基于GIS 的青城山-都江堰风景名胜区生态敏感性评价

2020-04-13王思维高亚楠李章红

工程技术研究 2020年2期

王思维，高亚楠，梁爽，李章红

（1.都江堰市规划和自然资源局，四川成都 611830；2.成都曦和数地有限公司，四川成都 610021）

生态敏感性是指生态系统对自然环境变化和人类活动干扰的反应程度[1-5]，是生态系统对外界干扰的适应能力和恢复能力。其表征发生区域生态环境问题的难易程度和概率大小[6-7]，敏感性高的区域易产生生态环境问题，是生态环境保护与恢复的重点。将生态敏感性评价引入青城山-都江堰风景名胜区（简称风景区）规划中，目的是分析风景区的生态稳定性，确定生态保护重点[8]。

本研究利用自然因素和人为因素组成压力指标，生态系统和社会经济状况组成状态指标，基于气候模型、物种分布模型和土地利用数据，对全区生物多样性中具有突出普遍价值的要素分布和气候变化、城市建设压力下的生态敏感性进行了定量分析，得到区域生态敏感性分级。

1 研究区域概况

风景区位于都江堰市西南部，东经103°25′45″～103 ° 38 ′ 15 ″，北纬30 ° 52 ′ 29 ″ ～31 ° 01′48″之间，面积约150km2。研究区是国务院1982年审定公布的国家重点风景名胜区，具备世界文化遗产、自然遗产、灌溉遗产的三遗地位。

2 研究过程

2.1 技术路线

本研究遵循“压力-状态-响应框架”，基于生物多样性、社会经济发展状况和气候因素设计指标体系，对青城山所在区域的生态敏感性进行评价。生态系统敏感性评价指标框架示意图如图1 所示。

其中，压力指标主要包括自然因素和人为因素两部分。选用自然因子[9]，即气候、地形、地表覆盖度等因子，同时考虑景区承载的自然遗产价值，生物多样性成分，以中国特有/国家保护动、植物丰度分布格局作为生物多样性分布格局的代表。人为因素主要指社会经济发展对生态系统可能造成的影响，包括城市建设、道路建设和人口密度变化等。状态指标也主要包括生态系统和社会经济状况两方面的指标，生态系统方面主要考虑物种和生境两个层次，而社会经济状况方面则主要考虑土地利用类型。通过压力和状态指标体系可以对区域敏感性做一定量评估。

2.2 数据处理

图1 生态系统敏感性评价指标框架示意图

（1）气象数据。收集了全国气象站点1970—2010年的数据，经过插值得到1km 网格平均数据。采用未来气候数据为IPCC4 预测中等排放强度，预测2050 年气象因子，得到1km 网格数据。

（2）特有/保护物种分布格局。收集了风景区的特有/保护物种的历史物种分布点，基于地形数据（DEM，25m 网格）和生物气候数据，模拟预测得到1km 网格，用行政边界截取获得特有/保护物种潜在分布，依据地形数据和土地利用数据获取特有/保护物种分布格局。

（3）社会经济数据。收集了2010 年土地利用数据，生成1km 网格分类图，根据土地利用类型指标和到中心城镇的距离指标叠加得到土地利用类型。

2.3 分析方法

敏感度计算框架如图2 所示。2050 年预测气候因子与1970—2010 年观测气候因子归一化加和得到气候变化暴露度，叠加特有/保护物种分布格局，得到仅考虑自然因素的生态系统敏感区分级。在计算框架2 中，叠加考虑社会经济因素指标的分区，得到青城山所涉及的区域生态敏感性分级。

3 研究结果

图2 敏感度计算框架

图3 风景区敏感区

图4 风景区一般敏感区与海拔关系图

图5 风景区极其敏感区与海拔关系图

将所有上述指标叠加，并对结果重分类后，风景区及涉及的乡镇生态敏感性如图3 ～图5 所示。极其敏感的区域80.79km2，占总面积的53.19%，主要为北部接近岷江河谷的两岸中高山。这一线生物多样性丰富，距离中心城镇距离小，且坡陡谷深，易发生地质灾害。非常敏感区40.35km2，占总面积的30.51%，分布在“赵公山—青城后山”一线的有天然和次生林地覆盖的较高海拔山体，集中在紫坪铺镇西北部，玉堂镇、中兴镇西部的赵公山主峰，以及青城山镇西部局部山脊。这些地区受人类干扰相对较少，生物多样性较为丰富，其距底部河谷也有一定距离。一般敏感区24.76km，占总面积的16.3%，主要集中在前山低山和后山的沟谷中。不敏感区可以忽略不计。