基于GIS的生態(tài)空間識別及建議
——以邯鄲為例

文/趙景松 河北諾亞人力資源開發(fā)有限公司 河北石家莊 050031

隨著經(jīng)濟的持續(xù)增長，生態(tài)環(huán)境問題尤為突出，正確處理經(jīng)濟發(fā)展與生態(tài)環(huán)境保護的關系顯得尤為迫切。生態(tài)評價則是識別生態(tài)系統(tǒng)服務功能重要、生態(tài)敏感或脆弱程度的區(qū)域。生態(tài)空間分級識別可為邯鄲市的生態(tài)保護修復及完善空間布局提供參考依據(jù)。

1、區(qū)域概況

邯鄲市地處河北省南端，是四省（晉冀魯豫）交界處僅有的特大城市，被環(huán)渤海、長三角和珠三角三大經(jīng)濟圈環(huán)繞。市域面積為12073.8km2。邯鄲境內(nèi)縱貫南北交通有京廣鐵路、京廣高鐵、京深高速、大廣高速、太行山高速；橫跨東西的有邯長鐵路、邯濟鐵路青蘭高速、邯大高速。

邯鄲地勢西到東呈現(xiàn)階梯狀，地貌依次為山區(qū)、丘陵和盆地、平原。海拔最大可相差1866米。氣候為暖溫帶大陸性季風氣候，春秋季西部山區(qū)可能會出現(xiàn)強連陰降雨。境內(nèi)河流大致分為山地河流、平原河流和混合型河流。

2、生態(tài)空間識別

2.1 數(shù)據(jù)來源

本研究數(shù)據(jù)收集情況：生態(tài)系統(tǒng)類型數(shù)據(jù)集與NPP數(shù)據(jù)集來自全國生態(tài)系統(tǒng)遙感調(diào)查與評估結果；氣象數(shù)據(jù)來自中國氣象科學數(shù)據(jù)共享服務網(wǎng)；蒸散發(fā)數(shù)據(jù)集來自國家生態(tài)系統(tǒng)觀測研究網(wǎng)絡科技資源服務系統(tǒng)網(wǎng)站；土壤數(shù)據(jù)來自1:100萬土壤數(shù)據(jù)庫。利用ARCGIS10.3中的插值方法和重采樣將得到相關因子的柵格圖，然后利用柵格計算器將相關因子疊加計算并歸一化。

2.2 識別方法

結合邯鄲市具體情況并采用了《生態(tài)保護紅線劃定指南》中的指標及模型對研究區(qū)域進行識別。生態(tài)服務功能重要性評價內(nèi)容為水源涵養(yǎng)、水土保持和生物多樣性維護。生態(tài)系統(tǒng)敏感脆弱性評估內(nèi)容為水土流失和土地沙化。參考《河北省主體功能區(qū)劃》、《河北省生態(tài)功能區(qū)劃》、《京津冀戰(zhàn)略環(huán)評》等文件中明確的重點關注區(qū)域，結合本文研究方法提出生態(tài)空間分布情況。

2.2.1 生態(tài)系統(tǒng)服務功能重要性評價

生態(tài)系統(tǒng)服務功能重要性通過綜合考慮邯鄲市的水源涵養(yǎng)、水土保持和生物多樣性維護三種生態(tài)系統(tǒng)服務功能的能力，根據(jù)單元計算數(shù)值分為極重要、重要和一般三個等級，明確區(qū)域上生態(tài)服務功能的分布規(guī)律。

1.生態(tài)服務功能評價方法

[生態(tài)系統(tǒng)服務功能重要性]=Max([水源涵養(yǎng)重要性], [水土保持重要性],[生物多樣性維護重要性])

（1）水源涵養(yǎng)功能評價

本文采用水量平衡方程，公式為：

式中：TQ 為總水源涵養(yǎng)量，Pi為降雨量，Ri為地表徑流量（mm），ETi為蒸散發(fā)，Ai為i類生態(tài)系統(tǒng)面積，i為研究區(qū)第i類生態(tài)系統(tǒng)類型，j為研究區(qū)生態(tài)系統(tǒng)類型數(shù)。

（2）水土保持功能評價

水土保持服務模型公式如下：

式中，Ac為水土保持量；Ap為潛在土壤侵蝕量；Ar為實際土壤侵蝕量；R為降雨侵蝕力因子；K為土壤可蝕性因子；L表示坡長因子，S為坡度因子；C為植被覆蓋因子。

（3）生物多樣性維護功能評價

以生物多樣性維護服務能力指數(shù)作為評估指標，計算公式為：

式中：Sbio為生物多樣性維護服務能力指數(shù)，NPPmean為多年植被凈初級生產(chǎn)力平均值，F(xiàn)pre為多年平均降水量，F(xiàn)tem為多年平均氣溫，F(xiàn)alt為海拔因子。

2.生態(tài)服務功能重要性分布

分布如下：極重要區(qū)域主要分布在太行山沿線，重要區(qū)域集中成片分布在涉縣、武安市、峰峰礦區(qū)、磁縣、復興區(qū)，以及永年、叢臺區(qū)、邯山區(qū)的西部區(qū)域。其余主要為一般區(qū)域。

2.2.2 敏感脆弱性評價

生態(tài)環(huán)境敏感性在一定程度上反映了生態(tài)系統(tǒng)對干擾因素的敏感程度。可在生態(tài)敏感程度不同的范圍生產(chǎn)生活活動進行制定限制要求[1]。

1.生態(tài)敏感脆弱性評價方法

[敏感脆弱性評價]=Max([水土流失敏感性],[土地沙化敏感性])

（1）水土流失敏感性評估

將反映各因素對水土流失敏感性的單因子評估數(shù)據(jù)，用地理信息系統(tǒng)技術進行乘積運算，公式如下：

式中：SSi為i空間單元水土流失敏感性指數(shù)，評估因子包括降雨侵蝕力（Ri）、土壤可蝕性（Ki）、坡長坡度（LSi）、地表植被覆蓋（Ci）。

（2）土地沙化敏感性評估

利用地理信息系統(tǒng)的空間分析功能，將各單因子敏感性影響分布圖進行乘積運算，得到評估區(qū)的土地沙化敏感性等級分布圖，公式如下：

式中：Di為i評估區(qū)域土地沙化敏感性指數(shù)；Ii、Wi、Ki、Ci分別為評估區(qū)域干燥度指數(shù)、起沙風天數(shù)、土壤質(zhì)地和植被覆蓋的敏感性等級值。

2.生態(tài)敏感脆弱性分布

敏感脆弱性分布：極敏感占比較小，呈零星狀分布。主要在涉縣西部山區(qū)、峰峰礦區(qū)北部、磁縣北部。其主要土地類型為裸露地表。敏感區(qū)域在邯鄲市的北部和中部有成片的分布。

2.2.3 生態(tài)空間識別

生態(tài)空間分布：極重要區(qū)域占邯鄲市的17.11%，主要分布在武安西部、涉縣、磁縣西部、峰峰礦區(qū)北部；重要區(qū)域占38.89%，武安市中部、東部，峰峰礦區(qū)中南部，磁縣東部，永年區(qū)西部，邯山西部臨漳縣；剩余區(qū)域皆為一般區(qū)域。

3、建議

為完善生態(tài)文明建設，協(xié)調(diào)“三生”（即生產(chǎn)、生態(tài)、生活）空間的保護與開發(fā)。結合邯鄲市生態(tài)空間的劃定情況，建議如下[2]：

（1）在生態(tài)保護的極重要區(qū)域建議參考生態(tài)保護紅線和禁止區(qū)域相應的管控要求進行管理。阻止城市發(fā)展過程引發(fā)生態(tài)退化的活動，維持并提升此區(qū)域生態(tài)功能。

（2）在生態(tài)保護的重要區(qū)域建議按照限制區(qū)域進行管理。劃定生產(chǎn)空間，優(yōu)化用地布局，加快產(chǎn)業(yè)結構調(diào)整。

（3）在生態(tài)保護的一般區(qū)域結合當?shù)氐纳鷳B(tài)、資源和經(jīng)濟狀況進行適宜發(fā)展。

（4）利用地理國情成果對生態(tài)空間進行監(jiān)測,推進區(qū)域生態(tài)文明建設。