陳延輝，楊 柳，汪 偉

（1.平頂山學院 資源與環(huán)境科學學院，河南 平頂山 467002；2.中南大學 地球科學與信息物理學院，湖南 長沙 410083）

隨著城市化進程的加快，建設用地的需求越來越大。土地作為一種稀缺資源在城市發(fā)展中起著至關重要的作用。盲目的城市擴張，不僅會造成土地資源的浪費，還會導致土地生態(tài)環(huán)境的退化。土地生態(tài)適宜性評價可以為城市規(guī)劃的用地發(fā)展策略、功能布局和生態(tài)功能分區(qū)等提供科學依據(jù)[1]。它最早是由美國景觀建筑師麥克哈格于1960年提出，目前在我國城市規(guī)劃、土地利用規(guī)劃中已有廣泛的應用。國內外有諸多學者針對不同區(qū)域的土體生態(tài)適宜性進行了研究[2-19]，但在生態(tài)適宜性指標體系選取方面存在所選因子不全面或等權重或憑個人主觀臆斷直接賦權重等片面性。本文針對煤炭型資源城市轉型期的特點，采用層次分析法來確定權重，并利用TM遙感影像快速準確地提取多種生態(tài)環(huán)境方面的基礎信息，再利用GIS平臺建立不同生態(tài)因子的數(shù)據(jù)庫，使評價過程可以動態(tài)輸入修改該信息，評價結果更加準確可靠。

1 研究區(qū)概況

平頂山市位于河南省中南部，西靠伏牛山，東接黃淮平原，東經112°14′～113°41′，北緯33°08′～34°20′。境內西高東低，呈階梯狀遞降，海拔最高2 153 m，最低68.5 m；東西長150 km，南北寬140 km，面積約為7 882 km2。平頂山市是以能源、原材料工業(yè)為主體，煤炭、電力、鋼鐵、紡織、化工等工業(yè)綜合發(fā)展的新興工業(yè)城市。平頂山市屬于典型的煤炭型工業(yè)城市[20]，在平頂山市工業(yè)產值中, 煤炭及其相關產業(yè)占有 45%以上的比重。平頂山市區(qū)西高東低，屬丘陵平原地貌。土地利用依地形變化呈現(xiàn)出由山丘多林草地向平原耕地園地過渡的特點，其中有白鷺洲生態(tài)濕地公園為市區(qū)主要的塌陷沉降區(qū)。在城市建設上，分為老城區(qū)和新城區(qū)，兩者之間為區(qū)域廣大的城鄉(xiāng)結合部。市區(qū)北部低山丘陵區(qū)有20余對礦井，在礦井分布地區(qū)已形成礦區(qū)建設區(qū)。市區(qū)西南的新城區(qū)有平頂山市應用水源地——白龜山水庫，現(xiàn)為河南省省級濕地自然保護區(qū)[21]。

2 研究方法

平頂山作為典型的資源型城市，煤炭開采造成了開采區(qū)大面積塌陷，生態(tài)環(huán)境退化，也影響著建設用地的生態(tài)適宜性。本文根據(jù)平頂山市特點建立指標體系，然后依據(jù)指標體系對平頂山市遙感影像進行分析，得到平頂山市建設用地生態(tài)適宜性評價圖。文中采用平頂山市2009年Landsattm1-7波段的全色遙感影像數(shù)據(jù)進行分析，其中DEM高程數(shù)據(jù)采用的是30 m分辨率的遙感影像。首先對獲得的遙感影像數(shù)據(jù)進行配準和幾何糾正，然后運用ENVI4.5軟件進行遙感數(shù)據(jù)的拼接和裁切，得到平頂山研究區(qū)域的遙感影像圖，再通過相應的遙感影像解譯、不同波段的融合得到相應的數(shù)據(jù)內容。

依據(jù)麥克哈格適宜性評價理論確立的指標體系，可將建設用地劃分成5個不同的適宜性等級：最適宜建設用地、較適宜建設用地、基本適宜建設用地、不適宜建設用和不可用地。將城市建設用地的生態(tài)適宜性影響因素分為自然、社會經濟、生態(tài)安全3個因素。構建了平頂山城市建設用地生態(tài)適宜性的評價指標體系，并分別對各指標給出相應的分類條件（表1）。運用相應的層次分析法軟件（yaahp6.0）進行相應的計算。

表1 建設用地適宜性評價因子等級劃分標準及權重

運用ArcGIS10.0空間分析模塊，對各種因子進行柵格圖層疊加，通過各個因子所占的權重進行GIS的空間疊置分析，從而得到平頂山市建設用地的生態(tài)適宜性評價綜合結果圖。文章采用的柵格像元大小為30 m×30 m，完全達到了所要求的精度。柵格圖層疊加凸顯各因子的貢獻值，綜合疊加的評價方法為：

其中，S是生態(tài)適宜性等級；xi（i=1，2，3，…，n）為評價的一組變量。根據(jù)權重修正法可得到平頂山市建設用地的生態(tài)適宜性評價結果為：

其中，wi為各因子所占的權重，在ArcGIS10.0平臺下利用空間分析的相關模塊進行因子的疊加運算，得到平頂山市的多因子加權評價結果。采用K-means聚類分析法，依據(jù)上文約定的狀態(tài)將土地適宜性狀況分為5個不同的等級，得到如圖1所示的單因子評價圖。

圖1 單因子評價圖

在Arc GIS 10.0平臺下，利用其空間分析模塊按照公式及相應因子分值和權重值進行疊加分析，得到平頂山市的多因子加權疊加的綜合適宜性評價值，如圖2所示。城鎮(zhèn)建設用地生態(tài)適宜性綜合評價各適宜性等級的面積統(tǒng)計見表2。

圖2 平頂山建設用地適宜性因子疊加圖

表2 建設用地適宜性不同等級面積及比例

3 結果與分析

第一類區(qū)域為很適宜用地，一般為地質條件較好、地形相對較為平緩、水源較為充足的河流下游區(qū)域，主要分布在平頂山中部和西部。高程、坡度、坡向以及交通狀況均具有先天優(yōu)勢，此區(qū)域占平頂山市面積的29.01%左右，是適宜建設的優(yōu)勢區(qū)域，但也是極易受到環(huán)境威脅的區(qū)域。第二類區(qū)域為較為適宜的區(qū)域，該區(qū)域的優(yōu)勢不及第一類區(qū)域明顯，地形坡度一般在8°～16°之間，比較靠近東部山區(qū)或者地形較為破碎的區(qū)域，該區(qū)域適合城市的邊緣化建設，不適宜發(fā)展聚集度高的城鎮(zhèn)。該區(qū)域占據(jù)平頂山總面積的13.53%左右。第三類用地為生態(tài)緩沖區(qū)，該區(qū)域主要分布于水源邊界，環(huán)境較好，占據(jù)平頂山總面積的14.71%左右。平頂山的生態(tài)緩沖邊界主要集中于白龜山水庫2 km緩沖區(qū)以及相應河流兩側。該區(qū)域是有條件限制的建設用地，一般不適宜作為建設或者較大工程項目，可以作為游憩休閑的公園、綠化用地，也適宜作為防護林等建設強度小、人類活動不頻繁的建設用地。第四類用地為不適宜建設區(qū)，該區(qū)域占據(jù)平頂山總面積的16.05%左右，主要特點為地形海拔高度較高或者坡度較大、水源豐盛的地帶以及生態(tài)濕地或者保護區(qū)。該區(qū)域不適宜作為建設用地，在不得已情況下可以進行相應改造來滿足建設需求。第五類為禁建區(qū)，即不能作為建設用地，或者不允許作為建設區(qū)域。該區(qū)域占據(jù)平頂山總面積的26.70%左右，一般為坡度較陡的山體、郁閉度較高的林地、河流湖泊及3等以上的耕地。

針對平頂山市城市建設用地生態(tài)適宜性評價結果，提出以下幾點建議：

1）城市規(guī)劃建設過程中應當加強對整體區(qū)域發(fā)展趨勢的把握，充分利用城市適宜建設的區(qū)域作引導，盡量避免建設過程中環(huán)境的破壞，尤其要充分向最適宜建設用地的區(qū)域進行建設拓展。

2）相關規(guī)劃部門在考慮城市發(fā)展趨勢的過程中，要綜合考慮多種因素。既要滿足城市發(fā)展的需要，又要考慮對平頂山老城區(qū)用地進行相應調整。由于城市建設用地適宜性高低是相對的，不僅受到自然條件的限制，還取決于經濟發(fā)展和科技實力的進步。此外，平頂山城市環(huán)境復雜多樣，對一定時期內區(qū)域的生態(tài)適宜程度會產生一定影響。所以，應當定期對城市建設狀況進行評價，以促進環(huán)境、經濟、社會的協(xié)調發(fā)展。

3）政府部門要加大對生態(tài)脆弱區(qū)域的環(huán)境保護力度，特別是環(huán)白龜山水庫區(qū)和生態(tài)緩沖區(qū)，防止緩沖區(qū)域內環(huán)境的惡化。同時，要制定相關政策來提高區(qū)域居民的生態(tài)意識。

[1]Van Ranst E,Tang H,Groenemans R,et al.Application of Fuzzy Logic to Land Suitability for Rubberproduction in PeninsularThailand[J].Geo-derma,1996,70:1-19

[2]劉貴利.城鄉(xiāng)結合部建設用地適宜性評價初探[J].地理研究,2000,19(1): 80-85

[3]程吉宏,王晶日.區(qū)域環(huán)境影響評價中土地使用生態(tài)適宜性分析[J].環(huán)境保護科學,2002(4): 52-54

[4]李蓉蓉,王學雷.基于GIS的江漢平原湖區(qū)農業(yè)用地適宜性評價[J].華中師范大學學報:自然科學版,2000,34(2): 237-240

[5]焦利民,劉耀林.土地適宜性評價的模糊神經網絡模型[J].武漢大學學報:信息科學版,2004,29(6): 513-516

[6]劉耀林,劉艷芳,夏早發(fā).模糊綜合評判在土地適宜性評價中應用研究[J].武漢測繪科技大學學報,1995,20(1): 71-75

[7]涂平,陳崇成,徐涵秋,等.土地適宜性評價與利用決策支持系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)[J].福州大學學報:自然科學版, 1999,27(5): 114-118

[8]許嘉巍,劉惠清.長春市城市建設用地適宜性評價[J].經濟地理,1999,19(6):101-104

[9]Anderson LT.Seven Methods for Calculating Land Capability Psuitability[R].Planning Advisory Service (PAS),1987

[10]宗躍光,王蓉,汪成剛,等.城市建設用地生態(tài)適宜性的潛力限制性分析[J].地理研究,2007,26(6):1 115-1 120

[11]王愛萍,閆弘文.城鎮(zhèn)土地評估系統(tǒng)發(fā)展特點及展望[J].山東師范大學學報,2008,23(1):91-93

[12]楊樹佳,鄭新奇.基于土地適宜性評價的基本農田布局方法研究[J].山東師范大學學報,2007,22(1):99-102

[13]陳燕飛,杜鵬飛,鄭筱津,等.基于GIS的南寧市建設用地生態(tài)適宜性評價[J].清華大學學報:自然科學版,2006,46(6):801-804

[14]尹海偉,徐建剛.基于GIS的吳江東部地區(qū)生態(tài)敏感性分析[J].地理科學,2006,26(1): 64-69

[15]郭懷成,張振興,于涌.流域土地可持續(xù)利用規(guī)劃方法及應用研究[J].地理研究,2003,22(6):671-679

[16]邱炳文,池天河,王欽敏,等.GIS在土地適宜性評價中的應用與展望[J].地理與地理信息科學,2004,20(5): 20-23,44

[17]黃光宇,陳勇,田玲,等.生態(tài)規(guī)劃方法在城市規(guī)劃中的應用——以廣州科學城為例[J].城市規(guī)劃,1999,23(6):48-51

[18]劉貴利.城鄉(xiāng)結合部建設用地適宜性評價初探[J].地理研究,2000,19(1):80-85

[19]唐宏,盛業(yè)華,陳龍乾.基于GIS的土地適宜性評價中若干技術問題[J].中國土地科學,1999(6):36-38

[20]楚純潔.平頂山市土地利用景觀格局及其穩(wěn)定性分析[J].水土保持研究,2011,18(1):224-227

[21]梁亞紅.資源型城市轉型中的城市化發(fā)展研究——以平頂山市為例[J].三門峽職業(yè)技術學院學報,2008,7(3):31-34