第36卷㊀第2期2021年6月
邢台学院学报
JOURNAL OF XINGTAI UNIVERSITY
Vol.36,No.2Jun.2021
[收稿日期]2021-01-04
[作者简介]王玉芳(1981-)，女，甘肃静宁人，硕士，副教授，研究方向：区域经济金融.
基于卫星遥感数据㊁层次分析法和调查分析多重视角的观测
后窗惊魂电影王玉芳
(兰州财经大学长青学院，甘肃兰州㊀730020)
摘㊀要：甘肃民勤是石羊河流域下游生态脆弱区域，国家投入了大量资金进行了生态移民治理，生态
移民的效果是国家和政府关注的重要内容㊂本文基于宏观观测的卫星遥感数据㊁微观测算的层次分析法和问卷调查等多重视角测算甘肃民勤生态移民的效果㊂研究表明，尽管近20年来民勤生态状况总体在逐步恶化，但是移民地区生态环境在逐步改善，经济㊁社会和环境可持续发展指标也有着较大的提高，生态移民政策可持续综合指标有着显著提高，这说明国家的生态移民和生态治理效益明显㊂
关键词：生态移民；层次分析；卫星遥感中图分类号:C922
文献标志码:A
文章编号:1672-4658(2021)02-0025-07
㊀㊀一㊁研究背景与综述
民勤县位于甘肃省河西走廊东端，西㊁北㊁
东三面被巴丹吉林沙漠和腾格里沙漠所包围，由沙漠㊁戈壁㊁低山残丘三种面积构成,2008年总面积1.58万平方公里，绿洲面积占比10.3%，农区及绿洲面积占16.35%，总人口31.5万人㊂民勤人口集中在954.42平方公里的绿洲地区，绿洲人口达到330人每平方公里㊂其人口密度远远高于甘肃省和全国的人口密度，更是联合国制定同类地区人口密度的将近50倍㊂民勤人口压力已经远远超过其生态承载力㊂
民勤县生态环境脆弱，曾是东西方文化交通要道，在西汉以前生态良好，拥有 水草丰美的滨湖绿洲 之称，之后因军事需要大量人口迁入，绿洲灌溉面积扩大，草原放牧增加，沙固植被破坏，尤其是农牧交替使得耕地兴废不定，绿洲荒漠化加快，明清移民屯田开垦，草原沙漠化更明显㊂民国后，武威绿洲农垦使得石羊河上游各支流被拦截，下有民勤干旱沙漠化更严重㊂20世纪50年代，石羊河流域最后一个湖泊青土湖干涸而天津市建筑业协会
成沙源，民勤荒漠化生态加速发展，时至今日,
荒漠化面积已占全县土地总面积的94.51%，达到2288.3万亩㊂同时，民勤县的地下水资源近年来下降趋势严重，从20世纪90年代以来，地下水位平均以每年0.5~1.0m 的速度下降，全县平均地下水位由20世纪90年代的18.40m 降至2007年的10m，其中湖区地区下降最快，由1998年的21.70m 下降至2007年的14.07rn，年平均下降0.85m㊂民勤已成为全国乃至全世界最干旱㊁荒漠化危害最严重的地区之一，是中国北方地区的四大沙尘暴发源地之一㊂
同时，人口增长超过生态承载力㊂民勤人口从1949年的19.97万人逐步增加到1985年的
24.66万人㊁2000年的30.29万人㊂绿洲区域人
口密度真正反映了民勤资源对人口的承载力㊂表1
反映出1960-2008年民勤绿洲面积变化基本趋于平衡，由865.058km 2发展到954.42km 2，变化率
为10.3%；而总人口由19.93万增加到31.5万，变化率为58.05%，这无疑从人口方面增加了绿洲
人口的密度㊂民勤绿洲区域人口密度近50年来一直处于生态超载范围，且呈增加趋势，至2008年
绿洲区平均每平方公里人口近330人，约为河西
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平均人口密度的3.4倍，甘肃平均人口密度的5.9倍，是联合国制定同类地区人口密度的47.14倍㊂民勤绿洲的人口压力系数已严重超过了干旱区人口与生态承载力的均衡点㊂
表1㊀民勤绿洲区域人口密度近50年变化数据(单位：人/km2)年份19601973198719941998200120082018总人口199300229324252805276274293773304760315000
绿洲面积865.061103.48977.811056.521110.1394.95954.42
人口面积230207258261264306330
㊀㊀注：数据来源于：历年‘民勤县国民经济和社会发展统计资料汇编“㊁‘数字民勤1949-2009“等
㊀㊀移民成了民勤解决人与自然矛盾的一条重要途径㊂历史上，民国时期至1949年新中国成立就有近50万民勤人迁移至内蒙古和新疆等人口稀疏的地区㊂建国之后，民勤县曾经发生过五次较大规模的移民行为㊂第一次移民发生在1958 1960年大规模向新疆㊁内蒙古㊁河套等地逃荒㊂第二次人口迁移发生在1960 1970年民勤大批青壮年劳动力进入国家兴建的大型工矿企业而人口流出㊂后三次移民是2000年以后政府组织的移民㊂第三次是民勤政府把荒漠化严重地区的农民迁移到绿洲内部邓马营湖区域，从2000年开始，共移民4112人㊂第四次是政府组织农民的向新疆等地劳务输出，移民共计1037人，在2004年以后逐步地进行㊂第五次移民从2008年开始，政府通过湖区移民安置㊁县内搬迁㊁教育移民㊁劳务移民等形式完成了34283人的移民㊂民勤县的后三次移民均为政府参与㊁主导的移民，移民成本巨大，仅2011年县内移民搬迁成本户均达到30万元左右，人均达到7万元㊂
生态移民的效果如何是国家和政府所关注的重要内容，国内学者对民勤地区进行了大量研究㊂研究集中在以下三个方面:(1)大量的研究集中在关于民勤生态环境的改善㊁土地利用㊁生态防护和生态恢复等方面㊂董晓峰(2009)和刘晓荣(2010)等均利用生态足迹测算民勤的可持续发展，戴晟懋(2008)等对民勤生态干旱防治提出了许多对策㊂(2)民勤人口的变迁和承载力的研究㊂刘璐(2012)对民勤人口变迁进行了分析，闫夏(2010)对民勤人口变迁和承载力进行了研究㊂(3)关于民勤人居环境的研究㊂蒲卫晖(2008)采用问卷调查方式对人居环境进行研究㊂朱前涛(2015)采取走访和调查等收集数据建立模型分析人居环境㊂综观学者的研究，民勤移民的全面研究测评较少，生态移民的效果测评是目前学者和国
家关注的重要方面㊂国内生态移民效果测评最常用的方法是微观居民调查研究和宏观统计指标测算㊂这两种方法的研究均不如卫星遥感数据直观和准确，鉴于此，本文选取卫星遥感数据观测㊁宏观统计数据测算和居民问卷调查三种方法全面测评民勤县生态移民的效果，具有一定的价值㊂
二㊁民勤生态移民效益的卫星图比较测评
卫星影像图是一种具有一定数学基础，由多幅卫星遥感影像按其地理坐标镶嵌拼接而成的影像图㊂卫星影像图是最能够直观准确看出民勤县生态环境和人居环境变化的图像，广泛应用于资源与环境的调查㊁研究，并作为基础图件编制各种专题图㊂卫星影像图形象直观，地理精度㊁空间分布模式和定位量测精度精准，并且地表影像在极大的空间尺度上连续显示，有助于进行各种区域范围的宏观研究㊂尤其是对大地构造和绿被推移有效㊂民勤县生态移民效果采用卫星影像图观测准确㊁直观，是评价移民效果的有效手段㊂
(一)民勤卫星影像图绘制原理
1.归一化植被指数(NDVI)的计算原理NDVI计算公式:NDVI=(NIR-R)/(NIR+ R)(NIR为近红外波段,R为红波段)㊂NDVI的
第2期王玉芳：甘肃民勤生态移民政策的效果测评
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㊀计算原理是利用遥感影像中近红外波段(NIR)和红波段(R)的反射率求解其数值，主要用于检测值被生长状态;NDVI 的取值范围在-1~1之间，即-1<=NDVI <=1，其中：负值表示地面覆盖为云㊁水㊁雪等，对可见光高反射;0表示有岩石或裸土等,NIR 和R 近似相等；正值表示有植被覆盖，且随覆盖度增大而增大㊂但NDVI 的局限性表现是用非线性拉伸的方式增强了NIR 和R 的反射率的对比度，所以对于同一幅图象NDVI
反论文
对高植被区具有较低的灵敏度㊂
2.计算及图像处理
归一化植被指数中的卫星数据必须包括完整
的影像数据信息以便数据的预处理㊂民勤县生态移民的生态环境和人居环境变化分析采用航天遥感技术通过卫星地面站获取民勤县的覆盖范围近60年以来地图影像数据，利用遥感图像专业处理软件对数据进行辐射校正㊁增强㊁融合㊁镶嵌等
处理㊂同时，借助民勤区域现有较大比例尺的地形数据，对影像数据进行投影变换和几何精校正，并从地形地图上获得境界㊁城市㊁居民点㊁山脉㊁河流㊁湖泊以及铁路㊁公路等典型地貌地物信息和相
应地名信息，进行相应的标注和整饰，制作城市数字正射影像图㊂此图最能够准确和直观的对比分析民勤县近60年来生态状况和人居环境的变化，能够直观的分析出民勤县生态移民政策实施的效果㊂
(二)民勤卫星影像图绘制结果
图1为民勤县近二十年的卫星遥感影呈现出的环境沙漠化变化,1996和2006年的遥感影像为Landsat -5㊂1996年的影像呈现的生态环境比较良好，并且人为的破坏较少，人类活动比较强烈;
2006的影像变化已经明显可以看出，生态沙漠化趋势明显，生态环境变化较大，此时段的人类活动在慢慢减弱
㊂
㊀㊀㊀㊀㊀注：数据和图像来源于中国科学院和中国近现代物理研究所甘肃高分中心卫星观测中心
图1㊀民勤县1996-2016沙漠化(1)和绿洲环境(2)变化图
㊀㊀2014和2016年的遥感影像为GF -1㊂2014年的高分卫星遥感影相中可以看出同一地点的环境退化锐利，生态环境已经表现的很脆弱，沙漠化较严重，人类活动逐渐在减弱;2016的遥感影像显示人类活动几乎绝迹，说明生态环境已经退化到不宜人类活动，同一地点环境变化很剧烈，沙漠化和盐碱化已经侵蚀了大部分的人类活动场地
甚至周边㊂
详细来看，图1(1)影像上表现出民勤县在1996 2016二十年间生态环境沙漠化严重，人类居住适宜性在逐渐减弱㊂这正是民勤县政府生态移民的原因所在㊂图1(2)为民勤县绿洲二十年遥感影像计算归一化植被指数NDVI 的变化图，左上图的NDVI 数值在0-1之间，其主要是在没
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有人为因素的参与情况下，自然生态环境良好，此时人类活动并没有影响到生态环境的变化；右上的NDVI值出现负值，说明随着人类活动的增强，自然生态环境已经有了明显的衰退现象，并渐渐的威胁人类的生存，所以在1996 2016年的十年间，随着人类活动的增强整个自然的生态环境是逐渐衰弱的
㊂
十年前人类活动对生态环境的改变很大，并且有明显的破坏作用；后十年的NDVI值和遥感影像变化说明自然的生态环境已经非常不适合人类生产生活，但通过人为参与有意识的改变恶化的生态环境，包括生态移民㊁环境治理㊁人工亚沙等措施，整个生态环境得到很大的改善，着从图上可以体现这一点,2006年的NDVI值甚至大于1996年的NDVI值㊂
(三)民勤生态移民政策实施效果的卫星图分析及结论
通过以上的分析可以看出，民勤县整体而言，生态环境较差，气候和土壤对人类提出了严峻的挑战，尤其是近20年的卫星图像显示，土地退化严重，沙漠化趋势持续，图1(1)所示㊂但是，近年来，尤其是生态移民实施的近10年来，民勤绿洲地区环境改善明显，比如图1(1)和图1 (2)所显示的民勤绿洲，近年来随着人为参与有意识改变恶化的生态环境，包括生态移民㊁环境治理㊁人工亚沙等措施，使整个生态环境得到很大的改善㊂这表明通过卫星图像观测，国家实施的生态移民措施对民勤县环境治理是有一定效果的㊂
三㊁民勤生态移民效果的宏观统计测算
民勤生态移民的效果微观上可以通过可持续性发展测算来完成，可持续性发展包括经济可持续㊁社会
可持续和环境可持续三个方面㊂本文以民勤县经济㊁社会和环境三个方面建立测算指标体系来进行测算㊂由于民勤生态移民后三次实施时间为2000年至2008年，前两次自主移民集中在1949年至1970年㊂为了研究后三次政府主导的生态移民政策，选取1970年至1999年没有生态移民的时间段作为后三次生态移民之前的数据，选取2000年至2009年作为后三次移民的实施过程的数据，选取2010年至2017年作为生态移民之后的数据，以1970-1999的数据㊁2000-2008年的数据和2010年至2017年的数据进行比较，来说明生态移民政策实施效果㊂
(一)指标体系的建立与数据来源
由于区域可持续发展涉及到自然资源㊁生态环境及社会经济等多个要素，民勤县可持续发展测度应该是测度经济㊁社会㊁资源和环境等要素的综合，这些要素之间的相互作用㊁相互协调和相互制约反应民勤可持续发展的动态趋势㊂因此，我们根据国内有关专家建立的可持续发展评价体系(模型)，结合民勤绿洲的实际情况，构建民勤县可持续发展的测评指标，指标分为社会可持续㊁经济可持续和环境可持续性三个二级指标，综合评价民勤的生态移民政策实施效果的可持续性㊂民勤县生态移民可持续发展评价指标见表2㊂本研究采用的数据主要来源于四个方面：民勤县的客观指标直接取自2008 2018年‘民勤县经济统计资料汇编“㊁‘数字民勤1949 2009“㊁2000 2018年‘甘肃统计年鉴“㊁2000 2018年‘中国县(市)社会经济统计年鉴“㊁民勤统计信息网以及其他公开统计数据等㊂
(二)移民之前和移民之后民勤县可持续发展测算比较
通过主成分分析和因子分析进行计算，计算结果见图2㊂可以看出1970 2000年经济可持续指数和社会可持续指数大体趋势逐步提高，其中经济可持续指数在1995年有所回落㊂而2000 2009年经济可持续指数和社会可持续指数逐也是逐年速提高，其中社会可持续指数提高速度较大㊂2010年至2017年经济可持续指数和社会可持续指数逐年增加，增加趋势明显，其中社会可持续发展指数优于经济可持续发展指数㊂总体而言，生态移民政策实施过程中的2000 2009年和生态移民之后的2010 2017年均比生态移民政策实施之前的1970 2000年经济可持续指数和社会可持续
第2期王玉芳：甘肃民勤生态移民政策的效果测评29
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指数均有所提高，而且提高速度增加，尤其是社会可持续指数尤为明显㊂
1970 2000年环境可持续指数逐年降低，降低幅度较大㊂2000 2008年生态移民实施过程之中和生态移民结束之后的时间段环境可持续指数逐年提高，提高趋势十分明显㊂这说明生态移民政策实施以来的2000 2009年和生态移民实施之后的2010 2017年比生态移民政策实施之前的1970 2000年环境可持续指数变化很大，直接由连年降低变为逐年增加㊂移民政策实施前后环境对比分析表示，移民政策实施之前环境逐年恶化，移民政策实施之后环境逐年优化，当然在移民政策过程中国家也实行了大量的环境保护和治理的其他措施㊂
表2㊀民勤县生态移民可持续发展评价指标子系统评价指标及功效类型
经济可持续发展指数经济水平:x11人均GDP+㊁x12人均第三产业产值+㊁x13人均固定资产投资+㊁x14人均社会消费品零售总额+㊁x15人均实际利用外资+㊁x16经济密度+㊁
经济结构:x21第二产业占GDP的比重+㊁x22第三产业占GDP的比重+㊁x23第二产业从业人员的比重+㊁x24第三产业从业人员的比重+
经济增长:x31GDP增长率+㊁x32人均GDP增长率+㊁x33第二和第三产业增加值+
经济效益:x41万元GDP固定资产投资额+㊁x42万元GDP财政收入+
社会可持续发展指数人口压力:y11人口密度-㊁y12人口自然增长率-
人口素质:y21非农业人口的比重+㊁y22每万人科技人员数+㊁y23每万人医生数+
生活质量:y31恩格尔系数+㊁y32农民人均纯收入+㊁y33城乡居民人均储蓄额+
基础设施:y41公路密度+㊁y42人均客运量+㊁y43人均邮电业务量+㊁y44每百人电话机数+
环境可持续发展指数自然资源:z11人均可利用水资源+㊁z12人均耕地+㊁z13森林覆盖率+环境控制:z2
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㊀㊀注: + 表示正功效, - 表示负功效;Note: + indicates positive efects,while - indicates negative
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图2㊀民勤县可持续发展综合指数变化趋势1970 2000年可持续发展综合指数变化复杂，主要体现为19
70 1980有所提高,1980 1995年有所下降,1995 2000年逐步提高㊂2000 2008年可持续发展综合指数逐年上升，而且上升幅度较大，由2000年0.14上升到2009年的0.58㊂2010 2017年可持续发展综合指数逐年上升㊂对比移民政策实施前后可以看出，生态移民政策实施的10年时间里，民勤可持续发展有着较大的改善，政策实施效果良好㊂生态移民完成之后的10年间，民勤可持续发展稳健改善，由弱可持续发展阶段向中度持续发展阶段推进㊂(三)民勤生态移民效果的可持续性发展结论
民勤县生态移民政策的可持续性发展成效显著㊂从移民前后的测算可以看出，生态移民的可持续发展综合指数前后对比非常明显，移民之后此项指标明显提高，并且逐年上升㊂
这说明生态移民对当地的可持续发展成效显著㊂综合来看，民勤县可持续发展的三大影响因素中环境可持续发展起到最大的作用，环境可持续发展与可持续发展综合指数的发展基本一致，持续发展综合指数主要受环境可持续发展的拉动㊂经济可持续和社会可持续发展的影响不大，在个别年份经济可持续发展和社会可持续发展的发展
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