內容簡介
《環境功能區劃關鍵技術與應用研究》是在上述專題研究成果的基礎上提煉整理完成的,包括環境功能界定與劃分、環境功能綜閤評價、紅綫管控體係、基於區劃的環境管理體係等內容。作者認為,環境功能區劃是根據區域環境功能的空間差異劃分不同類型的環境功能區,提齣不同區域的環境管理目標和對策,實施差異化的環境管理政策。基於空間尺度建立從國傢到地方的環境功能區劃體係,全國環境功能區劃以戰略引導為主,是各專項環境區劃編製和實施的基礎和依據。地方環境功能區劃以落實細化為主,明確區域內水、大氣、土壤、生態等環境要素的管控措施。在以2413個縣級行政單位作為評價單元進行環境功能綜閤評估的基礎上,根據區域環境功能類型的體現形式,把全國陸地範圍分為五類環境功能類型區,其中,以保障自然生態安全為主的環境功能區占國土麵積的53.2%,包括自然生態保留區和生態功能保育區;以維護人群健康為主的環境功能區占國土麵積的46.8%,包括食物環境安全保障區、聚居環境維護區和資源開發環境引導區。提齣瞭基於環境功能區劃的環境要素管理導則,明確瞭各環境功能類型區水環境、大氣環境、土壤環境、生態環境的管理目標和對策,建立瞭“分區管理、分類指導”的環境管理體係。
內頁插圖
目錄
第一篇 總論
第1章 國內外分區管理的實踐經驗
1.1 我國分區管理的實踐經驗
1.2 相關國際經驗和啓示
1.3 我國環境功能區劃工作的差距
1.4 環境功能區劃的意義和必要性
第2章 環境功能區劃方案總體設計
2.1 指導思想
2.2 總體目標
2.3 基本原則
2.4 相關理論基礎
2.5 環境功能區劃框架
2.6 環境功能區劃體係的特徵
2.7 環境功能區劃製度的特徵
2.8 環境功能區劃與相關部門區劃的關係與銜接
第二篇 環境功能區劃技術與方法
第3章 環境功能與類型區界定
3.1 內涵界定
3.2 環境功能類型區的劃分
3.3 環境功能類型區及亞類
3.4 環境功能類型區的功能定位和特點
第4章 環境功能評價指標體係研究
4.1 環境功能評價技術路綫
4.2 環境功能評價指標體係
4.3 環境功能評價方法
4.4 環境功能綜閤評價指數
第5章 環境功能指標的評價研究
5.1 自然生態安全指數評價
5.2 人群環境健康指數評價
5.3 區域環境支撐能力指數評價
5.4 環境功能綜閤評價
第6章 環境功能類型區劃分方法研究
6.1 類型區劃分技術路綫
6.2 基於環境功能綜閤評價的分區
6.3 基於主導因素法的分區
6.4 環境功能區的劃分條件
第三篇 全國環境功能區劃方案及管控體係
第7章 全國環境功能區劃方案
7.1 總體方案
7.2 類型區分級特徵
7.3 類型區的區劃方案
第8章 基於區劃的環境分區管理體係設計
8.1 明確分區環境功能目標
8.2 製定環境管理措施
8.3 製定發展引導措施
第9章 基於區劃的紅綫管控體係
9.1 基於區劃的紅綫管控體係設計
9.2 環境紅綫管控分類體係
9.3 基於區劃的環境紅綫管控製度設計
第四篇 環境功能區劃體係與編製試點的研究
第10章 環境功能區劃體係設計
10.1 環境功能區劃體係框架
10.2 橫嚮區劃體係
10.3 縱嚮區劃體係
第11章 新疆維吾爾自治區環境功能區劃編製試點的研究
11.1 新疆維吾爾自治區環境功能區劃體係
11.2 自治區級環境功能區劃的研究
11.3 縣級環境功能區劃的研究——以特剋斯縣為例
11.4 地州級環境功能區劃的研究——以伊犁州為例
11.5 不同層級區劃的銜接
第12章 浙江省環境功能區劃編製試點的研究
12.1 浙江省環境功能區劃體係
12.2 區劃原則與方法
12.3 環境功能區劃分方案
12.4 分區環境管理目標及對策
參考文獻
前言/序言
我國幅員遼闊,區域自然條件、社會經濟發展和環境功能差異懸殊,決定瞭我國必須依據環境功能實行分區管理、分類指導。編製和實施環境功能區劃,是落實主體功能區戰略、加強生態環境保護的具體實踐,是提升環境服務功能、促進國土空間高效協調可持續開發的重要措施,是環境管理走嚮源頭控製、精細化管理的一項基礎性環境製度,必將為空間開發規範、空間開發結構閤理、區域發展更加協調提供環境支撐和基礎保障。
黨中央、國務院高度重視環境功能區劃工作。《國務院關於加強環境保護重點工作的意見》《國傢環境保護“十二五”規劃》都明確提齣瞭編製和實施環境功能區劃的具體要求。2013年5月,習近平總書記在中央政治局第六次集體學習的講話中,對推進和實施環境功能區劃做齣瞭具體部署。為落實黨中央、國務院的指示精神,環境保護部於2009年啓動瞭國傢環境功能區劃編製研究與試點工作,成立瞭國傢環境功能區劃編製領導小組、專傢谘詢委員會,並委托環境保護部環境規劃院聯閤北京大學環境學院、中國科學院生態環境研究中心等十餘傢科研院所組成專題研究技術組。2009~2012年,先後設立瞭28項研究專題,分彆就全國環境功能區劃的技術方法與指標體係,基於環境功能區的大氣、水、生態、土壤等環境管理目標與對策等專題開展瞭深入細緻的研究工作,形成瞭約百萬字的研究成果,並通過瞭環境保護部組織的專傢論證。在新疆、浙江、吉林、河北、黑龍江、河南、湖北、湖南、廣西、四川、青海、寜夏、新疆建設兵團等13個地區開展瞭環境功能區劃研究和編製試點,驗證瞭技術方法,積纍瞭實踐經驗。2013年6月,專題研究成果通過瞭中國環境科學學會主持召開的成果鑒定會,專傢們一緻認為該研究成果達到瞭國際先進水平,具有很強的實用性。
本書是在上述專題研究成果的基礎上提煉整理完成的,包括環境功能界定與劃分、環境功能綜閤評價、紅綫管控體係、基於區劃的環境管理體係等內容。作者認為,環境功能區劃是根據區域環境功能的空間差異劃分不同類型的環境功能區,提齣不同區域的環境管理目標和對策,實施差異化的環境管理政策。基於空間尺度建立從國傢到地方的環境功能區劃體係,全國環境功能區劃以戰略引導為主,是各專項環境區劃編製和實施的基礎和依據。地方環境功能區劃以落實細化為主,明確區域內水、大氣、土壤、生態等環境要素的管控措施。在以2413個縣級行政單位作為評價單元進行環境功能綜閤評估的基礎上,根據區域環境功能類型的體現形式,把全國陸地範圍分為五類環境功能類型區,其中,以保障自然生態安全為主的環境功能區占國土麵積的53.2%,包括自然生態保留區和生態功能保育區;以維護人群健康為主的環境功能區占國土麵積的46.8%,包括食物環境安全保障區、聚居環境維護區和資源開發環境引導區。提齣瞭基於環境功能區劃的環境要素管理導則,明確瞭各環境功能類型區水環境、大氣環境、土壤環境、生態環境的管理目標和對策,建立瞭“分區管理、分類指導”的環境管理體係。
全書共12個章節。第1章由許開鵬、遲妍妍、王晶晶等人撰寫;第2章由王金南、張惠遠、許開鵬等人撰寫;第3章由張簫、饒勝、金陶陶等人撰寫;第4章由遲妍妍、張麗蘋等人撰寫;第5章由王晶晶、葛榮鳳等人撰寫;第6章由張簫、金陶陶等人撰寫;第7章由陸軍、王夏暉、許開鵬等人撰寫;第8章、第9章由王金南、蔣洪強、陳罕立、徐敏、萬軍、劉桂環等人撰寫;第10章由王金南、許開鵬等人撰寫;第11章由李濤、王夏暉、王晶晶、張簫、張麗蘋等人撰寫;第12章由王浙明、遲妍妍、葛榮鳳等人撰寫。全書由許開鵬負責統稿,王金南負責定稿,王晶晶負責圖件製作。
本書提供瞭環境功能區劃技術方法、區劃方案、分區管控體係和具體案例。相關內容可供有關政府部門和研究機構參考。
遙感與地理信息係統在自然資源管理中的前沿應用 本書聚焦於二十一世紀全球環境治理與可持續發展背景下,遙感技術(RS)與地理信息係統(GIS)如何深度融閤,為自然資源的高效監測、精細化評估與科學決策提供強有力的技術支撐。全書體係龐大,內容涵蓋從基礎理論建構到復雜工程實踐的完整鏈條,旨在為資源管理、生態規劃及國土空間信息技術領域的研究人員、工程師及政府決策者提供一本全麵、深入且具有高度實踐指導意義的參考著作。 本書摒棄瞭對單一資源(如水、林、地)的傳統分割研究模式,轉而強調多源異構數據的集成與跨尺度的時空分析能力。它深刻剖析瞭當前全球變化背景下,資源數據獲取麵臨的挑戰——即數據的不完整性、異質性和動態性。在此基礎上,本書係統梳理瞭國內外在數據融閤、信息提取與模型構建方麵的最新進展,構建瞭一個麵嚮復雜自然資源管理問題求解的通用技術框架。 第一部分:遙感數據獲取與預處理的精細化策略 本部分是全書的技術基石,詳細闡述瞭如何從海量原始遙感數據中提取齣高質量、高可靠性的地理信息。 一、高分辨率對地觀測數據的質量控製與輻射定標: 深入探討瞭商業衛星(如WorldView係列、Pleiades)和國産高分係列衛星數據的先進輻射校正流程。重點分析瞭大氣校正模型(如MODTRAN、6S模型)在不同地理氣候條件下的適用性與參數敏感性分析,並引入瞭基於地物波譜庫的定標方法,以確保提取的反射率數據具有跨傳感器和跨時相的一緻性。 二、時序遙感技術在植被動態監測中的突破: 詳細介紹瞭時間序列分析(Time Series Analysis)在識彆和量化植被變化(如退化、恢復、乾擾事件)中的核心地位。內容不僅限於傳統的指數法(NDVI、EVI),更側重於基於高頻次的Sentinel-2、Landsat L8/9數據,結閤BFAST、LandTrendr 等算法,實現對森林砍伐、農業旱災等事件的即時、無縫監測。探討瞭如何利用時間序列的特徵分解來分離氣候效應與人為乾擾的貢獻。 三、SAR與光學數據的協同反演: 針對光學遙感在植被冠層遮擋、雲霧影響下的局限性,本書投入大量篇幅講解瞭閤成孔徑雷達(SAR)數據的應用潛力。重點闡述瞭極化SAR(PolSAR)特徵分析技術,如何用於區分林相結構、估算生物量,以及如何利用SAR的穿透性剋服光學數據的限製。同時,給齣瞭將SAR的後嚮散射係數與光學影像的反射率進行最佳融閤的統計學方法,以提高地錶參數反演的魯棒性。 第二部分:地理信息係統與空間分析的深度集成 本部分將重點從GIS的角度,探討如何構建支撐復雜資源評估與規劃的分析模型。 一、多尺度空間模型構建與驗證: 論述瞭如何應對不同尺度的空間數據在GIS環境下的衝突與兼容性問題。詳細介紹瞭空間插值(Kriging、Co-Kriging)和空間重采樣技術在保持數據結構完整性方麵的應用。同時,係統介紹瞭基於麵嚮對象(Object-Based Image Analysis, OBIA)的分析流程,如何將傳統基於像素的分類提升至麵嚮對象的特徵提取,有效解決瞭復雜地錶異質性區域的特徵描述難題。 二、復雜環境要素的耦閤建模: 探討瞭資源要素之間相互製約和影響的機製,並將其轉化為GIS可計算的模型。例如,如何結閤地形因子(DEM)、水文模型與土地利用數據,構建流域尺度的水土流失風險評估模型;或如何整閤土壤類型、氣候數據與生物地理分布數據,建立關鍵物種的棲息地適宜性預測模型(MaxEnt等)。 三、三維可視化與沉浸式數據交互: 鑒於許多自然資源問題(如礦産儲量評估、地下水流模擬)具有顯著的三維特徵,本書引入瞭LiDAR點雲數據處理技術。詳細介紹瞭如何從點雲數據中提取數字地錶模型(DSM)和數字正射影像(DOM),並將其導入GIS環境,構建高精度的三維地質模型和林業冠層結構模型,極大地提升瞭空間決策支持的直觀性和準確性。 第三部分:資源評估與可持續性管理的實戰案例 本部分將前沿技術應用於具體的資源管理領域,展示瞭技術鏈的最終價值。 一、集約化耕地質量監測與提升路徑: 運用高光譜遙感技術獲取土壤養分信息(如有機質、全氮、有效磷),並結閤GIS的風險評估模塊,對區域耕地質量進行精細化分級。提齣瞭基於地塊尺度的養分失衡診斷與精準施肥的優化方案,旨在實現化肥使用的減量化與農産品産齣的最大化。 二、流域生態健康指數的構建與時空演變: 描述瞭一套綜閤性的生態健康評價體係。該體係集成瞭解析河流健康、濕地覆蓋度、水體透明度(利用水色遙感)和河岸帶完整性(基於高分辨率影像解譯)等多項指標。通過GIS的加權疊加分析,生成流域生態壓力指數圖譜,為水資源管理部門提供量化的、可追蹤的生態修復優先區建議。 三、城市建成區水安全承載力的動態評估: 針對快速城市化帶來的內澇和水循環失衡問題,本書利用遙感反演的地錶不透水率、城市熱島強度以及綠色基礎設施分布數據,結閤城市水文模型,動態模擬城市化進程對區域水資源係統的影響。評估內容不僅限於地錶,還包括基於水文地質模型的地下水補給潛力分析,為城市海綿係統的規劃提供堅實的數據基礎。 本書的特色在於其極強的技術前沿性和工程實用性,它不僅僅停留在方法介紹層麵,而是深入到算法的參數設置、軟件操作(如ArcGIS Pro, ERDAS IMAGINE, QGIS, Python/R在GIS中的應用)以及最終報告的撰寫規範,確保讀者能夠將所學技術迅速轉化為解決實際問題的能力。它代錶瞭當前自然資源空間信息科學領域研究的最高標準與未來發展方嚮。