基于GIS的廣東省生態(tài)敏感性分析

甘梓瑩

（廣州大學地理科學與遙感學院，廣州 510006）

生態(tài)敏感性表示生態(tài)系統(tǒng)對人類行為干擾和環(huán)境條件變化的反映程度，說明區(qū)域產(chǎn)生生態(tài)環(huán)境問題的可能性大小，它是指在不危及環(huán)境質(zhì)量的基礎(chǔ)上，生態(tài)因子對外界變化或者壓力的適應(yīng)能力。在城市建設(shè)發(fā)展中，土地利用規(guī)劃和資源開發(fā)過程需要重視生態(tài)系統(tǒng)的功能與效益，為了更好地促進城市生態(tài)環(huán)境與經(jīng)濟社會協(xié)調(diào)發(fā)展，要對其進行生態(tài)敏感性分析。

生態(tài)敏感性分析和評價是目前我國的研究熱點，不少學者都做了相關(guān)研究。目前主要方向有3 個。一是針對某種生態(tài)環(huán)境問題的生態(tài)敏感性研究。莫建飛等對廣西進行洪澇災(zāi)害敏感性分析，為防災(zāi)減災(zāi)提供對策。王效科等對國內(nèi)水土流失敏感性區(qū)域進行分析，提出區(qū)劃方案。二是針對人文景觀生態(tài)價值進行生態(tài)敏感性分析。鐘林生等對青海省旅游景觀進行生態(tài)敏感性分析，為生態(tài)旅游的可持續(xù)發(fā)展提供參考。李德旺等從空間格局角度對長江上游進行生態(tài)敏感性分析。三是針對城市生態(tài)敏感性進行分析，該類研究目前在我國較少。顏磊等采用水土流失、河流水量水質(zhì)等指標作為評價因子，對北京進行生態(tài)敏感性分析。甘琳等對粵港澳大灣區(qū)近20年來的生態(tài)敏感性變化趨勢進行分析，為粵港澳大灣區(qū)綠色可持續(xù)發(fā)展和環(huán)境管理提供科學依據(jù)。在城市化進程加快，生態(tài)環(huán)境要求日益嚴格的背景下，要加強區(qū)域生態(tài)敏感性分析和評價，促進區(qū)域可持續(xù)發(fā)展。本文對廣東省進行生態(tài)敏感性分析，探究其空間布局，為研究區(qū)域發(fā)展方向和土地利用規(guī)劃，促進區(qū)域可持續(xù)發(fā)展提供決策依據(jù)。

1 研究區(qū)概況

廣東省下轄21個地級市，地理位置為20°13′N～25°31′N，109°39′E～117°19′E，面積為17.977 萬km，其中，宜農(nóng)地為434 萬hm，宜林地為1 100 萬hm。廣東省水資源時空分布不均，境內(nèi)主要水系為珠江水系（西江、東江、北江和珠江三角洲河網(wǎng)）和韓江水系。地勢北高南低，北部為以南嶺為主構(gòu)成的山地，東西皆以丘陵為主，南部為珠江三角洲平原。

2 研究方法

2.1 研究數(shù)據(jù)

本研究采用的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)包括研究區(qū)的行政邊界圖、數(shù)字高程模型（DEM）數(shù)據(jù)（30 m×30 m）、廣東省三級河流水系數(shù)據(jù)、2020年中國土地利用遙感監(jiān)測數(shù)據(jù)、2020年中國生長季1 km 歸一化植被指數(shù)（）空間分布數(shù)據(jù)集（由地理空間數(shù)據(jù)云與國家地球系統(tǒng)科學數(shù)據(jù)中心提供）。基于ArcGIS 平臺對數(shù)據(jù)進行掩膜和裁剪，利用ArcGIS 軟件對DEM 進行坡度分析，提取坡度因子和地形起伏因子，統(tǒng)一坐標系和投影系統(tǒng)，并通過柵格數(shù)據(jù)重采樣將格式統(tǒng)一為30 m×30 m。

2.2 指標體系構(gòu)建

研究區(qū)城鎮(zhèn)空間擴展迅速，綜合考慮自然與社會環(huán)境因素，選取土地利用類型、高程、坡度、臨水距離、歸一化植被指數(shù)和地形起伏度作為評價因子。本研究運用層次分析法（AHP）確定指標權(quán)重，其技術(shù)路線如圖1所示。

圖1 技術(shù)路線

根據(jù)《全國生態(tài)功能區(qū)劃》及《廣東省環(huán)境保護規(guī)劃綱要（2006—2020年）》的指標分級和評分標準，將每個生態(tài)敏感性因子按影響程度劃分為極敏感、敏感、低敏感、不敏感，并分別賦值（9、7、5、3）。評價體系如表1所示。

表1 生態(tài)敏感性因子評價分級

從內(nèi)涵來看，土地利用類型不可避免會對生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生影響，與生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、景觀安全等有密切關(guān)系；高程影響植被垂直分布、地質(zhì)狀況和降水徑流分配等；坡度影響徑流分布和土壤穩(wěn)定性，影響農(nóng)業(yè)活動和工程建設(shè)等，從而影響生態(tài)敏感性；臨水距離會影響生態(tài)敏感性，以三級河流為對象設(shè)置緩沖區(qū)，距河流的距離不同，生態(tài)敏感性不同；歸一化植被指數(shù)是反映植被生長狀態(tài)及植被覆蓋度的最佳指標；地形起伏度可以反映區(qū)域的地形特征。

3 結(jié)果分析

3.1 單因子生態(tài)敏感性分析

經(jīng)計算，各單因子生態(tài)敏感性分析結(jié)果如表2所示。廣東省中部及沿海地區(qū)城市（廣州、佛山、深圳、東莞等）的土地利用類型敏感性較低，敏感性由中部向四周增加，高敏感地區(qū)主要分布于廣東省東北部和西北部。其中，極敏感地區(qū)面積占研究區(qū)的比重為59.90%，敏感區(qū)占比為8.94%，低敏感區(qū)占比為23.55%，不敏感區(qū)占比為7.61%。高程的不敏感區(qū)主要分布在廣東省中部和沿海地區(qū)，西北、東北部的敏感性較高。其中，極敏感區(qū)面積占研究區(qū)的比重為24.52%，主要分布在韶關(guān)、清遠和河源的西北部；敏感區(qū)占比為34.46%，主要分布在梅州中部和河源中部；不敏感區(qū)占比為32.68%，主要分布在廣東省中部及沿海的地勢平坦地區(qū)。

表2 單因子生態(tài)敏感性分析

研究區(qū)的生態(tài)敏感性程度與臨水距離成反比，距離河流越近的地區(qū)生態(tài)結(jié)構(gòu)越穩(wěn)定，敏感性高，以三級河流的緩沖區(qū)作為對象，極敏感區(qū)面積占研究區(qū)的比重為3.18%，敏感區(qū)占比為2.11%，低敏感區(qū)占比為2.00%，不敏感區(qū)占比為92.71%。低敏感區(qū)主要分布在距離河流3 000 m 的緩沖區(qū)內(nèi)。從生態(tài)敏感性分布來看，植被覆蓋率高的地區(qū)生態(tài)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，生物多樣性豐富，生態(tài)敏感性高。其中，敏感區(qū)主要分布在湛江和河源中部，其面積占研究區(qū)的比重為76.05%，低敏感區(qū)占比為13.37%，不敏感區(qū)占比為10.58%。地形起伏度與高程的敏感性相似，敏感區(qū)主要分布在廣東省北部及西北部，不敏感區(qū)主要分布在廣東省中部和沿海的地勢平坦地區(qū)。極敏感區(qū)面積占研究區(qū)的比重為8.81%，敏感區(qū)占比為17.18%，低敏感區(qū)占比為25.92%，不敏感區(qū)占比為48.09%。

3.2 綜合生態(tài)敏感性分析

將以上單因子生態(tài)敏感性分布進行加權(quán)疊加，獲得廣東省綜合生態(tài)敏感性分布。低敏感區(qū)占比最大，敏感區(qū)次之。極敏感區(qū)主要分布在河源、梅州；敏感區(qū)主要分布在肇慶、清遠和韶關(guān)；低敏感區(qū)主要分布在湛江、茂名、陽江、江門和汕尾；不敏感區(qū)主要分布在廣東中部地區(qū)（廣州、佛山、中山、東莞、深圳）和東部地區(qū)（潮州和揭陽）。各生態(tài)敏感性分區(qū)面積和占比如表3所示。

表3 不同生態(tài)敏感性分區(qū)面積及占比

3.2.1 極敏感區(qū)

極敏感區(qū)生態(tài)環(huán)境脆弱，自我恢復(fù)能力差，極易受到人類活動的干擾，生態(tài)多樣性容易受到破壞。必須嚴格保護自然生態(tài)環(huán)境，城市建設(shè)不得隨意占用土地，同時要做好生態(tài)修復(fù)。有計劃地建設(shè)自然保護區(qū)和森林公園，在不影響環(huán)境的前提下建立自然教育基地和環(huán)境教育基地。

3.2.2 敏感區(qū)

敏感區(qū)不宜進行高強度開發(fā)，應(yīng)在保護自然生態(tài)環(huán)境的前提下嚴格控制城市建設(shè)用地規(guī)模，采用相對集中而整體分散的發(fā)展模式。要控制大型污染性企業(yè)的選址，以防過度開發(fā)而破壞環(huán)境。可以建設(shè)自然保護區(qū)，合理地開發(fā)生態(tài)旅游，同時要注意生產(chǎn)空間、生活空間和生態(tài)空間的耦合協(xié)調(diào)發(fā)展。

3.2.3 低敏感區(qū)

低敏感區(qū)可以承受一定的人類活動干擾，可適度開發(fā)，在城市發(fā)展的同時要注重生態(tài)建設(shè)，保證人均綠地率。臨近山體地區(qū)嚴禁開挖，應(yīng)在山腳、陡坡附近進行重點綠化，入海河流周邊禁止建設(shè)高污染設(shè)施。應(yīng)加強自然資源保護，打造城市建設(shè)與生態(tài)環(huán)境耦合協(xié)調(diào)的發(fā)展格局。

3.2.4 不敏感區(qū)

不敏感區(qū)生態(tài)系統(tǒng)較為穩(wěn)定，對人類活動的干擾包容性大，可以進行城市建設(shè)與開發(fā)利用。應(yīng)該在保證生態(tài)體系安全的基礎(chǔ)上大力開展經(jīng)濟建設(shè)，同時注重生產(chǎn)空間、生活空間和生態(tài)空間的合理布局。要以人與自然和諧相處為導(dǎo)向，注意營造綠色空間，注重生態(tài)效益，打造宜居宜業(yè)的現(xiàn)代化城市，促進城市的可持續(xù)發(fā)展。

4 結(jié)論

從生態(tài)敏感性來看，極敏感區(qū)主要分布在河源、梅州，必須嚴格保護自然生態(tài)環(huán)境，不得隨意占用；敏感區(qū)主要分布在肇慶、清遠和韶關(guān)，可以建設(shè)自然保護區(qū)，合理地開發(fā)生態(tài)旅游；低敏感區(qū)主要分布在湛江、茂名、陽江、江門和汕尾，可適度開發(fā)，但需要加強自然資源保護；不敏感區(qū)主要分布廣東省中部地區(qū)（廣州、佛山、中山、東莞、深圳）和東部地區(qū)（潮州和揭陽），該地區(qū)生態(tài)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，抗干擾能力強，可以在保護生態(tài)的基礎(chǔ)上，合理地進行開發(fā)建設(shè)。城市生態(tài)脆弱性評價有助于了解城市生態(tài)安全狀況及城市發(fā)展?jié)摿Γ梢龑?dǎo)城市規(guī)劃，促進生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定，優(yōu)化生態(tài)格局，打造宜居宜業(yè)的現(xiàn)代化城市。