以生態安全為基礎的工程建設土地區劃研究

摘 要：文章以重慶市涪陵區義和鎮為研究對象，采用綜合指數模型中的加權疊加法，應用ARCGIS技術和R軟件，開展基于工程建設對生態安全影響的土地區劃研究，文中選取水環境嚴格控制區、土地利用現狀類型、自然風景區、植被覆蓋度為評價指標，在ARCGIS中，將各個因子專題圖柵格層化，應用改進的層次分析法來確定各影響因子權重，再采用加權疊加法將各因子加權疊加，得到以生態安全為基礎的工程建設土地初步區劃評價圖。并將評價結果劃分為兩線三區：紅色區（A級）、黃色區（B級）、綠色區（C、D級）。在初步評價結果基礎之上，用GIS作基于生態紅線基本規定的紅色區修正，得到最終的評價結果。評價結果可以在保護生態的基礎上為山區規劃提供依據和參考。

關鍵詞：土地區劃；加權疊加；ARCGIS

引言

我國是一個山地較多國家，山地面積占國土面積的66.7%以上。山地特有的地質、地貌、水文條件等條件，限制了山區建設用地的選擇，同時也提高了山區建設的技術水平和經濟成本[1]。嚴重影響山區建設長期可持續發展，文章中選取涪陵區義和鎮為研究區域，以生態和發展的平衡協調為出發點，對山區建設用地進行適宜性評價研究，該成果可以科學指導村鎮建設用地選擇、規劃，協調經濟社會發展工程建設與生態環境保護之間的關系[2]。

1 研究區概況

義和鎮位于重慶市涪陵區西北部，居于長江上游北岸，界于北緯29°40′～29°48′、東經107°5′～107°13′之間，如圖1所示。義和鎮幅員面積104.39平方公里，總人口約4.8萬人，耕地面積2169公頃，森林面積2000公頃，森林覆蓋率18.57%。義和鎮地處平行嶺谷拆皺暖熱半濕區的長江河谷淺丘地帶，土壤主要為灰棕紫泥土屬，部分為深丘低山暗紫泥土屬，冷沙黃泥土屬及黃草紅春屬。境內海拔分布在156m—787.8m，年平均降水量為1000—1100mm。義和鎮境內主要水系除長江外，還有沙灘河、奚家河溝等河流。義和鎮交通便捷，陸內有涪渝高速通過，距離“319”國道4.8km，南部有長江黃金水道，鎮內有9條公路干線客車。義和鎮礦產頁巖和煤，主要分布在黃草山一帶[1]。

2 研究模型

在土地適宜性評價中，常用的評價模型通常有模糊數學模型（其中包括模糊綜合評價模型、模糊貼近度模型等）、信息量法、綜合指數模型、數理統計法、BP人工神經網絡模型等[3]。這里選用了較為簡單、成熟的綜合指數模型中的加權疊加法，如式1所示[4]。

Cij（k）表示第k個影響因子在第ij個網格的生態紅線區劃分值。

因子的權重采用以專家經驗為判斷基礎的AHP法確定，也稱作“專家-層次分析法”。層次分析法具有人為判斷的片面性，兩兩比較的結果不一定客觀一致性，通常需要一致性檢驗[5]。本次土地適宜性評價采用一種改進的層次分析法確定權重，判斷矩陣建立時用三標度法代替傳統的九標度法，并通過最優傳遞矩陣把比較矩陣轉化為一致性矩陣，快速得出權重排序[6]。

3 評價指標

等級區劃是從工程建設活動對區域生態安全影響程度的角度出發，并基于生態紅線的概念提出生態黃線，然后利用生態紅線和生態黃線將研究區域分為兩線三區：紅色區（A級）、黃色區（B級）、綠色區（C、D級），如圖2所示。紅色區（A級），為重要的生態用地，屬于禁止建設區域。黃色區（B級），處于重要的生態用地周邊，應限制區域內的工程建設。綠色區（C級），工程建設對生態安全影響較小，工程建設時可以考慮此區域。綠色區（D級），工程建設對生態安全幾乎無影響，工程建設應盡量選擇此區域[1]。

選取30m×30m的正方形網格作為評價單元。確定水環境嚴格控制區（河流、水庫、湖泊、濕地等）、土地利用現狀類型、自然風景區、植被覆蓋度4個指標作為以生態安全為基礎的工程建設土地區劃指標[7]。

在ARCGIS中對四個評價指標進行緩沖分級，分級標準如表1所示，再轉化為柵格圖層，如圖3所示。

4 土地區劃結果

應用綜合指數模型中的加權疊加法，在ARCGIS中將各評價指標進行加權疊加，得到以生態安全為基礎的工程建設土地區劃初步結果，并根據綜合模型計算出各評價單元的評分值，對評價單元按照等間距分級。在初步評價結果基礎之上，進行基于生態紅線基本規定的紅色區修正，直接將生態紅線規定的土地類型劃為紅色區，從而得到最終的評價結果，如圖4，各級百分比統計結果如表2所示。

5 結束語

（1）選取水環境嚴格控制區、土地利用現狀類型、自然風景區、植被覆蓋度為評價指標，采用綜合指數模型中的加權疊加法，以生態安全為基礎進行工程建設土地區劃研究，并將研究區劃分為兩線三區：紅色區（A級）、黃色區（B級）、綠色區（C、D級）。為山地村鎮建設用地提供依據和參考。

（2）采用綜合指數模型加權疊加法，因子的權重由專家-層次分析法（AHP法）確定，并采用三標度法構建各指標之間的比較矩陣，運用最優傳遞矩陣將比較矩陣轉化為一致性矩陣，得出權重排序，進一步得出各指標權重。該方法比較適合山區發展建設用地適宜性評價研究。

參考文獻

[1]張永薦.基于生態安全的山地村鎮區域發展建設用地適宜性評價[D].重慶大學，2014.

[2]鮮明睿，侍昊，徐雁南，等.基于AHP和FR模型的城市綠地適宜性評價[J].南京林業大學學報（自然科學版），2012（4）：23-28.

[3]謝嗣頻.土地生態安全評價指標體系研究[D].南京農業大學，2011.

[4]陳婧，史培軍.土地利用功能分類探討[J].北京師范大學學報（自然科學版），2005（5）：536-540.

[5]孫斌.山地村鎮建設地質地貌適宜性評價[D].重慶大學，2013.

[6]麻永建，夏保林.基于GIS和RS的城市建設用地生態適宜性評價——以南陽市西峽縣為例[J].河南科學，2009（8）：133-136.

[7]鄭文發.基于GIS的城鎮居住用地生態適宜性評價研究[D].華東師范大學，2010.

作者簡介：胡東萍（1989-），女，漢族，河南新鄉，助教，碩士，重慶大學城市科技學院，巖土方向。

張雪飛（1988-），女，漢族，河南焦作，助教，碩士，重慶大學城市科技學院，安全評價與安全管理工程。