基于GIS和RS的合肥市生态敏感性评价研究

韦月玲

摘 要：一个地区的生态敏感性评价对于规划区域生态环境策略的一个重要依赖指标。本文以合肥市为例，提取坡度（Slope）、坡向（Aspect）、高程（DEM）、水体（Ndwi）、植被指数（Ndvi）五个指标，利用专家打分方法来确定每一个指标的权重。借助Arcgis软件的支持，对合肥市生态敏感性进行评价研究。结果表明：1）合肥市生态敏感性高敏感主要分布在东南部，主要集中在巢湖附近和城区。主要原因是该区域植被稀少。土地利用较密集，人为活动较强烈，该区域的生态环境越容易被损坏。因此，政府部门因重点关注该区域的生态保护工作，减少不必要的商业开发;2）合肥市2016年较低敏感和中敏感占据一大半，达到了63.82%，其中高敏感最低，只有3.78%，最高的是较低敏感性，为34.41。研究区主要处于较低敏感和中度敏感之间。整体敏感性较高。

关键词：合肥市;生态敏感性;GIS;RS

生态敏感性是指生态系统对该地区自然环境和人类活动变化的敏感性，反映了当生态系统受到自然因素干扰时生态环境问题的难度和可能性[1]。合理地分析生态敏感性可以为区域资源的利用和开发提供理论依据[2]。生态敏感性的分析和评价是全面反映各种环境因素的环境稳定性的重要方法和手段[3]。

随着信息技术的不断发展，GIS在建设绿色城市中扮演着越来越重要的角色。它基于生态理论并以GIS技术为后盾，利用其强大的空间信息管理，数据处理和分析以及三维城市模拟功能，为建设生态城市提供实用、有效、可行的手段。张广创等基于GIS技术对锡尔河中游生态敏感性进行了分析和评价，锡尔河中游地区的生态敏感性与海拔和坡度因子呈正相关，并显示了南（坡）高和北（坡）低的分布格局[3];邹丹等基于GIS和RS技术对龙海市进行了生态敏感性评价和研究，得出了城镇周围敏感性较低、区域的东南部敏感性较均衡、西部敏感性较高[4]。为响应国家关于建设新型住房开发和建设安徽生态省的号召，突出了合肥丰富的资源优势，本研究探讨了合肥GIS生态建设的现实过程，RS和GIS数据分析和处理技术。本文的具体应用为合肥市生态环境的保护、规划和发展提出了建议，并为建设“农村城市和生态城市”提供了基准。

1 研究区域以及数据来源

1.1 研究区概况

合肥地处中国东部、长江三角洲西部，介于江淮之间，安徽中部，西部接邻六安市，北部毗邻淮南市，东北倚靠滁州市，东南接壤马芜湖市、鞍山市，西南接铜陵市、安庆市。研究区介于北纬30°57′-32°32′、东经116°41′-117°58′之间，地区总面积11445.1平方公里。

合肥市包含三类地形地貌：低洼平原、丘陵地和低山丘陵。主要土地是丘陵地带，江淮流域自西向东贯穿全境。该城市的海拔高度通常在15至80米之间，平均海拔为20至40米，如图1所示。

合肥属于中纬度区域，其气候类型为亚热带季风湿润气候。季风居多，四季晴朗，降雨量适中，气候比较温润。年平均气温为15.7℃，年平均降水量约为1000毫米，年日照时间约为2000小时，年平均无霜期为228天，平均相对湿度为77%。

1.2 数据来源及预处理

本文使用的数据包括合肥市行政边界（shape）、合肥市遥感影像图（2016年）、合肥市DEM数据（30m分辨率）。行政区划数据从最新的全国行政区划图中提取出来的，遥感影像数据来源于美国地质调查局官网（USGS），DEM数据来自地理空间数据云官网。数据预处理主要包括对遥感影像进行辐射校正、大气校正、辐亮度转反射率以及几何纠正等处理，遥感影像预处理是在Envi5.3软件中进行。

2 研究方法

首先，选择生态评价因子，建立生态敏感性评价体系。对单个因素进行分层评估，并根据敏感性评估层次对每个因素进行分层;其次，运用层次分析法确定各生态因子的权重，得出各因子的生态敏感性图和权重值，得到合肥市的综合分析图，最后，分析各层次的敏感性范围。

2.1 指标选取

生态系统的特点是开放性，复杂性和多样性，不同地区的生态敏感性因子差异明显。根据科学完整性的原则，定性和定量相结合，易于操作，并结合合肥市的发展现状和生态规划，选择五个有代表性的生态和环境因素，分别是坡度（Slope）、坡向（Aspect）、高程（DEM）、水体（Ndwi）、植被指数（Ndvi）。

坡度：表面坡度越大，接收到的太阳辐射的强度越低，并且不同气候条件更容易侵蚀表层土壤[5]。生态环境越不稳定，生态条件就越脆弱。此外，地面的坡度通常会影响生态城市土地的规划和建设。

高程：影响地质体的稳定性，土壤发育的程度，植被的多样性以及诸如温度，湿度和降水等微气候。它还影响到生态城市建设和规划的简便性。

水体：它在调整区域温度和湿度，改善区域生态景观质量以及改善区域生态环境质量等方面起着重要作用。合肥市内河的分布密度极高，水生生态资源十分丰富。

植被指数：植被是生态城市建设中最重要和最敏感的自然因素。植被覆盖度越高，改善城市生态环境就越积极。

2.2 指标权重

本文基于专家打分方法对每个指标进行赋权，每个指标分为5个等级，并使用1-5来分别赋值，值越大代表的指标越优。本文将合肥市生态敏感性等级主要分为高敏感、较高敏感、中敏感、较低敏感、低敏感，如表1所示。

考慮到生态敏感性的特殊性，结合大量文献分析，本文分别对坡度（Slope）、坡向（Aspect）、高程（DEM）、水体（Ndwi）、植被指数（Ndvi）赋权为0.15、0.15、0.15、0.25、0.3。

3 结果与分析

本文借Arcgis技术，将计算得到的NDWI、NDVI、DEM、SLOPE、ASPECT进行了标准化处理。

为了便于后面生成生态敏感性数据，需要对每个因子进行重分类操作，重分类标准见表1。

根据表1中的权重对所有指标进行加权求和操作，图2为加权求和后的生态敏感性分布图。

最后对图2进行重分类处理，得到五类敏感性分级图，如图3所示。

从图3中可以看出，合肥市生态敏感性高敏感主要分布在东南部，主要集中在巢湖附近和城区。主要原因是该区域植被稀少。土地利用较密集，人为活动较强烈，因此该区域的生态环境越容易被损坏。因此，政府部门因重点关注该区域的生态保护工作，减少不必要的商业开发。而较低和低敏感区域主要分布合肥市的四北部、西部和北部，主要靠近山区，这些区域植被茂密，认为活动较少，受到生态破坏的威胁较小。

为了定量分析合肥市的敏感性等级分布情况，本文对五种敏感性类别进行了面积及其占合肥市总面积比例统计，见表2。

从表2中可以看出，合肥市2016年较低敏感和中敏感占据一大半，达到了63.82%，其中高敏感最低，只有3.78%，最高的是较低敏感性，为34.41。研究区的生态敏感性主要处于中敏感和较低敏感之间。说明合肥市整体生态状况比较良好。

4 结论

本文以合肥市为例，提取坡度（Slope）、坡向（Aspect）、高程（DEM）、水体（Ndwi）、植被指数（Ndvi）五个指标，利用专家打分方法来确定每一个指标的权重。借助Arcgis软件的支持，对合肥市生态敏感性进行评价研究。结果表明：

（1）合肥市生态敏感性高敏感主要分布在东南部，主要集中在巢湖附近和城区。主要原因是該区域植被稀少。土地利用较密集，人为活动较强烈，该区域的生态环境越容易被损坏。因此，政府部门因重点关注该区域的生态保护工作，减少不必要的商业开发;

（2）合肥市2016年较低敏感和中敏感占据一大半，达到了63.82%，其中高敏感最低，只有3.78%，最高的是较低敏感性，为34.41。研究区主要处于较低敏感和中度敏感之间。整体敏感性较高。

参考文献：

[1]欧阳志云，王效科，苗鸿.中国生态环境敏感性及其区域差异规律研究[J].生态学报，2000，20（1）：9-12.

[2]欧阳志云，郑华，高吉喜，等.区域生态环境质量评价与生态功能区划[M].北京中国环境科学出版社，2009.

[3]尹海伟，徐建刚，陈昌勇，等.基于GIS的吴江东部地区生态敏感性分析[J].地理科学，2006（1）：64-69.

[4]邹丹，刘璐莹，梁文全，等.基于RS与GIS的龙海市生态敏感性评价研究[J].龙岩学院学报，2019，37（02）：61-69.

[5]陆天赞.1990年代以来我国城市设计生态手法的类型研究[D].上海：同济大学，2007：15，18-19，23-24.