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(jì)體系，是新時代生態(tài)環(huán)境保護(hù)與經(jīng)濟(jì)發(fā)展的協(xié)調(diào)之道。對產(chǎn)業(yè)規(guī)劃而言，與生態(tài)同行，構(gòu)建綠色產(chǎn)業(yè)體系，是推動地區(qū)高質(zhì)量發(fā)展的根本要求。鑒于此，文章從實(shí)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(yīng)的生態(tài)敏感性評價因子，運(yùn)用GIS地理空間數(shù)據(jù)可視化技術(shù)，對吉安市地質(zhì)地貌特征進(jìn)行圖形呈現(xiàn)，以期能夠?yàn)榈貐^(qū)產(chǎn)業(yè)規(guī)劃路徑明確指導(dǎo)方向。文章試圖從地理學(xué)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(jì)算機(jī)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(jìn)行采集、管理、分析、展示的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。它是一種決策支持系統(tǒng)。隨著技術(shù)的不斷發(fā)展與研究應(yīng)用的拓展，目前GIS技術(shù)與RS(遙感)、GPS(全球定位系統(tǒng))技術(shù)深度結(jié)合，廣泛應(yīng)用于社會發(fā)展各領(lǐng)域。從技術(shù)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(dá)空間數(shù)據(jù)相關(guān)的空間數(shù)據(jù)庫，區(qū)別于其他計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)庫，GIS重點(diǎn)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(yùn)算、展示等(牛強(qiáng)，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(chǔ)數(shù)據(jù)，通過一定的模型構(gòu)建和數(shù)學(xué)運(yùn)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(guān)系、局部與整體的空間關(guān)系進(jìn)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(jìn)行表達(dá)要素間關(guān)系的視圖(余澤健，2020)[2]。

*參考文獻(xiàn)

[1]牛強(qiáng).城市規(guī)劃GIS技術(shù)應(yīng)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(luò)可達(dá)性與分形特征研究[D].長安大學(xué),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(shù)的實(shí)踐與應(yīng)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(jì)圈呼應(yīng)，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(nèi)山體由羅霄山脈和雩山山脈兩大山脈構(gòu)成。境內(nèi)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?zé)崴?，累?jì)達(dá)55種，占全省已發(fā)現(xiàn)礦種數(shù)的33%。轄區(qū)內(nèi)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(nèi)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(chǔ)地理技術(shù)規(guī)程做出了相應(yīng)分類標(biāo)準(zhǔn)，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(biāo)準(zhǔn)，并結(jié)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(hù)好綠水青山，處理好發(fā)展與保護(hù)的復(fù)雜矛盾，實(shí)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(zhì)災(zāi)害的發(fā)生，對于坡度較高的地帶，地質(zhì)災(zāi)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(xué)聯(lián)合會地貌調(diào)查與地貌制圖委員會關(guān)于地貌詳圖應(yīng)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(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn)，全市擁有相當(dāng)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(gòu)成當(dāng)?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?qū)?yīng)的日照時間和熱量的吸收不同，影響著坡體地質(zhì)條件與經(jīng)濟(jì)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(guān);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(dāng)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(biāo)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(fù)速度，用于衡量地塊的生態(tài)承載力。

在生態(tài)敏感性指標(biāo)評價基礎(chǔ)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(hù)，涵蓋包括區(qū)域生物、土壤、氣候、水資源、地質(zhì)、地貌、生態(tài)環(huán)境等屬于生態(tài)范疇的所有內(nèi)容。

1、基于GIS的生態(tài)敏感性分析技術(shù)路線圖

運(yùn)用GIS技術(shù)對區(qū)域生態(tài)敏感性分析具體技術(shù)路線圖如下所示：

圖表6：生態(tài)敏感性分析技術(shù)路線圖

2、生態(tài)敏感性評價指標(biāo)構(gòu)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(jié)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(jié)構(gòu)復(fù)雜，水網(wǎng)、水庫密布，植被覆蓋廣泛。2015年11月，原環(huán)境保護(hù)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(hù)重要區(qū)”，并提出“…保護(hù)恢復(fù)森林生態(tài)系統(tǒng)，加大水源涵養(yǎng)林保護(hù)力度…，…嚴(yán)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(xué)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(biāo)，以此構(gòu)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(biāo)準(zhǔn)

*參考文獻(xiàn)

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

[4]武鵬達(dá),魯學(xué)軍,侯偉,嚴(yán)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(xué),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(zhì)量綜合評價——以京津冀地區(qū)為例[J].地理學(xué)報(bào),2016,71(12):2141-2154.

3、生態(tài)敏感性因子與產(chǎn)業(yè)選擇路徑關(guān)系

通過生態(tài)敏感性程度對區(qū)域進(jìn)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(zhuǎn)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(jìn)行單元數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，最終得到各單因子生態(tài)敏感性分析結(jié)果。各因子具體結(jié)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(jì)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(jì)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(shè)時，應(yīng)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(guān)。從圖中可發(fā)現(xiàn)，距離水域1公里以內(nèi)(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(guān)產(chǎn)業(yè)時應(yīng)當(dāng)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(dá)到95%以上，表明吉安市經(jīng)濟(jì)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(guān)產(chǎn)業(yè)(商服業(yè)、工業(yè))時應(yīng)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(nèi)林地、草地、水體、濕地土地類型(中高度敏感)占比最高，達(dá)到73.60%;除去耕地外，建設(shè)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(yīng)當(dāng)依據(jù)地區(qū)土地類型合理選擇產(chǎn)業(yè)，工業(yè)和服務(wù)業(yè)類產(chǎn)業(yè)應(yīng)優(yōu)先在吉安市周邊城區(qū)進(jìn)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(jié)論及建議

1、結(jié)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(shè)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(jì)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(shè)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(nèi)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(jié)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(jì)等產(chǎn)業(yè)，在產(chǎn)業(yè)空間布局上，可重點(diǎn)瞄準(zhǔn)井岡山市、遂川縣等區(qū)域。

2)在建設(shè)用地和地質(zhì)坡度的約束條件下，工業(yè)項(xiàng)目、商服項(xiàng)目應(yīng)布局在吉安市區(qū)及各縣城區(qū)，可重點(diǎn)瞄準(zhǔn)吉安市區(qū)、泰和縣、吉安縣三地。

展望

目前，GIS技術(shù)廣泛應(yīng)用于自然環(huán)境資源管理、城市與區(qū)域管理、基礎(chǔ)設(shè)施管理及商務(wù)、規(guī)劃和工程領(lǐng)域，并在環(huán)境影響評價、環(huán)境修復(fù)、土地利用規(guī)劃、城市管網(wǎng)布局、市場區(qū)域分析、項(xiàng)目選址等細(xì)分板塊應(yīng)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(rèn)為：未來，GIS技術(shù)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(yùn)營通過空間可視化方式進(jìn)行變革，從而實(shí)現(xiàn)規(guī)劃更生態(tài)、招商更精準(zhǔn)、運(yùn)營更有效的目標(biāo)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(bào)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(wù)與技術(shù)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(jì)學(xué)人APP】，還可以與500+經(jīng)濟(jì)學(xué)家/資深行業(yè)研究員交流互動。