新疆乌什县土地利用规划环境影响的生态安全评价

新疆乌什县土地利用规划环境影响的生态安全评价
熊丹丹;张永福
【摘要】选取西部干旱区绿洲内陆河流域的重点区域——新疆阿克苏地区乌什县为研究对象,建立了土地利用规划环境影响评价的综合指标体系,并结合叠图法、RS 和GIS技术对乌什县土地利用规划方案环境影响进行生态安全评价.结果表明,乌什县土地利用规划方案实施后,乌什县平均生态安全指数为6.2,处于生态较安全等级;区内不再有生态不安全区分布.评价结果客观反映了乌什县土地利用引发的主要生态环境问题及其空间分布.
【期刊名称】《安徽农业科学》
【年(卷),期】2013(000)032
【总页数】4页(P12746-12749)
【关键词】生态安全评价;叠图法、RS和GIS;乌什县
【作者】熊丹丹;张永福
【作者单位】新疆大学资源与环境科学学院,新疆乌鲁木齐830046;绿洲生态教育部重点实验室,新疆乌鲁木齐830046;新疆大学资源与环境科学学院,新疆乌鲁木齐830046;绿洲生态教育部重点实验室,新疆乌鲁木齐830046
【正文语种】中文
【中图分类】S28
随着西部大开发的进一步推进以及中央一系列援疆政策的出台，特别是中央新疆工
作座谈会议的召开，新疆各地州迎来了巨大的发展机遇，工业化和城镇化迅速发展。

但由于过分追求经济增长点，缺少对环境的关注、保护及监管，区域土地利用变化等引发一系列的环境问题如土地污染、水土流失、土地质量退化、土地利用率降低、土地荒漠化、土地盐碱化等就凸现出来［1－3］。

经济发展带来的土地利用强度、规模、用途、布局等随着与日俱增的土地需求而不断发生改变，进而影响生态环境状况，如何平衡好经济发展和环境保护，是新疆发展面临的重大课题。

LUPEA(县域土地利用规划环境影响评价)［4］是指分析、预估和评价县级土地利
用规划方案实施后可能对生态环境造成的影响，并为规划方案优化调整提出建议、对策和措施［3］。

我国土地利用规划环评工作还处于初级阶段，评价理论大多还在探索当中，与LUPEA相关的研究主要是评价指标体系、空间体系分析和评价方法研究等［4］。

在诸多生态安全评价方法中，叠图法与GIS技术相结合的方法，可以把环境变化情况形象直观化和定量分析环境影响有机结合［5］。

笔者以西部干旱区绿洲内陆河流域的典型区域——新疆维吾尔自治区乌什县为研究对象，构
建LUPEA的生态安全综合指标体系，并基于叠图法、RS和GIS技术相结合对乌
什县土地利用规划进行规划前后的环境影响评价独立分析和对比分析［3］，来研讨生态安全评价法、叠图法、RS与GIS技术相结合等方法在LUPEA中的应用。

1 数据来源与研究方法
1.1 研究区概况乌什县位于塔里木盆地西北边缘的南部，新疆维吾尔自治区阿克
苏地区西北部，北部依靠天山山脉与吉尔吉斯斯坦共和国接壤;西部与阿合奇县相接;南部依靠英干山、卡拉铁克山与柯坪县交界并与塔克拉玛干沙漠遥遥相对;东部
与阿克苏市和温宿县毗邻;中间内陆河托什干河自西向东流经全境(图1)。

地理坐标为78°23'41″～80°01'09″E、40°43'08″～41°51'12″N。

全县县域(不含兵团)总面积869 317.1 hm2，其中山区占约59.9%，戈壁沙漠占约27.6%，平原占约
12.5%。

乌什县属大陆性干旱气候，全年干旱少雨，年均降水109.3 mm，蒸发强
烈，达2 000 mm以上，全年日照时数平均2 828.4 h，日平均为7.7 h，年均气温9.5℃，气温日较差12～16℃，年较差37.2℃，平均无霜期216 d。

农区土壤
类型主要以灌淤土为主，灌溉宗模土、草甸土、沼泽土也有少量分布，土壤基本肥力状况是钾多，缺少磷和氮。

2009年农林牧渔总产值中农业产值占68.0%，牧业产值占23.7%。

此次评价的范围是乌什县境内不含兵团的全部土地。

图1 乌什县地理位置示意
乌什县地处我国西部边陲，地形地貌多样，生态环境脆弱，季节性灾害突出，经济以农牧业为主导。

研究区地势西北高、东南低，地貌可以用“两山夹一谷”来形容，大致可分为北部中—高山、南部中—低山、中部冲击平原3种地貌类型。

乌什县
和其他干旱区县域一样，年降水少且变率大，风蚀荒漠化比较严重(风蚀荒漠化面
积占总土地面积的41.1%)，还是地震、山洪多发区。

1.2 数据来源此次评价所采用的土地利用数据主要有乌什县第二次土地调查成果(2009年)，乌什县土地利用总体规划成果(2010～2020年)，乌什县耕地储备库成果，乌什县环境保护规划，乌什县土地整治规划(2010～2020年)，乌什县城市详规(2010～2030年)，乌什县村镇体系规划(2010～2030年)，乌什县气候气象、
土壤、水文、生物、地质地貌、人口、人文等资料。

包括以上所有调查、规划的图件、数据库、文本、说明、数据表格以及2009年全县的遥感影像图等，涵盖了研究区所有土地的土地利用类型、分布、结构、用途等。

其他数据主要有《乌什县统计年鉴》(2009年)、乌什县政府工作报告(2009年)、《2009年乌什县国民经济
和社会发展统计公报》、乌什县经济与社会发展“十二五”规划纲要等。

1.3 研究方法 LUPEA必须基于研究区域现状，根据实际情况和数据、资料获取情况，来选择适宜的评价方法。

此次评价采用叠图法与GIS技术相结合的方法，即
将规划方案中涉及土地利用行为反映的图件与反映生态环境问题的图件进行叠加分析［5］，将规划成果数据与各类生态环境的数据进行空间叠加并分析。

1.3.1 评价指标体系的建立。

根据周家驹等［6］对 LUPEA的研究，构建LUPEA
指标体系必须同时满足科学性、可操作性、整体性、可持续发展、动态性、定性与定量相结合的一系列原则［7］。

自然和人为共同影响土地生态安全状况，通过多方调研及论证，土地沙漠化、土壤盐渍化和水土流失是乌什县面临的主要生态问题。

此次评价立足于现实生态问题，根据数据实际获取状况，运用生态敏感性评价方法(叠图法)，借助地理信息(GIS)和遥感(RS)多种技术手段，遵照相关行业规程规范，建立乌什县的生态安全评价指标体系［4］。

根据谢花林等［8］、潘竟虎等［4］的研究成果并结合乌什县实际，为乌什县土
地利用规划环境影响评价构建了以目标层、因素层和指标层组成的3个层次的生
态安全评价指标体系(图2)。

其中:目标层即生态安全综合指数;因素层则是研究区的主要生态不安全因素，即土地沙漠化、土壤盐渍化和土壤侵蚀;指标层即湿润指数、地下水矿化度、降雨侵蚀力等用以表达对应的生态不安全因素。

图2 乌什县土地利用规划环境影响评价指标体系
1.3.2 指标的分级标准。

结合谢花林等对指标分级的研究，在征询熟悉研究区的十几位相关学科专家的意见和建议后［3］，将各单因子安全等级按不安全、欠安全、较安全和安全分别从低到高赋值为
2.2、4.4、6.6 和 8.8。

实际等级则由生态环境问题与各因子间的关系来确定，详细见表1。

1.3.3 综合方法及评价。

在指标体系的基础上，综合谢花林等［1］、潘竟虎等［4］、Wischmeier等［9］对于上述生态安全评价各项指标的释义和计算方法，在此不作赘述，结合乌什县已有数据(乌什县土地利用数据多数都是北京苍穹软件
平台应用成果)，通过KqPlanning3.5建立乌什县沙漠化安全评价数据库、乌什县土壤盐渍化安全评价数据库以及乌什县土壤侵蚀安全评价数据库，分析后分别导出数据。

表1 乌什县生态安全评价指标的分级标准评价项目评价指标安全较安全欠安全
不安全土地荒漠化湿润指数＞0.7 0.5 ～0.7 0.2 ～0.5 ＜0.2土壤有机质含量＞5 4～5 2～4 ＜2植被覆盖＞60 40～60 20～40 ＜20土壤基质基岩粘质砾质壤质、沙质土壤盐渍化地下水矿化度＜1 1～3 3～10 ＞10蒸发量/降雨量＜1 1～
3 3～10 ＞10地形山区丘陵平原闭流盆地土壤侵蚀降雨侵蚀力＜25 25～100 100～400 ＞400土壤质地砂土砂壤土壤土黏土地形起伏度 0～10 10～25 25～45 ＞45土地利用类型冰川、沼泽、水域、水田、城乡建设用地、交通水利
用地林地、园地、高度覆盖度草地、农田水利、景区、水浇地、设施农用地分级标准中低覆盖度草地、特殊用地、农村道路、田坎荒草地、裸地＞7.5 5.0 ～7.5
2.5 ～5.0 ＜2.5
区域生态安全状况是一个综合性指标，不能够只从单因子或少数几个因子分析得出，而必须分别对各项因子赋值，最后通过谢花林等［8］的方法来计算生态安全综合指数。

式中，DIj、SIj、EIj分别表示土地荒漠化敏感指数、土壤盐渍化敏感指数和土壤侵蚀敏感性指数，计算后根据表1中所示的分级标准来确定生态安全等级。

根据(1)、(2)、(3)式，得到上述3个生态环境因素(问题)栅格值图，将做好的苍穹
数据库转换为ArcGIS数据库，再通过ArcGIS10的空间叠加分析功能，分析出乌什县各生态问题的生态安全评价等级图［3］。

在对以上3个生态安全问题进行综合评价时，考虑到生态安全因素(问题)之间的独立性，为了突出生态问题的安全状况，沿用潘竟虎等［4］的方法经验，采取最大值的方法，具体见式(4)及参考潘竟虎等［11］关于LP－MCDM－CA模型的研究。

最后利用Arc-GIS10的空间分析模块综合出空间上每个栅格上的生态安全综合指数(ESIj)［2］。

2 结果与分析
在乌什县第二次土地调查及土地利用总体规划的基础上，通过生态适宜性评价(叠
图法)和RS、GIS相结合的评价方法，对乌什县土地利用规划前2009年土地利用
现状方案和2010～2020年土地利用规划方案进行生态安全综合评价，评价结果
见表2和图3。

由表2和图3可以看出，土地利用规划前(2009年现状)的环境影响评价结果是:乌什县平均生态安全指数为4.8，处于生态欠安全等级。

其中生态不安全等级、生态欠安全等级、生态较安全等级和生态安全等级的面积分别为259 020.6、319 288.0、179 529.7 和 111 478.8 hm2，生态不安全等级和生态欠安全等级的面积占研究区总面积百分比高达66.5%，而生态较安全等级和生态安全等级的面积占
研究区总面积百分比仅为33.5%，只有生态不安全等级和生态欠安全等级的约1/2，因此研究区生态安全综合状况欠佳。

从图3还可以看出，乌什县尚有大半的土地
不同程度地遭受着土地荒漠化、土壤盐渍化和土壤侵蚀的侵害，尤其是南部地区的土地荒漠化、中西部地区的土壤盐渍化及北部地区的土壤侵蚀相对严重，需要采取严格的水土保持和防止荒漠化、盐渍化措施。

综合表2和图3，土地利用规划后的环境影响结果是:在土地利用优化格局下，乌
什县处于生态较安全等级，平均生态安全指数为6.2。

其中生态安全等级面积为162 575.6 hm2、生态较安全等级面积为399 286.6 hm2、生态欠安全等级面积
为307 454.9 hm2，分别占全县土地总面积的18.7%、45.9%和35.4%，研究区
内没有生态不安全等级区分布。

生态安全等级区主要在北部天山剥蚀高山和积雪冰川区、中部托什干河河流水域湿地;生态较安全等级区主要分布在北部天山灌木、
半灌木林地、山地草原以及中部平原、河谷平坡耕地、园地;生态欠安全等级区主
要分布在北部天山荒漠草原、南部卡拉铁克山荒漠等未利用地(戈壁、裸地)经过人工治理成为人工草场、速生林等，由于科技、财力等限制，极端荒漠化治理进程比较缓慢，收效还未达到项目预期，因此即使在土地利用规划后(优化格局下)，区内离人类生活区绿洲较远的戈壁、裸地等生态安全状况将还处在生态欠安全等级。

土地利用规划后与2009年现状进行对比可以看出，土地利用优化格局的生态安全等级占总面积百分比达到18.7%，较2009年增加5.9%;而生态安全等级和生态较安全等级占总面积百分比和达到64.6%，较2009年现状增加31.1个百分点，且
优化格局后研究区不再有生态不安全等级分布。

结果表明，土地利用规划后(优化
方案)对乌什县未来生态安全发展更具安全性、保障性。

表2 乌什县土地利用规划前后的生态安全状况对比等级土地利用规划后(优化格局)面积∥hm2 百分比∥% 百分比和∥%土地利用规划前(2009年现状)面积∥hm2 百
分比∥% 百分比和∥%生态安全162 575.6 18.7 18.7 111 478.8 12.8 12.8生态较安全 399 286.6 45.9 64.6 179 529.7 20.7 33.5生态欠安全 307 454.9 35.4 100 319 288.0 36.7 70.2生态不安全 0 0 100 259 020.6 29.8 100平均生态安全指数－－6.2 －－ 4.8
3 结论
该研究根据乌什县生态环境的特点以及评价的目的，经过多位专业人士论证、探讨后，构建了符合研究区实际情况的生态安全综合指标体系，且分别从影响土地荒漠化的诸多指标中选取了植被覆盖度、土壤基质、土壤有机质含量和湿润指数等指标，从对土壤盐渍化有影响的指标中选取了蒸发量/降雨量(g/L)、地下水矿化度和地形等指标，从影响水土流失方面选取了地形起伏度、土壤质地、降雨侵蚀力和土地利用类型等指标，并基于叠图法、RS和GIS技术对乌什县土地利用县级规划方案进行了环境影响评价，规划前后的2种评价结果独立显示和对比显示均能反映乌什
县主要生态环境问题及土地利用规划方案环境影响的空间特征，但对比分更具实际参考意义。

图3 乌什县土地利用规划前后的环境影响评价结果
乌什县素有“塞外江南”的美称，整体生态环境基础较好，只有中部绿洲土地利用强度较大。

此次进行评价时，更加注重土地规划的预期性和合理性，在和多部门协
调沟通时，首先将环境保护作为出发点，再安排建设用地指标，合理规划农业产区、旅游景区、工业园区、中心城区等，优先为土地利用优化方案做考虑。

在最终土地利用优化格局中，乌什县平均生态安全指数为6.2，处于生态较安全等级。

从评价结果来看，生态较安全等级面积为399 286.60 hm2，占全县的45.9%，在各生
态安全等级中分布面积最广;其次生态欠安全等级面积为307 454.9 hm2，占全县总面积的35.4%;而生态安全等级仅占18.7%，主要分布在北山中高山区及托什干河流域湿地区域;县境内没有生态不安全区分布。

根据规划及评价，乌什县应本着
人与自然和谐相处的发展目标，极力维护自然及人工生态系统的生态安全，保持其完整性和功能性。

加大力度重点做好各项资源保护，如天山中高山天然林资源保护工程，天山中低山山前牧场保护，南山山前牧场保护，托什干河流域湿地保护，托什干河水资源保护，中部绿洲农田格网、特色林果业发展区维护等。

还应该引进先进技术，改良改善土地环境，建设生态屏障和生态功能区，合理利用土地，按照规划分区进一步实施落实防护林建设，退牧还草，退耕还林，打造“北保水土，南御风沙，中建绿洲”的良好生态格局。

此次评价所引用的数据统计口径不一，有些数据差异较大，不能完全做到科学真实，但对土地利用规划优化方案能起到一定的参考和指导作用。

该研究运用叠图法、RS和GIS技术等方法并结合乌什县实际生态环境安全问题，对土地利用规划方案在空间上进行环境影响评价并量化评价等级，评价结果贴合实际且具有一定预期价值。

但是土地利用的环境影响本身的动态性、不确定性和复杂性，单次静态评价方法还是有一定的不足。

因此，多次多情景模拟及生态预测可能更能动态演示研究区生态环境变化［12］，评价结果会更准确。

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