基于gis的池州市生態(tài)敏感性分析

基于gis的池州市生態(tài)敏感性分析

隨著人類對自然環(huán)境干擾的程度和強度的增加，導致區(qū)域生態(tài)環(huán)境問題的存在而忽視。保護和生態(tài)恢復已成為全世界各國和地區(qū)面臨的主要問題。如何確定需要優(yōu)先或重點開展生態(tài)環(huán)境建設和保護的區(qū)域,進行生態(tài)敏感性評價是一種有效的方法。生態(tài)敏感性是指在不損失或不降低環(huán)境質量的情況下,生態(tài)因子對外界壓力或變化的適應能力。目前國內外對生態(tài)敏感性的研究日益重視,但就研究對象而言,主要集中在某一單一生態(tài)環(huán)境問題,如酸雨發(fā)生敏感性,土壤鹽漬化動態(tài)敏感性,沙漠化敏感性,大陸架生態(tài)敏感性,水文系統(tǒng)、濕地和濕地植物對于氣候變化的敏感性等方面開展了相關研究。就研究的尺度而言,主要集中在省一級尺度,如劉康等利用多因子綜合并結合GIS空間分析方法,辨識了甘肅省的生態(tài)環(huán)境敏感區(qū)域;賈良清等以安徽省域尺度生態(tài)系統(tǒng)為對象,在生態(tài)環(huán)境敏感性評價的基礎上,形成了安徽省生態(tài)功能區(qū)劃方案;萬忠成等對遼寧省生態(tài)系統(tǒng)敏感性進行了評價;勒英華對吉林省生態(tài)環(huán)境敏感性進行了分區(qū)研究,而將市域尺度作為研究對象的生態(tài)敏感性的研究則不多見。本文以池州市為研究對象,以池州市生態(tài)環(huán)境調查的資料為基礎,通過單因子分析和多因子綜合評價相結合,對池州市域生態(tài)敏感性進行綜合評價,明確生態(tài)敏感性的區(qū)域分異特征,以期為池州市的區(qū)域發(fā)展規(guī)劃、產業(yè)布局以及生態(tài)環(huán)境建設和保護規(guī)劃方案的制定提供科學的依據。1池州市自然概況池州地處安徽省南部的長江南岸,介于116°38′—118°05′E、北緯29°33′—30°51′N之間。東南是黃山山脈與九華山山脈的結合地帶,西南與江西接壤。總面積8271.7km2,其中山區(qū)丘陵占88%,沿江平原占12%。整個地勢由東南向西北逐級下降,從中山、低山過渡到低山、丘陵,最后至崗地、平原。全市森林覆蓋率達57.5%,國家重點保護的喬木樹種有26種,國家重點保護的珍稀動物有69種。該市擁有九華山國家級風景名勝區(qū)以及國家級、省級、縣級等各類自然保護區(qū)7個,受保護面積約占全市土地面積的10%。該市屬亞熱帶濕潤季風氣候,年平均氣溫16.5℃,年平均降雨量1400—2200mm,無霜期約227d。2004年末池州市總人口116萬,轄貴池區(qū)、東至縣、青陽縣、石臺縣及九華山管理處,是一個以農業(yè)為主、經濟相對滯后的地區(qū)。1997年11月池州市被我國列為實施《中國21世紀議程》全國16個地方試點之一;2000年池州生態(tài)經濟示范區(qū)順利通過國家環(huán)保總局的檢查驗收,正式被批準為國家級生態(tài)經濟示范區(qū)。2學習方法2.1生態(tài)敏感性分析通過水力工區(qū)2個環(huán)評價因子的選取原則:①可行性。所選擇的評價因子要盡量客觀,并能較好地度量區(qū)域的生態(tài)敏感性程度,因子的內容應簡單明了,具有較好的可操作性。②代表性。影響區(qū)域生態(tài)敏感性的因子很多,但各自的影響程度有差異,應選取其中影響大、具有典型代表意義的因子,避免相同或相近的變量重復出現,使指標體系簡潔易用。③區(qū)域完整性。生態(tài)敏感性分區(qū)從理論上講,不可能和行政區(qū)劃相一致。但是人類活動受到行政區(qū)劃的強烈影響,同時考慮到資料的可獲取性,因此,本文在進行生態(tài)敏感性分析時,貫徹了區(qū)域完整性原則,即主要以鄉(xiāng)鎮(zhèn)行政區(qū)域為基本單元進行生態(tài)敏感性分析。評價因子選取的依據:根據上述原則,結合池州市的實際情況,同時在參考國內其他學者研究成果的基礎上,選取了自然保護區(qū)類型、植被、地形起伏度、土地地力(土地生產力)4個生態(tài)因子作為生態(tài)敏感性分析的主要影響因子(表1)。本文對各個指標的選取依據進行了詳細解釋。自然保護區(qū)的類型在一定程度上體現了保護區(qū)的生態(tài)服務價值、規(guī)模的差異,也體現了眾多受保護物種及其生境對人為干擾的敏感程度。研究區(qū)內自然保護區(qū)較多,其中國家級自然保護區(qū)2個、省級自然保護區(qū)3個、縣級1個,受保護面積約占總面積的10%,所以選擇自然保護區(qū)的類型作為生態(tài)敏感性分析的因子之一。植被在改善生態(tài)環(huán)境質量、保護區(qū)域生物多樣性方面具有非常重要的作用。植被的類型不同,其生態(tài)敏感性也不同。原生植被比次生植被和人工植被易受干擾而變得不穩(wěn)定。研究區(qū)近年來堅持“不會治山治水就不會治區(qū)”的指導思想,積極組織實施造林綠化規(guī)劃、封山育林等,現有林地達413556hm2,森林覆蓋率達57.5%,因此,植被資源整體狀況的優(yōu)劣,對研究區(qū)的生態(tài)敏感性存在很大影響,文章將其列為生態(tài)敏感性因子。地形條件是影響生態(tài)敏感性的又一個重要地學因子。研究區(qū)整個地勢由東南向西北逐級下降。東南部為山區(qū),以低山為主;中部為皖南山區(qū)向長江河谷平原過渡帶,以丘陵為主;西北部為沿江平原,以平原、洲灘為主。地形的起伏度較大,若利用不合理,將會引起水土流失等一系列的生態(tài)環(huán)境問題,因此將地形起伏度列為生態(tài)敏感因子。土地是人類賴以生存與發(fā)展的基本資源和生產要素,是人類一切活動的載體,而土地的生產能力和在農業(yè)上使用價值的高低在一定程度上綜合反映了區(qū)域內自然要素的狀況,所以土地資源地力的分等定級結果可以反映區(qū)域自然要素的生態(tài)敏感性特征。2.2生態(tài)敏感性的計算池州市生態(tài)敏感性評價是以池州市的生態(tài)環(huán)境現狀調查資料為基礎,主要以鄉(xiāng)鎮(zhèn)行政區(qū)為基本評價單元,采用GIS空間分析方法,選擇了4個具有區(qū)域代表性的生態(tài)因子。首先,根據各因子的生態(tài)敏感性程度不同,分別賦予不同的等級:極敏感、高度敏感、中度敏感、輕度敏感和不敏感。為了便于在地理信息系統(tǒng)分析功能中迅速獲取計算結果,描述性的等級信息需轉換成數值(表1),即按其敏感性等級分別賦值為9、7、5、3和1,并在GIS平臺ARC/INFO的支持下,制作單因子生態(tài)敏感性專題圖。其次,在相同比例尺的情況下,將各專題圖在ARC/INFO軟件的支持下,運用多因子加權求和模型進行空間疊加分析,得到生態(tài)敏感性的總結果圖,實現面積量算和圖形輸出。S=Σi=1nAi?Wi(i=1,2,3S=Σi=1nAi?Wi(i=1,2,3;n=3)。式中,S為某評價單元的生態(tài)敏感性評價指數,Ai為各生態(tài)因子的生態(tài)敏感性等級值,Wi為各生態(tài)因子的權重。計算公式為:Wi=XiΣi=14XiWi=XiΣi=14Xi。式中,Xi為生態(tài)因子對生態(tài)敏感性的相對重要性。由以上公式結合表2,可計算出自然保護區(qū)、植被、地形起伏度和土地地力4個因子的權重,分別為:0.3、0.3、0.3、0.1。根據生態(tài)敏感性指數值S的大小和敏感性分級標準(表3),將研究區(qū)劃分為5級:極敏感區(qū)、高敏感區(qū)、中敏感區(qū)、輕敏感區(qū)、不敏感區(qū)。3生態(tài)敏感性綜合分析研究區(qū)現有國家級和省級自然保護區(qū)各2個,縣級自然保護區(qū)1個,保護區(qū)性質的國家級、省級森林公園各1處。經空間分析,池州市自然保護區(qū)因子的敏感性以非敏感為主,占全市面積的90.4%;極敏感區(qū)占全市面積的4.5%,主要分布在東至與貴池交界的升金湖國家級濕地自然保護區(qū)、青陽縣的九華山國家森林公園以及石臺縣的牯牛降國家級自然保護區(qū);高敏感區(qū)占全市的4.3%,主要分布在貴池區(qū)的老山自然保護區(qū)、天臺山森林公園以及貴池區(qū)的十八索自然保護區(qū);輕敏感區(qū)占全市的0.8%,主要分布在東至縣的紫石塔縣級自然保護區(qū)(表4)。研究區(qū)植被的覆蓋水平和自然度較高,基于植被因子的生態(tài)敏感性整體較高。池州植被因子敏感性以輕度敏感和中度敏感為主,其中輕敏感區(qū)占全市總面積的38.3%,主要分布在西北部;中度敏感區(qū)占全市總面積26.5%,主要分布在中部;高度敏感區(qū)占19.7,主要分布在東南部;極度敏感區(qū)占4.5%,主要分布在石臺縣的大演、占大和珂田;非敏感區(qū)占11.1%,主要分布在貴池區(qū)西北部的市區(qū)、江口、烏沙、晏塘、阮橋等區(qū)域。池州市地形因子的敏感性以中度敏感、高度敏感和輕度敏感為主,分別占33.2%、26.6%和24.9%,其中高敏感區(qū)主要分布在東南部,中度敏感區(qū)和輕度敏感區(qū)主要分布在中部;非敏感區(qū)占全市的11.1%,主要分布在西北部的沿江平原;極敏感區(qū)主要分布在青陽縣的九華鄉(xiāng)以及石臺縣的占大、珂田等地區(qū)。池州市土地地力的敏感性總體上較高,以輕敏感區(qū)和極敏感區(qū)為主,分別占全市的32.10%和24.27%,輕敏感區(qū)主要分布在石臺縣;極敏感區(qū)主要分布在西北部的沿江平原;高度敏感區(qū)占研究區(qū)的5.52%,主要分布在貴池、東至的西北部和青陽的北部,中度敏感區(qū)占研究區(qū)的16.41,主要分布在貴池、東至的中部地區(qū)以及青陽的南部。將以上4個生態(tài)因子進行綜合分析來看(表5,圖1),池州市生態(tài)敏感性整體上較高,總的分布規(guī)律是西北低、東南高;高敏感區(qū)和中敏感區(qū)面積占研究區(qū)總面積的51.3%,其中高敏感區(qū)占9.3%,主要是各類自然保護區(qū)、森林公園以及地表起伏度較大、原生植被保護較好的地區(qū);中敏感區(qū)主要分布在東南部山區(qū),包括貴池、青陽南部、東至東南部和石臺的大部分地區(qū),面積為3472km2,占研究區(qū)的42%,輕敏感區(qū)主要分布在中部的丘陵地帶,包括貴池、東至中部、青陽東北部和石臺的北端,總面積3186km2,占研究區(qū)總面積的38.5%;非敏感區(qū)占研究區(qū)的10.2%,主要分布在西北的沿江州圩區(qū)。4經濟和人口集聚區(qū)雖然池州市整個區(qū)域屬于亞熱帶濕潤季風氣候區(qū),但由于地形、土壤以及植被等因素的差異,從而導致各區(qū)域生態(tài)敏感性具有很大的差異。高敏感區(qū)主要分布在自然保護區(qū),該類區(qū)域本身的自然度高,一旦受到干擾就不容易恢復,應作為禁止開發(fā)區(qū);中敏感區(qū)占研究區(qū)的42%,主要分布在東南部山區(qū),資源環(huán)境的承載能力較弱,在人為干擾下,易造成生態(tài)系統(tǒng)的不穩(wěn)定。此區(qū)域經濟和人口的聚集條件不夠好,又是整個池州市生態(tài)安全格局的基礎,因此可作為限制開發(fā)區(qū)。此區(qū)應以“在保護中開發(fā),在開發(fā)中保護”為指導原則進行適度開發(fā),避免對生態(tài)環(huán)境的破壞;實行封山育林,綜合治理水土流失,優(yōu)化生態(tài)環(huán)境;改變生產經營方式,大力發(fā)展生態(tài)林業(yè)、生態(tài)旅游。輕敏感區(qū)占研究區(qū)的38.5%,主要分布在中部的丘陵區(qū),此區(qū)域盡管敏感性等級較低,但目前其國土開發(fā)的密度已較高,生態(tài)環(huán)境承載能力在減弱,一旦管理不善,將有可能對其周邊環(huán)境乃至整個區(qū)域的生態(tài)環(huán)境造成影響,因