2.3 流域水资源及生态环境格局演变

2.3.1 建立评价指标体系

根据影响流域水资源与生态环境主要因子，以及资料的可获取性，从水资源子系统、生态环境子系统、社会经济子系统三个方面综合构建流域生态水资源复合系统评价指标体系，指标体系如图2.1所示。

图2.1 流域生态水资源复合系统评价指标体系

2.3.2 指标值的获取

2.3.2.1 年平均降水量和径流量

查询1955—2010年《中国水文年鉴·海河流域水文资料·子牙河水系》（河北省水文局），得到1972—1979年和2006—2011年年平均降水量，见表2.7。

2.3.2.2 年平均气温

以石家庄站的年平均气温为代表站，石家庄站20世纪70年代和2000—2009年的年平均气温见表2.8。

2.3.2.3 年平均蒸发量和土壤含水量

子牙河流域年平均蒸发量和土壤含水量的统计结果见表2.9。

2.3.2.4 植被覆盖度

利用20世纪70年代的海河流域的土地利用遥感图和2008年海河流域的土地利用遥感图，在GIS中提取植被覆盖度，将土地利用矢量图转成栅格图，栅格大小为1000m×1000m，以栅格为基本评价单元。按照劣盖度（＜10%）、低盖度（10%～30%）、中盖度（30%～60%）和高盖度（＞60%）等四个级别，将植被覆盖图划分为水体、＜0.1、0.1～0.3、0.3～0.6和0.6～1.0五个等级，20世纪70年代和2008年植被覆盖度变化见表2.10。

将植被覆盖度在GIS中展布，得到20世纪70年代和2008年的植被覆盖度图，如彩图5所示。

为清晰的观察基准年相对20世纪70年代的植被覆盖度的变化，利用栅格计算器将20世纪70年代和2008年的植被覆盖度做差值，得到植被覆盖的变化值，如彩图6所示。

通过彩图6可以看出：近30年子牙河流域生态环境演变情况，正数代表生态环境得到改善。与20世纪70年代相比，目前子牙河流域高覆盖度面积减少，减少面积为1976km²，年变化率为-0.27%；中覆盖度面积增加，增加面积为1139km²，年变化率为0.12%；低覆盖度面积增加，增加面积为1145km²，年变化率为0.86%；水体面积减少339km²，年变化率为1.67%。

2.3.2.5 土地利用率

将20世纪70年代土地利用矢量图和2008年土地利用矢量图转化成栅格图，栅格大小1000m×1000m，并将20世纪70年代的土地利用类型进行重分类，使其与2008年的土地利用分类标准一致，得到20世纪70年代和2008年土地利用类型面积变化表，见表2.11。

2.3.2.6 盐碱地和水域面积

对20世纪70年代和2008年的土地利用栅格图进行统计，得到20世纪70年代和2008年的总耕地面积和水域面积，见表2.12。

2.3.2.7 指标值汇总

根据子牙河流域河北省年鉴和山西省年鉴，得到子牙河流域社会经济指标，所有评价指标见表2.13。

2.3.3 指标值的量化

2.3.3.1 评价标准

一个复合系统的各类指标有不同的度量单位和范围，为定量地评价复合系统，需要将各项指标划分等级，并给予各项指标评分，本次评价将指标（包括正向指标和逆向指标）划分为五个等级，指标范围等级划分见表2.14。

2.3.3.2 评价结果

将表2.13中的各项指标按照表2.14中的等级划分标准进行量化，并分别给出每个子系统相应的权重，得到综合评价值，量化计算结果见表2.15。

从最终的评价值和评价结果可以看出：2000—2009年相对20世纪70年代，水资源和生态环境指标减小，而社会经济指标增大，总指标减小。分析其原因，主要是因为随着社会的快速发展和科技的进步，人们收入大幅提高，城镇化率增加，使社会、经济指标增大；而水资源和生态环境子系统指标值减小，一方面是由于社会经济的快速发展给水资源和生态环境压力增大，20世纪70年代以后，为满足生产生活的需要，人们进行了大规模的山区开荒和平原围湖造田，导致水土流失和湿地大面积萎缩。人口数量对流域内原有的自然资源造成很大压力，造成城镇规模扩大，城市需水量增加，从而挤占生态用水，与此同时，废污水排放量猛增，使流域内的河流和地下水受到不同程度的污染^［63］。另一方面，近30年来，流域降雨量整体变化不大，但气温呈升高趋势，气温升高引起蒸发量增大和地表径流减少，导致流域水资源量减少，这也是流域内水域面积骤减的重要原因。