基于 GIS 的湖南省人居環境自然適宜性評價

尹曉科

【摘要】基于GIS平臺，以 1 km×1 km柵格為基本單元，選取地形、地被、氣候、水文等自然因子，構建模型計算了湖南省不同地區的人居環境指數，揭示了湖南省人居環境自然適宜性的空間格局，探討了湖南省不同地區的自然適宜性和限制性因子。研究表明： 湖南省的人居環境指數介于 22.5 ～87.3 之間，整體格局是北部人居環境指數較高，往南和往西均呈逐漸降低趨勢。比較適宜區的分布面積最廣，占全省面積的65.32%，相應人口最多，占全省人口的74.35%; 一般適宜區土地面積占全省面積的 32.6%，相應人口占34.37%; 高度適宜區面積占8.34%，人口占9.26%; 臨界適宜區面積、人口占比均最低，分別為0.85%、0.11%。地形起伏大是湘西的共同限制因子，水熱匹配狀況差是懷化、吉首的主導限制因子，地被覆蓋稀疏是部分經濟發達地區的主要限制因子，大部分一般適宜區同時受多個自然因子限制。

【關鍵詞】湖南省;人居環境自然適宜性;GIS;地形;地被;氣候;水資源

人居環境是人類聚居生活的地方。人居環境的組成可以概括為 5 大系統： 自然系統、人類系統、社會系統、居住系統和支撐系統。自希臘學者道薩迪亞斯 （ Doxiadis） 于 20 世紀 50 年代提出“人居環境科學 （ Ekistics） ”的概念以來，人居環境逐漸成為熱點研究課題，研究范圍不斷延伸，大到國家、省市一級，小到流域、村落、社區一級都有相關研究成果; 不僅研究氣候、地形、水文等自然因素對人居環境的影響，還探討人居環境與經濟發展等因素之間的關系; 評價方法不斷完善，因子分析、遺傳算法、GIS、模糊綜合評判等方法被引入相關研究。國外學者建立了生態居住區評價體系，如美國的 LEED 標準和荷蘭的Eco-Quantum 標準等，顧文選等人的研究成果標志著我國城市人居環境的評價指標體系初步成型。

國家 《國民經濟和社會發展第十一個五年規劃綱要》提出編制全國主體功能區規劃的任務，推動了國內人居環境研究的發展，如封志明、郝慧梅等分別對中國、陜西省人居環境的研究，對指導區域發展定位，實現人口、資源環境協調發展有實際應用價值。基于已有研究成果，借助遙感、GIS 等技術方法，本研究旨在揭示湖南省人居環境自然適宜性的空間格局，探討湖南省人居環境的自然適宜性和限制性，以期能夠較好地反映湖南省人居環境自然條件的地域差異，為相關政策、研究等提供借鑒參考。

湖南省，簡稱“湘”，是中華人民共和國省級行政區，界于北緯24°38′～30°08′，東經108°47′～114°15′之間，東臨江西，西接重慶、貴州，南毗廣東、廣西，北連湖北，總面積21.18萬平方千米。

湖南地處云貴高原向江南丘陵和南嶺山脈向江漢平原過渡的地帶，地勢呈三面環山、朝北開口的馬蹄形地貌，由平原、盆地、丘陵地、山地、河湖構成，地跨長江、珠江兩大水系，屬亞熱帶季風氣候。

截至2019年7月，湖南省下轄14個地級行政區，其中13個地級市，1個自治州。共有36個市轄區、18個縣級市、61個縣、7個自治縣，合計122個縣級區劃。403個街道、1138個鎮、309個鄉、83個民族鄉，合計1933個鄉級區劃。2019年末全省常住人口6918.38萬人。

湖南省的人居環境指數介于 22.5 ～87.3 之間，整體格局是北部人居環境指數較高，往南和往西均呈逐漸降低趨勢。比較適宜區的分布面積最廣，占全省面積的65.32%，相應人口最多，占全省人口的74.35%; 一般適宜區土地面積占全省面積的 32.6%，相應人口占34.37%; 高度適宜區面積占8.34%，人口占9.26%; 臨界適宜區面積、人口占比均最低，分別為0.85%、0.11%。

地形起伏大是湘西的共同限制因子，水熱匹配狀況差是懷化、吉首的主導限制因子，部分經濟發達地區主要受地被覆蓋狀況限制，大部分一般適宜區同時受多個自然因子限制。經過相關研究的驗證表明，人居環境指數（ HEI） 模型可以較好地定量反映區域人居環境自然適宜性狀況。在模型可用的前提下，所采用的數據及其處理方法是決定研究結果科學性的關鍵。本文而言，主要是指自然要素數據的時空分辨率和人口空間分布模擬的精度。本文的氣象數據選取湖南及其周邊64 個氣象站點的多年觀測值求平均值、NDVI 數據由 1998 - 2008 年植被指數數據采用最大化合成法獲得，既能體現不同位置自然條件的差異性，又可以反映同一位置自然條件的穩定性。人口空間分布模擬計算精確到縣區一級的人口增長率，在保證數據可獲得的前提下最大限度地提高了模擬精度。實證分析表明，本研究較好地刻畫了湖南省人居環境的自然格局和地域差異，可以為湖南省界定主體功能區、引導人口合理分布提供借鑒參考。然而人居環境由多個復雜系統組成，自然適宜性只是其適宜性評價的一個方面。因此，人居環境的定量評價還有許多課題有待深入研究。

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基金項目：本文系湖南生物機電職業技術學院校級課題《基于GIS的湖南省人居環境適宜性研究》（項目編號19yx09）的研究成果。