基于GIS的碧道生態(tài)敏感性評(píng)價(jià)

扈幸偉 周健 王俊莉

生態(tài)敏感性是指生態(tài)系統(tǒng)對(duì)自然環(huán)境變化、人類活動(dòng)干擾的敏感程度[1]。在自然狀況下，生態(tài)系統(tǒng)相對(duì)穩(wěn)定，各生態(tài)過(guò)程間維持著相對(duì)穩(wěn)定的藕合關(guān)系，而當(dāng)外界干擾超過(guò)一定程度時(shí)，某些生態(tài)過(guò)程將過(guò)度膨脹，進(jìn)而導(dǎo)致嚴(yán)重的生態(tài)環(huán)境問(wèn)題（水土流失、土地沙漠化、土壤鹽漬化等），并破壞各生態(tài)過(guò)程之間相對(duì)穩(wěn)定的藕合關(guān)系以及生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定[2]。生態(tài)敏感性評(píng)價(jià)的實(shí)質(zhì)就是在明確辨識(shí)潛在生態(tài)環(huán)境問(wèn)題的基礎(chǔ)上，對(duì)其進(jìn)行空間分析[3]。

《廣東省市域碧道建設(shè)總體規(guī)劃編制指南》中對(duì)碧道給出的定義是：以水為主線，統(tǒng)籌山水林田湖草各種生態(tài)要素，兼顧生態(tài)、安全、文化、景觀、經(jīng)濟(jì)等功能，通過(guò)系統(tǒng)思維共建共治，優(yōu)化生態(tài)、生產(chǎn)、生活空間格局，打造“水清岸綠，魚(yú)翔淺底，水草豐美，白鷺成群”的生態(tài)廊道，成為老百姓美好生活的好去處，“綠水青山就是金山銀山”的好樣板，踐行習(xí)近平生態(tài)文明思想的好窗口。

本文以深圳市寶安區(qū)碧道建設(shè)工程為例，借助GIS 分析技術(shù)，結(jié)合土地利用類型數(shù)據(jù)，構(gòu)建生態(tài)敏感性分析指標(biāo)體系，采用層次分析法確定要素指標(biāo)權(quán)重，綜合分析和評(píng)價(jià)了寶安區(qū)碧道的生態(tài)敏感性、生態(tài)適宜性及其空間分布狀況。研究結(jié)果對(duì)于寶安區(qū)生態(tài)敏感性、區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性，確定生態(tài)系統(tǒng)保護(hù)的重點(diǎn)，維護(hù)區(qū)域生態(tài)安全都具有重要的意義。

1 深圳市寶安區(qū)生態(tài)本底概況

深圳市山水相連，生態(tài)資源較豐富，主要包括自然保護(hù)區(qū)、風(fēng)景名勝區(qū)、森林公園、郊野公園、地質(zhì)公園、海岸公園、河湖水系和濕地等，基本形成了由“區(qū)域綠地、大型城市綠廊、藍(lán)綠生態(tài)景觀通廊、大型城市綠地”構(gòu)成的生態(tài)安全格局。

寶安區(qū)河流密布，是連通海、城、山的重要生態(tài)通廊，是區(qū)域內(nèi)物質(zhì)能量上由東向西，由城市向海洋傳輸運(yùn)動(dòng)的重要通道，承擔(dān)著物質(zhì)能量輸送、污染物降解，生態(tài)資源保護(hù)等多種重要功能，是多種生態(tài)要素的交匯處，是寶安區(qū)生態(tài)安全體系中的重要節(jié)點(diǎn)，要求其在生態(tài)廊道中發(fā)揮更重要的生態(tài)功能，對(duì)接區(qū)域廣闊的生態(tài)本底。

2 分析及評(píng)價(jià)

2.1 分析方法

生態(tài)敏感性的空間特征識(shí)別和分析是進(jìn)行功能區(qū)劃分，明確不同區(qū)域發(fā)展方向的基礎(chǔ)之一。在研究區(qū)范圍內(nèi)進(jìn)行生態(tài)敏感性評(píng)價(jià)，要分析、識(shí)別出影響規(guī)劃范圍內(nèi)生態(tài)敏感性的關(guān)鍵因子，采用了地理信息系統(tǒng)空間分析與權(quán)重賦值相結(jié)合的方法對(duì)寶安區(qū)的自然、生態(tài)、人文復(fù)合系統(tǒng)進(jìn)行生態(tài)敏感性評(píng)價(jià)。綜合評(píng)價(jià)技術(shù)路線如圖1 所示。

2.1.1 權(quán)重的確定

基于層次分析法（AHP），邀請(qǐng)相關(guān)專家對(duì)各評(píng)價(jià)因子的相對(duì)重要性做出評(píng)價(jià)，再得出各評(píng)價(jià)因子的權(quán)重，從而建立生態(tài)敏感性綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)體系。

通過(guò)實(shí)地調(diào)研、遙感影像的判讀和現(xiàn)有資料的收集，針對(duì)寶安區(qū)的生態(tài)特性，選取水系廊道、土地利用情況、植被覆蓋情況（NDVI）、和地形因素4 指標(biāo)對(duì)規(guī)劃區(qū)進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，根據(jù)各單因子屬性對(duì)生態(tài)敏感性結(jié)果的影響進(jìn)行歸一化處理并賦值，按重要程度和影響能力大小，根據(jù)層次分析法確定各級(jí)因子的權(quán)重值。

2.1.2 評(píng)價(jià)因子的選取

2.1.2.1 水系廊道

對(duì)規(guī)劃區(qū)內(nèi)水系進(jìn)行梳理，并分析水系兩側(cè)廊道。對(duì)水面賦予最高值，其他根據(jù)距離水面的距離分別賦予相應(yīng)的值。敏感值越高，對(duì)外界的壓力和變化越敏感，生態(tài)保護(hù)和修復(fù)的價(jià)值越高（下同），權(quán)重值設(shè)定為0.35。

2.1.2.2 土地利用情況

對(duì)規(guī)劃區(qū)內(nèi)土地利用類型進(jìn)行歸類分析。對(duì)水域等生態(tài)敏感性極高區(qū)域賦予最高值，林地賦值為較高，草地、耕地為中等，未利用地為較低，建設(shè)用地為極低，權(quán)重值設(shè)定為0.25。

2.1.2.3 植被覆蓋情況（NDVI）

基于遙感數(shù)據(jù)解譯，對(duì)規(guī)劃區(qū)內(nèi)植被覆蓋情況進(jìn)行歸類分析。植被覆蓋最高（NDVI 值最高）的區(qū)域賦予最高值，其他區(qū)域根據(jù)NDVl 值的高低，賦予相對(duì)較低的值，權(quán)重值設(shè)定為0.25。

2.1.2.4 地形因素

以高程數(shù)字模型（Digital Elevation Model）DEM50米分辨率的地形圖為基礎(chǔ)，基于Arcgis 的高程分析，進(jìn)行分類，其中地形低洼地區(qū)由于有雨水和洪水積蓄可能，且相對(duì)更適于濕地等生態(tài)空間的營(yíng)造，賦予相對(duì)較高值，其他地區(qū)根據(jù)高程不同賦予相對(duì)較低值，權(quán)重值設(shè)定為0.15。

2.1.3 綜合評(píng)價(jià)

利用ArcGIS 的加權(quán)疊加工具，測(cè)算水系廊道、土地利用情況、植被覆蓋情況（NDVI）、水安全、和地形因素5 個(gè)特征值的綜合評(píng)價(jià)值。并利用自然斷點(diǎn)法能夠?qū)⒏鱾€(gè)類之間的差異最大化，更清晰地展示各評(píng)價(jià)值在空間上演變特征的優(yōu)勢(shì)，將各評(píng)價(jià)值劃分成對(duì)應(yīng)的等級(jí)，最終得到對(duì)應(yīng)的空間分布圖。如圖1 所示。其計(jì)算公式如下：

圖1 綜合評(píng)價(jià)技術(shù)路線示意圖

式中P——評(píng)價(jià)對(duì)象的復(fù)合評(píng)價(jià)值；

N——評(píng)價(jià)因子的個(gè)數(shù)；

Wj——評(píng)價(jià)因子j所占的權(quán)重值；

Xj——第j個(gè)評(píng)價(jià)因子的得分值。

2.2 生態(tài)敏感性分析

2.2.1 疊加成果及綜合評(píng)價(jià)

依據(jù)生態(tài)要素的重要性、敏感性和脆弱性，結(jié)合水系廊道、土地利用情況、植被覆蓋情況、水安全情況、地形因素等因子，對(duì)寶安區(qū)的生態(tài)敏感性進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。經(jīng)過(guò)GIS 系統(tǒng)分析和多要素疊加分析，將寶安區(qū)空間生態(tài)敏感性劃分為5 類：最低敏感性、低敏感性、中等敏感性、高敏感性和最高敏感性。寶安區(qū)生態(tài)敏感性分析圖如圖2 所示。

圖2 寶安區(qū)生態(tài)敏感性分析圖

最高敏感性和高敏感性區(qū)域主要位于水系廊道兩側(cè)及部分植被覆蓋較好區(qū)域，該區(qū)生態(tài)敏感且脆弱，最易受到外界環(huán)境的影響而發(fā)生變化，導(dǎo)致生態(tài)價(jià)值發(fā)生較大下降。

2.2.2 根據(jù)現(xiàn)狀生態(tài)敏感性分析，劃定生態(tài)核心區(qū)

及協(xié)調(diào)控制區(qū)

2.2.2.1 生態(tài)核心區(qū)

以寶安區(qū)水系為中心，在整個(gè)范圍內(nèi)屬于生態(tài)敏感性最高的區(qū)域，在建設(shè)過(guò)程中應(yīng)以水安全防護(hù)、水環(huán)境清潔、水生態(tài)保護(hù)為主。

2.2.2.2 協(xié)調(diào)控制區(qū)

在生態(tài)核心區(qū)外圍區(qū)域?yàn)橹械让舾袇^(qū)，將水系兩側(cè)集中的綠色斑塊聯(lián)接形成協(xié)調(diào)控制區(qū)，建設(shè)過(guò)程中應(yīng)注重生態(tài)價(jià)值的恢復(fù)與提升，盡可能減少干擾與破壞，進(jìn)行低影響開(kāi)發(fā)，并結(jié)合棲息地設(shè)置要求進(jìn)行生態(tài)保育。

3 結(jié) 語(yǔ)

通過(guò)對(duì)寶安區(qū)生態(tài)敏感性分析，劃定生態(tài)核心區(qū)及協(xié)調(diào)控制區(qū)：

（1）生態(tài)核心區(qū)：以寶安區(qū)水系為中心，沿河流水系范圍內(nèi)屬于生態(tài)敏感性最高的區(qū)域，在建設(shè)過(guò)程中應(yīng)以水安全防護(hù)、水環(huán)境清潔、水生態(tài)保護(hù)為主。

（2）協(xié)調(diào)控制區(qū)：在生態(tài)核心區(qū)外圍區(qū)域?yàn)橹械让舾袇^(qū)，將水系兩側(cè)集中的綠色斑塊聯(lián)接形成協(xié)調(diào)控制區(qū)，建設(shè)過(guò)程中應(yīng)注重生態(tài)價(jià)值的恢復(fù)與提升，盡可能減少干擾與破壞，進(jìn)行低影響開(kāi)發(fā)，并結(jié)合棲息地設(shè)置要求進(jìn)行生態(tài)保育。

本文創(chuàng)新性地從生態(tài)敏感性的角度出發(fā)，構(gòu)建了一套不包含重復(fù)影響因子的生態(tài)分析指標(biāo)體系，從而為深圳市碧道建設(shè)提供支撐。