基于GIS的喀斯特區(qū)生態(tài)農(nóng)業(yè)與扶貧旅游融合發(fā)展研究

江波 李佳成 洪江 朱生亮 盧蘭

摘要：以貴陽市牛場鄉(xiāng)為對象，運(yùn)用GIS、ERDAS、Mapgis等技術(shù)手段，采用地理?xiàng)l件、生態(tài)環(huán)境、空間區(qū)位、農(nóng)業(yè)條件、旅游潛力、經(jīng)濟(jì)發(fā)展、人民生活等相關(guān)指標(biāo)，構(gòu)建了生態(tài)農(nóng)業(yè)與扶貧旅游融合發(fā)展評價(jià)模型，對典型喀斯特地區(qū)生態(tài)農(nóng)業(yè)與扶貧旅游融合發(fā)展水平進(jìn)行了進(jìn)一步空間融合分析，并對研究區(qū)生態(tài)農(nóng)業(yè)與扶貧旅游空間融合狀況進(jìn)行合理規(guī)劃布局提出了可行性對策與建議。

關(guān)鍵詞：GIS;生態(tài)農(nóng)業(yè);扶貧旅游;融合發(fā)展

中圖分類號：F062.2

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：1674-9944（2018）6-0234-06

1引言

貴陽市白云區(qū)牛場鄉(xiāng)地處黔中隆起南沿，貴州高原第二臺階的典型喀斯特山地丘陵過渡區(qū)，區(qū)內(nèi)地貌類型多樣，生態(tài)環(huán)境相對脆弱，土地資源人均占有少，荒山、林草地分布多，耕地相對偏少，土地利用潛力受到很大制約。區(qū)內(nèi)雖然降水量充沛，但地表水可利用率偏低，區(qū)內(nèi)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)受到有很大影響。牛場鄉(xiāng)2017年人均年收入7000元，東部及北部大部分村鎮(zhèn)人均年收入不足5000元，人民生活相對貧困，發(fā)展相對滯后。隨著貴陽市北郊水庫投入使用后，牛場鄉(xiāng)作為貴陽市北部重要的一道生態(tài)安全屏障及水源地保護(hù)區(qū)，由于其特殊的地理環(huán)境因素，使得牛場鄉(xiāng)可開發(fā)利用的土地資源更有限，社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展相對緩慢。同時(shí)，牛場鄉(xiāng)經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展又離不開土地的合理利用，產(chǎn)業(yè)的合理布局，空間區(qū)位的合理規(guī)劃。因此，本文通過GIS空間分析方法，構(gòu)建生態(tài)農(nóng)業(yè)與扶貧旅游融合發(fā)展評價(jià)模型，為緩解區(qū)內(nèi)人地關(guān)系之間的矛盾，產(chǎn)業(yè)空間合理布局，促進(jìn)當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)社會持續(xù)健康發(fā)展和貧困百姓脫貧致富，提供可行性研究和建議。

2研究區(qū)概況

牛場鄉(xiāng)位于貴陽市白云區(qū)東北部，E106°42'～106°41'，N26°43'～26°50' 之間，北鄰修文縣扎佐鎮(zhèn)，東抵烏當(dāng)區(qū)水田鎮(zhèn)，南接本區(qū)都拉鄉(xiāng)，西面與沙文鎮(zhèn)接壤。牛場鄉(xiāng)國土面積為67.5 km2，其中耕地面積為22.81k㎡，林地面積為38.12k㎡，森林覆蓋率為56.5%。地勢處于黔中隆起南緣，苗嶺山脈中段，貴州高原第二臺階上，區(qū)內(nèi)喀斯特地貌分布較廣，侵蝕剝蝕丘陵、峰叢槽谷、峰叢洼地、殘丘坡地、河流階地發(fā)育較為典型。屬于亞熱帶濕潤氣候區(qū)，由于地勢較高，冷暖氣流交替強(qiáng)烈，具有明顯的季風(fēng)高原氣候特點(diǎn)，多年平均降雨量為1170～1200mm，總降水量較豐富，但季節(jié)分布不均，年際變化大。區(qū)內(nèi)河流主要為沙老河及其支流，水域面積32.7h㎡，其中：有小（2）型水庫3座，為牛角田水庫、龍洞水庫和小沖溝水庫，中型水庫1座，為貴陽市北郊水庫。

3數(shù)據(jù)來源與研究方法

3.1數(shù)據(jù)來源及處理

為了確保生態(tài)農(nóng)業(yè)與扶貧旅游數(shù)據(jù)的可靠性、真實(shí)性，本研究所采用的數(shù)據(jù)主要來自于貴陽市牛場鄉(xiāng)土地利用現(xiàn)狀數(shù)據(jù)、DEM數(shù)據(jù)、地形圖、遙感影像數(shù)據(jù);第二次農(nóng)村土地調(diào)查數(shù)據(jù)、1：50000土壤圖、牛場鄉(xiāng)2015 -2017年統(tǒng)計(jì)年鑒、白云區(qū)牛場鄉(xiāng)總體規(guī)劃修編（ 20162030年）、水源地保護(hù)區(qū)數(shù)據(jù)、以及相關(guān)部門專項(xiàng)規(guī)劃資料，以及相關(guān)文獻(xiàn)資料和實(shí)地調(diào)研數(shù)據(jù)等。在基礎(chǔ)數(shù)據(jù)處理方面，根據(jù)牛場鄉(xiāng)地理?xiàng)l件、生態(tài)環(huán)境、空間區(qū)位、農(nóng)業(yè)條件、旅游潛力、經(jīng)濟(jì)發(fā)展、人民生活等方面數(shù)據(jù)庫及其相關(guān)信息，運(yùn)用GIS、ERDAS、Mapgis、RS等技術(shù)手段，提取出牛場鄉(xiāng)生態(tài)農(nóng)業(yè)和扶貧旅游融合發(fā)展指標(biāo) 的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。具體各數(shù)據(jù)處理情況如圖1～圖3。

3.2生態(tài)農(nóng)業(yè)與扶貧旅游融合發(fā)展模型

研究區(qū)生態(tài)農(nóng)業(yè)與扶貧旅游融合發(fā)展模型主要用于評價(jià)分析生態(tài)農(nóng)業(yè)與扶貧旅游兩個(gè)產(chǎn)業(yè)系統(tǒng)之間通過相互作用影響以達(dá)到協(xié)同融合的發(fā)展程度研究。研究區(qū)生態(tài)農(nóng)業(yè)與扶貧旅游兩個(gè)系統(tǒng)融合發(fā)展水平可通過幾何平均法和線性加權(quán)法進(jìn)行計(jì)算分析，其公式如下：

式中Ui是融合發(fā)展函數(shù)，λij是指標(biāo)權(quán)重，uij是指標(biāo)貢獻(xiàn)度。考慮到函數(shù)在計(jì)算過程的統(tǒng)一性，設(shè)f（x）、g（y）分別為生態(tài)農(nóng)業(yè)系統(tǒng)、扶貧旅游系統(tǒng)的發(fā)展評價(jià)函數(shù)，則：

式中：i、j分別為生態(tài)農(nóng)業(yè)系統(tǒng)和扶貧旅游系統(tǒng)的指標(biāo)個(gè)數(shù)，ai、bj為權(quán)重，xi、yj分別為生態(tài)農(nóng)業(yè)系統(tǒng)和扶貧旅游系統(tǒng)中第i、j個(gè)指標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)化值，通過計(jì)算得出 的系統(tǒng)綜合指標(biāo)值越高，表明融合系統(tǒng)狀況越好。

本研究根據(jù)物理學(xué)容量耦合系統(tǒng)模型，利用各指標(biāo)在空間分布狀況對生態(tài)農(nóng)業(yè)與扶貧旅游的融合發(fā)展度進(jìn)行定量分析，具體模型公式如下：

式中c為生態(tài)農(nóng)業(yè)與扶貧旅游系統(tǒng)融合發(fā)展度（c∈[0，1] ，k為調(diào)節(jié)系數(shù)，本研究k值取2。

生態(tài)農(nóng)業(yè)與扶貧旅游融合發(fā)展度旨在評價(jià)分析兩大系統(tǒng)及各指標(biāo)要素之間的相互融合、協(xié)同發(fā)展的程度。融合發(fā)展度不僅能區(qū)分兩大產(chǎn)業(yè)系統(tǒng)的偽協(xié)調(diào)融合狀況，同時(shí)也能定量分析生態(tài)農(nóng)業(yè)與扶貧旅游兩大產(chǎn)業(yè)的融合發(fā)展程度，進(jìn)一步反映出兩大產(chǎn)業(yè)系統(tǒng)發(fā)展水平在空間布局上的相對高低和發(fā)展?jié)摿ΑＱ芯繀^(qū)生態(tài)農(nóng)業(yè)與扶貧旅游融合發(fā)展度模型為：

式中：D為生態(tài)農(nóng)業(yè)與扶貧旅游融合發(fā)展度（D∈[O，1]。丁為生態(tài)農(nóng)業(yè)與扶貧旅游融合發(fā)展綜合評價(jià)指數(shù)，且D =αf（x+βg（y），α，β是待定系數(shù)，α+β=1，本研究考慮到研究區(qū)兩大系統(tǒng)發(fā)展同等重要，故α，β分別取值為0.5。

參考國內(nèi)外學(xué)者有關(guān)研究成果，生態(tài)農(nóng)業(yè)與扶貧旅游融合發(fā)展度的等級劃分如表1所示。

3.3指標(biāo)體系構(gòu)建及權(quán)重因子確定

根據(jù)貴陽市白云區(qū)牛場鄉(xiāng)近年生態(tài)農(nóng)業(yè)與扶貧旅游發(fā)展的特點(diǎn)，借鑒國內(nèi)外學(xué)者提出的生態(tài)農(nóng)業(yè)與扶貧旅游融合發(fā)展指標(biāo)體系，本研究選取生態(tài)農(nóng)業(yè)與扶貧旅游發(fā)展相關(guān)性較大的2個(gè)因子集共18項(xiàng)指標(biāo)，并建立牛場鄉(xiāng)生態(tài)農(nóng)業(yè)與扶貧旅游融合發(fā)展指標(biāo)體系.并用AHP層次分析法確定各指標(biāo)的權(quán)重值。具體各指標(biāo)權(quán)重見表2。

4貴陽市牛場鄉(xiāng)生態(tài)農(nóng)業(yè)與扶貧旅游融合發(fā)展分析 本研究采用極差法對各指標(biāo)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理;然后采用AHP層次分析法確定各指標(biāo)的權(quán)重值（表2）;再通過生態(tài)農(nóng)業(yè)與扶貧旅游融合發(fā)展模型分析，并采用GIS、ERDAS、Mapgis等軟件空間分析方法，得到貴陽市牛場鄉(xiāng)地理?xiàng)l件、生態(tài)環(huán)境、空間區(qū)位、農(nóng)業(yè)條件、旅游潛力、經(jīng)濟(jì)發(fā)展、人民生活指標(biāo)的空間融合分布圖，并進(jìn)一步得到貴陽市牛場鄉(xiāng)生態(tài)農(nóng)業(yè)與扶貧旅游融合發(fā)展適宜度空間分布圖（圖4和圖5），及融合發(fā)展適宜性區(qū)劃表（表3）。

5結(jié)論

本研究在生態(tài)農(nóng)業(yè)與扶貧旅游融合發(fā)展適宜性評價(jià)的基礎(chǔ)上，以GIS技術(shù)為基礎(chǔ)，結(jié)合牛場鄉(xiāng)行政區(qū)劃特征、農(nóng)業(yè)區(qū)劃方向等要素，以“斑塊—廊道—基質(zhì)”模型為指導(dǎo)，對區(qū)域景觀的斑塊、基質(zhì)和廊道進(jìn)行詳細(xì)的考慮和規(guī)劃，對水源地保護(hù)核心區(qū)以及生態(tài)脆弱區(qū)進(jìn)行預(yù)留和保護(hù)。確保項(xiàng)目區(qū)的生態(tài)農(nóng)業(yè)與扶貧旅游融合發(fā)展規(guī)劃充分結(jié)合當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)、社會、經(jīng)濟(jì)資源特點(diǎn)，使規(guī)劃建設(shè)景觀融入到當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)經(jīng)濟(jì)景觀中，使項(xiàng)目區(qū)開發(fā)滿足生態(tài)效益、經(jīng)濟(jì)效益、社會效益且具有美學(xué)價(jià)值。同時(shí)，也是實(shí)現(xiàn)當(dāng)?shù)匕傩彰撠氈赂唬瑓^(qū)域生態(tài)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的核心。對此，本研究擬將牛場鄉(xiāng)生態(tài)農(nóng)業(yè)與扶貧旅游融合發(fā)展空間區(qū)域劃分為7個(gè)區(qū)塊.其中生態(tài)恢復(fù)區(qū)規(guī)劃3個(gè)生態(tài)恢復(fù)廊道，2個(gè)生態(tài)恢復(fù)區(qū)，涉及13個(gè)村鎮(zhèn);扶貧旅游區(qū)，重點(diǎn)規(guī)劃牛場鄉(xiāng)東北部的山地旅游環(huán)形帶和2個(gè)自然森林公園，以帶動牛場鄉(xiāng)5個(gè)相對貧困村鎮(zhèn)發(fā)展;溫泉度假區(qū)規(guī)劃2個(gè)溫泉區(qū)，其中重點(diǎn)發(fā)展瓦窯溫泉度假區(qū)，以輻射帶動以瓦窯村為中心的周邊貧困鄉(xiāng)村發(fā)展，促進(jìn)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化升級;生態(tài)產(chǎn)業(yè)區(qū)規(guī)劃1個(gè)生態(tài)農(nóng)業(yè)帶，1個(gè)特色農(nóng)業(yè)區(qū)，2個(gè)經(jīng)濟(jì)林區(qū)，以及3個(gè)花卉苗木區(qū)，其中重點(diǎn)發(fā)展牛場鄉(xiāng)北部的生態(tài)農(nóng)業(yè)帶以及新家田村的花卉苗木區(qū);綜合旅游區(qū)為牛場鄉(xiāng)為牛場鄉(xiāng)生態(tài)農(nóng)業(yè)與扶貧旅游融合度最佳區(qū)，區(qū)內(nèi)旅游資源豐富、生態(tài)農(nóng)業(yè)條件較好，擬重點(diǎn)打造蓬萊仙界、蓬萊九店景點(diǎn)區(qū);生態(tài)旅游區(qū)為水源地保護(hù)緩沖區(qū)，從保護(hù)生態(tài)環(huán)境的角度出發(fā)，對區(qū)內(nèi)擬進(jìn)行有限性開發(fā)，主要規(guī)劃荷塘月色、古樹公園等對生態(tài)環(huán)境影響低的項(xiàng)目;水源地保護(hù)區(qū)為貴陽北郊水庫的核心保護(hù)區(qū)，為限制開發(fā)區(qū)，不規(guī)劃相關(guān)項(xiàng)目，以保證區(qū)域生態(tài)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展。牛場鄉(xiāng)各區(qū)域具體分區(qū)情況見表4。