基于GIS的昆嵛山行政区生态敏感性评价

赵坤李翔李璜颜剑波

摘要：生态敏感性分析对于指导区域规划布局，促进区域生态环境的可持续发展具有重要指导意义。基于ArcGIS空间分析技术，对昆嵛山行政区选取植被覆盖敏感性、地形及坡度敏感性、土壤因子敏感性作为生态敏感性分析评价因子，采用变异系数法确定各因子的权重，通过ArcGIS软件的多因子矢量叠加的方法对昆嵛山行政区生态敏感性进行评价。结果表明：昆嵛山行政区生态敏感性较高，生态敏感区、生态较敏感区和生态不敏感区分别占行政区的13.14%、35.98%和50.88%。在此基础上，对不同的生态敏感性区域提出了相应的旅游功能区划与用地策略，以促进研究区生态旅游产业的进一步发展。

关键词：ArcGIS；昆嵛山；生态敏感性；生态旅游用地

0引言

十九大报告中提出加大生态系统保护力度，优化生态安全屏障体系，构建生态廊道和生物多样性保护网络，提升生态系统质量和稳定性。随着旅游业的快速发展，人类对旅游用地自然资源的干扰程度和范围不断扩大[1]，对于旅游资源丰富且生态环境脆弱的地区，协调好旅游开发与生态环境保护尤为重要。通过生态敏感性评价能够指导生态脆弱区的土地资源合理的开发利用，科学确定生态旅游用地的规模和布局[2]。生态敏感性是指生态系统对人类活动干扰和自然环境变化的反映程度，表征发生区域生态环境问题的难易程度和概率大小[3-4]。目前，国内外学者对区域的生态敏感性评估日益重视，研究方法从单一的生态问题发展到复杂的生态系统的敏感性的综合评价。杜婕等采用ArcGIS计算植被覆盖度、坡度、降雨量等敏感性因子，对陇南市进行生态敏感性[2]；邹洪坤等利用AHP确定因子权重，采用空间叠加分析对西宁市生态敏感度定量分析[5]；屈赛等基于庐山区自然生态和社会经济数据，选取坡度、高程、土地利用类型等8个因子作为评价指标，得出生态敏感性的空间分布图[1]；Eggermont等通过研究湖泊对气候变暖的生态敏感性，发现气候变暖导致了鲁文佐里山脉湖泊生态脆弱性[6]。

本文以昆嵛山行政区为研究对象，采用ARCGIS空间分析技术，对区域进行单因子评级和生态敏感性综合评估，旨在为昆嵛山行政区域规划生态旅游用地提供科学依据。

1研究区概况

昆嵛山行政区位于山东烟台市，胶东半岛东部，其地理坐标为东经121°37′0″～121°51′0″，北纬37°12′20″～37°18′50″。区域属暖温带季风气候和海洋性气候，年平均气温11.9℃，年平均降水量984.4mm。土壤类型属于森林棕壤，以沙质壤为主，成土母质主要为花岗岩。昆嵛山行政区生态环境较为敏感，区内分布有昆嵛山国家级自然保护区、昆嵛山国家森林公园、昆嵛山省级地质公园、昆嵛山省级风景名胜区，其中自然保护区面积15416.5hm2，是以赤松天然林为主要保护对象的森林生态类型自然保护区。

2数据及研究方法

以昆嵛山行政区范围的landsat8OLI2016年7月20日影像数据为基础，利用ArcGIS软件，分析规划区不同波段及其植被覆盖信息，借助不同波段信息组合下生成的NDVI指数分布值；在5米间隔等高线的基础上得出规划范围DEM地形图像；在分析规划区土壤中有机质含量的基础上，得出项目区土壤空间分布图。

3结果与分析

3.1单因子生态敏感性分析

3.1.1植被覆盖敏感性分析

依据昆嵛山自然保护区范围landsat8OLI2015年7月20日影像数据，分析昆嵛山不同波段及其植被覆盖信息，借助不同波段信息组合下生成的NDVI指数分布值，分析出区域植被覆盖的敏感性。利用ArcGIS软件，在TM影像分析的基础上得出昆嵛山范围内的NDVI指数分布图，并在此基础上分析出区域植被覆盖信息。

区域植被覆盖及NDVI因子敏感性分析及评价结果见表1所示，将NDVI值划分为五个等级，分别对应为不敏感（<0.2）、轻度敏感（0.2-0.3）、中度敏感（0.3-0.4）、高度敏感（0.4-0.5）和极敏感（>0.5）五个等级。其中高度敏感和中度敏感面积较大，分别为176.70km2和118.18km2，所占比例分别为47.41%和31.70%；极敏感区域面积为47.24km2，所占比例为12.67%。

表1昆嵛山植被覆盖敏感性评价结果

3.1.2地形及坡度敏感性分析

借助昆嵛山的等高线数据分析规划区的坡度信息，借助坡度信息分析出在开发建设过程中容易由地形因素而引发水土流失的地区。利用ArcGIS软件，在5米间隔等高线的基础上得出范围内的DEM地形图像，并在此基础上分析出坡度信息。

昆嵛山地形及坡度敏感性分析及评价结果见表2所示，将地形坡度分为五级：<8o、8o-15o、15o-25o、25o-35o、>35o，将上述不同坡度分级分别划定为不敏感、轻度敏感、中度敏感、高度敏感和极敏感。昆嵛山位于胶东低山丘陵区，地形较为平缓，大部分区域为坡度<8o的平缓地区，占比51.72%，轻度敏感中度敏感占比相似，极敏感区域（>35o）很少，比例仅为0.28%，面积为1.11km2，主要分布在昆嵛山部分山脊处。

表2昆嵛山地形及坡度敏感性评价结果

3.1.3土壤因子敏感性分析

在分析区域土壤中有机质含量的基础上，借助ArcGIS软件平台SpacialAnalysis空间插值分析功能，得出昆嵛山土壤空间分布情况。将区域内土壤类型划分为不敏感、轻度敏感和中度敏感三种类型。其中麻砂质中性粗骨土划分为中度敏感，主要分布在丘陵山区，所占比例最大，面积为230.59km2。

表3昆嵛山各土壤样点有机质含量表

3.2综合生态敏感性分析

通过以上分别从植被覆盖NDVI指数、地形及坡度、土壤类型等方面的生态敏感单因子分析后，应用层次分析法结合统计学方法，借助ArcGIS平台在以上单因子叠加基础上对昆嵛山生态敏感性进行综合评价。在层次分析过程中，对以上3个敏感因子影响权重分别赋值为0.7、0.2和0.1。将区域各敏感因子网格标准化后再进行空间加权叠加分析后得出最终的评价结果，其中网格标准化过程即通过ArcGIS平台工具箱中的createfishnet工具将区域划分为100m×100m的单元网格，并通过tabulatearea来计算每个网格的属性，即每个网格所代表的评价因子的标准化指数值。昆嵛山生态敏感性评价结果见表4。昆嵛山生态敏感区、较敏感区、不敏感区的面积分别为51.72、141.58、200.22km2，所占比例分别为13.14%、35.98%、50.88%。生态不敏感区主要分布在昆嵛山国家级自然保护区的实验区和外围保护带。

表4昆嵛山生态敏感性评价结果

3.3生态旅游用地策略

结合昆嵛山行政区内重要生态敏感目标和综合生态敏感性分析结果，昆嵛山生态环境敏感程度较高，特别是昆嵛山自然保护区的核心区和缓冲区，森林生态系统比较完整，生物资源丰富多样，赤松天然林和地带性落叶阔叶林、保护动植物及其栖息环境得到了有效保护。实验区和外围保护带由于居民较多，其生产生活对生态系统产生了一定的干扰。因此将昆嵛山自然保护区的核心区和缓冲区确定为生态空间，实行严格保护，生态空间内禁止规划建设项目，昆嵛山自然保护区的实验区和外围保护带的生态敏感性相对较低，可在《中华人民共和国自然保护区条例》、保护区总体规划要求范围内、以及生态敏感性评估结果中的生态不敏感区域适度开发生态旅游用地。

4结语

本文以昆嵛山行政区为研究对象，通过ArcGIS软件的多因子矢量叠加的方法对昆嵛山行政区生态敏感性进行评价。在此基础上，对不同的生态敏感性区域提出了相应的旅游功能区划与用地策略。

（1）昆嵛山行政区生态敏感区、较敏感区、不敏感区的面积分别为51.72、141.58、200.22km2，所占比例分别为13.14%、35.98%、50.88%。

（2）将昆嵛山自然保护区的核心区和缓冲区确定为生态空间，实行严格保护，生态空间内禁止规划建设项目，昆嵛山自然保护区的实验区和外围保护带的生态敏感性相对较低，可在《中华人民共和国自然保护区条例》、保护区总体规划要求范围内、以及生态敏感性评估结果中的生态不敏感区域适度开发生态旅游用地。

参考文献

[1]屈赛，林爱文，黎斌，等.基于生态敏感性的庐山区生态旅游用地策略[J].生态科学，2018，37（1）：164-170.

[2]杜婕，韩佩杰.基于ArcGIS区统计的陇南市生态敏感性评价[J].测绘与空间地理信息，2018，41（7）：99-102.

[3]刘智慧，周忠发，郭宾.贵州省重点生态功能区生态敏感性评价[J].生态科学，2014，（06）：1135–1141.

[4]欧阳志云，王效科，苗鸿.中国生态环境敏感性及其区域差异规律研究[J].生态学报，2000，20（2）：9–11.

[5]邹洪坤，胡勇，李艳红，等.基于GIS的西宁市生态敏感性分析[J].测绘与空间地理信息，2018，41（4）：21-24.

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[7]YANLei，XUXuegong，XIEZhenglei，etal.IntegratedAssessmentonEcologicalSensitivityforBeijing[J].ActaEcologicalSinica，2009，29（6）：3117–3125.

[8]李益敏，管成文，朱军.基于GIS的星云湖流域生态敏感性分析[J].水土保持研究，2017，24（5）：266-271.

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[11]石垚，张微，任景明，等.生态敏感区旅游开发适宜性评价及生态制图方法[J].生态学报，2015，35（23）：7887–7898.