基于生態(tài)優(yōu)先和地質(zhì)環(huán)境適宜性的土地利用規(guī)劃

王齊鑫

摘要?北海市作為“海上絲綢之路”規(guī)劃建設(shè)的核心地區(qū)以及海岸帶生態(tài)環(huán)境脆弱的典型地區(qū)，近年來，由于社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展導(dǎo)致海岸帶生態(tài)環(huán)境惡化、海水入侵與地下水污染等地質(zhì)環(huán)境問題愈發(fā)嚴(yán)重，而開展科學(xué)合理的土地利用規(guī)劃對促進(jìn)當(dāng)?shù)厝伺c自然的可持續(xù)發(fā)展具有重要的積極意義?；贛apGIS平臺，分別建立生態(tài)用地、農(nóng)業(yè)用地與建設(shè)用地地質(zhì)環(huán)境評價指標(biāo)體系，引入變權(quán)層次分析-綜合指數(shù)法模型對北海市土地利用展開規(guī)劃研究。規(guī)劃結(jié)果顯示：生態(tài)用地、農(nóng)業(yè)用地與建設(shè)用地規(guī)劃面積分別占研究區(qū)總面積的43.8%、42.1%與14.1%，并以此對比現(xiàn)有規(guī)劃提出相應(yīng)的優(yōu)化建議。研究結(jié)果可為研究區(qū)未來土地利用規(guī)劃提供技術(shù)支持。

關(guān)鍵詞?地質(zhì)環(huán)境;生態(tài);土地規(guī)劃;北海市

中圖分類號?F?301.2文獻(xiàn)標(biāo)識碼?A文章編號?0517-6611（2020）17-0063-08

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2020.17.019

開放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識碼（OSID）：

Land Use Planning Based on Ecological Priority and Geological Environment Suitability—A Case Study of Beihai City

WANG Qixin

（China Railway Design Corporation， Tianjin 300251）

Abstract?Beihai， asthe planned core area of “Maritime Silk Road”and typical area of coastal city with fragile ecological environment， in recent years， geological environmental problems such as deterioration of ecological environment in the coastal zone， seawater intrusion， groundwater pollution led by social and economic development have become increasingly serious， scientific and rational land use planning is of great significance to promote the sustainable development of local people and nature.Based on the MapGIS platform， this study established geological environmental evaluation index system of ecological land， agricultural land and construction land respectively， and introduced the model of variable right hierarchy analysiscomprehensive index method to carry out the planning research of land use in Beihai City. The results showed that the planning area of ecological land，agricultural land and construction land occupied 43.8%， 42.1% and 14.1% of the total area respectively， and the corresponding optimization suggestions were put forward by comparing with the existing plans.The research results can provide technical support for future land use planning in Beihai City.

Key words?Geological environment;Ecology;Land planning;Beihai City

海岸帶作為人類經(jīng)濟(jì)活動頻繁、生態(tài)系統(tǒng)脆弱、對全球變化響應(yīng)極其敏感的區(qū)域[1]，人類活動更易引起的生態(tài)環(huán)境與地質(zhì)環(huán)境惡化等負(fù)面問題。北海市作為沿海重要的經(jīng)濟(jì)開放城市，伴隨著經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展與外來人口的大量涌入，由此引發(fā)的沿海生態(tài)環(huán)境破壞、過量開采地下水導(dǎo)致海水入侵等地質(zhì)環(huán)境問題日益凸顯[2]。

人類最早的區(qū)劃源自于自然區(qū)劃，土地利用區(qū)劃研究就是在自然區(qū)劃工作基礎(chǔ)上進(jìn)行的[3]。伴隨著土地利用規(guī)劃研究方法的不斷創(chuàng)新以及對以人文因素與自然因素相互機(jī)制為基礎(chǔ)的土地利用綜合區(qū)劃體系的不斷完善，土地利用區(qū)劃研究呈現(xiàn)出現(xiàn)代化、層次化與綜合化的新趨勢[4-5]。當(dāng)今，土地利用規(guī)劃作為經(jīng)濟(jì)發(fā)展前景和需要，對土地的合理使用所作出的長期安排，通常是以保障國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展需求為目的編制。為了不斷實(shí)現(xiàn)更高的經(jīng)濟(jì)效益與社會效益，勢必導(dǎo)致規(guī)劃建設(shè)用地面積的不斷擴(kuò)張，再加上土地重復(fù)利用效率不斷提高，最終使得土地資源與生態(tài)環(huán)境造成不可逆轉(zhuǎn)的破壞。因此，從土地利用規(guī)劃角度探索實(shí)現(xiàn)城市發(fā)展、土地資源保護(hù)與生態(tài)文明建設(shè)的協(xié)調(diào)發(fā)展關(guān)系具有重要的科學(xué)意義。

筆者以北海市為例，在系統(tǒng)分析北海市生態(tài)與地質(zhì)環(huán)境條件基礎(chǔ)上，分別建立生態(tài)用地、農(nóng)業(yè)用地與建設(shè)用地地質(zhì)環(huán)境評價指標(biāo)體系，依靠MapGIS平臺對研究區(qū)土地利用規(guī)劃開展研究，并對照現(xiàn)有土地利用規(guī)劃提出相應(yīng)的優(yōu)化建議。

1?研究區(qū)概況

北海市地處廣西南部，北部灣東北岸，南、北、西三面環(huán)海，地處20°26′～21°55′N，108°51′～109°47′E。北海市轄3區(qū)1縣，即海城區(qū)、銀海區(qū)、鐵山港區(qū)和合浦縣，有潿洲、斜陽2島（圖1）。研究區(qū)地處低緯，瀕臨海洋，屬亞熱帶海洋性季風(fēng)氣候。地貌上大部分屬河海相混合堆積平原，地形平坦開闊，西端及東北部有殘丘斷續(xù)分布，西北部及南部在濱海平原的前緣沿海岸分布有海積階地。區(qū)內(nèi)廣泛分布第四系、第三系、泥盆系。其中，第四系、第三系以松散沉積土體為主，而潿洲島、斜陽島則為第四系更新統(tǒng)的巖漿巖。此外，合浦縣內(nèi)主要分布著一系列北東向的斷裂構(gòu)造，星島湖周圍主要分布著東西向斷裂構(gòu)造，北海市城區(qū)則位于新生代的南康盆地中，盆地的基底及外圍發(fā)育有兩組斷裂帶。區(qū)內(nèi)地下水類型主要為以Cl-Na型水為主的松散巖類孔隙水、酸鹽巖裂隙孔洞水以及以HCO3·Cl-Na型為主的基巖裂隙水。土壤類型主要分為磚紅壤、水稻土、赤紅壤，土壤環(huán)境質(zhì)量整體良好，但存在著有益元素富集分布差異性與以老城區(qū)為中心的重金屬元素污染異常帶等空間特征。區(qū)內(nèi)礦產(chǎn)資源以高嶺土、石英砂、鈦鐵砂礦、陶瓷黏土等為主。地質(zhì)環(huán)境問題主要以小型的崩塌、滑坡以及海水入侵為主。廣西作為我國紅樹林面積最大的省區(qū)，其紅樹林主要集中分布在北海市的沿海地帶，但近10年來，由于圍海造地、圍海養(yǎng)殖與砍伐等人為因素，造成紅樹林面積大幅銳減。

2?評價思路

技術(shù)路線見圖2。

3?評價過程

3.1?建立評價指標(biāo)體系

3.1.1?生態(tài)用地評價指標(biāo)體系。

（1）生態(tài)服務(wù)功能重要性評價。生物多樣性是指生命形式的多樣性，包括物種內(nèi)、物種間、生態(tài)系統(tǒng)和景觀的多樣性[6-7]。生物多樣性是生態(tài)系統(tǒng)的核心，支撐著全部生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)類型，生物多樣性的喪失將直接影響著生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能[8-9]。水源涵養(yǎng)功能是生態(tài)功能的重要組成部分[10]，水源涵養(yǎng)服務(wù)主要表現(xiàn)在截留降水、增強(qiáng)土壤下滲、抑制蒸發(fā)、緩和地表徑流和增加降水等方面[11]。水源涵養(yǎng)功能的下降可導(dǎo)致水資源的不斷枯竭[12]，進(jìn)而對生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性造成破壞性的影響（表1）。

（2）生態(tài)敏感性評價。研究區(qū)作為海水入侵的典型地區(qū)，海岸帶濱海平原土壤含鹽量較高，鹽分組成以氯化物為主，且鹽漬化分布集中連片;加之地勢較低，排水不暢，土壤脫鹽困難，造成耕地生產(chǎn)力十分低下[13]。因此，該研究以評價研究區(qū)土壤鹽漬化風(fēng)險來對研究區(qū)生態(tài)敏感性進(jìn)行劃分（表2）。

3.1.2?地質(zhì)環(huán)境適宜性評價指標(biāo)體系。

（1）農(nóng)業(yè)用地適宜性評價指標(biāo)體系。在農(nóng)業(yè)用地評價指標(biāo)體系中（表3），將地貌定義為地表高低起伏的形態(tài)和外貌，因每種地貌在地形坡度、沉積物土壤和水文等形態(tài)性質(zhì)上各具特點(diǎn)[14]，所以地貌條件是農(nóng)業(yè)土地利用的基礎(chǔ)，決定著農(nóng)業(yè)土地利用的基本方向與布局;降水則是農(nóng)作物生長的主要限制因子，對于大部分地區(qū)而言，降水量增加恰當(dāng)而適時，有利于農(nóng)作物的生長發(fā)育，從而可以提高區(qū)域的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)力水平;土壤的類型及其相關(guān)物理、化學(xué)、生物學(xué)特性與農(nóng)作物的產(chǎn)量與品質(zhì)有著密切的關(guān)系[15];海水入侵的地區(qū)面臨著海水淹沒的風(fēng)險，同時會導(dǎo)致種植成本過高，進(jìn)而不適宜作為農(nóng)業(yè)用地;土壤肥力是土壤物理、化學(xué)以及生物學(xué)性質(zhì)的綜合體現(xiàn)，是農(nóng)作物生長過程中必不可少的重要支撐。這里參與評價的土壤肥力因子主要是養(yǎng)分因素方面，包括氮、磷、鉀、鋅、硒與有機(jī)質(zhì)，考慮到二級因子過多會使得其他因子權(quán)重過分減小，因此將以上6種因子合并，用土壤肥力作為一個因子參與農(nóng)業(yè)用地適宜性評價（表4）。

（2）一級建設(shè)用地適宜性評價指標(biāo)體系。在一級建設(shè)用地評價指標(biāo)體系中（表5），由于地下水咸化往往導(dǎo)致地下水礦化度偏高，從而反映上水中的陰陽離子對地下基礎(chǔ)腐蝕性的加強(qiáng)，進(jìn)而對建筑物的安全穩(wěn)定性造成影響;斷裂條件則反映區(qū)域的構(gòu)造穩(wěn)定性，建造在活動斷層上的建筑物在受到地震后，地表產(chǎn)生重新錯動而使建筑物破壞加重，因而遭到嚴(yán)重破壞的可能性大大增加;地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)程度越高對建筑物破壞的可能性就越大;地基土的類型直接關(guān)系到地基基礎(chǔ)的穩(wěn)定性，黏性土在荷載作用下容易產(chǎn)生剪切破壞，易液化土體在地震時可以導(dǎo)致地基失效，分布著巖溶的地區(qū)是地面塌陷的高易發(fā)區(qū)，進(jìn)而嚴(yán)重危害著地表建筑的安全。

（3）二級建設(shè)用地評價指標(biāo)體系。在二級建設(shè)用地評價指標(biāo)體系中（表6），選擇地下水污染程度作為評價居民-公共服務(wù)用地的指標(biāo)，主要是從保障人類健康的角度出發(fā)，居民的生活用水若采取受污染的地下水源，則對人類健康產(chǎn)生不利影響，可能導(dǎo)致區(qū)域性地方病的發(fā)生;選擇地下水防污性能作為評價環(huán)境設(shè)施用地的指標(biāo)，主要考慮環(huán)境設(shè)施用地作為收集污染的用地類型，在降雨量過大可能會加劇淋濾處理物質(zhì)，造成有害物質(zhì)逸散污染周圍環(huán)境，進(jìn)而進(jìn)入地下水造成污染，而通過DRASTIC模型所評價出的防污性能較好的地區(qū)可最大降低有害物質(zhì)大量溢出到地下水的可能性，因而可作為環(huán)境設(shè)施用地的備選地;選用重金屬含量作為工業(yè)-倉儲用地的評價指標(biāo)（表7），在于工業(yè)-倉儲用地往往對周圍土壤環(huán)境質(zhì)量產(chǎn)生重要影響，若選擇在土壤重金屬含量較高的地區(qū)布置工業(yè)-倉儲用地，則有很大可能對土壤造成二次污染，導(dǎo)致土壤質(zhì)量不斷下降的惡性循環(huán)，即對其進(jìn)行土壤環(huán)境修復(fù)的可能性也大大降低，從而最終導(dǎo)致土地功能的喪失。

3.2?評價方法

3.2.1?生態(tài)服務(wù)功能重要性評價。各評價單元生態(tài)服務(wù)功能重要性等級由依據(jù)生物多樣性保護(hù)（EIbd）與水源涵養(yǎng)（EIsy）中的最高等級（即最大值）確定，公式如下：

EI=Max{EIbd，EIsy}（1）

式中，EI為評價單元生態(tài)重要性;EIbd為生物多樣性保護(hù);EIsy為水源涵養(yǎng)。

3.2.2?地質(zhì)環(huán)境適宜性評價。為了更好地解決了加權(quán)求和中基礎(chǔ)權(quán)重不變導(dǎo)致部分決策結(jié)果偏差問題[16]，引入變權(quán)-層次分析法-綜合指數(shù)法對研究區(qū)農(nóng)業(yè)用地與建設(shè)用地實(shí)施適宜性評價，其具體公式如下：

5?結(jié)論

（1）研究針對生態(tài)環(huán)境敏感與地質(zhì)環(huán)境脆弱區(qū)域，構(gòu)建生態(tài)用地、農(nóng)業(yè)用地與建設(shè)用地的地質(zhì)環(huán)境評價指標(biāo)體系，引入變權(quán)層次分析-綜合指數(shù)法開展土地利用規(guī)劃研究。

（2）研究基于MapGIS平臺，對于北海市生態(tài)用地、農(nóng)業(yè)用地以及建設(shè)用地開展規(guī)劃研究，重新規(guī)劃面積分別占研究區(qū)總面積的43.8%、42.1%與14.1%。

（3）依據(jù)研究成果對北海市現(xiàn)有土地利用規(guī)劃成果提出相應(yīng)的優(yōu)化建議，也為研究區(qū)今后的土地規(guī)劃調(diào)整提供地學(xué)依據(jù)。

參考文獻(xiàn)

[1] SEKOVSKI I，NEWTON A，DENNISON W C.Megacities in the coastal zone：Using a driverpressurestateimpactresponse framework to address complex environmental problems[J].Estuarine，coastal and shelf science，2012，96：48-59.

[2] MA C M，WUX Y，LI B，et al.The vulnerability evaluation of regional geoenvironment：A case study in Beihai City，China[J].Environmental earth sciences，2019，78（5）：18-32.

[3] 張潔瑕，陳佑啟.中國土地利用區(qū)劃研究概況與展望[J].中國土地科學(xué)，2008，22（5）：62-68.

[4] GAO L，MA C M，WANG Q X，et al.Sustainable use zoning of land resources considering ecological and geological problems in Pearl River Delta Economic Zone，China[J].Scientific reports，2019（9）：16-52.

[5] 郭婭，濮勵杰，趙姚陽，等.國內(nèi)外土地利用區(qū)劃研究的回顧與展望[J].長江流域資源與環(huán)境，2007，16（6）：759-763.

[6] 楊寶臣，陳躍.基于變權(quán)和TOPSIS方法的灰色關(guān)聯(lián)決策模型[J].系統(tǒng)工程，2011，29（6）：106-112.

[7] 傅伯杰，陳利頂，馬克明，等.景觀生態(tài)學(xué)原理及應(yīng)用[M].北京：科學(xué)出版社，2001.

[8] HOLDREN J P，EHRLICH P R.Human population and the global environment：Population growth，rising per capita material consumption， and disruptive technologies have made civilization a global ecological force[J].American scientist，1974，62（3）：282-297.

[9] WESTMAN W E.How much are natures services worth？ [J].Science，1977，197（4307）：960-964.

[10] 陳東立，余新曉，廖邦洪.中國森林生態(tài)系統(tǒng)水源涵養(yǎng)功能分析[J].世界林業(yè)研究，2005，18（1）：49-54.

[11] 肖燚，陳圣賓，張路，等.基于生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的海南島自然保護(hù)區(qū)體系規(guī)劃[J].生態(tài)學(xué)報，2011，31（24）：7357-7369.

[12] 白楊，初東，田良，等.武漢城市圈的水源涵養(yǎng)功能重要性評價研究[J].地球信息科學(xué)學(xué)報，2014，16（2）：233-241.

[13] 岳耀杰，張峰，張國明，等.濱海鹽堿地利用變化與優(yōu)化研究：以黃驊市“臺田—淺池”模式為例[J].資源科學(xué)，2010，32（3）：423-430.

[14] 張維理，武淑霞，冀宏杰，等.中國農(nóng)業(yè)面源污染形勢估計(jì)及控制對策I.21世紀(jì)初期中國農(nóng)業(yè)面源污染的形勢估計(jì)[J].中國農(nóng)業(yè)科學(xué)，2004，37（7）：1008-1017.

[15] 曹志洪.優(yōu)質(zhì)烤煙生產(chǎn)的土壤與施肥[M].南京：江蘇科學(xué)技術(shù)出版社，1991.

[16] WILSON E O，WRIGHT A B，WARD G.The diversity of life [M].Massachusetts：Harvard University Press，1992.