基于变异系数法的马鞍山江心洲生态敏感性定量研究

严军, 王婷, 秦珏

基于变异系数法的马鞍山江心洲生态敏感性定量研究

严军*, 王婷, 秦珏

南京林业大学风景园林学院, 江苏, 南京 210037

在城市跨江发展背景下, 江心洲成为滨水城市有机更新战略增长点, 它作为城市与自然紧密相融的生态区域, 是保障沿江生态安全的重要屏障。以典型区域马鞍山江心洲为例, 依据其生态数据, 从地形、水体、植被、人类活动4个方面选取高程、坡度、坡向、水域缓冲、植被覆盖度、土地利用类型及道路缓冲7个因子构建江心洲生态敏感性评价指标体系。在常用主观赋权法与客观赋权法比较后, 选取变异系数法结合层次分析法共同确定各指标因子的权重, 可以较为全面地反映评价指标的相对重要程度, 使基于ArcGIS空间分析的江心洲生态敏感性划分更科学。研究结果表明(1)江心洲生态敏感性总体较高, 其中坡度数据在研究区敏感性分布中不稳定, 变异系数达0.9402, 异质性程度较高, 对于内部生态结构的影响更大, 因此对坡度变化明显的地区应加强生态保护和修复; (2)基于变异系数法的主客观综合赋权后各因子权重的重要性排序为植被覆盖度、水域缓冲区、土地利用类型、坡度、高程、坡向、道路缓冲区, 因子排序所表征出的环境问题与现状契合; (3)在此分析基础上,将研究区域划分为5个级别: 生态高敏感区、生态较高敏感区、生态中敏感区、较低敏感区以及生态不敏感区, 并对不同的生态敏感性区域提出了相应的环境保护与规划用地策略,以促进马鞍山江心洲生态保护和有机更新。

变异系数法; 江心洲; 生态敏感性; 景观规划

0 前言

生态敏感性是指生态系统对人类活动干扰和自然环境变化的反映程度, 表征发生区域生态环境问题的难易程度和概率大小[1-2]。它反映了区域生态系统遭遇到外界干扰时, 产生生态环境问题的概率大小,和之后对生态进行修复时的难易程度[1-2]。区域生态敏感性的科学合理分析对于片区的生态保护和有机更新提供重要的理论依据。

目前, 生态敏感性分析内容由单一生态因子研究发展到多生态因子综合评价研究[3–4], 分析方法由定性评价发展到定量评价[5]。评价指标体系与因子权重的选择是否合理直接影响评价结果的科学性。目前, 相关研究主要集中在优化评价模型与赋权方法上[6], 存在主要不足是评价因子的权重确定受主观方法影响[7-8]。刘智慧等运用层析分析法对研究区进行生态敏感性评价, 然而层次分析法确定因子权重难以客观定量[2]。李益敏等对研究区域进行栅格处理, 并利用多因子加权求和模型对研究区域进行评价分析, 研究单元的栅格化使得研究结果更加精确, 但未克服层次分析法的主观因素[5]。康薇等利用变异系数法尝试性分析了研究区域内生态敏感性与地形因子二者的关系, 相比先前单一的土地开发适宜性评价有一定的创新性, 然而仅为定性分析, 缺乏一定的说服力[9]。屈赛采用GIS技术与GI法相结合, 获取该区生态敏感性的空间分布图, GI法对AHP法进行改进, 能够综合平衡因子间比重, 然而GI法基于主观赋权法, 评价结果具有一定误差[10]。刘正佳等结合空间主成分分析法和层次分析法对山区生态环境脆弱性进行评价, 主成分分析法可以对数据进行贡献率的筛选和分级, 确定因子重要性顺序, 但对因子权重的具体量化还依赖于主观判断[11]。

目前各类方法得出的研究成果丰富, 在生态建模、生态脆弱性评价、生态承载力分析、城市生态敏感性分析、自然保护区生态规划等领域广泛应用[12-13]。但研究区域多集中在全国、区域和省市等大尺度上, 对市县域及以下等中小尺度的研究相对较少[14-15]。

马鞍山作为皖江城市带中关键一环, 自从将原地级市巢湖市管辖的含山县, 和县(不含沈巷镇)划归马鞍山市管辖后, 传统的江南城市马鞍山成为跨江城市, 长江“天堑”成为城中之江[16]。作为马鞍山都市发展区西南方向生态廊道的重要节点和重要生态斑块, 江心洲凭借其丰富自然资源与特有区位条件, 对构建沿江生态廊道、保障沿江水安全、维持沿江生态格局稳定性具有核心生态意义[16-17]。本文以马鞍山江心洲为例, 根据区域生态特点筛选评价因子、建立研究区评价指标体系, 并结合变异系数法、层次分析法充分考虑各个因子对评价结果的影响, 使得评价因子的权重更加客观可行, 以期建立针对性强、科学合理的评价体系, 为江心洲生态保护与景观规划提供科学依据。

1 研究区概况

江心洲位于马鞍山市中、当涂县西北, 由江心洲、泰兴洲、幸福洲组成, 其中江心洲面积最大, 故统称江心洲, 是长江第四大洲。江心洲整体规划用地63.3 km2, 其中北部何家洲用地面积3.11 km2, 夹江水域面积1.49 km2。本研究重点考虑58.7 km2主要地段的规划分析。地理坐标介于东经118°39'67"—118°47'14", 北纬31°53'06"—131°68'43", 东与滨江新区相连; 南至姑苏副城; 北到马鞍山主城区和下何家洲; 西至长江与江北产业集中区相望, 见图1。南北长约 14 km, 东西最宽处约为5 km。江心洲土地利用构成包括: 何家洲与宫锦圩之间夹江面积约1.49 km2, 农业用地遍布全岛, 具有保障农产品质量安全和生产可持续发展的良好生态环境, 面积约29.6 km2。林地面积约7.4 km2, 多为速生林, 主要分布在何家洲和柴洲。滩涂面积约12.6 km2, 分布在江堤以外。水域面积共约9.4 km2, 主要由现状灌溉沟渠、夹江以及湿地构成, 见表1。

图1 马鞍山江心洲位置图

Figure 1 Location map of Ma'anshan Jiangxinzhou

表1 土地利用现状表

2 数据来源与研究方法

2.1 数据来源与处理

本文所采用的数据主要包括基础地理数据、遥感数据以及相关的规划文本。数据具体来源见表2。

基于遥感(RS)对马鞍山江心洲地物信息的提取, 本文采取764波段进行融合, 在ERDAS IMAGINE 2014软件中采用监督分类选择训练区样本, 从而进行要素提取, 并根据其他相关资料和实地调研情况, 采用人工目视方法纠正明显的分类错误, 最终在ArcGIS10.0平台上获得数据库。

2.2 研究方法

2.2.1 评价因子的选取与敏感性等级划分

本研究根据实地调研勘察以及生态环境的基础分析设置地形因子、水体因子、植被因子、人类活动因子四类准则层。地形因子作为整体环境的背景, 包括高程因子、坡度因子、坡向因子。地势较低的区域生态环境相对脆弱, 此区域易汇聚雨水、冲刷严重[18]。坡度易影响地表水热的分配和物质流动, 导致影响物种多样性等[19]。坡向所受太阳辐射强度降序依次是南坡、东南坡和西南坡、东坡和西坡、东北坡和西北坡, 北坡最少[20]。

水文因子作为研究对象这一类地貌中最敏感的元素, 对于保障生态系统的平衡有重要意义。本研究对水域缓冲区进行分析, 水域包括陆地水域和水利设施用地。水域系统内部物种多样性丰富、生态敏感性高, 距水域边界距离越远, 生态敏感性越低[21]。

植被因子作为江心洲生态环境的重要基底, 是影响景观格局的重要组分。植被覆盖度越高的区域物种更为丰富、易受人为因素干扰, 具有高度敏感性[5]。

人类活动因子是人为干扰最为强烈的代表, 包括土地利用类型以及道路缓冲区的分析。土地利用类型可以直观反映人的活动类型和对环境的影响程度, 是影响区域生态系统结构与功能的重要因子[1]。道路硬质建设及频繁使用会对生态带来一定干扰, 距离道路越近受人类活动影响越大, 环境生态敏感性越低。

具体生态敏感性评价指标体系, 见表3。基于此, 在Arcgis10.0中, 通过缓冲区分析、空间插值等方法制作单因子生态敏感性分布图。

表2 数据类型、名称及来源

表3 马鞍山江心洲生态敏感性评价指标体系

2.2.2 常用确定权重方法

生态敏感性定量研究中, 评价指标权重直接关系到最终评价结果的正确程度。目前因子权重的确定方法主要有: 层次分析法、特尔斐法、变异系数法、主成分分析法、熵权法、灰色关联度法、离差最大化法等, 其内在关系比较见表4[1,22–23]。

2.2.3 结合变异系数法确定权重

变异系数法是一种客观赋权法, 能够分析单因子内部、横向结构的规律, 在评价指标体系中, 指标取值差异越大的指标, 更能反映被评价单元的差距, 则权重相应越大, 此过程可以有效削弱层次分析法的内在主观性[24]。

分析可得层次分析法适用于分析线性空间的社会价值、景观质量及适宜建设的潜在区域, 具有一定的有序性和合理性, 可作为指标层纵向的影响控制, 然而对各单因子内部、横向结构的规律无法体现, 且权重的量化具有主观性。鉴于此, 本研究引入变异系数法, 将权重的确定由层次分析法与变异系数法共同决定, 削弱专家赋权重的偏好性, 技术路线如图2。

其次, 利用ArcGIS10.0在单因子敏感性分析时的重分类后的栅格数据图, 统计每类敏感性下各因子的像素点组成情况, 或根据前期可分析获得的面积分类情况, 得出7项因子的指标均值及标准差, 从而计算变异系数, 作为单因子内部、横向结构规律的表征。最后, 本研究将变异系数与层次分析法权重相乘, 归1后得到每项因子生态敏感性权重。其计算步骤如下:

求各指标层数据的平均值和标准差:

表4 常用主观赋权法与客观赋权法比较

Figure 2 Technology route based on the Method of Variation Coefficient

求各指标层的变异系数:

计算各项评价因子归一化后的综合权重:

2.2.4 生态敏感性综合分析

得出单因子评价分析图之后, 运用ArcGIS软件将各个单因子图进行加权叠加, 并利用自然断点法对评价结果进行聚类, 根据生态敏感性指标体系划分为高敏感性(9)、较高敏感性(7)、中敏感性(5)、较低敏感性(3)和低敏感性(1)5个等级, 从而得出马鞍山江心洲生态敏感性分布图。不仅可以直观反映研究区域的现状生态问题, 更是区域未来生态修复与规划的重要参考依据。

3 研究结果与分析

3.1 单因子生态敏感性分析

地形因子分析中, 研究区域地形总体平坦, 据分析最高高程为11.74 m, 最低高程为1.71 m, 如图3(a)。利用ArcGIS中对地形图进行转化所得到的DEM数据图, 可见坡度变化多出现在堤坝、田埂和局部高地, 总体坡度变化较小, 如图3(b)。对于坡向的分析中, 本研究采用八个方向分类方法: 正北(0°—22.5°、337.5°—360°), 东北(22.5°—67.5°), 正东(67.5°—112.5°), 东南(112.5°—127.5°)、正南(157.5°— 202.5°)、西南(202.5°—247.5°)、正西(247.5°— 292.5°)、西北(292.5°—337.5°), 以及-1°—0°的平地[3], 将八个方向分类为五类生态敏感区, 如图3(c)。

研究区内包含河流、坑塘、滩涂、沟渠等水域类型, 本研究以20 m、40 m、60 m以及80 m为缓冲距离作为水域缓冲区分析的等级划分, 得到水体因子的生态敏感性分析, 如图3(d)。植被覆盖度由ETM—L7多波段卫星影像计算NDVI, 即归一化植被指数, 将植被覆盖度分为较高、中等、较低, 生态敏感性分区如图3(e)。

人类活动因子分析中, 研究区的土地利用类型有: 建设用地、道路用地、耕地、水体、滩涂、林地, 根据不同土地利用类型对于外部影响的抗干扰能力和对于自我生境的修复能力, 将建设用地和道路用地分为低敏感性区域, 耕地为中敏感性区域, 水系、滩涂和林地为高敏感性区域, 如图3(f)。道路交通层中, 研究中以对于生态敏感性影响较为明显的硬化道路为主, 以距离道路0 m、20 m、40 m、60 m为缓冲区的分类标准, 获得道路因子的生态敏感性分析, 如图3(g)。

3.2 结合变异系数法确定评价因子权重

首先根据层次分析法统计各指标层的权重, 见表5。基于ArcGIS10.0在单因子敏感性分析时的重分类后的栅格数据图, 统计每类敏感性下各因子的像素点组成情况, 或根据前期可分析获得的面积分类情况, 整理为表6的因子各项分值统计。变异系数是根据单因子内部数据的平均值和标准差所得, 见表7。

通过数据纵向的比较可发现, 地形因子中坡度的变异系数较高程和坡向高, 说明坡度在研究区各类敏感性分布中不稳定, 异质性程度较高, 对于内部生态结构的影响更大。道路缓冲区因硬质道路有限, 且缓冲区距离均匀分布, 因子内部结构稳定, 对于生境影响较小。变异系数法可以反映因子内部的结构问题, 是以往主观判断方法所无法比拟的。最后将变异系数与层次分析法权重相乘, 归1后得到综合生态敏感性权重, 见表8。

图3 单因子生态敏感性分析图(a—g)

Figure 3 Single factor ecological analysis

表5 层次分析法确定权重结果表

表6 因子各项分值统计表

表8 综合权重

3.3 生态敏感性综合分析

根据数据的权重, 在ArcGIS的图层进行加权叠加分析, 生成综合生态环境敏感性分析图, 其结果将土地分为不同的生态敏感区域, 见图4。分析得出4点结论:

(1)生态高敏感区主要是水陆交错带、植被覆盖度高、受人为因素干扰较少的区域。包括宫锦圩与何家洲、江心圩与彭太圩之间的湿地、圩内支流、带状自然水渠以及沿江岸的部分滩涂、林地。自然程度较高、较少有人干扰且面积较大, 连续性分布。

(2)生态较高敏感区主要分布于北部洲头生态片区、东北部水源保护区以及中部干渠沿线, 斑块破碎度较高, 连通性较差。

(3)生态中敏感区和较低敏感区, 则为大部分的农田用地、水质较好的自然水塘, 能承受一定的人类干扰, 但也因此生态环境不稳定。

(4)生态低敏感区和生态不敏感区则为主要村庄及周边、道路、养殖塘等受到人为干扰较大的区域, 可承受一定强度的开发建设。

生态高敏感区及较高敏感区生境脆弱、易受外界环境干扰, 是影响全域景观生态结构的重要部分, 主要为水陆交错带、沿江滩涂、湿地、水源保护区、带状自然水渠等。这类地区应以生态保护为主要目的, 在规划中以片区生态环境修复为首要措施, 通过建设活动的禁止、对外部环境的干扰阻隔、生态环境的修复来保障高敏地带的生态系统稳定。

生态中敏感区域和较低敏感区为大部分的农田用地、水质较好的自然水塘, 能承受一定的人类干扰, 这些区域对于生态高敏感区及较高敏感区有一定的保护意义, 起到生态缓冲区的作用, 可有效防止对内部核心区的开发利用。该地区应以“重视生境的保护, 控制区域建设”为原则, 对于区域内破碎的斑块进行修复整改, 加强植被的恢复和水系的沟通, 以最小破坏原则, 有效利用区域内的生态资源。此外可适当结合本土历史文化、植物文化, 与区域产业联动发展, 打造生态园、农业观光园、本土文化展示园等一系列较低强度的生态旅游活动[10]。

对于生态低敏感区和不敏感区, 这些区域是城市建设、农业渔业生产等人类活动的集中地区, 以经济发展为主、生态保护为辅。首先对区域进行多方位综合环境整治, 主要为控制点源污染、面源污染的排放; 其次通过对城市基础设施建设的完善、对农业休闲观光景点的建设, 着力打造集生态观光、休闲娱乐为一体的美丽城镇, 发展以乡村生态观光、传统农事体验、果品采摘、稻田捞鱼、民宿体验、品菜吃茶等项目为主的绿色旅游[10]; 此外通过旅游反哺农业, 品牌带动产业的经济思维, 优化产业布局, 促进产业转型, 打造产业特色, 创建人与自然和谐相处, 经济与环境协调发展的新模式。

图4 生态敏感性分析图

Figure 4 Comprehensive eco-sensitivity analysis

4 结论与讨论

4.1 结论

本文以现状生态数据和ArcGIS为基础, 分析马鞍山江心洲生态环境的主要因子, 运用层次分析法和变异系数法共同确定评价因子权重, 从而对马鞍山江心洲生态敏感性进行评价, 得出3点结论:

(1)在不同评价因子的变异系数对比中, 坡度最高, 达0.9402, 可见坡度对于内部生态结构的影响更大, 因而在之后的片区生态修复过程中, 应注重坡度变化较大的区域。坡度是影响土壤侵蚀的一个重要因素, 它反映了地形地貌对土壤侵蚀的敏感性程度[25]。一般认为, 坡度越小, 土壤持水性能越高, 坡度越大发生滑坡和泥石流的风险越高[25]。目前坡度高敏感性、极高敏感性分布区域主要为现状堤防路附近、滩涂、水陆交错带及中部干渠沿线。现状这些地区的植被覆盖度较为薄弱, 多为人工林, 林相单一, 群落稳定性差。虽然目前水土流失现象尚不明显, 但这些地区植被一旦遭受破坏, 发生水土流失的风险性更高, 因此, 在这些地区加强植被与生态环境保护尤为重要[25]。

(2)基于变异系数法的综合赋权后各因子权重的重要性排序为植被覆盖度、水域缓冲区、土地利用类型、坡度、高程、坡向、道路缓冲区, 因子重要性的排序反映出的环境问题与现状符合[6]。在对单因子评价结果与多因子综合评价结果对比时, 植被覆盖度、水域缓冲区、土地利用类型敏感性分析图与综合评价结果图分布趋于类似, 而高程、坡度、坡向、道路缓冲区敏感性图却与之存在很大差异。究其源由, 主要为两方面原因。一方面, 植被覆盖度、水域缓冲区、土地利用类型因子权重和占比高达81.24%, 采用加权叠加后, 自然与多因子综合评价结果图相近; 另一方面, 目前马鞍山江心洲的生态环境问题主要是耕地面积过高、植被覆盖度不均衡及水域有过多人为干扰, 与坡度、高程、坡向密切关联的土壤侵蚀问题不明显, 因而分析结果与实际情况相符。

(3)本研究将区域划分为5个级别: 生态高敏感区、生态较高敏感区、生态中敏感区、较低敏感区以及生态不敏感区, 并对不同的生态敏感性区域提出了相应的环境保护与规划用地策略, 结果可作为该区域土地资源环境保护与修复的依据, 并为江心洲这一地域类型开展研究提供参考。对于生态高敏感区以及较高敏感区应加大对环境的生态环境修复, 继续通过对建设的禁止、对外部环境的干扰阻隔、生态环境的修复来保障高敏地带的生态系统稳定; 较低敏感区域和中敏感区域应重视生境的保护和合理利用, 坚持“在保护中开发, 在开发中保护”[6]。以最小破坏原则, 有效利用生态资源适当发展生态园、农业观光园等[10]; 对于生态低敏感区和不敏感区, 以经济发展为主、生态保护为辅, 通过综合整治生态环境、完善城市基础建设建设、优化产业布局, 创建经济与环境协调发展的新模式。

4.2 讨论

本研究内容涉及生态学、水文学、景观学等诸多方面知识, 需要不同学科领域的理论作为支撑。此外研究区域面积大、生态系统修复研究必然存在诸多缺陷和不足, 大致包含以下两点:

(1)在江心洲的生态敏感性研究中, 笔者选取具有一定代表性的7个评价因子构建生态敏感性评价体系。但研究区生态环境较为复杂, 且对于复杂系统的基础数据获取、分析存在难点, 未考虑气候气象、地质灾害、雨洪风险、生物多样性等方面的影响, 因而评价因子还需进一步充实, 望后期可以综合多学科共同研究探讨以达到最优效果。

(2)鉴于生态敏感性评价因子较多, 笔者希望健全因子权重的确定方法, 通过探究引入变异系数法, 将主客观方法加以结合进行赋权, 使权重确定更为合理全面。但权重确定时只是将层次分析法与变异系数法分别得出的权重进行简单叠加, 对于其内在关系需进一步验证完善; 此外, 对于缓冲区距离的确定目前仍是主观设置, 望更多学者在今后的研究中能探讨出客观的方法。

[1] 欧阳志云, 王效科, 苗鸿. 中国生态环境敏感性及其区域差异规律研究[J]. 生态学报, 2000, 20(2): 9–11.

[2] 刘智慧, 周忠发, 郭宾. 贵州省重点生态功能区生态敏感性评价[J]. 生态科学, 2014, (06): 1135–1141.

[3] CARRING D P, GALLIMORE R G, KUTZBACH J E. Climate sensitivity to wetlands and wetland vegetation in Mid–Holocene North Africa[J]. Climate Dynamics, 2001, 17(3): 151–157.

[4] MUZIK I. Sensitivity of hydrologic systems to climate change[J]. Canadian Water Resources Journal, 2001, 26(2): 233–252.

[5] 李益敏, 管成文, 朱军. 基于GIS的星云湖流域生态敏感性评价[J]. 水土保持研究, 2017, 24(5): 266–271+278.

[6] 吴昆, 彭红霞, 李江风, 等. 基于变异系数法的灵宝市土地生态敏感性分析[J].湖北农业科学, 2018, 57(14): 32–37.

[7] 黄静, 崔胜辉, 李方一, 等. 厦门市土地利用变化下的生态敏感性[J]. 生态学报, 2011, 31(24): 7441–7449.

[8] 汪洋, 赵万民. 城市总体规划生态敏感空间信息图谱的GIS构建重庆市长寿区城市总规实证研究[J]. 中国园林, 2007(10): 54–56.

[9] 康薇, 王晓晴, 张立强, 等. 怀来县未利用地开发生态敏感性研究[J]. 水土保持研究, 2018, 25(1): 356–363.

[10] 屈赛, 林爱文, 黎斌, 等. 基于生态敏感性的庐山区生态旅游用地策略[J]. 生态科学, 2018, 37(1): 164–170.

[11] 刘正佳, 于兴修, 李蕾, 等. 基于SRP概念模型的沂蒙山区生态环境脆弱性评价[J]. 应用生态学报, 2011, 22(8): 2084–2090.

[12] 杨伟州, 邱硕, 付喜厅, 等. 河北省生态功能区划研究[J]. 水土保持研究, 2016, 23(4): 269–276.

[13] COLLINS M G, STEINER F R, RUSMAN M J. Land–use suitability analysis in the United States: Historical development and promising technological achievements[J]. Environmental Management, 2001, 28(5): 611–621.

[14] 赵先贵, 马彩虹, 赵晶, 等. 生态文明视角的陕西省资源环境压力评价[J]. 干旱区资源与环境, 2016, 30(10): 19–25.

[15] 王夏晖, 陆军, 王晶晶, 等. 典型生态脆弱地区生态风险控制与管控方案——以藏中南地区为例[J]. 环境保护, 2015, (23): 26–30.

[16] 王玉坤.基于城市转型背景下的内河岛屿发展研究——以马鞍山市江心洲为例[C]//中国城市规划学会. 多元与包容: 2012中国城市规划年会论文集(02. 城市总体规划). 昆明: 云南科技出版社, 2012: 318–329.

[17] 于娇, 纪凤伟. 生物多样性保护的景观生态规划研究[J]. 安徽农业科学, 2012, 40(28): 13879–13880.

[18] 汤国安. 我国数字高程模型与数字地形分析研究进展[J]. 地理学报, 2014, 69(9): 1305–1325.

[19] 郭晋平, 周志翔. 景观生态学[M]. 北京: 中国林业出版社, 2007.

[20] 周华锋, 傅伯杰. 景观生态结构与生物多样性保护[J]. 地理科学, 1998, 18(5): 472–478.

[21] 严军, 项竹君, 凌静. 石臼湖马鞍山环湖片区景观生态规划研究[J]. 长江流域资源与环境, 2016, 25(9): 1375–1383.

[22] 王清源, 潘旭海. 熵权法在重大危险源应急救援评估中的应用[J]. 南京工业大学学报(自然科学版), 2011, 33(3): 87–92.

[23] 李晓倩, 刘学录. 土地评价指标权重赋值方法的比较分析[J]. 甘肃农大学报, 2012, 47(5): 129–133.

[24] 赵微, 林健, 王树芳, 等. 变异系数法评价人类活动对地下水环境的影响[J]. 环境科学, 2013, 34(4): 1277–1283.

[25] 赵杨. 城市生态环境敏感性评价——以瓦房店市为例[J]. 环境科学导刊, 2019, 38(3): 66–69.

Research on ecological sensitivity analysis of Ma'anshan Jiangxinzhou based on the method of variation coefficient

YAN Jun*, WANG Ting, QIN Jue

College of Landscape Architecture, Nanjing Forestry University, Nanjing 210037, Jiangsu, China

Under the background of urban cross-river development, island is becoming a strategic point of growth for the organic renewal of waterfront cities. As an ecological region where the city and nature are closely integrated, island is an important barrier to protect ecological security along the river. Taking the study of Ma'anshan Jiangxinzhou as an example, according to its ecological data, the indicators were selected from four aspects: topography, water, vegetation, and human activities to construct an island ecological sensitivity evaluation index system. After comparing the commonly used subjective with objective weighting methods, Analytic Hierarchy Process (AHP) and variation coefficientswere applied to determine theweight of each index, which can thoroughly reflect the relative importance of the evaluation index. This method makes the ecological sensitivity division of island based on ArcGIS spatial analysis more scientific. Three conclusions can be drawn: (1) The ecological sensitivity of Jiangxinzhou is generally higher, among which the slope factor is unstable in the sensitivity distribution of the study area, with a high degree of heterogeneity. It’s coefficient of variation is 0.9402, which has a greater impact on the internal ecological structure. Consequently, ecological protection and restoration should be strengthened where slope changes obviously. (2) After the comprehensiveweighting of the factors based on the method of variation coefficient, the importance of the weights is ranked as vegetation coverage, water buffer zone, land use type, slope, elevation, aspect, and road buffer. The ranking of factors corresponds to the current environmental problems. (3) Based on the analysis, the study area is divided as five levels: the extremely sensitive area, the highly sensitive area, moderately sensitive area, low sensitive area and no sensitive area. The corresponding strategies of environmental protection and land use planning are put forward to promote the ecological protection and organic renewal of the Ma'anshan Jiangxinzhou.

method of variation coefficient; Ma'anshan Jiangxinzhou; ecological sensitivity; landscape planning

10.14108/j.cnki.1008-8873.2020.01.016

TU986

A

1008-8873(2020)01-124-09

2019-03-08;

2019-08-08

国家自然科学基金项目(31570703); 江苏高校品牌专业建设工程项目(PPZY2015A063)

严军(1969—), 男, 江苏南京人, 博士, 主要从事生态景观规划研究, E-mail:csthesis@163.com

严军, 男, 博士, 教授, 主要从事生态景观规划研究, E-mail:csthesis@163.com

严军, 王婷, 秦珏. 基于变异系数法的马鞍山江心洲生态敏感性定量研究[J]. 生态科学, 2020, 39(1): 124–132.

YAN Jun, WANG Ting, QIN Jue. Research on ecological sensitivity analysis of Ma'anshan Jiangxinzhou based on the method of variation coefficient[J]. Ecological Science, 2020, 39(1): 124–132.