濱江地區土地利用的生態適宜性評價方法
——以鎮江新民洲為例

徐 康，戴 靚，吳紹華，周生路

（南京大學地理與海洋科學學院 南京 210093）

濱江地區土地利用的生態適宜性評價方法
——以鎮江新民洲為例

徐 康，戴 靚，吳紹華，周生路

（南京大學地理與海洋科學學院 南京 210093）

生態適宜性評價是城市開發建設的一項基礎性工作，而濱江城市的土地生態適宜性和開發利用合理性也日益成為關注的焦點。文章以江蘇省鎮江市新民洲港區總體規劃區土地為例，基于GIS空間數據分析和層次分析法（AHP法），對城市土地生態適宜性進行綜合評價。該方法首先依據選擇城市的區位、氣象、水文和地質條件，以及主要土地利用類型，建立土地生態適宜性評價指標體系，再采用AHP法確定各評價因子權重值；然后對各種用地類型進行因子生態適宜度評價；最終通過地圖疊加，生成綜合的城市用地生態適宜度分布圖。新民洲的土地生態適宜性評價結果可為其優化土地利用結構、布局和生態保護提供依據。

濱江；城市土地；生態適宜性評價；新民洲

城市土地適宜性評價是城市總體規劃中的一項重要的基礎性工作，其核心就是合理分配利用有限的土地資源［1］。其作用是明確土地對每一種類型的適宜程度和適宜程度的數量、質量及結構特征，揭示影響確定利用類型的限制性因子及其限制程度［2］。利用評價指標得出的結論，可以指導規劃在保護和合理利用優先土地資源的同時，兼顧生態效益，以達到城市規劃中人與自然和諧共存的目的。

隨著科技的進步，通過軟件進行土地的適宜性評價已可實現。尤其是基于地理信息系統技術進行土地適應性評價，可充分利用已有數據資源，實現土地評價過程的系統化和自動化，并為土地管理和規劃提供準確、可靠的依據［3］。國內已有一些應用GIS技術進行土地適宜性評價的系統，這些系統利用GIS軟件來顯示空間數據和分析計算。梁濤等［4］以江西省萍鄉市總體規劃區土地生態適宜性評價為例，以工業用地、居住用地、農業用地和林業用地為評價要素，生成綜合的城市用地生態適宜度分布圖，從而從空間上相對準確地表征了不同類型土地的生態適宜度，獲得很好的效果；鄭文武等［5］采用變異系數法確定了耕地、建設用地和林地的指標權重，并基于GIS技術，應用模糊綜合評價方法，建立了衡陽盆地的土地適宜性評價模型，對衡陽盆地的土地利用適宜性進行了評價。相對于傳統的純數值評價方法，基于GIS的土地適宜性評價方法是將數值計算與圖形處理有機地結合起來，具有簡潔、直觀、易操作和快速等特點［6］。

近年來，生態環保日益成為人們的關注焦點，作為城市土地適宜性評價的一個重要分支，城市土地生態適宜性評價逐漸被各個地區重視，許多學者都利用地理信息系統工具等一系列手段，對適宜性評價中環境的影響做了大量研究［7］。城市土地生態適宜性的概念最早是由美國著名的景觀規劃大師麥克哈咯在《Design With Nature》一書中提出的，他認為“土地生態適宜性是指由土地具有的水文、地理、地形、地質、生物和人文等特征所決定的，對特定、持續性用途的固有適宜性程度”［8］。筆者針對新民洲的社會、經濟和人文發展狀況，根據經濟發展和生態保護和諧共存的原則，并充分尊重新民洲目前土地利用現狀，對土地利用類型進行生態適宜性評價。利用生態適宜性評價方法可為新民洲城市布局選擇優化方案，同時也為其他城市進行土地生態適宜性評價提供了一個可行的方法參考。

1 研究區概況

新民洲位于江蘇省鎮江市長江北岸，南臨長江、東西北三面與揚州市相接，距離江蘇省會南京市60km，距離上海市230km，毗鄰京杭大運河與長江“十字口”交匯處，交通便捷，區位優勢明顯。新民洲氣候溫潤，四季分明。年平均氣溫15.2℃，境內冬季多偏西北風、夏季多偏東南風。規劃區主要水體為長江，所轄江段屬感潮河段，規劃區內地勢平坦，河流溝谷多為西—東向，屬長江水系。地下水資源豐富。新民洲地質穩定性較好，地貌分區屬于長江下游沖積平原區，地貌類型屬長江三角洲平原中的新三角洲平原。

2 研究方法

2.1 主要評價內容與技術路線

根據鎮江新民洲規劃內容、各類用地現狀、生態敏感性以及對文獻回顧分析所得用地類型的要求，將新民洲土地利用類型分為4類，分別為游憩用地、農業用地、居住用地和產業用地，對4種用地類型分別進行適宜性評價。

技術路線步驟：首先通過實地調查和資料收集，對研究區進行詳盡研究，選取符合研究區實際的評價要素和評價因子，并用AHP法確定各因子的權重，利用GIS技術對評價因子進行整合，最后在GIS系統中對評價因子進行疊加運算，得出研究區的生態適宜性分布圖，研究技術路線見圖1。

圖1 土地利用生態適宜性評價技術路線

2.2 評價指標體系

2.2.1 評價體系確定

建立評價體系包括兩方面：一是評價要素及其因子的選擇；二是權重的確定。目前，國內外學者主要依據土地利用類型對生態適宜性的評價要素進行確定。根據主導性、系統性、可操作性、定量與定性相結合的原則，借鑒之前學者研究成果，結合研究區實際，從以下4種主要的用地類型確定土地的生態適宜性因子。

農業用地（這里指耕地）指供給糧食和蔬菜等農產品及其為農業作保障的用地，耕地適宜性評價用于評定土地進行農作物種植的適宜性程度［9］。武強等［10］以河北省邱縣農業土地適宜性評價為例，運用GIS技術和多源信息復合原理對農業用地的自然、社會屬性進行綜合評價，應用層次分析法確定因子對土地適宜性的貢獻率。

產業用地指工業用地及配套設施用地。近年來，我國城市化發展突飛猛進，區域發展規劃亟待完善，區域生態適宜性評價亟須開展。區域工業用地生態適宜性評價從保護城市生態環境的角度為城市的土地利用提出建議，是城市規劃方法的有益嘗試和補充［11］。

游憩用地指與旅游活動有關的用地類型，包括當地文化遺址和不可開發的濕地生等態敏感性高的生態資源。隨著GIS應用的不斷深入和擴展，GIS的空間分析功能也在旅游資源分布［12］和旅游區分析規劃［13］等方面的應用也日趨廣泛。梁紅玲等［14］以長沙市為例，采用模糊層次分析法確定評價因子權重，并在GIS技術的支持下，從空間上對其旅游開發的生態適宜性進行了綜合評價。

居住用地指居住用地及居住配套設施用地。鄭文發等［15］以上海市奉賢區為例，綜合考慮自然環境，土地利用和服務設施等因素，建立評價指標體系，對奉賢區的城鎮居住區進行適宜性評價。朱雪欣等［16］利用GIS的空間分析和統計功能，根據影響農村居民點區位的自然、社會、經濟和環境因素的適宜分值，利用最小限制因子方法，將佛岡縣農村居民點劃分為城鎮轉化型、城鄉聯合型、發展型、限制發展型和遷棄型5種整理。為農居整理活動提供科學依據。

在選擇評價要素的基礎上，對評價因子進行了刪選，主要有：商服繁華度、特色防護林、環境質量、旅游資源、可達性、地形起伏（包括坡度和高程）、灌溉保證度、土壤質量、土地利用、配套設施、綠地、風向、物流運輸、港區和保護區等15個評價因子。對評價因子的選擇，原則上應盡可能全面地反映對各類用地生態適應性的影響因素，但在實際的操作中，有些具體因素常常會受到數據可獲取性的限制。

2.2.2 指標權重的確定

權重值把握的準確與否決定著評價結果的科學性與合理性，是土地生態適宜性評價的關鍵。對此，通過層次分析法（AHP）確定評價因子權重，對區域土地的生態適宜性進行評價。建立層次結構模型，構造土地生態適宜性因子兩兩判斷矩陣，以問卷的方式，邀請多位專家對評價體系中各指標用標度方法進行兩兩比較打分，并采用層次分析法求得判斷矩陣的特征向量和特征值，再計算各評價因子的權重。

具體步驟為：首先將專家打分的判斷矩陣按列歸一化。

再對按列歸一化的矩陣再按行求和。

然后將向量歸一化，得到特征向量，也就是求得評價因子的權重。

最后通過一致性檢驗來判斷所確定的權重值是否接近客觀實際。通過該種判，能夠在一定程度上緩解傳統的專家打分法確定權重值的主觀性。具體檢驗方法如下。

首先計算最大特征向量。

＊（Aω）i表示向量Aω的第i個分量

通過查詢平均隨機一致性指標R.I.，并結合計算一致性指標C.I.，來演算進行檢驗其一致性檢驗C.R.（consistency ratio）

當C.R.＜0.1時，認為判斷矩陣的一致性是可以接受的。通過上述運算，最終得到的土地的生態適宜性評價量化指標與因子權重（表1）。

表1 土地的生態適宜性評價量化體系

續表

從表1可以看出，全部的量化指標與因子權重檢驗結果小于0.1，全部通過檢驗。

2.2.3 地圖疊加的評價方法

對單一用地類型的生態適宜性評價時運用了GIS技術平臺。首先將各生態因子的統計數據用評價標準進行定量化處理，確定評價因子適宜度屬性值；再將各專題地圖，如土地利用現狀圖、城市污染區和工業區位置示意圖、儲備用地示意圖、高程圖、坡度圖、城市交通圖和城市水系分布圖等信息錄入，經校準后使其成為具有地理坐標的底圖；然后將各個圖層進行數字化，并將評價因子屬性值輸入底圖屬性數據庫，生成矢量格式的適宜性評價的各因子圖；最后將適宜性評價因子圖經過緩沖區處理、柵格化處理生成柵格格式的各用地類型適宜度分布圖。這里通常將用地類型適宜程度分為若干的等級，并分別賦值，綠色區域為適宜度強的地區，紅色區域為基本不適宜地區。

3 適宜性評價結果與分析

3.1 游憩適宜性評價

游憩適宜性最強的地區主要在北部新民河邊的特色防護林、青春河東部的整塊綠地林地、興港路與長江間水系環繞的濕地緩沖區；最弱的主要分布在西邊的工業和中心的商服設施等緩沖區內；中等適宜的區域集中在青春河、北京河、朝陽河和新民河包圍起來的耕地區和零散的農場、樹林、大棚和有機稻田等緩沖區。因游憩用地其生態脆弱性的特點，故需加以保護。

3.2 農業適宜性評價

最適宜農業發展的地區主要分布在興港路以北和特色防護林以南地區，主要分布在紅旗村周邊。農業適宜性最強的地區，基本與游憩適應性中等的地區一致，其適宜性中等的地區也分布于游憩適宜性較好的區域，而最弱的地區除游憩適宜性較弱地區，不僅有西南部的臨港工業區，還有提防、道路和市政基礎設施等。

3.3 居住適宜性評價

居住適宜性最強的地區集中在新民洲青春河、朝陽河和北京河兩兩相交處，橫港路與通港路交叉的十字區內，這片區域，水系發達，道路便捷；其也是新民洲商業服務業最發達地區，市政服務設施最為完備的地區。以此處為中心，居住適宜度向四周遞減，新民洲西部由于有臨港工業區，故較不適宜居住。

3.4 產業適宜性評價

新民洲臨長江，水系較為發達，產業定位以臨港產業為主，在產業適宜性評價要素及因子權重充分考慮風向、交通通達性以及保護區范圍，而且要充分尊重土地利用現狀和之前總體規劃，因此，產業用地適宜區主要集中于下風向的臨江岸線的西部；且產業適宜性最強的地區是游憩、農業、居住適宜性都較差的地區；產業適宜性最弱的地區主要是濕地、農用地和居住區適宜性最好的地區。

最后利用“Raster calculator”功能，并增加以上4類用地的適宜度特征，對評價要素柵格進行疊加分析，對新民洲的土地開發利用進行綜合評判。

新民洲北部與揚州交接處分布有特色防護林，東南部地區水域相間，是具有生物多樣性特征的濕地，臨近國家重點保護的豚類保護區，不適合人為高強度開發，適宜游憩用地進行規劃。在青春河以西，農業適宜性相對較好，可進行生態高效農業生產，可以主要以大棚菜地和有機稻田等其他形式開展生產經營，北京河以東是整片基本農田，也可劃定為農業用地片區。另外，為促進節約集約用地，居民點應在公共基礎設施周圍集聚，故劃定新民洲青春河、朝陽河和北京河兩兩相交處，劃定為居住用地片區。長江與興港路西側是產業適宜性較強，主要依靠長江在新民洲段的港口，適宜發展臨港工業，以江濱港口產業為導向的工業片區在此發展不僅得天獨厚，于生態角度出發的適宜性也最好。

4 結論與討論

對城市建設用地的生態適宜性評價是科學合理用地的前提，應用GIS技術和土地適宜性評價方法，對鎮江市新民洲的游憩用地、農業用地、居住用地和產業用地4種用地類型，從一個較為客觀的角度，進行了規劃區的土地利用適宜性評價，可以減少決策失誤，造成城市生態環境的破壞。本研究中所提出的采用多因子綜合評價方法，綜合考慮商服繁華度、環境質量、旅游資源、可達性、灌溉保證度、土地利用、配套設施、風向、物流運輸和港區等因子，使評價結果更加可靠，運用系統復雜性的多層次權重分析法，提高了評價的效率，并將評價結果以圖形方式直觀的表現出來，為今后新民洲的土地利用規劃的制定和實施提供了決策依據。

在實際操作中，雖然一致性檢驗在一定程度上緩解了專家賦值打分的主觀性，但也不能完全避免，這是人為干擾因素之一；基于GIS技術的土地生態適宜性評價方法在資料獲取上，還可能做到更為詳盡。如獲取的資料越翔實，則可增加的評價要素和評價因子就越多，所得出的結論就越接近實際；在適宜性分區整合方面，需和目前規劃相一致，適宜性分區圖只是在大的框架上對各用地類型進行劃分，在操作中還要結合實際；關于城市生態規劃的指標，缺乏一個統一標準，很難提出一套完整的評價要素和評價因子標準，來對城市土地的生態適宜性進行評價。

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