基于GIS的山地型风景名胜区用地划分及发展对策研究

基于GIS的山地型风景名胜区用地划分及发展对策研究 ——以泸州市合江县玉兰山景区为例 The Research of Land Use Classification and Development Strategies in Mountain Areas Based on GISLuzhou City Hejiang Country Yulan Mountain Scenery for Example 高慧 曾玲 GAO HuiZENG Ling 摘要:为实现可持续发展,土地利用应协调好开发利用与保护的关系。山地型景区由于生态敏感因子众多,土地利用更应从生态角度出发加以合理规划,以促进经济社会与资源环境协调发展。本文以玉兰山风景名胜区为例,在GIS的支持下,基于景观格局的分析方法对研究区域的土地利用进行适宜性评价,根据评价结果划分土地生态安全格局并提出相应的发展对策,旨在探讨山地型景区可持续发展的土地利用模式,为因地制宜地利用山地土地资源提供一种定量的分析方法。 关键词:山地景区;土地利用;生态安全;GIS AbstractTo achieve the sustainable development, land use should be to coordinate the relationship between development and protection. Because there are many ecologically sensitive factors, land use of mountain areas should be more reasonable from the perspective of ecological planning to promote economic、social and environmental development. The multiple factor method was used to evaluate the ecological suitability of land use in mountain area with the support of GIS. The land use types were classified according to the evaluation results, which were quantitatively analyzed in terms of spatial distribution. The status of land use is understood trough the evaluation and scientific basis for land use plan is provided for mountain areas. Key wordsMountain area,Land use,ecological security,GIS

1 土地利用研究

1.1 土地利用研究趋势

国外的土地利用研究在19世纪前期就已开始,早期主要是针对土地利用调查而展开。土地利用研究发展至今,已形成新的发展趋势。现今的土地利用研究注重从生态观点出发,以协调人类与环境的关系。在经济发达国家,土地利用的研究重点已从提高土地生产率转向改善环境,把土地利用规划和整体的环境规划联系起来[1] 伴随着可持续发展理念越来越广泛地为人们所接受,可持续的土地资源管理亦被世界各国日益提升到国家的战略高度。 在我国,尤其是近年来,人地矛盾日益突出,盲目开发和不合理用地导致的生态问题频频发生。在此背景下,土地利用适宜性评价迅速发展,其应用领域逐步拓展,应用技术及研究成果引人注目,在指导合理利用土地资源方面起到了十分积极的作用[2] 所谓土地利用适宜性评价,是把生态规划的思想和方法运用于评价中,通过生态要素对给定土地利用方式的适宜性程度进行评价。 国家“十一五”规划提出的将国土空间划分为优化开发、重点开发、限制开发和禁止开发四类主体功能区,分区实施不同的区域政策等一系列针对土地利用与生态环境保护战略措施的出台,为土地利用适宜性评价的使用和推广提供了广阔的发展空间。

1.2 旅游用地评价

国内旅游用地评价研究始于20世纪80年代。郭来喜率先开展了对旅游用地资源的定性评价。此后,有不少学者就旅游用地资源评价进行了定性和定量的探讨,提出了一些有理论研究价值和实际应用意义的评价理论和评价方法,如保继刚的层次分析评价法、楚义芳的指数评价法等[3]。进入20世纪90年代,国内学者开始了旅游用地的潜力评价和适宜性评价研究。近十年来随着地理信息系统(GIS)的引入,大大推动了适宜性评价技术的应用和发展,使其成为旅游用地评价领域中极为重要的分析手段。叶映等人应用GIS技术评价了铜鼓岭旅游规划区用地的生态适宜性,从生态保护的角度为旅游区提供了用地布局方面的建议[4],张振国等人通过GIS和遥感技术对地处我国生态脆弱区的鄂尔多斯市东胜区的用地生态适宜性进行评价,实现了生态环境对旅游开发用地空间分布影响的定量化评价[5]。利用GIS技术手段进行用地适宜性评价,改变了以往花费大量人力和物力为代价获取环境背景数据的传统做法,具有数据信息丰富、表达直观、分析快速准确等优点[6] 目前利用GIS技术进行旅游用地适宜性评价较少涉及山地型景区。由于其生态限制条件众多,土地开发利用更应有科学的规划和指导。本文选择玉兰山风景名胜区为例,利用GIS技术评判其用地的生态适宜性并据此进行用地划分,旨在为山地型景区的土地利用提供一种更加合理的定量分析手段和依据。

2 区域概况及土地利用现状

2.1 区域概况

玉兰山风景名胜区位于四川盆地南部边缘,是云贵高原大娄山褶皱北缘向北延伸的尾部,距离重庆市197公里,泸州市107公里。景区有森林面积4.5万亩,其中竹林1万亩,是地球上同纬度低海拔罕见的树种保存完好、物种十分丰富的常绿阔叶林带,是难得的天然动植物基因库。本次研究范围位于玉兰山风景名胜区预备开发的核心区域内。区内地形复杂,植被覆盖率高,生物资源十分丰富,土地开发利用尤应慎重。

2.2 土地利用现状

本次研究范围内已建成有宾馆及少量接待设施,除少量分布的园地、草地及耕地外,其余皆为林地,植被以竹林为主。土地利用现状详见表1、图1:

  1            土地利用现状
序号 用地 名称 用地 代码 用地面积(ha 比例(%
1 居住用地 R 0.54 0.1
2 公共设施用地 C 2.52 0.4
3 道路广场用地 S 3.60 0.6
4 水域 E1 1.60 0.3
5 耕地 E2 13.87 2.4
6 园地 E3 22.90 3.9
7 林地 E4 517.08 87.9
8 草地 E5 25.89 4.4
9 合计   588.00 100
 

3 用地划分及发展对策

3.1技术路线

1. 评价因子的选择 根据国内外相关研究成果、研究区域的实际情况以及资料的可获取程度等,选取合适的因子,建立土地利用适宜性评价因子体系。 2. 评价因子权重分析 ①确定各因子的划分等级; ②绘制各因子分级图; ③AHP法确定各因子权重。 3. 生态适宜性分析 利用GIS技术,将所有单因子图层叠加在一起,利用生态适宜性评价公式计算适宜性综合分值。评价公式为: Sij = ∑W(k)·Cij(k) 其中:Sij为适宜性综合得分;k=1,2,3……N表示第k个因子;W(k)表示第k个因子的权重;Cij(k)表示第k个因子的得分。为便于表达,对计算的评价结果进行适宜性等级划分,表达为不同用地的生态安全等级(底线安全格局、满意安全格局、理想安全格局)。

针对生态安全格局的分布,结合土地利用的生态——社会——经济环境影响分析最终确定用地格局并制定相应的发展对策。

3.2土地适宜性评价

3.2.1评价指标的选取

根据研究重点与客观条件,采取综合性与主导性结合的原则,从调研收集到的众多资料中筛选出与区域土地利用关系密切、影响较大以及可利用性强的关键性因素,尤其是其中的自然因素,包括高程、坡度、坡向、植被价值与类型、景观价值、水文水系,作为土地适宜性评价的关键因子[7] 其中,海拔高低的不同,不仅影响土壤的分布类型,还关系到景观视线和生物种群的分布。 坡度陡缓直接影响土壤侵蚀和土地利用,进而影响土地生态系统稳定性和生态适宜性,是指示土地生态环境稳定性或脆弱性的一个重要的鉴定指标。 地表水系起到调节区域湿度、维持正常水循环、保持土地生态环境的重要作用,是土地适宜性评价的重要指标之一。 植被价值与类型是指在一定地区内不同物种植被类型的分布,是保护区域多样性的生物基因库和改善生态环境的重要因素。 景观价值包括自然景观和人文景观构成的总的环境价值。自然景观主要考虑地貌、水系、植被三方面,人文景观则主要考虑视见频率、视觉质量、独特性及国家、省、市级历史保护文物。

3.2.2分级标准及权重确定

土地利用适宜性评价单因子分级标准如表2所示。根据各单因子在适宜性评价中重要性的不同,指标权重采用层次分析法和专家经验法综合确定[89]。各因子的权重计算过程及结果如表3所示。

2                                     单因子分级标准
编号 因子名称 分级 单因子评价值
1 高程 小于700m 1
700-800m 2
800-900m 3
900-1000m 4
大于1000m 5
2 坡度 0-5° 1
5-15° 2
15-25° 3
25-35° 4
大于35° 5
3 坡向 平地、正南 1
东南、西南 2
正西、正东 3
东北、西被 4
正北 5
4 植被价值与类型 其它 1
农作物、灌草丛 2
果林、灌木丛 3
竹林 4
针阔混交林 5
5 景观价值 无景点区 1
四级景点区 2
三级景点区 3
二级景点区 4
一级景点区 5
6 水文水系 无汇水区 1
一级汇水区 2
二级汇水区 3
三级汇水区 4
四级及以上汇水区 5

3                                单因子计算权重比较矩阵
选项 高程 坡度 坡向 植物价值与类型 景观价值 水文 水系 几何平均值 权重值
高程 1 1/5 1/3 1/9 1/7 1/5 0.2441 0.029
坡度 5 1 3 1/3 1/3 3 1.3077 0.156
坡向 3 1/3 1 1/5 1/7 1/3 0.4604 0.055
植物价值和类型 9 3 5 1 1 3 2.7200 0.324
景观价值 7 3 7 1 1 3 2.7589 0.328
水文水系 5 1/3 3 1/3 1/3 1 0.9067 0.108

检验权重的整合度(C.I.值)是否在允许值0~0.1之间(见表4),如果计算值小于0.1则权重可用,如果大于0.1则要重新比较确定。经计算其整合度(C.I.)=(合计得分的算术平均-项目数)/(项目数-1)=[(6.310+6.455+6.218+6.111+6.195+6.361)/6-6]/(6-1)=0.055,满足小于0.1的标准,所以此权重的判断结果可行。 4                                限制型模式C.I.值计算表
选项 高程 坡度 坡向 植物价值与类型 景观价值 水文水系
高程 0.029 0.145 0.087 0.261 0.203 0.145
坡度 0.031 0.156 0.052 0.468 0.468 0.052
坡向 0.018 0.165 0.055 0.275 0.385 0.165
植物价值和类型 0.036 0.108 0.065 0.324 0.324 0.108
景观价值 0.047 0.109 0.047 0.328 0.328 0.109
水文水系 0.022 0.324 0.036 0.324 0.324 0.108
合计 0.183 1.007 0.342 1.980 2.032 0.687
合计得分 6.310 6.455 6.218 6.111 6.195 6.361

3.2.3适宜性评价结果

利用GIS软件,结合分析模型,经单因子图加权叠加、聚类,得出综合评价值S在1.02~4.23之间,对各栅格的综合分值进行频率曲线统计,以频率突变点为等级划分的主要依据,将研究范围划分为四类用地适宜性区域:不适宜区、基本适宜区、适宜区和很适宜区。土地利用适宜性评价结果详见表5。 5                              土地利用适宜性评价结果
评价值划分区间 适宜性分区 面积(ha) 百分比(%)
3.25≤S<4.23 不适宜区 306 52
2.64≤S<3.25 基本适宜区 161 27.4
2.00≤S<2.64 适宜区 33 5.6
1.02≤S<2.00 很适宜区 88 15.0

3.3生态安全格局划分

根据研究区域的用地条件及不同功能的开发要求,合理选择相应的土地利用方式,能有效实现土地的多元利用和综合开发,并充分发挥山地的特色和生态保护效益[10] 土地的生态安全格局以生态系统的保护为出发点,安全格局因不同保护等级或安全水平,而呈现不同的格局和范围,从而可以得到以生态保护出发的土地建设控制范围[11]。根据计算出的土地生态适宜性分值的高低将研究区域土地利用的综合评价结果表达为不同的用地安全格局等级,详见图2~4。 其中:“底线安全格局”是低水平生态安全格局,是保障生态安全的最基本保障,是发展建设中不可逾越的生态底线,其可建设用地为适宜性评价结果中不适宜区以外的所有用地;“满意安全格局”是中水平安全格局,在积极保护的前提下可以进行合理开发,其可建设用地为适宜性评价结果中的适宜区和很适宜区;“理想安全格局”是最高水平安全格局,是维护区域生态服务的最理想格局,其可建设用地为适宜性评价结果中的很适宜区。 研究区域的土地利用安全格局划分情况详见表6。其中,底线安全格局下的建设用地总面积为282 ha,占总用地的48%;满意安全格局下的建设用地总面积为121 ha,占总用地的20.6%;理想安全格局下的建设用地总面积为88 ha,占总用地的15%。
表6                                 土地利用安全格局划分
安全格局等级 生态用地面积(ha) 建设用地面积(ha) 生态用地比例(%) 建设用地比例(%)
底线安全格局 306 282 52.0 48.0
满意安全格局 467 121 79.4 20.6
理想安全格局 500 88 85.0 15.0

3.4用地划分及发展对策

基于用地安全格局的分析结果,在各种生态限制因素综合影响下的用地适宜性程度得到了充分体现。对不同的用地格局进行生态——社会——经济环境影响分析(表7),根据分析结果将研究区域用地划分为禁建区、限建区和适建区(图5)。 7                               不同用地格局下的环境影响矩阵
环境影响 底线安全格局 满意安全格局 理想安全格局
影响程度 影响方式 影响程度 影响方式 影响程度 影响方式
生态环境 - * + + *** + + + ***
社会环境 + * + + ** + *
经济环境 + + *** + + ** - - ***
注:影响程度分正面影响和负面影响,正面影响表示为:重+ + +,中+ +,弱+;负面影响表示为:重- - -,中- -,弱-;影响方式表示为:长期累积影响严重****,较重***,稍重**,轻微*。 禁建区:禁建区应保证区域最基本的土地生态功能,底线安全格局下的土地开发利用对生态环境已经存在长期轻微的不利影响,因此,禁建区应包括底线安全格局下的所有生态用地,主要分布在区域中部和东北部林木茂盛、森林景观保护较好、地形较为复杂、坡度较大的用地,划分为保护用地。禁建区面积为306 ha,其用地宜作为生态培育、生态建设的首选用地。地区应加强管制力度,禁止进行任何破坏生态的建设行为。 适建区:满意安全格局和理想安全格局下的土地利用方式都较为充分的考虑了区域土地的生态效益,但理想安全格局对土地偏重保护而限制开发的思路,使得土地的社会和经济效益均未得到充分的发挥甚至对当地的经济发展起到负面影响。因此,适建区宜为满意安全格局下的建设用地,其主要分布在区域西部及南部的零星地带。适建区面积为121 ha,用地较为平坦或临近外围道路,现状用地性质多为果园、草地等,可合理进行建设开发,拓展山地发展空间。适建区用地分布较为零散,可由现状道路连接起来,形成组团式空间布局来发展度假疗养、运动休闲、综合服务等项目。在开发的同时,应严格执行各类环境保护标准,维护区内良好的生态环境。 限建区:限建区包括除禁建区和适建区以外的所有用地,主要分布在区域中部、东北部和南部禁建区的周边地带,是禁建区的天然屏障,起到生态缓冲区的作用。限建区面积为161 ha,根据建设要求,可适当进行农林生产、景观营造、旅游开发等。例如对区内大面积的纯林进行林木景观的改造,人工促进其更新培育;在有条件的情况下,可以进行一定规模的旅游开发活动,即在林地上实现“森林旅游”的规划,通过处理好森林资源与旅游之间的关系、旅游产品与活动项目的关系,通过基础设施和旅游服务设施的规划,实现其“旅游活动”。

4 结论

1)研究区域最终用地格局为适建区121 ha,限建区为161 ha,禁建区306 ha,所占比例分别为20.6%、27.4%和52.0%。通过分析区域用地结构,研究土地利用的生态安全和空间布局间的关系,能够更好的保护生态敏感地带,有效保障土地的生态系统服务功能。 2)山地型景区由于地形复杂,用地限制条件众多,集约式的土地利用方式受到了较大的限制。因此需要充分结合地形特征,根据整体用地的空间安排,将功能、性质相近的地区相对集中布置成组团,各组团之间保证有便捷的道路交通联系,形成总体的组团式空间布局。 3)本研究借助景观格局的理论与方法,运用GIS空间分析技术对研究区域的土地利用进行适宜性评价,并结合土地的社会效益和经济效益制定区域的最终用地格局,其结果可为山地型景区优化土地利用布局,因地制宜的利用土地资源提供一种定量的分析手段和依据。   [参考文献] [1]张德平,李德重,刘克顺.规划修编别落了生态用地[J].观察与思考,2006,(12):26-27. [2]史同广,郑国强,王智勇,王林林.中国土地适宜性评价研究进展[J].地理科学进展,2007,26(2):106-115. [3]赵莹雪.旅游用地研究进展[J].旅游论坛,2008,1(1):97-100. [4]叶映,张翠萍,岳平.基于GIS的铜鼓岭旅游用地生态适宜性评价[J].中国科技信息,2008,21:19-21. [5]张振国,贾铁飞.基于DEM和RS的旅游开发生态环境适宜性评价研究[J].干旱区资源与环境,2007,21(6):63-67. [6]麻永建,夏保林.基于GIS和RS的城市建设用地生态适宜性评价——以南阳市西峡县为例[J].河南科学,2009,8(27):1011-1014. [7]陈华丽,汪永华,丁国平,蒋华平.旅游地景观生态规划中的生态敏感性分析:以湖南凤凰南华山国家森林公园为例[J].风景园林,2005,02:66-69. [8]曲衍波,齐伟,商冉,李乐.基于GIS的山区县域土地生态安全评价[J].中国土地科学,2008,22(4):38-44. [9]刘昕,谷雨,邓红兵.江西省生态用地保护重要性评价研究[J].中国环境科学,2010,30(5):716-720. [10]王国恩,肖荣波,彭涛,吴天谋.山地城市土地集约利用与开发策略——以遵义市为例[J].现代城市研究,2010,2:74-79. [11]谢花林.土地利用生态安全格局研究进展[J].生态学报,2008,28(12):6305-6311.   [作者简介] 高慧/1982年生/女/陕西人/重庆浩鉴旅游欧洲博彩威廉希尔有限公司/主要研究方向为生态规划(重庆 400013) 曾玲/1974年生/女/重庆人/重庆威廉希尔博彩公司官网规划建筑景观设计有限公司规划中心主任,重庆浩鉴旅游欧洲博彩威廉希尔有限公司总经理/主要研究方向为旅游区规划及方案设计(重庆 400013)