GIS支持^下旅游小鎮生態敏感性評價

李霞 林麗麗 吳元晶 潘全志 吳小剛

摘要：文章選取高程、坡度、坡向、水系、土地利用、道路交通、景源和植被歸一化指數（NDVI）作為評價指標構建湖坑鎮生態敏感性評價體系，利用層次分析法（AHP）確定各權重，通過加權疊加方法得出湖坑鎮生態敏感性綜合評價圖，結果表明，湖坑鎮生態敏感性總體水平較高，研究區高敏感區、中敏感區、低敏感區和非敏感區的面積分別為2331.47hm2，4671.55hm2，2240.64hm2，406.21hm2，分別占總面積的24.16%，48.41%，23.22%，4.21%。

關鍵詞：鄉村振興，旅游小鎮，GIS，生態敏感性

DOI：10.12169/zgcsly.2019.05.16.0001

中共十九大首次提出了鄉村振興戰略，報告中強調了農村生態文明建設在鄉村振興中的重要地位。2018年中央一號文件，中共中央、國務院《鄉村振興戰略規劃（2018-2022年）》明確指出，要健全完善鄉村生態文明建設、構建鄉村治理新體系，實施鄉村振興戰略[1]。近年來，各地旅游小鎮的建設熱潮成為了響應鄉村振興戰略的重要創新，積極促進鄉村經濟發展的同時，也為鄉村的生態環境帶來了挑戰。進行生態敏感性分析，促進生態環境建設和保護，為鄉村建設的宏觀規劃和管理提供科學依據，對區域的可持續發展有著重要的意義。

生態敏感性是指生態系統對人類活動干擾和自然環境變化下反映程度，體現了區域發生生態環境問題的難易程度和概率[2]。生態敏感性高低的衡量標準一般是生態因子的適應能力或恢復能力，其評價能夠反映區域的自然環境良好程度、土地利用情況、人口負荷情況及未來合理規劃方向，它是區域生態環境規劃和管理的基礎[3]。當前，生態敏感性已經在各領域展開廣：泛的研究，應用領域包括城鄉規劃[4]、土地利用[5]、生態評估[6]、功能區劃[7]、風景園林規劃[8]等多方面。研究尺度也從較大空間幅度向較小空間幅度發展，多集中在流域[9]、國家[2]、省市及地區[10-12]等大尺度上，縣鎮級以下尺度的研究較少[13-14]，對于旅游小鎮的敏感性評價研究更少。隨著土樓申遺的成功，湖坑鎮的旅游人數驟增，旅游項目開發不斷，對當地的生態環境造成了一定壓力。本研究利用湖坑鎮遙感影像及地理信息，在GIS技術支持下，從自然因素與人為干擾因素兩方面，實地調研湖坑鎮的自然生態環境概況，分析影響區域生態敏感因子，構建評價體系，對研究區生態敏感性進行評價分析，以期旅游小鎮的規劃建設能充分協調人與生態環境的關系，從而為旅游小鎮的科學開發與可持續發展提供參考依據。

1研究區概況

湖坑鎮位于福建省龍巖市永定區東南方位，地處永定區、南靖縣、平和縣3區交界處。鎮域東西最大距離17.41km，南北最大距離10.62km，共16個村，人口約2.5萬人，總面積約9650hm2，地理坐標為東經116°55'-117*14'，北緯24°32'-24°42'。湖坑鎮屬亞熱帶海洋性季風氣候，降水充足，氣候舒適，區域為典型的中低丘陵地貌，河谷盆地沿金豐溪及支流分布。截至2013年，湖坑鎮有土樓1556座，其中有一群兩樓9座本體樓（洪坑土樓群、振福樓、衍香樓）被列人世界文化遺產名錄，并有著長達10余公里的南溪土樓長城，是永定主要旅游景區。

2研究方法

2.1基礎數據來源與處理

本研究數據包括來源于地理空間數據云DEM30m分辨率數字高程、2018年5月5日的Landsat8遙感影像和湖坑鎮地形圖。對各原始數據進行大氣矯正、輻射定標、統一投影、裁剪等預處理，通過GIS軟件對DEM30m分辨率數字高程數據獲取地形數據;用ENVI5.1對遙感影像獲取植被分布及土地利用情況;利用地形圖并結合實地情況提取研究區的水系、道路交通、景源等信息錄人至GIS數據庫。

2.2評價指標的選取與體系構建

由于生態系統的高度復雜程度，生態敏感因子沒有固定的選取標準。不同研究區應根據實地的生態環境情況分析其差異性，選取最能反映該區域的各生態敏感性因子[15]。在進行生態環境敏感性指標選取時，常見多因子的綜合方法[16-18其選取遵循指標主導性、科學性與可實施性等。綜合湖坑鎮的生態特征與人為活動兩方面選取高程、坡度、坡向、水系、土地利用、道路交通、景源和植被歸一化指數（NDVI）為本研究的主要評價因子。研究區位于丘陵地區，高程影響動植物的分布、溫度與降水等;坡度對土質的穩定、植被的生長與農業的生產選址有密切關系;湖坑鎮地形起伏較大，不同坡向的光照強弱、土壤的水分含量也有差異;水系對于區域的土壤濕度，以及周圍的植物生長、農業的灌溉有重要作用;土地利用反映人為活動對自然環境的干預程度，有效地監測了各區域自然環境的變化與開發活動;道路是推動旅游小鎮發展的基礎條件，也是人類活動頻繁的區域;湖坑鎮有豐富的土樓旅游資源，對人文景源的保護充分體現了區域可持續發展，選取主要景源，以各景源為中心，向外劃分緩沖區，生態敏感性也依次減弱;植被歸一化指數（NDVI）反映了該地區的植被覆蓋度，豐富的植被促進了生物多樣性，并減少了土壤侵蝕，具有良好的生態敏感性。歸一化的NDVI值為[-1，1]，值越接近0，表示植被覆蓋率越少，越接近裸地;負數則表示高反射物，如水、云等。將各個評價因子對生態敏感性的影響程度分為4級，依次為高敏感區、中敏感區、低敏感區和非敏感區[7]，并賦值為7，5，3，1，結果見表1。

2.3指標權重的確定

因各指標對生態敏感性的影響程度各不同，為了對各評價因子進行綜合評價，采用層次分析法（AHP）確定各因子的權重。專家參考了湖坑鎮的生態環境，綜合各因子對當地生態的影響情況，首先對各因子逐項比較進行打分，按1～5分制進行打分;其次使用平均幾何方法（根方法）計算矩陣的權重;最后進行矩陣的一致性查驗，若一致性比率CR值在0～0.1，則矩陣正確，若超出范圍則重新調整數值。根據判別矩陣計算矩陣最大特征值入my，一致性指標CI=（λ-n）/（n-1），對照平均隨機性一致指標，當n=8時，RI=1.41，經計算一致性比率CR=0.02<0.1，判別矩陣通過檢驗，結果有效（表2）。

2.4空間疊加分析方法

在ArcGIS10.1中將各個因子的信息導人地圖中完善各因子數據并建立數據庫，根據評價指標體系對各因子分級賦值，重分類后得到各因子柵格化的生態敏感性分析圖，在屬性表中運算得出各生態敏感單因子分級的數據情況，再將各指標分析圖運用Arctoolbox中加權疊加工具，得出湖坑鎮生態敏感值與綜合生態敏感性評價圖。加權求和的結果值越高，表明研究區的生態越敏感[19]。

3湖坑鎮生態敏感性評價分析

3.1單因子評價分析

3.1.1高程生態敏感性

湖坑鎮總體地勢為東南高、西北低，境內以丘陵地貌為主，其中最高海拔仙洞峰為1530.3m。區域中、高敏感區域面積為2171.51hm2，占總面積的22.5%，分布在湖坑鎮的南部區域;低敏感區主要位于湖坑鎮中部區.域;非敏感區面積占比為42.84%，主要位于湖坑.鎮北部區域，湖坑鎮的主要村鎮建設也分布在此區域（圖1）。

3.1.2坡度生態敏感性

按自然斷點分級法[20]分為4個區段，鎮域內坡度在0～10°為非敏感區，面積2042.56hm2占比21.17%，北部居多，主要分布在村鎮建設周邊;坡度在10°～17°為低敏感區，面積占比32.03%;坡度在17°～25°為中敏感區，面積為3292.67hm？，占比34.12%，廣泛分布于全境;坡度大于25°屬高敏感區，面積1223.97hm2，占比12.68%，主要分布于湖坑鎮南溪土樓右側九九崠一帶。研究區坡度生態敏感性以中低敏感區為主（圖2）。

3.1.3坡向生態敏感性

坡向的分類有多種，常用8個方向的分類方法，本文采用6個方向分類，即北向、東北向、東南向、南向、西南向、西北向，加上平地（平地在坡向上是特殊的一類，因此也需要考慮此類方向）。將坡向分為4個敏感程度等級，得到坡向生態敏感性分析圖（圖3），其中高敏感區面積1547.95hm'，占比16.04%;中敏感區面積最大為3813.56hm2，占比39.52%

3.1.4水系生態敏感性

水資源對調節局部氣候和提高景觀質量、改善區域環境具有十分重要的作用，并發揮著農業灌溉，生活排污、用水等功能。鎮域內以金豐溪及其支流與中金渠為主要水系，根據圖4，中、高敏感區面積為453.51hm2，424.21hm2，共占總面積的9.10%，水系敏感度由水域中心向外逐漸降低。水體的生態性與人類的活動息息相關，不當的人類活動都會破壞水體的生態過程，應控制生活污水的排放，適當建設河流廊道周邊的植被緩沖區，以降低人類的干擾。

3.1.5土地利用的生態敏感性

湖坑鎮的土地類型主要有建設用地、交通用地、草叢、水田、旱地、灌木林、園地、自然林地等，按照恢復難易程度分為4個生態敏感等級（表1）。鎮域內高敏感區占總面積為68.23%，這是因為湖坑鎮以傳統的農業與旅游業為主，地形地貌在一定程度上局限土地利用開發;中、低敏感區面積分別為1727.00hm2，1129.08hm2，占總面積的17.90%與11.70%;非敏感區面積占比僅為2.17%（圖5）。

3.1.6道路交通生態敏感性

湖坑鎮道路交通生態敏感因子主要以省道、縣道、鄉鎮道路3種為基礎數據進行分析。因地勢的影響，道路交通以南北走向為主，分布在各村鎮建設用地周圍。道路的建設以人為活動頻繁的區域為建設依據之一，道路交通的生態敏感性也由道路中心向外增強。鎮域內非敏感區與低敏感區占總面積的9.88%，高敏感區占82.45%（圖6）。湖坑鎮為土樓旅游重點建設鄉鎮，因此，對道路交通建設還應考慮低敏感地區建設，避開敏感性高、自然環境優良區域。

3.1.7景源生態敏感性

作為旅游小鎮，人文景源的破壞無可逆轉，景源因子的影響更為突出，選取洪坑土樓群、南溪土樓群中名土樓作為景源（表3）。

依據《永定客家土樓保護規劃》，以景源為中心外50m范圍內為高敏感區，結合地貌特征、村落布局設置緩沖區敏感度向外逐漸降低（圖7）。高敏感區面積11.52hm2，占比0.12%;中敏感區與低敏感區分別為54.09hm2，141.35hm，占總面積的0.56%和1.46%;非敏感區占總面積的97.86%。湖坑鎮景源分布集中，且人文景源多分布在建設用地，因此劃分敏感界限，對界限內的開發活動嚴格布控尤為重要。

3.1.8NDVI生態敏感性

根據區域NDVI的數值空間分布，得到NDVI生態敏感性分析圖（圖8）。高敏感區面積5705.95hm2，占比59.13%，中敏感區面積2567.90hm’，占比26.61%。鎮域內地勢多為“V”字形低山丘陵地貌，良好的水熱條件適宜植被生長。

3.2湖坑鎮綜合生態敏感性

運用ArcGIS10.1，將各生態敏感性單因子進行加權疊加，得出湖坑鎮綜合生態敏感性分析圖（圖9），根據生態敏感性數學模型公式，經計算求得各單元的綜合生態敏感性評價值。根據評價值的空間分布情況（表4），將其劃分為4個分級，即高、中、低、非4個敏感區。高敏感區占鎮域面積24.16%，面積為2331.47hm2，主要分布在西南部秀峰山、關山、吳銀村地區，東南部金蓮山、九九崠、黃臘坑及蛟塘一帶，北部下黃村周邊，該區域以自然景觀與傳統農村風貌為主，尚未有進行旅游開發;中敏感區占鎮域面積48.41%，面積4671.55hm2，廣泛分布在鎮域全境，區域以農用地、灌木林為主，景觀類型豐富;低敏感區占比23.22%，面積2240.64hm2分布在東部東江山、山下村等村鎮建設區域以及鎮域交通干線周邊、地勢平緩區域，該區域已有一定的開發密度，人為活動較密集，局部分布耕地、草地;非敏感區占比4.21%，面積406.21hm2主要在新街村，東部的蕉園、下黃、主要旅游干線等其他村鎮建設地區。

4結論與討論

高敏感區現狀多為自然林地、坡度較大的丘陵帶，生態環境受到破壞很難恢復。該區域主要以保護為主，適當規范農用類林地的經營類型，并嚴格布控，防止人為造成的土地利用不當，引起生態廊道破壞、生物多樣性降低以及水土侵蝕等不良后果。對于有開發價值的區域，以保護為優先，在不破壞生態資源的前提下建立生態公園，豐富旅游小鎮的自然景源，提高村民的生態意識。

中敏感區區域面積較大，雖具有一定的抵抗與修復能力，但長期的干擾也會導致不可逆的生態影響。對林地區域進行育林，落實毀林開墾土地進行還林，洪坑土樓群、南溪土樓群附近應優先清收林地還林，提高區域的生態效益。區域的開發活動要適當限制和優化，協調好保護與開發的關系，在保護好生態資源、旅游資源的前提下適度規劃開發。

低敏感區應協調好人為活動與自然環境的關系，尤其是分布在村鎮建設周邊的河流水系。控制生活污水的排放，沿水系設置緩沖隔離帶，減少人為活動的直接干擾，鼓勵低敏感區第一產業發展，結合規劃設計合理使用耕地，鄉村農田風，光與農業觀光結合，以帶動旅游業的可持續發展。

非敏感區抗外界干擾程度高，適宜開發建設。同時要合理優化規劃布局，注意文化景觀的保護，完善鎮域內基礎設施建設，控制排污與用地的擴張，改善人居環境，維護人地關系綠色發展[22]。

湖坑鎮是以土樓資源為依托的旅游小鎮，對于土樓資源的開發日趨成熟，在對未來鄉村旅游資源的進一步發掘中，如何保護當地旅游資源，以生態為前提的規劃開發是鄉村發展的重要前提。總體上看，湖坑鎮生態敏感性較高，位于洪坑土樓群及南溪土樓群的區域相比其他村鎮建設用地生態敏感性偏高，因此對重點保護范圍的土樓群應進行嚴格保護。本文探討了旅游小鎮生態敏感性的分布規律，湖坑鎮的自然生態環境情況與評價結果基本吻合，為未來鄉村旅游規劃及生態保護提供具有可操作性的科學方法。

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