趙曉敏 顧韓 郭楊 黃瑩

摘要基于“綠色發(fā)展”理念，以2014年界首泉河及周邊5個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)的遙感影像及統(tǒng)計(jì)資料為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，確定流域用地敏感因子，利用RS技術(shù)和GIS技術(shù)，對(duì)研究區(qū)土地利用信息進(jìn)行敏感性分析，對(duì)界首市泉河區(qū)域的土地敏感性進(jìn)行評(píng)價(jià)。結(jié)果表明，研究區(qū)內(nèi)大部分區(qū)域?qū)儆谥忻舾袇^(qū)，面積占62.6%，高敏感區(qū)與低敏感區(qū)各占6.7%和18.4%，不敏感區(qū)面積占12.3%。

關(guān)鍵詞生態(tài)敏感性；用地適宜性；用地布局；GIS

中圖分類號(hào)TU98文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A文章編號(hào)0517-6611（2017）26-0071-03

Land Evaluation of Quan River in Jieshou City Based on Sensitive Factors

ZHAO Xiaomin1， GU Han1，2*， GUO Yang3 et al

（Heilongjiang Institute of Science and Technology， Harbin， Heilongjiang 150022；2. Northeast Forestry University， Harbin， Heilongjiang 150040； 3. Harbin University， Harbin， Heilongjiang 150086）

AbstractBased on the development of “green” concept， the article used the remote sensing image in 2014 and statistical data of Quan River and 5 villages， to determine land use sensitive factors， and using RS technology and GIS technology， the sensitivity analysis of the information of land use and sensitivity evaluation to Quan River of Jieshou City were conducted. The results showed that most of the areas belong to the midsensitive and accounted for 62.6%， high ensitive and low sensitive areas accounted for 6.7% and 18.4%， respectively， insensitive area accounts for 12.3%.

Key wordsEcological sensitivity；Land suitability；Land layout；GIS

十八大將生態(tài)文明建設(shè)融入我國(guó)城鎮(zhèn)化進(jìn)程中的各方面和全過程，推動(dòng)生態(tài)環(huán)境和經(jīng)濟(jì)的協(xié)調(diào)發(fā)展。傳統(tǒng)的以土地開發(fā)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展為前提的土地利用評(píng)價(jià)，已難以滿足區(qū)域發(fā)展的需求。以生態(tài)敏感性作為限制條件，展開用地適宜性評(píng)價(jià)，成為促進(jìn)城鎮(zhèn)間生態(tài)經(jīng)濟(jì)協(xié)同發(fā)展的綠色紐帶[1]，可以更加準(zhǔn)確、清楚地為土地開發(fā)利用與生態(tài)資源保護(hù)提供科學(xué)依據(jù)，也能對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和城鎮(zhèn)建設(shè)可能帶來的生態(tài)問題進(jìn)行預(yù)測(cè)。

生態(tài)敏感性評(píng)價(jià)通常包括對(duì)水土流失、集水區(qū)等敏感區(qū)的確定及區(qū)域內(nèi)具有特殊價(jià)值的景觀和生態(tài)系統(tǒng)的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)等[2]，其目的是明確區(qū)域承受外界干擾能力、破壞后自身恢復(fù)能力。

生態(tài)敏感性是區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)健康和穩(wěn)定性的主要表現(xiàn)和評(píng)判方法，敏感程度越大表示環(huán)境受人類活動(dòng)或自然因素破壞的可能性就越大，越不適宜開發(fā)和建設(shè)。

20世紀(jì)60年代，伊恩[3]提出了生態(tài)敏感性評(píng)價(jià)模型，并在大型生態(tài)系統(tǒng)中得以廣泛的應(yīng)用[4]。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，生態(tài)敏感性評(píng)價(jià)對(duì)象和研究方法都趨于多元化[5]。國(guó)內(nèi)關(guān)于生態(tài)敏感性的研究主要集中在水土流失、土地退化、洪澇災(zāi)害等方面[6]，并在城市建設(shè)與規(guī)劃中得到重視[7]。因此，評(píng)價(jià)界首市泉河區(qū)域土地敏感性，提出用地適宜性程度的空間分布，可為區(qū)域的生態(tài)環(huán)境和社會(huì)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展奠定科學(xué)基礎(chǔ)，對(duì)界首市泉河示范帶的生態(tài)規(guī)劃和土地開發(fā)利用具有重要意義[8]。

1研究區(qū)概況與研究方法

1.1研究區(qū)概況

研究區(qū)位于安徽省界首市，屬泉河生態(tài)經(jīng)濟(jì)示范帶的重要區(qū)段，總面積88.2 km2。生態(tài)環(huán)境保護(hù)較好，未見污染源，景觀類型豐富，農(nóng)業(yè)種植形成季節(jié)性景觀。區(qū)域內(nèi)包含5個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)，分別為磚集鎮(zhèn)、顧集鎮(zhèn)、泉陽(yáng)鎮(zhèn)、代橋鎮(zhèn)和舒莊鎮(zhèn)，共41個(gè)行政村，人口約57 678人。居民點(diǎn)分散，無序蔓延，村莊占據(jù)農(nóng)田現(xiàn)象突出，土地利用效率低。

1.2研究方法

1.2.1遙感數(shù)據(jù)預(yù)處理。

1.2.1.1數(shù)據(jù)采集與選擇。

以2014年界首市Landsat-7TM遙感影像作為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，影像選取上遵循云量少、噪音少、分辨率相對(duì)較高的影像選取原則，并對(duì)影像數(shù)據(jù)進(jìn)行輻射校正和幾何校正，以提高分類精度。同時(shí)，結(jié)合安徽省統(tǒng)計(jì)年鑒、阜陽(yáng)市統(tǒng)計(jì)年鑒、界首市統(tǒng)計(jì)年鑒及實(shí)地調(diào)研數(shù)據(jù)、其他統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)和文獻(xiàn)資料作為參考。

1.2.1.2影像數(shù)據(jù)預(yù)處理。

遙感影像不同波段反應(yīng)的光譜特征不同，一般都是單波段組成的，因此，研究前要進(jìn)行波段融合和合成。運(yùn)用ENVI 5.1中的Layer Stacking功能模塊實(shí)現(xiàn)波段融合，考慮到生態(tài)環(huán)境的復(fù)雜性和隨機(jī)性等特點(diǎn)，該研究的數(shù)據(jù)分析和地類提取仍以目視解譯為主，選取最佳波段組合會(huì)在很大程度上提高土地利用分類的精確度。在完成波段融合和最佳波段組合的選取后，對(duì)圖像進(jìn)行裁剪、融合和增強(qiáng)等處理。

1.2.2基于SVM的土地利用信息提取。

參考全國(guó)土地分類標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合界首市級(jí)研究區(qū)內(nèi)各鄉(xiāng)鎮(zhèn)的土地利用和覆蓋特征結(jié)果，將研究區(qū)土地利用類型分為農(nóng)田、基本農(nóng)田、林地、水域、居住用地、道路6類。根據(jù)研究區(qū)的水系和濕地分布特征，結(jié)合紋理特征分析和歸一化植被指數(shù)（NDVI），借助于支持向量機(jī)（SVM）對(duì)研究區(qū)土地利用進(jìn)行分類。

1.2.3生態(tài)敏感因素指標(biāo)選取與數(shù)據(jù)集成整理。

根據(jù)界首市泉河區(qū)域的生態(tài)環(huán)境以及區(qū)域內(nèi)基本農(nóng)田分布和濕地公園、自然保護(hù)區(qū)等生態(tài)限制，選取研究區(qū)生態(tài)敏感性評(píng)價(jià)因子（圖1）。

1.2.3.1植被選取。植被對(duì)于土地的生態(tài)貢獻(xiàn)主要體現(xiàn)在有機(jī)質(zhì)生產(chǎn)、水土涵養(yǎng)等方面，不同類型的植被對(duì)土地的生態(tài)服務(wù)價(jià)值不同。在植被因子選取上，根據(jù)生態(tài)敏感性相關(guān)基礎(chǔ)，結(jié)合研究區(qū)生態(tài)現(xiàn)狀實(shí)地調(diào)研和資料分析，選取了具有代表性和綜合性的評(píng)價(jià)因子，即林地覆蓋率、濕地面積比例、農(nóng)田面積比例[8]。

（1）林地覆蓋率。

歐陽(yáng)志云等[9]和張明娟等[10]對(duì)國(guó)內(nèi)陸地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的研究表明，林地和草地對(duì)于減少土壤侵蝕、土地?fù)p失的貢獻(xiàn)最大。因此，植被覆蓋率越高，破壞后對(duì)區(qū)域生態(tài)影響越大，區(qū)域生態(tài)敏感性越高，結(jié)合研究區(qū)土地利用現(xiàn)狀，選取林地覆蓋率為評(píng)價(jià)指標(biāo)。

（2）濕地面積比例與農(nóng)田面積比例。

研究區(qū)內(nèi)部有大面

積濕地公園，是維持研究區(qū)生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定的重要因素。近年來，城區(qū)全面擴(kuò)張，人口急劇增加，土地利用類型的變化會(huì)影響研究區(qū)內(nèi)部原有的景觀結(jié)構(gòu)，改變生態(tài)過程，影響著研究區(qū)的健康狀態(tài)。因此，可將濕地面積比例作為重要的敏感性因子，以增加研究區(qū)敏感性分析結(jié)果的準(zhǔn)確性。

土壤環(huán)境信息與地理空間位置之間存在典型的數(shù)量與時(shí)空關(guān)系，土壤環(huán)境空間數(shù)據(jù)是一種具有獨(dú)特特征的地球空間數(shù)據(jù)，能夠反映人類的施力、系統(tǒng)狀態(tài)、人類反饋與環(huán)境效應(yīng)之間的時(shí)空關(guān)系、數(shù)量比例和特征性質(zhì)，這種信息可以通過環(huán)境信息的數(shù)量化和圖形化來表示[9]。農(nóng)田作為基本用地類型，是人們的生活保障，其土壤環(huán)境直接影響著農(nóng)田的健康、社會(huì)穩(wěn)定及區(qū)域的可持續(xù)發(fā)展。土地開發(fā)利用一旦對(duì)土壤造成破壞，恢復(fù)難度很大，因此土地的生態(tài)價(jià)值越高，土地的敏感性程度就越高，開發(fā)難度就越大。

1.2.3.2生態(tài)限制指標(biāo)。

生態(tài)限制指標(biāo)是指區(qū)域是否屬于國(guó)家為保護(hù)區(qū)域生態(tài)環(huán)境而通過實(shí)行相關(guān)政策劃定的具有特殊生態(tài)保護(hù)條例的已有的禁止開發(fā)區(qū)。該研究根據(jù)實(shí)地調(diào)查情況，將基本農(nóng)田保護(hù)、濕地公園2個(gè)區(qū)域類型作為區(qū)域生態(tài)敏感性分析的生態(tài)限制指標(biāo)。

1.3評(píng)價(jià)因子分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)

根據(jù)研究區(qū)具體情況，結(jié)合以上方法，將生態(tài)敏感因素、自然因素、社會(huì)經(jīng)濟(jì)因素指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)分級(jí)，并進(jìn)行重分類標(biāo)準(zhǔn)化處理。重分類分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)見表1。

2結(jié)果與分析

2.1植被敏感

針對(duì)區(qū)域生態(tài)環(huán)境現(xiàn)狀和特征，敏感性因素選取了植被和生態(tài)限制2個(gè)派生因素。植被方面根據(jù)前文土地利用信息提取，選取了林地覆蓋率、濕地面積比例、農(nóng)田面積比例3個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)。生態(tài)限制上，選取基本農(nóng)田和濕地公園作為評(píng)價(jià)指標(biāo)。該區(qū)域內(nèi)的林地面積較少，大部分行政村內(nèi)都是基本農(nóng)田，其余行政村也有農(nóng)田分布。根據(jù)實(shí)地調(diào)研和統(tǒng)計(jì)資料可知，區(qū)域內(nèi)有水域和小片濕地零散分布，考慮到濕地提取的準(zhǔn)確性不高和區(qū)域內(nèi)生態(tài)環(huán)境特征，筆者將濕地和區(qū)域內(nèi)水域合并，以水域敏感性權(quán)重來計(jì)算。利用ArcGIS對(duì)各類用地斑塊面積進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，得到各行政村的林地覆蓋率、濕地面積比例和農(nóng)田比例，再根據(jù)單因子分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，利用ArcGIS對(duì)各植被評(píng)價(jià)因子重分類標(biāo)準(zhǔn)化處理后，經(jīng)植被各評(píng)價(jià)因子相疊加，得到植被生態(tài)敏感性分級(jí)圖（圖2）。綜合分析圖2可知，研究區(qū)內(nèi)大部分區(qū)域有大量植被覆蓋，屬于敏感性區(qū)域，少數(shù)行政村是極敏感和高敏感區(qū)。

2.2生態(tài)限制敏感

由于大部分行政村內(nèi)都由基本農(nóng)田或是尚未規(guī)劃有基本農(nóng)田項(xiàng)目，代橋鎮(zhèn)區(qū)域的兩灣濕地公園于2015年被認(rèn)證為國(guó)家級(jí)濕地公園，因此研究區(qū)大部分區(qū)域是有生態(tài)限制的。具體生態(tài)限制分布見圖3。

2.3生態(tài)敏感性綜合

綜合圖2、3，利用ArcGIS進(jìn)行再次疊加，得到研究區(qū)生態(tài)敏感性等級(jí)分布情況（圖4），區(qū)域分為極敏感區(qū)、高敏感區(qū)、中敏感區(qū)、低敏感區(qū)和不敏感區(qū)5個(gè)等級(jí)。圖4顯示，研究區(qū)內(nèi)大部分區(qū)域?qū)儆谥忻舾袇^(qū)，占研究區(qū)的62.6%，高敏感區(qū)、低敏感區(qū)分別占6.7%和18.4%，

不敏感區(qū)僅占研究區(qū)的12.3%，位于距離濕地公園和泉河較遠(yuǎn)的2個(gè)行政村，因此在土地利用規(guī)劃和示范帶建設(shè)中，要充分考慮各等級(jí)敏感區(qū)的生態(tài)服務(wù)功能。低敏感區(qū)生態(tài)服務(wù)功能較弱，適用于區(qū)域發(fā)展建設(shè)，建設(shè)過程中也要確保一定的生態(tài)用地，以保證研究區(qū)綠色廊道的連續(xù)性。

3結(jié)論與建議

該研究通過利用GIS技術(shù)結(jié)合敏感因子的方法，對(duì)界首市河段區(qū)域土地敏感性進(jìn)行評(píng)價(jià)分析。結(jié)果表明，集中分布區(qū)為沿泉河途徑沿岸區(qū)域，是區(qū)域生態(tài)保護(hù)的核心層。土地在開發(fā)過程中，要嚴(yán)格把控生態(tài)保護(hù)紅線，禁止任何破壞生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的活動(dòng)及項(xiàng)目建設(shè)。建議充分利用區(qū)域內(nèi)濕地資源，以濕地保護(hù)、體驗(yàn)及觀光為特色，打造濕地文化主題區(qū)，形成以生態(tài)保護(hù)為中心區(qū)的生態(tài)綠心。

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45卷26期趙曉敏等基于敏感因子的界首市泉河用地評(píng)價(jià)