《生态规划》讲稿五

48第五章生态适宜性分析第一节生态适宜性分析的一般程序一、生态适宜性分析的程序二、生态适宜性分析因子的确定第二节生态适宜性分析方法一、形态分析法二、因素叠置法三、线性与非线性因子组合法四、逻辑规则组合法五、生态承载力分析生态适宜性分析的程序1、生态适宜性分析的概念2、麦克哈格生态适宜性分析的七步法3、土地利用生态适宜性评价的分析程序生态适宜性分析的概念生态适宜性分析是生态规划的核心，其目的是应用生态学、经济学、地学及其它相关学科的原理和方法，根据研究区域的自然资源与环境特点，根据发展和资源利用要求，划分资源与环境的适宜性等级，为生态规划方案提供基础。麦克哈格生态适宜性分析的七步法麦克哈格在其生态规划方法中，基于生态适宜性的分析，提出了生态适宜性分析的七步法。图5—1生态适宜性分析的七步法A—确定研究分析范围及目标；B—收集自然、人文资料；C—提取分析有关信息；D—分析相关环境与资源的性能及划分适宜性等级；E—资源评价与分级准则；F—资源不同利用方向的相容性；G—综合发展(利用)的适宜性分区。49土地利用生态适宜性评价的分析程序我国学者刘天齐提出了土地利用生态适宜性评价的分析程序。(1)明确规划区范围及可能存在的土地利用方式，根据规划要求，将规划区划分为网格，如1kmXlkm，明确各网格内土地或资源特性。(2)用一定方法筛选出对土地利用方式(或资源利用)有明显影响的生态因子及作用大小。(3)对各网格进行生态登记。(4)制定生态适宜度评价标准。根据各生态因素对给定的利用方式的影响规律定出单因子评价标准，在此基础上用一定的方法制定出多因子综合适宜度评价标准。(5)按网格给出单因子适宜度评价值，然后得出特定利用方式的综合评价值。(6)编制规划区域生态适宜度评价综合表和不同利用方式的生态适宜度图。生态适宜性分析因子的确定1、筛选评价因子的原则2、生态适宜度评价标准与分级筛选评价因子的原则选择生态适宜性评价的因子要坚持两个原则，一是所选择的因子对给定的资源利用方式有较显著的影响；二是所选择的因子在网格的分布存在较明显的差异梯度。例如，在进行公路选线规划时，就选择了坡度、地基状况、土壤性质、排水50状况、景观价值等为评价因子进行适宜性评价。国内学者在进行居住地适宜度评价时，选择大气环境质量、土地利用强度、噪声、绿化覆盖率、交通便利程度、医疗、服务便利程度等因子来评价。生态适宜度评价标准与分级生态适宜度评价标准的制定主要依据生态因子对给定的资源利用方式的影响作用规律，以及该因子在评价区内时空分布特点。生态适宜度的评价分级一般划分为三级：很适宜、基本适宜、不适宜；或五级：很适宜、适宜、基本适宜、基本不适宜、不适宜。每个等级可以相应给出定量表达的数值。表5-1单因子生态适宜性分级标准因子等级ABCDE很适宜99999适宜77777基本适宜55555基本不适宜33333不适宜11111形态分析法根据生态规划的对象和规划目标的不同，生态适宜性分析方法也不同。国内外研究者先后发展了多种分析方法，归纳起来，主要有形态分析法、因素叠置法、因子组合法、逻辑组合法和生态位适宜度模型等五大类。形态分析法是生态适宜性分析最早使用的方法，它以景观类型划分为基础，其基本过程有四个步骤。首先，根据对分析对象的实地调查或有关资料，按地形、植被、土壤等地理要素特征将规划区域划分为不同的同质单元或景观类型。第二步，根据资源利用要求，制定资源利用的适宜性评估表，定性描述每一个景观或小区的潜力与限制。第三步，分析每一个景观或小区对特定土地利用的适宜性等级。第四步，根据规划目标将不同土地利用的适宜性图叠合为综合适宜性图51因子叠置法因子叠置法又称地图重叠法或麦克哈格适宜性分析法。在20世纪60年代由麦克哈格将其应用于高速公路选线、土地利用、森林开发、流域开发、城市与区域发展等领域的生态规划工作中，并形成一套完整的方法体系。其基本步骤如下。(1)确定规划目标及所涉及的因子，建立规划方案及措施与环境因子的关系表。(2)调查各因子在规划区域的分布状况，建立生态目录。(3)将各单要素适宜性图叠加得到综合适宜性图。(4)土地利用分区(5)土地利用相容度表(6)公路选线生态适宜性评价(7)公路选线因子评估图52确定规划目标及所涉及的因子，建立规划方案及措施与环境因子的关系表表5-2发展方案和措施与自然、社会因素的关系方案、措施地质地貌植被气候水资源公路●●●城市发展●●●●农业区●●●●●注：●表示相关。任何合理的土地利用，都是从研究地表及其自然过程开始的，即要先获取规划区内有关土地的各种信息，也称生态细目。麦克哈格认为一个完整的细目能告诉设计者场地将有何种压力，建筑应位于何处，应在什么地方设置娱乐设施等。因此，生态规划特别注重细目的准备。该过程实质就是设计者对场地的认识和理解的过程。生态细目包括物质因素和非物质因素两部分。物质因素指景观的结构(如地质、地形、土壤、植物、动物、大气、水等)和功能(如能流、物流及生物的移动等)；非物质因素是区域内或与规划区有关的社会经济因素。例如区域规划中，设计有自然保护区、住宅区、商业区、工业区等不同的土地利用方向，各类用地的影响因素是不同的。对商业、工业开发来说，基岩特点、土壤条件、坡度、交通、现有自然植被可能是影响最大的因子。调查各因子在规划区域的分布状况，建立生态目录对规划评价区域的各项影响因子进行调查，并按一定的评价准则进行各因子对规划目标的适宜性分级。用不同的颜色将各环境要素对特定规划方案或措施的适宜性绘制在地图上，形成单因子生态适宜性评价图。将各个单要素适宜性评价图叠加得到综合适宜性图应用适宜性模型进行因素叠加可获得具有不同色调的适宜性综合图。色调越深，限制越大；色调越小，机会越大，限制就越小。这样就可以根据色调的分布划分出土地利用的适宜性。土地利用分区适宜性综合图上的色调存在由深到浅的变化梯度，可以据此进行土地利用的分区。一般划为：①保全区：生态敏感性极高，有很高的景观价值，应完全保存下来；②保护区：生态敏感性中等，景观较好，宜在指导下做有限的利用；③开发区：生态敏感性低，景观一般，可做强度较大的开发利用。据此确定的土地利用项目及强度反映土地所固有的适宜性，显示了该情况下最佳的土地利用方式。但是，这仅仅得到的是单一的土地利用方式。麦克哈格从生物群落结构中得到启发，提出了土地利用集合的概念，即共存的土地利用或多重利用方式。如森林可以生产木材，也可以用于涵养水源、控制土壤侵蚀、提供生物栖息地、作为狩猎娱乐场所等。这个分析过程是在矩阵表上完成的，矩阵的行与列是各种土地利用方式，分析时检验表中土地利用方式的相容度，并用符号表示，形成相容度表，据此可以确定优势的、共优的和亚优的土地利用方式，最53后将结果绘制在现在的和未来的土地利用图上，形成生态规划的最终成果图。土地利用相容度表由表5—3可知，在A区域：B为共存的利用方式，并是主要利用方式，C为次要的利用方式；在B区域：A，B为共存的利用方式，D为次要的利用方式；C区域：C为主要利用方式，A为次要利用方式；D区域：D为主要利用方式，B为次要的利用方式。公路选线生态适宜性评价下面以麦克哈格所做的里士满公路选线生态适宜性评价为例，说明因子叠置法（地图叠置法）的过程。里士满林园大路研究是由华莱士、麦克哈格)、罗伯特、托德等为纽约市公园局所做的，麦克哈格是规划的负责人。在选线规划中，提出了公路建设选线的标准，见表5—4。54表5-4里士满公路选线适宜性分析准则①增加交通活动的机动性和敏捷性，使人感到方便、愉快和安全；②保护土地、水体、空气和生物资源，并提高资源价值；③促进城市更新，大城市地区与区域的发展，工业、商业、居住、娱乐、公共健康、环境保护与美化等一系列公共目标和私人目标的实现；④产生新的生产用地，保护和增加现有的土地利用。基于上述标准，麦克哈格认为，公路应作为一项重大的公共投资来考虑，这些投资对其影响范围内整个人民的经济、生活方式、健康和观感将起作用，因而公路的路线应当作为一项多目标的设施来考虑，最好的路线应是社会效益最大而社会损失最小的路线。公路选线因子评估图在具体规划中，综合考虑了工程技术因素、社会安全因素和自然及社会价值因素等方面的影响，将每一个因素按影响大小划分为不同的等级，制成透明照片。图5—4是一组自然因子障碍评估图，将影响公路选线的自然地理因素叠加在一起，形成了自然因之障碍复合图(图5—5)。图5—6是一组社会因子障碍评估图，将所有社会因素叠加在一起，形成社会因子障碍复合图(图5—7)。最后，综合自然和社会因素，形成综合评价图（图5-9）。图中色调深的地方是社会价值或自然价值高的地方，而色调浅的地方则是价值最小的地方。公路选线因尽量选择55色泽浅的地方。因子叠置法直观性强，有明显的优点。但过程较为烦琐，当因子多时，使用颜色或符号较为麻烦，有时叠加后不易分辨。另外，叠置时将各因子的作用同等对待，与实际情况有所差异，同时，因子之间可能存在明显相关性，将其叠加可能出现重复计算的问题。例如在公路选线上，坡度与排水性就是一对密切相关的因子，大于10°的地段是不适宜作为公路的，但该地段排水却是适宜的，二者叠加后的结果可能是中度适宜，这显然是不对的。线性与非线性因子组合法该方法是针对因子叠置法的不足而发展起来的，分线性组合与非线性组合两种方法。1、线性组合法2、非线性组合法3、因子组合法的优缺点线性组合法线性组合法与因子叠置法相似，不同之处一是用定量值代替颜色或符号来表示适宜性等级；二是每个因素视其重要性大小而给予不同的权重值。将每个因素的适宜性等级值乘以权重，得到该因素的适宜性值。最后综合各因素的适宜性空间分布特征，即可得到综合适宜性值及空间分布。例如，皮尔斯和朗林运用线性组合评价法进行加利福尼亚州地区山坡地用于发展住宅的适宜性评价。选用滑坡风险、景观、土壤侵蚀及地价四个因素来进行生态适宜性分析，如表5—5和图5—10所示。56非线性组合法在有的情况下，环境资源因素之间具有明确的关系，可运用数学模型进行表达。因而，在进行生态适宜性分析时，可直接用这些模型进行空间模拟，然后按一定准则划分适宜性等级。因这些模型多属非线性模型，所以称非线性综合法。该方法在水土流失评价、生态系统生产潜力、土地承载力评价等方面得到广泛应用。57例如，在区域进行耕地生产潜力评价时(图5—11)，根据太阳辐射和活动积温应用光温生产潜力公式得到光温生产潜力，再应用水分和土壤因子进行订正，得到区域耕地的光温水土综合生产潜力；在水土流失评价中，综合区域降水侵蚀、土壤组成特征、地形坡度与坡长、植被因子、人工措施等因素，应用水土流失通用方程进行空间模拟，得到区域水土流失分布图，并以此为基础来确定水土流失等级和敏感区域，以及生态系统土壤保持功能和价值的评估。因子组合法的优缺点线性与非线性综合法用于生态适宜性分析，通过对各因素赋予相对分值和权重，克服了因子地图叠置法的不足，适合于在计算机上进行分析运算，因而得到广泛应用。但该方法也存在一些缺陷，主要表现在各因子的相对赋值和权重给定无一个客观的标准，主要依据使用者的主观判断；将各类因子之间的关系简化为线性关系也有不尽合理的地方。另外，因子组合法的一个基本要求是各类因子之间要保持相对独立，这就要求要有一套科学的因子选择判断准则，特别是当评价因子多的情况下因子的组合与选择尤为重要，而目前这一方面还存在一定的困难。逻辑规则组合法该方法是针对分析因子之间存在的复杂关系，运用逻辑规则建立适宜性分析准则，再以此为基础进行判别分析适宜性的方法。该方法包括四个主要过程：(1)确定规划方案及参与评价的资源环境因素。(2)对评价的资源环境因素按评价目标和要求进行等级划分。(3)制定综合的适宜性评价规则。(4)根据评价规则确定综合适宜性。下面以威斯特曼应用逻辑规则组合法评价住宅建设的适宜性为例。威斯特曼应用逻辑规则组合法评价住宅建设的适宜性根据评价的对象和目标的不同，逻辑规则也不相同。例如，威斯特曼（Westman）在应用该法评价住宅建设的适宜性时，主要考虑滑坡对其影响，在分析时，确定坡度、土壤排水性、