基于GIS 的城市岸線資源生態敏感性評價研究

摘 要：針對贛江與撫河干流南昌段的生態環境特點，從自然、環境、災害易損性等方面選取坡度、高程、用地類型、距水體距離、植被指數、降水侵蝕力 、地質災害易發區、地面塌陷易發區等指標構建評價指標體系，再運用綜合指數法對岸線資源生態環境敏感性進行綜合評價。結果表明：高程、用地類型、距水體距離為區域中高度敏感因子，植被指數、降水侵蝕力、地質災害易發區、地面塌陷易發區為中低度敏感因子；研究區中不敏感區、低度敏感區、中度敏感區、高度敏感區、極度敏感區分別占總面積的9.23%、15.45%、31.32%、33.92%、10.09%，綜合生態敏感度屬于中高度敏感。將極度與高度敏感區劃為核心保護區，實行嚴格保護；中度與低度敏感區劃為控制建設區，以保護為主、開發為輔；不敏感區劃為適宜建設區，進行適當建設，推動高質量發展。研究結果可為南昌市城市岸線資源利用、保護與系統治理提供參考和依據。

關鍵詞：岸線資源；生態敏感性評價；生態敏感區；贛江干流南昌段

中圖分類號： X826 文獻標志碼： A 文章編號：2095-1329（2023）02-0069-07

岸線資源是指一定范圍內陸地和水域的特殊綜合體，是交通水利、港口碼頭、倉儲運輸等經濟發展的重要支撐，具有生態、經濟、社會等多方面價值屬性[1]。隨著城鎮化、工業化進程的不斷加快，自然資源不斷被開發利用而變得日益稀缺。同時，對岸線資源的不合理開發利用以及系統治理保護的缺乏，導致了環境污染與資源浪費，使得岸線功能協調難度加大，利用與保護的矛盾日益突出[2]。因此，對岸線資源利用進行研究，識別重點保護治理區域，對于岸線生態環境保護與系統治理具有重要參考價值。

中國式現代化是人與自然和諧共生的現代化。黨的二十大報告指出：必須牢固樹立和踐行綠水青山就是金山銀山的理念，站在人與自然和諧共生的高度謀劃發展。生態敏感性是指生態系統對于自然要素變化及人類活動干擾的敏感程度，反映在一定條件下，區域發生生態失衡問題的概率大小[3]。目前學術界對于生態敏感性的研究多側重于生態敏感性理論機制分析和生態敏感性評價兩方面，其中生態敏感性評價方法主要包括模型法[4-5]、層次分析法[6-7]、主成分分析法[8]、因子疊加法[9] 等。李雙成等[4] 構建人工神經網絡模型， 對溫帶落葉闊葉林生態系統的脆弱性進行研究；張曉東等[5] 以鹽池縣為研究區，采用CF+LR 模型、I+LR 模型進行地質災害敏感性評價；李德旺等[6] 利用層次分析法針對長江上游進行敏感性研究；李益敏等[7] 利用層次分析法進行星云湖流域生態敏感性評價；林金煌等[8] 以閩三角城市群為研究區利用主成分分析法分析地質災害敏感性；胡多才等[9] 通過因子疊加法對典型干熱河谷區進行生態敏感性評價。研究尺度從國家到縣域，跨度較大，同時還有較多學者以江河流域[10-11] 等大中尺度進行研究。綜上，生態敏感性評價相關研究依然存在一定問題：（1）相關研究以市縣、流域尺度等為主，以城市岸線（段）等小尺度研究的較少；（2）生態敏感性評價體系多考慮生態系統抗災能力，從“水—岸—人”視角切入的綜合評價分析有待加強。

因此，本文以南昌城市岸線為研究區，針對贛江干流及撫河干流南昌段河湖劃界區域的自然特性，基于GIS中Spatial analyst 等工具選取坡度、高程、用地類型、距水體距離、植被指數、降水侵蝕力、地質災害易發區、地面塌陷易發區8 個因子，構建生態敏感性評價指標體系，進行生態敏感性評價，劃分生態敏感區，提出岸線資源相關生態保護建議，為南昌城市岸線資源可持續利用與高質量發展提供參考和依據。

1 研究區概況與數據來源

1.1 研究區概況

贛江是長江主要支流之一，江西省最大河流。地處長江中下游南岸，全長766 km，流域面積達83500 km2。贛江流域南昌段干流位于28?17'～29?04'N、115?46'～116?03'E之間，自南向北縱貫南昌市。地貌類型以山地丘陵為主，沿贛江流向呈階梯狀分布，屬亞熱帶濕潤季風氣候，降水充足，氣候溫和，適宜動植物生長生活。

撫河是長江流域鄱陽湖水系主要河流之一，江西省第二大河流。地處江西省東部，全長349 km，流域面積達17186 km2。撫河流域南昌段干流由南至北經南昌市東部，位于28?09'～28?33'N、116?00'～116?13'E 之間，屬亞熱帶濕潤季風氣候，適宜棉花、水稻等農作物產出，流域地勢東南高而西北低，面向鄱陽湖傾斜。

南昌市位于贛江、撫河的下游，瀕臨鄱陽湖，是長江中游地區極重要的中心城市。境內江河縱橫，湖泊眾多，岸線資源豐富。城市岸線作為城市發展的重要支撐資源與重點開發對象，發揮著不可替代的維持工農業生產、人類生活和生態功能，對其進行科學利用與有效保護管理尤為重要。圍繞高質量發展目標，基于利用與保護協調原則，考慮南昌城市岸線資源利用與社會經濟發展的相關性，本文將贛江干流南昌段和撫河干流南昌段的河湖劃界范圍作為研究區，如圖1 所示。

1.2 數據來源

本文主要通過地理國情監測云、國家地球系統科學數據共享等平臺，獲取30 m 分辨率DEM、NDVI、年平均降水等柵格數據，通過地理空間數據云等平臺獲取土地利用數據、災害數據等。通過 ArcGIS 軟件進行數據分析，并利用Spatial analyst 工具提取坡度、高程等數據。所有數據均采用統一坐標投影，為Gauss_Kruger 投影，2000 國家大地坐標系，并重分類至30 m×30 m 像元大小作為評價單元。

2 研究方法

2.1 研究思路

本文以南昌城市岸線資源為研究對象，針對研究區自然特性與社會經濟狀況，利用GIS 進行空間分析，從自然因素、環境因素、災害易損性三方面選取相應指標，進行生態敏感性評價，構建生態敏感性評價指標體系[1，12-17]，劃分生態敏感區，并提出岸線資源相關生態保護建議[2]，以期實現“水—岸—人”和諧，促進岸線資源的科學治理與可持續開發利用，實現城市岸線生態、經濟、社會效益相統一及最大化。具體研究技術路線圖見圖2。

2.2 評價指標體系構建

（1）評價指標選擇與評價單元劃分

進行生態敏感性評價，首先要構建評價指標體系[14-17]。結合南昌城市岸線的資源特性以及社會經濟屬性，綜合考慮河流與周邊地理環境，遵循科學性、規范性及利用與保護協調原則，兼顧自然與人為活動影響，銜接國土空間規劃雙評價中生態及災害功能指向評價，從水土流失、石漠化、沙漠化及災害危險等方面出發，主要考慮自然因素、環境因素、災害易損性因素三方面要素。自然因素選取坡度、高程、用地類型、距水體距離四項指標；環境因素選取植被指數、降水侵蝕力兩項指標；災害易損性因素選取地質災害易發區、地面塌陷易發區兩項指標。以30 m×30 m 格網作為評價單元，并進行統一量化處理。具體評價指標體系見表1。

（2）評價指標權重確定與評價等級劃分

生態敏感性受多因素影響且各因素影響不盡相同，因此本文采取多因子綜合疊加分析法，并采用AHP 層次分析法，確定各評價指標權重。同時對評價指標依據自然斷點法進行五級賦分，即通過比較均值與觀測值之間的平方差之和確定中斷點，賦值為5、4、3、2、1。其中，坡度因子分級主要考慮其對生物生存的影響，坡度小于15°則有利于動植物生長發育。借助ArcGIS 軟件中Spatial analyst 及Raster Calculator 等工具，將評價結果可視化，并對各指標因子圖層加權處理后進行綜合分析，采用加權指數法計算生態敏感性指數，具體公式[15] 如下：

最后利用自然間斷點法進行重分類，分為極度敏感、高度敏感、中度敏感、低度敏感、不敏感5 個等級，即可得到生態敏感性評價結果。

3 結果分析

3.1 單因子評價結果分析

綜合考慮自然因素、環境因素、災害易損性因素三方面要素，選取坡度、高程等評價指標，得到各單因子評價結果，并根據其敏感性指數進行敏感區劃分（表2）。

（1）坡度

坡度反映了一定區域的地面傾斜程度，坡度越大，越容易發生土壤侵蝕及地質災害，生態敏感性越高。根據評價結果可知，研究區坡度敏感性以不敏感區為主，多為平坦地勢，占全域面積的99.19%；低度敏感區和中度敏感區主要分布在南部南昌縣與進賢縣內港口碼頭附近，分別占總面積的0.65% 和0.16%。對于中度敏感區域應加強保護與治理，防止土壤侵蝕、水土流失等災害發生。

（2）高程

海拔的差異會導致區域垂直性的分異，影響氣候變化及生物多樣性，造成不同區域生態系統抗干擾能力的差異。根據評價結果可知，研究區高程敏感性以中度敏感區為主，由南向北逐漸增強。其中，不敏感區和低度敏感區主要分布在南部，占總面積的0.86%、9.16%；中部敏感區分布較廣且所占比重最大，為83.26%；高度敏感區和極度敏感區多分布于研究區北部及流域下游，分別占總面積的6.72%、0.0005%。

（3）用地類型

研究區用地類型以建設用地、水域、耕地、草地為主，受人類活動影響較大，用地類型敏感性以極度敏感區為主，多為陸地水域，占全域面積的56.16%；不敏感區主要沿河道兩岸呈帶狀分布，多為水工建筑用地，占全域面積的10.68%；高度敏感區占比最低，即林地分布較少，占總面積的0.64%；低度敏感區、中度敏感區沿河道兩岸部分分布，低度敏感區主要集中在撫河段南部，中度敏感區于研究區北部和南部均有一定分布，分別占總面積的14.60%、17.93%。

（4）距水體距離

水體與人類生存和生物生長密切相關，距水體的遠近影響著生態敏感性與生態服務功能。根據評價結果可知，研究區距水體距離敏感性分析結果與用地類型敏感性相似，以極度敏感區為主，占總面積的74.74%；不敏感區、低度敏感區、中度敏感區、高度敏感區多分布于流域中部小島及河道兩岸陸地，分別占總面積的1.04%、5.13%、9.05%、10.03%。研究區流域水系發達，應加強流域水資源與水生動物保護，做好防洪減災工作，保障居民飲用水安全，減少人類活動對流域的干擾。

（5）植被指數

植被覆蓋率是衡量一定區域內生態功能的重要指標，反映水土流失、土壤侵蝕的可能性。本文以歸一化植被指數為生態敏感性評價指標，反映植被覆蓋狀況。根據評價結果可知，研究區植被覆蓋較為均勻且由北向南逐漸增高，皆呈集中態勢。其中，不敏感區和極度敏感區分布較少，占總面積的9.63%、10.83%；低度敏感區、中度敏感區、高度敏感區分別占全域面積的33.88%、22.45%、23.21%。

（6）降水侵蝕力

降水影響土壤濕度從而影響植物生長，同時對人類生產生活活動具有極大影響。根據評價結果可知，與植被指數敏感性相似，研究區降水侵蝕力敏感性由北向南逐漸增高，其中不敏感區和極度敏感區分布較少，占總面積的9.57%、10.92%；低度敏感區、中度敏感區、高度敏感區分別占全域面積的33.76%、22.44%、23.31%。

（7）地質災害易發區

地質災害對生態安全會造成嚴重威脅，影響社會經濟發展與社會安定，地質災害頻發地區的生態敏感性相應較高。根據評價結果可知，研究區地質災害易發性指數分布于低度敏感與極度敏感區，低度敏感區占比較大，極度敏感區分布較少，二者分別占總面積的97.97%、2.03%。對于極度敏感區域，應嚴格生態環境保護與治理，提高地質災害防治能力。

（8）地面塌陷易發區

地面沉降、塌陷會導致一定程度的地表生態環境惡化，加劇土地沙化情況，對生境質量造成威脅。根據評價結果可知，研究區地面塌陷易發性指數與地質災害易發性指數相似，主要為低度敏感區，分布廣泛，極度敏感區則較少分布于研究區南部，二者分別占總面積的97.87%、2.13%。對于地面塌陷極度敏感區域，應減少人類活動干擾，加強治理保護，合理開發利用，實現人地協調。

3.2 綜合評價結果分析

結合南昌城市岸線的自然環境與社會經濟狀況以及人類活動對其影響，將以上8 項指標進行多因子加權疊加分析，得到綜合生態敏感性評價分析結果，如圖3 和表3 所示。

可知研究區綜合生態敏感性偏高，且由北向南敏感程度逐漸升高，其中贛江南昌段以中度敏感性為主，撫河南昌段敏感程度則偏高。研究區內不敏感區及低度敏感區少量分布于流域下游，占比分別為9.23%、15.45%，兩側多為耕地與草地，生態系統抗災及恢復能力較強；中度敏感區、高度敏感區主要分布于研究區贛江流域中部，分別占總面積的31.32%、33.92%，流域兩岸居民點及工業產業集中；極度敏感區部分分布于研究區撫河流域南部，占總面積的10.09%，周邊較多工業產業分布。綜合敏感性分異情況與植被指數、降水侵蝕力、地質災害易發區、地面塌陷易發區等因子敏感性分異情況大致相同。

4 結論與討論

本文將生態敏感性評價引入南昌城市岸線，綜合考慮“水—岸—人”關系，結合岸線周邊自然地理因素及社會經濟狀況，基于GIS Spatial analyst 和AHP 分析法等工具方法，從三個因素層構建生態敏感性評價指標體系，得到贛江與撫河南昌段干流岸段生態敏感性情況。主要研究結論如下：

植被指數、降水侵蝕力、地質災害易發區是南昌城市岸線生態敏感性的主要影響因子。

通過單因子生態敏感性評價分析結果可知，南昌城市岸線中的高程、用地類型、距水體距離為區域中高度敏感因子，植被指數、降水侵蝕力、地質災害易發區、地面塌陷易發區為區域中低度敏感因子，坡度為低度敏感因子。

南昌城市岸線綜合生態敏感性劃分為五級，以中度、高度敏感區為主，主要分布在流域中部及南部區域，分別占總面積的31.32%、33.92%，受人類活動影響較大；不敏感區、低度敏感區、極度敏感區分別占總面積的9.23%、15.45%、10.09%。其中，贛江南昌段以中度敏感區為主，撫河南昌段敏感性則偏高。綜上，南昌城市岸線綜合生態敏感度屬于中高度敏感，應進行相應生態保護建設。

由于各項指標數據時效性較強，獲取難度較大，評價指標體系有待進一步完善。同時，在后續的研究中可以進一步通過對岸線的資源條件、生態敏感性及開發利用程度的綜合評估，對岸線進行功能劃分，再根據不同類型管控分區岸線，制定不同的岸線資源利用政策。

5 思考與建議

基于對南昌城市岸線的單因子及綜合生態敏感性評價分析，結合其自然特性及社會經濟發展狀況，提出以下開發與保護建議：

加大岸線保護力度，推進極高敏感區生態化建設。將極度與高度敏感區劃分為核心保護區，進行嚴格保護，原則上禁止一切影響生態保護的建設。控制周邊工業企業污水、廢水排放，加強水文情況動態監測，涵養水源。同時引導臨岸企業向工業園區逐步轉移，減少人類活動的干擾及對岸線資源的占用。

將中度與低度敏感區劃分為控制建設區，以保護為主，進行適當開發建設，并定期進行生態維護與修復。同時加大生態保護宣傳力度，調動居民積極參與，保護周邊居民生態安全，改善人居環境。

將不敏感區劃分為適宜建設區，可有序引導開發建設，該區域地勢平坦，居民點分布較少，可充分利用地勢條件進行適當基礎建設，同時控制農業產業污染，并結合周邊農業景觀、濕地景觀特性，推動高質量發展，發揮資源優勢。

統籌岸線空間布局，加強中高敏感區生態系統抗干擾及恢復能力，建立生態隔離帶，強化生態緩沖功能，實現“水—岸—人”協調與岸線資源的可持續利用。

對南昌城市岸線資源進行生態敏感性評價，可為其岸線資源利用、保護與系統治理提供理論借鑒，有利于落實國土空間規劃，推進生態環境保護與生態文明建設，并為相似地區岸線資源開發保護研究提供參考和依據。

參考文獻（References）

[1] 段學軍， 鄒輝， 陳維肖， 等. 岸線資源評估、空間管控分

區的理論與方法——以長江岸線資源為例[J]. 自然資源學

報，2019，34（10）：2209-2222.

DUAN X J， ZOU H， CHEN W X， et al. The concept， assessment

and control zoning theory and method of waterfront resources：

Taking the resources along the Yangtze River as an example[J].

Journal of Natural Resources， 2019，34（10）：2209-2222.

[2] 段學軍， 王曉龍， 鄒輝， 等. 長江經濟帶岸線資源調查與評估研

究[J]. 地理科學，2020，40（1）：22-31.

DUAN X J， WANG X L， ZOU H， et al. Investigation and

assessment of waterfront resources in the Yangtze River Economic

Zone[J]. Scientia Geographica Sinica， 2020，40（1）：22-31.

[3] 歐陽志云， 王效科， 苗鴻. 中國生態環境敏感性及其區域差異規

律研究[J]. 生態學報，2000（1）：10-13.

OUYANG Z Y， WANG X K， MIAO H. China’s eco-environmental

sensitivity and its spatial heterogeneity[J]. Acta Ecologica Sinica，

2000（1）：10-13.

[4] 李雙成， 吳紹洪， 戴爾阜. 生態系統響應氣候變化脆弱性的人工

神經網絡模型評價[J]. 生態學報，2005（3）：621-626.

LI S C， WU S H， DAI E F. Assessing the fragility of ecosystem

using artificial neural network model[J]. Acta Ecologica Sinica，

2005（3）：621-626.

[5] 張曉東， 劉湘南， 趙志鵬， 等. 信息量模型、確定性系數模型與

邏輯回歸模型組合評價地質災害敏感性的對比研究[J]. 現代地

質，2018，32（3）：602-610.

ZHANG X D， LIU X N， ZHAO Z P， et al. Comparative study of

geological hazards susceptibility assessment： Constraints from the

information Value+Logistic regression model and the CF+Logistic

regression model[J]. Geoscience， 2018，32（3）：602-610.

[6] 李德旺， 李紅清， 雷曉琴， 等. 基于GIS 技術及層次分

析法的長江上游生態敏感性研究[J]. 長江流域資源與環

境，2013，22（5）：633-639.

LI D W， LI H Q， LEI X Q， et al. Ecological sensitivity in the upper

Changjiang River with GIS technology and hierarchy analysis

method[J]. Resources and Environment in the Yangtze Basin，

2013，22（5）：633-639.

[7] 李益敏， 管成文， 朱軍. 基于GIS 的星云湖流域生態敏感性評

價[J]. 水土保持研究，2017，24（5）：266-271.

LI Y M， GUAN C W， ZHU J. GIS-based ecological sensitivity

analysis in Xingyun Lake Basin[J]. Research of Soil and Water

Conservation， 2017，24（5）：266-271.

[8] 林金煌， 張岸， 鄧超， 等. 閩三角城市群地質災害敏感性評價[J].

地球信息科學學報，2018，20（9）：1286-1297.

LIN J H， ZHANG A， DENG C， et al. Sensitivity assessment of

geological hazards in urban agglomeration of Fujian Delta Region[J].

Journal of Geo-Information Science， 2018，20（9）：1286-1297.

[9] 方潔茸， 周世健， 多玲花， 等. 環鄱陽湖生態經濟區經濟—

社會— 生態系統耦合關系時空演化研究[J]. 上海國土資

源，2022，43（2）：19-24.

FANG J R， ZHOU S J， DUO L H， et al. Space-time evolution of

the system coupling relationship between economy， society and

ecological in Ecological Economic Zone around Poyang Lake[J].

Shanghai Land amp; Resources， 2022，43（2）：19-24.

[10] 劉海龍， 王煒橋， 王躍飛， 等. 汾河流域生態敏感性綜合評價及

時空演變特征[J]. 生態學報，2021，41（10）：3952-3964.

LIU H L， WANG W Q， WANG Y F， et al. Comprehensive

evaluation of ecological sensitivity and the characteristics of

spatiotemporal variations in Fenhe River Basin[J]. Acta Ecologica

Sinica， 2021，41 （ 10）：3952-3964.

[11] 張怡， 楊羽佳， 楊朝輝. 2017 年蘇州市典型湖泊的生態敏感性

評價[J]. 濕地科學，2021，19（2）：239-246.

ZHANG Y， YANG Y J， YANG Z H. Ecological sensitivity

evaluation of typical lakes in Suzhou City in 2017[J]. Wetland

Science， 2021，19（2）：239-246.

[12] 許偉. 多功能視角下的上海市岸線資源適宜性評價研究[J]. 上海

國土資源，2016，37（1）：14-18，23.

XU W. Suitability evaluation of the coastline resources in Shanghai

from a multifunction perspective[J]. Shanghai Land amp; Resources，

2016，37（1）：14-18，23.

[13] 魏嬋娟， 蒙吉軍. 中國土地資源生態敏感性評價與空間格局分

析[J]. 北京大學學報（ 自然科學版），2022，58（1）：157-168.

WEI C J， MENG J J. Ecological sensitivity assessment and spatial

pattern analysis of land resources in China[J]. Acta Scientiarum

Naturalium Universitatis Pekinensis， 2022，58（1）：157-168.

[14] 劉柄麟， 張振克， 紀學朋， 等. 海岸帶國土空間開發適宜

性評價及功能空間配置——以海南島為例[J]. 自然資源學

報，2022，37（4）：862-879.

LIU B L， ZHANG Z K， JI X P， et al. Research on suitability

evaluation of land space development and functional space

allocation in coastal zone： A case study of Hainan Island[J]. Journal

of Natural Resources， 2022，37（4）：862-879.

[15] 丁徽， 趙小敏， 郭熙， 等. 江西省鄱陽湖區生態敏感性評價[J].

水土保持研究，2020，27（1）：257-264.

DING H， ZHAO X M， GUO X， et al. Evaluation of ecological

sensitivity in Poyang Lake area of Jiangxi Province[J]. Research of

Soil and Water Conservation， 2020，27（1）：257-264.

[16] 劉曉南， 程炯， 李鋮. 珠海市水岸線生態敏感性評價[J]. 生態學

雜志，2015，34（3）：860-869.

LIU X N， CHENG J， LI C. Ecological sensitivity evaluation of

shorelines in Zhuhai， Guangdong Province[J]. Chinese Journal of

Ecology， 2015，34（3）：860-869.

[17] 肖圣， 多玲花， 鄒自力. 城鎮化與水生態環境耦合協調時空演

變及驅動因素——以長江中下游城市群為例[J]. 上海國土資

源，2022，43（3）：61-68.

XIAO S， DUO L H， ZOU Z L. Spatio-temporal evolution and

driving factors of the coupling coordination between urbanization

and water ecological environment： Take the urban agglomeration

in the middle and lower reaches of the Yangtze River as an

example[J]. Shanghai Land amp; Resources， 2022，43（3）：61-68.