基于GIS 的蕪湖市生態(tài)敏感性評價

周建華

（安徽省核工業(yè)勘查技術(shù)總院，安徽 蕪湖 241002）

生態(tài)敏感性是指一定區(qū)域發(fā)生生態(tài)問題的可能性和程度，用來反映人類活動可能造成的生態(tài)后果。生態(tài)敏感性與生態(tài)系統(tǒng)抗干擾能力呈負相關(guān)。生態(tài)敏感性研究能為土地合理利用提供依據(jù)，保護生態(tài)系統(tǒng)較為敏感的區(qū)域。目前，國內(nèi)諸多學(xué)者從不同尺度研究生態(tài)敏感性，相關(guān)成果也被廣泛地應(yīng)用。根據(jù)研究對象的不同，現(xiàn)有研究可以分為3 個方面。一是針對某種生態(tài)環(huán)境問題的生態(tài)敏感性研究。王效科等[1]以我國為研究區(qū)，對水土流失問題進行研究。二是針對特殊生態(tài)系統(tǒng)的生態(tài)敏感性研究。李紅清等[2]以長江上游為研究區(qū)，對長江上游的生態(tài)敏感性進行研究，展現(xiàn)長江上游生態(tài)敏感性的空間分布格局。三是針對城市的生態(tài)敏感性評價。鄒洪坤等[3]采用高程、坡度、水域、植被覆蓋度（NDVI）和土地利用類型等指標(biāo)，對西寧市進行生態(tài)敏感性研究。國外生態(tài)敏感性的研究領(lǐng)域廣泛，注重單一生態(tài)環(huán)境的敏感性研究，如沼澤湖泊對營養(yǎng)富集的生態(tài)敏感性研究。此外，國外對于城市生態(tài)敏感性的研究與國內(nèi)不同，更注重研究居住環(huán)境、城市能耗等。本文以蕪湖市為研究區(qū)，基于地理信息系統(tǒng)（GIS）和層次分析法（AHP）對蕪湖市全域土地的生態(tài)敏感性進行評價，為蕪湖市國土空間規(guī)劃指明方向。

1 研究區(qū)概況

蕪湖市位于安徽省東南部，地處長江下游，南倚皖南山系，北望江淮平原，總面積為6 026 km2。地勢西南高東北低，地形呈雙翼狀。地貌類型多樣，平原丘陵皆備，河湖水網(wǎng)密布，長江將市域劃分為江南和江北兩大片。蕪湖市地處亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū)，年平均氣溫介于15 ～16 ℃，日照時數(shù)為2 000 h，年降水量為1 200 mm，無霜期為245 d。土壤類型多樣，礦產(chǎn)、植被資源豐富。

2 數(shù)據(jù)與方法

2.1 數(shù)據(jù)來源

土地利用類型采用2020 年30 m 精度遙感影像數(shù)據(jù)信息；NDVI數(shù)據(jù)來源于中國科學(xué)院資源環(huán)境科學(xué)與數(shù)據(jù)中心，時間為2020 年，精度為1 km；人口密度采用夜間燈光指數(shù)進行反映，數(shù)據(jù)來源于珞珈一號夜光遙感衛(wèi)星2020 年拍攝的分辨率為130 m 的夜光影像；水環(huán)境數(shù)據(jù)來源于蕪湖市矢量水系數(shù)據(jù)庫；坡度、坡向信息則利用GIS 從30 m 精度數(shù)字高程模型（DEM）提取。

與Poly-TPBO和Poly-AFPOs的合成方法一樣,Poly-3-DAPO由(S)-3,3-二苯胺基環(huán)氧丙烷通過陰離子聚合合成(見圖5),二芳香胺取代基同樣具有一定的剛性,保證了合成的聚醚能在溶液中保持穩(wěn)定的單手性螺旋結(jié)構(gòu)[25].Poly-3-DAPO螺旋構(gòu)型能穩(wěn)定存在各種有機溶劑中,同時也通過溫度的變化實驗檢測了該螺旋聚合物只要不超過溫度的最高極限,對于溫度的變化影響很小,也有一定的穩(wěn)定性.

2.2 評價方法

本研究借助GIS，采用單因素評價與多因素綜合評價相結(jié)合的評價方法[4-6]。首先，確定反映蕪湖市生態(tài)敏感性的評價因子，對單因子進行分級評價，完成單因子的生態(tài)敏感性劃分。然后，借助層次分析法確定各評價因子的權(quán)重，并借助GIS 進行加權(quán)疊加分析，逐步形成多因素影響下的蕪湖市生態(tài)敏感性空間分布格局。

3 生態(tài)敏感性評價模型的構(gòu)建

土壤硒含量與母巖硒含量具有較好的對應(yīng)mg/kg）。含量范圍在0.045～7.295mg/kg之間，變異系數(shù)為85%，表明工作區(qū)土壤Se元素分布較不均勻。硒元素含量頻率呈現(xiàn)正態(tài)分布，其中以0.4～0.8mg/kg范圍內(nèi)樣品數(shù)量最多，往兩側(cè)逐漸減少。

3.1 生態(tài)敏感性評價因子的篩選

在層次結(jié)構(gòu)模型的基礎(chǔ)上，通過德爾菲法，根據(jù)專家對各評價因子分層比較的結(jié)果，得出相關(guān)關(guān)系。根據(jù)表1，構(gòu)建判斷矩陣，進而得出各評價因子權(quán)重，如表2 所示。

3.2 生態(tài)敏感性評價層次模型的建構(gòu)

生態(tài)敏感性評價的核心是采用評價因子分級標(biāo)準(zhǔn)進行定量的綜合評價。根據(jù)評價因子對土地生態(tài)系統(tǒng)影響的重要程度，敏感等級被劃分為不敏感、低度敏感、中度敏感、高度敏感，分別用1、3、5、7 進行量化。各評價因子的敏感度分級如表3 所示，量化賦值如表4 所示。夜間燈光指數(shù)可以反映人口密度，采用自然斷裂點法進行合理劃分。

生態(tài)敏感性評價以層次分析法為基本方法，該方法是結(jié)合定量分析的多目標(biāo)決策方法[7-9]。它將如何解決一個相當(dāng)復(fù)雜的問題分解為一連串組合的影響因素，并按主導(dǎo)聯(lián)系逐步形成層次的基本結(jié)構(gòu)。確定每個影響因素，計算每個影響因素的權(quán)重，為不同的決策過程組織好解決方案的順序。先建構(gòu)兩兩比較的判斷矩陣，然后計算各指標(biāo)對某一標(biāo)準(zhǔn)的權(quán)重，再計算當(dāng)前層元素相對于總體目標(biāo)層的排序權(quán)重，最后檢查矩陣的一致性。

圖1 蕪湖市全域土地生態(tài)敏感性評價層次模型

3.3 評價因子權(quán)重的確定

利用Yaahp 軟件可確定生態(tài)敏感性評價的各評價因子權(quán)重。由于軟件的性質(zhì)，建模時必須設(shè)定至少兩個可選方案層，以符合軟件的需求（見圖2）。在創(chuàng)建判斷矩陣時，將兩個可選方案的權(quán)重設(shè)置為0.5，表示它們的重要性相同。

首先，健全法律體系。憲法和法律是依法治國的重要依據(jù)，立法是落實依法治國基本方略，建設(shè)社會主義法治國家的根本環(huán)節(jié)。因此要堅持從國情出發(fā)，在政治、經(jīng)濟、文化、社會等諸多領(lǐng)域建立健全法律、法規(guī)，完善社會主義法律體系，使社會主義各項事業(yè)有法可依。為了保證國家政權(quán)專政職能的發(fā)揮，必須有一套法律法規(guī)作保障。這就要求進一步完善刑事立法和打擊各種犯罪的法律法規(guī)，善于借鑒西方法律制度，使社會治安方面的法律法規(guī)更加健全，為依法行使專政職能提供法律依據(jù)和保障，穩(wěn)、準(zhǔn)、狠的打擊刑事犯罪，維護社會秩序，鞏固人民民主專政。

表1 分級定量賦值

本研究采用層次分析法，它使用1-9 標(biāo)度進行賦值，如表1 所示。該方法用于描述兩個對象之間的相對重要性，包括同等重要、稍微重要、重要、比較重要和非常重要等評價等級。

作為新中國的政治中心、文化中心和科技中心，北京市憑借其豐富的自然資源和人文資源吸引著世界各地的游客。北京市共有244個國家A級景區(qū)，有125處全國重點文物保護單位，其中，7處被列入世界遺產(chǎn)名錄。2008年北京奧運會的成功舉辦極大地推動了首都旅游產(chǎn)業(yè)的整體提升，鳥巢、水立方等奧運比賽場館成為來京游客必去的旅游景點。經(jīng)過近十年的發(fā)展，2017年北京共接待游客2.97億人次，比上年增長4.4%，旅游總收入共5469億元，增長8.9%。我國旅游業(yè)保持著平穩(wěn)的發(fā)展態(tài)勢，2022年北京冬奧會將會使北京旅游業(yè)持續(xù)升溫。

出租車司機以為夫妻吵架，便駕車離開，同時也撥打了110報警。當(dāng)?shù)鼐旒s10分鐘后來到了現(xiàn)場，但林雪川和黎永蘭已離開現(xiàn)場。

圖2 蕪湖市全域土地生態(tài)敏感性評價的可選方案

生態(tài)敏感性是各種相關(guān)要素綜合作用的結(jié)果[10-11]。影響生態(tài)敏感性的因素眾多，包括海拔、坡度、植被等，不同區(qū)域的影響因素也會有所不同。生態(tài)環(huán)境問題通常是自然因素和人類活動共同作用的結(jié)果，自然因素涵蓋的內(nèi)容包括坡度、坡向、水文、植被等；人類活動的影響因子主要體現(xiàn)在現(xiàn)狀建設(shè)情況和人口密度。本研究選取的自然因素有坡度、坡向、水環(huán)境、NDVI，人類活動影響因素有土地利用類型和人口密度。其中，土地利用類型反映現(xiàn)狀建設(shè)，夜間燈光數(shù)據(jù)反映人口密度。

表2 蕪湖市全域土地生態(tài)敏感性評價的判斷矩陣及因子權(quán)重

3.4 評價因子敏感等級劃分

基于上文確定的生態(tài)敏感性評價因子，可根據(jù)層次分析法建立蕪湖市全域土地生態(tài)敏感性評價層次模型，如圖1 所示。

表3 評價因子敏感等級劃分

表4 評價因子敏感等級量化賦值

4 生態(tài)敏感性評價與分析

4.1 單因子敏感性評價與分析

根據(jù)收集的資料，結(jié)合生態(tài)敏感性評價因子，利用ArcGIS 軟件對各評價因子進行分析，得到各評價因子敏感性評價結(jié)果。

通常，坡度越大，遭受干擾后越難恢復(fù)，生態(tài)敏感性越高。經(jīng)坡度敏感性分析，就蕪湖市全域來看，坡度敏感性以低度敏感為主，坡度高敏感區(qū)分布于無為市石澗鎮(zhèn)和昆山鎮(zhèn)、繁昌區(qū)及南陵縣山區(qū)。坡向不同，接受日照時間、太陽輻射強弱也會有所差異。經(jīng)坡向敏感性分析，坡向敏感性分布類似于坡度敏感度分布，坡向高敏感區(qū)主要分布于蕪湖市山區(qū)。

一般來說，人工擾動的區(qū)域距離水體越近，對水體生態(tài)環(huán)境影響越大，敏感性越高。蕪湖市境內(nèi)水系發(fā)達，長江穿境而過，而且有青弋江、漳河、水陽江、裕溪河貫穿境內(nèi)，竹絲湖、黑沙湖、龍窩湖、奎湖散布其間。經(jīng)水環(huán)境敏感性分析，就蕪湖市全域來看，水環(huán)境敏感性以高度敏感為主，分布于水系附近。通常，人口密度越大，敏感性越低。經(jīng)人口密度敏感性分析，蕪湖市全域以高度敏感為主，它位于遠離市區(qū)、城鎮(zhèn)的其他區(qū)域。

2018 年，蕪湖市被評為國家森林城市，森林覆蓋率達26.94%，中心城區(qū)綠化覆蓋率達72.28%。經(jīng)植被覆蓋度敏感性分析，蕪湖市全域植被覆蓋度敏感性以高度敏感為主，分布于周邊山區(qū)。土地利用類型不同，敏感性也不同，一般來說，林地的生態(tài)敏感性高于建設(shè)用地。經(jīng)土地利用類型敏感性分析，蕪湖市全域高敏感區(qū)主要位于山區(qū)及水系，低敏感區(qū)分布于平原區(qū)域，不敏感區(qū)分布在市區(qū)、城鎮(zhèn)范圍。

4.2 綜合生態(tài)敏感性評價與分析

利用GIS 對上述評價因子進行加權(quán)疊加分析，得到蕪湖市全域土地的生態(tài)敏感性綜合分布，進行重分類，再計算不同敏感性程度區(qū)域的面積及占比，如表5所示。蕪湖市全域土地生態(tài)敏感性分區(qū)如圖3 所示。

圖3 蕪湖市全域土地生態(tài)敏感性分區(qū)

表5 蕪湖市生態(tài)敏感性綜合評價結(jié)果

由表5 及圖3 可知，蕪湖市全域土地生態(tài)敏感性總體較高，以中度敏感、高度敏感為主。其占全域土地面積的61.10%，廣泛分布在蕪湖市境內(nèi)，主要集中分布在水體附近。低度敏感區(qū)占市域面積的33.60%，主要分布于地勢平緩區(qū)域，為農(nóng)村地區(qū)，其抗干擾能力較強，農(nóng)用地分布廣泛。不敏感區(qū)占市域面積的5.30%，零星分布于蕪湖市境內(nèi)，主要位于城鎮(zhèn)建設(shè)用地區(qū)域，人類活動頻繁。

5 結(jié)論

高度敏感區(qū)位于蕪湖市主要水系附近，該區(qū)域抗干擾能力較弱，易受人類活動影響。為保持生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)的穩(wěn)定性，建議對該區(qū)域進行調(diào)查，并對已破壞區(qū)域進行生態(tài)修復(fù)。中度敏感區(qū)與高度敏感區(qū)分布位置相對一致。該區(qū)域應(yīng)平衡發(fā)展與生態(tài)保護的關(guān)系，以環(huán)境保護為主，避免過度開發(fā)建設(shè)。建議加強生態(tài)保護力度，有序推進旅游業(yè)發(fā)展，推動鄉(xiāng)村振興。低度敏感區(qū)廣泛分布于蕪湖市境內(nèi)。該區(qū)域地形起伏不大，主要為農(nóng)用地的分布區(qū)，抗干擾能力較強。該區(qū)域應(yīng)加強對永久基本農(nóng)田的保護。不敏感區(qū)主要分布在中心城區(qū)和城鎮(zhèn)范圍，為人類活動密集區(qū)，應(yīng)結(jié)合城市產(chǎn)業(yè)規(guī)劃，合理布局開發(fā)發(fā)展區(qū)域。除了坡度、坡向、水環(huán)境、NDVI、土地利用類型和人口密度，影響生態(tài)環(huán)境敏感性的因子還有很多，如土壤類型、地質(zhì)災(zāi)害、高程等?？紤]到影響因子受限，應(yīng)當(dāng)改進指標(biāo)體系并完善評價體系。因此，要持續(xù)收集基礎(chǔ)資料，優(yōu)化指標(biāo)體系，更加客觀地開展評價。蕪湖市是安徽省重要的化工和建材生產(chǎn)基地，境內(nèi)礦山眾多，基本位于高度敏感區(qū)，應(yīng)加強礦山開采對生態(tài)環(huán)境破壞的監(jiān)管力度，同時及時治理礦山開采損毀區(qū)域，在保護生態(tài)系統(tǒng)的前提下促進當(dāng)?shù)亟?jīng)濟發(fā)展，達到雙贏。