王琳 郝继坤 段荣
河北省国土资源利用规划院 石家庄 050051
摘要：面向业务化区域土地生态评估的需求，基于全国土地利用现状调查基础和遥感技术现状，考虑城市建成区和区域整体的差异，本文提出一套区域土地生态因子体系。基于该指标体系，对京津冀城市群和北方农牧交错区两个典型的区域的2010年和2015年的土地生态状况进行了评估。评估结果能够正确反映两个研究区的生态状况和变化趋势的差异，初步验证了本文提出的区域土地生态因子体系的科学性，以及在土地利用现状调查工作基础上的高效率开展土地生态评估的可行性。
关键词：区域土地生态因子；全国土地利用现状调查；遥感；京津冀城市群；北方农牧交错区
1. 引言
社会经济的飞速发展，土地资源的高强度利用，为社会发展带来了巨大的经济效益，同时诸如水土流失、土地污染、土地沙漠化等土地生态环境问题也越来越严重【曹志平，2001】。随着遥感技术的发展和《全国生态环境十年变化（2000-2010）遥感调查与评估》专项及相关研究的开展，遥感在区域生态评价得到了越来越广泛的应用，已经成为区域生态监测和评价中不可缺少的技术手段【欧阳志云等，2014】。十八届三中全会提出的“深化生态文明体制改革”理念，更加强调生态文明建设的重要性，区域土地生态监测和评估工作将常态化和业务化。尽管目前就如何利用遥感评价区域生态已经进行了研究性工作【欧阳志云等，2016；宋慧敏和薛亮，2016；陈强等，2015；罗春等，2014；滕明君等，2014】，但如何基于已有的技术手段和成果，规范、高效，且以较低成本开展区域土地生态监测和评估的业务工作，是目前亟需解决的关键问题。
目前在植被方面，利用遥感获取植被指数，定量反演植被覆盖度、叶面积指数等参量，评估植被覆盖和生长状况的技术基本成熟，影像数据也有了一定保障。本文将探讨如何基于上述数据提取区域土地生态因子信息，并以京津冀城市群和北方农牧交错区为例验证其可行性。
2. 区域土地生态因子
指定基于遥感技术的区域土地生态因子的指标提取需要同时考虑三个方面的需求和约束：1）能够反映区域的重点土地生态问题；2）有足够的遥感数据支撑，并且信息提取的技术方法成熟；3）尽量与现有的业务相结合，提高效率，降低成本。城市建成区的生态环境与人居密切相关，此外人工建设的非透水面对城市的水、热循环有重要的影响【徐永明和刘勇洪，2013】，因此本文提出三类城市建成区的土地生态指标：建成区面积及分布、非渗透地表面积及分布、人居生态环境。在区域整体上，不同的土地利用类别很大程度上能够反映出人类活动对区域生态的影响。本文提出四类区域整体的土地生态指标：各土地利用类型面积与分布、植被状况及生态服务功能、耕地数量和质量、耕地潜力及风险。
基于上述考虑，面向业务化生态评估的需求，立足土地调查工作的基础和遥感技术现状，本文提出如下27个区域土地生态因子指标（表1）。
3. 研究区
（1）京津冀城市群
京津冀城市群位于113°04′E~119°53′E，36°01′N~42°37′N，包括北京市、天津市和河北省3个省市，涉及北京市、天津市以及河北省11个地级市，共计164个县级行政单位，土地总面积21.6万km2。该区域内地势由西北向东南倾斜，地貌类型多样。区域土地利用类型也呈现自东南种植业用地向西北林牧业用地过渡的空间格局。该区面临的主要生态问题有水资源短缺，太行山、燕山土壤侵蚀和坝上高原荒漠化加剧，平原洼淀萎缩及消失，海岸及河口生态系统退化等。
（2）北方农牧交错区
北方农牧交错区位于103°20′E~123°51′E，33°27′N~48°01′N，主要分布于降水量300~450mm，干燥度1~2的内蒙古南缘和长城沿线。北方农牧交错区呈条带状分布，跨越黑龙江省、吉林省、辽宁省、北京市、河北省、山西省、陕西省、甘肃省、宁夏回族自治区、内蒙古自治区等10个省（自治区、直辖市），占地面积16.8万km2。北方农牧交错区受自然不利因素、人为活动、沙漠化、现代农牧交错带错位和经济地理等因素的影响，致使该区域的生态环境恶化，主要体现为沙漠化急剧发展、可利用土地资源锐减；草地退化、沙化、盐渍化严重，承载力下降。
4.数据与提取方法
如表1所示，除了建成区总面积及空间分布、耕地灌溉保证率、耕地后备资源数量及分布和后备耕地资源立地条件等4个因子之外，其它23个因子均基于遥感数据计算。由于全国土地利用现状调查的保密性，本文的结果是基于遥感数据独立提取出来的。其中区域整体的植被状况及生态服务功能5个因子采用MODIS的数据产品，其它14个因子均基于Landsat系列的遥感影像数据进行目视解译。耕地数量质量特征中的4个指标是在目视解译结果的基础上通过如下方法计算得到。
耕地集中连片度（破碎度）采用斑块密度（PD）和斑块平均面积（MPS）表征耕地破碎度。其中PD是指100公顷单位耕地面积所具有的斑块个数，能够反映区域耕地空间结构的复杂程度及人类活动对景观的干扰程度。值越大，单位面积耕地含有的斑块个数越多、平均斑块面积越小，破碎化程度就越高。斑块平均面积（MPS）是指在斑块级别上等于某一斑块类型的总面积除以该类型的斑块数目，单位为个/公顷（ha）。在景观结构分析中，一般认为MPS值越小的斑块类型越破碎。
农田防护林网密度采用如下方法估算：对耕地作200米缓冲区，提取缓冲区范围与相交的林地，该部分林地视为农田防护林，该部分林地面积占总耕地面积的比值即为农田防护林网密度。河网密度定义为河流水面面积与耕地面积的比值。农田道路通达性定义为与耕地相连通的交通用地的面积与耕地面积的比值。
5.结果分析
（1）城市建成区
京津冀城市群建成区的非渗透地表的比例显著大于北方农牧交错区建成区。其中，京津冀城市群建成区人工建筑用地占比超过25%，而北方农牧交错区不足8%；京津冀城市群建成区的道路用地占比约4%，而北方农牧交错区不足1%。2015年北方农牧交错区的人工建筑用地占比相对2010年上升约1.2%，京津冀城市群的变化不显著。两个区域建成区的非渗透地表的差异与两者的城市化水平的差距吻合。
图1 京津冀城市群和北方农牧交错区的建成区2010年和
2015年地类统计结果
（图中京津冀城市群简称JJJ，北方农牧交错区简称BFNM）
下图2和图3为京津冀城市群和北方农牧交错区2010年和2015年度城市建成区地表覆被状况：
京津冀城市群和北方农牧交错区的建成区中植被占比均最高，分别超过60%和80%。2015年植被占比相对2010年京津冀城市群建成区上升约1.5%，而北方农牧交错区建成区同比下降了约1.5%，在一定程度上说明前者的生态在改善，而后者在退化。研究中获取的Landsat影像有限，影像之间的季相可对比性不够，因此不能从植被指数和覆盖度方面进行可靠的分析和比较。
图4 京津冀城市群和北方农牧交错区2010年和2015年地类统计结果
（图中京津冀城市群简称JJJ，北方农牧交错区简称BFNM）
京津冀城市群的建设用地和交通用地的比例明显高于北方农牧交错区，反映出了两个区的城市化水平的差距。京津冀城市群的耕地比例略高于北方农牧交错区，但草地显著低于北方农牧交错区，反映京津冀城市群以农业为主，而北方农牧交错区农牧并重。水利和水利设施用地的占比京津冀城市群高于北方农牧交错区约0.5%，说明前者的水利条件略好于后者。
相对2010年，2015年京津冀城市群的耕地占比下降2.38%，林地占比上升1.72%，这可能与退耕还林有关，说明生态环境有所改善。2015年北方农牧交错区耕地占比下降0.45%，林地占比下降0.35%，但草地占比上升0.99%，说明北方农牧交错区草地在恢复。
2）耕地
经分析,两个研究区的耕地集中连片度均上升，破碎度均下降，且北方农牧交错区的变化幅度大于京津冀城市群。北方农牧交错区的农田防护林网密度显著升高，京津冀城市群却明显下降，由于时间跨度短，防护林网密度变化不可能如此大。此外，农田道路通达性两个区都大幅下降。这两个指标的变化可能与耕地集中连片度上升有关。两个研究区的河网密度相当，但是北方农牧交错区2015年明显下降，这可能与2015年该区域的干旱有关。
表2 耕地数量、质量特征统计结果
（注：PD单位个/100ha； MPS单位ha。河网密度和农田道路通达性单位㎡/ha）。
3）植被状况及生态服务功能
植被指数与绿度
由于MODIS相关产品2015年存在较多异常值，因此本文只分析两个区2010年植被指数与绿度的年度变化规律。京津冀城市群和北方农牧交错区的植被指数（NDVI）和绿度（GDVI）年变化曲线均呈单峰形态，先升后降，最高值集中在7~9月。京津冀城市群的NDVI和GDVI均略高于北方农牧交错区，说明京津冀城市群的植被长势较好（图5、6）。
4）植被覆盖度
根据NDVI和GDVI的分析可以看出8月份的NDVI值较高，植被生长茂盛，可以代表全年的植被生长状况，因此本部分将基于8月份植被覆盖度反演结果分析2个区域两年的植被覆盖度变化情况，并对计算的结果采用等间距重分类分为5级，即低（0~20%），较低（20%~40%），中等（40%~60%），较高（60%~80%），高（80%~100%）。
结果表明，京津冀城市群高植被覆盖度区域占比高达60%以上，这部分区域可能对应着该区的耕地和林地，同时也反映了该区林地的植被覆盖度较好，防止水土流失能力较强。北方农牧交错区的主要为高、较高和中等植被覆盖度区，且三者比重相当，可能对应着林地、耕地和草地。总体而言北方农牧交错区的植被覆盖度较京津冀城市群差，这与两区的植被状况相符。在北方农牧交错区高植被覆盖度区比例下降，较高植被覆盖度区比例上升，可能与2015年的干旱有关。
图8 2015年2个区域LAI月均值变化图
6）生物量
本文以净初级生产力NPP数据代替生物量。由于MODIS数据官网提供的2015年NPP数据有限，因此本文仅以2010年NPP数据分析2个研究区的生物量。如表3所示，尽管由于面积较小，京津冀城市群的总生物量约为北方农牧交错区的60%，但是单位面积生物量却是后者的1.8倍，这与京津冀城市群水、热条件优于北方农牧交错区的情况相符。
表3 京津冀城市群和北方农牧交错区2010年生物量
6.结论
本文面向业务化区域土地生态评估的需求，基于全国土地利用现状调查基础和遥感技术现状，提出了一套区域土地生态因子体系。基于该指标
（下转第431页）
马寨油田效益升级对策研究
张晓萍
中原油田采油三厂 山东 聊城 252434
摘要: 为改善马寨低渗油藏水驱开发效果，2016年以来通过精细地层对比和高精度三维地震精细解释，精细的刻画了内部低序级断层；开展储层评价、井网适应性评价，搞清潜力分布，充分利用现有井点优化注采井网，科学调整流场。达到改善区块水驱开发效果，提高注水开发效益的目的。
关键词：马寨低渗油藏；注水开发效益
1、前言
马寨油田位于东东濮凹陷西部斜坡构造带的北端，含油面积：9.8km2，地质储量：1551×104t，可采储量：422×104t，采收率：27.34％。油藏注采比偏高，2016年12月达到2.57，自身产出污水无法满足配注需要，每天需补充清水1067m3以上，年增加清水资源使用费38.95万元。为提高油田效益，自2016年以来开展马寨油田效益升级对策研究。
2、马寨效益升级对策研究
在低油价形势下依靠现有老井通过“三个加法三个减法”优化注采井网，提高油藏开发效益。
2.1采用“井震结合，动态验证，滚动认识”的方法研究落实了盐下深层条件下断距小于15米级别的低序级断层。通过精细的构造解释，主要对卫349块三中7西北部、卫305块三中6北部有了重新认识，落实了低序级断层，修改14条断层走向，抹掉断层1条，新增断层2条。新落实断块4个,完善小断块3个。
2.2通过“增方向、增水量、增层间”三个加法提高油藏注水效率；通过“停无效、堵低效、降低效”三个减法降低无效注水量、无效液量（图1）。
2.3通过 “转、引、调”开展井组转流线调整。基于高耗水层带认识，通过井网调整或注采调整改变流线，增加弱驱部位驱替压力梯度，改善特高含水后期开发效果。卫305块由于长期开发，三大矛盾突出：平面上注采流线固定，驱替不均衡；层内底部吸水程度高，耗水程度高；层间：主力层采出程度高，驱替程度差异加大。通过转流线研究，注采方向发生转变后，流场发生了根本改变，达到了控强扶弱、提高采收率的目的。面对低油价，在剩余油的认识基础上，开展井组转流线调整，建立井网调整、协调注采、调整剖面三种转流线模式八种类型，实现立体流场调整。
井网进一步完善，增加、恢复水驱控制储量32.1×104t，增加水驱动用储量23.6×104t，水驱控制程度提高11.46%，水驱动用程度提高8.02%；自然递减得到有效控制，从2015年的21.07%下降到目前的11.8%，下降9.27个百分点。新井、油水井措施增油1.34×104t，减少低无效注水量27.2×104m3，新增产值3859.6万元，投入成本1647.5万元，投入产出比1：2.34。
图1
3 结论与认识
3.1精细构造研究是提高低渗油藏有效注水的基础；
3.2剩余油认识是提高低渗油藏有效注水的核心；
3.3流场调整是提高低渗油藏有效注水的有效途径。
参考文献
[1]王昌昊.魏岗复杂断块油田系统高压注水及效果.内江科技[J] ,2005年01期.
[2]梁建超.胡庆油田高压注水实现变频调整.中国石化报 ,2006年.
论文作者:王琳,郝继坤,段荣
论文发表刊物:《防护工程》2018年第25期
论文发表时间:2018/12/5
标签：农牧论文; 植被论文; 城市群论文; 生态论文; 区域论文; 耕地论文; 京津冀论文; 《防护工程》2018年第25期论文;