乔新元
四川大学 四川 成都 610065
生态用地一般是指承载着生态服务功能的各类用地,主要包括湿地、森林、草地和其他生态土地,维护生态系统稳定,保护生物多样性[1],直接关系着国土生态环境质量。城市化是现代文明的标志,城市是人类伟大智慧的结晶。
快速的城市化和人口的迅猛增长,势必引起建设用地的大幅增加,并加大生态用地被占用的风险[2]。作为全国公园城市建设的示范区之一,为了保护区域生态安全水平是必不可少的。
本文选取四川天府新区为研究对象,选取基于水源涵养、生物多样性、景观游憩性、自然灾害风险评估四个生态过程,综合考虑天府新区的自然资源状况和生态环境特征,选取多个因子对其生态用地重要性进行综合评价,最后对四个生态过程指标叠加分析,得到天府新区生态用地重要性分布情况。并对不同重要性生态用地的面积进行统计和分析。
四川天府新区位于四川省成都市主城区南部偏东方向,规划面积1578km2,属于亚热带季风气候,拥有龙泉湖、三岔湖、龙泉山“两湖一山”、岷江及其支流等自然生态资源。天然植被为亚热带常见次生灌木草丛植物群落为主。
本文选取的数据源来自2020年7月28日的Landsat 8卫星影像(来源于地理空间数据云:http://www.gscloud.cn/;空间分辨率30m);全国DEM数据(空间分辨率90m);全国地表覆盖数据(N48_30);全国基础地理数据;天府新区行政区划图。
1.3.1 重要性综合指数
重要性综合指数主要以不同的评分标准划分不同栅格单元的重要性等级,其具体公式如下:
式中:S表示该栅格单元的重要性综合指数,C表示该栅格单元的重要性等级值,j表示其中一个重要性评价因子。
1.3.2 归一化植被指数
归一化植被指数(NDVI)[3]主要指土壤覆盖指数,通过对波段反射率的计算,能观察和统计其植被覆盖率,在植被分类中应用尤为广泛。通过ArcGIS 10.3软件栅格计算函数,利用以下公式计算出研究区域的归一化植被指数。
式中:NDVI表示归一化植被指数,结果一般为[-1,1];NIR表示遥感影像近红外波段反射率,Red表示红波段反射率。
在我国学者的研究当中,对于生态用地的重要性评价,主要从水源涵养重要性、景观休憩重要性、地质灾害防范重要性和生物多样性保护重要性等生态服务功能来衡量[4],选取以上四个生态评价因子以及适宜的评价指标,综合分析天府新区的生态条件,构建了生态用地重要性评价体系。见图1-图4。
图1 天府新区水源涵养功能重要性分布图
图2 天府新区景观游憩功能重要性分布图
图3 天府新区生物多样性保护重要性分布图
图4 天府新区地质灾害防范重要性分布图
根据以上四种生态过程的重要性程度评价结果,利用ArcGIS10.3中Spatial Analysis工具,再分别对其进行赋值,加权叠加四个重要性评价结果,对其进行综合评价。
运用加权叠加分析的重要性综合评价指数,将评价结果重分类为极重要、中等重要、一般重要、较低重要四种类型,得出天府新区生态用地重要性综合评价分布情况。
图5 生态用地综合重要性等级空间分布图
根据上述方法,得到了天府新区用地重要性分布特征,分别对各重要性的用地面积进行统计,结果显示:
(1)从结构分布情况来看,生态用地极重要的区域面积213.16km2,仅占天府新区用地的13.51%;具有中等重要性的生态用地共709.91 km2,占用地面积的44.97%;一般重要的生态用地617.32 km2,所占比例39.11%;较低重要的生态用地38.12km2,占总面积的2.41%。
(2)在空间分布情况来看,生态用地重要性极高的区域,在天府新区东部较集中于龙泉山脉,呈东北至西南走向,其坡度较大,由大面积生态林地构成,是生态服务功能较好,同时也是容易发生地质灾害的高风险地区。而其他重要性极高的区域主要零散分布于具有较高景观休憩功能和生物多样性功能的区域。
从所选取的四个生态用地重要性评价因子中,天府新区生态用地水源涵养功能重要程度的空间分布格局受水源距离的影响明显,同时,在东多西少的降雨结构特征下,生态用地水源涵养功能重要程度呈现出由东向西递减的圈层结构;景观休憩功能重要区域以生态湿地和林地为主,主要分布在公园景点以及重要水系;生物多样性较高的区域主要分布于东部龙泉山脉主要分布在龙泉山森林公园、三岔湖景区、兴隆湖湿地公园、桃花故里景区等生态环境条件较好的区域;地质灾害防范重要性呈现东北至西南的走势并有明显的东西差异,从龙泉山脉西麓到双流区重要性等级逐渐降低,其间穿插少量湖泊、水系,相较于中等重要性的南部区域,北部城市建设区域的敏感度较低,因此地质灾害的易发程度更低。
综合生态用地重要性极高的区域,在天府新区东部较集中于龙泉山脉,呈东北至西南走向,其坡度较大,由大面积生态林地构成,是生态服务功能较好,同时也是容易发生地质灾害的高风险地区。而其他重要性极高的区域主要零散分布于公园景区等具有较高景观休憩功能和生物多样性功能的区域。