基于GIS的縣域國(guó)土空間規(guī)劃雙評(píng)估研究

王海平 呂 濤

（1.新疆國(guó)地測(cè)繪工程有限責(zé)任公司，新疆烏魯木齊 830000；2.遼寧省法學(xué)會(huì)勞動(dòng)法學(xué)研究會(huì)，遼寧沈陽(yáng) 110031）

基于國(guó)土空間規(guī)劃背景，許多學(xué)者從技術(shù)手段和實(shí)踐指導(dǎo)等多方面對(duì)國(guó)土資源開(kāi)發(fā)利用以及整治修復(fù)進(jìn)行研究。任永強(qiáng)等[1]基于PIE SDK設(shè)計(jì)國(guó)土空間規(guī)劃雙評(píng)價(jià)系統(tǒng)，可以根據(jù)用戶(hù)添加的數(shù)據(jù)，一鍵生成地區(qū)各項(xiàng)評(píng)價(jià)結(jié)果，為國(guó)土空間規(guī)劃部門(mén)工作提供方便，優(yōu)化國(guó)土空間格局。丑迎等[2]在國(guó)土空間規(guī)劃背景下，基于額濟(jì)納旗國(guó)土空間各類(lèi)要素特點(diǎn)，構(gòu)建國(guó)土綜合整治與修復(fù)的體系。李娟等[3]利用GIS技術(shù)與“千層餅”模型，基于三生空間開(kāi)展國(guó)土空間開(kāi)發(fā)適宜性評(píng)價(jià)，揭示臨澤縣國(guó)土空間開(kāi)發(fā)適宜性狀況。黨迎春等[4]利用先進(jìn)的信息測(cè)繪技術(shù)以及定位系統(tǒng)，為國(guó)土空間規(guī)劃提供新方法，促進(jìn)我國(guó)城市建筑信息化發(fā)展。鄧京虎等[5]在國(guó)土空間規(guī)劃中利用地理信息大數(shù)據(jù)平臺(tái)進(jìn)行設(shè)計(jì)與規(guī)劃，可以加強(qiáng)數(shù)據(jù)規(guī)劃領(lǐng)域的專(zhuān)題研究，豐富國(guó)土空間規(guī)劃和地理信息大數(shù)據(jù)相關(guān)理論。本研究利用GIS空間分析技術(shù)，基于新源縣國(guó)土空間數(shù)據(jù)，行國(guó)土空間規(guī)劃雙評(píng)估，總結(jié)技術(shù)方法。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

新源縣隸屬新疆伊犁哈薩克自治州，地處天山腹地，伊犁河谷東部，43°01′N(xiāo)～43°40′N(xiāo)，82°28′E～84°57′E間。新源縣三面環(huán)山，呈現(xiàn)兩側(cè)高中間低的特殊地形，處于溫帶大陸性氣候區(qū)，具有典型的大陸性半干旱氣候特征，四季分明，受濕潤(rùn)氣流東進(jìn)影響，形成冬暖夏涼的氣候格局。最冷月平均氣溫-14.4 ℃，最熱月平均氣溫27.95 ℃，年降水量270～880 mm。新源縣總面積約7 581.06 km2，森林資源豐富，林地面積占縣域國(guó)土面積的14.13%，域內(nèi)有鞏乃斯河、恰普河、吐?tīng)柛拥?7條河流。

研究區(qū)概況如圖1所示。

圖1 研究區(qū)概況

新源縣國(guó)土資源類(lèi)型豐富，土地覆蓋主要以草地和林地為主，耕地以水澆地為主，旱地和水田較少；種植園地以果園為主，新源縣主要種植溫帶水果，擴(kuò)展農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)；林地主要以喬木林地為主，新源縣東部、南部、北部皆為綿延的天山，森林廣布；草地主要以天然牧草地為主，在低海拔區(qū)，受暖濕氣流影響，新源縣形成優(yōu)質(zhì)草場(chǎng)，世界四大草原之一的那拉提草原分布在新源縣東部。隨著城鎮(zhèn)化推進(jìn)，新源縣建設(shè)用地逐年增多；部分鹽堿地、沼澤地、沙地等難以利用土地零散分布在新源縣各鄉(xiāng)鎮(zhèn)。

1.2 數(shù)據(jù)來(lái)源

本研究以新源縣第三次全國(guó)國(guó)土調(diào)查土地利用數(shù)據(jù)和衛(wèi)星影像解譯數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，從國(guó)土、環(huán)保、林草等相關(guān)部門(mén)收集歷年土地調(diào)查數(shù)據(jù)輔助研究。遙感影像和DEM數(shù)據(jù)來(lái)自地理空間數(shù)據(jù)云網(wǎng)站（http：//www.gscloud.cn/）。

1.3 研究方法

綜合考慮自然地理、生態(tài)環(huán)境、社會(huì)發(fā)展等多方面情況，本研究梳理三調(diào)結(jié)果中的國(guó)土資源，結(jié)合歷年資料，分析國(guó)土空間規(guī)劃現(xiàn)狀以及土地利用間的轉(zhuǎn)變。通過(guò)均方差決策法對(duì)新源縣土地資源進(jìn)行敏感性分析。

新源縣生物多樣性復(fù)雜，生態(tài)環(huán)境較穩(wěn)定，地表具有大面積植被覆蓋且河流眾多，選取地形因子（海拔、坡度、坡向）和地表因子（植被、水體）為新源縣生態(tài)敏感性評(píng)價(jià)因子。

均方差決策法是一種客觀賦權(quán)方法，通過(guò)指標(biāo)數(shù)據(jù)的相對(duì)離散程度確定指標(biāo)權(quán)重[6]。均方差決策法的計(jì)算步驟由評(píng)價(jià)指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)化、指標(biāo)平均值計(jì)算（式1）、指標(biāo)均方差計(jì)算（式2）、指標(biāo)權(quán)重計(jì)算（式3）等組成。

式中：xij——第j個(gè)指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)化后的值；n——指標(biāo)個(gè)數(shù)；——第j個(gè)指標(biāo)的平均值；δj——第j個(gè)指標(biāo)的均方差；wbj——第j個(gè)指標(biāo)的權(quán)重。

根據(jù)評(píng)價(jià)因子對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響程度，將敏感程度劃分為5個(gè)等級(jí)。坡度、海拔、坡向、植被和水體的權(quán)重分別為0.2、0.1、0.1、0.3、0.3。

2 結(jié)果與分析

2.1 新源縣國(guó)土空間開(kāi)發(fā)保護(hù)現(xiàn)狀評(píng)估

第三次全國(guó)國(guó)土調(diào)查數(shù)據(jù)顯示，新源縣土地利用類(lèi)型相互轉(zhuǎn)化較多。新源縣耕地面積逐年增加，流入量大于流出量，由草地、建設(shè)用地和濕地轉(zhuǎn)為耕地的面積較大，由耕地轉(zhuǎn)為林地、草地的面積較大，建設(shè)用地和種植園地次之。三調(diào)前的土地調(diào)查數(shù)據(jù)和三調(diào)數(shù)據(jù)格式口徑不統(tǒng)一，在轉(zhuǎn)化過(guò)程中，耕地流入農(nóng)村道路和溝渠的面積較大。

種植園用地面積較穩(wěn)定，種植園用地流入耕地的面積較大，流入草地、林地、建設(shè)用地的面積次之，流入濕地、水域和其他土地的面積最?。环N植園用地流出耕地、林地、草地的面積最大，流入建設(shè)用地、水域的面積次之，流入濕地和其他土地的面積最小。

隨著加強(qiáng)生態(tài)文明建設(shè)、封山育林等一系列政策實(shí)施，林地面積呈增加趨勢(shì)。林地流入草地的面積較大，流入耕地次之，流入種植園用地、建設(shè)用地和濕地的面積次之，其他土地和水域面積最少。林地流入草地最多，耕地、水域和建設(shè)用地次之，濕地、種植園用地、其他土地最少。草地面積呈先減少后增加趨勢(shì)。草地流入林地和其他土地的面積較大，耕地、濕地和建設(shè)用地次之，流入水域和種植園用地的面積最小。草地流入林地和耕地的面積較大，建設(shè)用地、水域次之，流入濕地、其他土地和種植園用地的面積最小。

建設(shè)用地面積總體呈增加態(tài)勢(shì)，流入量大于流出量。建設(shè)用地流入草地、耕地較多，林地、其他土地和濕地次之，流入種植園用地和水域最少。建設(shè)用地流入耕地、草地、林地最多，水域、種植園用地和其他土地次之，濕地最少。

2.2 新源縣國(guó)土空間生態(tài)敏感性評(píng)估

單因子分析可以反映生態(tài)環(huán)境在單一因子作用下的結(jié)果，分別分析海拔、坡度、坡向、水體和植被五個(gè)因子的作用結(jié)果和各因子的主要影響方向與程度。

海拔增高時(shí)，生物多樣性降低，生態(tài)環(huán)境變得不穩(wěn)定，生態(tài)敏感性增高。新源縣較高海拔區(qū)為南北兩側(cè)山脈與東部山區(qū)，高大山區(qū)和山麓地帶生態(tài)敏感性較高；中央河谷地區(qū)海拔較低且為開(kāi)闊平原，生物多樣性較高，生態(tài)系統(tǒng)較穩(wěn)定，生態(tài)敏感性較低，河谷腹地生態(tài)敏感性為非敏感。

坡度變陡時(shí)，生物多樣性降低，生態(tài)環(huán)境變得不穩(wěn)定，生態(tài)敏感性增高。新源縣兩側(cè)山地與東部山區(qū)坡度變化較大，陡坡集中分布，生態(tài)敏感性極高；中央河谷平原基本為非敏感狀態(tài)。

坡向不同時(shí)，地面接收日照、太陽(yáng)輻射和降水存在差異，直接影響生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性。研究區(qū)位于北回歸線(xiàn)以北，一年內(nèi)正午陽(yáng)光基本出現(xiàn)在南坡，北坡接受太陽(yáng)輻射較少。因此，極高敏感坡向?yàn)楸逼?，高敏感坡向?yàn)槲鞅?、東北，中敏感坡向?yàn)檎龞|、正西，低敏感坡向?yàn)闁|南、西南，非敏感坡向?yàn)檎稀⑵降?。敏感性較高地區(qū)主要為山脈陰坡。研究區(qū)地表起伏變化大，坡向分布復(fù)雜，河谷平原區(qū)和山脈陽(yáng)坡的部分地區(qū)為中敏感或高敏感地區(qū)，總體敏感性較低。

水體受氣象、人類(lèi)活動(dòng)等眾多因素影響，具有復(fù)雜多變的特點(diǎn)，靠近水體區(qū)域的生態(tài)敏感性較高，劃分水體緩沖區(qū)進(jìn)行生態(tài)敏感性評(píng)價(jià)。極高敏感區(qū)域?yàn)樗w本身；高敏感區(qū)域?yàn)榫嗨w300 m內(nèi)的緩沖區(qū)；中敏感區(qū)域?yàn)榫嗨w300～800 m內(nèi)的緩沖區(qū)。水體在整個(gè)區(qū)域內(nèi)體現(xiàn)調(diào)節(jié)生態(tài)的作用，水體緩沖區(qū)外的區(qū)域?yàn)榈兔舾袇^(qū)域。

植被是生態(tài)系統(tǒng)評(píng)價(jià)中最直觀的因素，植被覆蓋高、生長(zhǎng)旺盛的地區(qū)生態(tài)系統(tǒng)趨于穩(wěn)定發(fā)展，生態(tài)敏感性較低。河谷平原腹地和中海拔常綠林區(qū)域，植被生長(zhǎng)穩(wěn)定，基本不會(huì)出現(xiàn)生態(tài)環(huán)境問(wèn)題，為非敏感區(qū)域；河谷平原邊緣植被較多，為低敏感區(qū)域；山地高海拔區(qū)域和常年積雪，植被覆蓋較少，生長(zhǎng)波動(dòng)大，為高敏感區(qū)或極高敏感區(qū)。

單一因子分析很難綜合反映生態(tài)環(huán)境敏感性的空間分異特征，需要對(duì)各因子進(jìn)行加權(quán)計(jì)算，分析新源縣綜合生態(tài)敏感性。河谷平原腹地具有適宜的地形條件和水熱條件，植被覆蓋高，長(zhǎng)勢(shì)茂盛，生態(tài)系統(tǒng)較穩(wěn)定，為非敏感區(qū)；河谷中靠近水體的地區(qū)，生態(tài)穩(wěn)定性隨水體變化發(fā)生變化，敏感性較低，為低敏感區(qū)；中海拔山脈陽(yáng)坡植被分布較多，受綜合地形因子影響，敏感性高于平原地區(qū)，為中敏感區(qū)；新源縣高敏感和極高敏感區(qū)域較少，零散分布在山區(qū)。

新源縣生態(tài)敏感性如圖2所示。

圖2 新源縣生態(tài)敏感性

在國(guó)土空間規(guī)劃中，對(duì)國(guó)土空間利用下的新源縣生態(tài)敏感性進(jìn)行分析，根據(jù)不同敏感程度推演自然災(zāi)害發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)，敏感度越高，發(fā)生自然災(zāi)害的可能性越大，應(yīng)加強(qiáng)生態(tài)保護(hù)，減少其他建設(shè)。

2.3 基于生態(tài)思想的國(guó)土空間規(guī)劃

國(guó)土可持續(xù)發(fā)展是國(guó)土工作的主要目標(biāo)，國(guó)土空間規(guī)劃等社會(huì)經(jīng)濟(jì)建設(shè)應(yīng)基于土地資源可持續(xù)發(fā)展理念進(jìn)行，土地生態(tài)環(huán)境變化是分析土地資源是否可持續(xù)發(fā)展的最高置信指標(biāo)。基于土地生態(tài)環(huán)境進(jìn)行國(guó)土空間規(guī)劃可以改善現(xiàn)狀土地利用與社會(huì)發(fā)展，評(píng)估土地資源未來(lái)發(fā)展方向，及時(shí)規(guī)避生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)，合理開(kāi)發(fā)利用自然資源，實(shí)現(xiàn)人與自然和諧發(fā)展的目標(biāo)。

基于生態(tài)思想的國(guó)土空間規(guī)劃需從兩方面進(jìn)行，對(duì)現(xiàn)狀土地利用進(jìn)行評(píng)估，分析現(xiàn)行國(guó)土空間規(guī)劃影響，基于“壓力-狀態(tài)-響應(yīng)”模型，形成現(xiàn)狀分析報(bào)告；結(jié)合RS技術(shù)、GIS技術(shù)分析過(guò)去中長(zhǎng)期土地生態(tài)環(huán)境變化，形成土地生態(tài)環(huán)境變化報(bào)告。基于現(xiàn)狀分析報(bào)告和土地生態(tài)環(huán)境變化報(bào)告，構(gòu)建縣域空間生態(tài)認(rèn)知，梳理社會(huì)建設(shè)、生態(tài)環(huán)境保護(hù)、土地可持續(xù)發(fā)展等需求層次，進(jìn)行縣域國(guó)土空間規(guī)劃。

3 結(jié)語(yǔ)

本研究基于三調(diào)數(shù)據(jù)和衛(wèi)星影像解譯數(shù)據(jù)，對(duì)新源縣國(guó)土空間規(guī)劃進(jìn)行現(xiàn)狀評(píng)估與災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估。新源縣三調(diào)數(shù)據(jù)顯示，耕地、林地、草地面積均呈現(xiàn)增加趨勢(shì)，種植園地面積減少。隨著城市化推進(jìn)，新源縣建設(shè)用地面積逐年增加，中心城區(qū)范圍擴(kuò)大，城郊的工業(yè)企業(yè)對(duì)新源縣生態(tài)穩(wěn)定具有一定影響，基于生態(tài)的國(guó)土空間規(guī)劃應(yīng)轉(zhuǎn)為后期國(guó)土規(guī)劃工作的中心。新源縣人類(lèi)活動(dòng)區(qū)生態(tài)敏感性適中，適宜合理開(kāi)發(fā)利用土地，山區(qū)主要以林地草地為主，是新源縣的生態(tài)調(diào)控中心。發(fā)展基于生態(tài)敏感性的國(guó)土空間規(guī)劃工作，合理開(kāi)發(fā)利用土地資源，有助于規(guī)避自然災(zāi)害對(duì)人類(lèi)社會(huì)經(jīng)濟(jì)直接的損失，建設(shè)環(huán)境友好型、生態(tài)友好型城市。