基于GIS的生態(tài)敏感性評價與產(chǎn)業(yè)路徑選擇研究：以江西省吉安市為例

確立綠水青山就是金山銀山的理念，建立生態(tài)經(jīng)濟體系，是新時代生態(tài)環(huán)境保護與經(jīng)濟發(fā)展的協(xié)調之道。對產(chǎn)業(yè)規(guī)劃而言，與生態(tài)同行，構建綠色產(chǎn)業(yè)體系，是推動地區(qū)高質量發(fā)展的根本要求。鑒于此，文章從實證角度出發(fā)，以江西省吉安市為研究對象，采用生態(tài)敏感性評價方法，選取對應的生態(tài)敏感性評價因子，運用GIS地理空間數(shù)據(jù)可視化技術，對吉安市地質地貌特征進行圖形呈現(xiàn)，以期能夠為地區(qū)產(chǎn)業(yè)規(guī)劃路徑明確指導方向。文章試圖從地理學角度闡述地區(qū)產(chǎn)業(yè)生態(tài)規(guī)劃邏輯，找到鏈接地理空間與產(chǎn)業(yè)發(fā)展的“橋梁”，這一工作可為產(chǎn)業(yè)規(guī)劃者提供有益的思考。

一、GIS的概念

地理信息系統(tǒng)(Geographic Information System，簡稱GIS)是在計算機軟硬件資源的支持下，對地球表面事物或現(xiàn)象的地理屬性數(shù)據(jù)進行采集、管理、分析、展示的計算機系統(tǒng)。它是一種決策支持系統(tǒng)。隨著技術的不斷發(fā)展與研究應用的拓展，目前GIS技術與RS(遙感)、GPS(全球定位系統(tǒng))技術深度結合，廣泛應用于社會發(fā)展各領域。從技術角度出發(fā)，對GIS的全面理解有三個維度：

(1)從空間數(shù)據(jù)存儲的角度看，GIS是一套用以存儲和表達空間數(shù)據(jù)相關的空間數(shù)據(jù)庫，區(qū)別于其他計算機數(shù)據(jù)庫，GIS重點存儲和管理的是具有空間地理意義的數(shù)據(jù)和信息，功能包括數(shù)據(jù)的采集、存儲、分析、運算、展示等(牛強，2012)[1]。

(2)從空間數(shù)據(jù)處理的角度來看，GIS是基于現(xiàn)有基礎數(shù)據(jù)，通過一定的模型構建和數(shù)學運算，挖掘其他知識和信息的分析工具。

(3)從數(shù)據(jù)可視化的角度來看，GIS不僅提供簡單的地圖展示功能，更重要的是可以對要素之間的空間關系、局部與整體的空間關系進行多方位、多維度、多視角展示。同時，GIS還可以基于底層地理信息，以各類地圖形式進行表達要素間關系的視圖(余澤健，2020)[2]。

*參考文獻

[1]牛強.城市規(guī)劃GIS技術應用指南[M].北京:中國建筑工業(yè)出版社,2012.

[2]余澤健.基于GIS的城市交通網(wǎng)絡可達性與分形特征研究[D].長安大學,2020.

二、數(shù)據(jù)來源與說明

本文所涉及的數(shù)據(jù)來源說明如下所示。

圖表1：數(shù)據(jù)來源于說明

三、GIS技術的實踐與應用

(一)研究區(qū)域概況

吉安市地處江西省中西部，東與閩江三角洲毗鄰，南與華南經(jīng)濟圈呼應，北與長江三角洲對接，是舉世聞名的革命搖籃井岡山所在地。吉安地理位置介于北緯25°58′32″至27°57′50″，東經(jīng)113°46′至115°56′之間，全市長約218千米，東西寬約208千米，總面積2.53萬平方公里，占全省總面積15.14%。

吉安市東、南、西三面環(huán)山，境內山體由羅霄山脈和雩山山脈兩大山脈構成。境內河流眾多，以贛江為中軸，有30條大小支流匯入，各河上游植被茂密，山高水陡，水量充盈，水力資源充沛。礦產(chǎn)資源方面，現(xiàn)發(fā)現(xiàn)的有鐵、鎢、煤、金、螢石、石膏、巖鹽、硅石、瓷土、高嶺土、耐火粘土、飾面用石料、水泥用灰?guī)r、鹵水、礦泉水、地熱水等，累計達55種，占全省已發(fā)現(xiàn)礦種數(shù)的33%。轄區(qū)內主要野生植物有3,513種，占全國總數(shù)的11%。

圖表2：吉安市地形圖

圖片來源：作者自繪

(二)地形地貌分析

1、DEM高程

高程可以宏觀反映某一區(qū)域地勢高低、地表形態(tài)等內容。因此，本文對吉安市高程劃分為5個等級：-105 -0 m、0 -300 m、300 -500 m、500 -1,000 m、1,000 -2,128 m。

國家測繪局對我國基礎地理技術規(guī)程做出了相應分類標準，按照高差大小可以將地貌類型分為：平原(高差<80m)，丘陵地(高差80-300m)，山地(高差300 -600m)，高山地(高差>600m)。依據(jù)該分類標準，并結合圖表3呈現(xiàn)的效果圖，可看出：高地勢主要分布在毗鄰吉安市行政界限之處，尤其集中于安?？h、永新縣、井岡山市和遂川縣四地，其他區(qū)域地勢較低;地貌類型以丘陵地和山地為主，山巒起伏低緩，山地與平原的過渡帶較長，屬于典型的山地丘陵盆地地貌。

圖表3：吉安市DEM高程圖

圖片來源：作者自繪

2、坡度

水土保持生態(tài)安全格局是各地守護好綠水青山，處理好發(fā)展與保護的復雜矛盾，實現(xiàn)人民對生產(chǎn)發(fā)展、生活富裕、生態(tài)良好的“綠色期待”。坡度控制著滑坡、崩塌、泥石流等地質災害的發(fā)生，對于坡度較高的地帶，地質災害也相對容易發(fā)生，水土流失現(xiàn)象也會頻繁出現(xiàn)。

依據(jù)國際地理學聯(lián)合會地貌調查與地貌制圖委員會關于地貌詳圖應用的坡地分類來劃分坡度等級，規(guī)定：0°-0.5°為平原，0.5°-2°為微斜坡，2°-5°為緩斜坡，5°-15°為斜坡，15°-35°為陡坡，35°-55°為峭坡，55°-90°為垂直壁。我國規(guī)定大于25°不能耕種。為了更加直觀的了解吉安市地形地貌的坡度，本文將參照以上坡度劃分依據(jù)，將其劃分為8大坡度區(qū)間，分別為：0°-0.5°、0.5°-2°、2°-5°、5°-15°、15°-25°、25°-35°、35°-55°及>55°。

從圖表4可看出：吉安市地形坡度主要集中在25°以下，絕大多數(shù)土地屬于可耕種類型;進一步分析發(fā)現(xiàn)，全市擁有相當比重面積的地形坡度在15°以下，表明全市地形坡度中平原、斜坡是構成當?shù)氐闹饕孛病?/p>

圖表4：吉安市地形坡度圖

圖片來源：作者自繪

3、坡向

就坡向而言，不同的坡向對應的日照時間和熱量的吸收不同，影響著坡體地質條件與經(jīng)濟產(chǎn)出。本文根據(jù)太陽的日照方向，將吉安市地貌劃分為陽坡、陰坡、半陽坡、半陰坡4大類。

從圖表5可看出：全市陰坡主要分布在行政界線周邊，與其DEM高差顯著相關;吉安市區(qū)及外圍區(qū)域以陽坡為主;半陽坡、半陰坡覆蓋整個市域。

圖表5：吉安市地形坡向圖

圖片來源：作者自繪

(三)生態(tài)敏感性評價

生態(tài)敏感性是生態(tài)系統(tǒng)對人類活動干擾和自然環(huán)境變化的敏感程度，即當生態(tài)系統(tǒng)遇到干擾時，生態(tài)環(huán)境問題出現(xiàn)的概率大小。通過生態(tài)敏感性指標值可以判別出研究區(qū)域生態(tài)環(huán)境的脆弱度及環(huán)境的恢復速度，用于衡量地塊的生態(tài)承載力。

在生態(tài)敏感性指標評價基礎上，可將研究地塊劃分為敏感區(qū)域和不敏感區(qū)域兩大類，針對敏感區(qū)域則需要加以控制或保護，涵蓋包括區(qū)域生物、土壤、氣候、水資源、地質、地貌、生態(tài)環(huán)境等屬于生態(tài)范疇的所有內容。

1、基于GIS的生態(tài)敏感性分析技術路線圖

運用GIS技術對區(qū)域生態(tài)敏感性分析具體技術路線圖如下所示：

圖表6：生態(tài)敏感性分析技術路線圖

2、生態(tài)敏感性評價指標構建

自然生態(tài)問題大多是由于自然因素和人為活動綜合作用所引發(fā)的結果，因此在選取生態(tài)評價因子時需同時兼顧自然和人為因素(王凱等，2009)[3]。吉安作為山水城市，自然環(huán)境因素的特殊性主要表現(xiàn)為地形結構復雜，水網(wǎng)、水庫密布，植被覆蓋廣泛。2015年11月，原環(huán)境保護部發(fā)布的《全國生態(tài)功能區(qū)(修編版)》將吉安劃定為“羅霄山脈水源涵養(yǎng)與生物多樣性保護重要區(qū)”，并提出“…保護恢復森林生態(tài)系統(tǒng)，加大水源涵養(yǎng)林保護力度…，…嚴格執(zhí)行封山育林，禁止無序采礦、毀林開荒等行為”。可見，森林、水、礦產(chǎn)、土地等自然資源對地區(qū)生態(tài)環(huán)境的重要性不言而喻。

鑒于此，本文在選取生態(tài)敏感性評價因子時將同時兼顧吉安生態(tài)條件和城市規(guī)劃學派的通常做法，選取植被覆蓋度因子、坡度因子、水環(huán)境因子、燈光指數(shù)因子、土地利用類型因子5大指標，以此構建吉安市生態(tài)敏感性評價體系。各生態(tài)因子的具體含義及敏感性分級如下表所示：

圖表7：生態(tài)敏感性指數(shù)分級標準

*參考文獻

[3]王凱,田國行,崔莉.RS和GIS支持下的銅山風景區(qū)生態(tài)敏感性分析[J].西北林學院學報,2009,24(05):200-203+228.

[4]武鵬達,魯學軍,侯偉,嚴長清.GIS支持下土地生態(tài)環(huán)境敏感性評價——以金壇市為例[J].測繪科學,2016,41(02):81-86.

[5]楊雪,張文忠.基于柵格的區(qū)域人居自然和人文環(huán)境質量綜合評價——以京津冀地區(qū)為例[J].地理學報,2016,71(12):2141-2154.

3、生態(tài)敏感性因子與產(chǎn)業(yè)選擇路徑關系

通過生態(tài)敏感性程度對區(qū)域進行敏感性劃分，根據(jù)不同敏感性級別選擇適合產(chǎn)業(yè)，有助于城市規(guī)劃者布局適宜產(chǎn)業(yè)，是一種有效的產(chǎn)業(yè)選擇手段。

圖表8：各生態(tài)因子對產(chǎn)業(yè)選擇路徑的影響

4、吉安市生態(tài)敏感性評價與產(chǎn)業(yè)發(fā)展路徑選擇

利用GIS軟件將各生態(tài)敏感性因子轉變?yōu)橄裨笮?0m*30m的柵格數(shù)據(jù)圖，再利用吉安市行政區(qū)域矢量圖對柵格進行單元數(shù)據(jù)統(tǒng)計，最終得到各單因子生態(tài)敏感性分析結果。各因子具體結果表征如下。

(1)植被覆蓋度因子

吉安市植被覆蓋高度敏感區(qū)主要分布在西南方向，以湘贛兩省交界處的羅霄山脈為主，涉及井岡山市、遂川縣和永新縣三地，市區(qū)周邊敏感度較低;整個區(qū)域中度和高度敏感區(qū)占比分別為23.25%、50.09%，不敏感和低度敏感區(qū)合計占比不到27%。表明吉安市植被覆蓋率高，生態(tài)環(huán)境較好，具有發(fā)展林下經(jīng)濟的潛力。

圖表9：吉安市植被覆蓋度因子生態(tài)敏感性圖

圖片來源：作者自繪

(2)坡度因子

坡度越大的區(qū)域，水土流失后治理難度越大，因此區(qū)域敏感性越高。坡度因子中度和高度敏感地區(qū)集中于行政邊界四周，占整個吉安市轄域面積約73%，不敏感地區(qū)面積占比不到14%，說明在產(chǎn)業(yè)載體建設時，應傾向于吉安市區(qū)、泰和縣、吉安縣等周邊區(qū)域。

圖表10：吉安市坡度因子生態(tài)敏感性圖

圖片來源：作者自繪

(3)水環(huán)境因子

水環(huán)境中高度敏感區(qū)域同水體走勢息息相關。從圖中可發(fā)現(xiàn)，距離水域1公里以內(中高敏感區(qū)域)的區(qū)域面積占全市約40%，表明吉安市水資源豐富，在布局相關產(chǎn)業(yè)時應當充分考慮所布局產(chǎn)業(yè)對區(qū)域水資源的承載壓力。

圖表11：吉安市水環(huán)境因子生態(tài)敏感性圖

圖片來源：作者自繪

(4)燈光指數(shù)因子

全市人類活動主要聚集在城區(qū)范圍，形成了以吉安市區(qū)為主，各縣城區(qū)為輔的格局。整個區(qū)域的高度敏感地區(qū)(人類活動不頻繁)占比最高，達到95%以上，表明吉安市經(jīng)濟活動具有顯著的聚聚現(xiàn)象，各類要素集中于主城區(qū)，在布局相關產(chǎn)業(yè)(商服業(yè)、工業(yè))時應優(yōu)先傾向于城區(qū)。

圖表12：吉安市燈光指數(shù)因子生態(tài)敏感性圖

圖片來源：作者自繪

(5)土地利用類型因子

轄區(qū)范圍內林地、草地、水體、濕地土地類型(中高度敏感)占比最高，達到73.60%;除去耕地外，建設用地占比不足3%，且主要集中于吉安市區(qū)周邊城區(qū)。吉安在產(chǎn)業(yè)布局上，應當依據(jù)地區(qū)土地類型合理選擇產(chǎn)業(yè)，工業(yè)和服務業(yè)類產(chǎn)業(yè)應優(yōu)先在吉安市周邊城區(qū)進行落位，而依托于生態(tài)環(huán)境發(fā)展的農(nóng)林牧漁及康養(yǎng)旅游產(chǎn)業(yè)可布局在井岡山市、遂川縣縣等區(qū)域。

圖表13：吉安市土地利用類型因子生態(tài)敏感性圖

圖片來源：作者自繪

(四)結論及建議

1、結論

通過對吉安市生態(tài)敏感性評價研究，可發(fā)現(xiàn)：

1)吉安市屬于山地丘陵盆底地貌，大部分地形坡度在25°以下，可耕種面積規(guī)模較大，但在建筑物載體方面，可直接建設的面積不足14%。

2)吉安市植被覆蓋率高、水資源豐富，轄區(qū)超過70%面積的土地植被覆蓋率在50%以上。

3)全市經(jīng)濟活動主要聚集在市區(qū)及各縣城區(qū)域，具有顯著的集群現(xiàn)象。

4)區(qū)域建設用地較少，占全市面積不足3%，且主要分布于吉安市區(qū)及周邊城區(qū)。

5)轄區(qū)內濕地、林地、草地、水體的面積占比超過70%，具有良好的生態(tài)資源稟賦。

2、建議

針對以上結論，從產(chǎn)業(yè)規(guī)劃角度出發(fā)，提出以下建議。

1)吉安市具有良好的生態(tài)本底，生態(tài)用地占比高，適宜發(fā)展農(nóng)林牧漁業(yè)、醫(yī)養(yǎng)康游及林下經(jīng)濟等產(chǎn)業(yè)，在產(chǎn)業(yè)空間布局上，可重點瞄準井岡山市、遂川縣等區(qū)域。

2)在建設用地和地質坡度的約束條件下，工業(yè)項目、商服項目應布局在吉安市區(qū)及各縣城區(qū)，可重點瞄準吉安市區(qū)、泰和縣、吉安縣三地。

展望

目前，GIS技術廣泛應用于自然環(huán)境資源管理、城市與區(qū)域管理、基礎設施管理及商務、規(guī)劃和工程領域，并在環(huán)境影響評價、環(huán)境修復、土地利用規(guī)劃、城市管網(wǎng)布局、市場區(qū)域分析、項目選址等細分板塊應用愈發(fā)深入，取得的成果汗牛充棟。

隨著產(chǎn)業(yè)數(shù)字化、數(shù)字產(chǎn)業(yè)化及數(shù)字化治理趨勢的快速推動，筆者認為：未來，GIS技術將深度鏈接地區(qū)產(chǎn)業(yè)發(fā)展，把產(chǎn)業(yè)規(guī)劃、產(chǎn)業(yè)招商、產(chǎn)業(yè)運營通過空間可視化方式進行變革，從而實現(xiàn)規(guī)劃更生態(tài)、招商更精準、運營更有效的目標愿景。

前瞻產(chǎn)業(yè)研究院專業(yè)提供產(chǎn)業(yè)大數(shù)據(jù)、產(chǎn)業(yè)研究報告、產(chǎn)業(yè)規(guī)劃、園區(qū)規(guī)劃、產(chǎn)業(yè)招商、產(chǎn)業(yè)圖譜、智慧招商系統(tǒng)、IPO募投可研、IPO業(yè)務與技術撰寫、IPO工作底稿咨詢等解決方案。

更多深度行業(yè)分析盡在【前瞻經(jīng)濟學人APP】，還可以與500+經(jīng)濟學家/資深行業(yè)研究員交流互動。