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基于GIS的縣域國土空間規(guī)劃雙評估研究

2022-05-21 09:55:06王海平
智能城市 2022年4期
關鍵詞:新源縣空間規(guī)劃國土

王海平 呂 濤

(1.新疆國地測繪工程有限責任公司,新疆烏魯木齊 830000;2.遼寧省法學會勞動法學研究會,遼寧沈陽 110031)

基于國土空間規(guī)劃背景,許多學者從技術手段和實踐指導等多方面對國土資源開發(fā)利用以及整治修復進行研究。任永強等[1]基于PIE SDK設計國土空間規(guī)劃雙評價系統(tǒng),可以根據(jù)用戶添加的數(shù)據(jù),一鍵生成地區(qū)各項評價結果,為國土空間規(guī)劃部門工作提供方便,優(yōu)化國土空間格局。丑迎等[2]在國土空間規(guī)劃背景下,基于額濟納旗國土空間各類要素特點,構建國土綜合整治與修復的體系。李娟等[3]利用GIS技術與“千層餅”模型,基于三生空間開展國土空間開發(fā)適宜性評價,揭示臨澤縣國土空間開發(fā)適宜性狀況。黨迎春等[4]利用先進的信息測繪技術以及定位系統(tǒng),為國土空間規(guī)劃提供新方法,促進我國城市建筑信息化發(fā)展。鄧京虎等[5]在國土空間規(guī)劃中利用地理信息大數(shù)據(jù)平臺進行設計與規(guī)劃,可以加強數(shù)據(jù)規(guī)劃領域的專題研究,豐富國土空間規(guī)劃和地理信息大數(shù)據(jù)相關理論。本研究利用GIS空間分析技術,基于新源縣國土空間數(shù)據(jù),行國土空間規(guī)劃雙評估,總結技術方法。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

新源縣隸屬新疆伊犁哈薩克自治州,地處天山腹地,伊犁河谷東部,43°01′N~43°40′N,82°28′E~84°57′E間。新源縣三面環(huán)山,呈現(xiàn)兩側高中間低的特殊地形,處于溫帶大陸性氣候區(qū),具有典型的大陸性半干旱氣候特征,四季分明,受濕潤氣流東進影響,形成冬暖夏涼的氣候格局。最冷月平均氣溫-14.4 ℃,最熱月平均氣溫27.95 ℃,年降水量270~880 mm。新源縣總面積約7 581.06 km2,森林資源豐富,林地面積占縣域國土面積的14.13%,域內有鞏乃斯河、恰普河、吐爾根河等17條河流。

研究區(qū)概況如圖1所示。

圖1 研究區(qū)概況

新源縣國土資源類型豐富,土地覆蓋主要以草地和林地為主,耕地以水澆地為主,旱地和水田較少;種植園地以果園為主,新源縣主要種植溫帶水果,擴展農業(yè)經濟;林地主要以喬木林地為主,新源縣東部、南部、北部皆為綿延的天山,森林廣布;草地主要以天然牧草地為主,在低海拔區(qū),受暖濕氣流影響,新源縣形成優(yōu)質草場,世界四大草原之一的那拉提草原分布在新源縣東部。隨著城鎮(zhèn)化推進,新源縣建設用地逐年增多;部分鹽堿地、沼澤地、沙地等難以利用土地零散分布在新源縣各鄉(xiāng)鎮(zhèn)。

1.2 數(shù)據(jù)來源

本研究以新源縣第三次全國國土調查土地利用數(shù)據(jù)和衛(wèi)星影像解譯數(shù)據(jù)為基礎數(shù)據(jù),從國土、環(huán)保、林草等相關部門收集歷年土地調查數(shù)據(jù)輔助研究。遙感影像和DEM數(shù)據(jù)來自地理空間數(shù)據(jù)云網站(http://www.gscloud.cn/)。

1.3 研究方法

綜合考慮自然地理、生態(tài)環(huán)境、社會發(fā)展等多方面情況,本研究梳理三調結果中的國土資源,結合歷年資料,分析國土空間規(guī)劃現(xiàn)狀以及土地利用間的轉變。通過均方差決策法對新源縣土地資源進行敏感性分析。

新源縣生物多樣性復雜,生態(tài)環(huán)境較穩(wěn)定,地表具有大面積植被覆蓋且河流眾多,選取地形因子(海拔、坡度、坡向)和地表因子(植被、水體)為新源縣生態(tài)敏感性評價因子。

均方差決策法是一種客觀賦權方法,通過指標數(shù)據(jù)的相對離散程度確定指標權重[6]。均方差決策法的計算步驟由評價指標標準化、指標平均值計算(式1)、指標均方差計算(式2)、指標權重計算(式3)等組成。

式中:xij——第j個指標標準化后的值;n——指標個數(shù);——第j個指標的平均值;δj——第j個指標的均方差;wbj——第j個指標的權重。

根據(jù)評價因子對生態(tài)環(huán)境的影響程度,將敏感程度劃分為5個等級。坡度、海拔、坡向、植被和水體的權重分別為0.2、0.1、0.1、0.3、0.3。

2 結果與分析

2.1 新源縣國土空間開發(fā)保護現(xiàn)狀評估

第三次全國國土調查數(shù)據(jù)顯示,新源縣土地利用類型相互轉化較多。新源縣耕地面積逐年增加,流入量大于流出量,由草地、建設用地和濕地轉為耕地的面積較大,由耕地轉為林地、草地的面積較大,建設用地和種植園地次之。三調前的土地調查數(shù)據(jù)和三調數(shù)據(jù)格式口徑不統(tǒng)一,在轉化過程中,耕地流入農村道路和溝渠的面積較大。

種植園用地面積較穩(wěn)定,種植園用地流入耕地的面積較大,流入草地、林地、建設用地的面積次之,流入濕地、水域和其他土地的面積最小;種植園用地流出耕地、林地、草地的面積最大,流入建設用地、水域的面積次之,流入濕地和其他土地的面積最小。

隨著加強生態(tài)文明建設、封山育林等一系列政策實施,林地面積呈增加趨勢。林地流入草地的面積較大,流入耕地次之,流入種植園用地、建設用地和濕地的面積次之,其他土地和水域面積最少。林地流入草地最多,耕地、水域和建設用地次之,濕地、種植園用地、其他土地最少。草地面積呈先減少后增加趨勢。草地流入林地和其他土地的面積較大,耕地、濕地和建設用地次之,流入水域和種植園用地的面積最小。草地流入林地和耕地的面積較大,建設用地、水域次之,流入濕地、其他土地和種植園用地的面積最小。

建設用地面積總體呈增加態(tài)勢,流入量大于流出量。建設用地流入草地、耕地較多,林地、其他土地和濕地次之,流入種植園用地和水域最少。建設用地流入耕地、草地、林地最多,水域、種植園用地和其他土地次之,濕地最少。

2.2 新源縣國土空間生態(tài)敏感性評估

單因子分析可以反映生態(tài)環(huán)境在單一因子作用下的結果,分別分析海拔、坡度、坡向、水體和植被五個因子的作用結果和各因子的主要影響方向與程度。

海拔增高時,生物多樣性降低,生態(tài)環(huán)境變得不穩(wěn)定,生態(tài)敏感性增高。新源縣較高海拔區(qū)為南北兩側山脈與東部山區(qū),高大山區(qū)和山麓地帶生態(tài)敏感性較高;中央河谷地區(qū)海拔較低且為開闊平原,生物多樣性較高,生態(tài)系統(tǒng)較穩(wěn)定,生態(tài)敏感性較低,河谷腹地生態(tài)敏感性為非敏感。

坡度變陡時,生物多樣性降低,生態(tài)環(huán)境變得不穩(wěn)定,生態(tài)敏感性增高。新源縣兩側山地與東部山區(qū)坡度變化較大,陡坡集中分布,生態(tài)敏感性極高;中央河谷平原基本為非敏感狀態(tài)。

坡向不同時,地面接收日照、太陽輻射和降水存在差異,直接影響生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性。研究區(qū)位于北回歸線以北,一年內正午陽光基本出現(xiàn)在南坡,北坡接受太陽輻射較少。因此,極高敏感坡向為北坡,高敏感坡向為西北、東北,中敏感坡向為正東、正西,低敏感坡向為東南、西南,非敏感坡向為正南、平地。敏感性較高地區(qū)主要為山脈陰坡。研究區(qū)地表起伏變化大,坡向分布復雜,河谷平原區(qū)和山脈陽坡的部分地區(qū)為中敏感或高敏感地區(qū),總體敏感性較低。

水體受氣象、人類活動等眾多因素影響,具有復雜多變的特點,靠近水體區(qū)域的生態(tài)敏感性較高,劃分水體緩沖區(qū)進行生態(tài)敏感性評價。極高敏感區(qū)域為水體本身;高敏感區(qū)域為距水體300 m內的緩沖區(qū);中敏感區(qū)域為距水體300~800 m內的緩沖區(qū)。水體在整個區(qū)域內體現(xiàn)調節(jié)生態(tài)的作用,水體緩沖區(qū)外的區(qū)域為低敏感區(qū)域。

植被是生態(tài)系統(tǒng)評價中最直觀的因素,植被覆蓋高、生長旺盛的地區(qū)生態(tài)系統(tǒng)趨于穩(wěn)定發(fā)展,生態(tài)敏感性較低。河谷平原腹地和中海拔常綠林區(qū)域,植被生長穩(wěn)定,基本不會出現(xiàn)生態(tài)環(huán)境問題,為非敏感區(qū)域;河谷平原邊緣植被較多,為低敏感區(qū)域;山地高海拔區(qū)域和常年積雪,植被覆蓋較少,生長波動大,為高敏感區(qū)或極高敏感區(qū)。

單一因子分析很難綜合反映生態(tài)環(huán)境敏感性的空間分異特征,需要對各因子進行加權計算,分析新源縣綜合生態(tài)敏感性。河谷平原腹地具有適宜的地形條件和水熱條件,植被覆蓋高,長勢茂盛,生態(tài)系統(tǒng)較穩(wěn)定,為非敏感區(qū);河谷中靠近水體的地區(qū),生態(tài)穩(wěn)定性隨水體變化發(fā)生變化,敏感性較低,為低敏感區(qū);中海拔山脈陽坡植被分布較多,受綜合地形因子影響,敏感性高于平原地區(qū),為中敏感區(qū);新源縣高敏感和極高敏感區(qū)域較少,零散分布在山區(qū)。

新源縣生態(tài)敏感性如圖2所示。

圖2 新源縣生態(tài)敏感性

在國土空間規(guī)劃中,對國土空間利用下的新源縣生態(tài)敏感性進行分析,根據(jù)不同敏感程度推演自然災害發(fā)生風險,敏感度越高,發(fā)生自然災害的可能性越大,應加強生態(tài)保護,減少其他建設。

2.3 基于生態(tài)思想的國土空間規(guī)劃

國土可持續(xù)發(fā)展是國土工作的主要目標,國土空間規(guī)劃等社會經濟建設應基于土地資源可持續(xù)發(fā)展理念進行,土地生態(tài)環(huán)境變化是分析土地資源是否可持續(xù)發(fā)展的最高置信指標。基于土地生態(tài)環(huán)境進行國土空間規(guī)劃可以改善現(xiàn)狀土地利用與社會發(fā)展,評估土地資源未來發(fā)展方向,及時規(guī)避生態(tài)風險,合理開發(fā)利用自然資源,實現(xiàn)人與自然和諧發(fā)展的目標。

基于生態(tài)思想的國土空間規(guī)劃需從兩方面進行,對現(xiàn)狀土地利用進行評估,分析現(xiàn)行國土空間規(guī)劃影響,基于“壓力-狀態(tài)-響應”模型,形成現(xiàn)狀分析報告;結合RS技術、GIS技術分析過去中長期土地生態(tài)環(huán)境變化,形成土地生態(tài)環(huán)境變化報告?;诂F(xiàn)狀分析報告和土地生態(tài)環(huán)境變化報告,構建縣域空間生態(tài)認知,梳理社會建設、生態(tài)環(huán)境保護、土地可持續(xù)發(fā)展等需求層次,進行縣域國土空間規(guī)劃。

3 結語

本研究基于三調數(shù)據(jù)和衛(wèi)星影像解譯數(shù)據(jù),對新源縣國土空間規(guī)劃進行現(xiàn)狀評估與災害風險評估。新源縣三調數(shù)據(jù)顯示,耕地、林地、草地面積均呈現(xiàn)增加趨勢,種植園地面積減少。隨著城市化推進,新源縣建設用地面積逐年增加,中心城區(qū)范圍擴大,城郊的工業(yè)企業(yè)對新源縣生態(tài)穩(wěn)定具有一定影響,基于生態(tài)的國土空間規(guī)劃應轉為后期國土規(guī)劃工作的中心。新源縣人類活動區(qū)生態(tài)敏感性適中,適宜合理開發(fā)利用土地,山區(qū)主要以林地草地為主,是新源縣的生態(tài)調控中心。發(fā)展基于生態(tài)敏感性的國土空間規(guī)劃工作,合理開發(fā)利用土地資源,有助于規(guī)避自然災害對人類社會經濟直接的損失,建設環(huán)境友好型、生態(tài)友好型城市。

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