基于景觀連通性的懷來縣未利用地開發(fā)建設(shè)適宜性評(píng)價(jià)*

賀文龍殷守強(qiáng)門明新，2**張　利

（1. 河北農(nóng)業(yè)大學(xué)國土資源學(xué)院 保定 071000； 2. 河北保定生態(tài)文明研究院 保定 071000）

基于景觀連通性的懷來縣未利用地開發(fā)建設(shè)適宜性評(píng)價(jià)*

賀文龍1殷守強(qiáng)1門明新1，2**張利1

（1. 河北農(nóng)業(yè)大學(xué)國土資源學(xué)院 保定 071000； 2. 河北保定生態(tài)文明研究院 保定 071000）

未利用地開發(fā)為建設(shè)用地是破解建設(shè)用地空間不足的重要途徑，同時(shí)未利用地在維護(hù)景觀生態(tài)環(huán)境方面發(fā)揮著巨大作用，實(shí)現(xiàn)對(duì)未利用地資源的合理開發(fā)，就需要處理好開發(fā)與保護(hù)之間的關(guān)系，降低未利用地開發(fā)建設(shè)過程中對(duì)景觀生態(tài)造成的不利影響。本文以冀西北間山盆地的河北省懷來縣為例，引入最小累積阻力模型，選取工程地質(zhì)條件、地形地貌條件、區(qū)位因素條件、自然生態(tài)條件4個(gè)方面指標(biāo)構(gòu)建阻力面，并通過構(gòu)建潛在雨水生態(tài)廊道和生態(tài)節(jié)點(diǎn)對(duì)未利用地開發(fā)建設(shè)適宜性評(píng)價(jià)結(jié)果進(jìn)行優(yōu)化。結(jié)果表明： 1）基于最小累積阻力模型對(duì)未利用地進(jìn)行建設(shè)適宜性評(píng)價(jià)，突出了已有城鎮(zhèn)建設(shè)用地的作用，評(píng)價(jià)結(jié)果呈現(xiàn)集中分布的特點(diǎn)，有利于今后的規(guī)模開發(fā)利用。2）根據(jù)評(píng)價(jià)結(jié)果將研究區(qū)劃分為適宜擴(kuò)展區(qū)、較適宜擴(kuò)展區(qū)、限制擴(kuò)展區(qū)和禁止擴(kuò)展區(qū)，面積分別為17 064.67 hm2、20 468.30 hm2、9 723.66 hm2和7 993.82 hm2。由此可見，懷來縣未利用地開發(fā)為建設(shè)用地的潛力較大。3）將開發(fā)建設(shè)適宜性評(píng)價(jià)結(jié)果與潛在雨水生態(tài)廊道、生態(tài)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行疊加，打破了適宜性擴(kuò)展區(qū)集中連片的擴(kuò)展格局，有效地保障了區(qū)域景觀生態(tài)的連通性。本研究豐富了山地丘陵區(qū)未利用地建設(shè)適宜性評(píng)價(jià)的內(nèi)涵，可為科學(xué)合理利用未利用地資源提供技術(shù)支撐。

未利用地 建設(shè)用地 最小累積阻力模型 景觀連通性 適宜性評(píng)價(jià) 懷來縣

近些年來，隨著工業(yè)化、城鎮(zhèn)化和農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化不斷加快推進(jìn)，建設(shè)用地剛性需求不斷上升，土地資源的剛性約束進(jìn)一步明顯，導(dǎo)致資源與環(huán)境的矛盾日趨嚴(yán)峻，不合理的土地利用現(xiàn)象頻繁出現(xiàn)。隨著京津冀協(xié)同發(fā)展的進(jìn)程加快，河北省懷來縣作為緊鄰北京的縣區(qū)之一，一直以來積極主動(dòng)服務(wù)北京，在京懷兩地對(duì)接合作，疏解北京城市功能等方面發(fā)揮著巨大的作用，故對(duì)土地的需求，尤其是建設(shè)用地的需求持續(xù)上升。如何充分利用區(qū)域資源稟賦優(yōu)勢，處理好經(jīng)濟(jì)發(fā)展與資源環(huán)境之間的矛盾，將是懷來縣今后亟待解決的問題。

土地及其適宜性評(píng)價(jià)研究一直是學(xué)術(shù)界研究的重點(diǎn)課題［1］，目前基于建設(shè)用地適宜性評(píng)價(jià)的對(duì)象呈現(xiàn)多樣化的態(tài)勢，如從開始的僅對(duì)城鄉(xiāng)用地拓展到了低丘緩坡以及未利用地的研究。如黃麗明等［2］對(duì)廣州市花都區(qū)城鎮(zhèn)建設(shè)用地進(jìn)行了適宜性評(píng)價(jià)研究，姚玉鐲［3］對(duì)低丘緩坡土地資源進(jìn)行了適宜性評(píng)價(jià)研究，白楊等［4］對(duì)山東省低丘緩坡荒灘等未利用地開發(fā)建設(shè)適宜性評(píng)價(jià)進(jìn)行了研究。評(píng)價(jià)指標(biāo)的選取上，主要涉及工程地質(zhì)、社會(huì)經(jīng)濟(jì)以及生態(tài)環(huán)境等要素［5-7］； 而評(píng)價(jià)方法的選擇上主要有： 直接疊加法［8］、加權(quán)指數(shù)和法［9］、模糊綜合評(píng)價(jià)法［10］、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法等［11］。而這些方法基本都延續(xù)了 Ian Lennox McHarg的“千層餅”分析方式，即將各評(píng)價(jià)因子進(jìn)行疊加，強(qiáng)調(diào)土地評(píng)價(jià)單元的垂直過程，而忽略了其水平過程［12］。最小累積阻力模型最初被用于物種擴(kuò)散過程的研究，近些年來該模型已應(yīng)用到了確定生態(tài)安全格局［13-15］及格局優(yōu)化［16］、模擬城市土地的演變過程［17］。盡管最小累積阻力模型有其自身優(yōu)越性，但是將其應(yīng)用于適宜性評(píng)價(jià)時(shí)，評(píng)價(jià)的分區(qū)呈現(xiàn)出依次包圍擴(kuò)展源，分布形式較為固定，會(huì)出現(xiàn)“攤大餅”的分區(qū)格局，這與當(dāng)前所倡導(dǎo)的城市發(fā)展格局不相符。

本文在總結(jié)前人研究優(yōu)缺點(diǎn)的基礎(chǔ)上，以河北省懷來縣為例，利用最小累積阻力模型，將已有城鎮(zhèn)建設(shè)用地作為“源”地，選擇工程地質(zhì)條件［18］、地形地貌條件、區(qū)位因素條件［19］、自然生態(tài)條件［20］4個(gè)方面的因素作為“阻力面”，從而確定建設(shè)用地適宜性分區(qū)?？紤]到研究區(qū)地形復(fù)雜多樣，生物種類較豐富，所以注重了對(duì)其生物多樣性的保護(hù)，而基于最小累積阻力模型確定的適宜性評(píng)價(jià)區(qū)域通常呈現(xiàn)集中連片分布的趨勢，導(dǎo)致景觀之間原有的連通性遭到破壞，對(duì)區(qū)域生物覓食、遷徙、甚至繁衍有重要的影響。所以本文最后利用ArcGIS 9.3的水文分析擴(kuò)展模塊，提取河流水平徑流方向以及河網(wǎng)匯流區(qū)，并利用 Strahler分級(jí)方法對(duì)河網(wǎng)進(jìn)行分級(jí)，依據(jù)不同級(jí)別設(shè)定一定寬度的緩沖區(qū)，從而確定出區(qū)域的潛在雨水生態(tài)廊道，并將生態(tài)廊道的交匯點(diǎn)設(shè)定為生態(tài)節(jié)點(diǎn)，將潛在雨水生態(tài)廊道和生態(tài)節(jié)點(diǎn)確定為禁止擴(kuò)展區(qū)，有效解決最小累積阻力模型所劃定的適宜性分區(qū)帶來的弊端，優(yōu)化適宜性評(píng)價(jià)結(jié)果，保證開發(fā)時(shí)既充分利用了懷來縣的未利用地資源，同時(shí)也維護(hù)了區(qū)域的生態(tài)環(huán)境。

1 研究區(qū)域概況與數(shù)據(jù)來源

1.1 研究區(qū)域概況

懷來縣地處冀西北間山盆地東部，境內(nèi)南北群山起伏，中間有官廳水庫，形成兩山夾一川的地形，平均海拔792 m，屬懷延盆地。地理坐標(biāo)為115°16′～115°58′E，40°04′～40°35′N，東與北京市延慶縣、昌平縣、門頭溝區(qū)接壤，西與河北省張家口市下花園區(qū)、涿鹿縣交界。近些年懷來縣依托毗鄰北京的優(yōu)勢條件，攜資源豐富之優(yōu)勢，全縣各領(lǐng)域得到了迅速發(fā)展。區(qū)內(nèi)土地資源豐富，未利用地資源面積為55 250.45 hm2，占全縣土地總面積的31.43％； 其中，其他草地的面積為45 519.81 hm2，內(nèi)陸灘涂面積為7 613.1 hm2，裸地面積為2 099.15 hm2，沙地面積為18.38 hm2。根據(jù)野外實(shí)地調(diào)查，部分未利用地具備開發(fā)為建設(shè)用地的條件，從而可以彌補(bǔ)懷來縣經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展對(duì)建設(shè)用地的需求。

1.2 數(shù)據(jù)來源

本研究采用的主要數(shù)據(jù)包括從地理空間數(shù)據(jù)云獲取的空間分辨率為30 m的TM影像（成像時(shí)間為2014年8月）、DEM數(shù)據(jù)、各區(qū)域年降水量數(shù)據(jù)、地質(zhì)災(zāi)害數(shù)據(jù)和通過野外調(diào)查獲取的地基數(shù)據(jù)，其他數(shù)據(jù)來源于2014年度《懷來縣國民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展統(tǒng)計(jì)年鑒》。在數(shù)據(jù)處理過程中，坐標(biāo)系統(tǒng)統(tǒng)一轉(zhuǎn)化為 GCS_Xian_1980坐標(biāo)系，投影設(shè)置為 Gauss_ Kruger，空間分辨率為30 m×30 m。

2 研究方法

2.1 阻力面的構(gòu)建

本文在構(gòu)建阻力面時(shí)采用“綜合加權(quán)指數(shù)和法”，指標(biāo)的選擇參考中華人民共和國住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部頒布的《城鄉(xiāng)用地評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)》以及相關(guān)文獻(xiàn)，從 4個(gè)方面選取指標(biāo)構(gòu)建阻力面，分別為： 工程地質(zhì)條件、地形地貌條件、區(qū)位因素條件和自然生態(tài)條件。各指標(biāo)權(quán)重通過層次分析法確定（表1）。

表1　懷來縣未利用地開發(fā)建設(shè)適宜性評(píng)價(jià)因子阻力值以及權(quán)重Table 1 The minimum cumulative resistances and weights of development and construction suitability evaluation factors for unused land in Huailai County

2.1.1 工程地質(zhì)條件

工程地質(zhì)條件主要包括地基承載力、地質(zhì)災(zāi)害、與斷裂帶的距離3個(gè)方面。工程地質(zhì)條件對(duì)未利用地是否可以作為建設(shè)用地有直接影響。地基承載力直接影響地表建筑物的穩(wěn)定性、施工難易程度及造價(jià)的高低； 懷來縣地處山地丘陵區(qū)，地質(zhì)災(zāi)害是影響建設(shè)的重要因素，其主要地質(zhì)災(zāi)害為滑坡、泥石流； 斷裂帶附近地質(zhì)活動(dòng)較頻繁，會(huì)引發(fā)地震等災(zāi)害，影響建設(shè)用地的選址。具體工程地質(zhì)條件的劃分見表1。

2.1.2 地形地貌條件

地形地貌主要包括坡度、坡向以及地形起伏度，由于研究區(qū)地形復(fù)雜多樣，使得地面和地下的環(huán)境條件有很大差異，區(qū)域位置的不同，其光照、熱量、水分和空氣的流動(dòng)等都會(huì)有明顯差別，形成地區(qū)性的小氣候，進(jìn)而影響建設(shè)用地的開發(fā)利用。坡度的大小直接影響用地的布局、道路的選線和建筑的布置； 坡向指坡地的朝向，一般分為東、西、南、北4個(gè)坡向，或者為東、西、南、北、東北、東南、西北和西南8個(gè)坡向，在山地丘陵區(qū)建設(shè)用地開發(fā)過程中，應(yīng)根據(jù)建設(shè)的實(shí)際要求，選擇合理的朝向； 地形起伏度反映了地表高低起伏的狀況，反映地面相對(duì)高差。具體地形地貌條件的劃分見表1。

2.1.3 區(qū)位因素條件

區(qū)位因素主要包括人口密度、交通通達(dá)度、與河流距離3個(gè)方面。其中，區(qū)域人口密度越高，對(duì)建設(shè)用地的需求量則越大，為建設(shè)用地開發(fā)提供了可能； 交通狀況的好壞對(duì)出行有較大影響，是建設(shè)用地選址考慮的重要因素； 河流是影響人類生存的一個(gè)重要影響因素，實(shí)踐表明，建設(shè)用地建在水源附近，人們的生產(chǎn)生活會(huì)對(duì)河流產(chǎn)生很大的影響，甚至?xí)?dǎo)致河流的污染，而懷來縣主要的水域是官廳水庫，官廳水庫是當(dāng)?shù)匾约氨本┥钣盟闹匾獊碓?，所以?yīng)對(duì)區(qū)域河流進(jìn)行合理保護(hù)，根據(jù)距離河流的遠(yuǎn)近，從而對(duì)阻力值進(jìn)行設(shè)置。具體區(qū)位因素條件的劃分見表1。

2.1.4 自然生態(tài)條件

自然生態(tài)條件主要包括植被覆蓋度和水土流失強(qiáng)度，植被覆蓋度反映了研究區(qū)域的物種豐富程度，區(qū)域植被覆蓋度越高則對(duì)區(qū)域的生態(tài)環(huán)境越有利，越適宜生存，借助ENVI 4.7軟件和公式（1），進(jìn)行波段計(jì)算，從而求得 NDVI值，之后利用公式（2），求得評(píng)價(jià)區(qū)域的植被覆蓋度［21-22］：

式中： F為植被覆蓋度； NDVImax、NDVImin分別代表最大、最小的歸一化植被指數(shù)值。水土流失強(qiáng)度是通過降水、坡度以及地表物質(zhì)構(gòu)成并參考 USLE方法綜合確定的，水土流失會(huì)對(duì)建筑物造成一定的沖刷，沖毀土地，同時(shí)會(huì)給區(qū)域生態(tài)環(huán)境造成一定影響。具體自然生態(tài)條件的劃分見表1。

2.2 最小累積阻力模型概述

最小累積阻力模型在分析景觀安全格局時(shí)，能較好地反映景觀中生物物種、營養(yǎng)等物質(zhì)和能量從源地到目的地潛在的運(yùn)動(dòng)可能性和趨向性。因?yàn)槊總€(gè)單元上的阻力值反映水平生態(tài)過程的阻力大小，產(chǎn)生類似于具有不同地形的地表效果，物質(zhì)和能量正是需要克服這些阻力實(shí)現(xiàn)空間流動(dòng)［23］。故本文將其引入未利用地開發(fā)建設(shè)適宜性評(píng)價(jià)上，將建設(shè)用地作為擴(kuò)展“源”，土地的空間異質(zhì)性導(dǎo)致建設(shè)用地對(duì)外擴(kuò)展中，克服一定的阻力而所消耗的費(fèi)用，主要包括工程地質(zhì)、地形地貌、區(qū)位因素、自然生態(tài)4個(gè)方面的費(fèi)用。計(jì)算公式如下：

式中：MCR為建設(shè)用地克服的最小累積阻力值，f為最小累積阻力與生態(tài)過程的正相關(guān)關(guān)系，Dij為從源j到景觀單元i的空間距離，Ri為景觀單元i對(duì)運(yùn)動(dòng)過程的阻力系數(shù)。

2.3 潛在雨水生態(tài)廊道下的建設(shè)適宜性評(píng)價(jià)區(qū)域的優(yōu)化

2.3.1 基于水文分析擴(kuò)展模塊的潛在雨水生態(tài)廊道和生態(tài)節(jié)點(diǎn)的確定

為有效解決建設(shè)適宜性評(píng)價(jià)結(jié)果“攤大餅”的格局，本文提出通過潛在雨水生態(tài)廊道和生態(tài)節(jié)點(diǎn)對(duì)評(píng)價(jià)結(jié)果進(jìn)行有益修正，從而保證了景觀之間的連通性。潛在雨水生態(tài)廊道和生態(tài)節(jié)點(diǎn)在防止水土流失、滿足動(dòng)物遷徙以及保證景觀連通度方面發(fā)揮著重要的作用，對(duì)于潛在雨水生態(tài)廊道和生態(tài)節(jié)點(diǎn)的確定，本文主要以 DEM 數(shù)據(jù)作為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，利用ArcGIS提供的水文分析模塊，建立地表水的水平運(yùn)動(dòng)模型，得到研究區(qū)的無洼地 DEM數(shù)據(jù)、流向數(shù)據(jù)、匯流累積量數(shù)據(jù)和水流長度數(shù)據(jù)，最終確定出區(qū)域的河網(wǎng)數(shù)據(jù)，并采用 Strahler方法對(duì)河網(wǎng)進(jìn)行分級(jí)，將分級(jí)結(jié)果進(jìn)行篩選，對(duì)于生態(tài)廊道的寬度參考相關(guān)研究［24］，最終確定為一級(jí)廊道寬度為50 m，二級(jí)生態(tài)廊道寬度為 30 m，三級(jí)生態(tài)廊道寬度為10 m。

1）一級(jí)潛在雨水生態(tài)廊道： 基于確定的河網(wǎng)分級(jí)結(jié)果，將一級(jí)河網(wǎng)確定為一級(jí)潛在雨水生態(tài)廊道，主生態(tài)廊道的寬度為50 m，并在兩側(cè)設(shè)定150 m的緩沖區(qū)，一級(jí)潛在生態(tài)廊道主要分布在官廳水庫的周圍，官廳水庫作為懷來縣生產(chǎn)和生活用水的重要來源，所以應(yīng)對(duì)水庫周圍進(jìn)行特殊保護(hù)，建立一定寬度的生態(tài)廊道，從而維護(hù)水庫周圍的生態(tài)穩(wěn)定性。

2）二級(jí)潛在雨水生態(tài)廊道： 將二、三級(jí)河網(wǎng)進(jìn)行合并，作為二級(jí)潛在雨水生態(tài)廊道，設(shè)定主生態(tài)廊道的寬度為 30 m，并在兩側(cè)設(shè)定 100 m的緩沖區(qū)，二級(jí)生態(tài)廊道主要是保障動(dòng)物遷徙的通道，保障水生生物的物種多樣性，防止山洪淤積以及防止水土流失。

3）三級(jí)潛在雨水生態(tài)廊道： 將四、五級(jí)河網(wǎng)進(jìn)行合并，作為三級(jí)潛在雨水生態(tài)廊道，設(shè)定主生態(tài)廊道的寬度為10 m，并在兩側(cè)設(shè)定50 m的緩沖區(qū)，三級(jí)生態(tài)廊道的主要作用是滿足更小的動(dòng)物遷徙以及將各個(gè)區(qū)域的雨水匯集到二級(jí)生態(tài)廊道。

根據(jù)已確定的生態(tài)廊道，將生態(tài)廊道的交匯點(diǎn)，確定為生態(tài)節(jié)點(diǎn)，與生態(tài)廊道相比，生態(tài)節(jié)點(diǎn)受到破壞后，其導(dǎo)致的后果會(huì)更加嚴(yán)重，因?yàn)樯鷳B(tài)節(jié)點(diǎn)遭到破壞后，生態(tài)廊道之間的連通性會(huì)受到影響，使其不能發(fā)揮其應(yīng)有的效用。潛在雨水生態(tài)廊道和生態(tài)節(jié)點(diǎn)見圖2a。

2.3.2 建設(shè)適宜性評(píng)價(jià)結(jié)果優(yōu)化

將確定的未利用地開發(fā)建設(shè)適宜性評(píng)價(jià)結(jié)果與潛在雨水生態(tài)廊道、生態(tài)節(jié)點(diǎn)的結(jié)果進(jìn)行疊加，同時(shí)，為突出評(píng)價(jià)結(jié)果對(duì)于生態(tài)環(huán)境的保護(hù)，將確定的潛在雨水生態(tài)廊道和生態(tài)節(jié)點(diǎn)定義為禁止擴(kuò)展區(qū)，最終實(shí)現(xiàn)了對(duì)建設(shè)適宜性評(píng)價(jià)結(jié)果的優(yōu)化，有效解決了未利用地開發(fā)與保護(hù)之間的關(guān)系。

3 結(jié)果與分析

3.1 適宜性分區(qū)分析

通過4類阻力因子構(gòu)建好的綜合阻力面（圖1a），利用ArcGIS的Cost Distance模塊，計(jì)算出研究區(qū)的最小累積阻力面。把最小累積阻力面根據(jù)自然斷點(diǎn)法（Natural Breaks）重新分成4個(gè)等級(jí)，分別為適宜擴(kuò)展區(qū)、較適宜擴(kuò)展區(qū)、限制擴(kuò)展區(qū)和禁止擴(kuò)展區(qū)［3］。懷來縣未利用地的建設(shè)適宜性分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)見表2，分區(qū)結(jié)果見圖 1b，各個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)適宜性統(tǒng)計(jì)結(jié)果見表3。

圖1　懷來縣未利用地開發(fā)建設(shè)綜合阻力面(a)和開發(fā)建設(shè)適宜性分區(qū)(b)Fig. 1 Comprehensive resistance surface of unused land development and construction（a），and development and construction suitability regionalization（b） in Huailai County

表2　懷來縣未利用地開發(fā)建設(shè)適宜性評(píng)價(jià)分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)Table 2 Grading standard for development and construction suitability evaluation results for unused land in Huailai County

1）適宜擴(kuò)展區(qū)： 適宜擴(kuò)展區(qū)的 MCR值范圍為0～18 243.56，面積為 17 064.67hm2，占懷來縣未利用地總面積 30.89％，主要分布在官廳鎮(zhèn)、桑園鎮(zhèn)、東八里鄉(xiāng)以及小南辛堡鎮(zhèn)。適宜性擴(kuò)展區(qū)分布在源地周圍，但并非按照等距離分布在源地周圍，主要分布在縣城周圍以及官廳水庫的外圍區(qū)域，其主要原因是縣城周圍的地形狀況差異較小，且區(qū)位條件較好，可以依靠區(qū)域的社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、人口以及基礎(chǔ)設(shè)施條件； 而官廳水庫外圍區(qū)域，因其地處河川平原，地勢較平坦，其自然條件因素十分適合作為建設(shè)用地，且其四周被各個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)所包圍，具備一定的社會(huì)經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)條件。故此區(qū)域適合開發(fā)為建設(shè)用地，從而充分發(fā)揮土地的經(jīng)濟(jì)效益。

2）較適宜擴(kuò)展區(qū)： 較適宜擴(kuò)展區(qū)的MCR值范圍為18 243.56～36 487.13，面積為20 468.30 hm2，占懷來縣未利用地總面積的 37.05％，主要分布在官廳鎮(zhèn)、瑞云觀鎮(zhèn)、孫莊子鄉(xiāng)以及雞鳴驛鄉(xiāng)。較適宜擴(kuò)展區(qū)分布在適宜擴(kuò)展區(qū)的外側(cè)區(qū)域，在縣域南部的分布面積多于縣域北部區(qū)域，其縣域南部區(qū)域地形起伏度較小，地處河川平原的邊緣地帶，具備建設(shè)的基礎(chǔ)條件，北部區(qū)域地形起伏雖較南部較大，但其周圍分布著一定數(shù)量的已有建設(shè)用地，所以具備一定的社會(huì)經(jīng)濟(jì)條件。但對(duì)其進(jìn)行開發(fā)時(shí)，要比適宜性擴(kuò)展區(qū)開發(fā)更加嚴(yán)格。

表3　懷來縣未利用地開發(fā)建設(shè)適宜性等別空間分布狀況Table 3 Spatial distribution of each unused land development and construction suitability level in Huailai County

3.2 潛在雨水生態(tài)廊道下的建設(shè)適宜性區(qū)域格局的優(yōu)化

從圖1b可知，基于最小累積阻力模型確定的建設(shè)適宜性分區(qū)，呈現(xiàn)集中連片分布的特點(diǎn)。而潛在雨水生態(tài)廊道的確定，恰好打破了原有建設(shè)適宜性分區(qū)集中連片的分布狀態(tài)，增加了景觀之間的連通性，保護(hù)了區(qū)域物種的多樣性； 同時(shí)，生態(tài)節(jié)點(diǎn)作為生態(tài)廊道連通的重要關(guān)節(jié)點(diǎn)，是區(qū)域生物覓食、遷徙的生境斑塊，本文將一級(jí)、二級(jí)、三級(jí)潛在雨水生態(tài)廊道以及生態(tài)節(jié)點(diǎn)區(qū)域定義為禁止擴(kuò)展區(qū)，并與建設(shè)適宜性評(píng)價(jià)結(jié)果圖疊加。優(yōu)化結(jié)果見圖2。

4 結(jié)論與討論

隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的快速發(fā)展，對(duì)于土地的需求量持續(xù)增加，而未利用地資源作為重要的后備資源，在緩解土地供需矛盾方面發(fā)揮著巨大的作用； 另一方面，未利用地資源在維護(hù)區(qū)域生態(tài)平衡方面發(fā)揮著重要的作用，是生態(tài)系統(tǒng)保持穩(wěn)定不可或缺的要素。所以對(duì)于未利用地的科學(xué)合理開發(fā)的關(guān)鍵是處理好開發(fā)與保護(hù)之間的關(guān)系。本文根據(jù)懷來縣的區(qū)域分布特點(diǎn)，選取工程地質(zhì)條件、地形地貌條件、區(qū)位因素條件、自然生態(tài)條件對(duì)未利用資源開發(fā)建設(shè)適宜性進(jìn)行評(píng)價(jià)； 同時(shí)，依據(jù)DEM數(shù)據(jù)提取區(qū)域潛在雨水生態(tài)廊道與生態(tài)節(jié)點(diǎn)，最后將建設(shè)適宜性評(píng)價(jià)結(jié)果與潛在雨水生態(tài)廊道和生態(tài)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行有效結(jié)合，從而對(duì)適宜性評(píng)價(jià)結(jié)果進(jìn)行優(yōu)化。研究結(jié)果表明：

圖2　懷來縣生態(tài)廊道與生態(tài)節(jié)點(diǎn)分布(a)和未利用地建設(shè)適宜性優(yōu)化分區(qū)(b)圖Fig. 2 Distribution of ecological corridors and ecological nodes（a） and the optimized regionalization of development and construction suitability for unused land（b） in Huailai County

利用最小累積阻力模型確定的評(píng)價(jià)結(jié)果呈現(xiàn)集中分布的特點(diǎn)，有利于今后區(qū)域的未利用地資源規(guī)模開發(fā)利用。從數(shù)量分布上看，懷來縣未利用土地適宜擴(kuò)展區(qū)、較適宜擴(kuò)展區(qū)、限制擴(kuò)展區(qū)以及禁止擴(kuò)展區(qū)面積分別為17 064.67 hm2、20 468.30 hm2、9 723.66 hm2和7 993.82 hm2，由此可見懷來縣未利用地開發(fā)為建設(shè)用地的潛力較大。從空間上看，適宜性擴(kuò)展區(qū)以及較適宜擴(kuò)展區(qū)主要分布于縣城的周邊以及官廳水庫的外圍區(qū)域，此區(qū)域工程地質(zhì)條件較平穩(wěn)，開發(fā)成本較低，坡度以及高差相對(duì)較小，當(dāng)前的生態(tài)狀況平穩(wěn)，同時(shí)，與道路、城市距離較近，為今后未利用地資源的開發(fā)提供了可能； 限制擴(kuò)展區(qū)主要分布于較適宜擴(kuò)展區(qū)的外圍區(qū)域，此區(qū)域的工程地質(zhì)環(huán)境相對(duì)較差，坡度以及地形起伏較大，生態(tài)環(huán)境較脆弱，受人為干擾的影響較小，基礎(chǔ)設(shè)施狀況不完備； 禁止擴(kuò)展區(qū)主要分布于北部和南部山地區(qū)域，且南部多于北部，此區(qū)域工程地質(zhì)條件差，坡度以及地形起伏大，生態(tài)環(huán)境脆弱，生態(tài)環(huán)境遭到破壞后難以恢復(fù)，所以不宜開發(fā)為建設(shè)用地。

為科學(xué)合理地協(xié)調(diào)未利用地資源開發(fā)與保護(hù)之間的關(guān)系，通過提取區(qū)域潛在雨水生態(tài)廊道和生態(tài)節(jié)點(diǎn)，將未利用地開發(fā)建設(shè)適宜性評(píng)價(jià)結(jié)果與潛在雨水生態(tài)廊道、生態(tài)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行結(jié)合，避免未利用地資源開發(fā)建設(shè)帶來的水土流失，滿足動(dòng)物遷徙以及保證景觀連通度，故將提取的潛在雨水生態(tài)和生態(tài)節(jié)點(diǎn)歸為禁止擴(kuò)展區(qū)。一方面為區(qū)域提供了一定面積的土地資源，彌補(bǔ)了區(qū)域今后建設(shè)對(duì)于土地的需求，另一方面，有效緩解未利用地開發(fā)建設(shè)對(duì)生態(tài)環(huán)境所造成的后果。

本文以懷來縣未利用地資源作為切入點(diǎn)，通過構(gòu)造生態(tài)廊道和生態(tài)節(jié)點(diǎn)來對(duì)未利用地開發(fā)建設(shè)適宜性評(píng)價(jià)結(jié)果進(jìn)行優(yōu)化，以期對(duì)今后山地丘陵區(qū)未利用地資源的合理開發(fā)提供參考。而以往的相關(guān)研究，對(duì)于生態(tài)的考慮雖然也有涉及，但是僅在評(píng)價(jià)指標(biāo)有一定的體現(xiàn)，對(duì)于生態(tài)的考慮程度不夠，所以本文所選用的優(yōu)化方法更加突出了對(duì)于生態(tài)的考量，同時(shí)，在計(jì)算綜合阻力面時(shí)，為保證最小累積阻力模型的實(shí)現(xiàn)，本文將非未利用地資源的阻力值設(shè)定為 0，本研究在對(duì)未利用地開發(fā)建設(shè)適宜性評(píng)價(jià)結(jié)果優(yōu)化方面只是進(jìn)行了定性的探討，僅將評(píng)價(jià)結(jié)果與生態(tài)廊道、生態(tài)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行了疊加，并未進(jìn)一步定量說明優(yōu)化前后對(duì)生態(tài)狀況的改善程度，這是今后應(yīng)該研究的重點(diǎn)，從而為科學(xué)合理地利用未利用地資源提供理論支持和技術(shù)指導(dǎo)。

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Suitability evaluation of unused land as construction land in Huailai based on landscape connectivity theory*

HE Wenlong1，YIN Shouqiang1，MEN Mingxin1，2**，ZHANG Li1
（1. College of Land and Resources，Hebei Agricultural University，Baoding 071000，China；2. Baoding Academy of Ecological Civilization in Hebei，Baoding 071000，China）

It is important to exploit unused land as construction lands under the shortage of construction land space. At the same time，unused land is critical for protecting the ecological environment landscape and easing land supply. To realize rational exploitation of unused land resources，the relationship between exploitation and protection must be properly handled and reduce adverse impacts on landscape ecology during the exploitation and construction of unused lands. Taking Huailai County，a basin in the northwest of Hebei Province as a case study，this research introduced the minimum cumulative resistance（MCR） model，selected 4 groups of indexes（engineering geology，topography，location factors and natural ecosystem） to build resistance surface to evaluate the suitability of unused lands for exploitation and construction. The evaluation result was optimized by established potential rainwater ecological corridors and ecological nodes. The results showed that： 1） the evaluation of suitability for construction of unused lands based on the MCR model emphasized functions of the existing town construction land. The evaluation results showed centralized distribution characters which was beneficial for later exploitation and utilization. 2） According to the evaluation results，the research area was divided into suitable expansion zone，hypo-suitable expansion zone，restrictive expansion zone and prohibitive expansion zone. The respective areas of the zones were 17 064.67 hm2，20 468.30 hm2，9 723.66 hm2and 7 993.82 hm2，showing that unused lands in Huailai County had the larger potential for development into construction land. The suitable expansion zone and hypo-suitable expansion zone were distributed mainly in the surroundings of county town and the peripheral of Guanting Reservoir. The regions above had more stable ecological conditions，lower development costs and more convenient traffic conditions，therefore had high potential for future exploitation. The restrictive expansion zone was mainly distributed in the peripheral of the hypo-suitable expansion zone and its engineering geological environment was relatively poor with slopes and the undulating terrain. The ecological environment was also more fragile and rarely influenced by human interference. The prohibitive expansion zone was mainly distributed in the northern and southern mountain regions with poor engineering geological conditions. Its ecological environment was so fragile that it was difficult to recover after destruction，thus the region was not suitable for development into construction lands. 3） In the study，the rainwater ecological corridors and ecological nodes were set as prohibitive expansion zone，and combined with the evaluation results to optimize the regionalization of unused land exploitation suitability. This was beneficial for alleviation of environment stress due to exploitation of unused land. This study further enriched the connotation of suitability evaluation of unused land construction in hilly and mountainous areas，and provided technical support for scientific and reasonable use of regional unused land resources.

Unused land； Construction land； Minimum cumulative resistance model； Landscape connectivity； Suitability evaluation； Huailai County

Nov. 27，2015； accepted Mar. 22，2016

F301.24

A

1671-3990（2016）07-0969-09

10.13930/j.cnki.cjea.151260

* 國土資源部公益性行業(yè)科研專項(xiàng)（201311060）和“河北省典型地區(qū)未利用地調(diào)查與多宜性評(píng)價(jià)及利用對(duì)策”（2014995161）資助

** 通訊作者： 門明新，主要研究方向?yàn)橥恋刭Y源規(guī)劃與利用保護(hù)。E-mail： menmingx@163.com

賀文龍，主要從事土地信息與技術(shù)的研究。E-mail： 252354092@qq.com

2015-11-27 接受日期： 2016-03-22

* This study was supported by the Special Fund for Land-scientific Research in the Public Interest（201311060） and “Investigation Evaluation and Utilization Strategy of Unused Land in the Typical Areas in Hebei Province”（2014995161）.

** Corresponding author，E-mail： menmingx@163.com