李益敏，鄧選倫，楊一銘，計培琨，趙娟珍

（1.云南大學(xué) 地球科學(xué)學(xué)院，云南 昆明 650500；2.云南省高校國產(chǎn)高分衛(wèi)星遙感地質(zhì)工程研究中心，云南 昆明 650500；3.云南大學(xué) 國際河流與生態(tài)安全研究院，云南 昆明 650500）

城市是人類活動對自然環(huán)境干預(yù)最強(qiáng)烈的地區(qū)，也是各種環(huán)境工程地質(zhì)問題和地質(zhì)災(zāi)害多發(fā)區(qū)域[1]。隨著經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展和城市化進(jìn)程的急劇加快，越來越多的人涌入城市，但城市基礎(chǔ)建設(shè)用地有限，需要大量新建、擴(kuò)建[2]。很多建設(shè)項目為了經(jīng)濟(jì)利益，對城市土地進(jìn)行不合理開發(fā)、盲目擴(kuò)張，導(dǎo)致城市及其周邊生態(tài)環(huán)境受到嚴(yán)重破壞[3]。國家高度重視生態(tài)環(huán)境保護(hù)，頒發(fā)了許多相關(guān)生態(tài)建設(shè)政策，同時人們的生態(tài)環(huán)境理念也逐漸加強(qiáng)，開始提高自己生活和工作環(huán)境質(zhì)量，從兩方面推動了城市的生態(tài)建設(shè)[4]。

傳統(tǒng)的土地適宜性僅從土地的自然屬性、城市的經(jīng)濟(jì)發(fā)展等基礎(chǔ)狀況進(jìn)行分級評價，帶有很大的主觀色彩。將GIS 技術(shù)引入土地生態(tài)適宜性評價，可有效規(guī)避傳統(tǒng)方法的不足。在GIS 技術(shù)支撐下的客觀、定量評價進(jìn)一步推動了建設(shè)用地生態(tài)適宜性評價的發(fā)展[5]。國外對土地評價的研究開始較早，17 世紀(jì)以前就有為獲得土地稅收而開展的土地評價研究[6]。1933 年《雅典憲章》最早提出了用地適宜性的概念[7]。20 世紀(jì)中期，環(huán)境與資源問題越來越受學(xué)者們重視，以合理分布土地資源為目的的土地評價理論逐漸發(fā)展起來[8]。GIS技術(shù)的應(yīng)用和城市生態(tài)研究的深入推動了土地生態(tài)適宜性評價技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展[9]。相對于國外土地生態(tài)適宜性的研究進(jìn)展，我國的研究開始較晚，但發(fā)展非常迅速，且對土地生態(tài)適宜性研究的不足與局限性提出了合理可行的改進(jìn)意見，為城市規(guī)劃者提供了決策依據(jù)，如王憲恩[10]等采用ANP-GIS耦合模型評價了長春市建設(shè)用地的生態(tài)適宜性，從社會、自然和經(jīng)濟(jì)3 個方面進(jìn)行綜合評價，將網(wǎng)絡(luò)分析法與GIS 技術(shù)相結(jié)合，定量分析了建設(shè)用地生態(tài)適宜性；針對單純權(quán)重疊加法的不足，宗躍光[11]等以大連城市化區(qū)為例提出了加權(quán)的“潛力—限制評價法”，進(jìn)一步完善了土地生態(tài)適宜性評價方法。然而，目前土地生態(tài)適宜性評價還面臨4 個問題：定性評價多于定量評價、農(nóng)用土地適宜評價多于城市用地評價、評價過程缺乏城市規(guī)劃數(shù)據(jù)的支持、從生態(tài)角度進(jìn)行適宜性評價的研究較少。

我國城市化進(jìn)程不斷加快，建設(shè)用地需求與有限土地資源之間的矛盾不斷加劇，不僅帶來了土地資源急劇縮減的危險，而且嚴(yán)重破壞了生態(tài)環(huán)境[12]。由于城市處于一定的生態(tài)環(huán)境中，其產(chǎn)生和發(fā)展都要受生態(tài)系統(tǒng)和環(huán)境容量的支撐和約束[13]。城市建設(shè)用地的生態(tài)適宜性評價可有效解決城市擴(kuò)張與土地資源有限之間的矛盾[14]。本文利用層次分析法（AHP）與GIS技術(shù)相結(jié)合的方法進(jìn)行城市建設(shè)用地生態(tài)適宜性評價，從生態(tài)環(huán)境保護(hù)的角度對城市建設(shè)用地的規(guī)劃布局進(jìn)行合理性評價，得到研究區(qū)建設(shè)用地生態(tài)適宜性的不同等級分布，對于怒江州自然資源與規(guī)劃局進(jìn)行土地資源管理、優(yōu)化與配置具有重要的參考價值，可保證城市用地開發(fā)的合理性和可持續(xù)性，提高人居環(huán)境質(zhì)量，優(yōu)化城市生態(tài)環(huán)境。

1 研究區(qū)概況

本文以怒江州為典型研究區(qū)開展研究。怒江州位于云南省西北部橫斷山脈縱向嶺谷區(qū)，地理范圍為25°33′～28°23′E、98°09′～99°39′N，轄瀘水、福貢、貢山和蘭坪4 縣，總面積為14 703 km2；地處獨(dú)特的高原山地環(huán)境，為世界典型的高山峽谷深切割地帶，擔(dān)當(dāng)力卡山、獨(dú)龍江、高黎貢山、怒江、碧羅雪山、瀾滄江、云嶺依次縱列，三江從北向南傾斜穿過全境，形成典型的高山峽谷地貌。由于板塊碰撞與俯沖作用，怒江州形成了一系列縱深大斷裂帶，區(qū)內(nèi)構(gòu)造發(fā)育，受侵蝕與重力作用影響，巖體破碎、松散物堆積，加之陡坡墾殖現(xiàn)象明顯，導(dǎo)致水土流失嚴(yán)重、地質(zhì)災(zāi)害頻發(fā)、人地矛盾突出。

2 評價方法

2.1 指標(biāo)體系的確定

按照各指標(biāo)對研究區(qū)建設(shè)用地的影響程度，本文將其劃分為多個生態(tài)適宜性等級，為使分級更加合理，將單因子生態(tài)適宜性分為最適宜、適宜、較適宜、一般適宜、不適宜5 級（9、7、5、3、1），分值越高表示建設(shè)用地生態(tài)適宜性越高（表1）。

表1 單因子生態(tài)適宜性等級劃分標(biāo)準(zhǔn)

2.2 指標(biāo)權(quán)重的確定

本文將建設(shè)用地生態(tài)適宜性評價作為目標(biāo)層，將自然環(huán)境因素、社會經(jīng)濟(jì)因素作為準(zhǔn)則層，將下一級因素作為指標(biāo)層，建立建設(shè)用地生態(tài)適宜性評價層次結(jié)構(gòu)模型，權(quán)重確定過程見表2～5。

表2 目標(biāo)矩陣

表3 自然環(huán)境因素矩陣

表4 社會經(jīng)濟(jì)因素矩陣

表5 怒江州建設(shè)用地生態(tài)適宜性評價各因子權(quán)重

2.3 單因子評價分析

根據(jù)各指標(biāo)的量化分級，本文利用ArcGIS10.3 的空間分析功能，得到研究區(qū)各二級指標(biāo)影響下的建設(shè)用地生態(tài)適宜性專題圖（圖1），并對每個單因子進(jìn)行分析。由圖1a 可知，怒江州北部多為高山，海拔過高，不適宜建設(shè)用地，包括貢山縣、福貢縣北部、瀘水市北部和蘭坪西部；但海拔普遍高的地區(qū)也呈現(xiàn)了部分較適宜建設(shè)用地的區(qū)域，主要是由于該區(qū)域處于山溝，沿河流地勢偏低。由圖1b可知，怒江州西北部地區(qū)的坡度總體大于20°，不適宜建設(shè)用地；瀘水南部、蘭坪南部的坡度基本小于5°，建設(shè)用地的開發(fā)難度小、安全系數(shù)高，最適宜建設(shè)用地。由圖1c、1d可知，怒江州水系網(wǎng)發(fā)達(dá)，流經(jīng)每個區(qū)縣，建設(shè)用地生態(tài)適宜性是對河流作緩沖區(qū)處理，再分級得到的結(jié)果，因此在河流、湖庫一定范圍內(nèi)，建設(shè)用地適應(yīng)性較高。由圖1e 可知，怒江州北部貢山縣、福貢縣北部、瀘水市北部不適宜建設(shè)用地，這是由于該區(qū)域有生態(tài)保護(hù)區(qū)、景區(qū)，歸一化植被指數(shù)高，原始生態(tài)環(huán)境好；最適宜區(qū)域位于怒江州主城瀘水市、蘭坪縣，這些地區(qū)是怒江州的中心區(qū)域。由圖1f可知，怒江州南部地區(qū)交通網(wǎng)發(fā)達(dá)，蘭坪縣、瀘水市的交通網(wǎng)非常密集，但北部地區(qū)交通欠發(fā)達(dá)，貢山縣、福貢縣只有幾條主干路，交通越發(fā)達(dá)的地方，越適宜建設(shè)用地。由圖1g 可知，怒江州主城區(qū)的建成區(qū)面積越大，其吸引力就越大，越適宜建設(shè)用地；怒江州各區(qū)縣都有建成區(qū)，根據(jù)其緩沖區(qū)距離可得到建設(shè)用地的適應(yīng)性評價等級，越靠近建成區(qū)越適宜建設(shè)用地。由圖1h、1i 可知，怒江州的瀘水市、蘭坪縣人口數(shù)量大，根據(jù)空間分析的反距離權(quán)重插值，人口數(shù)量越大的區(qū)域越適宜建設(shè)用地；瀘水市、蘭坪縣的建設(shè)生態(tài)適宜性最高。

圖1 單因子生態(tài)適宜性專題圖

2.4 評價模型的構(gòu)建

本文采用基于GIS 的多因子綜合評價模型，表達(dá)式為：

式中，Si為第i個評價單元的綜合得分；Ai為該評價單元第i個評價指標(biāo)的分級量化值；Wi為第i個評價指標(biāo)的權(quán)重；n為評價指標(biāo)個數(shù)。

3 評價結(jié)果

3.1 加權(quán)疊加出圖

在進(jìn)行加權(quán)疊加綜合出圖前，需對數(shù)據(jù)格式進(jìn)行統(tǒng)一，將矢量數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為柵格數(shù)據(jù)；根據(jù)多因子綜合評價模型，利用柵格計算器計算權(quán)重，采用自然分級法將生態(tài)適宜性分為5 個等級，得到綜合適宜性圖（圖2）。各等級面積占比見表6。

圖2 建設(shè)用地生態(tài)適宜性圖

表6 怒江州建設(shè)用地各等級生態(tài)適宜性統(tǒng)計

3.2 結(jié)果分析

通過比較怒江州建設(shè)用地生態(tài)適宜性等級圖和2018 年怒江州土地利用類型圖（圖3）發(fā)現(xiàn)，圖3 中建設(shè)用地處于建設(shè)用地最適宜和適宜地區(qū)，集中于交通發(fā)達(dá)、水系網(wǎng)密集、人口經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的城市中心及其周邊郊區(qū)；而林地則處于不適宜建設(shè)用地區(qū)域。因此，本文的建設(shè)用地生態(tài)適宜性評價結(jié)果可為怒江州現(xiàn)階段建設(shè)用地規(guī)劃提供參考。由圖2 和表6 可知，怒江州建設(shè)用地生態(tài)適宜性評價的最適宜區(qū)域約占總面積的3.34%，主要為怒江州經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)、人口密度大的中心區(qū)域；適宜區(qū)域約占總面積的17.745%，主要分布在城市建成區(qū)周圍和鄉(xiāng)鎮(zhèn)建成區(qū)；較適宜區(qū)域約占總面積的25.035%，主要為各區(qū)縣的郊區(qū)以及主要河流、交通的緩沖區(qū)范圍；一般適宜區(qū)域約占總面積的21.835%，主要為怒江州遠(yuǎn)郊區(qū)，交通、水系不發(fā)達(dá)，植被覆蓋較密集；不適宜區(qū)域約占總面積的32.045%，主要為貢山縣、福貢縣，植被覆蓋特別密集，有很多原始森林、自然保護(hù)區(qū)，且具有海拔高、坡度陡、交通極不發(fā)達(dá)等特點(diǎn)。

圖3 怒江州土地利用類型

4 結(jié)語

1）本文在綜合國內(nèi)外土地利用適宜性分析方法的基礎(chǔ)上，提出并建立了AHP與GIS技術(shù)相結(jié)合的評價指標(biāo)體系，并以怒江州為研究區(qū)，通過ArcGIS軟件得到怒江州建設(shè)用地生態(tài)適宜性評價圖。

2）怒江州建設(shè)用地最適宜區(qū)和適宜區(qū)占總面積的21.085%，總體生態(tài)適宜性良好；一般適宜區(qū)域主要為地下水位埋深較淺和地質(zhì)災(zāi)害中易發(fā)區(qū)域；不適宜區(qū)域主要為高山地區(qū)，植被覆蓋率高、坡度較大、工程建設(shè)開發(fā)難度較大。

3）從行政區(qū)劃來看，怒江州瀘水市東部區(qū)域開發(fā)程度較高、人口密集、空間利用有限，限制了城市的進(jìn)一步發(fā)展；蘭坪南部區(qū)域地質(zhì)環(huán)境條件更優(yōu)越，適宜區(qū)面積更廣闊，有助于城區(qū)的進(jìn)一步擴(kuò)大升級。因此，建議怒江州適度向南發(fā)展，做好規(guī)劃，在合理利用開發(fā)建設(shè)的同時做好生態(tài)環(huán)境和永久基本農(nóng)田的保護(hù)工作。