鄭州黃河風(fēng)景名勝區(qū)生態(tài)敏感性評價(jià)研究

孫林林,徐德蘭,劉保國

(1.河南農(nóng)業(yè)大學(xué) 風(fēng)景園林與藝術(shù)學(xué)院,鄭州 450000；2.淮陰工學(xué)院管理工程學(xué)院,江蘇 淮安 541004)

風(fēng)景名勝區(qū)在建設(shè)生態(tài)文明和美麗中國等方面發(fā)揮了重要作用[1]。應(yīng)用生態(tài)敏感性去分析、評價(jià)人類活動(dòng)干擾和自然環(huán)境變化的程度,反映發(fā)生區(qū)域生態(tài)環(huán)境問題的難易程度和可能性大小是提高風(fēng)景資源保護(hù)利用科學(xué)性的有效手段,也備受研究者關(guān)注[2-5]。研究表明:生態(tài)敏感程度的高低與生態(tài)環(huán)境問題大小成正比[6-10],是風(fēng)景名勝區(qū)保護(hù)與發(fā)展的參考依據(jù)。余焱[11]分析金佛山風(fēng)景名勝區(qū)生態(tài)敏感性,研究出較適合保護(hù)和開發(fā)區(qū)域；徐曉偉[12]對鏡泊湖風(fēng)景名勝區(qū)進(jìn)行生態(tài)敏感性分析,明晰生態(tài)環(huán)境存在的主要問題,指明風(fēng)景資源開發(fā)與保護(hù)方向；張德順等[13]評述分析國內(nèi)外風(fēng)景名勝區(qū)生態(tài)資源及生態(tài)敏感性研究現(xiàn)狀,構(gòu)建生態(tài)敏感性分析方法,對風(fēng)景名勝區(qū)生態(tài)保育提供策略依據(jù)；朱霞等[14]以武漢市木蘭山風(fēng)景名勝區(qū)為例,構(gòu)建適用于山岳型風(fēng)景名勝區(qū)的生態(tài)敏感性評價(jià)體系,探索山岳型風(fēng)景名勝區(qū)分區(qū)、分級保護(hù)策略；張蜜等[15]對玉蒼山風(fēng)景名勝區(qū)生態(tài)敏感性進(jìn)行評價(jià)分析，提出研究區(qū)三級保護(hù)建議。

鄭州黃河風(fēng)景名勝區(qū)以奇險(xiǎn)壯觀的黃河風(fēng)光和源遠(yuǎn)流長的黃河歷史文化為特色,成為旅游發(fā)展重點(diǎn)區(qū)域,也是推動(dòng)沿黃流域生態(tài)保護(hù)和高質(zhì)量發(fā)展的關(guān)鍵地帶。目前,該風(fēng)景區(qū)面臨地形破碎、水土流失、植被稀疏、人口眾多等一系列問題,但較少有學(xué)者從生態(tài)敏感性評價(jià)角度分析區(qū)域生態(tài)環(huán)境問題。本文以鄭州黃河風(fēng)景名勝區(qū)為研究對象,基于相關(guān)文獻(xiàn)研究和調(diào)研現(xiàn)狀,從地形地貌、自然條件、風(fēng)景資源、人類活動(dòng)4個(gè)方面構(gòu)建10個(gè)評價(jià)因子,利用AHP層次分析法與GIS空間分析法,確定指標(biāo)權(quán)重,綜合評價(jià)研究區(qū)生態(tài)敏感性現(xiàn)狀,并依據(jù)評價(jià)結(jié)果提出分級保護(hù)策略,以期為鄭州黃河風(fēng)景名勝區(qū)生態(tài)保護(hù)和高質(zhì)量發(fā)展提供依據(jù)。

1 研究區(qū)概況

鄭州黃河風(fēng)景名勝區(qū)是國家級風(fēng)景名勝區(qū),位于鄭州市惠濟(jì)區(qū)以北黃河之濱,地理位置為34°55′05″～34°57′59″N,113°26′36″～113°32′06"E,距鄭州市區(qū)28km,面積25.13km2。研究區(qū)屬溫帶大陸性季風(fēng)氣候,平均氣溫約14℃,年均降雨量653mm,黃土地質(zhì)地貌特征明顯。風(fēng)景區(qū)內(nèi)具有良好的資源稟賦與區(qū)域代表性,北部為黃河濕地景觀帶、南部為黃土地質(zhì)地貌展示區(qū)、西部為漢霸二王城景區(qū)、東部為五龍峰景區(qū)、西南部為桃花峪景區(qū)。隨著風(fēng)景區(qū)旅游建設(shè)與發(fā)展,研究區(qū)內(nèi)游人容量上升,生態(tài)綠地不斷減少,生境質(zhì)量不斷下降,生態(tài)環(huán)境問題突出。

2 研究方法

2.1 數(shù)據(jù)來源

研究區(qū)數(shù)據(jù)主要包括地形地貌數(shù)據(jù)、水文數(shù)據(jù)、植被數(shù)據(jù)、風(fēng)景資源數(shù)據(jù)、土地利用現(xiàn)狀數(shù)據(jù)、道路交通數(shù)據(jù)和人口密度數(shù)據(jù)。地形地貌數(shù)據(jù)來源于美國航空航天局(http://search.asf.alaska.edu)12.5m數(shù)字高程模型；植被數(shù)據(jù)來源于地理空間數(shù)據(jù)云(http://www.gscloud.cn)。選取2021年10月Landsat8遙感影像圖,該時(shí)間段云量少、植被狀況良好,利用 ENVI 對遙感影像數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理,得到植被 NDVI 來科學(xué)反映植被覆蓋度。水文、景觀資源、土地利用、道路交通和人口密度數(shù)據(jù)來自《鄭州黃河風(fēng)景名勝區(qū)總體規(guī)劃》(2017—2035年)(1)河南省林業(yè)局.鄭州黃河風(fēng)景名勝區(qū)總體規(guī)劃.2021.。將以上獲取的數(shù)據(jù)導(dǎo)入ArcGIS 10.4軟件,通過GIS空間分析的表面分析、空間查詢分析、統(tǒng)計(jì)分析、緩沖區(qū)分析、疊加分析功能得出生態(tài)敏感性綜合評價(jià)結(jié)果。

2.2 生態(tài)敏感性評價(jià)體系構(gòu)建

基于鄭州黃河風(fēng)景名勝區(qū)的實(shí)際調(diào)研情況,選取地形地貌(高程、坡度、坡向)、自然條件(水體緩沖區(qū)、植被覆蓋度)、風(fēng)景資源(自然景源、人文景源)、人類活動(dòng)(用地條件、道路交通、人口數(shù)量)4個(gè)方面作為準(zhǔn)則層,從準(zhǔn)則層中選取10個(gè)單因子作為指標(biāo)層,構(gòu)建鄭州黃河風(fēng)景名勝區(qū)生態(tài)敏感性評價(jià)體系(表1)。

表1 研究區(qū)生態(tài)敏感性評價(jià)體系Tab.1 Evaluation system of ecological sensitivity in the study area

2.3 指標(biāo)權(quán)重確定

AHP層次分析法作為相對客觀、科學(xué)、成熟的評價(jià)標(biāo)準(zhǔn),被廣泛運(yùn)用于指標(biāo)權(quán)重計(jì)算中[16-18]。因此,研究采用AHP層次分析法借助yaahp 10.3軟件,運(yùn)用1-9標(biāo)度法[19],兩兩比較同一層級指標(biāo)間的相對重要性,以此構(gòu)建判斷矩陣,使評價(jià)結(jié)果通過一致性檢驗(yàn),計(jì)算得到研究區(qū)單因子評價(jià)指標(biāo)權(quán)重(表2)。

2.4 生態(tài)敏感性單因子與多因子評價(jià)

依據(jù)單因子分級標(biāo)準(zhǔn)(表3),在ArcGIS 10.4軟件中量化其生態(tài)敏感性單因子評價(jià)指標(biāo)。利用加權(quán)疊加法對生態(tài)敏感性單因子指數(shù)與權(quán)重加權(quán)求和,通過ArcGIS 10.4柵格計(jì)算器計(jì)算鄭州黃河風(fēng)景名勝區(qū)生態(tài)敏感性綜合得分,繪制綜合評價(jià)圖。

表2 研究區(qū)生態(tài)敏感性單因子評價(jià)指標(biāo)權(quán)重Tab.2 Weights of one-factor evaluation indexes for ecological sensitivity in the study area

表3 研究區(qū)生態(tài)敏感性單因子分級標(biāo)準(zhǔn)Tab.3 One-factor grading criteria for ecological sensitivity in the study area

3 結(jié)果與分析

3.1 單因子分析

利用ArcGIS 10.4軟件,導(dǎo)入相關(guān)研究數(shù)據(jù),依據(jù)單因子分級標(biāo)準(zhǔn),得出研究區(qū)單因子生態(tài)敏感性評價(jià)結(jié)果(圖1),通過重分類賦值柵格數(shù)據(jù),求得研究區(qū)生態(tài)敏感性不同評價(jià)等級的面積占比(表4)。

1) 地形地貌?；诟叱谭治龅纳鷳B(tài)敏感性,占比最高的是不敏感區(qū)為33.1%,主要分布在研究區(qū)北部、西部和東部外圍；極敏感區(qū)占比最低為4.6%,主要分布在西部漢霸二王城景區(qū)和西南部桃花峪景區(qū)中間地帶?；谄露确治錾鷳B(tài)敏感性,占比最多的是不敏感區(qū)為38.8%,而極敏感區(qū)占比最低為3.8%,主要跨越研究區(qū)東西兩側(cè),分布在中間呈弧形。基于坡向分析的生態(tài)敏感性,占比最高的是極敏感區(qū)為25.8%,則主要分布在研究區(qū)北部黃河濕地景觀帶,其余地方分布較為分散。

2) 自然條件?；谒w緩沖區(qū)分析的生態(tài)敏感性,評價(jià)結(jié)果一半以上為不敏感區(qū),極敏感區(qū)為21.1%,分布在北部黃河濕地景觀帶和南部玉指湖周邊；基于植被覆蓋度分析的生態(tài)敏感性,占比最高的是極敏感區(qū)為39%,分布在黃河濕地景觀帶意外區(qū)域。

圖1 研究區(qū)生態(tài)敏感性單因子評價(jià)Fig.1 One-factor evaluation of ecological sensitivity in the study area

表4 研究區(qū)生態(tài)敏感性單因子分級面積統(tǒng)計(jì)Tab.4 Ecologically sensitive one-factor grading area statistics of the study area

3) 風(fēng)景資源?；谧匀痪霸春腿宋木霸捶治龅纳鷳B(tài)敏感性,評價(jià)結(jié)果主要是不敏感區(qū)為主,其敏感程度以景源點(diǎn)為中心,依據(jù)景源等級向外圍分散。自然景源主要聚集在北部黃河濕地景觀帶和西南部桃花峪斷層,南部黃土地貌展示和西部漢王二王城景區(qū)較為稀疏。人文景源聚集在東部五龍峰景區(qū)和西部漢霸二王城景區(qū),人文景源密集度高于自然景源,故區(qū)域極敏感性程度高于自然景源。

4) 人類活動(dòng)?；谟玫貤l件分析的生態(tài)敏感性,評價(jià)結(jié)果主要是極敏感占比31.8%,分布在研究區(qū)黃河濕地景觀帶意外?；诘缆方煌ǚ治龅纳鷳B(tài)敏感性,也是極敏感區(qū)域最多占比30.4%,分布在研究區(qū)道路周邊,緩沖距離與敏感性程度呈正比。人口數(shù)量則依據(jù)研究區(qū)漢王城村、霸王城村、王頂村、桃花峪村、張垌村、張定邦村共6個(gè)村落的常住人口數(shù)量劃分,評價(jià)結(jié)果主要以低敏感區(qū)為主占比66.1%,極敏感區(qū)域位于人口數(shù)量最多的張定邦村。

3.2 綜合分析

將10個(gè)生態(tài)敏感性評價(jià)單因子依據(jù)層次分析法所得權(quán)重,加權(quán)疊加分析,計(jì)算得出研究區(qū)生態(tài)敏感性綜合評價(jià)現(xiàn)狀(圖2)。將評價(jià)結(jié)果按照自然斷代法分類區(qū)間重分類,得出研究區(qū)生態(tài)敏感性不同評價(jià)等級的面積占比(表5)。鄭州風(fēng)景名勝區(qū)生態(tài)敏感性主要以中、高為主,占比52.3%,不敏感區(qū)占比最少為8.7%。生態(tài)敏感性程度整體上分布較為破碎,呈中部敏感程度高于四周的區(qū)域現(xiàn)狀。

1) 極敏感區(qū)。面積為3.697km2,占比14.7%,主要橫跨研究區(qū)東西方向,集中在中間地帶。此區(qū)域?yàn)楹０巫罡?、坡度最大、光照最少的背陽區(qū)域,水文與植被最為豐富,一級自然景源、人文景源集中區(qū),且人口數(shù)量最多,對生態(tài)環(huán)境干擾力度最大。此區(qū)域?yàn)樯鷳B(tài)保護(hù)核心區(qū),應(yīng)嚴(yán)格控制游人容量,加強(qiáng)景源保護(hù),降低生態(tài)敏感程度,避免生態(tài)環(huán)境破壞。

2) 高敏感區(qū)。面積為6.175km2,占比24.6%,主要分布在極敏感區(qū)域的外圍緩沖地帶。區(qū)域分布相對比較零碎,地形起伏相對較大、水文與植被相對豐富,含有大量的二級景源,人類活動(dòng)頻繁。此區(qū)域生態(tài)敏感性高,生態(tài)環(huán)境容易破壞,不適合進(jìn)行大規(guī)模建設(shè)活動(dòng)。

3) 中敏感區(qū)。面積為6.959 km2,占比27.7%,主要分布在高敏感區(qū)域的外圍緩沖地帶。即耕地、地形起伏變化較小區(qū)域、植被覆蓋度較高、三級景源聚集區(qū)、人類活動(dòng)程度一般。此區(qū)域所占面積最大,生態(tài)環(huán)境基本穩(wěn)定,應(yīng)注意人類活動(dòng)影響,適當(dāng)控制開發(fā)力度。

4) 低敏感區(qū)。面積為6.104 km2,占比24.3%,區(qū)域分布較為廣泛,集中在北部。分布在園地、林地附近、植被較少、四級景源集聚地、人類活動(dòng)較少。此區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)較為穩(wěn)定,可進(jìn)性適度開發(fā),需注意與周邊環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展。

5) 不敏感區(qū)。面積為2.195 km2,占比8.7%,主要分布北部黃河濕地景觀帶。區(qū)域水資源豐沛,水生態(tài)環(huán)境良好,但是植被類型單一、幾乎沒有景源點(diǎn)、人類活動(dòng)干擾力度小。此區(qū)域生態(tài)環(huán)境穩(wěn)定,有一定抗外界干擾能力,可進(jìn)行相對強(qiáng)度的開發(fā)活動(dòng),需注意保護(hù)水環(huán)境,遵循可持續(xù)發(fā)展原則。

圖2 研究區(qū)生態(tài)敏感性綜合評價(jià)Fig.2 Comprehensive assessment of ecological sensitivity in the study area

表5 研究區(qū)生態(tài)敏感性綜合評價(jià)結(jié)果Tab.5Comprehensive evaluation results of ecological sensitivity in the study area

4 結(jié)論與建議

4.1 結(jié)論

鄭州黃河風(fēng)景名勝區(qū)生態(tài)敏感性不敏感區(qū)面積為2.195 km2,占比8.7%；低敏感區(qū)面積為6.104 km2,占比24.3%；中敏感區(qū)面積為6.959 km2,占比27.7%；高敏感區(qū)面積為6.175km2,占比24.6%；極敏感區(qū)面積為3.697km2,占比14.7%。整體上以中、高敏感區(qū)為主,從中部向四周,由高及低分布。

4.2 建議

1) 將極敏感區(qū)與高敏感區(qū)劃分為一級保護(hù)區(qū),以嚴(yán)格保護(hù)為主。嚴(yán)格保護(hù)地形地貌,尤其是黃土地貌區(qū),溝壑縱橫、土質(zhì)疏松,要加強(qiáng)山區(qū)植樹造林與養(yǎng)護(hù)管理工作,避免泥石流、坍塌等地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生。禁止破壞植被與水體生態(tài)環(huán)境破,保護(hù)生物多樣性。對自然景源和人文景源要定期維護(hù)和修復(fù),增設(shè)保護(hù)標(biāo)識,加強(qiáng)保護(hù)力度。嚴(yán)格控制游人容量,并在生態(tài)核心區(qū)設(shè)置動(dòng)態(tài)檢測,實(shí)時(shí)檢測關(guān)注區(qū)域內(nèi)生態(tài)系統(tǒng)變化,保護(hù)生態(tài)環(huán)境。

2) 將中敏感區(qū)與低敏感區(qū)劃分為二級保護(hù)區(qū),以保護(hù)為主、開發(fā)為輔?？山⑸鷳B(tài)補(bǔ)償機(jī)制,調(diào)動(dòng)群眾積極參與性,合理保護(hù)地形地貌與植被、水文的生態(tài)環(huán)境。保護(hù)好現(xiàn)有的優(yōu)質(zhì)景源,盡量避免過多開發(fā)建設(shè),適宜進(jìn)行系列觀賞性活動(dòng)豐富游覽體驗(yàn)。

3) 將不敏感區(qū)劃分為三級保護(hù)區(qū),可有序引導(dǎo)開發(fā)建設(shè)。該區(qū)域生態(tài)環(huán)境抗干擾能力強(qiáng),地形較平坦,居民點(diǎn)少,可充分利用地勢適當(dāng)進(jìn)行基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)活動(dòng),結(jié)合研究區(qū)濕地景觀、黃河文化景觀、黃土地貌景觀等特點(diǎn),作為導(dǎo)向性旅游宣傳點(diǎn),充分發(fā)揮資源優(yōu)勢。同時(shí)需要注意風(fēng)景區(qū)的發(fā)展要與空間環(huán)境、土地利用相適應(yīng),尊重居民日常生活習(xí)慣和民俗風(fēng)情,保護(hù)生態(tài)環(huán)境的同時(shí)推動(dòng)風(fēng)景區(qū)高質(zhì)量發(fā)展。