基于生态敏感性分析的西南都市农业功能区划研究*——以重庆市沙坪坝区为例<br/>

基于生态敏感性分析的西南都市农业功能区划研究*——以重庆市沙坪坝区为例

2015-03-10何太蓉武雪倩

中国农业资源与区划 2015年6期

刘欢，何太蓉，张喆，武雪倩

(重庆师范大学地理与旅游学院，重庆 401331)

都市农业是指处在城市及其周边地区，充分利用大城市提供的技术成果及现代化设备进行生产，并紧密服务于城市的现代化农业［1］。随着工业化与城镇化进程的快速推进，都市农业的发展同时受到城市农业生态环境恶化与城郊耕地面积急剧减少的双重压力，导致都市农业发展空间的“零碎化”，限制了地处于都市及其延伸地带与间隙地带的都市农业的发展。因此，在都市农业开发过程中，对都市农业进行空间分异与功能区划意义重大。

生态敏感性指生态系统对自然环境变化与人类活动干扰的反应程度，反映该区域发生生态环境问题的难易程度与可能性大小［2］。生态敏感区则是对整个区域具有生态环境意义的生态要素或实体，在人为干预下自我恢复能力较差，其改变将对区域的生态环境产生影响，需要加以控制或保护的区域［3］。当前，生态敏感性分析评价已经广泛应用于土地可持续利用研究［4-5］、生态脆弱性评价［6-7］、湖泊保护与利用研究［8］、地下水生态敏感性评价［9］、旅游功能区划［10］、生态系统识别［11］及生态功能区划［12］等生态环境研究领域，也有学者将生态敏感性分析评价应用于城市总体规划［13］、港口开发［14］等城市建设领域。都市农业发展区生态敏感性评价能深入了解在都市农业所在区域内的生态敏感性，基于生态敏感性分析，可以提出都市农业功能区划，针对都市农业发展过程中可能出现的生态环境问题可提出适宜的生态调控策略，从而有助于缓解都市农业生态服务功能与区域生态功能区划不匹配的矛盾，进而促进都市农业经济、社会、文化及生态功能综合效益的发挥。基于此，该文以具有典型意义的重庆市沙坪坝区为例，在生态敏感性评价的基础上采用GIS技术对沙坪坝区进行都市农业功能区划，以期为沙坪坝区都市农业发展提供理论指导，并为西南地区快速城镇化过程下的都市农业健康发展提供借鉴参考。

1 研究区概况

重庆市沙坪坝区位于重庆都市区西部。全区辖区面积约396km2，约占重庆市总面积的0．48%。该区属于四川盆地东部平行岭谷低山丘陵的一部分，呈丘陵、台地及低山组合的地貌格局，平均海拔263m(图1)。该区属于中亚热带湿润季风气候，光热资源丰富，年平均气温18．3℃，无霜期长达353天，具有冬暖夏热、春早秋迟的特点。雨量充沛，多年平均降水量1 092mm。沙坪坝区地跨重庆市都市功能核心区与都市功能拓展区，是重庆市都市区生态较为敏感与脆弱的地区之一。

图1 研究区位置与数字高程模型

2 研究方法

2.1 生态敏感性评价因素的选择

生态敏感性分析应充分考虑自然环境背景与人类活动干扰等评价因素。

自然环境背景

沙坪坝区被境内贯穿南北的中梁山与缙云山分成近南北向的4个条带。各带不同的地质、地貌结构、水文、土壤类型及植被覆盖度对生态敏感性均具有十分重要的影响。因此，该文选择地形位指数［15］、距地质灾害点距离、距水域距离、土壤类型及植被覆盖度作为自然环境背景的评价指标。

人类活动干扰

土地利用类型是直接导致生态系统结构与功能变化的首要因素，加之自然保护区是依照法律建设的为保护自然栖息地以及栖息地内生物多样性的生态保护区域［16］。因此，该文选择土地利用类型与距生态保护区距离作为人类活动干扰的评价指标。

2.2 数据来源

该文生态敏感性分析所涉及数据主要有:①2013年重庆市沙坪坝区ASTER GDEM数据与TM遥感影像数据，来源于中国科学院计算机网络信息中心科学数据中心 (http://www．gscloud．cn/);②2013年重庆市沙坪坝区高分辨率遥感影像数据，来源于国家科技基础条件平台——地球系统科学数据共享平台(http://nnu．geodata．cn/);③地质灾害点GPS采样样本来源于实地测量;④其他数据，主要包括沙坪坝区行政区划图、地质灾害分布图、水系图、土壤分布图、林地分布图等，均来源于沙坪坝区自然地理志，社会经济数据来源于沙坪坝区统计年鉴。

2.3 生态敏感性评价指标体系的构建

2．3．1 确定评价指标体系分级标准

该文主要参考国家环保部于2002年发布的《生态功能区划技术暂行规程》，结合沙坪坝区具体自然环境背景与社会经济活动所反映的人类活动干扰状况，构建沙坪坝区生态敏感性评价指标体系分级标准(表1)。其中，地形位指数的生态敏感性分级采用了自然断点分级法［17］;土壤类型的生态敏感性分级融合了苏维词［18］、杨伟［19］等人的研究成果;土地利用类型的生态敏感性分级则依据土地利用强度大小确定，即土地利用强度越大该土地利用类型的生态敏感度越低。

2．3．2 确定评价指标体系权重

结合层次分析法与熵值法确定了各指标的综合权重［20］(表2)。

2.4 生态敏感性评价方法

该文以栅格单元作为评价的空间数据载体与评价单元，为了便于后续的计算与分析，将各栅格数据的最小分辨率统一为5m×5m。再按照评价指标体系中不同因素层与指标层的权重值，构建了生态敏感性评价公式:

表1 重庆市沙坪坝区生态敏感性评价指标体系分级标准

表2 重庆市沙坪坝区生态敏感性评价指标体系权重

式中，i为评价单元编号，j为评价因素编号，n为评价因素总数，Si为第i个评价单元的综合评价值，Ci为第i个评价单元的生态敏感性评价值，Wj为第j个评价因素的权重。

采用ArcGIS10．2进行空间分析，通过目标层、因素层及指标层三级生态敏感性评价指标的空间叠加分析，得到沙坪坝区生态敏感性评价结果 (图2与表3)。

2.5 都市农业区划方法

首先，根据生态系统的生态功能类型与自然属性，考虑沙坪坝区农业结构空间格局与社会经济发展现状，结合沙坪坝区生态敏感单元的生态敏感性，划分出都市农业功能区。其次，依据各生态敏感单元的生态功能与都市农业功能，划分都市农业功能亚区。

3 结果与分析

图2 沙坪坝区生态敏感性评价

3.1 沙坪坝区生态敏感性分析

由图2与表3可知，沙坪坝区综合生态敏感性总体较高，空间分布上表现为山地区域高于丘陵台地区域，这与植被覆盖度因素空间分布规律大致相同。高敏感区与中敏感区占全区总面积的46．48%，分布在中梁山与缙云山两低山地带，主要为生态保护区、大型水库与河流、河滩、坡耕地及都市生态涵养区。低敏感区主要为道路景观带、城市大型绿化带、城郊农业用地等。不敏感区主要为城市与城镇居民区、商业与工业建设用地等。

表3 重庆市沙坪坝区生态敏感性分区及其特征

3.2 沙坪坝区都市农业功能区划

3．2．1 功能区划方案

根据重庆市“五大功能区”总体规划与沙坪坝区现代农业发展要求，结合自然环境与社会经济发展背景，按照不同区域生态系统服务功能与生态敏感性分析结果，对研究区都市农业进行两级功能区划，得到功能区与功能亚区(表4)。其中，功能区分为都市农业生态涵养发展区、都市农业主体功能区及都市农业多元扩展区;功能亚区分为7种，包含生态屏障亚区、生态补偿亚区、果蔬产业亚区、花卉产业亚区、创汇农业亚区、科普教育亚区及休闲体验亚区。由图3可以看出，研究区的都市农业生态涵养发展区主要集中在高生态敏感区，都市农业主体功能区主要集中在中、低生态敏感区，都市农业多元扩展区则主要集中在低生态敏感区与不敏感区。不同类型都市农业土地利用强度与生态敏感区的敏感性强度呈负相关。

3．2．2 各区功能调控方案与发展对策建议

图3 沙坪坝区都市农业功能区划

3．2．2．1 都市农业生态涵养发展区

该区是重庆市“四山管制”与城市绿色生态屏障地区［21］。区内生态敏感性程度高，地形复杂，土壤类型多样，主要分布森林，开发后生态恢复的成本将远远大于收益，农业发展受到极大的限制。因此，对于此类区域生态保护当属第一。该区包含生态屏障亚区与生态补偿亚区两个亚区。针对生态屏障亚区，应严格保护自然植被，严格限制人类活动干扰，禁止不利于生态系统保护的经济活动与生产方式，为区域农业与都市农业的发展构筑天然的生态屏障;对于生态补偿亚区，要逐步完善生态补偿机制，在科学估算区域承载力的基础上，适当发展具有生态补偿效益的生态循环产业，如野生食用菌产业等。

3．2．2．2 都市农业主体功能区

该区主要分布于沙坪坝区中西部梁滩河流域与中梁山前、后低山槽谷区域。该区域以中、低生态敏感性为主，地形较为平缓，耕地分布相对集中，农业人口密集，是沙坪坝区传统农业区，有较好的农业基础。该区建设应以促进农民致富为主线，合理利用当地生态资源，打造具有西南地区特色的都市现代果蔬产业基地与花卉产业区，使都市农业主体生态服务功能在生态敏感区得到充分利用。因此，该区分为果蔬产业亚区与花卉产业亚区两个亚区。对于果蔬产业亚区，首先，要建立先进的生产与管理制度，引进高科技人才与技术，提高农民的科技与技能素养，采用政府支持、企业引导下的多形式经营理念，保障都市农业主体产业有序健康发展;其次，要因地制宜，统筹规划产业布局，形成多层次，多样化的种植区，防止面源污染，保持当地生态系统的多样性。对于花卉产业亚区，要根据花卉产业发展规律，以及当地地理环境与生态条件，全面提升花卉产业经济效益，结合先进的栽培与加工技术扩大产业规模，并利用精油提取技术，积极发展芳香产业，形成标准化的花卉生产与管理体系，生产出高质量、高标准、无污染、无病害的花卉产品。

表4 重庆市沙坪坝区都市农业功能区与功能亚区

3．2．2．3 都市农业多元扩展区

该区大部分位于重庆市都市功能核心区，其次位于西部新城区，已经没有传统农业的发展空间。其生态敏感性程度很低，城市化水平高。该区包含3个亚区，分别是创汇农业亚区、科普教育亚区及休闲体验亚区。因此，在创汇农业亚区，可以利用重庆市国际航空港的地位与沙坪坝区渝新欧铁路桥头堡的优势，依据市场需求，科学发展创汇农业。科普教育亚区的发展主要是利用沙坪坝区丰富的科研教育资源，充分挖掘都市农业的教育功能。针对休闲体验亚区，主要以曾家镇现代都市农业园为基础，并利用发展景观农业与园林建设带动都市农业休闲体验区基础设施建设，将观光农业融入其中，结合科普教育区，打造重庆市都市区的农业休闲旅游带。