GIS支持^下旅游小鎮(zhèn)生態(tài)敏感性評價

李霞 林麗麗 吳元晶 潘全志 吳小剛

摘要：文章選取高程、坡度、坡向、水系、土地利用、道路交通、景源和植被歸一化指數(shù)（NDVI）作為評價指標構建湖坑鎮(zhèn)生態(tài)敏感性評價體系，利用層次分析法（AHP）確定各權重，通過加權疊加方法得出湖坑鎮(zhèn)生態(tài)敏感性綜合評價圖，結果表明，湖坑鎮(zhèn)生態(tài)敏感性總體水平較高，研究區(qū)高敏感區(qū)、中敏感區(qū)、低敏感區(qū)和非敏感區(qū)的面積分別為2331.47hm2，4671.55hm2，2240.64hm2，406.21hm2，分別占總面積的24.16%，48.41%，23.22%，4.21%。

關鍵詞：鄉(xiāng)村振興，旅游小鎮(zhèn)，GIS，生態(tài)敏感性

DOI：10.12169/zgcsly.2019.05.16.0001

中共十九大首次提出了鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略，報告中強調(diào)了農(nóng)村生態(tài)文明建設在鄉(xiāng)村振興中的重要地位。2018年中央一號文件，中共中央、國務院《鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略規(guī)劃（2018-2022年）》明確指出，要健全完善鄉(xiāng)村生態(tài)文明建設、構建鄉(xiāng)村治理新體系，實施鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略[1]。近年來，各地旅游小鎮(zhèn)的建設熱潮成為了響應鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略的重要創(chuàng)新，積極促進鄉(xiāng)村經(jīng)濟發(fā)展的同時，也為鄉(xiāng)村的生態(tài)環(huán)境帶來了挑戰(zhàn)。進行生態(tài)敏感性分析，促進生態(tài)環(huán)境建設和保護，為鄉(xiāng)村建設的宏觀規(guī)劃和管理提供科學依據(jù)，對區(qū)域的可持續(xù)發(fā)展有著重要的意義。

生態(tài)敏感性是指生態(tài)系統(tǒng)對人類活動干擾和自然環(huán)境變化下反映程度，體現(xiàn)了區(qū)域發(fā)生生態(tài)環(huán)境問題的難易程度和概率[2]。生態(tài)敏感性高低的衡量標準一般是生態(tài)因子的適應能力或恢復能力，其評價能夠反映區(qū)域的自然環(huán)境良好程度、土地利用情況、人口負荷情況及未來合理規(guī)劃方向，它是區(qū)域生態(tài)環(huán)境規(guī)劃和管理的基礎[3]。當前，生態(tài)敏感性已經(jīng)在各領域展開廣：泛的研究，應用領域包括城鄉(xiāng)規(guī)劃[4]、土地利用[5]、生態(tài)評估[6]、功能區(qū)劃[7]、風景園林規(guī)劃[8]等多方面。研究尺度也從較大空間幅度向較小空間幅度發(fā)展，多集中在流域[9]、國家[2]、省市及地區(qū)[10-12]等大尺度上，縣鎮(zhèn)級以下尺度的研究較少[13-14]，對于旅游小鎮(zhèn)的敏感性評價研究更少。隨著土樓申遺的成功，湖坑鎮(zhèn)的旅游人數(shù)驟增，旅游項目開發(fā)不斷，對當?shù)氐纳鷳B(tài)環(huán)境造成了一定壓力。本研究利用湖坑鎮(zhèn)遙感影像及地理信息，在GIS技術支持下，從自然因素與人為干擾因素兩方面，實地調(diào)研湖坑鎮(zhèn)的自然生態(tài)環(huán)境概況，分析影響區(qū)域生態(tài)敏感因子，構建評價體系，對研究區(qū)生態(tài)敏感性進行評價分析，以期旅游小鎮(zhèn)的規(guī)劃建設能充分協(xié)調(diào)人與生態(tài)環(huán)境的關系，從而為旅游小鎮(zhèn)的科學開發(fā)與可持續(xù)發(fā)展提供參考依據(jù)。

1研究區(qū)概況

湖坑鎮(zhèn)位于福建省龍巖市永定區(qū)東南方位，地處永定區(qū)、南靖縣、平和縣3區(qū)交界處。鎮(zhèn)域東西最大距離17.41km，南北最大距離10.62km，共16個村，人口約2.5萬人，總面積約9650hm2，地理坐標為東經(jīng)116°55'-117*14'，北緯24°32'-24°42'。湖坑鎮(zhèn)屬亞熱帶海洋性季風氣候，降水充足，氣候舒適，區(qū)域為典型的中低丘陵地貌，河谷盆地沿金豐溪及支流分布。截至2013年，湖坑鎮(zhèn)有土樓1556座，其中有一群兩樓9座本體樓（洪坑土樓群、振福樓、衍香樓）被列人世界文化遺產(chǎn)名錄，并有著長達10余公里的南溪土樓長城，是永定主要旅游景區(qū)。

2研究方法

2.1基礎數(shù)據(jù)來源與處理

本研究數(shù)據(jù)包括來源于地理空間數(shù)據(jù)云DEM30m分辨率數(shù)字高程、2018年5月5日的Landsat8遙感影像和湖坑鎮(zhèn)地形圖。對各原始數(shù)據(jù)進行大氣矯正、輻射定標、統(tǒng)一投影、裁剪等預處理，通過GIS軟件對DEM30m分辨率數(shù)字高程數(shù)據(jù)獲取地形數(shù)據(jù);用ENVI5.1對遙感影像獲取植被分布及土地利用情況;利用地形圖并結合實地情況提取研究區(qū)的水系、道路交通、景源等信息錄人至GIS數(shù)據(jù)庫。

2.2評價指標的選取與體系構建

由于生態(tài)系統(tǒng)的高度復雜程度，生態(tài)敏感因子沒有固定的選取標準。不同研究區(qū)應根據(jù)實地的生態(tài)環(huán)境情況分析其差異性，選取最能反映該區(qū)域的各生態(tài)敏感性因子[15]。在進行生態(tài)環(huán)境敏感性指標選取時，常見多因子的綜合方法[16-18其選取遵循指標主導性、科學性與可實施性等。綜合湖坑鎮(zhèn)的生態(tài)特征與人為活動兩方面選取高程、坡度、坡向、水系、土地利用、道路交通、景源和植被歸一化指數(shù)（NDVI）為本研究的主要評價因子。研究區(qū)位于丘陵地區(qū)，高程影響動植物的分布、溫度與降水等;坡度對土質(zhì)的穩(wěn)定、植被的生長與農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)選址有密切關系;湖坑鎮(zhèn)地形起伏較大，不同坡向的光照強弱、土壤的水分含量也有差異;水系對于區(qū)域的土壤濕度，以及周圍的植物生長、農(nóng)業(yè)的灌溉有重要作用;土地利用反映人為活動對自然環(huán)境的干預程度，有效地監(jiān)測了各區(qū)域自然環(huán)境的變化與開發(fā)活動;道路是推動旅游小鎮(zhèn)發(fā)展的基礎條件，也是人類活動頻繁的區(qū)域;湖坑鎮(zhèn)有豐富的土樓旅游資源，對人文景源的保護充分體現(xiàn)了區(qū)域可持續(xù)發(fā)展，選取主要景源，以各景源為中心，向外劃分緩沖區(qū)，生態(tài)敏感性也依次減弱;植被歸一化指數(shù)（NDVI）反映了該地區(qū)的植被覆蓋度，豐富的植被促進了生物多樣性，并減少了土壤侵蝕，具有良好的生態(tài)敏感性。歸一化的NDVI值為[-1，1]，值越接近0，表示植被覆蓋率越少，越接近裸地;負數(shù)則表示高反射物，如水、云等。將各個評價因子對生態(tài)敏感性的影響程度分為4級，依次為高敏感區(qū)、中敏感區(qū)、低敏感區(qū)和非敏感區(qū)[7]，并賦值為7，5，3，1，結果見表1。

2.3指標權重的確定

因各指標對生態(tài)敏感性的影響程度各不同，為了對各評價因子進行綜合評價，采用層次分析法（AHP）確定各因子的權重。專家參考了湖坑鎮(zhèn)的生態(tài)環(huán)境，綜合各因子對當?shù)厣鷳B(tài)的影響情況，首先對各因子逐項比較進行打分，按1～5分制進行打分;其次使用平均幾何方法（根方法）計算矩陣的權重;最后進行矩陣的一致性查驗，若一致性比率CR值在0～0.1，則矩陣正確，若超出范圍則重新調(diào)整數(shù)值。根據(jù)判別矩陣計算矩陣最大特征值入my，一致性指標CI=（λ-n）/（n-1），對照平均隨機性一致指標，當n=8時，RI=1.41，經(jīng)計算一致性比率CR=0.02<0.1，判別矩陣通過檢驗，結果有效（表2）。

2.4空間疊加分析方法

在ArcGIS10.1中將各個因子的信息導人地圖中完善各因子數(shù)據(jù)并建立數(shù)據(jù)庫，根據(jù)評價指標體系對各因子分級賦值，重分類后得到各因子柵格化的生態(tài)敏感性分析圖，在屬性表中運算得出各生態(tài)敏感單因子分級的數(shù)據(jù)情況，再將各指標分析圖運用Arctoolbox中加權疊加工具，得出湖坑鎮(zhèn)生態(tài)敏感值與綜合生態(tài)敏感性評價圖。加權求和的結果值越高，表明研究區(qū)的生態(tài)越敏感[19]。

3湖坑鎮(zhèn)生態(tài)敏感性評價分析

3.1單因子評價分析

3.1.1高程生態(tài)敏感性

湖坑鎮(zhèn)總體地勢為東南高、西北低，境內(nèi)以丘陵地貌為主，其中最高海拔仙洞峰為1530.3m。區(qū)域中、高敏感區(qū)域面積為2171.51hm2，占總面積的22.5%，分布在湖坑鎮(zhèn)的南部區(qū)域;低敏感區(qū)主要位于湖坑鎮(zhèn)中部區(qū).域;非敏感區(qū)面積占比為42.84%，主要位于湖坑.鎮(zhèn)北部區(qū)域，湖坑鎮(zhèn)的主要村鎮(zhèn)建設也分布在此區(qū)域（圖1）。

3.1.2坡度生態(tài)敏感性

按自然斷點分級法[20]分為4個區(qū)段，鎮(zhèn)域內(nèi)坡度在0～10°為非敏感區(qū)，面積2042.56hm2占比21.17%，北部居多，主要分布在村鎮(zhèn)建設周邊;坡度在10°～17°為低敏感區(qū)，面積占比32.03%;坡度在17°～25°為中敏感區(qū)，面積為3292.67hm？，占比34.12%，廣泛分布于全境;坡度大于25°屬高敏感區(qū)，面積1223.97hm2，占比12.68%，主要分布于湖坑鎮(zhèn)南溪土樓右側九九崠一帶。研究區(qū)坡度生態(tài)敏感性以中低敏感區(qū)為主（圖2）。

3.1.3坡向生態(tài)敏感性

坡向的分類有多種，常用8個方向的分類方法，本文采用6個方向分類，即北向、東北向、東南向、南向、西南向、西北向，加上平地（平地在坡向上是特殊的一類，因此也需要考慮此類方向）。將坡向分為4個敏感程度等級，得到坡向生態(tài)敏感性分析圖（圖3），其中高敏感區(qū)面積1547.95hm'，占比16.04%;中敏感區(qū)面積最大為3813.56hm2，占比39.52%

3.1.4水系生態(tài)敏感性

水資源對調(diào)節(jié)局部氣候和提高景觀質(zhì)量、改善區(qū)域環(huán)境具有十分重要的作用，并發(fā)揮著農(nóng)業(yè)灌溉，生活排污、用水等功能。鎮(zhèn)域內(nèi)以金豐溪及其支流與中金渠為主要水系，根據(jù)圖4，中、高敏感區(qū)面積為453.51hm2，424.21hm2，共占總面積的9.10%，水系敏感度由水域中心向外逐漸降低。水體的生態(tài)性與人類的活動息息相關，不當?shù)娜祟惢顒佣紩茐乃w的生態(tài)過程，應控制生活污水的排放，適當建設河流廊道周邊的植被緩沖區(qū)，以降低人類的干擾。

3.1.5土地利用的生態(tài)敏感性

湖坑鎮(zhèn)的土地類型主要有建設用地、交通用地、草叢、水田、旱地、灌木林、園地、自然林地等，按照恢復難易程度分為4個生態(tài)敏感等級（表1）。鎮(zhèn)域內(nèi)高敏感區(qū)占總面積為68.23%，這是因為湖坑鎮(zhèn)以傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)與旅游業(yè)為主，地形地貌在一定程度上局限土地利用開發(fā);中、低敏感區(qū)面積分別為1727.00hm2，1129.08hm2，占總面積的17.90%與11.70%;非敏感區(qū)面積占比僅為2.17%（圖5）。

3.1.6道路交通生態(tài)敏感性

湖坑鎮(zhèn)道路交通生態(tài)敏感因子主要以省道、縣道、鄉(xiāng)鎮(zhèn)道路3種為基礎數(shù)據(jù)進行分析。因地勢的影響，道路交通以南北走向為主，分布在各村鎮(zhèn)建設用地周圍。道路的建設以人為活動頻繁的區(qū)域為建設依據(jù)之一，道路交通的生態(tài)敏感性也由道路中心向外增強。鎮(zhèn)域內(nèi)非敏感區(qū)與低敏感區(qū)占總面積的9.88%，高敏感區(qū)占82.45%（圖6）。湖坑鎮(zhèn)為土樓旅游重點建設鄉(xiāng)鎮(zhèn)，因此，對道路交通建設還應考慮低敏感地區(qū)建設，避開敏感性高、自然環(huán)境優(yōu)良區(qū)域。

3.1.7景源生態(tài)敏感性

作為旅游小鎮(zhèn)，人文景源的破壞無可逆轉(zhuǎn)，景源因子的影響更為突出，選取洪坑土樓群、南溪土樓群中名土樓作為景源（表3）。

依據(jù)《永定客家土樓保護規(guī)劃》，以景源為中心外50m范圍內(nèi)為高敏感區(qū)，結合地貌特征、村落布局設置緩沖區(qū)敏感度向外逐漸降低（圖7）。高敏感區(qū)面積11.52hm2，占比0.12%;中敏感區(qū)與低敏感區(qū)分別為54.09hm2，141.35hm，占總面積的0.56%和1.46%;非敏感區(qū)占總面積的97.86%。湖坑鎮(zhèn)景源分布集中，且人文景源多分布在建設用地，因此劃分敏感界限，對界限內(nèi)的開發(fā)活動嚴格布控尤為重要。

3.1.8NDVI生態(tài)敏感性

根據(jù)區(qū)域NDVI的數(shù)值空間分布，得到NDVI生態(tài)敏感性分析圖（圖8）。高敏感區(qū)面積5705.95hm2，占比59.13%，中敏感區(qū)面積2567.90hm’，占比26.61%。鎮(zhèn)域內(nèi)地勢多為“V”字形低山丘陵地貌，良好的水熱條件適宜植被生長。

3.2湖坑鎮(zhèn)綜合生態(tài)敏感性

運用ArcGIS10.1，將各生態(tài)敏感性單因子進行加權疊加，得出湖坑鎮(zhèn)綜合生態(tài)敏感性分析圖（圖9），根據(jù)生態(tài)敏感性數(shù)學模型公式，經(jīng)計算求得各單元的綜合生態(tài)敏感性評價值。根據(jù)評價值的空間分布情況（表4），將其劃分為4個分級，即高、中、低、非4個敏感區(qū)。高敏感區(qū)占鎮(zhèn)域面積24.16%，面積為2331.47hm2，主要分布在西南部秀峰山、關山、吳銀村地區(qū)，東南部金蓮山、九九崠、黃臘坑及蛟塘一帶，北部下黃村周邊，該區(qū)域以自然景觀與傳統(tǒng)農(nóng)村風貌為主，尚未有進行旅游開發(fā);中敏感區(qū)占鎮(zhèn)域面積48.41%，面積4671.55hm2，廣泛分布在鎮(zhèn)域全境，區(qū)域以農(nóng)用地、灌木林為主，景觀類型豐富;低敏感區(qū)占比23.22%，面積2240.64hm2分布在東部東江山、山下村等村鎮(zhèn)建設區(qū)域以及鎮(zhèn)域交通干線周邊、地勢平緩區(qū)域，該區(qū)域已有一定的開發(fā)密度，人為活動較密集，局部分布耕地、草地;非敏感區(qū)占比4.21%，面積406.21hm2主要在新街村，東部的蕉園、下黃、主要旅游干線等其他村鎮(zhèn)建設地區(qū)。

4結論與討論

高敏感區(qū)現(xiàn)狀多為自然林地、坡度較大的丘陵帶，生態(tài)環(huán)境受到破壞很難恢復。該區(qū)域主要以保護為主，適當規(guī)范農(nóng)用類林地的經(jīng)營類型，并嚴格布控，防止人為造成的土地利用不當，引起生態(tài)廊道破壞、生物多樣性降低以及水土侵蝕等不良后果。對于有開發(fā)價值的區(qū)域，以保護為優(yōu)先，在不破壞生態(tài)資源的前提下建立生態(tài)公園，豐富旅游小鎮(zhèn)的自然景源，提高村民的生態(tài)意識。

中敏感區(qū)區(qū)域面積較大，雖具有一定的抵抗與修復能力，但長期的干擾也會導致不可逆的生態(tài)影響。對林地區(qū)域進行育林，落實毀林開墾土地進行還林，洪坑土樓群、南溪土樓群附近應優(yōu)先清收林地還林，提高區(qū)域的生態(tài)效益。區(qū)域的開發(fā)活動要適當限制和優(yōu)化，協(xié)調(diào)好保護與開發(fā)的關系，在保護好生態(tài)資源、旅游資源的前提下適度規(guī)劃開發(fā)。

低敏感區(qū)應協(xié)調(diào)好人為活動與自然環(huán)境的關系，尤其是分布在村鎮(zhèn)建設周邊的河流水系?？刂粕钗鬯呐欧牛厮翟O置緩沖隔離帶，減少人為活動的直接干擾，鼓勵低敏感區(qū)第一產(chǎn)業(yè)發(fā)展，結合規(guī)劃設計合理使用耕地，鄉(xiāng)村農(nóng)田風，光與農(nóng)業(yè)觀光結合，以帶動旅游業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

非敏感區(qū)抗外界干擾程度高，適宜開發(fā)建設。同時要合理優(yōu)化規(guī)劃布局，注意文化景觀的保護，完善鎮(zhèn)域內(nèi)基礎設施建設，控制排污與用地的擴張，改善人居環(huán)境，維護人地關系綠色發(fā)展[22]。

湖坑鎮(zhèn)是以土樓資源為依托的旅游小鎮(zhèn)，對于土樓資源的開發(fā)日趨成熟，在對未來鄉(xiāng)村旅游資源的進一步發(fā)掘中，如何保護當?shù)芈糜钨Y源，以生態(tài)為前提的規(guī)劃開發(fā)是鄉(xiāng)村發(fā)展的重要前提?？傮w上看，湖坑鎮(zhèn)生態(tài)敏感性較高，位于洪坑土樓群及南溪土樓群的區(qū)域相比其他村鎮(zhèn)建設用地生態(tài)敏感性偏高，因此對重點保護范圍的土樓群應進行嚴格保護。本文探討了旅游小鎮(zhèn)生態(tài)敏感性的分布規(guī)律，湖坑鎮(zhèn)的自然生態(tài)環(huán)境情況與評價結果基本吻合，為未來鄉(xiāng)村旅游規(guī)劃及生態(tài)保護提供具有可操作性的科學方法。

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