基于GIS的黔西市生态敏感性评价与分析

摘要 ［目的］进行生态敏感性评价分析，为城乡建设中划定生态红线、制定区域生态环境保护条例提供依据。［方法］以黔西市为研究区域，采用AHP层次分析法与GIS空间分析技术相结合的方法，选取了高程、坡度、水环境、土地利用类型和植被覆盖度5个敏感性评价因子，对黔西市生态敏感性进行评价分析。［结果］黔西市综合生态敏感性较高，空间地域上的差异明显，大多集中分布在植被覆盖率高、自然资源丰富的山林地带；将研究区分为不敏感、轻度敏感、中度敏感、高度敏感、极度敏感5个等级，各区域面积占比分别为5.5%、14.2%、4.5%、55.5%、10.3%。研究显示，黔西市生态敏感性呈高度敏感，且受植被覆盖度的影响较大。［结论］研究结果可为在新时代西部大开发中制定区域生态安全防护措施提供科学合理的依据和参考。

关键词 ArcGIS；生态敏感性；空间分析；黔西市

中图分类号 X821 文献标识码 A 文章编号 0517-6611（2023）19-0064-05

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2023.19.013

GIS-based Ecological Sensitivity Evaluation and Analysis of Qianxi City

ZHAO Xun1， XU Yan-fang1，2，  WANG Hao-tian1 et al

（1.School of Art， Shandong Jianzhu University， Jinan， Shandong 250101;2.Landscape Architecture Research Center， Jinan， Shandong 250101）

Abstract ［Objective］ Conducting ecological sensitivity evaluation analysis is the basis for delineating ecological red lines in urban and rural construction and formulating regional ecological environmental protection regulations. ［Method］ Taking Qianxi City as the study area， the AHP hierarchical analysis method combined with GIS spatial analysis technology was used to select five sensitivity evaluation factors， namely elevation， slope， water environment， land use type and vegetation cover， to evaluate and analyze the ecological sensitivity of Qianxi City. ［Result］ The comprehensive ecological sensitivity of Qianxi City is high， with obvious spatial-geographical differences， mostly concentrated in the mountainous and forested areas with high vegetation cover and rich natural resources; the study area was divided into five levels： insensitive， low sensitive， moderate sensitive， high sensitive and extremely sensitive， and the area share of each area was 5.5%， 14.2%， 4.5%， 55.5% and 10.3%， respectively. The study showed that the ecological sensitivity of Qianxi City was high sensitive and was influenced by the vegetation cover. ［Conclusion］ The study results provides a scientific and reasonable basis and reference for developing regional ecological security protection measures in the new era of western development.

Key words ArcGIS;Ecological sensitivity;Spatial analysis;Qianxi City

2022年1月国务院发布二号文件，对支持贵州在新时代西部大开发上闯新路给出了一系列的指导意见，作出要持之以恒推进生态文明建设、改善提升自然生态系统质量，科学推进岩溶地区石漠化和水土流失综合治理等系列指示［1］。黔西市作为黔中经济圈内集农商旅为一体的区域，近年来在乡村振兴战略的支持下，大力发展旅游业、现代农业，并结合“三水一火”工程项目，让经济建设得以飞速发展。但在发展的过程中，人类活动及工厂运作不乏对当地生态环境造成了一定的破坏和影响。根据国务院二号文件精神，城乡建设和生态文明建设是并驾齐驱的，要协同推进社会经济的发展与自然生态环境质量的提升。因此，对黔西市的生态敏感性进行评价分析是至关重要的。

生态敏感性是指生态系统在受到自然环境变化和人为干扰等诸多影响时的敏感程度，即生态系统在自然状态下出现生态环境问题的难易程度和概率大小。通常来说，生态敏感性越高，在受到外部破坏时生态环境质量更容易降低［2-4］。生态环境敏感系统是一个复杂的多层次、多因子系统，进行生态敏感性评价能为分析和预测区域生态环境破坏和生态系统失衡等问题提供科学的依据，在生态功能区划分、评价生态系统的脆弱性等方面，也是一项至关重要的评价指标；对生态敏感性的评价不仅是生态系统建设调控和生态环境影响分析必不可少的环节，还是生态文明建设、国土空间规划的重要参考［4-7］。国内外专家使用GIS软件的强大数据处理和空间分析功能，充分考虑每个评估因素的影响，进行了众多关于生态敏感性评价与分析的研究，并且大部分现有的研究已经实现了准确的评估结果［3，5-6］。因此，该研究借鉴相关研究方法，采用AHP层次分析，并结合GIS技术来评估黔西市的生态敏感性。

1 研究区概况

黔西市位于贵州省中部偏西北、乌蒙高原东部、乌江中游、鸭池河北岸，地理坐标为26°45′～27°21′N、 105°47′～106°26′E，是由毕节市代为管理的县级市，享有“中国杜鹃花都”的美誉。该区域地势呈现为西北高，东南低，四面环山，中部为丘陵洼地，比较开阔平坦。境内海拔最高为1 679.3 m，最低为760.0 m，平均海拔1 250.0 m。由于地处喀斯特地貌区，生态环境脆弱，土壤侵蚀严重，岩石裸露率高，且地形起伏较大，植物根系的固土能力较弱，故此经常发生山体滑坡、泥石流等自然灾害，加剧地方水土流失［8］。

2 数据来源及研究方法

2.1 数据来源及处理

该研究所采用的遥感卫星影像图和DEM数字高程模型数据均来自地理空间数据云（http：//www.gscloud.cn），通过ArcGIS 10.8软件计算并提取得到高程、坡度、水环境等数据。植物覆盖率数据来源于Landsat 8 OLI_TIRS 2019年04月（云量≤5%）的遥感影像，采用ENVI 5.3软件进行数据预处理之后，通过计算NDVI植被指数来估算植物覆盖度，最后导入GIS软件中进行重分类，得到研究区域的植被覆盖类型分级图。土地利用类型数据从全球地表覆盖平台获得（http：//globeland30.org），并采用ArcGIS 10.8软件进行裁剪分类，得到研究区域的土地利用类型图。

2.2 评价方法

生态环境问题一般来说是在多种影响因子综合下作用的结果。该研究将GIS空间分析技术、层次分析法相结合，选取能反映黔西市生态敏感情况的评价因子，通过对单因子划分评价等级体系，进而对各单因子进行生态敏感性评价；然后通过层次分析法对各单因子进行权重判断以及加权计算，最后根据叠加出的综合生态敏感度图分析研究区的生态环境问题［9-13］。

2.3 评价因子的选取

为了构建合理的评价指标体系，选择具有科学性、代表性和全面性的评价因子，建立统一、标准、科学的评价标准［3，14］。生态敏感区是各种生态相关因子综合作用的结果，因此选择合适的评价因子对最终生态敏感性评价结果的合理性有很大影响［8-9，15］。根据已有的相关研究成果，参照其生态敏感性分类标准，结合研究区生态环境和土地利用现状，选取高程、坡度、水环境、土地利用类型和植被覆盖度5个影响因子作为评价指标，对黔西市的生态敏感性进行评价和分析。地形地貌是影响区域生态敏感性的重要因子，越高越陡的地带，发生自然灾害的可能性越大，生态敏感度也越高，故该研究选取了影响较为显著的高程和坡度因子；影响生态环境的因子则选取水域缓冲区、土地利用类型和植被覆盖度等自然因子［2-3，9，16-17］。

2.4 评价因子敏感等级划分

构建评价因子等级指标体系是进行生态敏感性评价最关键的步骤。鉴于生态系统的多样性与综合性，同时为了降低各评价因子之间的关联性，参照《生态功能区划技术暂行规程》的分级标准，根据各因子对生态敏感性的影响程度及研究区生态环境状况，将其划分为5个等级，即：不敏感、轻度敏感、中度敏感、高度敏感、极敏感，然后分别赋值为1、3、5、7、9代表区域的敏感性程度，各单因子分级与赋值情况如表1所示。

2.5 评价因子权重确定

层次分析法是一种结合定量分析和定性分析的决策分析方法，通过各评价因子进行两两比较构造判断矩阵，最终确定各因子的权重，从而得到可行的综合评价值。综合相关文献，该研究通过Yaahp 10.0层次分析软件对各评价因子构建判断矩阵并进行赋值［15-16，18］，然后根据一致性结果（0.083 2＜0.1）判定该判断矩阵符合要求，最终获得各单因子的权重值（表2）。

3 结果与分析

3.1 单因子生态敏感性评价与分析

3.1.1 高程生态敏感性分析。一般来说，海拔越高，生态系统多样性就越低，生态敏感性越高［18］。黔西市地势西北高、东南低，最高海拔为1 679.3 m，最低处为760.0 m。由图1可知，高度敏感区占比最大，主要分布在中西部地区，共占研究区域总面积的67.2%；不敏感区和轻度敏感区集中分布在河流域一带，分别占研究区域总面积的0.3%和3.1%；而极敏感区则主要集中分布在西北区域，同时也散布在山脉起伏较大的西南、东北区域，共占研究区域总面积的7.1%。

3.1.2 坡度生态敏感性分析。在不同坡度下的影响下，其生态敏感性程度也是不一样的。通常来说，坡度越大，生态系统就会越不稳定，从而生态敏感性也就越高［18-19］。由图2可知，研究区基于坡度的生态敏感性以轻度敏感为主，占比为44.5%，集中分布在研究区的中西部区域。其次为分布比较广泛且错综复杂的中度敏感区，占比为30.0%；不敏感区和高度敏感区面积相对较少，比重分别为10.0%和11.9%，主要集中分布于研究区的西部和北部区域。而极敏感区的占比最少，仅有3.6%，主要集中分布在研究区的乌江和鸭池河的河岸两侧，随着河两岸山体坡度的增加，土壤的稳定程度会逐渐减弱，导致山上的水土保育能力降低，再加上雨水的冲刷，就加速了侵蚀性径流的形成，对土壤的侵蚀就会愈发增强，所以使得生态敏感性程度逐渐增加。