面向空间规划的土地适宜性评价
——以汨罗市为例
2019-08-06李慎鹏项广鑫曾毅张建新
李慎鹏,项广鑫,曾毅,张建新
(1.国土资源评价与利用湖南省重点实验室,长沙 410007;2.湖南省国土资源规划院,长沙 410007;3.湖南工程职业技术学院,长沙 410151)
0 引言
随着经济社会的快速发展,经济与社会活动的规模越来越大、强度越来越高[1-3],而国土空间却是有限的,经济社会发展、资源、环境之间的矛盾越来越严重[1,3-8]。目前空间规划的趋势是构建平衡适宜的城乡建设空间体系,适当增加生活空间、生态用地,保护和扩大绿地、水域、湿地等生态空间[7]。以往单极形式的建设与发展(主要是发展经济而破坏环境)已不可取[3-5],应该追求社会经济、自然资源、环境复合生态系统各组分的和谐和发展[1,3-4]。在这样的理念下,城乡的发展必须尊重湿地、林地、水域等生态用地和耕地的保护,构建高效有序的国土空间利用格局[9]。
土地资源的适宜性评价是国土空间规划的基础和指导性工作[10]。大量的学者以国土空间开发格局调整[10-13]、城市规划[14]、土地利用规划[13,15-16]等为目标开展了土地资源的适宜性评价,提出了基于生态安全[16]、生态-经济[11]、土地开发潜力[13]、可持续性[17]、生态位理论[18]、生态敏感性[19]等的评价思路。但以往的评价指标体系对政策制度方面的考虑不足[20],如未考虑基本农田保护区、生态红线等禁止建设开发区域。
本研究在借鉴前人[3,8]的评价思路、方法、指标体系的基础上,以服务于空间规划为目标,把自然地理条件、生态环境、制度政策3个要素方面提取划分为禁止性指标和限制性指标,构建建设用地、耕地适宜性评价指标体系,并以汨罗市为实例进行了实证。
1 研究区概况与数据来源
1.1 研究区概况
汨罗市位于湖南省东北部,南洞庭湖东畔,地势东南高,西北低;地貌类型多样,山地、丘陵、岗地、平原、水域相间分布,为典型的亚热带环湖低丘平原。
经2015年行政区划调整后,汨罗市辖15个乡镇,总面积149 432.9 hm2。2009年(第二次土地调查)到2015年,汨罗市耕地面积增加413.32 hm2,城乡建设用地增加394.65 hm2,交通水利建设用地增加189.45 hm2,林地增加135.28 hm2。牧草地的数量一直稳定在44.82 hm2。园地减少775.57 hm2,滩涂沼泽减少314.71 hm2,自然保留地减少33.24 hm2,水域减少3.89 hm2。
1.2 数据来源及处理
本研究所采用的原始数据主要来源于从国土部门收集的汨罗市2016年地籍变更调查、第二次土地调查(2009年)、耕地后备资源调查(2014年)、农用地质量分等定级、土地规划(2006—2020年,2016年修订版)、历年统计年鉴、矿山年报、地质灾害调查、生态地球化学调查、地下水监测、地表水质量监测等数据,从林业、环保、水利部门收集的生态红线范围、大气环境监测数据、水环境监测数据等数据。
将原始矢量数据转化为MapGIS格式数据后,将各指标数据空间叠加到汨罗市2016年地籍变更调查图斑上。
2 研究方法
2.1 基本思路和方法
从自然地理条件、生态环境、制度政策3个要素方面提取指标进行建设用地、耕地适宜性评价。在评价方法上,采用“减分制”,即优先考虑建设开发、耕地开发的禁止性因素,如生态保护红线、基本农田范围内的区域坚决不能进行耕地开发,实行“一票否决”;如生态环境等对建设开发、耕地开发有限制性要求的,设置为限制性指标,严格加以限制。
对符合禁止性指标的,赋值为0,禁止性指标之外的,赋值为1;对限制性指标赋值为0~100,分数越高,表示越适宜。综合适宜性得分计算方法见式(1)。
(1)
式(1)中:L为综合适宜性得分,i为禁止性指标编号,m为禁止性指标个数,Ji为第i个禁止性指标的得分,k为限制性指标编号,n为限制性指标个数,wk为限制性指标的权重,Xk为第k个限制性指标的得分。
根据综合适宜性得分,将建设用地、耕地适宜性划分为不适宜、一般适宜、较适宜、最适宜四类。
2.2 建设用地适宜性评价方法
1)指标体系
为落实最严格的生态环境保护政策,对生态红线范围内、生态保护区(动物栖息地保护区、湿地保护区、各级森林公园、水库河流湖泊保护区等)范围内、基本农田范围内、风景名胜保护区内、土壤环境经评估不适合建设用地开发或水环境经评估不适合建设用地开发的区域,禁止进行建设开发,相应的建设用地适宜性评价结果为不适宜。
坡度条件直接关系着建设开发的经济成本和工程技术难度[21],同时,山地生态环境的再生恢复能力差、抗扰动性差[22]。当坡度大于25°时,不适宜进行建设开发[21]。
蓄滞洪区一般是洪水自然滞蓄场所[23]。为遵循“人水和谐”的理念,将蓄滞洪保留区的建设适宜性分值设置为60分,一般蓄滞洪区、重要蓄滞洪区的分值相应递减为30分、10分。
土地利用现状是影响建设开发的重要方面,该指标设置的总的原则是尊重现有的土地利用格局,在建设开发过程中尽量少占耕地、林地,根据各现状地类设置对应的建设用地适宜性分值。
地质灾害对开发建设有显著的影响,各类地质灾害对人民群众的财产安全和生命安全有很大的危险性[24]。采空塌陷区的施工难度大,后期可能造成地面塌陷、沉降等问题。
表 1 建设用地适宜性评价指标体系Table 1 Factors of suitability evaluation of construction land
指标指标分类分值权重禁止性指标生态红线生态红线范围内0—生态红线范围外1—生态保护区生态保护区范围内0—生态保护区范围外1—基本农田基本农田范围内0—基本农田范围外1—风景名胜保护区风景名胜保护区内0—风景名胜保护区外1—土壤环境经评估不适合建设用地开发的0—经评估适合建设用地开发的1—水环境经评估不适合建设用地开发的0经评估适合建设用地开发的1—坡度25°以上0—限制性指标坡度15°~25°300.26°~15°70—0°~6°100—蓄滞洪区重要蓄滞洪区100.3一般蓄滞洪区30—蓄滞洪保留区60—非蓄滞洪区100—土地利用现状耕地、水域100.3其他农用地20—林地30—草地、园地50—自然保留地70—其他用地90—建设用地100—地质灾害严重采空塌陷区100.2崩塌、滑坡、泥石流等突发地质灾害高易发区40—崩塌、滑坡、泥石流等突发地质灾害中易发区60—崩塌、滑坡、泥石流等突发地质灾害低易发区80—无地质灾害风险100—
2)适宜性分类
根据式(1)计算出综合适宜性得分L,采用ArcGIS软件中的自然断点法确定L=0为不适宜,0 1)指标体系 耕地适宜性评价的禁止性指标与建设用地适宜性评价类似,把生态红线、生态保护区(动物栖息地保护区、湿地保护区、各级森林公园、水库河流湖泊保护区等)、风景名胜保护区设置为禁止性指标,相应的耕地适宜性评价结果为不适宜。 以《土壤环境质量标准》(GB 15618-1995)、《地表水环境质量标准》(GB 3838-2002)、《地下水质量标准》(GB/T 14848-2017)中的分类分级方案,将土壤环境质量劣于Ⅲ类土壤、地表水环境劣于Ⅴ类地表水、地下水环境劣于Ⅴ类地下水的区域划入禁止区,相应的耕地适宜性评价结果为不适宜。 土层厚度对农作物的生长质量、耕作便利度有较大影响[13]。坡度是决定耕地开发难度和耕地质量的关键性指标[13],坡度越大,耕地开发难度越大,开发后耕地面临水土流失等损毁的风险越高[13,25]。把土层厚度小于30 cm、坡度在25°以上的区域划入禁止耕地开发区,相应的耕地适宜性评价结果为不适宜。 表 2 耕地适宜性评价指标体系Table 2 Factors of suitability evaluation of cultivated land 指标指标分类分值权重禁止性指标生态红线生态红线范围内0—生态红线范围外1—生态保护区生态保护区范围内0—生态保护区范围外1—风景名胜保护区风景名胜保护区内0—风景名胜保护区外1—土壤环境劣于Ⅲ类土壤0—Ⅲ类或优于Ⅲ类土壤1—地表水环境劣于Ⅴ类地表水0—Ⅴ类或优于Ⅴ类地表水1—地下水环境劣于Ⅴ类地下水0—Ⅴ类或优于Ⅴ类地下水1—洪水位线河流、湖泊洪水位线以下0—其他1—土层厚度小于30 cm0—大于30 cm1—坡度25°以上0—限制性指标坡度15°~25°200.16°~15°60—2°~6°80—0°~2°100—蓄滞洪区重要蓄滞洪区300.1一般蓄滞洪区50—蓄滞洪保留区70—非蓄滞洪区100—土地利用现状林地、水域100.3草地、园地20—自然保留地30—其他用地50—建设用地70—其他农用地90—耕地100—地质灾害崩塌、滑坡、泥石流等突发地质灾害高易发区600.05崩塌、滑坡、泥石流等突发地质灾害中易发区80—崩塌、滑坡、泥石流等突发地质灾害低易发区90—无地质灾害风险100—土层厚度30~60 cm600.1560~90 cm80—>90 cm100—土壤质地砾质土300.2砂土50—黏土80—壤土100—地貌峡谷、陡坡山地100.1缓坡山地30—丘陵60—岗地、台地90—平原100— 限制性指标考虑了坡度、蓄滞洪区、土地利用现状、地质环境、土层厚度、土壤质地、地貌。其中,坡度、土层厚度、土壤质地、地貌参照《中国耕地质量等级调查与评定(湖南卷)》、《全国耕地后备资源调查评价技术方案》中的分级评价标准赋予适宜性分值。 对蓄滞洪区,由于洪水带来肥沃的土壤,加之良好的灌溉条件和耕作便利度,一直以来蓄滞洪区范围内都有农民进行耕种[23]。故将重要蓄滞洪区、一般蓄滞洪区、蓄滞洪保留区耕地适宜性分值分别设置为30、50、70分。 2.表示决心。《一面》结尾:“现在,先生是死了……”鲁迅的逝世,对我们的事业损失太大了,但作者化悲痛为力量,踏着鲁迅的足迹,继承未竟之志,弥补损失,扩大战果,夺取胜利,把对鲁迅的热爱落在实处。《回忆我的母亲》的结尾使文章的主题得到进一步深化。 近年来,在“严守耕地红线”、“耕地占补平衡”的政策下,部分地区在山区林地开垦了大量耕地,形成“秃头山”现象。为减少此类现象的发生,达到既保持耕地数量又注重耕地质量,将土地利用现状为林地、水域的适宜性分值设置为10分,土地利用现状为草地、园地、自然保留地、其他用地的适宜性分值分别为20、30、50分。同时,为满足“增减挂钩”、土地复垦的需求,将土地利用现状为建设用地的适宜性分值设置为70分。 根据专家打分法和各指标数据的分布、精度综合确定各限制性指标的权重。耕地适宜性评价的指标体系见表2。 2)适宜性分类 根据式(1)计算出综合适宜性得分L,采用ArcGIS软件中的自然断点法确定L=0为不适宜,0 根据汨罗市环保局提供的数据,汨罗市水环境、大气环境、土壤环境均达标。通过对汨罗市各禁止性指标、限制性指标的分析,影响汨罗市建设用地、耕地适宜性的主要禁止性指标为生态红线、生态保护区、基本农田,主要限制性条件为土地利用现状和坡度(图1)。 图 1 汨罗市遥感影像及适宜性评价主要指标Figure 1 Remote sensing image and key factors of suitability evaluation of Miluo city 汨罗市的生态红线和生态保护区主要分布在汨罗江等河流沿岸。基本农田主要分布于耕地质量较好、立地条件优良的区域,以河流沿岸为中心向外扩展分布。归义镇、新市镇为汨罗市的重点建设区域,几乎未划定基本农田。 汨罗市的现状耕地主要分布在河流沿岸,川山坪镇、神鼎山镇、三江镇等山区的耕地较少。汨罗市的现状建设用地主要分布在归义镇、新市镇,其他乡镇的建设用地多分布在耕地与林地、园地的接触带上。 从坡度来看,汨罗市呈现出典型的冲积平原特点,坡度大多在15°以下。以汨罗镇、归义镇为中心,向东北、西南方向坡度逐渐升高,由平原过渡到山地,地形也逐渐变的复杂。 汨罗市的建设用地适宜性评价结果如图2、表3。结果显示,汨罗市适宜进行建设开发的土地面积为31 081.95 hm2,占汨罗市总面积(149 432.9 hm2)的20.8%。其中,适宜性评价结果为一般适宜的为10 217.78 hm2,较适宜为1 136.21 hm2,最适宜为19 727.97 hm2,分别占适宜进行建设开发的土地面积的32.87%、3.66%、63.47%。在一般适宜的土地中,主要现状地类为耕地;较适宜的土地中,主要现状地类为其他农用地、林地;最适宜的土地中,主要现状地类为城乡建设用地、交通水利建设用地、其他农用地。 汨罗市适宜进行建设开发的土地整体上以现状建设用地的空间分布为基础,向背离河流沿岸、靠近林地的方向展布,适宜性由最适宜到一般适宜,避开了河流沿岸冲积区域,充分保护了耕地和林地,为耕地开发留足了空间(图3)。 图 2 汨罗市适宜性评价结果Figure 2 Suitability evaluation results of Miluo city 图 3 同一区域建设用地、耕地适宜性对比Figure 3 Comparison of suitability of construction land and cultivated land in the same area 在评价结果为适宜进行建设开发的区域中,有一部分土地利用现状为耕地。在空间规划中为满足耕地保有量的需求,这部分耕地原则上不宜划定为建设用地。除去这部分耕地,再除去土地利用现状为建设用地(城乡建设用地、交通水利建设用地、其他建设用地)的区域,得出汨罗市适宜进行建设开发的极限剩余潜力为13 327.28 hm2。 汨罗市的耕地适宜性评价结果如表3。结果显示,汨罗市适宜耕作的土地面积为63 761.87 hm2,占汨罗市总面积的42.67%。其中,适宜性评价结果为一般适宜的为1 022.39 hm2,较适宜为9 908.13 hm2,最适宜为52 831.35 hm2,分别占适宜进行耕作的土地面积的1.60%、15.54%、82.86%。可以看出,汨罗市适宜进行耕作的土地面积占比较大,且主要为最适宜,这与汨罗市为洞庭湖平原区的地理背景相符。汨罗市适宜进行耕作区域的土地利用现状主要为耕地、其他农用地、城乡建设用地、林地等。最适宜区主要分布于洞庭湖平原区、汨罗江等大中小水系的沿岸。较适宜区、一般适宜区分布外最适宜区的外围(图4)。在川山坪镇、神鼎山镇、三江镇的部分山区主要为一般适宜区,且分布较为稀疏。除去土地利用现状为耕地、建设用地(城乡建设用地、交通水利建设用地、其他建设用地)、其他农用地的区域,得到汨罗市可供耕地开发的后备土地资源为1 060.44 hm2。虽然能够满足耕地保有量的指标需求,但后备耕地资源数量较小,建议汨罗市加强建设用地集约节约利用、拆迁复垦和高标准农田建设。 表 3 汨罗市建设用地和耕地适宜性等级的规模结构/hm2Table 3 Amount of construction land and cultivated land with different suitability in Miluo city 由于部分地区既适合进行建设开发,又适合进行耕地开发,造成了建设用地适宜区和耕地适宜区的空间冲突。通过对建设用地适宜性评价成果和耕地适宜性评价成果进行空间相交分析得出空间冲突区域的分布(图2)。 汨罗市建设用地适宜区和耕地适宜区相冲突的区域面积为28 086.73 hm2。冲突区域中耕地适宜性评价结果为最适宜、较适宜、一般适宜的占比分别为75.11%、23.19%、1.7%;建设用地适宜性评价结果为最适宜、较适宜、一般适宜的占比分别为60.12%、4.08%、35.8%。冲突区域中,主要土地利用现状类型为城乡建设用地(36.88%)、耕地(35.65%)、其他农用地(19.9%)。除去现状中为建设用地、耕地的区域外,冲突区域面积为1 042.66 hm2。 冲突区为零散点状分布,在汨罗镇、新市镇较为聚集;川山坪镇、神鼎山镇、三江镇等山区分布不均匀,在河流两侧呈聚集状分布;除上述乡镇以外的地区分布较为均匀。 空间规划的重点、难点之一是划定“三区三线”(城镇空间、农业空间、生态空间、城市开发边界、永久基本农田红线、生态保护红线)。“三区三线”的划定需要考虑的因素有很多,比如县域主体功能定位、发展目标等,土地适宜性评价是其基础因素之一。永久基本农田红线、生态保护红线已经国务院批准,故土地适宜性评价给出的是城镇空间和城镇开发边界的上限、农业空间的参考线、生态空间的下限。遵循“生态优先、绿色发展”的原则,按以下步骤指导空间规划: 1)建设用地、耕地不适宜区划为生态空间,一般适宜区应较多的划为生态空间。此外,建设用地适宜性高于耕地适宜性的区域划为城镇空间,反之划为农业空间。如某区域的耕地适宜性评价结果为最适宜,建设用地适宜性为较适宜,则将该区域规划为耕地。 2)对于建设用地、耕地适宜性等级相同的冲突区,优先尊重现有的空间布局。在冲突区中,现状为建设用地的优先规划为建设用地,对现状为耕地的优先规划为耕地。 图 4 “三区”和城市开发边界建议Figure 4 A proposal of city area, agriculture area, ecological area and urban development boundary 3)根据城镇空间、生态空间、农业空间的实际功能需要微调“三区”布局。例如,“三区”以分别适当集中为宜,某评价单元初步划定为城镇空间,但其远离其他集中的城镇空间,考虑到其周围的评价单元均为生态空间,故将其调整为生态空间。再例如,为保证耕地开发及耕作的便利程度,现状耕地周边区域优先规划为耕地,孤立的、面积较小的地块不宜规划为建设用地,某评价单元初步划定为农业空间,但其距离最近的居民点为20 km,宜调整为生态空间。 4)根据“三区”布局给出“三区”建议。结合土地利用现状和城镇空间集中区,划定城镇开发边界。将农业空间中农业开发适宜性高的区域划定为永久基本农田。生态空间中建设用地、耕地不适宜区划为生态保护红线。 永久基本农田红线、生态保护红线已经划定,按以上步骤给出的汨罗市“三区”和城市发展边界建议见图4。可以看出,在尊重汨罗市现有格局的基础上,采用本研究提出的方法划定的“三区”和城市发展边界与汨罗市的自然地理条件、区位条件、城市定位吻合程度较高。 1)生态文明建设背景下的空间规划要求必须摒弃以往粗狂的开发模式,科学合理、集约节约利用土地资源。建设用地、耕地适宜性评价要以生态安全、资源高效利用、可持续性为标准。本研究提出的建设用地、耕地适宜性评价方法,充分考虑了生态红线、生态保护区、风景名胜保护区、土壤环境、水环境等生态指标,并严格遵循“红线不突破”的原则。同时,尊重现有的土地利用格局,做到在以后的规划开发建设中不对现有格局做大的调整。 2)汨罗市适宜进行建设开发的土地面积占汨罗市总面积的20.8%。汨罗市适宜进行耕作的土地面积占汨罗市总面积的42.67%。分布上,适宜耕作的区域分布在平原、河流两岸区域,适宜建设的区域多位于适宜耕作区外围(归义镇、新市镇除外)。除去现状土地利用类型的影响,耕地适宜区和建设用地适宜区相冲突的区域面积为1 042.66 hm2。 3)汨罗市适宜进行建设开发的极限剩余潜力仅为13 327.28 hm2,要满足此后长远的发展略显吃力。建议统筹规划各类、各区域用地,提高土地利用效率,新增建设用地的供给首先以盘活闲置和低效利用土地为前提,优先把建设用地最适宜区规划为建设用地。 4)汨罗市可供耕地开发的储备土地资源偏低,仅为1 060.44 hm2。必须严格控制建设占用耕地,保持耕地总量动态平衡,积极改造中低产田,稳步提高耕地生产效益。空间规划中必须严格保护基本农田和耕地最适宜区,如建设开发必须占用耕地时,优先占用耕地一般适宜区。2.3 耕地开发适宜性评价方法
3 结果与分析
3.1 主要禁止性、限制性条件
3.2 建设用地适宜性评价
3.3 耕地适宜性评价
3.4 空间冲突区分析
3.5 评价结果在空间规划中的应用
4 结论