侯志華, 馬義娟*, 賈宇平

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太原市域生態(tài)敏感性綜合評(píng)價(jià)

侯志華, 馬義娟*, 賈宇平

太原師范學(xué)院地理科學(xué)學(xué)院, 山西, 晉中 030619

基于遙感和GIS技術(shù), 從“地”、“水”、“林”、“人”四方面, 篩選坡度、水體、植被覆蓋指數(shù)、生態(tài)保護(hù)區(qū)、土地利用類型五項(xiàng)生態(tài)敏感因子, 對(duì)太原市域生態(tài)敏感的類型、程度及其分布進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)與分析。結(jié)果顯示: 敏感度高的區(qū)域面積782.92 km2, 占總面積的12.11%, 主要分布在市域北部陽(yáng)曲縣和西北部婁煩縣的山地地區(qū), 這些地區(qū)山高坡陡, 植被覆蓋較好, 有些被劃為生態(tài)保護(hù)區(qū), 受多種敏感類型的影響; 中度敏感區(qū)面積2955.07 km2, 占45.69%, 主要是沿汾河干支流方向和高度敏感區(qū)周邊的丘陵低山地區(qū), 水體是最為主要的敏感類型, 此外, 地形、植被及人類的土地利用都對(duì)其具有一定的影響。從研究結(jié)果來(lái)看, 太原市域生態(tài)敏感類型多樣, 且在空間上交錯(cuò)分布, 具有明顯的空間地域差異, 能為政府在區(qū)域開(kāi)發(fā)中制定科學(xué)的生態(tài)安全防范策略提供有力的依據(jù)和參考。

生態(tài)敏感性; 評(píng)價(jià)體系; GIS; 太原市

1 前言

生態(tài)環(huán)境是人類賴以生存、生活和生產(chǎn)的基本條件。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的提高, 人類對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響在廣度和深度上都在不斷加強(qiáng)加大, 由此也引發(fā)了一系列生態(tài)環(huán)境問(wèn)題, 這些問(wèn)題已經(jīng)嚴(yán)重威脅到人類的生存和社會(huì)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展, 因此, 長(zhǎng)期以來(lái), 生態(tài)環(huán)境問(wèn)題就一直受到各層政府的高度關(guān)注, 也成為國(guó)內(nèi)外眾多專家學(xué)者的研究熱點(diǎn)[1-5]。所謂生態(tài)敏感性, 即是指當(dāng)區(qū)域內(nèi)有人類和自然活動(dòng)干擾時(shí), 生態(tài)環(huán)境對(duì)此的敏感程度, 它反映了區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)遭遇到外界各種干擾時(shí), 產(chǎn)生生態(tài)環(huán)境問(wèn)題的概率大小, 和之后生態(tài)進(jìn)行修復(fù)時(shí)的難易程度。生態(tài)敏感性分析和評(píng)價(jià)是生態(tài)系統(tǒng)研究的一項(xiàng)重要內(nèi)容, 對(duì)一個(gè)區(qū)域生態(tài)敏感性的深入分析和合理評(píng)價(jià), 能為政府制定城市建設(shè)與發(fā)展空間規(guī)劃以及環(huán)境保護(hù)策略等提供科學(xué)依據(jù)。

目前, 對(duì)于生態(tài)敏感性的研究國(guó)內(nèi)學(xué)者已從單一生態(tài)敏感性問(wèn)題發(fā)展到基于多個(gè)生態(tài)因子的綜合評(píng)價(jià)[6-9], 但由于區(qū)域環(huán)境的地域差異大, 尚未形成一個(gè)規(guī)范的指標(biāo)體系, 從研究區(qū)域上看, 多以平原區(qū)、卡斯特山區(qū)和干旱半干旱區(qū)為例。太原市地處生態(tài)環(huán)境較為脆弱的黃土高原地區(qū)[4,10], 區(qū)內(nèi)地形破碎, 土壤侵蝕嚴(yán)重, 水資源普遍不足, 土地利用形式多樣, 生態(tài)敏感類型眾多, 如何在國(guó)家“中部崛起”和“經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型發(fā)展”戰(zhàn)略實(shí)施下, 建立環(huán)境友好型經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展模式, 目前仍是一個(gè)尚未完全解答的難題。本文根據(jù)太原市自身的地域特征, 建立集“地”、“水”、“林”、“人”于一體的生態(tài)敏感性評(píng)價(jià)體系, 在遙感和GIS技術(shù)支持下, 將單因子分級(jí)和多因子空間疊加模型相結(jié)合, 對(duì)整個(gè)區(qū)域進(jìn)行生態(tài)敏感區(qū)綜合評(píng)價(jià)及分區(qū), 能為國(guó)家、省市各級(jí)政府因地制宜地制定科學(xué)的空間開(kāi)發(fā)管制政策和構(gòu)建有效的生態(tài)安全制度, 也為我國(guó)其他地區(qū)開(kāi)展同類生態(tài)敏感區(qū)評(píng)價(jià)及保護(hù)工作提供一定的參考和借鑒。

2 研究區(qū)概況及研究數(shù)據(jù)

2.1 研究區(qū)概況

太原市——山西省省會(huì)城市, 位于省境中央, 面臨渤海灣, 背靠大西部, 是東西部的結(jié)合地, 是內(nèi)陸與環(huán)渤海聯(lián)動(dòng)發(fā)展的主要增長(zhǎng)極, 在國(guó)家戰(zhàn)略布局中發(fā)揮承東啟西、溝通南北的交通樞紐作用。全市總面積6999 km2, 下轄清徐縣、陽(yáng)曲縣、婁煩縣3縣, 古交市1市和迎澤區(qū)、萬(wàn)柏林區(qū)、杏花嶺區(qū)、尖草坪區(qū)、晉源區(qū)、小店區(qū)6區(qū), 2015年總?cè)丝?31.87萬(wàn)人, 地區(qū)生產(chǎn)總值2735億元。太原市地處黃土高原東端, 地勢(shì)西高東低, 北高南低, 區(qū)域外形似蝙蝠形, 東西距離約144 km, 南北距離約107 km; 屬溫帶大陸性季風(fēng)區(qū), 氣候干燥, 降雨較少, 四季分明, 日夜溫差較大, 表現(xiàn)為較強(qiáng)的大陸性氣候特點(diǎn); 黃河第二大支流汾河自北向南貫穿全境, 是一座擁有四千七百余年的歷史古都, 擁有眾多歷史名勝古跡和人文景觀, 自古就有“錦繡太原城”的美譽(yù)。

改革開(kāi)放以來(lái), 太原市依靠自身的資源優(yōu)勢(shì), 迅速進(jìn)入了工業(yè)開(kāi)發(fā)和城市建設(shè)快速發(fā)展期, 經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅猛, 人們生活水平極大提高, 而同時(shí)也付出了沉重的代價(jià), 生態(tài)明顯惡化, 環(huán)境污染嚴(yán)重。生態(tài)環(huán)境成為制約區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展的瓶頸因素, 如何更好的協(xié)調(diào)生態(tài)、生活、生產(chǎn)空間, 是區(qū)域經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展面臨的一個(gè)重要挑戰(zhàn)。

2.2 研究數(shù)據(jù)及處理

2.2.1 數(shù)據(jù)源

本研究的數(shù)據(jù)主要包括遙感數(shù)據(jù)、基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)、專題數(shù)據(jù)和其他相關(guān)的統(tǒng)計(jì)和文字資料。參考已有關(guān)于空間尺度和信息類型的研究成果[11-13], 遙感數(shù)據(jù)選擇了分辨率為15 m的Landsat 8遙感影像數(shù)據(jù)(2015年10月7日和2015年8月13日); 基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)為太原市30 m數(shù)字高程模型(DEM); 專題地圖為太原市行政區(qū)劃圖、太原市自然保護(hù)區(qū)分布圖、太原市地表水系圖和太原市旅游景點(diǎn)分布圖; 其它統(tǒng)計(jì)資料或文字資料主要為山西省和太原市統(tǒng)計(jì)年鑒, 山西省對(duì)國(guó)家級(jí)或省級(jí)重點(diǎn)生態(tài)保護(hù)區(qū)的統(tǒng)計(jì)資料等。

2.2.2 數(shù)據(jù)處理

圖像預(yù)處理: (1)幾何校正, 將遙感影像、DEM數(shù)據(jù)和各類專題地圖校正到統(tǒng)一的投影坐標(biāo)系下, 本次采用的投影坐標(biāo)為WGS 1984 UTM Zone 49; (2)遙感影像融合, 將Landsat8的543光譜波段和全色8波段進(jìn)行融合, 生成15 m標(biāo)準(zhǔn)假彩色圖像; (3)圖像拼接和裁切, 全區(qū)域涉及兩幅遙感影像, 需要進(jìn)行拼接, 然后再利用行政邊界將研究區(qū)裁出。

數(shù)據(jù)提取: (1)基于遙感影像, 采用NDVI植被指數(shù)算法, 生成“植被覆蓋指數(shù)”生態(tài)敏感因子分布圖; (2)結(jié)合遙感影像和地表水系專題圖, 提取水體信息, 生成“水體功能”生態(tài)敏感因子分布圖; (3)基于DEM圖像, 提取坡度數(shù)據(jù), 生成“地形坡度”生態(tài)敏感因子分布圖; (4)基于遙感影像, 采用人機(jī)交互解譯, 并通過(guò)90%的精度檢驗(yàn), 生成“土地利用類型”生態(tài)敏感因子分布圖; (5)利用太原市自然保護(hù)區(qū)分布圖、旅游景點(diǎn)分布圖并通過(guò)實(shí)地考察, 提取生態(tài)保護(hù)區(qū)地信息, 生成“生態(tài)保護(hù)區(qū)”敏感因子分布圖。

3 生態(tài)敏感性分析體系構(gòu)建

3.1 評(píng)價(jià)因子選擇

生態(tài)敏感性分析的核心工作是評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的構(gòu)建, 指標(biāo)體系的建立沒(méi)有統(tǒng)一的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn), 需要充分考慮區(qū)域的實(shí)際情況, 如歐陽(yáng)志云等在對(duì)中國(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[10], 后來(lái)研究甘肅生態(tài)敏感性時(shí)確定了水土流失、土地沙漠化、土壤鹽漬化三類指標(biāo), 并細(xì)分土壤質(zhì)地、降水沖蝕力、植被、≥6 m/s起沙風(fēng)天數(shù)、地貌等11類評(píng)價(jià)因子[14]; 齊姍姍等基于SRP模型對(duì)甘肅白龍江流域生態(tài)環(huán)境進(jìn)行脆弱性評(píng)價(jià)時(shí), 生態(tài)敏感性要素選取了地形因子(坡度、坡向和地形起伏度)、地表因子(土壤侵蝕強(qiáng)度、景觀結(jié)構(gòu)指數(shù)和潛在蒸散發(fā))、氣象因子(年均降水、相對(duì)濕度和氣溫)三方面9個(gè)評(píng)價(jià)因子[15]; 秦賢宏等對(duì)廣西欽州市生態(tài)敏感區(qū)綜合評(píng)價(jià)時(shí)構(gòu)建了“地”、“水”、“綠”指標(biāo)體系, 并細(xì)化為斷裂構(gòu)造、地形起伏、地質(zhì)災(zāi)害、飲用水源保護(hù)、水體功能和水質(zhì)保護(hù)、洪澇災(zāi)害、植被覆蓋、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和生物多樣性保護(hù)9個(gè)評(píng)價(jià)因子[16]。本研究借鑒已有的研究成果, 結(jié)合太原市區(qū)域特點(diǎn), 并遵循代表性、綜合性、區(qū)域完整性、資料完備性、可操作性等原則, 集“地”、“水”、“林”、“人”四方面, 選取地形坡度、植被覆蓋指數(shù)、水體功能、生態(tài)保護(hù)區(qū)、土地利用類型5個(gè)因素作為生態(tài)敏感性的評(píng)價(jià)因子, 以此進(jìn)行定量評(píng)價(jià)。

3.2 各因子敏感性等級(jí)劃分

3.2.1 “地”敏感因子

太原市地處黃土高原, 地形復(fù)雜, 土層薄且土質(zhì)松軟, 西部呂梁山脈和東部太行山區(qū)的黃土丘陵溝壑區(qū)、土石山區(qū)、黃土殘塬溝壑區(qū)一直面臨著嚴(yán)重的水土流失。水土流失受到降水、地形坡度、地表植被等多方因素影響, 一般來(lái)說(shuō)坡度的大小與發(fā)生水土流失的幾率成正比, 因此本研究選擇坡度作為一個(gè)評(píng)價(jià)因子, 并依據(jù)第二次全國(guó)土地調(diào)查中對(duì)耕地坡度級(jí)別的劃分標(biāo)準(zhǔn), 以2°、6°、15°、25°為界劃分敏感等級(jí), 詳見(jiàn)表1和圖1(a)。

3.2.2 “水”敏感因子

水體是生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分, 在動(dòng)植物的生存生長(zhǎng)、人類社會(huì)的生存和發(fā)展、生態(tài)環(huán)境的調(diào)節(jié)和凈化等方面具有不可替代的作用。太原市水資源缺乏, 且污染嚴(yán)重, 成為環(huán)境治理和生態(tài)保護(hù)的主要“瓶頸”, 因此本研究選擇市內(nèi)的主要干流及支流水系、湖泊、水庫(kù)庫(kù)區(qū)作為水體功能生態(tài)敏感性評(píng)價(jià)因子, 并設(shè)立500 m、1000 m、1500 m、2000 m的緩沖距離用以表征水環(huán)境對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響強(qiáng)度以及隨距離衰減的特點(diǎn), 見(jiàn)表1和圖1(b)。

3.2.3 “林”敏感因子

植被在保護(hù)區(qū)域的生物多樣性、改善區(qū)域景觀質(zhì)量以及調(diào)節(jié)生態(tài)環(huán)境質(zhì)量等方面具有十分重要的作用。太原市地貌類型復(fù)雜多樣, 山多川少, 山地丘陵面積接近三分之二, 天然林草地資源原本比較豐富, 但由于脆弱的自然生境和多年來(lái)的不合理開(kāi)發(fā)和利用, 使林草地退化嚴(yán)重。森林嚴(yán)重破壞后, 恢復(fù)相當(dāng)困難, 致使生物多樣性也遭受嚴(yán)重破壞, 部分物種滅絕, 部分物種處于瀕危狀態(tài), 因此本研究將植被覆蓋度作為一個(gè)生態(tài)敏感性評(píng)價(jià)因子, 具體用NDVI植被指數(shù)表示, 并通過(guò)聚類分析, 以0.01、0.12、0.27、0.36為界進(jìn)行敏感性等級(jí)劃分, 見(jiàn)表1和圖1(c)。

3.2.4 “人”敏感因子

人類本來(lái)就是自然的一個(gè)組成部分, 但近幾百年來(lái)人類社會(huì)非理性超速發(fā)展, 已經(jīng)使人類活動(dòng)成為影響地球上各圈層自然環(huán)境穩(wěn)定的主導(dǎo)負(fù)面因子。土地利用是人類對(duì)生態(tài)環(huán)境最直接的干擾途徑, 不同的土地利用方式對(duì)生態(tài)環(huán)境也有不同程度的影響。因此, 本研究選擇土地利用類型作為其中一個(gè)人為生態(tài)敏感性評(píng)價(jià)因子。根據(jù)研究目的和實(shí)際情況, 將土地利用類型劃定為有林地、灌木林地、水域、農(nóng)用地、建設(shè)用地、未利用土地六個(gè)類型, 參考前人研究[9,17、18]并咨詢多位專家后, 將有林地和水域確定為極度敏感區(qū), 灌木林地和未利用土地定為高度敏感區(qū), 農(nóng)用地定為中度敏感區(qū), 建設(shè)用地定為低度敏感區(qū), 見(jiàn)表1和圖1(d)。

為了保障國(guó)家和地方生態(tài)安全, 人類在一些具有涵養(yǎng)水源、保持水土、調(diào)蓄洪水、防風(fēng)固沙、維系生物多樣性等方面有重要作用的生態(tài)功能區(qū)內(nèi), 有選擇地劃定一定面積予以重點(diǎn)保護(hù)和限制開(kāi)發(fā)建設(shè), 這些區(qū)域統(tǒng)稱為生態(tài)保護(hù)區(qū)。本次研究選擇太原市各種自然保護(hù)區(qū)、風(fēng)景名勝區(qū)、水源涵養(yǎng)區(qū)、森林公園、地質(zhì)公園、文物古跡等作為生態(tài)保護(hù)區(qū)敏感性評(píng)價(jià)因子, 并對(duì)生態(tài)保護(hù)區(qū)做緩沖區(qū)分析, 以200 m、500 m、1000 m、2000 m為界進(jìn)行敏感性等級(jí)劃分, 見(jiàn)表1和圖1(e)。

表1 生態(tài)環(huán)境敏感性因子及其分級(jí)

3.3 多因子綜合評(píng)價(jià)

3.3.1 評(píng)價(jià)因子權(quán)重確定

為了更加客觀、準(zhǔn)確的量化各個(gè)敏感性因子對(duì)于區(qū)域生態(tài)敏感性影響的重要程度, 確定各因子權(quán)值時(shí), 以問(wèn)卷的方式, 調(diào)查了12位地理學(xué)、生態(tài)學(xué)方面的專家學(xué)者, 采用層次分析法(AHP)計(jì)算每個(gè)因子的權(quán)重值, 經(jīng)多次討論和商榷, 最終確定各因子的權(quán)重分別為地形坡度0.20、植被覆蓋指數(shù)0.20、水體功能0.20、生態(tài)保護(hù)區(qū)0.25、土地利用類型0.15。

3.3.2 多因子綜合計(jì)算

生態(tài)環(huán)境敏感性綜合指數(shù)計(jì)算公式為:

式中指生態(tài)環(huán)境敏感性綜合評(píng)價(jià)指數(shù),C指單因子生態(tài)環(huán)境敏感性等級(jí)值,W是各個(gè)生態(tài)敏感性因子的權(quán)值。

為了更好的分析數(shù)據(jù), 根據(jù)實(shí)際情況, 取8、6、4、2為界限, 將計(jì)算出的綜合生態(tài)環(huán)境敏感性評(píng)價(jià)指數(shù)劃分為五個(gè)等級(jí)區(qū), 即: 極度敏感區(qū)、高度敏感區(qū)、中度敏感區(qū)、低度敏感區(qū)及不敏感區(qū)。

4 結(jié)果分析

4.1 單因子生態(tài)敏感性評(píng)價(jià)分析

4.1.1 “地”敏感性因子評(píng)價(jià)分析

由圖1(a)可見(jiàn): 市域地形坡度極度敏感區(qū), 面積505 km2, 高度敏感區(qū), 面積1408 km2, 兩者共占總面積的29.55%, 主要分布在陽(yáng)曲縣西部、市區(qū)西部、婁煩縣西南部及古交市周邊的山區(qū)地帶; 中度敏感區(qū)面積2513 km2, 占38.81%, 廣泛分布在陽(yáng)曲縣東部、市區(qū)東部、婁煩縣中部和古交市中部的丘陵地帶; 低度敏感和不敏感區(qū)面積分別為1362 km2、689 km2, 分別占21.03%和10.61%, 主要分布在陽(yáng)曲縣中部、市區(qū)中南部、清徐縣中東部的盆地區(qū)及婁煩縣、古交市的河流谷地。

4.1.2 “水”敏感性因子評(píng)價(jià)分析

由圖1(b)可見(jiàn): 市域水體極度敏感區(qū)和高度敏感區(qū)面積分別為993 km2和815 km2, 各占15.30%和12.54%, 主要為太原市內(nèi)汾河干流、支流和湖泊、水庫(kù)本身及其周邊1000 m范圍內(nèi)的防洪堤壩區(qū); 中度、低度敏感區(qū)面積分別為731 km2和663 km2, 分別占11.27%和10.21%, 主要為距離河流、湖泊、水庫(kù)1000—2000 m范圍之間; 不敏感區(qū)面積3279 km2, 占50.68%, 主要是距水體2000 m以外的居住用地、農(nóng)用地、植被覆蓋等的非水體區(qū)域。

4.1.3 “林”敏感性評(píng)價(jià)分析

由圖1(c)可見(jiàn): 市域植被極度敏感區(qū)面積2648 km2, 占總面積的40.85%, 集中在市域西部的呂梁山區(qū), 中部的云中山區(qū)和東部邊緣的太行山區(qū); 高度敏感區(qū)面積2080 km2, 占32.11%, 分布在各縣(市)中心周邊的低山丘陵區(qū); 中度敏感區(qū)面積1792 km2, 占22.97%, 主要包括婁煩縣的東北部和其他各縣的中部; 低度敏感區(qū)面積231 km2, 占3.54%, 集中在各縣(市)轄區(qū)的中心部分; 不敏感區(qū)面積37 km2, 占0.53%, 主要為汾河水庫(kù)和晉陽(yáng)湖等水體?？傮w上看, 太原市植被覆蓋指數(shù)敏感性具有一定的空間分布規(guī)律性, 從各縣(區(qū))所在的平川、河谷地帶向周圍環(huán)繞的低山丘陵地區(qū)再到外圍的中高山區(qū), 敏感性依次增加。

圖1 太原市5個(gè)生態(tài)敏感因子分布圖(a-e)

4.1.4 “人”敏感性評(píng)價(jià)分析

(1)生態(tài)保護(hù)區(qū)敏感性評(píng)價(jià)分析

由圖1(d)可見(jiàn): 市域生態(tài)保護(hù)極度和高度敏感區(qū)面積分別為925 km2和161 km2, 各占總面積的13.94%、2.47%, 主要為自然保護(hù)區(qū)、風(fēng)景名勝區(qū)、文物古跡地等受保護(hù)區(qū)及其周邊500 m的地區(qū), 集中分布在婁煩縣、陽(yáng)曲縣西部和市轄區(qū); 中度敏感區(qū)面積335 km2, 占5.14%, 主要為距生態(tài)保護(hù)區(qū)500—1000 m的范圍; 低度敏感區(qū)和不敏感區(qū)面積分別為758 km2和4317 km2, 分別占11.73%和66.72%, 主要為距生態(tài)保護(hù)區(qū)1000 m以外的區(qū)域。

(2)土地利用類型敏感性評(píng)價(jià)分析

由圖1(e)可見(jiàn), 市域土地利用極度敏感區(qū)面積1555.01 km2, 占總面積的24.03%, 土地利用類型為有林地和水體, 主要分布在陽(yáng)曲縣的東北角和西部, 市轄區(qū)的西部, 古交市的西北角和西南邊緣, 婁煩縣境內(nèi)等植被覆蓋好的山區(qū)以及汾河水庫(kù)、晉陽(yáng)湖等地; 高度敏感區(qū)面積3234.21 km2, 占49.98%, 為灌木林和未利用地, 主要分布在西部的婁煩縣、古交市, 北部的陽(yáng)曲縣, 清徐縣西北部, 市轄區(qū)西南和東端等這些植被覆蓋一般的低山丘陵地區(qū); 中度敏感區(qū)面積974.78 km2, 占15.07%, 為農(nóng)用地, 主要分布在陽(yáng)曲縣中東部、市轄區(qū)北部及與其相鄰的陽(yáng)曲縣南部、市轄區(qū)東南部及清徐縣的中東部, 這些地勢(shì)平緩的盆地、河谷地區(qū); 低度敏感區(qū)面積706.38 km2, 占10.92%, 為建設(shè)用地, 主要是太原市內(nèi)各市區(qū)、縣城所在地。

4.2 綜合生態(tài)敏感性評(píng)價(jià)

利用ArcGIS軟件空間加權(quán)疊加技術(shù), 根據(jù)各因子及權(quán)重計(jì)算得到太原市生態(tài)敏感性綜合分析數(shù)據(jù), 見(jiàn)表2和圖2。太原市極度敏感區(qū)面積7.06 km2, 占總面積的0.11%; 高敏感區(qū)面積775.86 km2, 占12.00%; 中度敏感區(qū)面積最大, 為2955.07 km2, 占45.69%; 低度敏感區(qū)面積2661.05 km2, 占41.15%; 不敏感區(qū)面積68.44 km2, 占1.05%。

從空間分布上看, 太原市生態(tài)環(huán)境敏感性在不同地域上表現(xiàn)出較大的差異性。由圖2可見(jiàn):

(1) 敏感性高的地區(qū)(極度敏感區(qū)和高度敏感區(qū))主要分布在婁煩縣、陽(yáng)曲縣西部及市區(qū)西北邊緣和西南邊緣, 這些地區(qū)山高坡陡, 植被覆蓋較好, 有些被劃為生態(tài)保護(hù)區(qū), 受多種敏感類型的影響。它們對(duì)全市生態(tài)環(huán)境具有決定性作用, 具有很高的生態(tài)價(jià)值, 這些地區(qū)應(yīng)以生態(tài)保護(hù)為主要目的, 加強(qiáng)對(duì)各類開(kāi)發(fā)建設(shè)活動(dòng)的管控, 盡量減少人類會(huì)對(duì)其產(chǎn)生危害的行為。

(2) 中度敏感區(qū), 主要是沿汾河干支流方向和高度敏感區(qū)周邊的丘陵低山地區(qū), 水體是其最為主要的敏感類型, 此外, 地形、植被及人類的土地利用都對(duì)其具有一定的影響。這些區(qū)域?qū)诵纳鷳B(tài)系統(tǒng)有一定的緩沖和保護(hù)意義, 起隔離外界污染的作用, 同時(shí)能夠防止城市無(wú)序發(fā)展, 該地區(qū)應(yīng)重點(diǎn)加強(qiáng)植被的保護(hù)與退耕還林還草的建設(shè), 防控水土流失的發(fā)生, 逐步恢復(fù)受損的生態(tài)環(huán)境。

表2 太原市生態(tài)環(huán)境敏感性綜合評(píng)價(jià)結(jié)果

圖2 太原市綜合生態(tài)敏感性評(píng)價(jià)分布圖

(3) 敏感性低的地區(qū)(低度敏感區(qū)和不敏感區(qū))廣泛分布于研究區(qū)的盆地、平川、緩丘一帶, 即古交市、清徐縣、市轄區(qū)和陽(yáng)曲縣的東部、婁煩縣部分地區(qū)。這些區(qū)域是農(nóng)田生產(chǎn)、城市建設(shè)等人類活動(dòng)的集中地區(qū), 重點(diǎn)要控制污染物的排放, 加強(qiáng)區(qū)域內(nèi)部的綠化建設(shè)。

5 結(jié)論與討論

利用RS和GIS技術(shù), 從“地”、“水”、“林”、“人”四個(gè)角度對(duì)太原市域生態(tài)敏感性進(jìn)行綜合分析和評(píng)價(jià)。從研究結(jié)果來(lái)看, 市域生態(tài)敏感類型多樣, 且在空間上交錯(cuò)分布, 敏感類型、敏感程度具有明顯的區(qū)域差異性, 總的來(lái)說(shuō), 西部、北部的山地丘陵區(qū), 河流、湖泊、水庫(kù)及一些重點(diǎn)生態(tài)保護(hù)區(qū), 生態(tài)脆弱, 敏感性程度更高。

通過(guò)選取具有一定代表性的五個(gè)具體評(píng)價(jià)因子, 基本反映了研究區(qū)域的生態(tài)脆弱狀況, 但由于資料缺乏, 未考慮氣候氣象、地質(zhì)災(zāi)害、采煤塌陷、生物多樣性等方面的影響, 而且評(píng)價(jià)因子的敏感程度分級(jí)也具有一定的主觀性, 這些還需要在今后的研究中繼續(xù)加以補(bǔ)充和完善。

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Integrated assessment on ecological sensitivity for Taiyuan City

HOU Zhihua, MA Yijuan, JIA Yuping

School of Geographical Sciences, Taiyuan Normal University, Jinzhong 030619,Shanxi, China

Based on RS and GIS techniques, the ecological sensitivity types, degrees and their spatial distributions are studied in Taiyuan City. In this study, 4 factors such as land, water, forest and human, are considered; in order to integrate the 4 factors, 5 indices such as slope, water, vegetation coverage index, ecological protection area and land use type are selected for ecological sensitivity assessment. The results are as follows. 1) The high sensitive region covers an area of 78292 km2, accounting for 12.11% of the total area. And the regions are located in mountainous regions of Yangqu County, north of Taiyuan City and Loufan County, northwest of Taiyuan City with steep slope and good vegetation cover. 2) The moderate sensitive region covers an area of 2955.07 km2, with 45.69% of the total area. And the regions have two types: one is distributed along Fenhe River and its branches, the other one is located in hills and low mountains around the high sensitive regions peripherally. The results also show that the most important sensitivity factor is water-ecology. The outcome of this work may be utilized to protect the ecological securities and to develop more scientific ecological policy for Taiyuan city.

10.14108/j.cnki.1008-8873.2018.04.025

X826

A

1008-8873(2018)04-204-07

2017-08-31;

2017-10-08

汾河流域生態(tài)脆弱性及其補(bǔ)償機(jī)制研究(2015332); 汾河流域生態(tài)補(bǔ)償機(jī)制及其政策研究(2014041018-4)

侯志華(1981—) , 女, 山西陽(yáng)泉人, 碩士, 講師, 主要從事遙感與GIS的資源和環(huán)境應(yīng)用研究, E-mail:houzhihua1008@126.com

馬義娟, 女, 碩士, 教授, 主要從事自然環(huán)境變化與土地利用研究, E-mail:mayijuan@163.com

侯志華, 馬義娟, 賈宇平. 太原市域生態(tài)敏感性綜合評(píng)價(jià)[J]. 生態(tài)科學(xué), 2018, 37(4): 204-210.

HOU Zhihua, MA Yijuan, JIA Yuping. Integrated assessment on ecological sensitivity for Taiyuan City[J]. Ecological Science, 2018, 37(4): 204-210.