基于ArcGIS的珠海市海綿城市生態(tài)本底分析

陳炳偉

（廣州市嶺南建筑研究中心有限公司，廣東 廣州 510030）

海綿城市是指科學(xué)控制和應(yīng)用水資源，是城市建設(shè)的新一代雨洪管理理念，也是智慧城市的重要組成部分[1]。海綿城市建設(shè)要在城市規(guī)劃、建設(shè)及管理的全過程中堅(jiān)持生態(tài)優(yōu)先原則。生產(chǎn)活動(dòng)、自然環(huán)境本身的變化會(huì)對(duì)生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生影響，生態(tài)系統(tǒng)對(duì)影響的反應(yīng)程度可以通過生態(tài)敏感性進(jìn)行表征，確定區(qū)域是否容易產(chǎn)生生態(tài)環(huán)境問題以及區(qū)域修復(fù)的速度[2-3]。

生態(tài)敏感性評(píng)價(jià)是明確“山、水、林、田、湖”等海綿城市生態(tài)本底條件，確定不同區(qū)域開發(fā)建設(shè)要求的有效方法。文章基于ArcGIS建立生態(tài)敏感性分析模型，選取高程、坡度、水系緩沖區(qū)、保護(hù)區(qū)和土地利用5個(gè)評(píng)價(jià)因子，通過生態(tài)敏感性分析提出了對(duì)珠海市不同區(qū)域開發(fā)建設(shè)要求，以期為后續(xù)海綿城市建設(shè)提供參考。

1 區(qū)域概況

珠海市位于廣東省南部，珠江出海口西岸，瀕臨南海，是“五門”（虎跳門、金星門、雞啼門、磨刀門、崖門）之水匯流到海的地方，地處北緯21°48′～22°27′、東經(jīng)113°03′～114°19′之間，陸域面積約為1 724 km2。

2 評(píng)價(jià)方法

2.1 評(píng)價(jià)因子的選擇

生態(tài)系統(tǒng)是由多因子構(gòu)成的復(fù)雜且統(tǒng)一的有機(jī)系統(tǒng)，生態(tài)環(huán)境問題一般是由不同因子相互作用產(chǎn)生。因此，在生態(tài)敏感性評(píng)價(jià)中，需要科學(xué)地選擇評(píng)價(jià)因子，確保評(píng)價(jià)因子具有代表性、可行性和完備性[4]。

根據(jù)珠海市現(xiàn)狀生態(tài)本底條件，結(jié)合國(guó)內(nèi)外相關(guān)研究，選取高程、坡度、水域、保護(hù)區(qū)（飲用水源保護(hù)地、濕地）和土地利用類型作為評(píng)價(jià)因子。技術(shù)路線如圖1所示。

圖1 技術(shù)路線

2.2 評(píng)價(jià)體系及權(quán)重確定

將生態(tài)敏感因子劃分為4級(jí)，分別為高敏感、中敏感、低敏感和非敏感，分別賦值7、5、3、1，采用AHP層次分析法計(jì)算各因子的權(quán)重[5]。

高程會(huì)對(duì)植被分布、地質(zhì)以及降水等產(chǎn)生影響；坡度會(huì)對(duì)徑流分布和地質(zhì)穩(wěn)定等產(chǎn)生影響，影響農(nóng)業(yè)生產(chǎn)以及工程建設(shè)等；距離水域的距離會(huì)影響生態(tài)敏感性；距離水源保護(hù)區(qū)和濕地距離不同，生態(tài)敏感性也不同；土地利用類型與生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、降雨地表徑流等有密切關(guān)系，影響生態(tài)敏感性和后續(xù)開發(fā)建設(shè)。

生態(tài)敏感性因子評(píng)價(jià)體系如表1所示。

表1 生態(tài)敏感性因子評(píng)價(jià)體系

2.3 空間疊加分析

根據(jù)各因子權(quán)重，利用ArcGIS的空間分析功能對(duì)各評(píng)價(jià)因子進(jìn)行加權(quán)疊加，通過分析計(jì)算，獲得綜合生態(tài)敏感性空間分布圖。

生態(tài)敏感性數(shù)學(xué)模型：

式中：Si——第i個(gè)評(píng)價(jià)單元的綜合值；n——評(píng)價(jià)因子總數(shù)；Ci(k)——第i個(gè)評(píng)價(jià)單元中第k個(gè)評(píng)價(jià)因子的評(píng)價(jià)值；Wk——第k個(gè)評(píng)價(jià)因子的權(quán)重。

根據(jù)生態(tài)敏感性分析結(jié)果，提出珠海市不同區(qū)域開發(fā)建設(shè)要求，以期為后續(xù)海綿城市建設(shè)提供參考。

3 結(jié)果分析

3.1 單因子生態(tài)敏感性分析

生態(tài)敏感性分布統(tǒng)計(jì)結(jié)果如表2所示。

表2 生態(tài)敏感性分布統(tǒng)計(jì)結(jié)果

珠海市整體海拔較低，高程小于25 m的非敏感區(qū)域占比達(dá)到了77.99%；高敏感區(qū)域占比為0.74%，主要分布在山地頂部區(qū)域，如鳳凰山、大橫琴山、黃楊山等；中敏感區(qū)域占比為8.24%，主要分布在相對(duì)較低的山地以及相對(duì)較高山地的山腰區(qū)域；低敏感區(qū)占比為13.03%，主要分布在山體的山腳區(qū)域，包括大橫琴山、黃楊山等。

大部分區(qū)域坡度小于5°，為非敏感區(qū)域，占比為74.97%；敏感區(qū)主要分布在山地區(qū)域，低敏感區(qū)、中敏感區(qū)、高敏感區(qū)占比相近，分別為8.34%、9.46%、7.53%。

珠海市作為沿海城市，河網(wǎng)密布、水系發(fā)達(dá)，大多數(shù)區(qū)域均臨水。金灣東部和斗門的水系敏感程度較高，金灣西部高欄港區(qū)域則相對(duì)較低。距離水域小于100 m的高敏感度區(qū)占比為22.74%；距離水域100～500 m的中敏感區(qū)占比為43.52%；距離水域500～1 000 m的低敏感區(qū)占比為21.62%；距離水域大于1 000 m的非敏感區(qū)占比為12.12%，主要分布于高欄港中部和南部、黃楊山、鶴州南、上沖、大橫琴山等區(qū)域。

保護(hù)區(qū)是指水源保護(hù)區(qū)及濕地等生態(tài)相對(duì)脆弱的區(qū)域。珠海市多數(shù)保護(hù)區(qū)域?yàn)榉敲舾袇^(qū)，占比為77.27%。高、中、低敏感區(qū)域共占比22.73%，主要分布在竹洲頭泵站、廣昌泵站、南屏水庫(kù)、大鏡山水庫(kù)等飲用水水源保護(hù)區(qū)及淇澳紅樹林、茫洲濕地附近。

珠海市總體生態(tài)條件較好，對(duì)維護(hù)地區(qū)生態(tài)環(huán)境起到重要作用的山體、水域和濕地等高敏感區(qū)占比為31.32%；耕地等中敏感區(qū)占比為16.34%，分布在磨刀門水道以西地區(qū)；城市綠地等低敏感區(qū)占比為1.00%；非敏感區(qū)占比為51.34%，分布在高新、香洲中部、鶴洲南部、黃楊山東西兩側(cè)，金灣區(qū)北部和西部部分地區(qū)。

3.2 綜合生態(tài)敏感性分析

綜合生態(tài)敏感性空間分布如圖2所示。

圖2 綜合生態(tài)敏感性空間分布

由圖2可知，低敏感區(qū)域占比最大，高敏感區(qū)域次之。高敏感區(qū)占比為26.35%，成片狀分散分布于珠海市各個(gè)區(qū)域，主要為山體、水域及水源保護(hù)區(qū)、濕地等。高敏感區(qū)生態(tài)價(jià)值較高，但生態(tài)系統(tǒng)也較脆弱，穩(wěn)定性最易受到破壞，后續(xù)應(yīng)重點(diǎn)保護(hù)，避免或減少開發(fā)建設(shè)，保護(hù)天然海綿本底。

中敏感區(qū)占比為21.65%，主要為部分山體及西部耕地。相較高敏感區(qū)，中敏感區(qū)的生態(tài)系統(tǒng)相對(duì)較為穩(wěn)定，但也容易受到一定干擾和破壞，應(yīng)盡量降低開發(fā)力度，保護(hù)區(qū)域內(nèi)的基本農(nóng)田、原生植物，提高生態(tài)系統(tǒng)的多樣性。在開發(fā)建設(shè)中，應(yīng)嚴(yán)格落實(shí)海綿城市建設(shè)要求，統(tǒng)籌考慮雨水控制，確保建設(shè)前后降雨徑流增大速度緩慢。

低敏感區(qū)占比為37.56%，主要分布于鳳凰山、白蕉中部、黃楊河兩側(cè)等區(qū)域。非敏感區(qū)占比為14.44%，主要分布于遠(yuǎn)離山體、水域、保護(hù)區(qū)且高程較低的區(qū)域。低敏感區(qū)和非敏感區(qū)均為適宜開發(fā)利用的區(qū)域。在開發(fā)過程中，應(yīng)注重對(duì)生態(tài)環(huán)境的保護(hù)以及對(duì)綠地設(shè)施的建設(shè)，優(yōu)化土地利用的結(jié)構(gòu)布局，加強(qiáng)集約開發(fā)，促進(jìn)人和地之間的協(xié)調(diào)發(fā)展。應(yīng)在建筑與小區(qū)、道路與廣場(chǎng)中落實(shí)海綿城市要素和指標(biāo)，推進(jìn)排水防澇設(shè)施建設(shè)，降低雨水徑流，實(shí)施雨污分流，緩解城市內(nèi)澇，保護(hù)生態(tài)環(huán)境。

4 結(jié)語

在海綿城市建設(shè)過程中，應(yīng)結(jié)合生態(tài)敏感性分析，因地制宜進(jìn)行開發(fā)建設(shè)。高敏感區(qū)主要為山體、水域及水源保護(hù)區(qū)、濕地等，應(yīng)重點(diǎn)保護(hù)，避免或減少開發(fā)建設(shè)；中敏感區(qū)主要為部分山體及西部耕地，在開發(fā)建設(shè)中應(yīng)嚴(yán)格落實(shí)海綿城市建設(shè)要求，統(tǒng)籌考慮雨水控制；低敏感區(qū)主要為山體和水系周邊區(qū)域；非敏感區(qū)主要為遠(yuǎn)離山體、水域、保護(hù)區(qū)且高程較低的區(qū)域，應(yīng)在開發(fā)建設(shè)中落實(shí)海綿城市要素和指標(biāo)，緩解城市內(nèi)澇，保護(hù)生態(tài)環(huán)境。