基于GIS的厂坝铅锌矿生态影响评价

2013-11-17张军英吴世洋

绿色科技 2013年1期

张军英，吴世洋

（西北矿冶研究院，甘肃白银730900）

1 引言

自2011年9月《环境影响评价技术导则生态影响》HJ 19～2011实施以来，对生态影响型建设项目的生态影响评价制图与成图精度提出了更高的要求，对于成图范围在2～100km2的项目，要求成图比例在1∶1万～1∶10万，而对于成图范围小于2km2的项目，要求成图比例在1∶5000～1∶1万，评价等级越高，成图比例尺越大，由于评价要求采用大比例尺图件，而目前绝大多数地区现有生态图件缺乏或只有大范围、小比例尺图件，难以满足评价要求。同时结合生态影响评价多年来一直局限于大范围、定性评价，如郑新奇等［1］把RS与GIS结合，建立了区域生态环境质量综合评价模型，对山东省生态环境质量进行了评价，而对于建设项目评价区小范围无法获得相关大比例尺图件及数据无法定量化，本文以厂坝铅锌矿为例，利用GIS进行探讨研究，绘制出满足各级生态影响评价制图与成图精度要求的图件，以期为今后生态影响评价提供技术借鉴。

2 自然环境概况

厂坝铅锌矿始建于1985年，地处甘肃省陇南市成县黄渚镇境内，位于长江流域嘉陵江水系一级支流东河的中上游山区，海拔1000～2000m，雨量充沛、气候温和湿润，植被覆盖率85%，多为次生灌木林，主要为青岗、栎等灌木及杂草。种植农作物主要为小麦、玉米、豆类等。

3 基于GIS的生态影响评价

厂坝铅锌矿原为国家大型露天矿山，现已转变为井下开采。由于在开发建设过程中，修建公路、厂房、生活区等剥离岩土，不可避免地破坏原有地貌、植被，改变了原有土地利用格局及景观，造成水土流失，从而直接和间接地影响和破坏当地生态，建矿30多年来，对当经济、社会、生态产生了较为明显的影响。本文通过GIS来分析评价矿区生态影响现状。

地理信息系统（Geographic Information System，简称GIS）是处理地理数据的输入、输出、管理、查询、分析和辅助决策的计算机系统［2］。它是介于信息科学、计算机科学、地理学、测量学、地图学、空间科学等多门学科之间的一门的技术，目前它已发展成为一门新兴学科——地理信息科学［3，4］。地理信息系统中“地理”的概念并非指地理学，而是广义地指地理坐标参照系统中的坐标数据、属性数据以及以此为基础而演义出来的知识［5］。

3.1 生态影响评价等级及范围

矿区建设总占地面积1.95km2，影响区域生态敏感性为一般地区，根据《环境影响评价技术导则生态影响》HJ 19～2011中生态影响评价工作等级判据，确定评价工作等级为三级，评价范围以矿区及其生活区、矿山道路等外延约500m的范围，总面积23.6km2。

3.2 基础信息获取

（1）本次生态影响评价收集的主要相关资料包括：成县行政区划图；项目所在区域地形图；厂坝矿区卫片。

（2）遥感数据源与解译。调查所使用SPOT5卫星遥感影像的分辨率为10m，彩色影象是以4个波段组成的，其中波段1、2、和3具有10m的分辨率；短波红外波段具有20m的分辨率，通过重采样生成10m，影像色彩接近实际地物。选取2010年7月20日遥感数据，主要是考虑到这一时期的地表类型差异最显著，该时间段具有植被发育好、地表信息丰富的特点，有利于对各生态因子的研判。

植被调查采用《中国植被类型图谱》（2000年）中的分类系统进行。依据《中国植被区划》，并结合各行政区划单元或地理单元的考察资料等，在遥感影像上确定各种植被类型的图斑界线。判读工作邀请遥感影像解译专家进行外业考察及室内绘图，成图精度1∶5万，满足《环境影响评价技术导则生态影响》HJ 19～2011对于三级评价成图精度大于1∶10万的要求。如果评价等级为一、二级则需要提供更高精度的卫片资料，例如成图比例要求在1∶5000～1∶1万的生态图件，可通过分辨率为5m的卫片来实现。

3.3 评价区地表植被类型及特征

根据项目区地表植被特点，评价区共分为5个生态系统，其中以森林生态系统为主。

3.3.1 森林生态系统

针阔混交林：生长于海拔2000m的阴坡、半阴坡、半阳坡，立地条件为山地棕壤，主要树种为油松、华山松、白皮松、柏树、栎类等。下有蔷薇、卫茅、虎榛子等植物组成的灌木林，覆盖度30%～70%，面积17.9km2。

3.3.2 落叶灌丛生态系统

低山灌木林：多生长在海拔2000m以下的阳坡、半阳坡，立地条件为山地褐土及山地棕壤。主要植物种为次生灌木林，植被种类主要由青岗、栎及桅等灌木及杂草覆盖的疏林，植被覆盖率为85%，面积1.45km2。

3.3.3 农田生态系统

评价范围内的农田生态系统由山区旱地组成，主要分布在低山山腰和河谷滩地内，滩地内的耕地受水肥条件影响、相对肥沃。农作物以冬小麦、玉米、土豆、豆类为主，兼有少量的油料蔬菜等经济作物，面积0.44km2。

3.3.4 人居生态系统

经过30多年的矿山开采，评价区形成了以村庄、工矿企业构成的人居生态系统，它是人、建筑和其它动植物的有机整体。主要分布在东河及人工河河滩内，交通便利，农业扰动频繁，深山区相对稀少。评价范围内共有人居、无植被土地3.98km2。

3.3.5 水域生态系统

水域生态系统主要以河柳、水草等喜湿植物为主，面积0.11km2。采用GIS软件分析，得到评价范围内的主要植被分布类型见图1，植被类型面积见表1。

图1 评价区植被类型

由表1可见，评价区植被类型以阔叶林、针叶林为主，分别占评价区总面积的43.22%、32.25%，由于当地工矿企业及城镇建设等形成的无植被地段面积3.98km2，占评价区总面积的16.86%。以当地原生植被覆盖率85%计算，则由于当地工矿企业及城建设等破坏植被面积3.383km2。

表1 评价范围内各类植被面积

3.4 土地利用现状

采用GIS软件分析，评价范围总土地面积23.6km2，其中耕地面积0.44km2，林地面积19.46km2，建设用地面积3.62km2，未利用地面积0.08km2，详见图2及表2。

图2 评价区土地利用现状

3.5 植被覆盖度

经过GIS软件分析，评价范围内植被覆盖度情况见图3。由图可见，评价范围内中、高植被覆盖度土地19.46km2，占82.46%，低覆盖度土地面积4.14km2，占17.54%。

根据遥感图像解译成果，评价范围内有东河及其人工河共两条河流，水域面积0.11km2。东河多年平均流量为11.7m3／s，年径流总量为3.12×108m3，最小流量0.24m3／s，最大流量1300m3／s。

表2 评价范围内土地利用类型

图3 评价区植被覆盖度

3.6 土壤侵蚀

评价区东河为一典型的雨水补给型河流，多年平均输沙量146.7×104t／年。河床组成多为巨砾卵石，最大侵蚀模数达2020t／km2·年，多年平均侵蚀模数为713t／km2·年。

评价范围内兼有水力和工程侵蚀类型。按照中华人民共和国行业标准SL190－2007《土壤侵蚀分类分级标准》和水利部《全国土壤侵蚀遥感调查技术规程》，土壤侵蚀类型采用两级划分法。一级类型分为水力侵蚀（代码：1）和工程侵蚀（代码：5）（本区无冻融侵蚀，重力及风力侵蚀很少，忽略不计）；水力侵蚀二级类型划分为：微度（11）、轻度（12）、中度（13）、强度（14）、极强度（15）、剧烈（16）。工程侵蚀是指人们利用自然资源和经济开发中造成的新增土壤侵蚀现象，主要指开矿、采石、修路、建房及其它工程建设等产生的大量弃土、尾矿、矿碴等产生的土壤侵蚀，不作强度分级。调查时，根据遥感影像、植被覆盖度、土地利用和土壤侵蚀强度之间的关系，结合实地考察，确定出不同侵蚀类型和强度的影响特征。采用GIS软件分析，评价范围内的土壤侵蚀强度及面积见图4。