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以生态安全为基础的工程建设土地区划研究
摘 要:文章以重庆市涪陵区义和镇为研究对象,采用综合指数模型中的加权叠加法,应用ARCGIS技术和R软件,开展基于工程建设对生态安全影响的土地区划研究,文中选取水环境严格控制区、土地利用现状类型、自然风景区、植被覆盖度为评价指标,在ARCGIS中,将各个因子专题图栅格层化,应用改进的层次分析法来确定各影响因子权重,再采用加权叠加法将各因子加权叠加,得到以生态安全为基础的工程建设土地初步区划评价图。并将评价结果划分为两线三区:红色区(A级)、黄色区(B级)、绿色区(C、D级)。在初步评价结果基础之上,用GIS作基于生态红线基本规定的红色区修正,得到最终的评价结果。评价结果可以在保护生态的基础上为山区规划提供依据和参考。
关键词:土地区划;加权叠加;ARCGIS
引言
我国是一个山地较多国家,山地面积占国土面积的66.7%以上。山地特有的地质、地貌、水文条件等条件,限制了山区建设用地的选择,同时也提高了山区建设的技术水平和经济成本[1]。严重影响山区建设长期可持续发展,文章中选取涪陵区义和镇为研究区域,以生态和发展的平衡协调为出发点,对山区建设用地进行适宜性评价研究,该成果可以科学指导村镇建设用地选择、规划,协调经济社会发展工程建设与生态环境保护之间的关系[2]。
1 研究区概况
义和镇位于重庆市涪陵区西北部,居于长江上游北岸,界于北纬29°40′~29°48′、东经107°5′~107°13′之间,如图1所示。义和镇幅员面积104.39平方公里,总人口约4.8万人,耕地面积2169公顷,森林面积2000公顷,森林覆盖率18.57%。义和镇地处平行岭谷拆皱暖热半湿区的长江河谷浅丘地带,土壤主要为灰棕紫泥土属,部分为深丘低山暗紫泥土属,冷沙黄泥土属及黄草红春属。境内海拔分布在156m―787.8m,年平均降水量为1000―1100mm。义和镇境内主要水系除长江外,还有沙滩河、奚家河沟等河流。义和镇交通便捷,陆内有涪渝高速通过,距离“319”国道4.8km,南部有长江黄金水道,镇内有9条公路干线客车。义和镇矿产页岩和煤,主要分布在黄草山一带[1]。
2 研究模型
在土地适宜性评价中,常用的评价模型通常有模糊数学模型(其中包括模糊综合评价模型、模糊贴近度模型等)、信息量法、综合指数模型、数理统计法、BP人工神经网络模型等[3]。这里选用了较为简单、成熟的综合指数模型中的加权叠加法,如式1所示[4]。
Cij(k)表示第k个影响因子在第ij个网格的生态红线区划分值。
因子的权重采用以专家经验为判断基础的AHP法确定,也称作“专家-层次分析法”。层次分析法具有人为判断的片面性,两两比较的结果不一定客观一致性,通常需要一致性检验[5]。本次土地适宜性评价采用一种改进的层次分析法确定权重,判断矩阵建立时用三标度法代替传统的九标度法,并通过最优传递矩阵把比较矩阵转化为一致性矩阵,快速得出权重排序[6]。
3 评价指标
等级区划是从工程建设活动对区域生态安全影响程度的角度出发,并基于生态红线的概念提出生态黄线,然后利用生态红线和生态黄线将研究区域分为两线三区:红色区(A级)、黄色区(B级)、绿色区(C、D级),如图2所示。红色区(A级),为重要的生态用地,属于禁止建设区域。黄色区(B级),处于重要的生态用地周边,应限制区域内的工程建设。绿色区(C级),工程建设对生态安全影响较小,工程建设时可以考虑此区域。绿色区(D级),工程建设对生态安全几乎无影响,工程建设应尽量选择此区域[1]。
选取30m×30m的正方形网格作为评价单元。确定水环境严格控制区(河流、水库、湖泊、湿地等)、土地利用现状类型、自然风景区、植被覆盖度4个指标作为以生态安全为基础的工程建设土地区划指标[7]。
在ARCGIS中对四个评价指标进行缓冲分级,分级标准如表1所示,再转化为栅格图层,如图3所示。
4 土地区划结果
应用综合指数模型中的加权叠加法,在ARCGIS中将各评价指标进行加权叠加,得到以生态安全为基础的工程建设土地区划初步结果,并根据综合模型计算出各评价单元的评分值,对评价单元按照等间距分级。在初步评价结果基础之上,进行基于生态红线基本规定的红色区修正,直接将生态红线规定的土地类型划为红色区,从而得到最终的评价结果,如图4,各级百分比统计结果如表2所示。
5 结束语
(1)选取水环境严格控制区、土地利用现状类型、自然风景区、植被覆盖度为评价指标,采用综合指数模型中的加权叠加法,以生态安全为基础进行工程建设土地区划研究,并将研究区划分为两线三区:红色区(A级)、黄色区(B级)、绿色区(C、D级)。为山地村镇建设用地提供依
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