基于多宜性分析的廬江農(nóng)業(yè)觀光園土地利用布局研究

張 瑞, 嚴(yán) 軍, 吳小娟

(1.安徽師范大學(xué) 生命科學(xué)學(xué)院，安徽 蕪湖 241000；2.南京林業(yè)大學(xué) 風(fēng)景園林學(xué)院，江蘇 南京 210037)

丘陵地區(qū)地形高低起伏且生態(tài)環(huán)境良好，具有多變的景觀層次和豐富的自然資源，為發(fā)展生態(tài)農(nóng)業(yè)觀光提供得天獨(dú)厚的優(yōu)勢(shì)。但在丘陵型農(nóng)業(yè)觀光園建設(shè)過(guò)程中往往因缺乏科學(xué)的前期分析工具與方法、對(duì)原基址認(rèn)識(shí)不全等原因出現(xiàn)一系列土地利用不合理的問(wèn)題。土地適宜性分析是分析土地針對(duì)某種用途的適宜程度，在景觀規(guī)劃、土地布局等研究領(lǐng)域已廣泛使用[1]，但傳統(tǒng)的主宜性或綜合性適宜性分析主要側(cè)重某一方面，不能全面描述不同建設(shè)對(duì)土地的需求狀況及適宜性情況，因而也很難準(zhǔn)確地指導(dǎo)具體的土地布局及園區(qū)建設(shè)。

本研究以廬江農(nóng)業(yè)觀光園為對(duì)象，結(jié)合園區(qū)內(nèi)部生態(tài)系統(tǒng)復(fù)雜性、土地利用類型多樣性等特點(diǎn)，引入多目標(biāo)的適宜性分析，即“多宜性分析”評(píng)價(jià)方法[2]，得到針對(duì)各類規(guī)劃用地的適宜性評(píng)價(jià)，旨在為園區(qū)土地規(guī)劃布局、功能分區(qū)和進(jìn)一步建設(shè)提供針對(duì)性的指導(dǎo)和科學(xué)化的依據(jù)，以實(shí)現(xiàn)資源利用最大化、生態(tài)環(huán)境破壞最小化的園區(qū)建設(shè)發(fā)展目標(biāo)。

1 研究區(qū)概況

廬江農(nóng)業(yè)觀光園位于安徽省合肥市廬江縣湯池鎮(zhèn)東側(cè)6km處，距廬江縣16km，070縣道沿園區(qū)東側(cè)穿過(guò)。園區(qū)面積約74.4hm2，其中丘陵山地區(qū)域面積約占總面積的78.1%，園區(qū)東部地形相對(duì)平坦，以油菜、水稻等農(nóng)作物種植為主，西北山腳延伸處以蔬菜種植為主，且零散分布著鄉(xiāng)村居民建筑，園內(nèi)地勢(shì)相對(duì)較低處存在一些溝渠和破碎水面，但分布較為分散且不貫通，園區(qū)南部為竹林，其余多為茶園，整體生態(tài)環(huán)境較好。

2 數(shù)據(jù)與方法

根據(jù)一般丘陵型農(nóng)業(yè)觀光園綜合性的特點(diǎn)，結(jié)合園區(qū)現(xiàn)狀、市場(chǎng)定位及功能需求，得知農(nóng)業(yè)觀光園內(nèi)部土地利用多樣，不僅包含園地、生態(tài)林地、農(nóng)用耕地及交通運(yùn)輸用地，還常常包含水域游覽用地及供短期居住及服務(wù)的建筑用地等[3]，為了使分析結(jié)果更具有針對(duì)性、全面性和可操作性，多宜性分析的內(nèi)容應(yīng)包括園地、耕地、林地、水域游覽用地、交通運(yùn)輸用地及建筑用地6種土地利用類型的適宜性分析。

2.1 資料預(yù)處理，建立GIS屬性數(shù)據(jù)庫(kù)

地理信息系統(tǒng)(GIS)具有強(qiáng)大的空間分析功能，不僅可將園區(qū)內(nèi)部起伏變化的地形量化、可視化，還可作為適宜性分析工具對(duì)園區(qū)各類用地適宜性進(jìn)行分析。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研及相關(guān)基礎(chǔ)資料的整理，建立GIS屬性數(shù)據(jù)庫(kù)并產(chǎn)生DEM高程圖像。

2.2 影響因子及權(quán)重的確定

根據(jù)多宜性分析內(nèi)容，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況及影響因子的選擇原則與方法[4]，確定多宜性分析的影響因子為坡向、坡度、池塘、溪流與溝渠、主干道、次干道、現(xiàn)土地利用類型7個(gè)，而各因子對(duì)各類土地建設(shè)的影響程度不同，根據(jù)專家打分，確定各影響因子于各類用地的權(quán)重。

2.3 建立單因子圖層

按不同土地建設(shè)類型分別對(duì)7個(gè)影響因子建立單因子圖層并進(jìn)行等級(jí)劃分，不適宜、低適宜、中適宜、高適宜和最適宜分別取值為1、3、5、7、9。

2.4 加權(quán)疊加分析

根據(jù)各個(gè)影響因子的權(quán)重將各土地利用類型的單因子分析圖通過(guò)GIS進(jìn)行疊加，分析得到6類土地利用類型的適宜性分析圖。

3 結(jié)果與分析

3.1 高程分析

基地CAD地形圖表達(dá)地形信息，但并不直觀，而數(shù)據(jù)經(jīng)GIS處理后可得出DEM高程圖像，可直觀看到園區(qū)地形高低變化(圖1)，圖中顏色越淺的區(qū)域高程越高。分析得知園區(qū)中西部、西南部地勢(shì)較高，東側(cè)地勢(shì)較低，分別向西南和西北方向有兩條山谷線。

3.2 各影響因子的權(quán)重評(píng)定

本著生態(tài)建設(shè)第一的原則，請(qǐng)多位業(yè)內(nèi)專家分別對(duì)每一規(guī)劃土地類型的各個(gè)因子的權(quán)重進(jìn)行打分，通過(guò)計(jì)算各因子在各類用地適宜性的權(quán)重?cái)?shù)值、對(duì)判斷矩陣進(jìn)行歸一化處理、計(jì)算隨機(jī)一致性比率等步驟最終確定每一個(gè)影響因子的權(quán)重[5](表1)。

表1 六類用地適宜性評(píng)價(jià)因子及權(quán)重

3.3 建立單因子圖層

3.3.1 坡向分析 坡向分為陰坡、半陰坡、陽(yáng)坡及半陽(yáng)坡，通過(guò)GIS分析得出園區(qū)的坡向分布(圖2)，綜合考慮不同坡向的水分、土壤以及穩(wěn)定性等因素影響區(qū)域內(nèi)農(nóng)作物、林果的種植以及居住建筑的分布，得出各土地利用類型的各個(gè)坡向適宜度(表2)。

3.3.2 坡度分析 通過(guò)地形圖在GIS中產(chǎn)生坡度分析圖，得出規(guī)劃區(qū)內(nèi)的坡度范圍是0～65.4%。綜合考慮坡度因子對(duì)園區(qū)內(nèi)農(nóng)作物、植物、道路以及建筑的影響[6]，采用自然適宜性相似歸并法[2]，將坡度劃為65.4%～46.6%、46.6%～26.8%、26.8%～10.5%、10.5%～5.2%、<5.2%五個(gè)等級(jí)，得到5級(jí)坡度分析圖(圖3)。結(jié)合專家意見(jiàn)及實(shí)際情況，不同坡度于不同土地建設(shè)類型給予不同的適宜性等級(jí)(表3)。

表2 各坡向的適宜性評(píng)價(jià)Table 2 The suitability evaluation of various slope directions評(píng)價(jià)因子分類賦值園地耕地林地水域游覽用地交通運(yùn)輸用地建筑用地坡向P1平地995999陰坡(北)119351半陰坡(東北、西北)337353陽(yáng)坡(南)995777半陽(yáng)坡(東、西、東南、西南)777575表3 各坡度的適宜性評(píng)價(jià)Table 3 The suitability evaluation of the different slopes評(píng)價(jià)因子分類賦值園地耕地林地水域游覽用地交通運(yùn)輸用地建筑用地坡度P265.4%～46.6%11911146.6%～26.8%33933326.8%～10.5%75755510.5%～5.2%975777<5.2%595999

3.3.3 池塘緩沖區(qū)分析 結(jié)合場(chǎng)園區(qū)池塘大小、位置等因素，充分考慮生態(tài)林帶的生物多樣性需求、經(jīng)濟(jì)作物的水源地需求以及水域游覽的觀景需求等，將池塘緩沖區(qū)按距池塘距離60m以外、60～40m、40～20m、20～5m、池塘及其外圍5m分為五個(gè)等級(jí)，并對(duì)其適宜性分別進(jìn)行設(shè)定(表4)。

3.3.4 溪流、溝渠緩沖區(qū)分析 溪流和溝渠起到排水、匯水作用，多分布在坡度較大區(qū)域且寬度較小，緩沖帶對(duì)溪流凈污作用相對(duì)較小。根據(jù)專家意見(jiàn)及資料查詢，將其緩沖區(qū)按距離溪流和溝渠30m以外、30～20m、20～10m、10～3m、3～0m分為五個(gè)等級(jí)(表5)。

圖1 DEM高程圖像 圖2 坡向分析圖 圖3 坡度分析圖

Fig.1 The DEM image Fig.2 The analysis diagram of the slope direction Fig.3 The analysis diagram of the slope

表4 池塘緩沖區(qū)的適宜性評(píng)價(jià)

表5 溪流、水渠緩沖區(qū)的適宜性評(píng)價(jià)

3.3.5 主干道緩沖區(qū)分析

由《保護(hù)緩沖帶：緩沖帶、廊道和綠色通道設(shè)計(jì)指南》(Bentrup,G.著)得知主、次干道主要是通過(guò)緩沖區(qū)的劃分來(lái)評(píng)定對(duì)不同用地性質(zhì)的影響。一方面，道路兩側(cè)應(yīng)建立一定寬度的緩沖帶隔離機(jī)動(dòng)車產(chǎn)生的污染；另一方面，考慮便于游人到達(dá)和農(nóng)作物、果實(shí)的運(yùn)輸。綜合生態(tài)建設(shè)和游客的便捷性，將現(xiàn)狀的主干道緩沖區(qū)分為60m以外、60～40m、40～20m、20～5m、5～0m五個(gè)等級(jí)(表6)。

3.3.6 次干道緩沖區(qū)分析 園區(qū)內(nèi)分布多條次干道，其寬度較窄且多位于丘陵之中，對(duì)整體生態(tài)環(huán)境影響較小，將次干道緩沖區(qū)等級(jí)定為30m以外、30～20m、20～10m、10～3m、3～0m五個(gè)等級(jí)，對(duì)各土地利用類型進(jìn)行適宜性分析(表7)。

表6 主干道緩沖區(qū)的適宜性評(píng)價(jià)Table 6 The suitability evaluation of the main road buffer評(píng)價(jià)因子分類賦值園地耕地林地水域游覽用地交通運(yùn)輸用地建筑用地主干道P5>6033991360～4055773540～2077555720～59933795～0111191表7 次干道緩沖區(qū)的適宜性評(píng)價(jià)Table 7 The suitability evaluation of the secondary road buffer評(píng)價(jià)因子分類賦值園地耕地林地水域游覽用地交通運(yùn)輸用地建筑用地次干道P6>3033991330～2055773520～1077555710～39933793～0111191

3.3.7 現(xiàn)土地利用類型分析 通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研、基礎(chǔ)資料整理及GIS、RS的分析，得知現(xiàn)園區(qū)中用地主要包括園地、耕地、林地、水域、草地、交通、居民住宅建筑用地及裸地等。結(jié)合專家意見(jiàn)及文獻(xiàn)查閱，確定現(xiàn)土地利用類型于規(guī)劃土地利用類型的適宜性情況(表8)。

3.4 加權(quán)疊加結(jié)果分析

按照各影響因子的等級(jí)劃分及適宜性情況，針對(duì)每一類規(guī)劃用地分別進(jìn)行7個(gè)單因子適宜性分析，再根據(jù)各個(gè)影響因子的權(quán)重進(jìn)行疊加得到疊加分析圖。由此得出各土地類型的適宜性分析圖(圖4)，并通過(guò)GIS統(tǒng)計(jì)各土地類型的各個(gè)適宜性等級(jí)所占面積(表9)。

表8 現(xiàn)土地利用類型的適宜性分析

表9 不同土地利用類型各適宜性等級(jí)所占面積統(tǒng)計(jì)表

結(jié)果顯示：耕地、園地最適宜性與高適宜區(qū)域及面積相近，主要集中于相對(duì)平坦和緩坡地帶；生態(tài)林地最適宜、高適宜區(qū)域主要集中于園區(qū)南、北及中部西側(cè)；水域游覽用地沿現(xiàn)有水系周邊布局，成點(diǎn)、線、面狀分布；建筑用地適宜建設(shè)區(qū)域相對(duì)零散成塊狀，且與交通運(yùn)輸用地最適宜建設(shè)區(qū)域有部分重疊。

園地適宜性分析圖

林地適宜性分析圖

水域游覽用地建設(shè)適宜性分析圖

建筑用地建設(shè)適宜性分析圖

圖4 各土地利用類型的適宜性分析圖

Fig.4 The suitability analysis diagram of all land use types

3.5 多宜性評(píng)價(jià)在功能分區(qū)及土地布局中的應(yīng)用

多宜性分析為園區(qū)內(nèi)每一類規(guī)劃用地指明了最佳建設(shè)范圍，在各類用地的最適宜和高適宜區(qū)域內(nèi)進(jìn)行該類用地建設(shè)，針對(duì)性的指導(dǎo)土地規(guī)劃布局，有利于土地利用合理化和原場(chǎng)地的保護(hù)性開發(fā)利用，使原生態(tài)環(huán)境影響最小化，實(shí)現(xiàn)因地制宜、節(jié)約成本的可持續(xù)發(fā)展。

圖5 功能分區(qū)規(guī)劃Fig.5 The planning of functional zoning

基于廬江農(nóng)業(yè)觀光園各類用地適宜性的評(píng)價(jià)結(jié)果，結(jié)合生態(tài)農(nóng)業(yè)觀光園規(guī)劃設(shè)計(jì)理念、基本原則及造景思想[7]，同時(shí)滿足生態(tài)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、生態(tài)觀光游覽、休閑度假、生態(tài)保護(hù)、文化體現(xiàn)及綜合服務(wù)等功能需求，最終確定廬江農(nóng)業(yè)觀光園總體功能分區(qū)規(guī)劃圖(圖5)。其中：耕地主要集中于東側(cè)相對(duì)平坦區(qū)域，與緩坡地形上的園地共同構(gòu)成生態(tài)田園體驗(yàn)區(qū)；西側(cè)、北側(cè)及南側(cè)利用原園區(qū)內(nèi)的松、竹形成生態(tài)林區(qū)，同時(shí)補(bǔ)栽當(dāng)?shù)貥浞N形成豐富的植物群落，兼做生態(tài)隔離帶；結(jié)合水域游覽用地適宜性分析，通過(guò)梳理園區(qū)內(nèi)水系將其貫通并創(chuàng)造多變的水岸線形式，使水源保護(hù)、水體景觀與游覽活動(dòng)結(jié)合，構(gòu)成特色的濱水游覽區(qū)；綜合建筑用地、交通運(yùn)輸用地適宜性分析，融入造景手法，將綜合服務(wù)區(qū)設(shè)置在交通便利的竹林深處，營(yíng)造豁然開朗的田園風(fēng)光；在園區(qū)西南部較適宜建設(shè)建筑的區(qū)域建造休閑度假區(qū)，建筑風(fēng)格應(yīng)與當(dāng)?shù)貍鹘y(tǒng)徽派建筑為主；為彰顯當(dāng)?shù)貧v史文化，結(jié)合當(dāng)?shù)靥厣朗?，在建筑適宜建設(shè)的中部偏北地區(qū)建設(shè)特色文化餐飲體驗(yàn)區(qū)。

4 結(jié)論與討論

本研究將基于GIS的多宜性分析引入到廬江農(nóng)業(yè)觀光園的土地布局中，對(duì)地形地貌進(jìn)行量化和可視化，直觀、準(zhǔn)確的掌握規(guī)劃區(qū)內(nèi)6種土地利用類型最適宜的分布區(qū)域，再結(jié)合園區(qū)的功能需求進(jìn)行合理的功能分區(qū)，確定土地利用布局，用以指導(dǎo)園區(qū)進(jìn)一步具體的規(guī)劃建設(shè)。

與單一適宜性分析相比，多宜性分析結(jié)果更具有針對(duì)性和可操作性，能更好的實(shí)現(xiàn)因地制宜，充分發(fā)揮場(chǎng)地優(yōu)勢(shì)、維護(hù)場(chǎng)地生態(tài)環(huán)境，避免大挖大填等不適宜的建設(shè)。但本研究中因子的選取與權(quán)重的確定仍存在一定的主觀性，同時(shí)選用的“自然適宜性相似歸并法”也會(huì)影響分析結(jié)果的準(zhǔn)確度。為使評(píng)價(jià)結(jié)果更客觀、科學(xué)、精準(zhǔn)，多宜性分析方法還需要考慮更多影響因子、掌握更多空間資料和數(shù)據(jù)。隨著3S技術(shù)的不斷完善和廣泛的應(yīng)用，以及學(xué)科間交流的日趨頻繁，針對(duì)建設(shè)前期的土地布局分析方法也會(huì)逐漸完善。

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