永安市低丘緩坡林地的建設(shè)用地適宜性評(píng)價(jià)研究

閆 偉，唐南奇，謝 釗

(福建農(nóng)林大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院，福州350002)

低丘緩坡一般是指海拔在10 m以上，相對(duì)高度一般不超過300 m，起伏不大，坡度較緩，坡度范圍一般在2°～15°的坡地．考慮到永安市的實(shí)際情況將低丘緩坡坡度范圍擴(kuò)大至2°～25°，海拔小于400 m的土地。土地適宜性評(píng)價(jià)是評(píng)定土地對(duì)于某種用途是否適宜及適宜程度。1961年美國(guó)發(fā)布了土地潛力分類系統(tǒng) (LCC)，成為國(guó)際上第一個(gè)土地評(píng)價(jià)工作系統(tǒng)，其主要是基于土壤自然屬性特征的土地潛力評(píng)價(jià)，而未涉及社會(huì)經(jīng)濟(jì)等外部條件;1976年聯(lián)合國(guó)糧農(nóng)組織 (FAO)出版的《土地評(píng)價(jià)綱要》，形成了比較完整的為土地利用規(guī)劃服務(wù)的土地適宜性評(píng)價(jià)理論體系，成為土地評(píng)價(jià)學(xué)科發(fā)展的2個(gè)重要里程碑。隨著國(guó)外地理信息系統(tǒng)等技術(shù)的發(fā)展，一些新的技術(shù)和方法應(yīng)用于土地評(píng)價(jià)中，如運(yùn)用ARC/INFO的模糊處理功能、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型、模糊數(shù)學(xué)模型、自動(dòng)土地評(píng)價(jià)專家系統(tǒng)等方法對(duì)土地資源進(jìn)行適宜性評(píng)價(jià)。近十年來，隨著國(guó)內(nèi)學(xué)者對(duì)農(nóng)業(yè)土地適宜性評(píng)價(jià)深入開展，對(duì)土地整理復(fù)墾、城鄉(xiāng)建設(shè)用地、丘陵山地地區(qū)的土地適宜性評(píng)價(jià)的不斷增多，景觀生態(tài)學(xué)、可持續(xù)發(fā)展、人地關(guān)系協(xié)調(diào)理論被引入到評(píng)價(jià)中，土地的適宜性評(píng)價(jià)已從單純的強(qiáng)調(diào)土地資源本身特性到綜合考慮社會(huì)、經(jīng)濟(jì)和土地資源特性的適宜性評(píng)價(jià)，評(píng)價(jià)朝著科學(xué)合理性方向發(fā)展。例如伍世代［1］以福清市為例，充分考慮影響土地適宜性的土地的自然屬性和社會(huì)經(jīng)濟(jì)因素，借助地理信息系統(tǒng)的空間分析功能，運(yùn)用多目標(biāo)土地適宜性評(píng)價(jià)的方法進(jìn)行評(píng)價(jià)研究。李萍［2］采用多種模型與統(tǒng)計(jì)方法，形成一套完整的信息化的土地適宜性評(píng)價(jià)方法，對(duì)湖南省醴陵市各類土地資源進(jìn)行適宜性等級(jí)的劃分。嚴(yán)偉［3］選取經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)對(duì)低丘緩坡資源進(jìn)行農(nóng)業(yè)和建設(shè)用地2方面的適宜性評(píng)價(jià)和研究。孫曉莉［4］運(yùn)用GIS技術(shù)，采用多因子疊加分析方法與主成分分析方法相結(jié)合的方式，對(duì)評(píng)價(jià)區(qū)域范圍內(nèi)低丘緩坡的建設(shè)用地進(jìn)行評(píng)定。隨著永安市城鎮(zhèn)化的加快，新增建設(shè)用地指標(biāo)不能夠滿足日益增長(zhǎng)的建設(shè)用地的需求量，建設(shè)用地供需矛盾日益突出，這大大阻礙了永安市的經(jīng)濟(jì)發(fā)展。目前較少針對(duì)低丘緩坡林地資源進(jìn)行建設(shè)用地適宜性評(píng)價(jià)研究，評(píng)價(jià)主要集中在對(duì)平原、沿海地區(qū)的土地適宜性評(píng)價(jià)上。本研究通過對(duì)永安市低丘緩坡林地進(jìn)行建設(shè)用地適宜性評(píng)價(jià)，科學(xué)合理的選擇建設(shè)用地適宜區(qū)域，將有效的緩解土地供給緊張狀況，拓展建設(shè)用地新空間，優(yōu)化城鄉(xiāng)建設(shè)用地布局，推進(jìn)永安市城鎮(zhèn)化和城鄉(xiāng)統(tǒng)籌發(fā)展。

1 研究區(qū)概況和資料來源

永安市是福建省三明市下轄的1個(gè)縣級(jí)市，位于閩中偏西，是閩西北重要的工業(yè)城市和能源、建材工業(yè)基地，轄4個(gè)街道、3個(gè)鄉(xiāng)和8個(gè)建制鎮(zhèn)，總面積2 941 km2，常住人口36.5萬。地貌特征為“九山半水半分田”，東部和西南部屬于玳瑁山脈的中山山地，構(gòu)成2條北東走向山脊;中部以高丘為主，其次為低丘、河谷平原、山間盆地;沿河兩岸分布著大小不一、似串珠狀的河谷盆地，自然資源儲(chǔ)量豐富，素有“金山銀水”之稱，森林資源集存量大，森林覆蓋率達(dá)83.2%。研究的數(shù)據(jù)資料來源于永安市2011年土地利用變更調(diào)查數(shù)據(jù)，土地利用總體規(guī)劃數(shù)據(jù)、地形坡度數(shù)據(jù)、遙感影像圖、三明市地質(zhì)災(zāi)害分布現(xiàn)狀及易發(fā)區(qū)、危險(xiǎn)區(qū) (點(diǎn))分布圖及永安市統(tǒng)計(jì)年鑒等。永安市低丘緩坡土地資源豐富，據(jù)計(jì)算低丘緩坡林地資源達(dá)19 691.47 hm2，占全市土地總面積的6.7%，其中可開發(fā)利用的林地資源為6 900.40 hm2。

2 研究方法

本研究以ArcGIS軟件為工作平臺(tái)，在永安市第二次農(nóng)村土地調(diào)查的土地利用現(xiàn)狀數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，疊加坡度、地形和土地利用總體規(guī)劃數(shù)據(jù)，提取永安市低丘緩坡林地資源作為評(píng)價(jià)對(duì)象;綜合考慮永安市自然和社會(huì)等因素確定建設(shè)用地的適宜性評(píng)價(jià)因子，對(duì)永安市公路、城鎮(zhèn)以2 km為半徑進(jìn)行空間臨近分析獲取評(píng)價(jià)單元的城鎮(zhèn)距離 (城鎮(zhèn)影響度)和交通距離 (交通通達(dá)度);結(jié)合遙感影像數(shù)據(jù)利用植被指數(shù)估算評(píng)價(jià)區(qū)域的植被覆蓋度，建立永安市低丘緩坡林地資源適宜性評(píng)價(jià)的各評(píng)價(jià)因子的空間屬性信息數(shù)據(jù)庫。采用特爾菲法確定評(píng)價(jià)因子權(quán)重，建立永安市低丘緩坡建設(shè)用地適宜性各評(píng)價(jià)因子分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)及標(biāo)準(zhǔn)化值。根據(jù)加權(quán)求和法，計(jì)算出評(píng)價(jià)單元的總分，按照得分高低進(jìn)行適宜性等級(jí)劃分，得到永安市建設(shè)用地適宜性評(píng)價(jià)等級(jí)圖。

3 構(gòu)建評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

合理的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系是建設(shè)用地適宜性評(píng)價(jià)的核心，是對(duì)評(píng)價(jià)對(duì)象進(jìn)行科學(xué)評(píng)價(jià)的重要前提。本研究采用逐級(jí)構(gòu)建的方法，將指標(biāo)體系劃分為目標(biāo)層、準(zhǔn)則層、指標(biāo)因子層3個(gè)層次。目標(biāo)層是對(duì)評(píng)價(jià)對(duì)象即低丘緩坡林地的建設(shè)用地適宜性等級(jí)的劃分;準(zhǔn)則層是影響建設(shè)用地適宜性評(píng)價(jià)等級(jí)的因素，土地的開發(fā)利用涉及到自然、社會(huì)、經(jīng)濟(jì)等眾多方面;指標(biāo)因子層是影響建設(shè)用地適宜性的評(píng)價(jià)因子，建設(shè)用地適宜性評(píng)價(jià)體系的建立主要是對(duì)其評(píng)價(jià)因子的分析。綜合考慮影響低丘緩坡林地的建設(shè)用地適宜性的各個(gè)因素，結(jié)合對(duì)評(píng)價(jià)因子分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的相關(guān)研究，在參考朱曉蕓［5］對(duì)確定各評(píng)價(jià)因子量化分值方法的基礎(chǔ)上，對(duì)評(píng)價(jià)因子分值做標(biāo)準(zhǔn)化處理，建立評(píng)價(jià)指標(biāo)體系。

3.1 劃分評(píng)價(jià)單元

土地評(píng)價(jià)單元即評(píng)價(jià)對(duì)象是具有專門特征的土地單位并用于制圖的基本單元，由影響土地利用的各土地構(gòu)成要素所組成的一個(gè)空間實(shí)體，土地評(píng)價(jià)單元的劃分是進(jìn)行土地適宜性評(píng)價(jià)的基礎(chǔ)。本研究采用空間疊加的方法來劃分評(píng)價(jià)單元，基于ArcGIS平臺(tái)以永安市2011年土地利用變更調(diào)查數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，提取林地圖斑，然后利用GIS中的Intersect工具將林地圖斑分別與永安市的坡度、高程圖及土地利用總體規(guī)劃建設(shè)用地管制分區(qū)圖進(jìn)行疊加。結(jié)合研究區(qū)域的實(shí)際情況，根據(jù)低丘緩坡的定義，提取海拔400 m以下、坡度小于25°、管制分區(qū)為允許建設(shè)區(qū)和有條件建設(shè)區(qū)的林地圖斑作為評(píng)價(jià)對(duì)象。

3.2 選取評(píng)價(jià)因子

評(píng)價(jià)因子的選擇是土地適宜性評(píng)價(jià)的關(guān)鍵性步驟，參評(píng)因子選擇的科學(xué)和正確與否，直接關(guān)系到評(píng)價(jià)結(jié)果的科學(xué)性、準(zhǔn)確性和評(píng)價(jià)工作量的大小。影響土地適宜性的因素有很多，主要包括地質(zhì)、地形和社會(huì)經(jīng)濟(jì)因素。地質(zhì)、地形因素包括地貌類型、海拔、坡度、坡向、地質(zhì)構(gòu)造、工程地質(zhì)和地基承載力等，社會(huì)經(jīng)濟(jì)因素主要包括生產(chǎn)管理水平、地理區(qū)位、交通條件、排灌條件等［6］。綜合永安市低丘緩坡林地的實(shí)際情況，按照主導(dǎo)性原則、差異性原則、穩(wěn)定性原則、針對(duì)性原則、定性與定量原則和現(xiàn)實(shí)性原則，選取高程、地質(zhì)災(zāi)害、城鎮(zhèn)影響度、交通便捷度、植被覆蓋度、坡向、坡度作為永安市低丘緩坡林地建設(shè)用地適宜性的評(píng)價(jià)因子。

3.3 確定評(píng)價(jià)因子的權(quán)重

由于各參評(píng)因子對(duì)評(píng)價(jià)目標(biāo)的影響作用大小是不一致的，在評(píng)價(jià)單元中，不但要反映各評(píng)價(jià)單元的差異，而且要反映各評(píng)價(jià)因子間的差異，所以要對(duì)參評(píng)因子賦予一定的權(quán)重值，盡可能使評(píng)價(jià)結(jié)果更加準(zhǔn)確，能夠更真實(shí)的反映評(píng)價(jià)區(qū)域的土地適宜性［7］。本研究采用層次分析法和專家打分法相結(jié)合的方法，對(duì)評(píng)價(jià)指標(biāo)進(jìn)行兩兩比較和重要性評(píng)分，構(gòu)建評(píng)價(jià)指標(biāo)的判斷矩陣，并通過一致性檢驗(yàn)，得到評(píng)價(jià)因子的權(quán)重 (表1，表2)。

3.4 建立評(píng)價(jià)因子的指標(biāo)分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)及標(biāo)準(zhǔn)化值

各評(píng)價(jià)因子對(duì)建設(shè)用地適宜性程度的影響方式不同，劃分評(píng)價(jià)因子的分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)能更好的反映出評(píng)價(jià)單元適宜性程度的高低。海拔和坡度決定著建設(shè)用地開發(fā)利用的規(guī)模和分布，建設(shè)用地宜優(yōu)先選擇在坡度低、海拔較低的區(qū)域內(nèi)開發(fā)。地形地勢(shì)平坦，則利于開發(fā)建設(shè)，而地勢(shì)起伏大，建造施工工程量大，開發(fā)成本也相對(duì)較高;植被覆蓋度是反映一個(gè)區(qū)域的森林資源豐富程度及實(shí)現(xiàn)綠化程度的指標(biāo)，從一定程度上能夠反映區(qū)域土地利用方式是否高效、充分，植被覆蓋度低的地區(qū)是土地開發(fā)利用的重點(diǎn)區(qū)域。區(qū)位條件是影響區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要因素之一，路網(wǎng)密度及距離城鎮(zhèn)的遠(yuǎn)近能夠反映開發(fā)區(qū)域的區(qū)位水平，區(qū)域的交通通達(dá)度及城市服務(wù)設(shè)施條件決定著建設(shè)用地適宜性程度的高低。地質(zhì)條件將影響開發(fā)的安全性和可持續(xù)利用，建設(shè)用地開發(fā)建設(shè)應(yīng)布局在地質(zhì)災(zāi)害不易開發(fā)區(qū)．針對(duì)永安市實(shí)際情況，結(jié)合專家意見和相關(guān)的研究成果［8-10］，建立永安市低丘緩坡建設(shè)用地適宜性各評(píng)價(jià)因子分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)及標(biāo)準(zhǔn)化值 (表3)。

表1 建設(shè)用地評(píng)價(jià)因子判斷矩陣Table1 The Judging matrix of evaluation factors for construction lands

表2 評(píng)價(jià)因子權(quán)重表Table2 The weights of evaluation factors

4 等級(jí)劃分

本研究采用加權(quán)求和法計(jì)算評(píng)價(jià)單元綜合得分，即在確定各評(píng)價(jià)因子權(quán)重的基礎(chǔ)上將影響建設(shè)用地適宜性的各評(píng)價(jià)因子的權(quán)重乘以其標(biāo)準(zhǔn)化值，然后進(jìn)行相加．對(duì)永安市低丘緩坡林地資源13 450個(gè)評(píng)價(jià)單元進(jìn)行綜合得分計(jì)算，得出評(píng)價(jià)單元得分主要集中在30～50分、50～70分、70～100分區(qū)間，以此制作出評(píng)價(jià)單元綜合得分頻數(shù)分布直方圖 (圖1)。建設(shè)用地適宜性等級(jí)反映了土地可開發(fā)利用的程度，根據(jù)評(píng)價(jià)單元的綜合得分結(jié)果將低丘緩坡林地資源建設(shè)用地適宜性等級(jí)分為一級(jí) (綜合分值在70～100之間)、二級(jí) (綜合分值在50～70之間)和三級(jí) (綜合分值在30～50之間)3個(gè)等級(jí)．一級(jí)是最適宜土地的開發(fā)建設(shè)，二級(jí)為基本適宜土地的開發(fā)利用，三級(jí)為不適宜土地的開發(fā)利用。

表3 建設(shè)用地適宜性評(píng)價(jià)指標(biāo)體系Table3 The index system of construction lands suitability evaluation

圖1 頻數(shù)分布直方圖Figure1 Histogram of frequency distribution

表4 各鄉(xiāng)鎮(zhèn)建設(shè)用地適宜性評(píng)價(jià)結(jié)果Table4 Suitability evaluation results of construction lands of towns in Yong'an

5 評(píng)價(jià)結(jié)果分析

永安市低丘緩坡林地資源建設(shè)用地適宜性等級(jí)一級(jí)、二級(jí)、三級(jí)的面積為2 422.00 hm2、4 238.67 hm2、239.72 hm2(表4)，分別占永安市低丘緩坡林地可開發(fā)利用總面積的35.1%、61.4%和3.5%。最適宜開發(fā)建設(shè)土地主要分布在中部偏北地區(qū)，包括燕北、燕南、燕西街道辦事處、貢川鎮(zhèn)和曹遠(yuǎn)鎮(zhèn) (圖2)。該地區(qū)自然地理?xiàng)l件優(yōu)越，距離中心城區(qū)和交通主干道較近，屬于經(jīng)濟(jì)比較發(fā)達(dá)的地區(qū)，適宜建設(shè)用地的開發(fā)。但在開發(fā)過程中要因地制宜，應(yīng)注意生態(tài)環(huán)境方面的保護(hù)，不宜過度開發(fā)，以免造成對(duì)生態(tài)環(huán)境的破壞。永安市基本適宜建設(shè)用地開發(fā)的土地面積占的比重最大，各鄉(xiāng)鎮(zhèn)都有分布;不適宜開發(fā)區(qū)域占低丘緩坡林地的比重較小，此類林地所在地區(qū)為地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)區(qū)，區(qū)域周圍大多數(shù)為海拔較高的山地，海拔一般在300～400 m，存在山體滑坡、崩塌、泥石流等地質(zhì)災(zāi)害方面的風(fēng)險(xiǎn)，不利于建設(shè)用地的開發(fā)。根據(jù)《永安市城市總體規(guī)劃修編 (2008—2030)》，永安市城市建設(shè)用地發(fā)展規(guī)劃中心市區(qū)建設(shè)用地 (主要為居住用地)基本沿燕江、巴溪帶狀集中布置，向巴溪東西兩側(cè)山地拓展，城市總體布局朝著一個(gè)中心市區(qū)和5個(gè)外圍工業(yè)區(qū) (尼葛片區(qū)、曹遠(yuǎn)片區(qū)、大湖片區(qū)、吉山片區(qū)、坂尾－麻嶺片區(qū))的組團(tuán)式結(jié)構(gòu)發(fā)展。由此可見，永安市低丘緩坡林地的建設(shè)用地適宜性評(píng)價(jià)結(jié)果基本符合永安市城市總體發(fā)展規(guī)劃，評(píng)價(jià)結(jié)果可靠。

6 結(jié)論與不足

本研究在ArcGIS平臺(tái)上，通過選取合適的評(píng)價(jià)因子，構(gòu)建了永安市低丘緩坡林地資源建設(shè)用地適宜性評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，得到研究區(qū)域建設(shè)用地適宜性等級(jí)，嘗試對(duì)永安市低丘緩坡林地資源進(jìn)行建設(shè)用地適宜性評(píng)價(jià)，評(píng)價(jià)結(jié)果有一定可靠性，對(duì)永安市今后的建設(shè)用地的開發(fā)利用具有重要的指導(dǎo)意義。本研究的主要結(jié)論:對(duì)永安市低丘緩坡林地建設(shè)用地適宜性等級(jí)影響較大的因素主要是地質(zhì)災(zāi)害和區(qū)位條件，決定著土地是否適宜開發(fā)利用為建設(shè)用地，其他評(píng)價(jià)因素對(duì)其適宜性影響較小;適宜性等級(jí)較高的林地基本處于永安市中心城鎮(zhèn)區(qū)和交通網(wǎng)比較發(fā)達(dá)的地區(qū)。本研究的不足之處:1)采用層次分析法確定各評(píng)價(jià)因子的權(quán)重，主觀人為因素會(huì)對(duì)評(píng)價(jià)結(jié)果產(chǎn)生一定的影響。2)受到社會(huì)經(jīng)濟(jì)、自然生態(tài)環(huán)境和人為等多方面因素的影響，評(píng)價(jià)指標(biāo)考慮不夠全面，還要充分考慮開發(fā)區(qū)域的土層厚度、地基承載力、地方財(cái)政收入等，希望在后續(xù)的研究中能夠完善評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，使評(píng)價(jià)結(jié)果更加科學(xué)合理。

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