gis 生态敏感性分析（基于GIS的生态敏感性评价与产业路径选择研究）

确立绿水青山就是金山银山的理念，建立生态经济体系，是新时代生态环境保护与经济发展的协调之道。对产业规划而言，与生态同行，构建绿色产业体系，是推动地区高质量发展的根本要求。鉴于此，文章从实证角度出发，以江西省吉安市为研究对象，采用生态敏感性评价方法，选取对应的生态敏感性评价因子，运用GIS地理空间数据可视化技术，对吉安市地质地貌特征进行图形呈现，以期能够为地区产业规划路径明确指导方向。文章试图从地理学角度阐述地区产业生态规划逻辑，找到链接地理空间与产业发展的“桥梁”，这一工作可为产业规划者提供有益的思考。

一、GIS的概念

地理信息系统(Geographic Information System，简称GIS)是在计算机软硬件资源的支持下，对地球表面事物或现象的地理属性数据进行采集、管理、分析、展示的计算机系统。它是一种决策支持系统。随着技术的不断发展与研究应用的拓展，目前GIS技术与RS(遥感)、GPS(全球定位系统)技术深度结合，广泛应用于社会发展各领域。从技术角度出发，对GIS的全面理解有三个维度：

(1)从空间数据存储的角度看，GIS是一套用以存储和表达空间数据相关的空间数据库，区别于其他计算机数据库，GIS重点存储和管理的是具有空间地理意义的数据和信息，功能包括数据的采集、存储、分析、运算、展示等(牛强，2012)[1]。

(2)从空间数据处理的角度来看，GIS是基于现有基础数据，通过一定的模型构建和数学运算，挖掘其他知识和信息的分析工具。

(3)从数据可视化的角度来看，GIS不仅提供简单的地图展示功能，更重要的是可以对要素之间的空间关系、局部与整体的空间关系进行多方位、多维度、多视角展示。同时，GIS还可以基于底层地理信息，以各类地图形式进行表达要素间关系的视图(余泽健，2020)[2]。

*参考文献

[1]牛强.城市规划GIS技术应用指南[M].北京:中国建筑工业出版社,2012.

[2]余泽健.基于GIS的城市交通网络可达性与分形特征研究[D].长安大学,2020.

二、数据来源与说明

本文所涉及的数据来源说明如下所示。

图表1：数据来源于说明

三、GIS技术的实践与应用

(一)研究区域概况

吉安市地处江西省中西部，东与闽江三角洲毗邻，南与华南经济圈呼应，北与长江三角洲对接，是举世闻名的革命摇篮井冈山所在地。吉安地理位置介于北纬25°58′32″至27°57′50″，东经113°46′至115°56′之间，全市长约218千米，东西宽约208千米，总面积2.53万平方公里，占全省总面积15.14%。

吉安市东、南、西三面环山，境内山体由罗霄山脉和雩山山脉两大山脉构成。境内河流众多，以赣江为中轴，有30条大小支流汇入，各河上游植被茂密，山高水陡，水量充盈，水力资源充沛。矿产资源方面，现发现的有铁、钨、煤、金、萤石、石膏、岩盐、硅石、瓷土、高岭土、耐火粘土、饰面用石料、水泥用灰岩、卤水、矿泉水、地热水等，累计达55种，占全省已发现矿种数的33%。辖区内主要野生植物有3,513种，占全国总数的11%。

图表2：吉安市地形图

图片来源：作者自绘

(二)地形地貌分析

1、DEM高程

高程可以宏观反映某一区域地势高低、地表形态等内容。因此，本文对吉安市高程划分为5个等级：-105 -0 m、0 -300 m、300 -500 m、500 -1,000 m、1,000 -2,128 m。

国家测绘局对我国基础地理技术规程做出了相应分类标准，按照高差大小可以将地貌类型分为：平原(高差<80m)，丘陵地(高差80-300m)，山地(高差300 -600m)，高山地(高差>600m)。依据该分类标准，并结合图表3呈现的效果图，可看出：高地势主要分布在毗邻吉安市行政界限之处，尤其集中于安福县、永新县、井冈山市和遂川县四地，其他区域地势较低;地貌类型以丘陵地和山地为主，山峦起伏低缓，山地与平原的过渡带较长，属于典型的山地丘陵盆地地貌。

图表3：吉安市DEM高程图

图片来源：作者自绘

2、坡度

水土保持生态安全格局是各地守护好绿水青山，处理好发展与保护的复杂矛盾，实现人民对生产发展、生活富裕、生态良好的“绿色期待”。坡度控制着滑坡、崩塌、泥石流等地质灾害的发生，对于坡度较高的地带，地质灾害也相对容易发生，水土流失现象也会频繁出现。

依据国际地理学联合会地貌调查与地貌制图委员会关于地貌详图应用的坡地分类来划分坡度等级，规定：0°-0.5°为平原，0.5°-2°为微斜坡，2°-5°为缓斜坡，5°-15°为斜坡，15°-35°为陡坡，35°-55°为峭坡，55°-90°为垂直壁。我国规定大于25°不能耕种。为了更加直观地了解吉安市地形地貌的坡度，本文将参照以上坡度划分依据，将其划分为8大坡度区间，分别为：0°-0.5°、0.5°-2°、2°-5°、5°-15°、15°-25°、25°-35°、35°-55°及>55°。

从图表4可看出：吉安市地形坡度主要集中在25°以下，绝大多数土地属于可耕种类型;进一步分析发现，全市拥有相当比重面积的地形坡度在15°以下，表明全市地形坡度中平原、斜坡是构成当地的主要地貌。

图表4：吉安市地形坡度图

图片来源：作者自绘

3、坡向

就坡向而言，不同的坡向对应的日照时间和热量的吸收不同，影响着坡体地质条件与经济产出。本文根据太阳的日照方向，将吉安市地貌划分为阳坡、阴坡、半阳坡、半阴坡4大类。

从图表5可看出：全市阴坡主要分布在行政界线周边，与其DEM高差显著相关;吉安市区及外围区域以阳坡为主;半阳坡、半阴坡覆盖整个市域。

图表5：吉安市地形坡向图

图片来源：作者自绘

(三)生态敏感性评价

生态敏感性是生态系统对人类活动干扰和自然环境变化的敏感程度，即当生态系统遇到干扰时，生态环境问题出现的概率大小。通过生态敏感性指标值可以判别出研究区域生态环境的脆弱度及环境的恢复速度，用于衡量地块的生态承载力。

在生态敏感性指标评价基础上，可将研究地块划分为敏感区域和不敏感区域两大类，针对敏感区域则需要加以控制或保护，涵盖包括区域生物、土壤、气候、水资源、地质、地貌、生态环境等属于生态范畴的所有内容。

1、基于GIS的生态敏感性分析技术路线图

运用GIS技术对区域生态敏感性分析具体技术路线图如下所示：

图表6：生态敏感性分析技术路线图

2、生态敏感性评价指标构建

自然生态问题大多是由于自然因素和人为活动综合作用所引发的结果，因此在选取生态评价因子时需同时兼顾自然和人为因素(王凯等，2009)[3]。吉安作为山水城市，自然环境因素的特殊性主要表现为地形结构复杂，水网、水库密布，植被覆盖广泛。2015年11月，原环境保护部发布的《全国生态功能区(修编版)》将吉安划定为“罗霄山脉水源涵养与生物多样性保护重要区”，并提出“…保护恢复森林生态系统，加大水源涵养林的保护力度…，…严格执行封山育林，禁止无序采矿、毁林开荒等行为”。可见，森林、水、矿产、土地等自然资源对地区生态环境的重要性不言而喻。

鉴于此，本文在选取生态敏感性评价因子时将同时兼顾吉安生态条件和城市规划学派的通常做法，选取植被覆盖度因子、坡度因子、水环境因子、灯光指数因子、土地利用类型因子5大指标，以此构建吉安市生态敏感性评价体系。各生态因子的具体含义及敏感性分级如下表所示：

图表7：生态敏感性指数分级标准

*参考文献

[3]王凯,田国行,崔莉.RS和GIS支持下的铜山风景区生态敏感性分析[J].西北林学院学报,2009,24(05):200-203 228.

[4]武鹏达,鲁学军,侯伟,严长清.GIS支持下土地生态环境敏感性评价——以金坛市为例[J].测绘科学,2016,41(02):81-86.

[5]杨雪,张文忠.基于栅格的区域人居自然和人文环境质量综合评价——以京津冀地区为例[J].地理学报,2016,71(12):2141-2154.

3、生态敏感性因子与产业选择的路径关系

通过生态敏感性程度对区域进行敏感性划分，根据不同敏感性级别选择适合的产业，有助于城市规划者布局适宜产业，是一种有效的产业选择手段。

图表8：各生态因子对产业选择路径的影响

4、吉安市生态敏感性评价与产业发展路径选择

利用GIS软件将各生态敏感性因子转变为像元大小为30m*30m的栅格数据图，再利用吉安市行政区域矢量图对栅格进行单元数据统计，最终得到各单因子生态敏感性分析结果。各因子具体结果表征如下。

(1)植被覆盖度因子

吉安市植被覆盖高度敏感区主要分布在西南方向，以湘赣两省交界处的罗霄山脉为主，涉及井冈山市、遂川县和永新县三地，市区周边敏感度较低;整个区域中度和高度敏感区占比分别为23.25%、50.09%，不敏感和低度敏感区合计占比不到27%。表明吉安市植被覆盖率高，生态环境较好，具有发展林下经济的潜力。

图表9：吉安市植被覆盖度因子生态敏感性图

图片来源：作者自绘

(2)坡度因子

坡度越大的区域，水土流失后治理难度越大，因此区域敏感性越高。坡度因子中度和高度敏感地区集中于行政边界四周，占整个吉安市辖域面积约73%，不敏感地区面积占比不到14%，说明在产业载体建设时，应倾向于吉安市区、泰和县、吉安县等周边区域。

图表10：吉安市坡度因子生态敏感性图

图片来源：作者自绘

(3)水环境因子

水环境中高度敏感区域同水体走势息息相关。从图中可发现，距离水域1公里以内(中高敏感区域)的区域面积占全市约40%，表明吉安市水资源丰富，在布局相关产业时应当充分考虑所布局产业对区域水资源的承载压力。

图表11：吉安市水环境因子生态敏感性图

图片来源：作者自绘

(4)灯光指数因子

全市人类活动主要聚集在城区范围，形成了以吉安市区为主，各县城区为辅的格局。整个区域的高度敏感地区(人类活动不频繁)占比最高，达到95%以上，表明吉安市经济活动具有显著的聚聚现象，各类要素集中于主城区，在布局相关产业(商服业、工业)时应优先倾向于城区。

图表12：吉安市灯光指数因子生态敏感性图

图片来源：作者自绘

(5)土地利用类型因子

辖区范围内林地、草地、水体、湿地土地类型(中高度敏感)占比最高，达到73.60%;除去耕地外，建设用地占比不足3%，且主要集中于吉安市区周边城区。吉安在产业布局上，应当依据地区土地类型合理选择产业，工业和服务业类产业应优先在吉安市周边城区进行落位，而依托于生态环境发展的农林牧渔及康养旅游产业可布局在井冈山市、遂川县县等区域。

图表13：吉安市土地利用类型因子生态敏感性图

图片来源：作者自绘

(四)结论及建议

1、结论

通过对吉安市生态敏感性评价研究，可发现：

1)吉安市属于山地丘陵盆底地貌，大部分地形坡度在25°以下，可耕种面积规模较大，但在建筑物载体方面，可直接建设的面积不足14%。

2)吉安市植被覆盖率高、水资源丰富，辖区超过70%面积的土地植被覆盖率在50%以上。

3)全市经济活动主要聚集在市区及各县城区域，具有显著的集群现象。

4)区域建设用地较少，占全市面积不足3%，且主要分布于吉安市区及周边城区。

5)辖区内湿地、林地、草地、水体的面积占比超过70%，具有良好的生态资源禀赋。

2、建议

针对以上结论，从产业规划角度出发，提出以下建议。

1)吉安市具有良好的生态本底，生态用地占比高，适宜发展农林牧渔业、医养康游及林下经济等产业，在产业空间布局上，可重点瞄准井冈山市、遂川县等区域。

2)在建设用地和地质坡度的约束条件下，工业项目、商服项目应布局在吉安市区及各县城区，可重点瞄准吉安市区、泰和县、吉安县三地。

展望

目前，GIS技术广泛应用于自然环境资源管理、城市与区域管理、基础设施管理及商务、规划和工程领域，并在环境影响评价、环境修复、土地利用规划、城市管网布局、市场区域分析、项目选址等细分板块应用愈发深入，取得的成果汗牛充栋。

随着产业数字化、数字产业化及数字化治理趋势的快速推动，笔者认为：未来，GIS技术将深度链接地区产业发展，把产业规划、产业招商、产业运营通过空间可视化方式进行变革，从而实现规划更生态、招商更精准、运营更有效的目标愿景。

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