數(shù)，評(píng)價(jià)其敏感性。

　　(1)

　　式中： SSj為j空間單元土地生態(tài)環(huán)境敏感性指數(shù);Ci為i因素敏感性等級(jí)值;n為因子數(shù)。

　　然后根據(jù)分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)來確定敏感性等級(jí)。再根據(jù)其重要性，賦予不同權(quán)重，分別評(píng)價(jià)土壤侵蝕性和水污染敏感性。最后，采用利用地理信息系統(tǒng)軟件中的空間疊加分析功能，采用就高不就低的原則，綜合評(píng)價(jià)生態(tài)環(huán)境敏感性得到生態(tài)環(huán)境綜合敏感圖。

　　2.2 土壤侵蝕性評(píng)價(jià)因子選取

　　影響區(qū)域水蝕土壤流失量的因素很多，主要因素有降雨因子、土壤因子、地形地貌因子和地面覆蓋或植被因子和人為活動(dòng)因子。根據(jù)通用水土流失方程的基本原理，選擇降雨侵蝕力、土壤可蝕性、坡長(zhǎng)坡度因子以及地表植被覆蓋因子對(duì)研究區(qū)的土壤侵蝕敏感性進(jìn)行評(píng)價(jià)。土壤侵蝕敏感性影響分級(jí)見表1。

　　(1)降雨侵蝕力

　　影響降雨因子的因素很多，降雨強(qiáng)度、歷時(shí)，本次評(píng)價(jià)采用綜合參數(shù)R值(降雨侵蝕力)來評(píng)價(jià)降雨對(duì)土壤侵蝕的影響。R值是一個(gè)地區(qū)降雨沖蝕潛勢(shì)的綜合量度。由于山區(qū)雨量監(jiān)測(cè)資料較少，本次采用采用北京師范大學(xué)徐麗等人(2007)的研究成果計(jì)算，公式(2)如下：

　　(2)

　　式中： R年為降雨侵蝕力數(shù)值;P年為年降雨量(mm)。本次研究中的年降雨量采用房山區(qū)多年平均降雨量等值線數(shù)值，計(jì)算降雨侵蝕力R值。

　　降雨侵蝕力R值大于5000的范圍分布較廣，可見全區(qū)大部分為高度敏感區(qū)。

　　(2)土壤可蝕性

　　國(guó)內(nèi)外很多學(xué)者根據(jù)土壤性質(zhì)的常規(guī)試驗(yàn)確定的指標(biāo)來評(píng)價(jià)土壤對(duì)水力侵蝕的相對(duì)敏感性，包括SiO2/Al2O3、分散性、分散-滲透性指標(biāo)、粘粒率和團(tuán)聚體指標(biāo)、水穩(wěn)指標(biāo)、崩解度和抗剪強(qiáng)度。這些指標(biāo)主要反映在地層成因時(shí)代、巖性特征等方面，一般形成時(shí)代越久，壓縮性越小，強(qiáng)度越大，抗侵蝕能力越強(qiáng)。碎石土，細(xì)、中、粗砂土顆粒大或粘粒含量高的土壤抗侵蝕能力強(qiáng)，顆粒較細(xì)、粘粒含量低的粉土、粉砂土抗侵蝕能力差。評(píng)價(jià)因子有選擇土壤類型的，也有選擇土壤質(zhì)地的。本次評(píng)價(jià)主要根據(jù)本次實(shí)際調(diào)查結(jié)果，用SiO2/Al2O3比值Sa值可以了解土壤中砂性成分的多寡。其中，Sa= SiO2表土/ Al2O3表土，SiO2 、Al2O3的含量單位均為%。Sa數(shù)值越大，則土壤中非粘土的砂質(zhì)成分越多，抗侵蝕能力越差。按Sa數(shù)值大小劃分為不敏感、輕度敏感、中度敏感和高度敏感四級(jí)，中高敏感區(qū)主要分布在工作區(qū)的中西部地區(qū)。

　　(3)地形地貌

　　地形是影響土壤侵蝕的重要因素之一。地形坡度、坡長(zhǎng)、坡形、分水嶺與谷底及河面的相對(duì)高差等都對(duì)土壤侵蝕有較大影響。地面坡度是最重要的因素，一般坡度越大，徑流流速越大，侵蝕力越強(qiáng)。本次評(píng)價(jià)只選擇坡度作為評(píng)價(jià)因子，根據(jù)遙感解譯數(shù)據(jù)，按坡度大小分為小于5°、5°～15°、15°～35°、大于35°四級(jí)。大部分坡度大于15°，為中高度敏感區(qū)域。

　　(4)植被

　　植被覆蓋是自然因素中防治土壤侵蝕起積極作用的因素，地表植物可以攔截雨滴，調(diào)節(jié)地面徑流，固結(jié)土體，改善土壤性狀。不同的植被類型防控侵蝕作用差別較大，一般由森林到草地到農(nóng)田到荒漠依次減小。本次評(píng)價(jià)根據(jù)房山區(qū)植被特點(diǎn)，分為水體、水田，森林，草地、果樹，農(nóng)田、裸地4個(gè)級(jí)別。