褚艷玲 陳義 楊道運(yùn) 吳鋒 黃威文

摘要根據(jù)河源市生態(tài)本底特色，將研究區(qū)劃分為極敏感區(qū)、高敏感區(qū)、中敏感區(qū)、輕敏感區(qū)、不敏感區(qū)5個(gè)等級(jí)，從建設(shè)用地適宜性、水安全與雨洪安全、生物多樣性安全三大方面選取了8個(gè)具有代表性的因子，采取層次分析法（AHP）、多因子加權(quán)疊加算法、取最大值法，結(jié)合GIS空間分析技術(shù)，對(duì)生態(tài)敏感性進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。結(jié)果表明，5個(gè)敏感等級(jí)面積比重分別為25.98%、33.84%、12.78%、19.76%、7.63%。并在生態(tài)敏感性分析的基礎(chǔ)上，提出了生態(tài)功能區(qū)劃建議，為城市規(guī)劃、生態(tài)控制線劃定等提供科學(xué)依據(jù)。

關(guān)鍵詞生態(tài)敏感性；生態(tài)功能區(qū)劃；河源市

中圖分類號(hào)S181.3文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A文章編號(hào)0517-6611（2017）11-0067-05

AbstractAccording to ecological background characteristics of the Heyuan City was divided into 5 grades，including extremely sensitive zone，high sensitive zone，middle sensitive zone，sensitive zone，nonsensitive zone.Considering of three aspects from the construction land suitability，water and rain safety，biological diversity，8 representative factors were selected.Using analytic hierarchy process （AHP），multi factor weighted superposition algorithm，maximum value method，and GIS spatial analysis technology，the ecological sensitivity evaluation map was obtained.The proportions of the 5 sensitive zone were 25.98%，33.84%，12.78%，19.76%，7.63%，respectively.On the basis of ecological sensitivity analysis，the suggestions of ecological function region were put forward，which can provide scientific basis for urban planning and ecological control line.

Key wordsEcological sensitivity；Ecological function region；Heyuan City

生態(tài)敏感性是指生態(tài)系統(tǒng)對(duì)人類活動(dòng)干擾和自然環(huán)境變化的反映程度，說(shuō)明發(fā)生區(qū)域生態(tài)環(huán)境問(wèn)題的難易程度和概率大小[1]。生態(tài)敏感性評(píng)價(jià)分析實(shí)質(zhì)上是對(duì)現(xiàn)狀自然環(huán)境背景下潛在的生態(tài)環(huán)境問(wèn)題進(jìn)行明確辨識(shí)，并將其落實(shí)到具體的空間區(qū)域。敏感性高的區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)容易受損，應(yīng)該是生態(tài)環(huán)境保護(hù)和恢復(fù)建設(shè)的重點(diǎn)，也是人為活動(dòng)受限或者禁止地區(qū)。將生態(tài)敏感性評(píng)價(jià)分析應(yīng)用于不同尺度、不同地域的資源環(huán)境研究已經(jīng)成為生態(tài)學(xué)和地理學(xué)的研究熱點(diǎn)，而將生態(tài)敏感性評(píng)價(jià)分析應(yīng)用于生態(tài)功能區(qū)劃、生態(tài)控制線劃定也正成為一種趨勢(shì)。目前，歐陽(yáng)志云等[1-4]從宏觀尺度對(duì)全國(guó)、省域及流域的生態(tài)敏感性空間差異及等級(jí)區(qū)劃進(jìn)行了研究；陶星名等[5-9]從中觀尺度對(duì)地市級(jí)別的地域生態(tài)敏感性進(jìn)行了評(píng)價(jià)；尹海偉等[10-15]對(duì)地市以下尺度的區(qū)域性生態(tài)敏感性進(jìn)行了分析。這些研究多集中于某一生態(tài)問(wèn)題上，缺乏對(duì)多種生態(tài)問(wèn)題的綜合研究；評(píng)價(jià)方法多為多因子加權(quán)疊加算法[16-17]或取最大值法[9]，缺乏對(duì)2種方法的融合。筆者采用多因子加權(quán)疊加算法和取最大值法相結(jié)合的方法，從城市建設(shè)用地適宜性、水安全與雨洪安全、生物多樣性安全3個(gè)維度選取多個(gè)因子，開(kāi)展河源市生態(tài)敏感性評(píng)價(jià)分析，以期為河源市生態(tài)控制線規(guī)劃、生態(tài)功能區(qū)劃、城市總體規(guī)劃等編制中生態(tài)用地保護(hù)、土地的合理利用分析提供參考。

1材料與方法

1.1研究區(qū)概況河源市位于廣東省東北部，地處東江中上游、韓江上游和北江上游，地理坐標(biāo)為114°14′～115°36′ E，23°10′～24°27′ N，總面積為1.56萬(wàn)km2，地形以山地、丘陵為主，大部分海拔較低，坡度在30 °以下，宜植面積占90%以上。轄區(qū)內(nèi)水資源豐富，素有“粵東寶庫(kù)”之稱，擁有華南第一大水庫(kù)——新豐江水庫(kù)，東江自北向南斜穿而過(guò)，流經(jīng)河源段長(zhǎng)254 km，占東江全長(zhǎng)的45.5%，是東江下游地區(qū)的飲用水源地；境內(nèi)滿目青翠，綠水長(zhǎng)流，空氣清凈，環(huán)境優(yōu)美，被譽(yù)為東江河畔的“綠色明珠”。

1.2基礎(chǔ)資料及研究方法基礎(chǔ)資料包括河源市域范圍內(nèi)的自然、地質(zhì)、社會(huì)經(jīng)濟(jì)現(xiàn)狀的文字和圖件資料；1∶10 000地形圖；2016年度河源市Landsat 8（15 m×15 m）遙感影像；30 m×30 m柵格的市域范圍高程圖以及經(jīng)矢量化的行政邊界、河流、水庫(kù)等GIS工程文件。研究方法包括遙感解譯、層次分析法（AHP）、多因子加權(quán)疊加算法、最大值方法、基于GIS地理信息技術(shù)的空間分析法。

1.3生態(tài)敏感因子選擇影響生態(tài)敏感性的因子隨研究區(qū)域和研究尺度而不同。歐陽(yáng)志云等[1]在對(duì)我國(guó)生態(tài)環(huán)境敏感性劃分研究中選用了氣候、地形、土壤、地表覆蓋度等因子；張偉等[18]在山地城市生態(tài)敏感性研究中，根據(jù)山地城市生態(tài)空間特征，選取了坡度、高程、植被覆蓋度、地質(zhì)災(zāi)害、河流水庫(kù)緩沖區(qū)5個(gè)因子。由于生態(tài)敏感性通常是生態(tài)系統(tǒng)受到多因子共同作用而呈現(xiàn)出的抗干擾能力，往往需要定性和定量方法相結(jié)合來(lái)評(píng)價(jià)；同時(shí)生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)具有綜合性和復(fù)雜性特點(diǎn)，生態(tài)敏感性指標(biāo)選取不宜過(guò)細(xì)，否則難免交叉重疊[19]。為減小指標(biāo)之間的相關(guān)性，并考慮指標(biāo)的可獲得性，結(jié)合河源市山地地形地貌及河流特征，根據(jù)區(qū)域特殊性、綜合性、代表性原則，從建設(shè)用地適宜性、水安全與雨洪安全、生物多樣性安全3個(gè)方面選取高程、坡度、土地利用覆蓋類型、主要河流緩沖區(qū)、飲用水源保護(hù)區(qū)、易澇區(qū)、植被覆蓋指數(shù)、物種棲息地適宜性8個(gè)具有代表性的因子作為AHP二級(jí)指標(biāo)層要素。

1.4評(píng)價(jià)指標(biāo)體系構(gòu)建依據(jù)國(guó)家有關(guān)生態(tài)功能區(qū)劃工作生態(tài)敏感性指標(biāo)體系分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，參照國(guó)家制定和頒布的有關(guān)環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)與設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)參考有關(guān)省區(qū)生態(tài)環(huán)境質(zhì)量指標(biāo)分級(jí)、評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)，將單因子分為5個(gè)等級(jí)，其中9為極敏感、7為高度敏感、5為中度敏感、3為輕度敏感和1為不敏感。各因子具體劃分標(biāo)準(zhǔn)如下：

1.4.1高程。河源市地形起伏多變，地勢(shì)屬于羅浮山脈，境內(nèi)峰巒重疊，海拔千米以上的山峰有近100座，黃牛石頂海拔1 430 m，為全市最高峰。因此在分級(jí)體系中高程以100、150、300、500 m作為分級(jí)界點(diǎn)。

1.4.2坡度。河源市山地占53%，丘陵占36%，谷地和平原占11%。山地、丘陵大部分海拔較低，坡度在30 °以下，結(jié)合《水土保持綜合治理規(guī)劃通則（GB/T 15772—2008）》中的分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，以5 °、10 °、15 °、20 °作為分級(jí)界點(diǎn)。

1.4.3土地覆蓋類型。根據(jù)河源市國(guó)土資源二調(diào)數(shù)據(jù)，結(jié)合河源市實(shí)際用地特征，將有林地、其他林地、灌木林地、沼澤、風(fēng)景名勝及特殊用地劃分為極敏感區(qū)，河流水面、坑塘水面、水田、水澆地、內(nèi)陸灘涂、其他草地、水利建設(shè)用地為高度敏感區(qū)，果園、旱地、茶園為中度敏感區(qū)，裸土地、采礦用地為輕度敏感區(qū)，其他建設(shè)用地為不敏感區(qū)。

1.4.4主要河流緩沖區(qū)。河源市水資源豐富，有“深港水塔”之美譽(yù)，東江是河源市最大的河流，全市87.5%的地域?qū)儆谠摿饔颉Ｐ仑S江是東江水系最大支流，位于右岸，干流長(zhǎng)163 km。筆者結(jié)合河源市主要河流水系分布特征，分別將東江、新豐江等河道緩沖區(qū)域以100、200、300、500 m作為分界點(diǎn)。

1.4.5飲用水源保護(hù)區(qū)。根據(jù)《河源市環(huán)境保護(hù)規(guī)劃（2007—2020）》，將目前已劃定和規(guī)劃的一級(jí)水源保護(hù)區(qū)、二級(jí)水源保護(hù)區(qū)等納入極敏感區(qū)。其緩沖區(qū)域分別以100、200、300、400 m作為分界點(diǎn)。

1.4.6易澇區(qū)。河源市東西兩側(cè)為山體，東江兩岸地勢(shì)平坦，導(dǎo)致因地形形成的洼地?cái)?shù)量多、分布廣，當(dāng)暴雨天氣持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)時(shí)，容易因洼地溢流形成地表徑流，從而匯流至東江流域，導(dǎo)致沿途洪澇災(zāi)害的發(fā)生；特別是東江沿岸建成區(qū)為洪澇災(zāi)害重災(zāi)區(qū)。該研究基于DEM數(shù)據(jù)，通過(guò)GIS平臺(tái)徑流模擬模型，模擬河源市匯流集雨區(qū)，即低洼地。并根據(jù)低洼地大小及形成地表徑流的難易程度，將≥2 000 m2的洼地面積納入極敏感區(qū)域。

1.4.7植物覆蓋指數(shù)。采用NDVI指數(shù)來(lái)揭示河源市植被生長(zhǎng)狀況的空間差異。NDVI指數(shù)是表征綠色植被的相對(duì)豐度和活性的輻射量值，可簡(jiǎn)單地通過(guò)不同遙感光譜波段間的線性和非線性組合計(jì)算獲得。該研究根據(jù)河源市植被特征，以NDVI指數(shù)分別為10%、20%、30%、35%作為分界點(diǎn)。

1.4.8物種棲息地適宜性。選取國(guó)家二級(jí)保護(hù)物種白鷺作為指示種。白鷺?lè)植加谖覈?guó)南方、臺(tái)灣及海南島，河源市新豐江水庫(kù)、東江沿岸、水稻田、溪流等地附近均有發(fā)現(xiàn)。通過(guò)距水源距離、海拔高度、距建成區(qū)距離3個(gè)指標(biāo)，開(kāi)展白鷺棲息地適宜性評(píng)價(jià)。根據(jù)河源市白鷺記錄分布，結(jié)合該物種習(xí)性，將水源距離分別以500、1 000 m作為分界點(diǎn)，劃分為3個(gè)等級(jí)；海拔高度以100 m為分界點(diǎn)，劃分為2個(gè)等級(jí)；距建成區(qū)距離分別以1 000、2 000、4 000 m為分界點(diǎn)，劃分為4個(gè)等級(jí)。

1.5指標(biāo)因子權(quán)重確定該研究根據(jù)各因子對(duì)影響生態(tài)敏感性的相對(duì)重要程度進(jìn)行權(quán)重賦值，對(duì)生態(tài)敏感性影響較大的因子賦予較大的權(quán)重。為確保評(píng)價(jià)因子權(quán)重的科學(xué)性和準(zhǔn)確性，運(yùn)用層次分析法（AHP）對(duì)各層指標(biāo)的相對(duì)重要性進(jìn)行兩兩比較和判斷，并保持判斷矩陣的一致性，最后得出各個(gè)指標(biāo)的權(quán)重值，具體步驟如下：

1.5.1構(gòu)造判斷矩陣。判斷矩陣表示針對(duì)上一層次中的某元素而言，判定該層次中各有關(guān)元素相對(duì)重要性的狀況。AHP法在對(duì)指標(biāo)的相對(duì)重要性進(jìn)行評(píng)判時(shí)，引入了九分位的比例標(biāo)度，對(duì)元素進(jìn)行兩兩比較（表1）。

1.5.2因子權(quán)重計(jì)算。按照標(biāo)度方法，兩兩元素相互比較；為確保評(píng)價(jià)因子權(quán)重的科學(xué)性和準(zhǔn)確性，運(yùn)用層次分析法對(duì)各層指標(biāo)的相對(duì)重要性進(jìn)行兩兩比較、判斷，最后得出各個(gè)指標(biāo)的權(quán)重值及同一層各因素相對(duì)于上一層某因素相對(duì)重要性的權(quán)重。

在對(duì)各因子進(jìn)行權(quán)重計(jì)算前，先進(jìn)行一致性檢驗(yàn)：CI=λmax-n1n-1；一致性比例：CR=CI/RI，其中RI為平均隨機(jī)一致性指標(biāo)（表2）。根據(jù)計(jì)算，所有判斷矩陣的CR≤0.1，滿足一致性檢驗(yàn)。具體各因子權(quán)重分析結(jié)果見(jiàn)表3。

2結(jié)果與分析

2.1建設(shè)用地適應(yīng)性評(píng)價(jià)基于地形及土地覆蓋類型資料，采用多因子加權(quán)疊加算法，識(shí)別具有較高建設(shè)風(fēng)險(xiǎn)或建設(shè)成本極高的地區(qū)，禁止相關(guān)建設(shè)活動(dòng)，保障建設(shè)安全與效率。具體評(píng)價(jià)方法如下：

式中，Wi表示生態(tài)因子i在區(qū)域建設(shè)用地適宜性評(píng)價(jià)中的權(quán)重；Bi表示第i個(gè)生態(tài)因子敏感度評(píng)價(jià)值；Si表示區(qū)域建設(shè)用地適宜性綜合評(píng)價(jià)值。

根據(jù)GIS空間疊加分析，得到建設(shè)用地適宜性極敏感區(qū)面積為3 304.76 km2，占區(qū)域總面積的21.18%；高敏感區(qū)面積為3 739.41 km2，占23.97%；中敏感區(qū)面積為2 340.50 km2，占15.00%；輕敏感區(qū)面積為4 106.06 km2，占26.32%；不敏感區(qū)面積為2 111.99 km2，占13.54%（圖1）。其中，極高敏感和高敏感主要分布于西北部連平縣、和平縣西北部、紫金縣北部、龍川縣南部等山地地帶；中敏感和輕敏感主要分布于和平縣西南部、龍川縣東部、紫金縣東部等丘陵地帶；不敏感區(qū)域主要分布于江東新區(qū)—東源縣南部—龍川縣西南部谷地地帶、中部東源縣與連平縣交界段平原地帶、源城區(qū)平原地帶，呈現(xiàn)聚集帶狀和片狀分布的特點(diǎn)。

2.2水安全與雨洪安全評(píng)價(jià)基于河流緩沖區(qū)、飲用水源水源涵養(yǎng)分析及內(nèi)澇點(diǎn)分析，構(gòu)建市域水安全與雨洪格局。經(jīng)多因子加權(quán)疊加計(jì)算和GIS空間疊加分析，得到水安全與雨洪安全極敏感區(qū)面積為1 042.81 km2，占區(qū)域總面積的6.68%；高敏感區(qū)面積為172.79 km2，占1.11%；中敏感區(qū)面積為269.11 km2，占1.72%；輕敏感面積為256.51 km2，占1.64%；不敏感區(qū)面積為13 861.50 km2，占88.88%（圖2）。其中極敏感和高敏感區(qū)主要分布于新豐江飲用水源保護(hù)區(qū)、東江沿岸、東江及新豐江沿岸低洼地等；中敏感和輕敏感區(qū)主要分布于飲用水源保護(hù)和主要河流沿岸周邊；不敏感區(qū)域分布于除主要飲用水源、河流緩沖區(qū)以外區(qū)域。

2.3生物多樣性安全評(píng)價(jià)基于植物覆蓋指數(shù)和物種棲息地適應(yīng)性評(píng)價(jià)，構(gòu)建生物多樣性保護(hù)格局。經(jīng)多因子加權(quán)疊加計(jì)算和GIS空間疊加分析，得到生物多樣性安全極敏感區(qū)面積為670.52 km2，占區(qū)域總面積的4.30%；高敏感區(qū)面積為2 610.08 km2；占16.73%；中敏感區(qū)面積為1 685.28 km2，占10.80%；輕敏感區(qū)面積為10 362.45 km2，占66.41%；不敏感區(qū)面積為274.39 km2，占1.76%（圖3）。其中，極敏感和高敏感區(qū)域主要位于新豐江飲用水源保護(hù)、主要河流沿岸、中部山體等地帶；中敏感和輕敏感區(qū)全市各區(qū)、縣均有分布；不敏感區(qū)主要分布于中心城區(qū)、各縣、鄉(xiāng)鎮(zhèn)等建成區(qū)地帶。

2.4生態(tài)敏感性綜合評(píng)價(jià)由于研究區(qū)各因子的生態(tài)敏感性存在一定程度的差異，多個(gè)因子在進(jìn)行一次加權(quán)求和之后再加權(quán)求和會(huì)在一定程度上導(dǎo)致單因子評(píng)價(jià)結(jié)果之間抵消或放大，加之柵格疊加操作復(fù)雜、運(yùn)算效率低，從而影響區(qū)域綜合生態(tài)敏感性的評(píng)價(jià)結(jié)果，綜合評(píng)價(jià)采用因子加權(quán)疊加的方法進(jìn)行評(píng)價(jià)不太適合。因此，該研究選用影響某地因子的最大值方法，計(jì)算公式如下：

DS=MaxdSi（2）

式中，Ds為生態(tài)敏感性綜合評(píng)價(jià)指數(shù)；dSi為第i個(gè)因子敏感性指數(shù)。

將建設(shè)用地適宜性、水安全與雨洪安全和生物多樣性3個(gè)一級(jí)影響因素的生態(tài)敏感性空間分布經(jīng)GIS空間疊加再取最大值，識(shí)別具有較高生態(tài)保護(hù)價(jià)值的生態(tài)要素，得到河源市生態(tài)敏感性綜合評(píng)價(jià)空間分布情況（圖4）。經(jīng)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析，極敏感區(qū)面積為4 053.48 km2，占區(qū)域總面積的25.98%；高敏感區(qū)面積為5 279.99 km2，占33.84%；中敏感區(qū)面積為1 994.59 km2，占12.78%；輕敏感區(qū)面積為3 083.61 km2，占19.76%；不敏感區(qū)面積為1 191.05 km2，占763%。其中，極敏感和高敏區(qū)主要分布于新港大葉山、新豐江水源林、新豐江飲用水源、桂山大鯢、黃牛石、黃石坳、楓樹(shù)壩、野豬嶂、白溪、雞公嶂、仙女灘、烏禽嶂等自然保護(hù)區(qū)及東江、新豐江等主要河流沿岸；中敏感和輕敏感主要分布于和平縣、龍川縣、紫金縣等丘陵地帶；不敏感區(qū)主要分布于東源縣與連平縣交界、東江及新豐江沿岸、紫金縣秋香江沿岸等平原帶。

3討論與結(jié)論

根據(jù)《河源市土地利用規(guī)劃》（2006—2020年）、《河源市城市總體規(guī)劃》（2008—2020年）等，河源市禁止開(kāi)發(fā)區(qū)面積為3 419.94～8 415.00 km2；截至2020年，建設(shè)用地控制規(guī)模在958～970 km2（表4、5）。因此，通過(guò)河源市生態(tài)敏感性綜合評(píng)價(jià)分析，結(jié)合河源市相關(guān)規(guī)劃，考慮未來(lái)城市發(fā)展彈性，建議將極敏感區(qū)域和高敏感區(qū)域納入禁止開(kāi)發(fā)區(qū)，面積為9 333.47 km2，占市域面積為59.82%；中敏感和輕敏感區(qū)域納入限制開(kāi)發(fā)區(qū)，面積為5 078.20 km2，占32.55%；不敏感區(qū)域納入優(yōu)先開(kāi)發(fā)區(qū)，面積1 191.05 km2，占7.63%。禁止開(kāi)發(fā)區(qū)屬于脆弱的生態(tài)功能區(qū)，系統(tǒng)穩(wěn)定性極差，易受人為破壞且很難恢復(fù)，該類區(qū)域應(yīng)重點(diǎn)保護(hù)；限制開(kāi)發(fā)區(qū)為較為脆弱的生態(tài)功能區(qū)，對(duì)外界干擾活動(dòng)具有一定的抵抗能力，較易遭受人為干擾，該類區(qū)域可以作為發(fā)展過(guò)渡區(qū)，可在科學(xué)指

導(dǎo)下進(jìn)行適度的開(kāi)發(fā)利用；優(yōu)先開(kāi)發(fā)區(qū)系統(tǒng)穩(wěn)定性較好，外部的干擾對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響不大，可進(jìn)行強(qiáng)度較大的開(kāi)發(fā)利用。

該研究在層次分析法（AHP）、GIS空間疊加法的基礎(chǔ)上，采用多因子加權(quán)疊加算法和取最大值法相結(jié)合的方法，選取體現(xiàn)河源市生態(tài)本底特色的3個(gè)一級(jí)指標(biāo)共8個(gè)單因子對(duì)該地區(qū)生態(tài)敏感性進(jìn)行評(píng)價(jià)分析，操作方法簡(jiǎn)單高效，避免了柵格疊加操作復(fù)雜、運(yùn)算效率低等缺點(diǎn)，評(píng)價(jià)結(jié)果符合相關(guān)規(guī)劃控制目標(biāo)，可作為河源市生態(tài)控制線劃定、生態(tài)功能區(qū)劃、生態(tài)安全格局構(gòu)建、環(huán)境保護(hù)規(guī)劃等依據(jù)。

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