徐 康，戴 靚，吳紹華，周生路

（南京大學(xué)地理與海洋科學(xué)學(xué)院 南京 210093）

濱江地區(qū)土地利用的生態(tài)適宜性評價(jià)方法
——以鎮(zhèn)江新民洲為例

徐 康，戴 靚，吳紹華，周生路

（南京大學(xué)地理與海洋科學(xué)學(xué)院 南京 210093）

生態(tài)適宜性評價(jià)是城市開發(fā)建設(shè)的一項(xiàng)基礎(chǔ)性工作，而濱江城市的土地生態(tài)適宜性和開發(fā)利用合理性也日益成為關(guān)注的焦點(diǎn)。文章以江蘇省鎮(zhèn)江市新民洲港區(qū)總體規(guī)劃區(qū)土地為例，基于GIS空間數(shù)據(jù)分析和層次分析法（AHP法），對城市土地生態(tài)適宜性進(jìn)行綜合評價(jià)。該方法首先依據(jù)選擇城市的區(qū)位、氣象、水文和地質(zhì)條件，以及主要土地利用類型，建立土地生態(tài)適宜性評價(jià)指標(biāo)體系，再采用AHP法確定各評價(jià)因子權(quán)重值；然后對各種用地類型進(jìn)行因子生態(tài)適宜度評價(jià)；最終通過地圖疊加，生成綜合的城市用地生態(tài)適宜度分布圖。新民洲的土地生態(tài)適宜性評價(jià)結(jié)果可為其優(yōu)化土地利用結(jié)構(gòu)、布局和生態(tài)保護(hù)提供依據(jù)。

濱江；城市土地；生態(tài)適宜性評價(jià)；新民洲

城市土地適宜性評價(jià)是城市總體規(guī)劃中的一項(xiàng)重要的基礎(chǔ)性工作，其核心就是合理分配利用有限的土地資源［1］。其作用是明確土地對每一種類型的適宜程度和適宜程度的數(shù)量、質(zhì)量及結(jié)構(gòu)特征，揭示影響確定利用類型的限制性因子及其限制程度［2］。利用評價(jià)指標(biāo)得出的結(jié)論，可以指導(dǎo)規(guī)劃在保護(hù)和合理利用優(yōu)先土地資源的同時(shí)，兼顧生態(tài)效益，以達(dá)到城市規(guī)劃中人與自然和諧共存的目的。

隨著科技的進(jìn)步，通過軟件進(jìn)行土地的適宜性評價(jià)已可實(shí)現(xiàn)。尤其是基于地理信息系統(tǒng)技術(shù)進(jìn)行土地適應(yīng)性評價(jià)，可充分利用已有數(shù)據(jù)資源，實(shí)現(xiàn)土地評價(jià)過程的系統(tǒng)化和自動化，并為土地管理和規(guī)劃提供準(zhǔn)確、可靠的依據(jù)［3］。國內(nèi)已有一些應(yīng)用GIS技術(shù)進(jìn)行土地適宜性評價(jià)的系統(tǒng)，這些系統(tǒng)利用GIS軟件來顯示空間數(shù)據(jù)和分析計(jì)算。梁濤等［4］以江西省萍鄉(xiāng)市總體規(guī)劃區(qū)土地生態(tài)適宜性評價(jià)為例，以工業(yè)用地、居住用地、農(nóng)業(yè)用地和林業(yè)用地為評價(jià)要素，生成綜合的城市用地生態(tài)適宜度分布圖，從而從空間上相對準(zhǔn)確地表征了不同類型土地的生態(tài)適宜度，獲得很好的效果；鄭文武等［5］采用變異系數(shù)法確定了耕地、建設(shè)用地和林地的指標(biāo)權(quán)重，并基于GIS技術(shù)，應(yīng)用模糊綜合評價(jià)方法，建立了衡陽盆地的土地適宜性評價(jià)模型，對衡陽盆地的土地利用適宜性進(jìn)行了評價(jià)。相對于傳統(tǒng)的純數(shù)值評價(jià)方法，基于GIS的土地適宜性評價(jià)方法是將數(shù)值計(jì)算與圖形處理有機(jī)地結(jié)合起來，具有簡潔、直觀、易操作和快速等特點(diǎn)［6］。

近年來，生態(tài)環(huán)保日益成為人們的關(guān)注焦點(diǎn)，作為城市土地適宜性評價(jià)的一個重要分支，城市土地生態(tài)適宜性評價(jià)逐漸被各個地區(qū)重視，許多學(xué)者都利用地理信息系統(tǒng)工具等一系列手段，對適宜性評價(jià)中環(huán)境的影響做了大量研究［7］。城市土地生態(tài)適宜性的概念最早是由美國著名的景觀規(guī)劃大師麥克哈咯在《Design With Nature》一書中提出的，他認(rèn)為“土地生態(tài)適宜性是指由土地具有的水文、地理、地形、地質(zhì)、生物和人文等特征所決定的，對特定、持續(xù)性用途的固有適宜性程度”［8］。筆者針對新民洲的社會、經(jīng)濟(jì)和人文發(fā)展?fàn)顩r，根據(jù)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和生態(tài)保護(hù)和諧共存的原則，并充分尊重新民洲目前土地利用現(xiàn)狀，對土地利用類型進(jìn)行生態(tài)適宜性評價(jià)。利用生態(tài)適宜性評價(jià)方法可為新民洲城市布局選擇優(yōu)化方案，同時(shí)也為其他城市進(jìn)行土地生態(tài)適宜性評價(jià)提供了一個可行的方法參考。

1 研究區(qū)概況

新民洲位于江蘇省鎮(zhèn)江市長江北岸，南臨長江、東西北三面與揚(yáng)州市相接，距離江蘇省會南京市60km，距離上海市230km，毗鄰京杭大運(yùn)河與長江“十字口”交匯處，交通便捷，區(qū)位優(yōu)勢明顯。新民洲氣候溫潤，四季分明。年平均氣溫15.2℃，境內(nèi)冬季多偏西北風(fēng)、夏季多偏東南風(fēng)。規(guī)劃區(qū)主要水體為長江，所轄江段屬感潮河段，規(guī)劃區(qū)內(nèi)地勢平坦，河流溝谷多為西—東向，屬長江水系。地下水資源豐富。新民洲地質(zhì)穩(wěn)定性較好，地貌分區(qū)屬于長江下游沖積平原區(qū)，地貌類型屬長江三角洲平原中的新三角洲平原。

2 研究方法

2.1 主要評價(jià)內(nèi)容與技術(shù)路線

根據(jù)鎮(zhèn)江新民洲規(guī)劃內(nèi)容、各類用地現(xiàn)狀、生態(tài)敏感性以及對文獻(xiàn)回顧分析所得用地類型的要求，將新民洲土地利用類型分為4類，分別為游憩用地、農(nóng)業(yè)用地、居住用地和產(chǎn)業(yè)用地，對4種用地類型分別進(jìn)行適宜性評價(jià)。

技術(shù)路線步驟：首先通過實(shí)地調(diào)查和資料收集，對研究區(qū)進(jìn)行詳盡研究，選取符合研究區(qū)實(shí)際的評價(jià)要素和評價(jià)因子，并用AHP法確定各因子的權(quán)重，利用GIS技術(shù)對評價(jià)因子進(jìn)行整合，最后在GIS系統(tǒng)中對評價(jià)因子進(jìn)行疊加運(yùn)算，得出研究區(qū)的生態(tài)適宜性分布圖，研究技術(shù)路線見圖1。

圖1 土地利用生態(tài)適宜性評價(jià)技術(shù)路線

2.2 評價(jià)指標(biāo)體系

2.2.1 評價(jià)體系確定

建立評價(jià)體系包括兩方面：一是評價(jià)要素及其因子的選擇；二是權(quán)重的確定。目前，國內(nèi)外學(xué)者主要依據(jù)土地利用類型對生態(tài)適宜性的評價(jià)要素進(jìn)行確定。根據(jù)主導(dǎo)性、系統(tǒng)性、可操作性、定量與定性相結(jié)合的原則，借鑒之前學(xué)者研究成果，結(jié)合研究區(qū)實(shí)際，從以下4種主要的用地類型確定土地的生態(tài)適宜性因子。

農(nóng)業(yè)用地（這里指耕地）指供給糧食和蔬菜等農(nóng)產(chǎn)品及其為農(nóng)業(yè)作保障的用地，耕地適宜性評價(jià)用于評定土地進(jìn)行農(nóng)作物種植的適宜性程度［9］。武強(qiáng)等［10］以河北省邱縣農(nóng)業(yè)土地適宜性評價(jià)為例，運(yùn)用GIS技術(shù)和多源信息復(fù)合原理對農(nóng)業(yè)用地的自然、社會屬性進(jìn)行綜合評價(jià)，應(yīng)用層次分析法確定因子對土地適宜性的貢獻(xiàn)率。

產(chǎn)業(yè)用地指工業(yè)用地及配套設(shè)施用地。近年來，我國城市化發(fā)展突飛猛進(jìn)，區(qū)域發(fā)展規(guī)劃亟待完善，區(qū)域生態(tài)適宜性評價(jià)亟須開展。區(qū)域工業(yè)用地生態(tài)適宜性評價(jià)從保護(hù)城市生態(tài)環(huán)境的角度為城市的土地利用提出建議，是城市規(guī)劃方法的有益嘗試和補(bǔ)充［11］。

游憩用地指與旅游活動有關(guān)的用地類型，包括當(dāng)?shù)匚幕z址和不可開發(fā)的濕地生等態(tài)敏感性高的生態(tài)資源。隨著GIS應(yīng)用的不斷深入和擴(kuò)展，GIS的空間分析功能也在旅游資源分布［12］和旅游區(qū)分析規(guī)劃［13］等方面的應(yīng)用也日趨廣泛。梁紅玲等［14］以長沙市為例，采用模糊層次分析法確定評價(jià)因子權(quán)重，并在GIS技術(shù)的支持下，從空間上對其旅游開發(fā)的生態(tài)適宜性進(jìn)行了綜合評價(jià)。

居住用地指居住用地及居住配套設(shè)施用地。鄭文發(fā)等［15］以上海市奉賢區(qū)為例，綜合考慮自然環(huán)境，土地利用和服務(wù)設(shè)施等因素，建立評價(jià)指標(biāo)體系，對奉賢區(qū)的城鎮(zhèn)居住區(qū)進(jìn)行適宜性評價(jià)。朱雪欣等［16］利用GIS的空間分析和統(tǒng)計(jì)功能，根據(jù)影響農(nóng)村居民點(diǎn)區(qū)位的自然、社會、經(jīng)濟(jì)和環(huán)境因素的適宜分值，利用最小限制因子方法，將佛岡縣農(nóng)村居民點(diǎn)劃分為城鎮(zhèn)轉(zhuǎn)化型、城鄉(xiāng)聯(lián)合型、發(fā)展型、限制發(fā)展型和遷棄型5種整理。為農(nóng)居整理活動提供科學(xué)依據(jù)。

在選擇評價(jià)要素的基礎(chǔ)上，對評價(jià)因子進(jìn)行了刪選，主要有：商服繁華度、特色防護(hù)林、環(huán)境質(zhì)量、旅游資源、可達(dá)性、地形起伏（包括坡度和高程）、灌溉保證度、土壤質(zhì)量、土地利用、配套設(shè)施、綠地、風(fēng)向、物流運(yùn)輸、港區(qū)和保護(hù)區(qū)等15個評價(jià)因子。對評價(jià)因子的選擇，原則上應(yīng)盡可能全面地反映對各類用地生態(tài)適應(yīng)性的影響因素，但在實(shí)際的操作中，有些具體因素常常會受到數(shù)據(jù)可獲取性的限制。

2.2.2 指標(biāo)權(quán)重的確定

權(quán)重值把握的準(zhǔn)確與否決定著評價(jià)結(jié)果的科學(xué)性與合理性，是土地生態(tài)適宜性評價(jià)的關(guān)鍵。對此，通過層次分析法（AHP）確定評價(jià)因子權(quán)重，對區(qū)域土地的生態(tài)適宜性進(jìn)行評價(jià)。建立層次結(jié)構(gòu)模型，構(gòu)造土地生態(tài)適宜性因子兩兩判斷矩陣，以問卷的方式，邀請多位專家對評價(jià)體系中各指標(biāo)用標(biāo)度方法進(jìn)行兩兩比較打分，并采用層次分析法求得判斷矩陣的特征向量和特征值，再計(jì)算各評價(jià)因子的權(quán)重。

具體步驟為：首先將專家打分的判斷矩陣按列歸一化。

再對按列歸一化的矩陣再按行求和。

然后將向量歸一化，得到特征向量，也就是求得評價(jià)因子的權(quán)重。

最后通過一致性檢驗(yàn)來判斷所確定的權(quán)重值是否接近客觀實(shí)際。通過該種判，能夠在一定程度上緩解傳統(tǒng)的專家打分法確定權(quán)重值的主觀性。具體檢驗(yàn)方法如下。

首先計(jì)算最大特征向量。

＊（Aω）i表示向量Aω的第i個分量

通過查詢平均隨機(jī)一致性指標(biāo)R.I.，并結(jié)合計(jì)算一致性指標(biāo)C.I.，來演算進(jìn)行檢驗(yàn)其一致性檢驗(yàn)C.R.（consistency ratio）

當(dāng)C.R.＜0.1時(shí)，認(rèn)為判斷矩陣的一致性是可以接受的。通過上述運(yùn)算，最終得到的土地的生態(tài)適宜性評價(jià)量化指標(biāo)與因子權(quán)重（表1）。

表1 土地的生態(tài)適宜性評價(jià)量化體系

續(xù)表

從表1可以看出，全部的量化指標(biāo)與因子權(quán)重檢驗(yàn)結(jié)果小于0.1，全部通過檢驗(yàn)。

2.2.3 地圖疊加的評價(jià)方法

對單一用地類型的生態(tài)適宜性評價(jià)時(shí)運(yùn)用了GIS技術(shù)平臺。首先將各生態(tài)因子的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)用評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行定量化處理，確定評價(jià)因子適宜度屬性值；再將各專題地圖，如土地利用現(xiàn)狀圖、城市污染區(qū)和工業(yè)區(qū)位置示意圖、儲備用地示意圖、高程圖、坡度圖、城市交通圖和城市水系分布圖等信息錄入，經(jīng)校準(zhǔn)后使其成為具有地理坐標(biāo)的底圖；然后將各個圖層進(jìn)行數(shù)字化，并將評價(jià)因子屬性值輸入底圖屬性數(shù)據(jù)庫，生成矢量格式的適宜性評價(jià)的各因子圖；最后將適宜性評價(jià)因子圖經(jīng)過緩沖區(qū)處理、柵格化處理生成柵格格式的各用地類型適宜度分布圖。這里通常將用地類型適宜程度分為若干的等級，并分別賦值，綠色區(qū)域?yàn)檫m宜度強(qiáng)的地區(qū)，紅色區(qū)域?yàn)榛静贿m宜地區(qū)。

3 適宜性評價(jià)結(jié)果與分析

3.1 游憩適宜性評價(jià)

游憩適宜性最強(qiáng)的地區(qū)主要在北部新民河邊的特色防護(hù)林、青春河?xùn)|部的整塊綠地林地、興港路與長江間水系環(huán)繞的濕地緩沖區(qū)；最弱的主要分布在西邊的工業(yè)和中心的商服設(shè)施等緩沖區(qū)內(nèi)；中等適宜的區(qū)域集中在青春河、北京河、朝陽河和新民河包圍起來的耕地區(qū)和零散的農(nóng)場、樹林、大棚和有機(jī)稻田等緩沖區(qū)。因游憩用地其生態(tài)脆弱性的特點(diǎn)，故需加以保護(hù)。

3.2 農(nóng)業(yè)適宜性評價(jià)

最適宜農(nóng)業(yè)發(fā)展的地區(qū)主要分布在興港路以北和特色防護(hù)林以南地區(qū)，主要分布在紅旗村周邊。農(nóng)業(yè)適宜性最強(qiáng)的地區(qū)，基本與游憩適應(yīng)性中等的地區(qū)一致，其適宜性中等的地區(qū)也分布于游憩適宜性較好的區(qū)域，而最弱的地區(qū)除游憩適宜性較弱地區(qū)，不僅有西南部的臨港工業(yè)區(qū)，還有提防、道路和市政基礎(chǔ)設(shè)施等。

3.3 居住適宜性評價(jià)

居住適宜性最強(qiáng)的地區(qū)集中在新民洲青春河、朝陽河和北京河兩兩相交處，橫港路與通港路交叉的十字區(qū)內(nèi)，這片區(qū)域，水系發(fā)達(dá)，道路便捷；其也是新民洲商業(yè)服務(wù)業(yè)最發(fā)達(dá)地區(qū)，市政服務(wù)設(shè)施最為完備的地區(qū)。以此處為中心，居住適宜度向四周遞減，新民洲西部由于有臨港工業(yè)區(qū)，故較不適宜居住。

3.4 產(chǎn)業(yè)適宜性評價(jià)

新民洲臨長江，水系較為發(fā)達(dá)，產(chǎn)業(yè)定位以臨港產(chǎn)業(yè)為主，在產(chǎn)業(yè)適宜性評價(jià)要素及因子權(quán)重充分考慮風(fēng)向、交通通達(dá)性以及保護(hù)區(qū)范圍，而且要充分尊重土地利用現(xiàn)狀和之前總體規(guī)劃，因此，產(chǎn)業(yè)用地適宜區(qū)主要集中于下風(fēng)向的臨江岸線的西部；且產(chǎn)業(yè)適宜性最強(qiáng)的地區(qū)是游憩、農(nóng)業(yè)、居住適宜性都較差的地區(qū)；產(chǎn)業(yè)適宜性最弱的地區(qū)主要是濕地、農(nóng)用地和居住區(qū)適宜性最好的地區(qū)。

最后利用“Raster calculator”功能，并增加以上4類用地的適宜度特征，對評價(jià)要素柵格進(jìn)行疊加分析，對新民洲的土地開發(fā)利用進(jìn)行綜合評判。

新民洲北部與揚(yáng)州交接處分布有特色防護(hù)林，東南部地區(qū)水域相間，是具有生物多樣性特征的濕地，臨近國家重點(diǎn)保護(hù)的豚類保護(hù)區(qū)，不適合人為高強(qiáng)度開發(fā)，適宜游憩用地進(jìn)行規(guī)劃。在青春河以西，農(nóng)業(yè)適宜性相對較好，可進(jìn)行生態(tài)高效農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，可以主要以大棚菜地和有機(jī)稻田等其他形式開展生產(chǎn)經(jīng)營，北京河以東是整片基本農(nóng)田，也可劃定為農(nóng)業(yè)用地片區(qū)。另外，為促進(jìn)節(jié)約集約用地，居民點(diǎn)應(yīng)在公共基礎(chǔ)設(shè)施周圍集聚，故劃定新民洲青春河、朝陽河和北京河兩兩相交處，劃定為居住用地片區(qū)。長江與興港路西側(cè)是產(chǎn)業(yè)適宜性較強(qiáng)，主要依靠長江在新民洲段的港口，適宜發(fā)展臨港工業(yè)，以江濱港口產(chǎn)業(yè)為導(dǎo)向的工業(yè)片區(qū)在此發(fā)展不僅得天獨(dú)厚，于生態(tài)角度出發(fā)的適宜性也最好。

4 結(jié)論與討論

對城市建設(shè)用地的生態(tài)適宜性評價(jià)是科學(xué)合理用地的前提，應(yīng)用GIS技術(shù)和土地適宜性評價(jià)方法，對鎮(zhèn)江市新民洲的游憩用地、農(nóng)業(yè)用地、居住用地和產(chǎn)業(yè)用地4種用地類型，從一個較為客觀的角度，進(jìn)行了規(guī)劃區(qū)的土地利用適宜性評價(jià)，可以減少決策失誤，造成城市生態(tài)環(huán)境的破壞。本研究中所提出的采用多因子綜合評價(jià)方法，綜合考慮商服繁華度、環(huán)境質(zhì)量、旅游資源、可達(dá)性、灌溉保證度、土地利用、配套設(shè)施、風(fēng)向、物流運(yùn)輸和港區(qū)等因子，使評價(jià)結(jié)果更加可靠，運(yùn)用系統(tǒng)復(fù)雜性的多層次權(quán)重分析法，提高了評價(jià)的效率，并將評價(jià)結(jié)果以圖形方式直觀的表現(xiàn)出來，為今后新民洲的土地利用規(guī)劃的制定和實(shí)施提供了決策依據(jù)。

在實(shí)際操作中，雖然一致性檢驗(yàn)在一定程度上緩解了專家賦值打分的主觀性，但也不能完全避免，這是人為干擾因素之一；基于GIS技術(shù)的土地生態(tài)適宜性評價(jià)方法在資料獲取上，還可能做到更為詳盡。如獲取的資料越翔實(shí)，則可增加的評價(jià)要素和評價(jià)因子就越多，所得出的結(jié)論就越接近實(shí)際；在適宜性分區(qū)整合方面，需和目前規(guī)劃相一致，適宜性分區(qū)圖只是在大的框架上對各用地類型進(jìn)行劃分，在操作中還要結(jié)合實(shí)際；關(guān)于城市生態(tài)規(guī)劃的指標(biāo)，缺乏一個統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，很難提出一套完整的評價(jià)要素和評價(jià)因子標(biāo)準(zhǔn)，來對城市土地的生態(tài)適宜性進(jìn)行評價(jià)。

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