基于GIS的碧道生態敏感性評價

扈幸偉 周健 王俊莉

生態敏感性是指生態系統對自然環境變化、人類活動干擾的敏感程度[1]。在自然狀況下，生態系統相對穩定，各生態過程間維持著相對穩定的藕合關系，而當外界干擾超過一定程度時，某些生態過程將過度膨脹，進而導致嚴重的生態環境問題（水土流失、土地沙漠化、土壤鹽漬化等），并破壞各生態過程之間相對穩定的藕合關系以及生態系統的穩定[2]。生態敏感性評價的實質就是在明確辨識潛在生態環境問題的基礎上，對其進行空間分析[3]。

《廣東省市域碧道建設總體規劃編制指南》中對碧道給出的定義是：以水為主線，統籌山水林田湖草各種生態要素，兼顧生態、安全、文化、景觀、經濟等功能，通過系統思維共建共治，優化生態、生產、生活空間格局，打造“水清岸綠，魚翔淺底，水草豐美，白鷺成群”的生態廊道，成為老百姓美好生活的好去處，“綠水青山就是金山銀山”的好樣板，踐行習近平生態文明思想的好窗口。

本文以深圳市寶安區碧道建設工程為例，借助GIS 分析技術，結合土地利用類型數據，構建生態敏感性分析指標體系，采用層次分析法確定要素指標權重，綜合分析和評價了寶安區碧道的生態敏感性、生態適宜性及其空間分布狀況。研究結果對于寶安區生態敏感性、區域生態系統穩定性，確定生態系統保護的重點，維護區域生態安全都具有重要的意義。

1 深圳市寶安區生態本底概況

深圳市山水相連，生態資源較豐富，主要包括自然保護區、風景名勝區、森林公園、郊野公園、地質公園、海岸公園、河湖水系和濕地等，基本形成了由“區域綠地、大型城市綠廊、藍綠生態景觀通廊、大型城市綠地”構成的生態安全格局。

寶安區河流密布，是連通海、城、山的重要生態通廊，是區域內物質能量上由東向西，由城市向海洋傳輸運動的重要通道，承擔著物質能量輸送、污染物降解，生態資源保護等多種重要功能，是多種生態要素的交匯處，是寶安區生態安全體系中的重要節點，要求其在生態廊道中發揮更重要的生態功能，對接區域廣闊的生態本底。

2 分析及評價

2.1 分析方法

生態敏感性的空間特征識別和分析是進行功能區劃分，明確不同區域發展方向的基礎之一。在研究區范圍內進行生態敏感性評價，要分析、識別出影響規劃范圍內生態敏感性的關鍵因子，采用了地理信息系統空間分析與權重賦值相結合的方法對寶安區的自然、生態、人文復合系統進行生態敏感性評價。綜合評價技術路線如圖1 所示。

2.1.1 權重的確定

基于層次分析法（AHP），邀請相關專家對各評價因子的相對重要性做出評價，再得出各評價因子的權重，從而建立生態敏感性綜合評價指標體系。

通過實地調研、遙感影像的判讀和現有資料的收集，針對寶安區的生態特性，選取水系廊道、土地利用情況、植被覆蓋情況（NDVI）、和地形因素4 指標對規劃區進行綜合評價，根據各單因子屬性對生態敏感性結果的影響進行歸一化處理并賦值，按重要程度和影響能力大小，根據層次分析法確定各級因子的權重值。

2.1.2 評價因子的選取

2.1.2.1 水系廊道

對規劃區內水系進行梳理，并分析水系兩側廊道。對水面賦予最高值，其他根據距離水面的距離分別賦予相應的值。敏感值越高，對外界的壓力和變化越敏感，生態保護和修復的價值越高（下同），權重值設定為0.35。

2.1.2.2 土地利用情況

對規劃區內土地利用類型進行歸類分析。對水域等生態敏感性極高區域賦予最高值，林地賦值為較高，草地、耕地為中等，未利用地為較低，建設用地為極低，權重值設定為0.25。

2.1.2.3 植被覆蓋情況（NDVI）

基于遙感數據解譯，對規劃區內植被覆蓋情況進行歸類分析。植被覆蓋最高（NDVI 值最高）的區域賦予最高值，其他區域根據NDVl 值的高低，賦予相對較低的值，權重值設定為0.25。

2.1.2.4 地形因素

以高程數字模型（Digital Elevation Model）DEM50米分辨率的地形圖為基礎，基于Arcgis 的高程分析，進行分類，其中地形低洼地區由于有雨水和洪水積蓄可能，且相對更適于濕地等生態空間的營造，賦予相對較高值，其他地區根據高程不同賦予相對較低值，權重值設定為0.15。

2.1.3 綜合評價

利用ArcGIS 的加權疊加工具，測算水系廊道、土地利用情況、植被覆蓋情況（NDVI）、水安全、和地形因素5 個特征值的綜合評價值。并利用自然斷點法能夠將各個類之間的差異最大化，更清晰地展示各評價值在空間上演變特征的優勢，將各評價值劃分成對應的等級，最終得到對應的空間分布圖。如圖1 所示。其計算公式如下：

圖1 綜合評價技術路線示意圖

式中P——評價對象的復合評價值；

N——評價因子的個數；

Wj——評價因子j所占的權重值；

Xj——第j個評價因子的得分值。

2.2 生態敏感性分析

2.2.1 疊加成果及綜合評價

依據生態要素的重要性、敏感性和脆弱性，結合水系廊道、土地利用情況、植被覆蓋情況、水安全情況、地形因素等因子，對寶安區的生態敏感性進行綜合評價。經過GIS 系統分析和多要素疊加分析，將寶安區空間生態敏感性劃分為5 類：最低敏感性、低敏感性、中等敏感性、高敏感性和最高敏感性。寶安區生態敏感性分析圖如圖2 所示。

圖2 寶安區生態敏感性分析圖

最高敏感性和高敏感性區域主要位于水系廊道兩側及部分植被覆蓋較好區域，該區生態敏感且脆弱，最易受到外界環境的影響而發生變化，導致生態價值發生較大下降。

2.2.2 根據現狀生態敏感性分析，劃定生態核心區

及協調控制區

2.2.2.1 生態核心區

以寶安區水系為中心，在整個范圍內屬于生態敏感性最高的區域，在建設過程中應以水安全防護、水環境清潔、水生態保護為主。

2.2.2.2 協調控制區

在生態核心區外圍區域為中等敏感區，將水系兩側集中的綠色斑塊聯接形成協調控制區，建設過程中應注重生態價值的恢復與提升，盡可能減少干擾與破壞，進行低影響開發，并結合棲息地設置要求進行生態保育。

3 結 語

通過對寶安區生態敏感性分析，劃定生態核心區及協調控制區：

（1）生態核心區：以寶安區水系為中心，沿河流水系范圍內屬于生態敏感性最高的區域，在建設過程中應以水安全防護、水環境清潔、水生態保護為主。

（2）協調控制區：在生態核心區外圍區域為中等敏感區，將水系兩側集中的綠色斑塊聯接形成協調控制區，建設過程中應注重生態價值的恢復與提升，盡可能減少干擾與破壞，進行低影響開發，并結合棲息地設置要求進行生態保育。

本文創新性地從生態敏感性的角度出發，構建了一套不包含重復影響因子的生態分析指標體系，從而為深圳市碧道建設提供支撐。