低丘緩坡建設用地空間拓展評價

尤笛　蔣金豹　郭海強

摘要：福建省正全力打造21世紀海上絲綢之路核心區(qū)，境內山地丘陵面積占全省土地總面積的90%，建設用地嚴重不足，開發(fā)利用低丘緩坡土地資源作為建設用地勢在必行。以福建南平邵武市為例，運用GIS和RS技術，采用多因素綜合評價模型，對邵武市低丘緩坡土地資源開發(fā)成建設用地進行適宜性評價，給拓展建設用地空間提供科學的依據(jù)。為了凸顯生態(tài)的重要性，從空間區(qū)位、自然地理、社會經濟、生態(tài)保護4個方面共選取15個評價因子構建評價指標體系；在確定評價指標權重方面，將G1法和層次分析法（AHP）線性組合以降低評價的主觀性。結果顯示，邵武市可開發(fā)的低丘緩坡土地資源比較豐富，適宜用作建設用地部分占可開發(fā)面積的75.68%，主要集中于邵武市的城區(qū)和東南部，沿著富屯溪兩側分布。該研究可為邵武市低丘緩坡土地資源科學開發(fā)提供空間方位和技術依據(jù)。

關鍵詞：低丘緩坡；土地評價；建設用地；適宜性

中圖分類號： F323.211 文獻標志碼： A 文章編號：1002-1302（2016）07-0508-05

福建是古代海上絲綢之路的重要起點。當前，在國家“一帶一路”的戰(zhàn)略引領下，福建省正全力打造21世紀海上絲綢之路核心區(qū)。福建省位于中國東南部，依山傍海，境內山地丘陵面積占全省土地總面積的90%，耕地少、建設用地嚴重不足，無法滿足21世紀海上絲綢之路核心區(qū)的建設發(fā)展需要。為了拓展建設用地，福建省提交了《福建省低丘緩坡土地開發(fā)利用試點方案》，該方案在2012年11月獲得國土資源部批復并同時確定南平邵武市為福建省首批低丘緩坡土地開發(fā)利用試點市之一。在開發(fā)利用低丘緩坡土地之前，需要對低丘緩坡土地進行評價，為合理利用低丘緩坡土地資源提供依據(jù)。

低丘緩坡土地是指廣大低山丘陵區(qū)集中連片分布的、坡度25°以下的緩坡地，主要包括荒草地、裸土地、廢棄園地、低效林地等多種后備開發(fā)資源[1]，廣泛分布在我國東南沿海，浙閩交界的武夷山脈區(qū)域。近年來，有很多學者對低丘緩坡建設用地的適宜性進行了評價，其評價指標體系的構建主要考慮自然、社會、經濟因素。孫華芬等選取高程、坡度、地下水埋深、地基承載力、切割密度等指標進行評價[2]；孫永亮等從場地穩(wěn)定性、巖土體性質、地下水條件、地形條件方面選取評價指標[3]；韓會慶等選取相對高度、交通便捷度、城鎮(zhèn)影響度、土地利用、地質災害等評價指標[4]。然而，在保護生態(tài)平衡的大環(huán)境下，國家極力倡導生態(tài)文明建設，生態(tài)因素卻很少被顧及到。在建設用地空間拓展的過程中，應充分考慮生態(tài)因素在土地適宜性評價中的作用，任何土地的開發(fā)利用都不能以破壞生態(tài)環(huán)境為代價。

選取評價指標很重要，然而確定指標權重是建設用地適宜性評價的另一個關鍵點。在確定指標權重系數(shù)方面，常用的方法有特爾菲（Delphi）法 [5]、層次分析法（analytic hierarchy process，AHP）[6]、G1法[7]等。此類確定權重系數(shù)的方法在單一使用時，人為因素參與過多導致主觀性太強，因此缺乏可信度。本研究將層次分析法與G1法有效結合，避免了各方法單一使用時的缺陷，同時降低了評價中主觀性不利的影響。同時結合GIS和RS技術，將定性評價和定量評價相結合。以南平邵武市為例，從空間區(qū)位、自然地理、社會經濟和生態(tài)保護4個方面構建評價指標體系，評價低丘緩坡土地資源用于建設用地的適宜性，為后續(xù)開發(fā)提供技術指導。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

邵武市位于福建省西北部、武夷山南麓、閩江支流富屯溪中上游。東西寬115 km，南北長125 km，土地總面積28.58萬hm2。邵武市因“八山一水一分田”之說，屬于典型的山區(qū)丘陵地貌，森林覆蓋率達70%，境內共有低丘緩坡土地資源8.246萬hm2，低丘緩坡資源豐富，鄉(xiāng)鎮(zhèn)分布見圖1。

1.2 數(shù)據(jù)及處理流程

研究數(shù)據(jù)主要有1∶ 10 000邵武DEM，Landsat8遙感影像，土地利用現(xiàn)狀數(shù)據(jù)庫，基本農田、森林、地質災害、斷裂帶相關圖件，統(tǒng)計年鑒等相關文本資料。在統(tǒng)一的坐標系 WGS-84中進行數(shù)據(jù)處理，評價建設用地適宜性的流程見圖2。

1.3 低丘緩坡概念及其范圍的確定

低丘緩坡定義標準因地方不同而存在或大或小的差異，從而導致低丘緩坡的范圍沒有嚴格界定。在評價建設用地適宜性時，江西省地區(qū)低丘緩坡坡度界定在6°～25°[8]，海拔低于300 m，也有部分地區(qū)因地勢原因把海拔界定在500 m以下[9]；浙江省地區(qū)低丘緩坡坡度定義在2°～25°[10-11]，海拔小于300 m；四川省地區(qū)低丘緩坡坡度界定為6°～25°[12-13]，海拔低于500 m；云南省地處山區(qū)，坡度較陡，低丘緩坡坡度標準適當放寬到8°～25°[14-15]。我國《水土保持法》規(guī)定坡度>25°的坡地禁止開發(fā)[16]，考慮到邵武地勢條件，其平均高程達778 m，將低丘緩坡的范圍擴大到海拔≤500 m且坡度為2°～25°的區(qū)域，占總面積的40.38%。再剔除已有建設用地、基本農田保護區(qū)、森林禁止開發(fā)區(qū)、風景名勝及特殊用地，得到可開發(fā)的低丘緩坡范圍見圖3。

2 研究方法

2.1 建立評價指標體系

低丘緩坡土地資源是一個受多種因素影響的動態(tài)系統(tǒng)，因此選擇的評價指標應該具有綜合性、代表性、可行性等特征[12]。同時結合邵武市山多、地勢復雜等實地特征，從空間區(qū)位、自然地理、社會經濟、生態(tài)保護4個方面共選取15個評價因子，使評價綜合性更強，其評價指標體系見圖4。在 ArcGIS 環(huán)境下，將研究區(qū)劃分為30 m×30 m的柵格作為評價單元，利用空間分析的柵格重分類功能，計算并生成各因素評價結果圖。

2.2 土地等級量化分級

采用定性評價和定量評價相結合對各評價指標進行分級量化，并通過給專家發(fā)放調查問卷，然后回收進行統(tǒng)計的方式，將評價標準劃分為4個等級進行賦值，分級標準見表1。

2.3 確定評價指標的權重

G1法[17]邀請多個土地方面專家將同一層次上的各指標對目標層重要性進行從大到小排序，同時給出前后指標比較后重要程度的比值，確定各個評價指標的權重。

AHP法[18-19]中通過乘積方根法計算確定各評價因子權重。具體步驟為：首先要構造層次分析結構，即將評價指標體系分為目標層、準則層、指標層；然后構造判斷矩陣，一般采用9級標度法確定同一準則層上各指標之間的重要程度；最后對判斷矩陣的一致性進行檢驗，結果滿足C.R.<0.10，表明判斷矩陣有滿意的一致性。

G1法省略了構造判斷矩陣和一致性檢驗等工作，完全受制于專家意見， 會因專家對指標的重要性排序不合理而直接導致結果不合理；層次分析法根據(jù)一致性檢驗結果判斷是否接受專家意見，淡化人為因素的影響。本研究計算二者權重值的算術平均值，避免不同方法帶來的計算誤差，同時將二者的主客觀因素進行均化而降低主觀性，從而使結果更符合實際情況，結果見表2。

xi=0.5×G1i+0.5×AHFAi。

（1）

式中：i表示第i個評價指標，xi為參評因子綜合權重，G1i為G1法計算的權重，AHPi為AHP法計算的權重。從參評因子權重的結果得知，生態(tài)保護>空間區(qū)位>社會經濟>自然地理，其中基本農田保護和交通可達性評價因子的權重最大，坡向和高程評價因子的權重最小。符合在保護生態(tài)的基礎上再發(fā)展經濟的原則，求出的權重很合理。

2.4 構建評價模型

在ArcGIS平臺下，采用多因素綜合評價法[9，20-21]，對邵武低丘緩坡建設用地空間拓展的適宜性進行評價。評價模型如下：

3 結果與分析

3.1 評價的結果

采用多因素綜合評價模型，按公式（2），在ArcGIS中輸入各評價指標的權重值和對應的指標量化分值，計算得到可開發(fā)的低丘緩坡建設用地適宜性評價分值為39.02～98.62。由于自然間斷法的分級能體現(xiàn)出變化劇烈的間斷處，所以按自然間斷法將評價結果分為4個等級：適宜性優(yōu)、適宜性良、適宜性一般、不適宜（圖5）。（1）適宜性優(yōu)等的低丘緩坡沿著富屯溪東西兩側分布，主要分布在邵武城區(qū)，涉及的鄉(xiāng)鎮(zhèn)有城郊鎮(zhèn)北部和南部、水北鎮(zhèn)南部、下沙鎮(zhèn)東部和西部。總面積為13 811.40 hm2，占可開發(fā)低丘緩坡的11.91%。（2）適宜性良的低丘緩坡主要在邵武東北部，集中分布于水北鎮(zhèn)南部和西部、城郊鎮(zhèn)中部和西南部、拿口鎮(zhèn)中部和東部。總面積為33 568.02 hm2，占可開發(fā)低丘緩坡的28.94%。（3）適宜性一般的低丘緩坡主要位于邵武東南、東北部，集中分布在拿口鎮(zhèn)東北和西南部、水北鎮(zhèn)西南部、洪墩鎮(zhèn)西北至東南區(qū)。總面積為40 442.04 hm2，占可開發(fā)低丘緩坡的34.83%。（4）不適宜的低丘緩坡位于邵武四周，主要分布在拿口鎮(zhèn)四周、大竹鎮(zhèn)中部以東成片區(qū)域、沿山鎮(zhèn)北部和南部。總面積為 28 200.24 hm2，占可開發(fā)低丘緩坡的24.32%。

利用GIS技術，根據(jù)邵武行政區(qū)劃圖和評價結果圖，統(tǒng)計邵武各鄉(xiāng)鎮(zhèn)低丘緩坡的不同適宜性等級所占面積，詳見表3。

3.2 適宜性等級分析

將適宜性優(yōu)、適宜性良、適宜性一般劃為適宜建設區(qū)，共占可開發(fā)的低丘緩坡面積的75.68%。為了更直觀對比適宜區(qū)各鄉(xiāng)鎮(zhèn)可開發(fā)的建設用地的面積，繪制面積直方圖（圖6），

可開發(fā)面積大的鄉(xiāng)鎮(zhèn)主要有水北鎮(zhèn)、拿口鎮(zhèn)和城郊鎮(zhèn)等。

根據(jù)評價結果將4個不同等級分布區(qū)域的特點綜合分析如下，并給出相應的空間拓展建議。

優(yōu)等適宜區(qū)靠近城區(qū)、人口稠密、經濟發(fā)達；交通便利，有316國道、205省道和鷹廈鐵路貫穿其中；坡度平緩，平均高程300 m以下；地質災害易發(fā)性低；距基本農田保護區(qū)和森林禁止開發(fā)區(qū)較遠，不會對周圍的生態(tài)環(huán)境造成破壞。綜合以上有利因素可知，此區(qū)完全符合評價優(yōu)選標準。建議此區(qū)可結合城市規(guī)劃文本，優(yōu)先開發(fā)為建設用地，如工業(yè)園區(qū)等，將土地節(jié)約集約利用的同時使建設用地的經濟效益達到最大化。

與優(yōu)等適宜區(qū)相比較而言，良等適宜區(qū)明顯的不同是地區(qū)高程普遍達到500 m，且坡度逐漸變陡，需要一定的開發(fā)技術支持，才會將此區(qū)開發(fā)為建設用地。針對邵武市地勢條件，此區(qū)存在一定的限制因素，建議采取一定措施處理后因地制宜建設，可作為建設用地開發(fā)的備選資源，建議開發(fā)為居住和商服用地等。

一般適宜區(qū)鄉(xiāng)鎮(zhèn)交通發(fā)達，毗鄰鷹廈鐵路；經濟基礎較好，有些工業(yè)園區(qū)分布在其中。但距離中心城區(qū)較遠，有基本農田分布在其中，森林覆蓋度大，容易破壞周邊生態(tài)環(huán)境，引起地質災害。建議作為建設用地次備選資源，可在利用前期采取一定的經濟技術和工程措施適當整治，加強地質災害防范及生態(tài)環(huán)境保護，建議作為公園和綠化用地等。

不適宜區(qū)地質災害易發(fā)性較高，植被覆蓋度較大，建設開發(fā)會嚴重破壞生態(tài)環(huán)境，造價成本偏高；部分森林禁止開發(fā)區(qū)分布在沿山鎮(zhèn)中部、大竹鎮(zhèn)中部、張厝鄉(xiāng)南部，不能進行開發(fā)建設；高程和坡度偏高，施工難度相當大，不適宜開發(fā)成建設用地。建議此區(qū)禁止開發(fā)建設，保留目前的土地利用現(xiàn)狀，保護風景名勝，并加強土地綜合整治。

4 結語

本研究借助GIS和RS技術，綜合考慮生態(tài)、區(qū)位和自然等重要因素，對邵武低丘緩坡土地資源開發(fā)成建設用地進行了評價適宜性。該評價指標體系分級科學、指標選取合理；將G1法和AHP法線性組合確定指標權重，降低主觀性；多因素綜合評價模型不僅簡單可靠，還有較強的實用性和可操作性。評價結果表明，邵武可開發(fā)的低丘緩坡面積約 115 380.00 hm2，占總面積的40.38%；適宜開發(fā)成建設用地的面積約87 778.35 hm2，占低丘緩坡的75.68%。本研究評價結果與實際情況相吻合，為邵武以后大規(guī)模開發(fā)低丘緩坡土地資源拓展建設用地空間提供了科學依據(jù)，也有利于促進海上絲綢之路的發(fā)展。

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