郑州黄河风景名胜区生态敏感性评价研究

孙林林,徐德兰,刘保国

(1.河南农业大学 风景园林与艺术学院,郑州 450000；2.淮阴工学院管理工程学院,江苏 淮安 541004)

风景名胜区在建设生态文明和美丽中国等方面发挥了重要作用[1]。应用生态敏感性去分析、评价人类活动干扰和自然环境变化的程度,反映发生区域生态环境问题的难易程度和可能性大小是提高风景资源保护利用科学性的有效手段,也备受研究者关注[2-5]。研究表明:生态敏感程度的高低与生态环境问题大小成正比[6-10],是风景名胜区保护与发展的参考依据。余焱[11]分析金佛山风景名胜区生态敏感性,研究出较适合保护和开发区域；徐晓伟[12]对镜泊湖风景名胜区进行生态敏感性分析,明晰生态环境存在的主要问题,指明风景资源开发与保护方向；张德顺等[13]评述分析国内外风景名胜区生态资源及生态敏感性研究现状,构建生态敏感性分析方法,对风景名胜区生态保育提供策略依据；朱霞等[14]以武汉市木兰山风景名胜区为例,构建适用于山岳型风景名胜区的生态敏感性评价体系,探索山岳型风景名胜区分区、分级保护策略；张蜜等[15]对玉苍山风景名胜区生态敏感性进行评价分析，提出研究区三级保护建议。

郑州黄河风景名胜区以奇险壮观的黄河风光和源远流长的黄河历史文化为特色,成为旅游发展重点区域,也是推动沿黄流域生态保护和高质量发展的关键地带。目前,该风景区面临地形破碎、水土流失、植被稀疏、人口众多等一系列问题,但较少有学者从生态敏感性评价角度分析区域生态环境问题。本文以郑州黄河风景名胜区为研究对象,基于相关文献研究和调研现状,从地形地貌、自然条件、风景资源、人类活动4个方面构建10个评价因子,利用AHP层次分析法与GIS空间分析法,确定指标权重,综合评价研究区生态敏感性现状,并依据评价结果提出分级保护策略,以期为郑州黄河风景名胜区生态保护和高质量发展提供依据。

1 研究区概况

郑州黄河风景名胜区是国家级风景名胜区,位于郑州市惠济区以北黄河之滨,地理位置为34°55′05″～34°57′59″N,113°26′36″～113°32′06"E,距郑州市区28km,面积25.13km2。研究区属温带大陆性季风气候,平均气温约14℃,年均降雨量653mm,黄土地质地貌特征明显。风景区内具有良好的资源禀赋与区域代表性,北部为黄河湿地景观带、南部为黄土地质地貌展示区、西部为汉霸二王城景区、东部为五龙峰景区、西南部为桃花峪景区。随着风景区旅游建设与发展,研究区内游人容量上升,生态绿地不断减少,生境质量不断下降,生态环境问题突出。

2 研究方法

2.1 数据来源

研究区数据主要包括地形地貌数据、水文数据、植被数据、风景资源数据、土地利用现状数据、道路交通数据和人口密度数据。地形地貌数据来源于美国航空航天局(http://search.asf.alaska.edu)12.5m数字高程模型；植被数据来源于地理空间数据云(http://www.gscloud.cn)。选取2021年10月Landsat8遥感影像图,该时间段云量少、植被状况良好,利用 ENVI 对遥感影像数据进行预处理,得到植被 NDVI 来科学反映植被覆盖度。水文、景观资源、土地利用、道路交通和人口密度数据来自《郑州黄河风景名胜区总体规划》(2017—2035年)(1)河南省林业局.郑州黄河风景名胜区总体规划.2021.。将以上获取的数据导入ArcGIS 10.4软件,通过GIS空间分析的表面分析、空间查询分析、统计分析、缓冲区分析、叠加分析功能得出生态敏感性综合评价结果。

2.2 生态敏感性评价体系构建

基于郑州黄河风景名胜区的实际调研情况,选取地形地貌(高程、坡度、坡向)、自然条件(水体缓冲区、植被覆盖度)、风景资源(自然景源、人文景源)、人类活动(用地条件、道路交通、人口数量)4个方面作为准则层,从准则层中选取10个单因子作为指标层,构建郑州黄河风景名胜区生态敏感性评价体系(表1)。

表1 研究区生态敏感性评价体系Tab.1 Evaluation system of ecological sensitivity in the study area

2.3 指标权重确定

AHP层次分析法作为相对客观、科学、成熟的评价标准,被广泛运用于指标权重计算中[16-18]。因此,研究采用AHP层次分析法借助yaahp 10.3软件,运用1-9标度法[19],两两比较同一层级指标间的相对重要性,以此构建判断矩阵,使评价结果通过一致性检验,计算得到研究区单因子评价指标权重(表2)。

2.4 生态敏感性单因子与多因子评价

依据单因子分级标准(表3),在ArcGIS 10.4软件中量化其生态敏感性单因子评价指标。利用加权叠加法对生态敏感性单因子指数与权重加权求和,通过ArcGIS 10.4栅格计算器计算郑州黄河风景名胜区生态敏感性综合得分,绘制综合评价图。

表2 研究区生态敏感性单因子评价指标权重Tab.2 Weights of one-factor evaluation indexes for ecological sensitivity in the study area

表3 研究区生态敏感性单因子分级标准Tab.3 One-factor grading criteria for ecological sensitivity in the study area

3 结果与分析

3.1 单因子分析

利用ArcGIS 10.4软件,导入相关研究数据,依据单因子分级标准,得出研究区单因子生态敏感性评价结果(图1),通过重分类赋值栅格数据,求得研究区生态敏感性不同评价等级的面积占比(表4)。

1) 地形地貌。基于高程分析的生态敏感性,占比最高的是不敏感区为33.1%,主要分布在研究区北部、西部和东部外围；极敏感区占比最低为4.6%,主要分布在西部汉霸二王城景区和西南部桃花峪景区中间地带。基于坡度分析生态敏感性,占比最多的是不敏感区为38.8%,而极敏感区占比最低为3.8%,主要跨越研究区东西两侧,分布在中间呈弧形。基于坡向分析的生态敏感性,占比最高的是极敏感区为25.8%,则主要分布在研究区北部黄河湿地景观带,其余地方分布较为分散。

2) 自然条件。基于水体缓冲区分析的生态敏感性,评价结果一半以上为不敏感区,极敏感区为21.1%,分布在北部黄河湿地景观带和南部玉指湖周边；基于植被覆盖度分析的生态敏感性,占比最高的是极敏感区为39%,分布在黄河湿地景观带意外区域。

图1 研究区生态敏感性单因子评价Fig.1 One-factor evaluation of ecological sensitivity in the study area

表4 研究区生态敏感性单因子分级面积统计Tab.4 Ecologically sensitive one-factor grading area statistics of the study area

3) 风景资源。基于自然景源和人文景源分析的生态敏感性,评价结果主要是不敏感区为主,其敏感程度以景源点为中心,依据景源等级向外围分散。自然景源主要聚集在北部黄河湿地景观带和西南部桃花峪断层,南部黄土地貌展示和西部汉王二王城景区较为稀疏。人文景源聚集在东部五龙峰景区和西部汉霸二王城景区,人文景源密集度高于自然景源,故区域极敏感性程度高于自然景源。

4) 人类活动。基于用地条件分析的生态敏感性,评价结果主要是极敏感占比31.8%,分布在研究区黄河湿地景观带意外。基于道路交通分析的生态敏感性,也是极敏感区域最多占比30.4%,分布在研究区道路周边,缓冲距离与敏感性程度呈正比。人口数量则依据研究区汉王城村、霸王城村、王顶村、桃花峪村、张垌村、张定邦村共6个村落的常住人口数量划分,评价结果主要以低敏感区为主占比66.1%,极敏感区域位于人口数量最多的张定邦村。

3.2 综合分析

将10个生态敏感性评价单因子依据层次分析法所得权重,加权叠加分析,计算得出研究区生态敏感性综合评价现状(图2)。将评价结果按照自然断代法分类区间重分类,得出研究区生态敏感性不同评价等级的面积占比(表5)。郑州风景名胜区生态敏感性主要以中、高为主,占比52.3%,不敏感区占比最少为8.7%。生态敏感性程度整体上分布较为破碎,呈中部敏感程度高于四周的区域现状。

1) 极敏感区。面积为3.697km2,占比14.7%,主要横跨研究区东西方向,集中在中间地带。此区域为海拔最高、坡度最大、光照最少的背阳区域,水文与植被最为丰富,一级自然景源、人文景源集中区,且人口数量最多,对生态环境干扰力度最大。此区域为生态保护核心区,应严格控制游人容量,加强景源保护,降低生态敏感程度,避免生态环境破坏。

2) 高敏感区。面积为6.175km2,占比24.6%,主要分布在极敏感区域的外围缓冲地带。区域分布相对比较零碎,地形起伏相对较大、水文与植被相对丰富,含有大量的二级景源,人类活动频繁。此区域生态敏感性高,生态环境容易破坏,不适合进行大规模建设活动。

3) 中敏感区。面积为6.959 km2,占比27.7%,主要分布在高敏感区域的外围缓冲地带。即耕地、地形起伏变化较小区域、植被覆盖度较高、三级景源聚集区、人类活动程度一般。此区域所占面积最大,生态环境基本稳定,应注意人类活动影响,适当控制开发力度。

4) 低敏感区。面积为6.104 km2,占比24.3%,区域分布较为广泛,集中在北部。分布在园地、林地附近、植被较少、四级景源集聚地、人类活动较少。此区域生态系统较为稳定,可进性适度开发,需注意与周边环境协调发展。

5) 不敏感区。面积为2.195 km2,占比8.7%,主要分布北部黄河湿地景观带。区域水资源丰沛,水生态环境良好,但是植被类型单一、几乎没有景源点、人类活动干扰力度小。此区域生态环境稳定,有一定抗外界干扰能力,可进行相对强度的开发活动,需注意保护水环境,遵循可持续发展原则。

图2 研究区生态敏感性综合评价Fig.2 Comprehensive assessment of ecological sensitivity in the study area

表5 研究区生态敏感性综合评价结果Tab.5Comprehensive evaluation results of ecological sensitivity in the study area

4 结论与建议

4.1 结论

郑州黄河风景名胜区生态敏感性不敏感区面积为2.195 km2,占比8.7%；低敏感区面积为6.104 km2,占比24.3%；中敏感区面积为6.959 km2,占比27.7%；高敏感区面积为6.175km2,占比24.6%；极敏感区面积为3.697km2,占比14.7%。整体上以中、高敏感区为主,从中部向四周,由高及低分布。

4.2 建议

1) 将极敏感区与高敏感区划分为一级保护区,以严格保护为主。严格保护地形地貌,尤其是黄土地貌区,沟壑纵横、土质疏松,要加强山区植树造林与养护管理工作,避免泥石流、坍塌等地质灾害发生。禁止破坏植被与水体生态环境破,保护生物多样性。对自然景源和人文景源要定期维护和修复,增设保护标识,加强保护力度。严格控制游人容量,并在生态核心区设置动态检测,实时检测关注区域内生态系统变化,保护生态环境。

2) 将中敏感区与低敏感区划分为二级保护区,以保护为主、开发为辅。可建立生态补偿机制,调动群众积极参与性,合理保护地形地貌与植被、水文的生态环境。保护好现有的优质景源,尽量避免过多开发建设,适宜进行系列观赏性活动丰富游览体验。

3) 将不敏感区划分为三级保护区,可有序引导开发建设。该区域生态环境抗干扰能力强,地形较平坦,居民点少,可充分利用地势适当进行基础设施建设活动,结合研究区湿地景观、黄河文化景观、黄土地貌景观等特点,作为导向性旅游宣传点,充分发挥资源优势。同时需要注意风景区的发展要与空间环境、土地利用相适应,尊重居民日常生活习惯和民俗风情,保护生态环境的同时推动风景区高质量发展。