基于 GIS的延安市城郊区土地生态重要性分析

姜宁宁,庞 莎

(西北大学城市与环境学院,陕西 西安 710127)

基于 GIS的延安市城郊区土地生态重要性分析

姜宁宁,庞 莎

(西北大学城市与环境学院,陕西 西安 710127)

:以延安市城郊区高坡到三十里铺为研究区域,对其进行生态服务功能重要性分区,辨别出不同生态重要区域存在的潜在生态问题,从而为城郊生态保育和生态建设提供参考。运用A rcGIS空间分析功能,在单因子分析的基础上进行多因子综合分析。将研究区域划分为极重要区、较重要区和一般重要区三类,其中极重要区总面积为 13.58 km2,占研究区总面积的 66.55%。延安市城郊区生态服务功能重要性极强,城市建设受到的限制较大,不适宜进行过度开发建设活动,而应该以生态保护和建设为主。

生态重要性;GIS;延安市

土地是人类懒以生存的环境,是一切生命生活活动的载体。土地利用作为人类最基本的实践活动,与土地生态系统及其功能密切相关[1]。生态服务功能是人类生存与现代文明的基础,由于人类对生态系统的服务功能及其重要性的不了解,导致了生态环境的破坏,从而对生态系统服务功能造成了明显损害,威胁着人类赖以生存的环境。生态重要性评价即是针对区域内典型生态系统所提供服务功能的类型及其对区域可持续发展的作用与重要性进行评估和分级,并明确其空间分布[2]。土地利用进程中对环境产生的影响越来越大,在构建协调社会过程中对土地生态环境的维护治理和评价也越来越重要。

1 研究区域概况

研究区位于延安市南部地区,是延安的南大门。北起高坡立交,南至三十里铺,东西至《延安市总体规划(2007-2020)》规划区东西边界,面积约为 20.40 km2。该区域地形复杂,海拔 986～1 425m。气候属暖温带半湿润气候向半干旱气候过渡带,温差较大,四季分明,年平均气温 9.4℃,最高 39.7℃,极端最低温度零下 25.4℃。年降水量 547.4 mm,全年无霜期平均 150天左右,常年主导风向为西南风,频率占 24%,年平均风速为 1.5m/s。土地利用中水域与耕地较少,占土地总面积的 1.10%、4.69%,林地比重偏大,占土地总面积的 66.55%。植被多旱生,表现为稀树灌丛、暖温带落叶阔叶林植被等。土壤以黄绵土、新积土为主,土壤机械成分粗、结构松散、风蚀、水蚀均较严重。研究区内水土流失、植被退化等系列生态环境问题较突出,生态环境系统稳定性差、抗逆性弱、敏感性强,具有明显的脆弱性。

2 研究方法

影响规划区土地生态重要性的因子很多,根据规划区生态系统特征,选择了水土流失控制、水源涵养、产品供给、生态服务价值量等评价因子[3,4](表 1),依据各要素属性特征对于生态重要性的影响程度进行重分类并赋以相应的属性分值和权重。其中用 5,3,1表示评价因子对研究区生态重要性影响的分值高低,并采用层次分析法(AHP)确定指标权重。采用加权因子法对单因子评价,然后将评价结果进行叠加分析。叠加计算公式[5]如下:

式中:S为评定单元综合评定分值;n为评价因子数;Wk为第 k个评价因子的权重;Vk为第 k个评价因子的量化分值,取 5,3,1。在上述分项评价基础上运用 GIS的 Spatial Analyst模块对区域生态重要性进行综合评价,计算出各栅格的区域生态重要性评价指数。各生态因子分级标准和权重见表 1。

表1 生态服务功能重要性评价因子分级标准及权重

3 结果分析与讨论

高坡到三十里铺生态重要性评价结果见图 1和表 2。本次规划将生态服务功能重要性划分为三类:极重要区Ⅰ、较重要区Ⅱ和一般重要区Ⅲ。

规划区土地生态极重要的区域占规划区总面积比例较大,占 66.55%,主要是分布于规划区两侧山体的林地生长处以及川道中的河流所在地,以自然生态系统为主,为整个区域的生态系统提供了丰富的自然资源,自然生态系统及其物种对维持人类生存与发展起了极其重要的作用,主导生态服务功能有水源涵养、水土保持等。因此该区建设应注重林地的恢复和建设,为整个区域的可持续发展提供生态补偿。

土地生态较重要区占规划区面积的 11.48%,主要分布于规划区西北部,其余地方分布零散,以园地所在的山体坡度较缓处以及人工梯田上为主,是产品供给为主的区域,是以人工复合生态系统为主,能为区域生态系统平衡提供了一定的协调功能,主导生态服务功能为产品供给和水源涵养。

土地生态一般重要区占规划区面积的 21.97%,主要分布于以建设用地,耕地为主的规划区地势比较平坦的地方,是以城镇人工生态系统为主的区域,为区域生态环境提供生态服务功能较少,主导生态服务功能为城市景观和人居环境。因此该区建设应重视和强调城镇景观与自然环境的合理布局,加强滨水地带绿化建设,人居生态环境的改善。

表2 研究区生态系统服务功能重要性评价结果

4 结论与讨论

(1)本研究在生态环境现状调查资料和相关研究成果的基础上,选择有区域代表性的生态因子,在 GIS技术支持下,以 5 m×5m的栅格数据为基本评价单元进行空间因子的叠加,使其变的准确、高效,实现了研究成果的数字化和可视化,为土地生态重要性评价提供了一种实用的途径。

(2)研究区内生态极重要区域面积为 13.58 km2,占到总面积的 66.55%。因此,总体上来看研究区生态服务功能是相当重要的,城市建设受到的限制较大,不适宜进行过度开发建设活动,而应该以生态保护和建设为主。

(3)文章限于数据资料的收集情况,仅选择了易获取、有代表性的 4个因子,这可能会在一定程度上影响到区划的结果,但影响程度不大。同时在因子选择、分等定级、权重确定、叠加过程等具体方法上还可以进一步探讨。

[1]Semwal R L,Naytiyal S,Senk K,et al.Patterns and eco-logical implications of agricultural land-use changes:A case study from central Himalaya,India[J].Agriculture Ecosystems＆Environment,2004,102:81-92.

[2]高旺盛,陈源泉,董孝斌.黄土高原生态系统服务功能的重要性与恢复对策探讨[J].水土保持学报,2003,17(2):59-61.

[3]李鲁欣,邓祥征,战金艳,等.鄱阳湖流域生态系统服务功能重要性评价[J].安徽农业科学,2008,36(20):8786-8787.

[4]陈源泉,高旺盛.农牧交错带农业生态服务功能的作用及其保护途径[J].中国人口·资源与环境,2005,15(4):110-115.

[5]刘康,欧阳志云,王效科,等.甘肃省生态环境敏感性评价及其空间分布[J].生态学报,2003,23(12):2711-2718.

Analysis on Signification of Land Ecosystem in Suburb of Yan'an City Based on GIS

JIANG Ning-ning,PANG Sha
(Department of Urban and Resources,Northwestern University,Xi'an 710127,Shaanxi)

The article takes the studied area from Gaopo to Sanshilipu in the urban of Yan'an city as an example,divides the area by the ecological signification,finds out the potentialecological problem,so thatprovide consults in ecological protection and construc tion of the suburb.By using the ArcGIS technology,itmakes a comp lex analysis on themultiple factors based on the single-factor analysis.The studied area is divided into three categories including the highly-significantareas,moderately-significant areas and common significantareas.The total area ofhighly-significant areas is 13.58 km2,accounted for 66.55%of the total studied area.Ecological signification in the Suburb of Yan'an city is very high,the city's construction is limited and couldn'tbe exploited largely,on the contrary,the studied area should strengthen the ecological p rotection and construction.

ecological signification;GIS and Yan'an city

X 171.1

A

1004-1184(2011)01-0152-02

2010-09-25

西北大学研究生创新基金资助项目(09YJC15)

姜宁宁(1986-),男,吉林白城人,在读硕士研究生,主要从事区域经济、土地利用规划、房地产估价研究。