基于GIS 的芜湖市生态敏感性评价

周建华

（安徽省核工业勘查技术总院，安徽 芜湖 241002）

生态敏感性是指一定区域发生生态问题的可能性和程度，用来反映人类活动可能造成的生态后果。生态敏感性与生态系统抗干扰能力呈负相关。生态敏感性研究能为土地合理利用提供依据，保护生态系统较为敏感的区域。目前，国内诸多学者从不同尺度研究生态敏感性，相关成果也被广泛地应用。根据研究对象的不同，现有研究可以分为3 个方面。一是针对某种生态环境问题的生态敏感性研究。王效科等[1]以我国为研究区，对水土流失问题进行研究。二是针对特殊生态系统的生态敏感性研究。李红清等[2]以长江上游为研究区，对长江上游的生态敏感性进行研究，展现长江上游生态敏感性的空间分布格局。三是针对城市的生态敏感性评价。邹洪坤等[3]采用高程、坡度、水域、植被覆盖度（NDVI）和土地利用类型等指标，对西宁市进行生态敏感性研究。国外生态敏感性的研究领域广泛，注重单一生态环境的敏感性研究，如沼泽湖泊对营养富集的生态敏感性研究。此外，国外对于城市生态敏感性的研究与国内不同，更注重研究居住环境、城市能耗等。本文以芜湖市为研究区，基于地理信息系统（GIS）和层次分析法（AHP）对芜湖市全域土地的生态敏感性进行评价，为芜湖市国土空间规划指明方向。

1 研究区概况

芜湖市位于安徽省东南部，地处长江下游，南倚皖南山系，北望江淮平原，总面积为6 026 km2。地势西南高东北低，地形呈双翼状。地貌类型多样，平原丘陵皆备，河湖水网密布，长江将市域划分为江南和江北两大片。芜湖市地处亚热带季风气候区，年平均气温介于15 ～16 ℃，日照时数为2 000 h，年降水量为1 200 mm，无霜期为245 d。土壤类型多样，矿产、植被资源丰富。

2 数据与方法

2.1 数据来源

土地利用类型采用2020 年30 m 精度遥感影像数据信息；NDVI数据来源于中国科学院资源环境科学与数据中心，时间为2020 年，精度为1 km；人口密度采用夜间灯光指数进行反映，数据来源于珞珈一号夜光遥感卫星2020 年拍摄的分辨率为130 m 的夜光影像；水环境数据来源于芜湖市矢量水系数据库；坡度、坡向信息则利用GIS 从30 m 精度数字高程模型（DEM）提取。

与Poly-TPBO和Poly-AFPOs的合成方法一样,Poly-3-DAPO由(S)-3,3-二苯胺基环氧丙烷通过阴离子聚合合成(见图5),二芳香胺取代基同样具有一定的刚性,保证了合成的聚醚能在溶液中保持稳定的单手性螺旋结构[25].Poly-3-DAPO螺旋构型能稳定存在各种有机溶剂中,同时也通过温度的变化实验检测了该螺旋聚合物只要不超过温度的最高极限,对于温度的变化影响很小,也有一定的稳定性.

2.2 评价方法

本研究借助GIS，采用单因素评价与多因素综合评价相结合的评价方法[4-6]。首先，确定反映芜湖市生态敏感性的评价因子，对单因子进行分级评价，完成单因子的生态敏感性划分。然后，借助层次分析法确定各评价因子的权重，并借助GIS 进行加权叠加分析，逐步形成多因素影响下的芜湖市生态敏感性空间分布格局。

3 生态敏感性评价模型的构建

土壤硒含量与母岩硒含量具有较好的对应mg/kg）。含量范围在0.045～7.295mg/kg之间，变异系数为85%，表明工作区土壤Se元素分布较不均匀。硒元素含量频率呈现正态分布，其中以0.4～0.8mg/kg范围内样品数量最多，往两侧逐渐减少。

3.1 生态敏感性评价因子的筛选

在层次结构模型的基础上，通过德尔菲法，根据专家对各评价因子分层比较的结果，得出相关关系。根据表1，构建判断矩阵，进而得出各评价因子权重，如表2 所示。

3.2 生态敏感性评价层次模型的建构

生态敏感性评价的核心是采用评价因子分级标准进行定量的综合评价。根据评价因子对土地生态系统影响的重要程度，敏感等级被划分为不敏感、低度敏感、中度敏感、高度敏感，分别用1、3、5、7 进行量化。各评价因子的敏感度分级如表3 所示，量化赋值如表4 所示。夜间灯光指数可以反映人口密度，采用自然断裂点法进行合理划分。

生态敏感性评价以层次分析法为基本方法，该方法是结合定量分析的多目标决策方法[7-9]。它将如何解决一个相当复杂的问题分解为一连串组合的影响因素，并按主导联系逐步形成层次的基本结构。确定每个影响因素，计算每个影响因素的权重，为不同的决策过程组织好解决方案的顺序。先建构两两比较的判断矩阵，然后计算各指标对某一标准的权重，再计算当前层元素相对于总体目标层的排序权重，最后检查矩阵的一致性。

图1 芜湖市全域土地生态敏感性评价层次模型

3.3 评价因子权重的确定

利用Yaahp 软件可确定生态敏感性评价的各评价因子权重。由于软件的性质，建模时必须设定至少两个可选方案层，以符合软件的需求（见图2）。在创建判断矩阵时，将两个可选方案的权重设置为0.5，表示它们的重要性相同。

首先，健全法律体系。宪法和法律是依法治国的重要依据，立法是落实依法治国基本方略，建设社会主义法治国家的根本环节。因此要坚持从国情出发，在政治、经济、文化、社会等诸多领域建立健全法律、法规，完善社会主义法律体系，使社会主义各项事业有法可依。为了保证国家政权专政职能的发挥，必须有一套法律法规作保障。这就要求进一步完善刑事立法和打击各种犯罪的法律法规，善于借鉴西方法律制度，使社会治安方面的法律法规更加健全，为依法行使专政职能提供法律依据和保障，稳、准、狠的打击刑事犯罪，维护社会秩序，巩固人民民主专政。

表1 分级定量赋值

本研究采用层次分析法，它使用1-9 标度进行赋值，如表1 所示。该方法用于描述两个对象之间的相对重要性，包括同等重要、稍微重要、重要、比较重要和非常重要等评价等级。

作为新中国的政治中心、文化中心和科技中心，北京市凭借其丰富的自然资源和人文资源吸引着世界各地的游客。北京市共有244个国家A级景区，有125处全国重点文物保护单位，其中，7处被列入世界遗产名录。2008年北京奥运会的成功举办极大地推动了首都旅游产业的整体提升，鸟巢、水立方等奥运比赛场馆成为来京游客必去的旅游景点。经过近十年的发展，2017年北京共接待游客2.97亿人次，比上年增长4.4%，旅游总收入共5469亿元，增长8.9%。我国旅游业保持着平稳的发展态势，2022年北京冬奥会将会使北京旅游业持续升温。

出租车司机以为夫妻吵架，便驾车离开，同时也拨打了110报警。当地警察约10分钟后来到了现场，但林雪川和黎永兰已离开现场。

图2 芜湖市全域土地生态敏感性评价的可选方案

生态敏感性是各种相关要素综合作用的结果[10-11]。影响生态敏感性的因素众多，包括海拔、坡度、植被等，不同区域的影响因素也会有所不同。生态环境问题通常是自然因素和人类活动共同作用的结果，自然因素涵盖的内容包括坡度、坡向、水文、植被等；人类活动的影响因子主要体现在现状建设情况和人口密度。本研究选取的自然因素有坡度、坡向、水环境、NDVI，人类活动影响因素有土地利用类型和人口密度。其中，土地利用类型反映现状建设，夜间灯光数据反映人口密度。

表2 芜湖市全域土地生态敏感性评价的判断矩阵及因子权重

3.4 评价因子敏感等级划分

基于上文确定的生态敏感性评价因子，可根据层次分析法建立芜湖市全域土地生态敏感性评价层次模型，如图1 所示。

表3 评价因子敏感等级划分

表4 评价因子敏感等级量化赋值

4 生态敏感性评价与分析

4.1 单因子敏感性评价与分析

根据收集的资料，结合生态敏感性评价因子，利用ArcGIS 软件对各评价因子进行分析，得到各评价因子敏感性评价结果。

通常，坡度越大，遭受干扰后越难恢复，生态敏感性越高。经坡度敏感性分析，就芜湖市全域来看，坡度敏感性以低度敏感为主，坡度高敏感区分布于无为市石涧镇和昆山镇、繁昌区及南陵县山区。坡向不同，接受日照时间、太阳辐射强弱也会有所差异。经坡向敏感性分析，坡向敏感性分布类似于坡度敏感度分布，坡向高敏感区主要分布于芜湖市山区。

一般来说，人工扰动的区域距离水体越近，对水体生态环境影响越大，敏感性越高。芜湖市境内水系发达，长江穿境而过，而且有青弋江、漳河、水阳江、裕溪河贯穿境内，竹丝湖、黑沙湖、龙窝湖、奎湖散布其间。经水环境敏感性分析，就芜湖市全域来看，水环境敏感性以高度敏感为主，分布于水系附近。通常，人口密度越大，敏感性越低。经人口密度敏感性分析，芜湖市全域以高度敏感为主，它位于远离市区、城镇的其他区域。

2018 年，芜湖市被评为国家森林城市，森林覆盖率达26.94%，中心城区绿化覆盖率达72.28%。经植被覆盖度敏感性分析，芜湖市全域植被覆盖度敏感性以高度敏感为主，分布于周边山区。土地利用类型不同，敏感性也不同，一般来说，林地的生态敏感性高于建设用地。经土地利用类型敏感性分析，芜湖市全域高敏感区主要位于山区及水系，低敏感区分布于平原区域，不敏感区分布在市区、城镇范围。

4.2 综合生态敏感性评价与分析

利用GIS 对上述评价因子进行加权叠加分析，得到芜湖市全域土地的生态敏感性综合分布，进行重分类，再计算不同敏感性程度区域的面积及占比，如表5所示。芜湖市全域土地生态敏感性分区如图3 所示。

图3 芜湖市全域土地生态敏感性分区

表5 芜湖市生态敏感性综合评价结果

由表5 及图3 可知，芜湖市全域土地生态敏感性总体较高，以中度敏感、高度敏感为主。其占全域土地面积的61.10%，广泛分布在芜湖市境内，主要集中分布在水体附近。低度敏感区占市域面积的33.60%，主要分布于地势平缓区域，为农村地区，其抗干扰能力较强，农用地分布广泛。不敏感区占市域面积的5.30%，零星分布于芜湖市境内，主要位于城镇建设用地区域，人类活动频繁。

5 结论

高度敏感区位于芜湖市主要水系附近，该区域抗干扰能力较弱，易受人类活动影响。为保持生态环境系统的稳定性，建议对该区域进行调查，并对已破坏区域进行生态修复。中度敏感区与高度敏感区分布位置相对一致。该区域应平衡发展与生态保护的关系，以环境保护为主，避免过度开发建设。建议加强生态保护力度，有序推进旅游业发展，推动乡村振兴。低度敏感区广泛分布于芜湖市境内。该区域地形起伏不大，主要为农用地的分布区，抗干扰能力较强。该区域应加强对永久基本农田的保护。不敏感区主要分布在中心城区和城镇范围，为人类活动密集区，应结合城市产业规划，合理布局开发发展区域。除了坡度、坡向、水环境、NDVI、土地利用类型和人口密度，影响生态环境敏感性的因子还有很多，如土壤类型、地质灾害、高程等。考虑到影响因子受限，应当改进指标体系并完善评价体系。因此，要持续收集基础资料，优化指标体系，更加客观地开展评价。芜湖市是安徽省重要的化工和建材生产基地，境内矿山众多，基本位于高度敏感区，应加强矿山开采对生态环境破坏的监管力度，同时及时治理矿山开采损毁区域，在保护生态系统的前提下促进当地经济发展，达到双赢。