基于GIS的高速公路土地复垦适宜性评价——以白音察干至永泰公段高速公路为例



基于GIS的高速公路土地复垦适宜性评价——以白音察干至永泰公段高速公路为例

苏虹1，韩 秀 珍2，包 玉 海1

(1. 内蒙古师范大学 地理科学学院，内蒙古 呼和浩特 010020;2. 国家卫星气象中心，北京市 海淀区100081)

摘要：在高速公路建设过程中，大规模的生产建设活动会损毁、扰动和影响公路沿线地貌、地表结构，降低地面植被覆盖度，加快水土流失和土地荒漠化进程，对公路沿线生态环境带了较大的负面影响。基于MAPGIS软件对高速公路临时用地复垦进行适宜性评价，通过空间叠加分析和缓冲区分析及属性数据库的建立，实现对临时用地信息查询，对高速公路临时用地土地资源管理和土地复垦规划决策具有一定的指导意义。

关键词：土地复垦，适宜性评价，高速公路，MAPGIS

1引言

土地是人类赖以生存的基础，珍惜和合理利用土地，节约资源，保护和改善生态环境，实现土地资源可持续利用，是贯彻落实科学发展观、建设生态文明的十分紧迫的任务。

在高速公路建设过程中，各种各样的生产建设活动会扰动和影响公路沿线地貌、地表结构，降低地面植被覆盖度，破坏了原来的自然景观，造成与周围自然景观不相协调，严重影响了自然景观的美感，同时引起水土流失，造成土地损毁。

建设项目中取土填方量大，取土场的开挖取土损毁了土壤结构，彻底改变了土壤养分的初始条件，而且边坡及坑底土质疏松裸露，复垦种植难度较大，自然植物难以生长，由此引发水土流失、生态恶化、牧草减产等一系列的社会和环境问题。

施工场地、办公生活区、施工便道等地被施工车辆及人员等碾压，损毁地表植被，对土壤结构造成较大影响，同时，由于土石等建筑材料的堆放，在水流冲刷及大风作用下，极易产生水土流失。加剧水蚀、风蚀、沙化等灾害。

土地复垦就是采用工程、生物等措施对被破坏土地进行治理，力求减轻损毁程度、损毁范围，有效恢复土地使用价值和生产力，缓解土地资源紧张问题。

1.1土地复垦适宜性评价原则

土地适宜性评价是针对破坏土地进行的潜在的适宜性评价，根据破坏土地的自然属性、社会经济条件和破坏状况来评价确定复垦后的土地利用方向及合理确定应采取的复垦工程及生物措施，是一种预测性的土地适宜性评价。

适宜性评价要遵循下述原则：1) 与地区土地总体规划、农业规划等相关政策相协调的原则；2)因地制宜原则与农用地优先原则；3) 自然因素和社会经济因素相结合的原则；4) 主导性限制因素与综合平衡原则；5)综合效益最佳原则；6) 动态性和持续发展的原则；7) 经济可行与技术合理性原则。

1.2GIS在土地适宜性评价中的作用

GIS 在土地适宜性评价过程中主要完成评价区域的空间操作、空间统计分析、空间模型建立、空间信息表达、空间数据库和空间模型库管理等。其侧重于空间信息的表达，注重于空间现象、空间结构、空间关系和空间位置的分析，通过叠加分析，完成地图的并、交、差运算，缓冲区计算以及空间数据的管理和查询。处理过程主要包括: 数据采集与监测、数据处理与编辑、数据存储与组织、空间查询与分析和图形与交互显示[1]。

2基于 GIS 的高速公路土地复垦适宜性评价方法

2.1评价流程

复垦适宜性评价体系及原则—确定评价区域—确定评价因子—确定评价因子权重—GIS 数据库的建立—适宜性评价因子的智能分析与查询—成果输出。根据不同因子对土地适宜性的影响程度确定适宜性等级。

2.1.1评价区域概况

该段公路位于内蒙古自治区乌兰察布市境内，由内蒙古新大地建设集团股份有限公司投资兴建。路线起点位于察哈尔右翼后旗G55二连浩特至广州公路白音察干枢纽互通，沿线经过察哈尔右翼中旗，终点止于卓资县新德义，主线按四车道高速公路标准设计，全长95.30 km。地理坐标：东经113°07′58″-112°14′31″，北纬41°25′38″-41°02′42″。

该路段地貌地处高原玄武岩溶岩台地向大青山前沿低山区过渡地带，路线总体呈由东北至西南走向。

该路段位于属中温带半干旱大陆性季风气候。区域主要特征是降水量小、寒暑交替，日温差大，冬季漫长寒冷，夏季炎热短促，春秋气温变化剧烈，年均降水量340mm，年均蒸发量为1800mm。冬季寒冷漫长。沿线土壤主要以栗钙土为主，土壤表层腐质层厚度为20～30 cm，成土母质以震旦纪变质岩为主，有机质含量3.0～3.88 %，其中氮含量0.196～0.238 %，速效磷0.03～0.058 %，PH值为7.5～8.0；土壤质地多为沙质土壤，结构疏松，抗蚀能力差，是土壤丰富物质来源，分布于沿河两岸、低山丘陵、山间沟谷地带。

2.1.2评价单元的确定

高速公路土地复垦适宜性评价单元反映了土地对农林牧业利用类型的适宜性、适宜程度以及地域分布状况。本文根据项目区临时用地的损毁类型、程度、限制因素做出评价单元的划分。评价单元的划分在确定土地复垦初步方向的基础上进一步划分，划分的评价单元应体现单元内部性质相对均一或相近；单元之间具有差异，能客观地反映出土地在一定时期和空间上的差异。依据上述原则，结合土地损毁类型分析，本方案评价单元共分为6个评价单元，具体划分见下表。

表1：评价单元划分表　单位：hm2

2.1.3评价方法及评价指标

a) 评价方法

本次复垦方案选择综合指数法进行适宜性评价。

b)评价指标

根据《土地复垦技术标准》、《中国1:100万土地资源图》和相关政策法规，同时借鉴同类土地复垦适宜性评价中参评因素属性及权重的确定方法，把土地复垦适宜性评价等级数确定为4级标准，分别定为：一级(比较适宜)、二级(勉强适宜)、三级(不适宜)、四级(难利用)。参评因素应选择对土地利用影响明显且相对稳定的因素。通过将参评因素状态值对农、林、牧的影响状况及改良程度的难易与各地区的自然条件进行比照，进一步对复垦区的土地适宜性影响明显的因子进行等级划分，得出各因子权重。

本方案选出7项参评因子，分别为：地形坡度、排灌条件、有效土层厚度、土壤质地、损毁程度、降雨量、区位条件(道路设施)。各参评因素的分级指标见下表：

表2:拟复垦土地适宜性评价的参评因子、权重及等级表

最后根据加权值与复垦方向对照表，确定拟复垦土地的复垦方向，加权值与复垦方向对照表如下。

表3:加权值与复垦方向对照表

2.1.4适宜性等级评定

a)评价单元土地质量描述

土地质量是通过多个土地性状值来表达的，各个参评单元土地质量见下表。

表4:评价单元土地质量表

b)适宜性等级评定结果

根据评价单元土地质量，对照表2-2拟复垦土地适宜性评价的参评因子、权重及等级表，计算出各评价单元的适宜性评价加权值，根据加权值对照表2-3加权值与复垦方向对照表，确定各个评价单元的复垦方向。以取土场为例，计算方法如下：Ri= 0.20×3+0.15×3+0.15×2+0.15×3+0.10×3+0.15×1+0.10×3=2.55，各评价单元评价结果见下表。

表5:评价单元适宜性评价加权值及复垦方向

2.2土地评价图的生成分析

本次评价采用 MAPGIS空间叠置法，以标准分幅地形图、土地利用现状图等为基础，将同一比例尺的各评价因子要素叠置，进行地形图分析( 地形地势条件等) 、土地利用现状分析( 历史和环境条件等) 和水资源缓冲区分析( 灌溉条件等) ，综合分析得出所有被叠置要素之间的相互作用和联系[3]。

3高速公路临时用地土地复垦适宜性评价结果

高速公路临时用地对土地损毁的特点为：面积小、损毁严重、分布零散、缺乏有效的灌溉措施。

依据适宜性等级评定结果，对于多宜性的评价单元，综合分析复垦区及周边土地的自然条件和社会条件，本着因地制宜、合理利用的原则，坚持土地利用与保护、建设与复垦相结合，实现土地资源的可持续利用，并与社会、经济、环境协调发展，同时考虑工程施工难易程度以及技术可行性等方面的因素，最终复垦为农用地。该路段临时用地复垦前面积为:草地92.32 hm2，预测复垦地类及面积情况为:草地92.32 hm2。由此可知，评价结果符合评价原则，优先复垦于农用地，符合基本国策。

4结语

该研究采用 MAPGIS 软件，综合利用各限制性因素对高速公路临时用地土地复垦进行适宜性评价。结果表明，评价过程除需考虑当地的自然、经济因素外，还需考虑土地破坏情况、国家政策等。该研究利用 MAPGIS 软件技术，在CAD图件的基础上实现了空间缓冲区分析、空间叠加分析、数据查询，完成了数据库的建立，完善了评价体系，确定了土地复垦的合理利用方向，为高速公路临时用地土地资源管理和土地规划决策提供了一定的指导意义[4]。

〔参考文献〕

[1]贺奋琴，何政伟，尹建忠． RS 和GIS 在攀枝花山区土壤侵蚀研究中的应用[J]．中国水土保持，2006，(7) :46-47．

[2]叶国华，黄云，童新华． 基于 GIS 的公路建设临时用地复垦适宜性评价[J]．安徽农业科学，2010，38(4) :1976-1978．

[3]方大春，刘国林，王芳，等．基于 GIS 的土地适宜性评价模型研究[J]．测绘与空间地理信息，2004，(1).

[4]陈炳超，陈利芳，孙家春，苏爱国，陈依静. 基于 GIS 的高速公路土地复垦适宜性评价方法[J]． 安徽农业科学，2011，39(10) : 6 107-6 110．

The Suitability Evaluation for Land Reclamation of Freeway Based on GIS

——Take the Freeway of Baiyinchagan To Yongtaigong for Example

SU Hong1，HAN Xiu-zhen2，BAO Yu-hai1

(1. College of Geography Science,Inner Mongolia Normal University，Hohhot 010020

2.National Satellite Meteorological Center,Peking 100081)

Abstract:In the course of freeway construction, the landscape and the surface structure along the road will be damaged, disturbance and influenced by the large scale production and construction activities. This will reduce the vegetation coverage of the ground, speed up the process of soil erosion and desertification. There will be a greater negative impact on the ecological environment along the expressway. Based on MAPGIS software，the suitability for reclamation of temporary-using land of freeway was evaluated．The information inquiring was realized through spatial summation analysis，buffer zone analysis and establishing attribute database．This will certain guide significance for expressways temporary-using land resource management and land reclamation planning decision.

Key words:Land reclamation;Suitability evaluation;Freeway;MapGis

中图分类号：X322

文献标识码：A

文章编号：1004-1869(2015)01-0026-04

作者简介：苏虹(1989-)，女，山西省祁县人，硕士研究生，研究方向：GIS应用。

收稿日期：2014-10-17