嶺南丘陵地區(qū)土地適宜性評價及開發(fā)建設研究
——以光明科學城大科學裝置集群為例

葉芳芳 王 寧 胡旸健

（中國城市規(guī)劃設計研究院深圳分院，廣東深圳 518000）

丘陵地勢廣布全國各地，而嶺南地區(qū)作為我國主要的丘陵分布之一，丘陵地貌也較為常見。隨著嶺南地區(qū)城市化進程的加快，建設用地日益緊張，對于丘陵地區(qū)的開發(fā)和利用，變得日益尋常。但丘陵地區(qū)生態(tài)環(huán)境相對脆弱，且山巒起伏，可直接進行開發(fā)建設的用地有限，如何協(xié)調好開發(fā)建設與自然生態(tài)保護的關系，最大限度避免對原始山地形態(tài)的破壞是開發(fā)建設的前提，而由此在規(guī)劃及開發(fā)建設之初開展土地適宜性評價則至關重要。

本文以光明科學城大科學裝置集群為例，探討對于嶺南丘陵地區(qū)，如何開展土地適宜性評價，形成兼顧生態(tài)保護和可持續(xù)開發(fā)利用的綜合評估，識別適宜開發(fā)建設區(qū)域，以支撐用地布局、道路及市政基礎設施等體系構建，從而實現(xiàn)生態(tài)文明建設和可持續(xù)發(fā)展。

1 研究區(qū)域概況

1.1 現(xiàn)狀地形地貌特征

光明科學城大科學裝置集群約9.5 km2，地處深圳市西北部，屬于典型的嶺南地區(qū)丘陵地貌。研究區(qū)域地形地貌較為復雜，中部為水庫及山谷，四周為山體，呈現(xiàn)中間低四周高的內(nèi)聚形態(tài)。山體平均高程為100 m左右，且普遍坡度較大，近60%的山體坡度大于25%。區(qū)內(nèi)生態(tài)本底優(yōu)越，水、植被等生態(tài)資源占比達70%以上，自然水體結構完整，有水庫、山塘、溪流等。植被覆蓋率較高，主要以荔枝林為主，局部分布相思樹等本地樹種。從景觀特征來看，研究區(qū)域以兩個水庫為景觀中心，環(huán)繞若干靈動的山形疊翠，其自然的形態(tài)體現(xiàn)了深圳市難得的嶺南山水特征。

1.2 開發(fā)建設必要性

光明科學城是粵港澳大灣區(qū)國際科技創(chuàng)新中心的核心功能承載區(qū)和深圳綜合性國家科學中心的重要組成部分。大科學裝置集群位于光明科學城北部，是科學城“一主兩副”科學裝置集聚區(qū)中的主科學裝置集群，未來將重點集聚一批重大科技基礎設施、前沿交叉研究平臺、科研機構等創(chuàng)新要素，打造具有影響力的科學引擎，其開發(fā)建設勢在必行。

2 評價方法

本次研究充分參考現(xiàn)有研究成果和技術規(guī)范[1]，以地理信息系統(tǒng)（GIS）技術為主要技術手段開展評價，構建面向土地建設的適宜性評價和面向生態(tài)環(huán)境保護的限制性評價技術體系。其核心是通過德爾菲法和層次分析法構建評價指標體系和權重體系[2]，利用緩沖分析、空間插值分析、重分類分析等空間分析方法，對各分項因子進行單獨分析，并結合GIS技術，將單因子評價結果復合形成綜合評價結果。

評價指標體系中因子的選取是關鍵。本次研究通過對理論預設情景分析，構建了針對土地利用適宜性及生態(tài)環(huán)境限制性評價的“兩級多維”的評價指標體系[3]，并根據(jù)實際資料收集情況對指標體系進行優(yōu)化。土地利用適宜性評價涉及4個維度評價因子，包括地形因子、水環(huán)境因子、地質因子和交通因子。根據(jù)評價的空間尺度和評價內(nèi)容，4個維度因子又細分為14項分項因子。生態(tài)環(huán)境限制性評價主要涉及4個維度評價因子，包括氣候因子、大氣環(huán)境因子、植被因子和安全保障因子。根據(jù)生態(tài)保護和環(huán)境監(jiān)測體征，4個維度因子又細分為12項分項因子，如表1所示。

表1 土地建設適宜性評價指標和生態(tài)環(huán)境限制性指標構成

3 土地適宜性綜合評價

3.1 土地建設適宜性評價

開展地形、水環(huán)境、地質災害、交通等單因子分析，利用各類空間分析方法對分項因子進行單獨分析，將各因子均分為5級評價：不適宜、較不適宜、一般適宜、較適宜、最適宜，進而加權疊加，最終確定適宜開發(fā)的范圍和規(guī)模。

3.1.1 地形

根據(jù)獲取的高精度測繪數(shù)據(jù)，通過GIS分析工具生成不規(guī)則三角形面模型（以下稱TIN模型），并以此模擬評價范圍內(nèi)地形特征，開展相關評價。

（1）坡度：根據(jù)TIN模型開展坡度分析。根據(jù)《城市用地豎向規(guī)劃規(guī)范》（CJJ 83—99）要求，分別以3%、8%、15%和25%作為分級閾值對測算出的坡度進行分類分級。

（2）起伏度：重點評估地勢起伏情況，反映未來土地平整工程規(guī)模和難易程度。根據(jù)相關經(jīng)驗值，分別以0.3、0.6、0.9、1.2 m作為分級閾值進行測算。

（3）坡向：以陽光照射時間和強度為主要研判依據(jù)，形成5個等級。其中正南方向（180°）最適宜，正北方向（0°）最不適宜。

（4）綜合評價：將單因子評價結果結合權重進行空間疊加，分析得到地形因子評價初步結果，并根據(jù)自然斷點法對疊加結果進行重分類分析，最終將地形劃定5個等級，如圖1所示。根據(jù)評價結果，研究區(qū)域適宜建設范圍約占66%，空間上主要集中在南部、東南部和西部片區(qū)，整體連片情況較為理想，適宜連片開發(fā)。

圖1 地形因子評價

3.1.2 水環(huán)境

考慮到研究范圍內(nèi)分布水庫水塘且建有壩體，存在雨水季節(jié)溢洪的風險，因此開展水庫安全影響及積水風險分析。

（1）水庫庫區(qū)：根據(jù)水庫匯水面分析結果和對應的百年一遇、千年一遇水位線作為評價閾值，分別對水庫庫區(qū)進行評價。對于高于千年一遇水位線的地區(qū)，以經(jīng)驗值3 m作為分級間隔進行識別。

（2）非水庫庫區(qū)：根據(jù)水庫匯水面分析結果識別非水庫庫區(qū)范圍。以水庫壩底高程作為匯水閾值，低于閾值的則判定為易積水范圍，高于閾值范圍的，按0.3 m作為分級間隔。

（3）綜合評價：通過將水庫庫區(qū)范圍和非水庫庫區(qū)范圍評價結果合并，形成5個等級，如圖2所示。根據(jù)評價結果，研究范圍內(nèi)水環(huán)境條件較為適宜進行開發(fā)建設，水庫水位和積水范圍對開發(fā)建設的影響有限。

圖2 水環(huán)境因子分析

3.1.3 地質災害

根據(jù)收集的資料，研究范圍內(nèi)地質災害主要為滑坡，危害等級都屬于低級，且不涉及地震斷裂帶、地面沉降、水土流失、坍塌、泥石流等災害類型，同時地基承載能力較為接近，因此重點識別滑坡發(fā)生時易受影響范圍。根據(jù)經(jīng)驗值，設定25 m作為分級間隔，最終識別崖嶺的東南側存在滑坡風險，如圖3所示。

圖3 地質災害因子分析

3.1.4 交通

研究區(qū)域周邊為高鐵、高速環(huán)繞，考慮到大科學裝置集群未來重點承載大科學設施，而高鐵列車、汽車等電磁輻射、噪音、振動等可能會對科學裝置本身和實驗監(jiān)測產(chǎn)生影響，因此選取鐵路及高速公路因子作為負面影響因素，而主干道、次干道等城市道路作為正面影響因素，根據(jù)各因子重要度情況，計算得到分項因子在交通因子綜合評價中的權重分布，劃定5級區(qū)域，如圖4所示。

圖4 交通因子分析

3.1.5 綜合評價

賦予各因子不同權重，通過加權疊加分析最終形成土地建設適宜性綜合評價結果，如圖5所示。識別研究范圍內(nèi)適宜建設區(qū)域占比較高，約達到62%，主要集中分布在中部山谷山腳及山腰地區(qū)、南部和西北部片區(qū)；同時識別水庫周邊地區(qū)、山體山脊或山頂?shù)貐^(qū)坡度和起伏度較大，不適宜大規(guī)模連片開發(fā)，應采用點狀開發(fā)模式。

圖5 土地建設適宜性綜合評價

3.2 生態(tài)環(huán)境的限制性評價

開展氣候、大氣環(huán)境、植被等單因子分析，將各因子均分為5級評價：生態(tài)價值高、生態(tài)價值較高、生態(tài)價值一般、生態(tài)價值較低、生態(tài)價值低，通過加權疊加分析，最終識別出生態(tài)保護范圍。

3.2.1 氣候

主要通過對各氣象站年平均最大風速、平均降水量、平均氣溫、平均相對濕度分別進行空間插值分析，形成模擬成果并進行分級，最后加權形成評價結果?？傮w而言，研究范圍內(nèi)風速較適宜、水量充沛、氣溫及濕度適宜，均較適宜植物生長，生態(tài)價值較高。

3.2.2 大氣

主要關注區(qū)域內(nèi)大氣質量，其主要監(jiān)測數(shù)據(jù)包括空氣質量指數(shù)（AQI）、細顆粒物濃度（PM2.5、PM10）等。通過對各環(huán)境監(jiān)測站年平均PM2.5指數(shù)進行空間插值分析，識別研究范圍空間環(huán)境較好。

3.2.3 植被

對于植被因子的分析主要是對不同類型用地的生態(tài)價值進行分類研究?；谕恋乩谜{查，結合林業(yè)調查數(shù)據(jù)并進一步細化，識別不同類型用地的生態(tài)價值；按照防護林、一般林地、園地、耕地等進行分級，識別蓮塘水庫周邊植被生態(tài)價值較高，需要重點保育。

3.2.4 綜合評價

賦予各因子不同權重，通過加權疊加分析最終形成生態(tài)環(huán)境限制性評價綜合結果，如圖6所示。識別研究區(qū)域除現(xiàn)狀已建成區(qū)外整體生態(tài)環(huán)境價值較高，特別是水庫周邊區(qū)域，生態(tài)價值普遍較高，具有較高的生態(tài)保護價值。

圖6 生態(tài)環(huán)境限制性評價

3.3 綜合評價

根據(jù)土地建設適宜性評價和生態(tài)環(huán)境限制性評價結果，通過判定矩陣的方式，最終形成五類用地適宜性綜合評價結果，如圖7、表2所示。

表2 土地適宜性綜合評價表

圖7 土地適宜性綜合評價結果

一類地區(qū)為最適宜建設區(qū)，主要分布在研究區(qū)域西北部及南部，地勢平緩，適合進行連片開發(fā)建設；二類地區(qū)為較適宜建設區(qū)，主要指山谷及山腳區(qū)域，可開發(fā)建設但不適宜大規(guī)模開發(fā)建設，宜采用分散式開發(fā)方式；三類地區(qū)為一般適宜建設區(qū)，坡度較大，在落實好生態(tài)修復工程與建設安全保障的前提下可進行點狀開發(fā)，且建筑應依山就勢布局；四類及五類地區(qū)為水庫溢洪區(qū)、坡度較陡或生態(tài)價值較高的山體，不適宜進行開發(fā)建設。

4 開發(fā)建設模式研究

4.1 劃定建設用地邊界及路網(wǎng)結構

結合土地適宜性綜合評價結果，進行建設用地選擇，形成分片集中、有機分散的建設用地布局；并充分順應自然環(huán)境，依山就勢形成自由式路網(wǎng)。道路設計強調依山就勢，避免破壞自然山水環(huán)境；在道路選線上貼合場地地形，避免單純追求線形、坡度的高標準而導致大填大挖；在道路斷面上符合用地需求，在道路景觀塑造上強調自然而然，注重自然山水景觀特色；植物配置、家具選擇、道路照明強調與自然環(huán)境相結合。

4.2 確定片區(qū)場地豎向利用策略

結合地形分析確定差異化豎向策略，明確策略開發(fā)區(qū)、豎向改造區(qū)、更新改造區(qū)三種場地豎向利用方式，引導科學裝置、科研院所的選址及開發(fā)建設。策略開發(fā)區(qū)以局部地形改造為主，盡量少破壞自然地形地貌，建筑依山就勢，在相對平坦區(qū)域平行、垂直登高線布置。豎向改造區(qū)場地以平整為主，盡量土方就地平衡，就近平衡。更新改造區(qū)基于現(xiàn)狀場平，局部場地清理為主，實現(xiàn)土方基本平衡。

4.3 提出建設用地分臺高程控制

本次研究進一步細化場地設計，提出場地分臺控制要求，依據(jù)道路標高及原有地形標高沿山體逐級下降設置臺地，盡量減少挖方量，緩和地勢，結合科研院所需求和建筑設計考慮各臺地標高，地臺地間高差主要以3～5 m為主，方便科研建筑、輔助建筑和地下室設計。

5 結語

本文嘗試構建嶺南丘陵地區(qū)土地適宜性評價體系，并探索提出合理的開發(fā)建設模式及策略，以期對同類型區(qū)域的開發(fā)建設起到啟示作用。然而，由于不同區(qū)域的現(xiàn)狀特征不盡相同，評價因子的選擇也難以避免有所差異。因此，如何在評價因子的選取和整體體系搭建方面仍需進一步探討。