基于GIS的琅岐镇土地生态敏感性评价

陈家慈，刘芬菲，郑少彬，陈 扬

闽南理工学院，福建泉州 362700

城市的生态安全问题对构建和谐社会格局至关重要，合理的生态区域建设必须建立在科学评价的基础之上，行之有效的生态保护区的建设，必须经过科学的评价模型分析[1]。生态环境敏感性是指生态系统对区域内自然和人类活动干扰的敏感程度，反映了区域发生生态环境问题的难易程度和概率[2]。

1 研究区概况

琅岐镇，又称琅岐岛，位于福建省福州市东部，隶属马尾行政区。全岛面积92 km2，其中陆地面积55 km2，滩涂面积37 km2，环岛海岸线长40 km，是福建省第四大岛。全岛地貌以平原区和丘陵地形为主要地质风貌，其中九龙山和白云山位于东西方向，居岛中间，海拔高度为100～275 m；丘陵四周均为闽江口三角洲平原区。平原区总面积36.5 km2，丘陵总面积18.5 km2，海域长11.3 km，江岸线长20.2 km，深水深海岸线关键坐落于岛西北方的沃头浦一带，另约7 km2的浅海滩涂地遍布在岛东部地区[3]。

2 研究方法

2.1 数据来源和评价方法

主要数据来源：（1）琅岐岛2018年LANDSAT8遥感影像；（2）琅岐岛数字高程模型DEM30m数据；（3）研究区内的环境因素、交通系统、水系网络、建设用地资源等资料；（4）马尾区土地利用总体规划（2006—2020）、福州新区琅岐岛控制性详细规划；（5）通过分析绿地现状情况，在对遥感影像有清晰的认知情况下，通过走访调查区域现状，对影像相关内容给予人工修正。

运用ArcGIS 10.2软件将各个单因子的信息导入地图，完善各因子数据且建立相应数据库，并对生态敏感的各个因子进行权重赋值，根据不同的因子数据进行栅格化，得到各因子的分析图。在不同敏感性因子的数据指标下，将各类分析图运用Arc toolbox软件进行加权叠加，最终得到琅岐岛生态敏感值与综合生态敏感性评价图。

2.2 评价指标的选取与体系构建

生态敏感性评价是对原有研究地生态系统各项因素进行分析，但由于自然生态本身的复杂性，所以面对不同的场地生态敏感因子的选取标准也不同，需要实地调研分析原有的研究域，根据场地本身的不同生态环境分析其不同的差异性，选取最具有代表性的生态敏感因子。

在本研究选取生态敏感因子的过程中，参考了多因子综合方法，其选取遵循指标主导性、科学性和可实施性等。参考琅岐岛原有的生态环境及其人群活动情况，选择高程、坡面倾斜度、坡面方向、水域、公路交通和植物群落归一化（NDVI）指数值为本研究的关键点评系数。

参照敏感性分析的科研成果，融合研究地区生态环境保护整体规划状况，将各生态因子敏感度分成5个级别：高、较高、中、低和非敏感度，并用值1、3、5、7、9开展量化。考虑实际应用中点评因子与生态环境之间的联系，将研究对象按敏感性的高低划分为4个不同等级的区域：高度敏感区、较高度敏感区、中度敏感区、低度敏感区和非敏感区（表1）。

表1 琅岐岛生态敏感性评价指标体系

2.3 评价指标的权重确定

单因子的权重值与它对敏感性的影响呈正比，根据层次权重决策分析的方法（AHP法）两两比较单因子对生态环境的重要性确定各因子权重。参考相关文献，综合分析琅岐岛区域的生态环境情况，根据本研究的生产性景观营造目的，对各项因子进行1～5分制打分；然后使用平均几何方法计算矩阵权重对矩阵进行一致性检验。若一致性比率CR值在0～0.1，则整体数字比例无误，若超出CR值范围，则需要重新调整矩阵模型。

根据判别矩阵计算矩阵最大特征值λmax，一致性指标CI=（λmax×n）/（n-1），对照平均随机性一致指标，当n=6时，RI=1.26，经计算一致性比率CR=0.012＜0.1，判别矩阵通过检验，结果有效（表2）。

表2 生态敏感性评价判别矩阵及一致性检验

3 结果与分析

3.1 单因子敏感性评价

3.1.1 高程生态敏感性琅岐岛区域的中部主要为高海拔山陵，最高海拔为白云山275 m，九龙山海拔255 m。山陵周边主要为平原区（图1）。

图1 琅岐高程生态敏感性分级图

3.1.2 坡度生态敏感性坡面倾斜度与土壤侵蚀、土地盐碱化等生态问题息息相关，是影响生态敏感度的关键因子（图2）。

图2 琅岐坡度生态敏感性分级图

3.1.3 坡向生态敏感性坡面的类别较多，常见的是8个方位的分类方法，本研究选用其中的6个方位归类，即朝北、东北向、东南向、朝南、西南向、西北向（图3）。

图3 琅岐坡向生态敏感性分级图

3.1.4 水系生态敏感性水域环境会直接影响区域的生态环境，也是最容易受到人为干扰的因子之一。研究区内水资源较为丰富，有云龙河、金沙河、沙园河、凤窝河和龙台河等诸多河流，连通性一般，以及幸福水库、白马王水库、金砂水库等大小水库（图4）。

图4 琅岐水体生态敏感性分级图

3.1.5 道路生态敏感性公路交通对生态敏感性的影响较大，研究区域内道路交通敏感性水平整体较高。因琅岐岛内大部分主要干道还处于开发建设中，因此参考了福州新区琅岐岛控制性详细规划的道路规划和现有的主要公路（图5）。

图5 琅岐道路生态敏感性分级图

3.1.6 植被归一化生态敏感性植物群落归一化指数值体现了该地域的植被覆盖度，丰富多彩的植物群落推动了物种多样性，并降低了土地盐碱化，具备优良的生态敏感度。归一化的NDVI数值[-1，1]，值越贴近0，代表植被覆盖率越少，越贴近裸地；负值则代表高反射面物，如水、云等（图6）。

图6 琅岐植被归一化生态敏感性分级图

在地理数据信息云中下载Landsat5中2018年遥感影像，根据遥感图像利用ENVI软件对图像进行处理。

3.2 综合因子生态敏感性评价

利用ArcGIS 10.3空间分析功能（spatial analyst）对6个单因子敏感性因子进行空间叠加分析，得到综合生态敏感性评价结果图。根据各因子空间分布数据，按照计算敏感性综合得分公式将各因子重分类后的图层进行叠加处理，即［高程］×0.0960+［坡度］×0.0856+［道路交通］×0.1318+［水体］×0.1776+［坡 向］×0.0996+［NDVI］×0.4094。

结合各因子的权重值，得到研究区生态敏感性综合评价值为1.000～6.902，采用等间距分级法（equal interval）将生态敏感区分为5类，即高度敏感区、较高敏感区、中度敏感区、低度敏感区和非敏感区，重分类后得到的图层即为琅岐岛综合生态敏感性评价（图7）。

图7 琅岐综合性生态敏感性分级图

其中，非敏感区域面积为6.50 hm2，占总面积的11.80%；非敏感区主要是琅岐岛内的非保护性质水田和旱田，适宜开发建设。在进行开发时应加强绿地的多功能性的开发、文化景观的保护，改善人居环境，维护人地关系绿色发展。

轻度敏感区域面积为20.49 hm2，占总面积的37.26%；中敏感区域面积为11.86 hm2，占总面积的21.56%；轻度敏感和中度敏感区面积较大，作为城镇关联对接的关键绿化地，应紧紧围绕融洽好群体主题活动与绿化自然环境的关联，运用本地的栽种生产优势，激励中轻比较敏感区域内开展第一产业及其相对应的第三产业的发展，融合设计规划合理使用农用地，加强农村田地风景与生态农业旅游融合，以推动旅游业发展的可持续发展。

较高敏感区域面积为8.78 hm2，占总面积的15.96%；较高敏感区域内虽具备一定的抵御与修补工作能力，但长期性的城市干扰也会对绿色生态造成不可逆转的影响。调节好维护与开发的关系，在维护好生态环境、旅游资源开发的前提下合理规划开展开发主题活动。

高敏感区域面积为7.38 hm2，占总面积的13.42%。高敏感区现况多见自然林用地、坡面倾斜度很大的丘陵地形带，生态环境严重破坏没无法修复。该地区是琅岐镇的重点维护目标，适度规范并严格把控农用类林用地的运营种类，避免人为因素导致土地资源利用不善。针对有开发使用价值的地区，以维护为优先选择，在不毁坏生态环境的前提下创建湿地公园，丰富琅岐度假旅游的自然景观，引导群众树立绿色生态观念。