基于ArcGIS的珠海市海绵城市生态本底分析

陈炳伟

（广州市岭南建筑研究中心有限公司，广东 广州 510030）

海绵城市是指科学控制和应用水资源，是城市建设的新一代雨洪管理理念，也是智慧城市的重要组成部分[1]。海绵城市建设要在城市规划、建设及管理的全过程中坚持生态优先原则。生产活动、自然环境本身的变化会对生态系统产生影响，生态系统对影响的反应程度可以通过生态敏感性进行表征，确定区域是否容易产生生态环境问题以及区域修复的速度[2-3]。

生态敏感性评价是明确“山、水、林、田、湖”等海绵城市生态本底条件，确定不同区域开发建设要求的有效方法。文章基于ArcGIS建立生态敏感性分析模型，选取高程、坡度、水系缓冲区、保护区和土地利用5个评价因子，通过生态敏感性分析提出了对珠海市不同区域开发建设要求，以期为后续海绵城市建设提供参考。

1 区域概况

珠海市位于广东省南部，珠江出海口西岸，濒临南海，是“五门”（虎跳门、金星门、鸡啼门、磨刀门、崖门）之水汇流到海的地方，地处北纬21°48′～22°27′、东经113°03′～114°19′之间，陆域面积约为1 724 km2。

2 评价方法

2.1 评价因子的选择

生态系统是由多因子构成的复杂且统一的有机系统，生态环境问题一般是由不同因子相互作用产生。因此，在生态敏感性评价中，需要科学地选择评价因子，确保评价因子具有代表性、可行性和完备性[4]。

根据珠海市现状生态本底条件，结合国内外相关研究，选取高程、坡度、水域、保护区（饮用水源保护地、湿地）和土地利用类型作为评价因子。技术路线如图1所示。

图1 技术路线

2.2 评价体系及权重确定

将生态敏感因子划分为4级，分别为高敏感、中敏感、低敏感和非敏感，分别赋值7、5、3、1，采用AHP层次分析法计算各因子的权重[5]。

高程会对植被分布、地质以及降水等产生影响；坡度会对径流分布和地质稳定等产生影响，影响农业生产以及工程建设等；距离水域的距离会影响生态敏感性；距离水源保护区和湿地距离不同，生态敏感性也不同；土地利用类型与生态系统结构、降雨地表径流等有密切关系，影响生态敏感性和后续开发建设。

生态敏感性因子评价体系如表1所示。

表1 生态敏感性因子评价体系

2.3 空间叠加分析

根据各因子权重，利用ArcGIS的空间分析功能对各评价因子进行加权叠加，通过分析计算，获得综合生态敏感性空间分布图。

生态敏感性数学模型：

式中：Si——第i个评价单元的综合值；n——评价因子总数；Ci(k)——第i个评价单元中第k个评价因子的评价值；Wk——第k个评价因子的权重。

根据生态敏感性分析结果，提出珠海市不同区域开发建设要求，以期为后续海绵城市建设提供参考。

3 结果分析

3.1 单因子生态敏感性分析

生态敏感性分布统计结果如表2所示。

表2 生态敏感性分布统计结果

珠海市整体海拔较低，高程小于25 m的非敏感区域占比达到了77.99%；高敏感区域占比为0.74%，主要分布在山地顶部区域，如凤凰山、大横琴山、黄杨山等；中敏感区域占比为8.24%，主要分布在相对较低的山地以及相对较高山地的山腰区域；低敏感区占比为13.03%，主要分布在山体的山脚区域，包括大横琴山、黄杨山等。

大部分区域坡度小于5°，为非敏感区域，占比为74.97%；敏感区主要分布在山地区域，低敏感区、中敏感区、高敏感区占比相近，分别为8.34%、9.46%、7.53%。

珠海市作为沿海城市，河网密布、水系发达，大多数区域均临水。金湾东部和斗门的水系敏感程度较高，金湾西部高栏港区域则相对较低。距离水域小于100 m的高敏感度区占比为22.74%；距离水域100～500 m的中敏感区占比为43.52%；距离水域500～1 000 m的低敏感区占比为21.62%；距离水域大于1 000 m的非敏感区占比为12.12%，主要分布于高栏港中部和南部、黄杨山、鹤州南、上冲、大横琴山等区域。

保护区是指水源保护区及湿地等生态相对脆弱的区域。珠海市多数保护区域为非敏感区，占比为77.27%。高、中、低敏感区域共占比22.73%，主要分布在竹洲头泵站、广昌泵站、南屏水库、大镜山水库等饮用水水源保护区及淇澳红树林、茫洲湿地附近。

珠海市总体生态条件较好，对维护地区生态环境起到重要作用的山体、水域和湿地等高敏感区占比为31.32%；耕地等中敏感区占比为16.34%，分布在磨刀门水道以西地区；城市绿地等低敏感区占比为1.00%；非敏感区占比为51.34%，分布在高新、香洲中部、鹤洲南部、黄杨山东西两侧，金湾区北部和西部部分地区。

3.2 综合生态敏感性分析

综合生态敏感性空间分布如图2所示。

图2 综合生态敏感性空间分布

由图2可知，低敏感区域占比最大，高敏感区域次之。高敏感区占比为26.35%，成片状分散分布于珠海市各个区域，主要为山体、水域及水源保护区、湿地等。高敏感区生态价值较高，但生态系统也较脆弱，稳定性最易受到破坏，后续应重点保护，避免或减少开发建设，保护天然海绵本底。

中敏感区占比为21.65%，主要为部分山体及西部耕地。相较高敏感区，中敏感区的生态系统相对较为稳定，但也容易受到一定干扰和破坏，应尽量降低开发力度，保护区域内的基本农田、原生植物，提高生态系统的多样性。在开发建设中，应严格落实海绵城市建设要求，统筹考虑雨水控制，确保建设前后降雨径流增大速度缓慢。

低敏感区占比为37.56%，主要分布于凤凰山、白蕉中部、黄杨河两侧等区域。非敏感区占比为14.44%，主要分布于远离山体、水域、保护区且高程较低的区域。低敏感区和非敏感区均为适宜开发利用的区域。在开发过程中，应注重对生态环境的保护以及对绿地设施的建设，优化土地利用的结构布局，加强集约开发，促进人和地之间的协调发展。应在建筑与小区、道路与广场中落实海绵城市要素和指标，推进排水防涝设施建设，降低雨水径流，实施雨污分流，缓解城市内涝，保护生态环境。

4 结语

在海绵城市建设过程中，应结合生态敏感性分析，因地制宜进行开发建设。高敏感区主要为山体、水域及水源保护区、湿地等，应重点保护，避免或减少开发建设；中敏感区主要为部分山体及西部耕地，在开发建设中应严格落实海绵城市建设要求，统筹考虑雨水控制；低敏感区主要为山体和水系周边区域；非敏感区主要为远离山体、水域、保护区且高程较低的区域，应在开发建设中落实海绵城市要素和指标，缓解城市内涝，保护生态环境。