近年來,氣候變化導致了一系列生態(tài)環(huán)境問題,氣象條件驅動的生態(tài)與環(huán)境監(jiān)測評估成為氣象部門關注的重點[1-2]。山西地處黃土高原,生態(tài)環(huán)境脆弱,是全國自然災害和地質災害較為嚴重的省份之一。筆者利用山西省2007年夏季的氣象觀測資料,從氣象角度對2007年山西夏季的生態(tài)環(huán)境質量進行綜合評估。

1材料與方法

利用山西省2007年夏季氣候觀測、衛(wèi)星遙感資料及相關災情調查資料。各生態(tài)因子及綜合生態(tài)質量計算方法均采用中國氣象局制定的《生態(tài)質量氣象評價規(guī)范(試行)》中的計算方法[3]。濕潤指數(shù)能較客觀地反映某一地區(qū)的水熱平衡狀況,其計算公式為: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×生長期+0.3×草地面積×生長期+0.2×農田面積×生長期)/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;災害指數(shù)(DIS)=∑(Si),Si為各災害因子指數(shù);Si=(0.1×輕度災害面積+0.3×中度災害面積+0.6×重度災害面積+0.1×毀滅性災害面積)/區(qū)域面積;生態(tài)綜合評價指數(shù)=[濕潤指數(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-災害指數(shù))×0.10]×100。

2結果與分析

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)的長治市和運城市部分地區(qū)降水較多超過400mm。其中沁源、垣曲兩縣降水在500mm以上,垣曲最多達581mm。與常年相比,2007年夏季北部的忻州市、東南部的長治市、南部的運城市等部分地區(qū)降水偏多或顯著偏多,運城市的個別縣異常偏多;北部的大同市和中、南部的陽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,其中運城盆地氣溫最高。

2.2生態(tài)環(huán)境指數(shù)計算及評價

2.2.1濕潤指數(shù)。濕潤指數(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月的有關資料計算出山西省17個代表站右玉、大同、河曲、五寨、興縣、原平、離石、太原、陽泉、榆社、隰縣、介休、臨汾、長治縣、運城、侯馬、陽城的濕潤指數(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年夏季全省濕潤指數(shù)在0.38~1.00,平均濕潤指數(shù)為0.85,其中河曲、五寨、原平、陽泉、榆社、介休、運城、侯馬、長治縣和陽城的濕潤指數(shù)都達到了1.00,離石濕潤指數(shù)最小,為0.38,其他6個縣在0.50~0.81。從空間分布看,忻州以南的濕潤指數(shù)相對較大,只有朔州和大同一帶的濕潤指數(shù)相對較小。與春季的0.24相比,平均濕潤指數(shù)大幅度提高,與2006年同期相比,平均濕潤指數(shù)也提高了0.06。這說明2007年山西省夏季降水較多,氣候相對比較濕潤。

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,計算山西省夏季植被覆蓋指數(shù)值為0.238562。從計算結果可以看到,在運城、晉城、長治一帶大部分縣(市)以及呂梁的文水、太原的清徐、陽曲、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,利用該次的資料,提取山西省夏季水體密度指數(shù)值,分析計算得到山西省2007年夏季水體密度指數(shù)值為0.003160。從結果可以看出,長治及長治的壺關、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。在運城、長治的平順、呂梁的中陽、離石、文水、太原的婁煩、忻州的五臺縣的水體密度指數(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重的省份之一,山西的土地退化主要是因為水蝕所致,但是近年來由于水土保持工作的開展,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,按中度侵蝕計算,土壤侵蝕指數(shù)為0.097。

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

3討論

(1)經(jīng)過計算,山西省2007年夏季的生態(tài)綜合指數(shù)為51.6,生態(tài)質量一般,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、濕潤指數(shù)增加,同時植被覆蓋指數(shù)和水體密度指數(shù)都有所增加有關。從各種指數(shù)來看,濕潤指數(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年夏季災情較重,災害指數(shù)也有所增加,但濕潤指數(shù)、植被覆蓋指數(shù)和水體密度指數(shù)增加的正效應大于災害指數(shù)增加的負效應。從各生態(tài)因子對綜合生態(tài)指數(shù)的貢獻來看,水體密度指數(shù)過小,植被覆蓋指數(shù)較小以及夏季災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)加強生態(tài)環(huán)境綜合治理工作。如,挖掘空中水資源、增加水庫庫容、加強人工增雨工作以改善水環(huán)境;加強水土保持工作,提高植被覆蓋率;加強預防各種氣象災害工作,特別是加強防汛和防旱抗旱工作,以減輕氣象災害。