生態(tài)適宜性與敏感性分析

1、生態(tài)適宜性與敏感性分析生態(tài)適宜性與敏感性分析 人文與城鄉(xiāng)1422第四組生態(tài)適宜性分析 生態(tài)適宜性理論是指某一特定生態(tài)環(huán)境對某一特定生物群落所提供的生存空間的大小及對其正向演替的適宜程度。任何生物的生長和發(fā)育都要受到生態(tài)環(huán)境條件的制約和限制，并只能生存在一定的生態(tài)梯度范圍內(nèi)?；緝?nèi)涵： 定義：生態(tài)適宜性分析是 生態(tài)規(guī)劃的核心內(nèi)容之一，其目的是應(yīng)用生態(tài)學(xué)、經(jīng)濟(jì)學(xué)、地學(xué)及其他相關(guān)學(xué)科的原理和方法,根據(jù)研究區(qū)域的自然資源與環(huán)境特點(diǎn)，根據(jù)發(fā)展和資源利用要求，劃分資源與環(huán)境的適宜性等級，為規(guī)劃方案提供基礎(chǔ)。是運(yùn)用生態(tài)學(xué)原理方法，分析區(qū)域發(fā)展所涉及的生態(tài)系統(tǒng)敏感性與穩(wěn)定性，了解自然資源的生態(tài)潛力和對區(qū)域發(fā)展

2、可能產(chǎn)生的制約因素，從而引導(dǎo)規(guī)劃對象空間的合理發(fā)展以及生態(tài)環(huán)境建設(shè)的策略。生態(tài)適宜性分析概念：生態(tài)適宜度評價(jià)是從城市生態(tài)學(xué)角度，根據(jù)各類用地的生態(tài)要求，評價(jià)各類土地利用的生態(tài)適宜性，分析各種不同使用功能的土地排序位置是否合理，是否遵循生態(tài)優(yōu)化原則，從而明確區(qū)域開發(fā)的環(huán)境制約因素，尋求土地最佳利用方式的一種評價(jià)方法。生態(tài)適宜性分析的程序土地利用生態(tài)適應(yīng)性評價(jià)的分析程序 劉天奇生態(tài)適宜性分析的程序麥克哈格的七步法1、確定研究分析范圍及目標(biāo)2、收集自然、人文資料；3、提取分析有關(guān)信息；4、分析相關(guān)環(huán)境與資源的性能以及劃分適宜性等級；5、資源評價(jià)與分級準(zhǔn)則；6、資源不同利用方向的相容性；7、綜合發(fā)展（

3、利用）的適宜性分區(qū)。生態(tài)適宜性分析方法 1.形態(tài)分析法 2.因素疊置法 3.線性與非線性因子組合法 4.邏輯規(guī)則組合法 5.生態(tài)位適宜度模型 6.多因子加權(quán)疊加法1、形態(tài)分析法 2、因素疊置法又稱地圖重疊法或McHarg適宜性分析法。在20世紀(jì)60年代由麥克哈格將其應(yīng)用于高速公路選線、土地利用、森林開發(fā)、流域開發(fā)、城市與區(qū)域發(fā)展等領(lǐng)域的生態(tài)規(guī)劃工作中，并形成一套完整的方法體系。 確定規(guī)劃目標(biāo)及所涉及的因子，并建立規(guī)劃方案和措施與環(huán)境因子的關(guān)系表。 調(diào)查各因子在規(guī)劃區(qū)域的分布狀況，建立生態(tài)目錄。 將各單要素適宜性圖疊加得到綜合適宜性圖。 土地利用分區(qū)。因素疊置法實(shí)例里士滿公路選線生態(tài)適宜性評價(jià)（

4、1）確定評價(jià)因子以及適宜性等級。（2）制作評價(jià)復(fù)合圖及確定選線方案A、單個(gè)自然因子障礙評價(jià)圖B、自然因子障礙綜合評價(jià)圖色調(diào)越深，公路路線的自然障礙因素越高。色調(diào)越淺，對公路選線越有利。初步規(guī)劃路線C、單個(gè)社會(huì)因子障礙評價(jià)圖D、社會(huì)因子綜合障礙評價(jià)圖色調(diào)越深，區(qū)域社會(huì)價(jià)值越高。色調(diào)越淺，區(qū)域社會(huì)價(jià)值越底，對公路工程造價(jià)越小，對公路選線越有利。初步規(guī)劃路線E、綜合自然社會(huì)復(fù)合圖確定選線方案綜合得出方案方法的缺陷（1）評價(jià)因子不宜太多，以免疊置后不宜分辨 （2）部分評價(jià)因子之間具有相關(guān)性，疊加后會(huì)出現(xiàn)重復(fù)計(jì)算的問題 （3）沒有引入權(quán)重, 很難客觀地反映環(huán)境影響的實(shí)際程度 （4）方法中含有大量手工作業(yè)

5、, 精確性不高 （5）未進(jìn)行詳細(xì)的層次分析, 層次感不強(qiáng) 基于生態(tài)適宜性分析的城鄉(xiāng)發(fā)展模式研究 以昆山市錦溪鎮(zhèn)為例 因子選擇 研究選用對城鎮(zhèn)開發(fā)建設(shè)影響較大的自然因素和生態(tài)因素作為生態(tài)適宜性分析的一級影響因素，每個(gè)一級影響因素細(xì)分為具體的生態(tài)適宜性因子。自然因子主要是洪水淹沒風(fēng)險(xiǎn)， 生態(tài)因子包括水域、大型基礎(chǔ)設(shè)施（道路等）、各類保護(hù)區(qū)等。 評價(jià)方法 以指導(dǎo)城鎮(zhèn)用地布局為主要目的，分析土地的自然生態(tài)條件，評價(jià)土地用于城鎮(zhèn)建設(shè)的適宜程度和限制性大小，從維持生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定和實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的角度為城鎮(zhèn)建設(shè)提供指導(dǎo)。 按照區(qū)域開發(fā)建設(shè)時(shí)，受自然環(huán)境限制的程度和對生態(tài)環(huán)境造成影響的可能性的大小將每個(gè)適宜性因

6、子按重要性程度劃分為5 個(gè)等級，利用ArcGIS 軟件的空間分析模塊，對以下因子按照不同的權(quán)重進(jìn)行疊加運(yùn)算，分別賦值5、4、3、2、1。計(jì)算公式如下： 式中，S 為某土地單元適宜性評價(jià)的總得分（指數(shù)和），WK 為參評指標(biāo)k 的權(quán)重系數(shù)， Sk 為該土地單元參評指標(biāo)k 的得分。最后，按照指數(shù)和大小排序，以經(jīng)驗(yàn)或統(tǒng)計(jì)確定指數(shù)和的分等界線。評價(jià)得分為15，適宜程度隨分值增加而提高。運(yùn)用其空間分析功能分別對這些限制性的因素作單因子的評價(jià)，最后作綜合評價(jià)，得出錦溪鎮(zhèn)生態(tài)適宜性評價(jià)結(jié)果。 評價(jià)標(biāo)準(zhǔn) 按照各因子對生態(tài)環(huán)境的影響，將每個(gè)適宜性因子按重要性程度劃分為5 個(gè)等級，利用ArcGIS 軟件的空間分析模

7、塊，對以下因子按照不同的權(quán)重進(jìn)行疊加運(yùn)算，分別賦值5、4、3、2、1，對應(yīng)等級依次為很適宜、適宜、一般適宜、較不適宜、不適宜。規(guī)劃范圍內(nèi)的土地生態(tài)適宜性評價(jià)因子的等級劃分如表1 所示，其中各評價(jià)因子的單因子適宜性分析見圖3研究結(jié)果分析 城鎮(zhèn)空間組織 根據(jù)評價(jià)指標(biāo)進(jìn)行各要素單項(xiàng)評價(jià)，對各要素評價(jià)結(jié)果進(jìn)行疊加，可將錦溪鎮(zhèn)的土地分為三個(gè)等級：適宜建設(shè)區(qū)、較不適宜建設(shè)區(qū)、不適宜建設(shè)區(qū)（等級分值標(biāo)準(zhǔn)見表2）。 依據(jù)以上分析，將錦溪鎮(zhèn)域劃分禁止建設(shè)區(qū)、限制建設(shè)區(qū)、適宜建設(shè)區(qū)和已建區(qū)四大類，從而合理指導(dǎo)城鎮(zhèn)建設(shè)用地布局（各區(qū)面積見表3）。為了便于對城鎮(zhèn)空間發(fā)展的判斷，又將限制建設(shè)區(qū)細(xì)分為一級限制建設(shè)區(qū)和二級

8、限制建設(shè)區(qū)，最后生成城鎮(zhèn)生態(tài)適宜性分布圖(見圖3)。 從土地生態(tài)適宜性評價(jià)結(jié)果可以看出：適宜城鎮(zhèn)建設(shè)的用地主要分布在鎮(zhèn)域中部、東部以及東北部，主要為已建設(shè)地區(qū)、資源環(huán)境承載力較大及社會(huì)發(fā)展?jié)摿^大的地區(qū)；較不適宜建設(shè)用地主要分布在老鎮(zhèn)區(qū)周邊，主要為未來的儲(chǔ)備用地，基礎(chǔ)設(shè)施預(yù)留地及旅游發(fā)展用地；不適宜建設(shè)用地主要為自然保護(hù)區(qū)、風(fēng)景名勝區(qū)、飲用水水源保護(hù)區(qū)、河湖岸線重要濕地、基本農(nóng)田保護(hù)區(qū)。 在城鎮(zhèn)建設(shè)用地適宜性分析結(jié)果的基礎(chǔ)上，對建設(shè)用地適應(yīng)性評價(jià)結(jié)果進(jìn)行重新分類，劃分為已建區(qū)、適建區(qū)、限建區(qū)和禁建區(qū)（見圖4），引導(dǎo)錦溪鎮(zhèn)城鎮(zhèn)空間發(fā)展（見表3、表4）。 在鎮(zhèn)域用地的空間管制基礎(chǔ)上，指導(dǎo)錦溪鎮(zhèn)城鎮(zhèn)

9、用地的空間布局（見圖5）。錦溪城鎮(zhèn)建設(shè)用地發(fā)展方向?yàn)椋烘?zhèn)區(qū)東部以工業(yè)用地為主，與生活區(qū)之間利用生態(tài)綠地相隔；向北以發(fā)展生活性用地、商貿(mào)集市等用地為主；向南沿南北公路新增建設(shè)用地主要為旅游服務(wù)，但不得超過同周線。 結(jié)論與反思 土地生態(tài)適宜性分析從保護(hù)生態(tài)環(huán)境的角度為土地利用提出建議，是城鎮(zhèn)規(guī)劃方法的補(bǔ)充和有效嘗試。研究對不同影響因子進(jìn)行分析，綜合評價(jià)得出城鎮(zhèn)生態(tài)格局，引導(dǎo)城鎮(zhèn)空間管制和空間發(fā)展方向，將城鎮(zhèn)空間劃分為已建區(qū)、適建區(qū)、限建區(qū)和禁建區(qū)，對城鎮(zhèn)總體規(guī)劃布局以及城鎮(zhèn)發(fā)展戰(zhàn)略模式起著重要的參考作用。 但是這種方法在我國還處于摸索階段，仍然沒有建立起一套可供遵循的標(biāo)準(zhǔn)，特別是沒有完善的可依據(jù)的

10、評價(jià)指標(biāo)體系。如何從更加科學(xué)、全面的角度研究，不僅考慮自然，而且考慮社會(huì)、文化和經(jīng)濟(jì)等因素，是未來研究需要努力的方向，并且需要多學(xué)科和不同專業(yè)人員的密切配合以及完善的信息系統(tǒng)來支持。 生態(tài)敏感性分析生態(tài)敏感性理論定義：生態(tài)環(huán)境敏感性是指生態(tài)系統(tǒng)對區(qū)域內(nèi)自然和人類活動(dòng)干擾的敏感程度, 它反映區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)在遇到干擾時(shí), 發(fā)生生態(tài)環(huán)境問題的難易程度和可能性的大小?？梢砸源藖泶_定生態(tài)環(huán)境影響最敏感的地區(qū)和最有保護(hù)價(jià)值的地區(qū)，為生態(tài)功能區(qū)劃分提供依據(jù)。生態(tài)敏感性分析要求：（1）敏感性評價(jià)應(yīng)明確區(qū)域可能發(fā)生的主要生態(tài)環(huán)境問題類型與可能性大小。（2）敏感性評價(jià)應(yīng)根據(jù)主要生態(tài)環(huán)境問題的形成機(jī)制，分析生態(tài)環(huán)境敏

11、感性的區(qū)域分異規(guī)律，明確特定生態(tài)環(huán)境問題可能發(fā)生的地區(qū)范圍與可能程度。（3）敏感性評價(jià)首先針對特定生態(tài)環(huán)境問題進(jìn)行評價(jià)，然后對多種生態(tài)環(huán)境問題的敏感性進(jìn)行綜合分析，明確區(qū)域生態(tài)環(huán)境敏感性的分布特征。生態(tài)敏感性分析等級劃分：敏感性一般分為5級，為極敏感、高度敏感、中度敏感、輕度敏感、不敏感。如有必要，可適當(dāng)增加敏感性級數(shù)。生態(tài)敏感性評價(jià)的方法土壤侵蝕敏感性評價(jià)方法識別容易形成土壤侵蝕的區(qū)域，評價(jià)土壤侵蝕對人類活動(dòng)的敏感程度。影響因素1）降水侵蝕力（R）2）土壤質(zhì)地因子（K）3）坡度坡向因子（LS）4）地表覆蓋因子（C）計(jì)算方法：注：SSj為j空間單元土壤侵蝕敏感性指數(shù)，Ci為i因素敏感性等級值。

12、生態(tài)敏感性評價(jià)的方法不同地區(qū)降水、地貌、土壤質(zhì)地與植被對土壤侵蝕程度不同，我們可以用加權(quán)方法來反應(yīng)不同因素作用差異。公式如下：注：SSj為j空間單元土壤侵蝕敏感性指數(shù)；C（i,j)為i因素的j空間單元敏感性等級值；Wi為影響土壤侵蝕因子的權(quán)重。生態(tài)敏感性評價(jià)的方法土壤沙漠化敏感性評價(jià)方法評價(jià)指標(biāo)濕潤指數(shù)、土壤質(zhì)地、其風(fēng)沙的天數(shù)等。計(jì)算公式如下：注：DSj為j空間單元沙漠化敏感性指數(shù)；Di為i因素敏感性等級值。生態(tài)敏感性評價(jià)的方法沙漠化敏感性分級指標(biāo)生態(tài)敏感性評價(jià)的方法土地鹽漬化敏感性評價(jià)方法內(nèi)容：首先運(yùn)用地下水臨界深度（在一年中蒸發(fā)最強(qiáng)烈季節(jié)不致引起土壤表層開始積鹽的最淺地下水埋藏深度）劃分敏

13、感與不敏感地區(qū)，再運(yùn)用蒸發(fā)量、降雨量、地下水礦化度與地形要素劃分等級。計(jì)算公式為：注：YSj為j空間單元土壤侵蝕敏感性指數(shù)；Si為i因素敏感性等級值。生態(tài)敏感性評價(jià)的方法具體指標(biāo)與分級標(biāo)準(zhǔn)生態(tài)敏感性評價(jià)的方法石漠化敏感性評價(jià)三大標(biāo)準(zhǔn)：是否為喀斯特地貌 坡度 植被覆蓋度生態(tài)敏感性評價(jià)的方法生境敏感性根據(jù)生物物種豐富度，即評價(jià)地區(qū)國家與省級保護(hù)對象的數(shù)量來評價(jià)生境敏感性。生態(tài)敏感性評價(jià)的方法酸雨敏感性評價(jià)方法整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)對酸雨的反應(yīng)程度，指生態(tài)系統(tǒng)對酸雨簡介影響的相對敏感性，即酸雨的間接影響使生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能變化的相對難易程度。生態(tài)系統(tǒng)的敏感性特征可由生態(tài)系統(tǒng)的氣候特性、土壤特性、地質(zhì)特性以及

14、植被與土地利用特性來綜合描述。分級：不敏感（01）、較不敏感（23）、中等敏感（4）、敏感（5）、極敏感（6）.生態(tài)敏感性評價(jià)的方法城市生態(tài)敏感性分析目的：為保證城市土地建設(shè)的完整性與連續(xù)性，應(yīng)對城市空間作生態(tài)敏感性分析，并劃出不敏感區(qū)作為城市優(yōu)先發(fā)展區(qū)用地。評價(jià)指標(biāo)：飲用水資源、自然要素的人文價(jià)值、生態(tài)資產(chǎn)、工程地質(zhì)情況等。劃分：生態(tài)極敏感、高度敏感區(qū)、敏感區(qū)、低敏感區(qū)和不敏感區(qū)。生態(tài)敏感性評價(jià)的方法景觀敏感性分析影響因素1）地形坡度原理：運(yùn)用景觀表面沿視線方向的投影面積來評價(jià)景觀的敏感性方法：設(shè)景觀表面積為1，景觀敏感性為Sa可按以下公式計(jì)算： Sa=sina（0=a=90）在一般情況下，

15、a角實(shí)際上是地形的坡度，所以地形坡度決定的景觀敏感性表達(dá)式為：Sa=sinarctg(H/W)其中，H為等高距（地形高差）；W為相應(yīng)的等高線間距。2）觀察者與景點(diǎn)之間的距離原理：距離直接決定觀察者對景點(diǎn)觀察的仔細(xì)程度。距離與易見性和清晰度成反比。生態(tài)敏感性評價(jià)的方法公式：dD,Sd=D/d注：D值為能清楚觀察景點(diǎn)的最遠(yuǎn)距離；d為觀察者與景點(diǎn)之間的實(shí)際距離。注：D值根據(jù)對景點(diǎn)評價(jià)的不同要求而定3）景點(diǎn)在視閾域內(nèi)出現(xiàn)的概率原理：景點(diǎn)在觀察者視線內(nèi)出現(xiàn)的概率大，延續(xù)時(shí)間長，表明敏感性越大，人類干擾活動(dòng)的影響也就越大。方法：假設(shè)觀察者勻速運(yùn)動(dòng)，景觀敏感性St=t/T 注：t為某一景點(diǎn)能別看到的景觀線路

16、長度；T為觀察者在某一區(qū)域內(nèi)花費(fèi)的全部時(shí)間。 時(shí)間的比值換為距離比值計(jì)算景觀敏感性：St=l/L 注：l為某一景點(diǎn)能被看到的觀景線長度；L為某一區(qū)域內(nèi)主要觀景線路長度。生態(tài)敏感性評價(jià)的方法4）景點(diǎn)醒目程度原理：景點(diǎn)與環(huán)境的對比度決定了景點(diǎn)的醒目程度，兩者成正相關(guān)。其敏感性一般采用定性評定方法來確定5）景觀綜合敏感性注：此項(xiàng)是由各項(xiàng)綜合因素做用的結(jié)果。表達(dá)式：S=f（Sa，Sd，St，Sc）注：評價(jià)中應(yīng)先將各單項(xiàng)因素景觀敏感性分布成圖，通過各級的重疊，形成景觀敏感性綜合分級圖。案例分析 以武漢城市圈為例一般情況卜重要性程度等級分為9級，但當(dāng)對精度要求小高時(shí)，也可分為7級或5級或3級本例應(yīng)用層次分

17、析法，在19標(biāo)度法下建立兩兩比較判斷矩陣，分析單圜子對生態(tài)環(huán)境的重要性，賦值9則該岡子對生態(tài)環(huán)境影響最大，依次遞減，賦值l則對生態(tài)環(huán)境影響最小，得出每一行因子和縱列因子的相財(cái)重要值，構(gòu)成判斷矩陣(表1)計(jì)算各生態(tài)敏感性因子權(quán)重1構(gòu)造判斷矩構(gòu)造判斷矩計(jì)算各評價(jià)因子權(quán)重建立生態(tài)敏感性模型按照生態(tài)敏感度值，將武漢城市圈的生態(tài)敏感性分為4類：輕度敏感(030055)，一般敏感(o55o72)，中度敏感(072092)，嚴(yán)重敏感(092119)從圖中可知黃岡市、鄂州市屬嚴(yán)重敏感區(qū)，咸寧市、潛江市屬中度敏感區(qū)，武漢是一般敏感區(qū)，天門市、仙桃市、黃石市、孝感市是輕度敏感區(qū)結(jié)論與討論出武漢城市圈的生態(tài)敏感性程度整體較高，嚴(yán)重敏感區(qū)分布在鄂東北低山丘陵區(qū)及中部的鄂州市，占研究區(qū)總面積的3293；中度敏感區(qū)分布在鄂東南的咸寧及江漢平原腹地的潛江市，占研究區(qū)總面積的2020；武漢市屬一般敏感，占全區(qū)總面積的1479；輕度敏感區(qū)集中分布在江漢平原腹地及黃石市，占全區(qū)總面積的3209影響