基于ArcGIS 的北京市平谷区海绵生态敏感性评估

1 引言

在城市建设中，需把生态优先原则贯穿于城市规划、建设和管理的全过程，生态敏感性分析可为其提供基础支撑。生态敏感性是指在现有自然环境背景下，人类活动干扰和自然环境变化导致发生区域生态或环境问题的难易程度及其可能性的大小，也就是生态环境问题出现的概率大小[1-2]。生态敏感性分析是指合理分析水敏感因子、地质敏感因子、生物敏感因子，综合得出生态敏感性分区。

平谷区属于生态涵养发展区，是京津冀协同发展格局中西北部生态涵养区的重要组成部分，是北京的大氧吧，是保障首都可持续发展的关键区域。根据《北京城市总体规划（2016——2035）》，平谷区的功能定位是首都东部重点生态保育及区域生态治理协作区；服务首都的综合性物流口岸；特色休闲及绿色经济创新发展示范区，其生态功能有着重要作用。本文基于ArcGIS 的空间分析功能和栅格计算工具，采用层次分析法和专家打分法，对北京市平谷区全区的生态敏感性进行评价，识别海绵基底现状空间布局与特征。

2 研究区概况

2.1 地理位置

平谷区位于北京市东部，西邻顺义，北靠密云，南接河北省的三河市，东北与河北省的兴隆、东南与天津市的蓟县接壤（图 1）。区域地理坐标为北纬40° 01′ 44〞~ 40° 22′ 39〞，东经116° 55′ 20〞~117° 24′ 09〞，境域东西长40km，南北宽38.5km，行政辖区总面积948.24km²。

图 1 平谷区地理位置

2.2 社会经济

平谷区2017 年全年实现地区生产总值233.6 亿元，按不变价计算，比上年增长4.2%。其中，第一产业增加值15.7 亿元，下降11.9%；第二产业增加值95.6 亿元，下降1.6%；第三产业增加值122.2 亿元，增长12.1%。三产业结构由2016 年的8.1:43.7:48.2 调整为2017 年的6.7:40.9:52.3。呈现经济总体形势上涨，产业结构向第三产业转型的趋势（图 2）。

平谷区现有14 个建制镇、2 个建制乡、3 个街道办事处、274 个行政村、30 个社区居委会。根据平谷区统计年鉴（2017），平谷区全区常住人口44.8 万人，比上年末增加1.1 万人。其中，常住外来人口5.7 万人，占常住人口的比重为12.7%。常住人口中，城镇人口25.6 万人，占比为57.1%（图 3）。

图 2 平谷区产业结构分布图

图 3 平谷区人口

3 生态敏感性分析

3.1 生态要素分析

平谷区全区地势由东北向西南倾斜，中间平缓，呈倾斜簸箕状。平谷区生态基底分布如图 4 至图 9 所示。区内可以分为山区和平原两类，山区与区内的众多水系和水面等构成“山、水、湖”的生态基底。平原分布于中部、西南部，生态要素以“林、田、水”为主，各生态要素之间相互联系、相互作用，构成了平谷良好的生态基底。

图 4 山、水、湖生态基底

图 5 山

图 6 水

图 7 林草地

图 8 田

图 9 湖

平谷区内海拔100m 以上的山区呈M型分布于北、东、南部，山区半山区总面积约占全区面积的三分之二，区内有17 座海拔1000m 以上的山峰。

平谷境内河流共32 条，总长度405km。发源于平谷北山的诸小河流多为季节性河流，主要河流泃河、洳河和金鸡河属三级以上河流，其中流域面积10km² 以上河流26 条，流域面积50km² 以上河流8 条。

平谷境内林木覆盖率达63%，位居全市之首，以林地和园地为主，主要集中在山区。2016 年区内林地面积约349.32km²，园地面积为232.85km²，多以桃园为主。

2016 年区内耕地面积约116.76km²，主要分布在平原区和河流的滨水带。

平谷区内没有天然湖泊，平谷区内修建的几座水库可看作湖，主要包括位于泃河上游的海子水库、位于泃河支流黄松峪石河上游的黄松峪水库和位于洳河支流的西峪水库。

3.2 水敏感因子分析

水敏感因子的评价主要参考《平谷区河道、水库管理范围及保护范围划定报告》中对河流水系和水源工程等的界线的保护与控制范围，结合平谷区水资源特点，基于ArcGIS 平台，对平谷区水敏感性进行评价（表 1）。从图 10 可以看出，高敏感区主要分布于重要的水库，较高敏感区位于河流，中敏感区位于坑塘。

表 1 水敏感因子

图 10 水敏感性

3.3 地质敏感因子分析

在“山水林田湖”海绵共同体建设中，山体发挥着水源涵养、上游水质净化、生物多样性保护等功能。地质敏感因子主要考虑高程、坡度和地质灾害易发性。但山体同时也是地质灾害的高发区（表 2）。根据平谷区的高程和坡度，对地质敏感因子进行评价。从地质敏感因子评价结果来看，高敏感区主要分布于坡度大的山区（图 11，图 12）。

表 2 地质敏感因子

图 11 高程敏感性

图 12 坡度敏感因子图

3.4 生物敏感因子分析

“山水林田湖”海绵城市建设共同体中，林地、耕地、水体、湿地是重要的组成成分，发挥着涵养、蓄滞等重要作用，根据下垫面条件对生物敏感性进行评价（表 3）。生物敏感性评价结果中可以看出，高敏感区主要分布于植被覆盖度较好的山区（图 13）。

图 13 生物敏感性

表 3 生物敏感因子

3.5 生态敏感性分析结果

基于水敏感、地质敏感、生态敏感三大因子，通过ArcGis 平台按权重（水敏感因子权重0.5，地质敏感因子0.2，生态敏感因子0.3）进行空间叠加，得到海绵生态敏感性综合评价结果；将其划分为高敏感区、较高敏感区、中敏感区、较低敏感区和低敏感区，并对不同的分区的空间分布和特征进行描述（图 14，表 4）。

图 14 生态敏感性分区图

表 4 生态敏感性分区

4 结论与讨论

按照低、较低、中、较高、高五个等级划分对平谷区进行生态敏感性分区，低敏感性区主要位于平原区，较低敏感区主要位于平原区和浅山区交界处，中敏感区主要位于浅山区，较高敏感区主要位于浅山区和深山区交界处，高敏感性区域主要位于深山区。在海绵城市规划和建设过程中，需要在生态敏感性分析的基础上，因地制宜开展相关建设。

参考文献

[1] 熊善高. 基于生态系统服务和生态敏感性的生态空间划定研究—以南宁市为例[J]. 生态学报, 2018(22): 1-13.

[2] 夏敏, 张智超, 文博, 等. 苏南地区土地利用的生态敏感性分区[J]. 水土保持通报, 2016, 36(4):112-117.

[3] 吴德文, 刘刚, 常乐. 丹江口库区生态敏感性评估与生态分区[J]. 科技与创新, 2018(14):144-145.

[4] 禹艺娜. 基于GIS 的贵阳市环城林带生态敏感性评价与分区[D]. 贵州大学, 2017.

作者

北京市水科学技术研究院、北京市非常规水资源开发利用与节水工程技术研究中心卢亚静于磊潘兴瑶

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