以生態(tài)安全為基礎(chǔ)的工程建設(shè)土地區(qū)劃研究

摘 要：文章以重慶市涪陵區(qū)義和鎮(zhèn)為研究對象，采用綜合指數(shù)模型中的加權(quán)疊加法，應(yīng)用ARCGIS技術(shù)和R軟件，開展基于工程建設(shè)對生態(tài)安全影響的土地區(qū)劃研究，文中選取水環(huán)境嚴格控制區(qū)、土地利用現(xiàn)狀類型、自然風(fēng)景區(qū)、植被覆蓋度為評價指標，在ARCGIS中，將各個因子專題圖柵格層化，應(yīng)用改進的層次分析法來確定各影響因子權(quán)重，再采用加權(quán)疊加法將各因子加權(quán)疊加，得到以生態(tài)安全為基礎(chǔ)的工程建設(shè)土地初步區(qū)劃評價圖。并將評價結(jié)果劃分為兩線三區(qū)：紅色區(qū)（A級）、黃色區(qū)（B級）、綠色區(qū)（C、D級）。在初步評價結(jié)果基礎(chǔ)之上，用GIS作基于生態(tài)紅線基本規(guī)定的紅色區(qū)修正，得到最終的評價結(jié)果。評價結(jié)果可以在保護生態(tài)的基礎(chǔ)上為山區(qū)規(guī)劃提供依據(jù)和參考。

關(guān)鍵詞：土地區(qū)劃；加權(quán)疊加；ARCGIS

引言

我國是一個山地較多國家，山地面積占國土面積的66.7%以上。山地特有的地質(zhì)、地貌、水文條件等條件，限制了山區(qū)建設(shè)用地的選擇，同時也提高了山區(qū)建設(shè)的技術(shù)水平和經(jīng)濟成本[1]。嚴重影響山區(qū)建設(shè)長期可持續(xù)發(fā)展，文章中選取涪陵區(qū)義和鎮(zhèn)為研究區(qū)域，以生態(tài)和發(fā)展的平衡協(xié)調(diào)為出發(fā)點，對山區(qū)建設(shè)用地進行適宜性評價研究，該成果可以科學(xué)指導(dǎo)村鎮(zhèn)建設(shè)用地選擇、規(guī)劃，協(xié)調(diào)經(jīng)濟社會發(fā)展工程建設(shè)與生態(tài)環(huán)境保護之間的關(guān)系[2]。

1 研究區(qū)概況

義和鎮(zhèn)位于重慶市涪陵區(qū)西北部，居于長江上游北岸，界于北緯29°40′～29°48′、東經(jīng)107°5′～107°13′之間，如圖1所示。義和鎮(zhèn)幅員面積104.39平方公里，總?cè)丝诩s4.8萬人，耕地面積2169公頃，森林面積2000公頃，森林覆蓋率18.57%。義和鎮(zhèn)地處平行嶺谷拆皺暖熱半濕區(qū)的長江河谷淺丘地帶，土壤主要為灰棕紫泥土屬，部分為深丘低山暗紫泥土屬，冷沙黃泥土屬及黃草紅春屬。境內(nèi)海拔分布在156m—787.8m，年平均降水量為1000—1100mm。義和鎮(zhèn)境內(nèi)主要水系除長江外，還有沙灘河、奚家河溝等河流。義和鎮(zhèn)交通便捷，陸內(nèi)有涪渝高速通過，距離“319”國道4.8km，南部有長江黃金水道，鎮(zhèn)內(nèi)有9條公路干線客車。義和鎮(zhèn)礦產(chǎn)頁巖和煤，主要分布在黃草山一帶[1]。

2 研究模型

在土地適宜性評價中，常用的評價模型通常有模糊數(shù)學(xué)模型（其中包括模糊綜合評價模型、模糊貼近度模型等）、信息量法、綜合指數(shù)模型、數(shù)理統(tǒng)計法、BP人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型等[3]。這里選用了較為簡單、成熟的綜合指數(shù)模型中的加權(quán)疊加法，如式1所示[4]。

Cij（k）表示第k個影響因子在第ij個網(wǎng)格的生態(tài)紅線區(qū)劃分值。

因子的權(quán)重采用以專家經(jīng)驗為判斷基礎(chǔ)的AHP法確定，也稱作“專家-層次分析法”。層次分析法具有人為判斷的片面性，兩兩比較的結(jié)果不一定客觀一致性，通常需要一致性檢驗[5]。本次土地適宜性評價采用一種改進的層次分析法確定權(quán)重，判斷矩陣建立時用三標度法代替?zhèn)鹘y(tǒng)的九標度法，并通過最優(yōu)傳遞矩陣把比較矩陣轉(zhuǎn)化為一致性矩陣，快速得出權(quán)重排序[6]。

3 評價指標

等級區(qū)劃是從工程建設(shè)活動對區(qū)域生態(tài)安全影響程度的角度出發(fā)，并基于生態(tài)紅線的概念提出生態(tài)黃線，然后利用生態(tài)紅線和生態(tài)黃線將研究區(qū)域分為兩線三區(qū)：紅色區(qū)（A級）、黃色區(qū)（B級）、綠色區(qū)（C、D級），如圖2所示。紅色區(qū)（A級），為重要的生態(tài)用地，屬于禁止建設(shè)區(qū)域。黃色區(qū)（B級），處于重要的生態(tài)用地周邊，應(yīng)限制區(qū)域內(nèi)的工程建設(shè)。綠色區(qū)（C級），工程建設(shè)對生態(tài)安全影響較小，工程建設(shè)時可以考慮此區(qū)域。綠色區(qū)（D級），工程建設(shè)對生態(tài)安全幾乎無影響，工程建設(shè)應(yīng)盡量選擇此區(qū)域[1]。

選取30m×30m的正方形網(wǎng)格作為評價單元。確定水環(huán)境嚴格控制區(qū)（河流、水庫、湖泊、濕地等）、土地利用現(xiàn)狀類型、自然風(fēng)景區(qū)、植被覆蓋度4個指標作為以生態(tài)安全為基礎(chǔ)的工程建設(shè)土地區(qū)劃指標[7]。

在ARCGIS中對四個評價指標進行緩沖分級，分級標準如表1所示，再轉(zhuǎn)化為柵格圖層，如圖3所示。

4 土地區(qū)劃結(jié)果

應(yīng)用綜合指數(shù)模型中的加權(quán)疊加法，在ARCGIS中將各評價指標進行加權(quán)疊加，得到以生態(tài)安全為基礎(chǔ)的工程建設(shè)土地區(qū)劃初步結(jié)果，并根據(jù)綜合模型計算出各評價單元的評分值，對評價單元按照等間距分級。在初步評價結(jié)果基礎(chǔ)之上，進行基于生態(tài)紅線基本規(guī)定的紅色區(qū)修正，直接將生態(tài)紅線規(guī)定的土地類型劃為紅色區(qū)，從而得到最終的評價結(jié)果，如圖4，各級百分比統(tǒng)計結(jié)果如表2所示。

5 結(jié)束語

（1）選取水環(huán)境嚴格控制區(qū)、土地利用現(xiàn)狀類型、自然風(fēng)景區(qū)、植被覆蓋度為評價指標，采用綜合指數(shù)模型中的加權(quán)疊加法，以生態(tài)安全為基礎(chǔ)進行工程建設(shè)土地區(qū)劃研究，并將研究區(qū)劃分為兩線三區(qū)：紅色區(qū)（A級）、黃色區(qū)（B級）、綠色區(qū)（C、D級）。為山地村鎮(zhèn)建設(shè)用地提供依據(jù)和參考。

（2）采用綜合指數(shù)模型加權(quán)疊加法，因子的權(quán)重由專家-層次分析法（AHP法）確定，并采用三標度法構(gòu)建各指標之間的比較矩陣，運用最優(yōu)傳遞矩陣將比較矩陣轉(zhuǎn)化為一致性矩陣，得出權(quán)重排序，進一步得出各指標權(quán)重。該方法比較適合山區(qū)發(fā)展建設(shè)用地適宜性評價研究。

參考文獻

[1]張永薦.基于生態(tài)安全的山地村鎮(zhèn)區(qū)域發(fā)展建設(shè)用地適宜性評價[D].重慶大學(xué)，2014.

[2]鮮明睿，侍昊，徐雁南，等.基于AHP和FR模型的城市綠地適宜性評價[J].南京林業(yè)大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版），2012（4）：23-28.

[3]謝嗣頻.土地生態(tài)安全評價指標體系研究[D].南京農(nóng)業(yè)大學(xué)，2011.

[4]陳婧，史培軍.土地利用功能分類探討[J].北京師范大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版），2005（5）：536-540.

[5]孫斌.山地村鎮(zhèn)建設(shè)地質(zhì)地貌適宜性評價[D].重慶大學(xué)，2013.

[6]麻永建，夏保林.基于GIS和RS的城市建設(shè)用地生態(tài)適宜性評價——以南陽市西峽縣為例[J].河南科學(xué)，2009（8）：133-136.

[7]鄭文發(fā).基于GIS的城鎮(zhèn)居住用地生態(tài)適宜性評價研究[D].華東師范大學(xué)，2010.

作者簡介：胡東萍（1989-），女，漢族，河南新鄉(xiāng)，助教，碩士，重慶大學(xué)城市科技學(xué)院，巖土方向。

張雪飛（1988-），女，漢族，河南焦作，助教，碩士，重慶大學(xué)城市科技學(xué)院，安全評價與安全管理工程。