基于 GIS的延安市城郊區土地生態重要性分析

姜寧寧,龐 莎

(西北大學城市與環境學院,陜西 西安 710127)

基于 GIS的延安市城郊區土地生態重要性分析

姜寧寧,龐 莎

(西北大學城市與環境學院,陜西 西安 710127)

:以延安市城郊區高坡到三十里鋪為研究區域,對其進行生態服務功能重要性分區,辨別出不同生態重要區域存在的潛在生態問題,從而為城郊生態保育和生態建設提供參考。運用A rcGIS空間分析功能,在單因子分析的基礎上進行多因子綜合分析。將研究區域劃分為極重要區、較重要區和一般重要區三類,其中極重要區總面積為 13.58 km2,占研究區總面積的 66.55%。延安市城郊區生態服務功能重要性極強,城市建設受到的限制較大,不適宜進行過度開發建設活動,而應該以生態保護和建設為主。

生態重要性;GIS;延安市

土地是人類懶以生存的環境,是一切生命生活活動的載體。土地利用作為人類最基本的實踐活動,與土地生態系統及其功能密切相關[1]。生態服務功能是人類生存與現代文明的基礎,由于人類對生態系統的服務功能及其重要性的不了解,導致了生態環境的破壞,從而對生態系統服務功能造成了明顯損害,威脅著人類賴以生存的環境。生態重要性評價即是針對區域內典型生態系統所提供服務功能的類型及其對區域可持續發展的作用與重要性進行評估和分級,并明確其空間分布[2]。土地利用進程中對環境產生的影響越來越大,在構建協調社會過程中對土地生態環境的維護治理和評價也越來越重要。

1 研究區域概況

研究區位于延安市南部地區,是延安的南大門。北起高坡立交,南至三十里鋪,東西至《延安市總體規劃(2007-2020)》規劃區東西邊界,面積約為 20.40 km2。該區域地形復雜,海拔 986～1 425m。氣候屬暖溫帶半濕潤氣候向半干旱氣候過渡帶,溫差較大,四季分明,年平均氣溫 9.4℃,最高 39.7℃,極端最低溫度零下 25.4℃。年降水量 547.4 mm,全年無霜期平均 150天左右,常年主導風向為西南風,頻率占 24%,年平均風速為 1.5m/s。土地利用中水域與耕地較少,占土地總面積的 1.10%、4.69%,林地比重偏大,占土地總面積的 66.55%。植被多旱生,表現為稀樹灌叢、暖溫帶落葉闊葉林植被等。土壤以黃綿土、新積土為主,土壤機械成分粗、結構松散、風蝕、水蝕均較嚴重。研究區內水土流失、植被退化等系列生態環境問題較突出,生態環境系統穩定性差、抗逆性弱、敏感性強,具有明顯的脆弱性。

2 研究方法

影響規劃區土地生態重要性的因子很多,根據規劃區生態系統特征,選擇了水土流失控制、水源涵養、產品供給、生態服務價值量等評價因子[3,4](表 1),依據各要素屬性特征對于生態重要性的影響程度進行重分類并賦以相應的屬性分值和權重。其中用 5,3,1表示評價因子對研究區生態重要性影響的分值高低,并采用層次分析法(AHP)確定指標權重。采用加權因子法對單因子評價,然后將評價結果進行疊加分析。疊加計算公式[5]如下:

式中:S為評定單元綜合評定分值;n為評價因子數;Wk為第 k個評價因子的權重;Vk為第 k個評價因子的量化分值,取 5,3,1。在上述分項評價基礎上運用 GIS的 Spatial Analyst模塊對區域生態重要性進行綜合評價,計算出各柵格的區域生態重要性評價指數。各生態因子分級標準和權重見表 1。

表1 生態服務功能重要性評價因子分級標準及權重

3 結果分析與討論

高坡到三十里鋪生態重要性評價結果見圖 1和表 2。本次規劃將生態服務功能重要性劃分為三類:極重要區Ⅰ、較重要區Ⅱ和一般重要區Ⅲ。

規劃區土地生態極重要的區域占規劃區總面積比例較大,占 66.55%,主要是分布于規劃區兩側山體的林地生長處以及川道中的河流所在地,以自然生態系統為主,為整個區域的生態系統提供了豐富的自然資源,自然生態系統及其物種對維持人類生存與發展起了極其重要的作用,主導生態服務功能有水源涵養、水土保持等。因此該區建設應注重林地的恢復和建設,為整個區域的可持續發展提供生態補償。

土地生態較重要區占規劃區面積的 11.48%,主要分布于規劃區西北部,其余地方分布零散,以園地所在的山體坡度較緩處以及人工梯田上為主,是產品供給為主的區域,是以人工復合生態系統為主,能為區域生態系統平衡提供了一定的協調功能,主導生態服務功能為產品供給和水源涵養。

土地生態一般重要區占規劃區面積的 21.97%,主要分布于以建設用地,耕地為主的規劃區地勢比較平坦的地方,是以城鎮人工生態系統為主的區域,為區域生態環境提供生態服務功能較少,主導生態服務功能為城市景觀和人居環境。因此該區建設應重視和強調城鎮景觀與自然環境的合理布局,加強濱水地帶綠化建設,人居生態環境的改善。

表2 研究區生態系統服務功能重要性評價結果

4 結論與討論

(1)本研究在生態環境現狀調查資料和相關研究成果的基礎上,選擇有區域代表性的生態因子,在 GIS技術支持下,以 5 m×5m的柵格數據為基本評價單元進行空間因子的疊加,使其變的準確、高效,實現了研究成果的數字化和可視化,為土地生態重要性評價提供了一種實用的途徑。

(2)研究區內生態極重要區域面積為 13.58 km2,占到總面積的 66.55%。因此,總體上來看研究區生態服務功能是相當重要的,城市建設受到的限制較大,不適宜進行過度開發建設活動,而應該以生態保護和建設為主。

(3)文章限于數據資料的收集情況,僅選擇了易獲取、有代表性的 4個因子,這可能會在一定程度上影響到區劃的結果,但影響程度不大。同時在因子選擇、分等定級、權重確定、疊加過程等具體方法上還可以進一步探討。

[1]Semwal R L,Naytiyal S,Senk K,et al.Patterns and eco-logical implications of agricultural land-use changes:A case study from central Himalaya,India[J].Agriculture Ecosystems＆Environment,2004,102:81-92.

[2]高旺盛,陳源泉,董孝斌.黃土高原生態系統服務功能的重要性與恢復對策探討[J].水土保持學報,2003,17(2):59-61.

[3]李魯欣,鄧祥征,戰金艷,等.鄱陽湖流域生態系統服務功能重要性評價[J].安徽農業科學,2008,36(20):8786-8787.

[4]陳源泉,高旺盛.農牧交錯帶農業生態服務功能的作用及其保護途徑[J].中國人口·資源與環境,2005,15(4):110-115.

[5]劉康,歐陽志云,王效科,等.甘肅省生態環境敏感性評價及其空間分布[J].生態學報,2003,23(12):2711-2718.

Analysis on Signification of Land Ecosystem in Suburb of Yan'an City Based on GIS

JIANG Ning-ning,PANG Sha
(Department of Urban and Resources,Northwestern University,Xi'an 710127,Shaanxi)

The article takes the studied area from Gaopo to Sanshilipu in the urban of Yan'an city as an example,divides the area by the ecological signification,finds out the potentialecological problem,so thatprovide consults in ecological protection and construc tion of the suburb.By using the ArcGIS technology,itmakes a comp lex analysis on themultiple factors based on the single-factor analysis.The studied area is divided into three categories including the highly-significantareas,moderately-significant areas and common significantareas.The total area ofhighly-significant areas is 13.58 km2,accounted for 66.55%of the total studied area.Ecological signification in the Suburb of Yan'an city is very high,the city's construction is limited and couldn'tbe exploited largely,on the contrary,the studied area should strengthen the ecological p rotection and construction.

ecological signification;GIS and Yan'an city

X 171.1

A

1004-1184(2011)01-0152-02

2010-09-25

西北大學研究生創新基金資助項目(09YJC15)

姜寧寧(1986-),男,吉林白城人,在讀碩士研究生,主要從事區域經濟、土地利用規劃、房地產估價研究。