都市圈城乡交错区生态敏感性研究

吴少锋　周君佐　朱珍芳

[摘要]在对广州市白云区实地调研的基础上，本文选取地形地貌、生态环境、经济发展、农业生产、人口情况5个方面13个指标构建白云区生态敏感性评价指标体系，并运用主成分分析法确定各生态敏感性评价因子的权重。在ArcGlS支持下，对广州市白云区生态敏感性进行评价与分区。结果表明：白云区分为极敏感区、高度敏感区、中度敏感区、轻度敏感区和不敏感区五个区域，分别占白云区总面积的5.88%、9.28%、19.77%、30.26%、34.81%。白云区总体生态敏感性较低，以不敏感区和轻度敏感区为主。从总的空间分布来看，白云区生态敏感性分布呈现出自北向南的逐渐过渡的趋势，且南部地区整体比北部地区敏感。结合白云区生态敏感性综合评价结果和实际情况，本文将白云区分为保护提升区、优化保护区和保护防治区。最后，本文提出了提升白云区生态环境的政策建议。

[关键词]都市圈；城乡交错区；生态敏感性：ArcGlS

随着我国工业化和城市化的快速推进，大量人口涌入城市，造成城市规模不断扩张，大量农地转变为非农用地，给生态造成极大的压力。城乡交错区作为既不同于城市，也不同于农村的独特区域，土地过度开发、生态破坏严重、人口急剧膨胀等问题逐渐凸显，城乡交区生态环境问题越来越受到关注。

生态敏感性是指生态系统对外界自然环境变化和人类行为的敏感程度，反映了区域生态系统发生生态问题的难易程度和可能性大小。生态敏感性不仅取决于生态系统的内部结构，也取决于生态系统外部受到的胁迫程度。生态系统内部结构越不稳定，对外部环境反应就越敏感。生态敏感性评价是诊断区域发生潜在生态问题，识别生态敏感性因子的重要手段，也是生态环境整治的必要环节之一。生态敏感性的研究最早见于美国学者麦克哈格1967年在《设计结合自然》一书中对纽约斯塔腾岛生态环境评价的研究。随后大量学者对生态敏感性做了广泛研究，但是大多集中于某一具体的生态问题。在研究方法上比较成熟，而且广泛运用遥感、地理信息系统GlS、全球定位系统GPS等技术手段。国内对生态敏感性研究兴起于1999年左右，这个时段主要研究某一生态问题的生态敏感性，例如土壤盐渍化、地质环境敏感性等。2007年开始，相关研究开始增多。通过中国学术期刊全文数据库（CNKI）能够搜到16篇以生态敏感性为关键字的核心期刊论文，研究对象扩展到某一流域、某一城市和某一地类特征区域等。2010对生态敏感性的研究达到顶峰，之后一直保持着较高的水平。

广州市作为国际化的大都市，随着经济社会的快速发展和区域经济一体化的加速，大量人口涌入、城市边界不断扩张，城乡交错区生态环境问题也越来越受到关注。但是，以往学者对生态敏感性的研究大多针对某一场地，如某一湿地、某一流域、某一生态保护区或者针对某一生态问题区域，如水土流失、土地沙化等。在研究尺度上，主要集中在国家级、省级、市级层面，县（区）级、镇级尺度的研究较少，而都市圈城乡交锚区的研究更尚不多见。同时，在评价因子的选择上，以往的研究对自然因素关注较多，对社会经济发展因素关注较少。白云区是一个典型的都市圈城乡交错区，对该地区的生态敏感性进行研究，既可为该地区生态环境保护提供依据，也可为也可以为该地区的社会经济发展提供指导。

1、研究区域概况

白云区位于广州市中心城区的北面，北接花都、从化，东邻增城，西接南海，面积795.79平方公里，南连黄埔区、天河区、越秀区、荔湾区，下辖4个中心镇、118个村民委员会和247个居民委员会。2010年全区完成生产总值930.36亿元，同比增长13%。201 0年白云区外来流动人口和外来常住人口均超过百万，给生态环境带来极大的压力。白云区主要以平原和丘陵为主，北部和东北部的地势较高，低山丘陵地区主要分布在广从断裂带以东和瘦狗岭断裂带以北。白云区的平原主要为流溪河冲积形成的平原和珠江三角洲本身固有平原，多处位于广从断裂带以西。东北部及北部的基岩是坚硬的、块状变质岩和花岗岩，以低山为主，谷深，坡陡。丘陵因为基岩是中粗粒花岗岩，抗风化能力较弱，常年风蚀情况下，容易形成山坡平缓，而且山顶浑园的地势。白云区肩负着广州的生态环境修复重任，计划将其作为中心城区北部的重要生态核心区，中央绿色休闲区和广州市生态涵养区。

2、评价过程

2.1评价因子选择

对生态敏感性评价，评价因子的选择至关重要。由于所评估的是都市圈城乡交错区生态敏感性，在选择评价因子的时候要充分考虑到社会经济活动对生态敏感性的影響。通过参考相关文献和实地调研，选取地形地貌、生态环境、经济发展、农业生产、人口情况5个评价因子共13个指标构成白云区生态敏感性评价指标体系。具体如表1所示：

2.2评价单元划分

评价尺度的选择是生态敏感性评价，包括单因子评价和多因子评价的前提条件。评价尺度的确定通常要求最低精确到米的级别，在此基础上结合实际评价要求进行选择。本文对白云区进行评价的过程中选择行政边界和栅格两种选择方式。行政边界，顾名思义就是以行政区划为导向进行生态敏感区域的分级划分，本论文研究当中结合白云区的行政区划情况，再依据白云区的统计年鉴资料，把镇级和街道看成同一个级别。白云区总共有14个街道和4个镇，本文根据行政边界的划分，对白云区的流动人口，常住人口，耕地面积，林业种植，农业总产值，人口自然增长率，产业布局现状，发展战略等八個社会经济生态因子进行生态敏感性评价。栅格是遥感地图的最小组成单元，而且在地理信息系统软件中，每个栅格都有自身独特的代码，这样的话，栅格的选择具有自身独特的优势，容易在软件中进行计算和规划。本文结合白云区内的实际地理情况和现有的遥感地图数据，最后选136.7m×136.7m栅格尺度为最小格式进行后期评价，主要运用于高程，坡度，植被，生态多样性，功能区划，共五个生态敏感性评价因子的评价过程。

2.3数据处理

本研究所收集的有关数据和参考文献主要有：《2010年广州市白云区的土地运用现状数据》、《2010年白云区高程坡度数据》、《广州市白云区风景名胜区总体规划（2009-2025）》，《白云区临空产业发展规划》、《2010年广州市白云区统计年鉴》。研究过程中主要使用的软件：ARCGIS9、ERDAS8.9、YAAHP0.5.2。采用的遥感图像是从OuickBird（快鸟）卫星上面获得的，OuickBird作为全球领先的遥感数据传送卫星，其提供的遥感数据往往比其他一般的商业卫星的分辨率更高，相对也更能反映白云区的实际情况。为保证数据的准确性，本文对遥感数据主要采用辐射校正和几何校正。结合白云区土地运用的实际情况，参考国家土地分类系统，对遥感影像进行细化分割后，将土地运用类型分类为：水库水、湖泊水、河流水、坑塘水、农田水、滩涂、水浇地、水田、水工建筑用地、铁路用地、采矿用地、设施农用地、自然修复区、灌木林、民用机场、林地、旱地、城镇用地、园地、农村道路、农村居民地、其他林地、其他建设用地、公路用地等。

2.4评价方法

生态系统的对外界反应的敏感程度往往是多个影响因子共同作用形成的，既取决于各个单因子的分布状况和各个单因子的影响强度，也取决于各个单因子结合形成的对外界干扰的综合反应情况。所以，在进行生态敏感性评价的时候多采用生态敏感性单因子评价和多因子评价相结合的综合评价方法。生态敏感综合性评分公式如下：

2.5评价指标权重确定

确定评价指标权重的方法很多，但经验法等等方法为主观权重赋值方法。本文运用主成分分析法确定各生态敏感性评价因子的权重，相对于其他主观权重赋值法具有更强的客观性。最终确定各个指标的权重如表1所示：

3、评价结果

根据各个单因子生态敏感性指数和权重，在ArcGlS中进行叠加处理，得到白云区综合生态敏感性分布图如图1所示：

通过统计分析可知，白云区内生态敏感性可以分为不敏感，轻度敏感，中度敏感，高度敏感和极敏感五种类型，其中不敏感区和轻度敏感区主要位于白云区的西北部，两者相互交替混杂，没有明显规律。而中度敏感区，高度敏感区和极敏感区主要位于白云区的东南部，三者也是相互交替，没有明显规律，占地面积相对小于不敏感区和轻度敏感区。不敏感区占地面积为277平方千米，占整個白云区面积的34.81%，轻度敏感区占地面积为240.8平方千米，占整个白云区面积的30.26%，中度敏感区占地面积为157.3平方千米，占整个白云区面积的19.77%，高度敏感区占地面积为73.8平方千米，占整个白云区面积的9.28%，极敏感区占地面积为46.89平方千米，占整个白云区面积的5.88%。

4、生态保护策略

经济发展要同生态环境相适应，生态越敏感的区域越需要在发展经济的同时注重生态环境的保护。结合上述对白云区生态敏感性分析结果和白云区实际情况，本文将白云区划分为生态保护提升区、生态优化保护区和生态保护防治区。

4.1生态保护提升区

生态极敏感区和高度敏感区属于保护提升区，主要位于白云区的东南部。生态保护提升区易受到人为干扰，而且一旦破坏很难短期恢复。生态保护提升区应严格保护现有生态用地，尽量压缩建设用地空间，增加生态用地比例，禁止一切破坏生态系统服务功能的开发活动。同时要提高森林覆盖率，改善土地利用模式，适度开拓水体、森林等，增强水源涵养、水土保持等功能，全面保障生态安全。

4.2生态优化保护区

中度生态敏感区属于优化保护区，主要位于白云区的东南部和西南部。这部分地区可适度进行建设用地与生态用地的空间置换，优化生态空间布局和城市规划。在建设用地开发过程中应仍以“保护自然生态环境为指导原则进行适度开发”，保证景观生态用地在土地利用结构中比例不下降。对于人类行为活动过度的区域应当安排专职人员进行限制。加大环境保护执法力度，对违规违法建筑坚决拆除。

4.3生态保护防治区

轻度生态敏感区和不敏感区属于生态保护防治区，主要位于白云区的西北部，两者相互交替混杂。这部分地区可适当鼓励建设用地开发利用，但必须严格控制“三废”的排放。在土地开发过程中，需要加强土地开发过程中及开发后对生态空间的污染预警及其防治，统筹优化土地利用结构和布局，注重人与自然环境的协调发展。要重点关注生态保护防治区的绿地修复情况，尽可能的提高植被覆盖率，在提高植被覆盖率的基础上，建设防护绿地。发展循环经济，加快产业结构升级，通过建設生态示范区、完善城市可持续发展的基础设施等途径努力改善人居环境。结论：

本文选取地形地貌、生态环境、经济发展、农业生产、人口情况5个方面13个指标构建白云区生态敏感性评价指标体系，并运用主成分分析法确定各生态敏感性评价因子的权重。在ArcGlS支持下，对广州市白云区生态敏感性进行评价与分区。白云区总体生态敏感性较低，以不敏感区和轻度敏感区为主。从总的空间分布来看，白云区生态敏感性分布呈现出自北向南的逐渐过渡的趋势，且南部地区整体比北部地区敏感。依据白云区生态敏感性综合评价结果，结合白云区实际情况，将白云区分为主要修复区、次要修复护区、修复过渡区和经济修复区四个分区。

白云区的经济发展要与生态环境保护相结合，要在经济结构转型升级上有新的作为和新的突破，坚决杜绝那些对生态环境构成威胁的企业落户白云区。同时，要发挥区位优势和丰富的资源禀赋优势，积极发展观生态产业。加大生态环境保护和修复力度，推进生态文明建设，促进经济社会可持续发展。