北京市第二道绿化隔离带地区生态敏感性评价.pdf

北京农学院学报 2023,38(2)：105-110 Jo u rnal o f Beijing Universit y o f Agricu l t u reh t t p：/bnxb cbp k do i：10.13473/k i.issn.1002-3186.2023.0219北京市第二道绿化隔离带地区生态敏感性评价王 菲，孙 晨1，2,姜雁林，马晓燕1宀，冯 丽（1.北京农学院园林学院，北京102206；2.城乡生态环境北京实验室，北京100083）摘 要：【目的】生态敏感性评价是生态文明建设的重要依据，为了明辨北京市城市边缘区的潜在生态发展区 域，指导区域生态保护和开发。【方法】以北京市第二道绿化隔离带为研究区域，根据其现状生态问题选取自然 地理、气象、人类活动、生物多样性4类指标共计14个影响因子构建评价指标体系，基于GIS空间分析技术对 北京市二道绿隔生态敏感性进行定性与定量评价，明确生态敏感区的空间分布状况。【结果】结果表明：北京市 二道绿隔整体生态敏感性较低，轻度敏感区面积占比高达47.3%；中度敏感区、不敏感区分别占总面积的 28.3%、10.1%；极敏感区、高度敏感区占总面积的5.2%、9.1%,是重点保护区域。【结论】在敏感性评价的 基础上，针对不同生态敏感性分区提出保护与发展的可行性建议，以期为北京市城市边缘区的生态环境建设提 供科学参考。关键词：地理信息系统；二道绿隔；生态敏感性中图分类号:TU986 文章编号：1002-3186（2023）02-0105-06 文献标志码：AEc ologic al sensit ivit y evaluat ion of t h e sec ond green belt area in BeijingWANG FeiK2,SUN Ch enK2,JIANGYanl in,MA Xiao yan12,FENG LiK2(1.Co l l ege o f Landscap e Arch it ect u reBeijing Universit yo f Agricu l t u reBeijing 102206?Ch ina;2.Beijing Labo rat o ry o f Urban and Ru ral Eco l o gical Enviro nment,Beijing 100083,Ch ina)Abst rac t：Object iveEco l o gical sensit ivit y assessment is an imp o rt ant basis fo r t h e co nst ru ct io n o f eco l o gical civil izat io n.In o rder t o ident ify t h e p o t ent ial eco l o gical devel o p ment areas in t h e u rban fringe o f Beijing,and t o gu ide t h e eco l o gical p ro t ect io n and devel o p ment o t h e areaMet h o dsTh e art icl e t ak es t h e seco nd green bel t in Beijing as t h e st u dy area,and co nst ru ct s an eval u at io n index syst em based o n it s cu rrent eco l o gical p ro bl ems by sel ect ing fo u r cat ego ries o f indicat o rs,incl u ding p h ysical geo grap h y,met eo ro l o gy?h u man act ivit ies and bio diversit y,and mak es a q u al it at ive and q u ant it at ive eval u at io n o f t h e eco l o gical sensit ivit y o f t h e seco nd green bel t in Beijing based o n GIS sp at ial anal ysis t ech no l o gy t o cl arify t h e sp at ial dist ribu t io n o f ecol o gical l y sensit ive areas.Resu l t sTh e resu l t s sh o w t h at t h e o veral l eco l o gical sensit ivit y o f t h e seco nd green zo ne in.Beijing is l o w,wit h 47*3%o f t h e t o t al area o f mil dl y sensit ive areas,28.3%and 10.1%o f t h e t o t al area o f mo derat el y sensit ive areas and no n-sensit ive areas resp ect ivel y,and 5.2%and 9.1%of t h e t o t al area o f ext remel y sensit ive areas and h igh l y sensit ive areas 9 wh ich are t h e k ey p ro t ect io n areas.ECo ncl u sio n On t h e basis o t h e sensit ivit y eval u at io n,feasibl e su ggest io ns fo r p ro t ect io n and devel o p ment are p ro p o sed fo r different eco l o gical sensit ivit y zo nes,wit h a view t o p ro viding scient ific reference fo r t h e eco l o gical enviro nment co nst ru ct io n in t h e u rban fringe areas o f Beijing.Keywords:geo grap h ic info rmat io n syst em；seco nd green p art it io n；eco l o gical sensit ivit y合理的生态区划必须以合理的评价为基础m。生态敏感性是生态系统对自然环境变化和人类活 动干扰的反映程度，表示生态环境问题发生的难易 程度和可能性大小或生态因素对外界压力或干扰 的适应能力o生态敏感性评价本质上是对现状自 然环境背景下的潜在生态问题进行明确辨识，并将收稿日期：2022-09-20基金项目：“乡村振兴背景下乡村绿道文化表达模式研究”（19YTB051）第一作者：通信作者：王菲（1997）,女，硕士研究生，研究方向为风景园林学，E-mail：1300602032q q.co m马晓燕（1966）,女，硕士，教授，硕士生导师，研究方向为园林设计及其理论，E-mail：1070453255 q q.co m106北京农学院学报第38卷其落实到具体空间区域上的过程间。因此生态敏感 性分析和评价是确定需要优先或重点进行生态建 设和保护区域的一种有效途径O城市边缘区作为城市和乡村之间的过渡地区，是城市化进程中最为敏感多变的动态演变区域，对 城市边缘区的生态敏感性进行正确评价，以便规划 建设者可以依据敏感性高低差异有效的规划利用 工作。北京市第二道隔离绿化带（以下简称“二道绿 隔”）作为北京的城市边缘区，是实现城乡减量发 展,遏制城市“摊大饼”，提高城市生态环境承载能 力的关键区域皈。其范围（39634026N,115 9211686E）为第一道绿化隔离区边界向外至规 划的六环路外侧1 000 m,总面积1 650 k n?,包括 朝阳、顺义、海淀、门头沟、房山、石景山、丰台、通 州、大兴、昌平等10个区皈。属于暖温带半湿润大 陆性季风气候，夏季炎热多雨，冬季寒冷干燥，全年 80%的降雨量集中在每年的6、7、8三个月中。总 体地势西北高，东南低，地形以平原和丘陵为主，兼 有小部分山地刀；水资源较为丰沛，分布6条主要河 道水系永定河、潮白河、北运河、凉水河、新凤河、萧 太后河，还包含沙河水库和南水北调中线通往北京 的调蓄水库大宁水库。北京城市总体规划（2016年一2035年）指出 要健全市域绿色空间体系，提高第二道绿化隔离地 区绿色空间比重等一系列生态建设发展规划旳。目 前，国内对于北京市二道绿隔的研究多偏向于郊野 公园的布局分析如，少部分对二道绿隔局部区域 进行过生态敏感性分析皿，缺少对二道绿隔整体进 行定性与定量的生态敏感性评价。就此以北京市 二道绿隔作为研究区域，结合现状生态环境问题,对其进行自然地理、气象、人类活动、生物多样性等 单因子生态敏感性评价和生态敏感性综合评价，以 期为北京市二道绿隔的生态发展提供科学依据和 有效建议，并为类似的城市边缘区的生态环境问题 提供解决思路。1数据来源与研究方法1.1数据的来源与处理1）通过GIS空间分析对来源于地理空间数据 云的北京2020年30 mX30 m DEM数据获取高 程、坡度、坡向、地形起伏度数据。2）2020年年均降 水量、年均气温数据数据来源于国家科技基础条件 平台一国家地球系统科学数据中心（h t t p：/www.geo dat ）垃。3）水系、道路缓冲区通过GIS的 多环缓冲区分析对来源于Op e nSt ree t Map的2020 年河流、湖泊、高速公路、主要道路、二级道路、三级 道路、干线道路处理获取。4）2020年居民点数据通 过民政局、国家统计局等官方网站发布的相关信 息，在GIS里形成空间分布矢量点数据，最后用GIS 的多环缓冲区分析出居民点的缓冲区数据。5）2020年人口密度在NASA社会经济数据和应用中 心（SEDAC）获取,精度为1 k mC13 0 6）土地利用类 型是在Esri上获取的2020年全球10 m 土地覆盖 数据。7）植被类型数据来源于“国家青藏高原科学 数据中心（h t t p：/dat a.t p ）。8）植被覆盖 度的获取通过下载地理空间数据云的2020年6月 Landsat 8OLI遥感影像，植物生长茂盛，含云量V 5%,借助ENVI5.3软件,进行辐射定标、大气校正 等图像预处理，提取NDVI（归一化植被指数），最终 获得植被覆盖度数据匚。9）在获取的2020年10 m 土地利用数据的基础上，对各生态系统类型进行 辨识得出生态系统类型数据。1.2研究方法1.2.1选取评价指标因子与分级 生态敏感性的 因子如高程、坡度、土壤、植被、生境等在不同地区 有差异词。依据生态功能区划技术暂行规程（2003）和参考生态敏感性评价的相关文献，结合颜 磊分析的北京市域生态敏感性综合评价以及目 前二道绿隔内面临的生态环境问题皈，选择自然地 理、气象、人类活动、生物多样性4大评价指标因子 进行分析（表1）。1.2.2确定指标权重采用层次分析法（AHP）,计算不同的生态指标权重值辺o建立评价指标因子判断矩阵，从二道绿隔生态 环境问题出发，运用19标度法在Yaah p软件中 构建两两比较的判断矩阵并对评价因子之间的重 要性和影响力进行评价打分，计算出每个因子的 权重。权重计算公式如下：CJ=Amax-w（1）结果显示该判断矩阵的最大特征根Amax=4.1702,最终得出一致性比例C R=0.063 70.1,所以该矩阵通过了一致性检验，权重合理（表1）。利用ArcGIS 10.6软件中的空间分析工具对 14个单因子生态敏感性分析图层进行加权和叠加2023年第2期王菲等:北京市第二道绿化隔离带地区生态敏感性评价107分析，重分类后得到北京市二道绿隔生态敏感性综式中:P表示生态敏感性指数，为评价指标总合分析图。生态敏感性综合指数模型计算公式为：数,数,j为评价指标编号,E/表示各评价指标的生态n敏感性赋值（1,3,5,7,9,),W,为因子指标的权P=ZjEj Wii(3)重值。表1北京市二道绿隔生态敏感性评价指标体系Tab.1 Ec ologic al sensit ivit y evaluat ion index syst em for t h e sec ond green barrier in Beijing准则层指标层生态敏感性分级 Eco l o gical sensit ivit y cl assificat io n权重Gu idel ine l evelGu idel ine l evel不敏感轻度敏感 中度敏感高度敏感极敏感Weigh t ing高程/m4530.011 8自然地理因子坡度/250.024 8Ph ysical坡向平面、正南东南、西南正东、正西东北、西北正北0.006 4Geo grap h ical Fact o r地形起伏度/m2500.029 7水体缓冲区/m1 000500 1 000 200 50010020045845145844445143644413.21313.212.8 1312.612.812.60.029 4道路缓冲区/m1 0000.195 6人类活动因子居民点缓冲区/m1 5000.034 3Hu man act ivit y fac-人口密度/万52.4 51 2.40.310.30.Il l 7t o r人/k n?土地利用类型建设用地、耕地草地林地水体、湿地0.244 6C3草、落叶常绿针叶林、植被类型无植被农田水域0.141 9阔叶灌木丛落叶阔叶林生物多样性因子植被覆盖度/%750.047 5Bio diversit y fact o rs农田生态系统、水体与湿地生态系统类型其他生态系统聚落生态系统.森林生态系统0.021 2草地生态系统生态系统分级赋值13579Grading assignment2结果与分析2.1单因子生态敏感性评价2.1.1自然地理因子生态敏感性评价 高程敏感 性主要以不敏感区为主（表2）,占比高达86.6%,主 要分布在北部、南部和东部地区，地势平缓；中度、高度、极敏感区呈集中态势分布在西北部山区，这 几个区域地势险峻，有香山公园、北京西山国家森 林公园等分布在内。研究区域坡度相对较小，变化 最大的区域集中在西北部。坡度敏感性占比最大 区域是不敏感区；中度、高度、极敏感区主要分布在 西北部山区。研究区域地势较为平缓，所以坡向敏 感性5个等级差别不大，面积和占比情况彼此之间 分布较为均匀，最明显的区域集中在西北部山区。地形起伏度敏感性主要以不敏感区为主，占比高达 84.0%,多集中在北部、南部、东部平原地区；中度、高度、极敏感区集中在西北部山区。二道绿隔内水 系较多，水体缓冲区敏感性总体处于不敏感；中度 敏感区、高度敏感区、极度敏感区分布明显，自西北 向东南线性分布，其中分布最为集中的是西北方向 的北沙河、南沙河、沙河水库、京密引水渠等。2.1.2气象因子生态敏感性评价 该区域年均降 水量差别不明显，根据地形不同判定降水量越多，敏感性越高。降水量敏感性分布明显，自东南向西 北逐渐递增，总体呈轻度敏感（表2）；高度敏感区和 极敏感区在西北部集中分布。研究区域年均气温 起伏不大，年均气温敏感性分布界限明显，从中心 向四周递增，总体呈不敏感度；高度敏感区和极敏 感区集中分布在西北山区，说明这部分区域年均气 温较低。2.1.3 人类活动因子生态敏感性评价 二道绿隔 内交通路网密集，道路缓冲区敏感性主要以不敏感 区为主（表2）,呈网状均匀分布，极敏感区占比最 少,但较为集中。居民点缓冲区敏感性处于中度敏 感，中度敏感区和高度敏感区占比相对较大，但略 为分散，分布不明显；不敏感区呈点状分布，东南部 地区最为集中，北部地区较为分散。极敏感区较为 明显，呈集中态势分布于西北部和西南部的山地和 108北京农学院学报第38卷水域区域。人口密度敏感性处于极度敏感，多集中 在公园和绿地、水域附近；不敏感区和轻度敏感区 分布区域最少，点状分布于房山区、大兴区、海淀 区、朝阳区之中。土地利用类型敏感性处于不敏 感，说明该研究区域超过一半的区域是建设用地和 裸地;轻度敏感区较为分散，多分布于耕地；中度、高度、极敏感区集中分布于西北部和西南部的草 地、林地、水体、湿地中。2.1.4生物多样性因子生态敏感性评价 研究区 域植被类型生态敏感性中轻度敏感区占比最大（表 2）,主要分布在农田区域；不敏感区其次，主要是无 植被地区；中度敏感区和高度敏感区主要集中在西 北部的山地地区，由于该区域森林公园偏多，所以 植被类型较为丰富；极敏感区分布在水域周边。植 被覆盖度敏感性主要呈现极敏感，集中在西部公园 附近，其他区域零散分布，表明植被覆盖度75%的区域占比34.2%；不敏感区占比26.3%,表明该 区域植被覆盖度V30%的区域接近1/4。研究区域 生态系统类型敏感性中轻度敏感区比重较大，分布 在聚落生态系统中；中度敏感区占比其次，分布于 农田生态系统和草地生态系统；不敏感区、高度敏 感区、极敏感区分布较少，其中极敏感区分布于水 体与湿地生态系统。表2单因子生态敏感性等级信息Tab.2 Single fac t or ec ologic al sensit ivit y rat ing informat ion不敏感 轻度敏感 中度敏感 高度敏感 极敏感Insensit ive Mil d sensit ivit y Mo derat el y sensit ive High l y sensit ive Ext remel y sensit iverr 切 qi 丁Eval u at io n fact o rs面积比例面积比例面积比例面积比例面积比例AreaPro p o rt io nAreaPro p o rt io nAreaPro p o rt io nAreaPro p o rt io nAreaPro p o rt io n/k m2/%/k m2/%/k m2/%/k m2/%/k m2/%高程 Al t it u de1 429.3586.6120.337.249.703.032.252.01&371.2坡度Sl o p e1 131.166&5366.8622.381.995.044.202.725.791.5坡向 Sl o p e direct io n地形起伏度277.3816.8413.0225.0397.4224.1396.2924.0165.8910.1Terrain1 386.6184.0126.677.752.493.131.552.052.683.2u ndu l at io n,degree 水体缓冲区 Wat er bo dy622.0537.7533.7732.3320.2719.4106.886.567.034.1bu ffer zo ne 年均降水量Average annu al p recip it at io n 年均气温215.7013.1560.8634.0401.3024.3316.5019.2155.649.4Average annu al749.8145.4486.7429.5290.4717.685.505.237.482.3t emp erat u re 道路缓冲区Ro ad bu ffer zo ne居民点缓冲区563.8134.2334.9320.3452.9227.4202.2312.396.115.8Resident ial137.50&3286.6317.4572.7934.7515.7931.3137.29&3bu ffer zo ne人口密度Po p u l at io n densit y12.600.822.621.479.374.8494.6430.01 040.7763.0土地利用类型Land Use t yp e1 002.3360.7368.6222.3180.7011.047.622.950.733.1植被类型Veget at io n t yp e 植被覆盖度511.4031.0930.8456.436.912.29&956.071.904.4Veget at io n433.4826.3205.8912.5212.1412.9232.7114.1565.7834.2co verage生态系统类型Eco syst em t yp e17.261.0991.9660.1542.4132.947.612.950.763.12.2生态敏感性综合评价结果 性处于轻度敏感，各等级面积呈轻度敏感中度敏将单因子生态敏感性加权叠加后，得到生态敏 感不敏感高度敏感极敏感，分析得出：1）不感性综合评价结果（表3）,研究区整体的生态敏感 敏感区面积占比10.1%,集中分布于中心城区之2023年第2期王菲等:北京市第二道绿化隔离带地区生态敏感性评价109中，人类干扰较大。2）轻度敏感区比重最大面积占 比47.3%,主要分布在路网密集、人口密集的区域，多为平原,地势较为平缓，说明接近二分之一的区 域生态环境基本稳定，可承受一定强度的干扰。3）中度敏感区比重其次，面积占比2&3%,主要分布 在山区、河流的缓冲地带，表明该类地区生态环境 系统较为脆弱，稳定性较差，易受到一定的破坏和 干扰口门。4）高度敏感区和极敏感区面积分别占研表3Tab.3 Compreh ensive ec ologic al sensit ivit y assessment生态敏感性综合评价不敏感Insensit ive轻度敏感Mil d sensit ivit y中度敏感Mo derat el y sensit ive高度敏感High l y sensit ive极敏感Ext remel y sensit ive面积 Area/k m2166.89780.28466.95151.1784.71比例 Pro p o rt io n/%10.147.32&39.15.22.3二道绿隔生态保护规划建议当前北京市“十四五”时期绿化隔离带地区建 设发展规划对于二道绿隔地区的规划没有形成比 较完整的体系，各个重点绿色空间没有串联在一 起，较为分散，分区仅仅是平原地区、城镇建设用地 和二道绿隔地区楔形绿地，不够精细具体，根据二 道绿隔的生态敏感性综合评价结果，提出“一带、三 片区、六重点”的生态保护规划结构（图1）,具体规 划建议如下：2.3.1 一带 连接重要生态源地，建立生态廊道，构成生态格局和蓝绿空间体系，形成稳定的网络结 构，建设一条以“蓝、绿”为主色调的蓝绿交织带（图 1）,推动二道绿隔内的生态文明建设。图1生态保护规划结构分析图Fig.1 St ruc t ural analysis of ec ologic al c onservat ion planning2.3.2 三片区1）生态建设区一不敏感区和轻度敏感区。生究区域的9.1%、52%,这部分区域受土地类型的 限制，多为山地、丘陵、水体，主要有八大处公园、北 京西山国家森林公园、国家植物园、香山公园等景 区，永定河、温榆河等河流，水网密布，降水量较多、温度较低,植被覆盖度高，生物多样性丰富，人类活 动干扰较小，生态系统的稳定性最差，极易受人类 活动影响口刃。态建设区位于二道绿隔内生态不敏感区和轻度敏 感区，宜进行合理适度的开发，土地优化和布局应 与生态环境的发展相辅相成；控制建设用地的过度 扩张，积极落实海绵城市等低影响开发理念，提高 朝阳区、顺义区、大兴区、丰台区的生态敏感性。将 裸地、废弃地合理利用，通过见缝插绿、拆违拓绿、破硬复绿等手段提高绿化覆盖率，因地制宜打造家 门口的口袋公园；要广种乡土植物，乔灌草合理种 植,丰富绿化形式，提高生物多样性；轻度敏感区要 格外注重对基本农田和耕地的保护，可发展特色农 业园区和生态示范区；另外要保证“三废”的合理排 放,控制人口规模，打造人与自然和谐发展的人居 环境。2）控制发展区一中度敏感区。控制发展区位 于二道绿隔内生态中度敏感区域，该区域应作为控 制发展区，严格控制开发建设等高强度活动，要在 保护中开发，在开发中保护；注重提高区域内的生 态系统多样性，保护原生植物以及增加植物丰富 度;加强对山脚、陡坡、河流缓冲带等地区的重点绿 化,建立缓冲绿带，并种植植物增加郁闭度，调节小 气候，防止水土流失，对已破坏的生态环境要有计 划的进行修复。3）重点保护区一高敏感区和极敏感区。重点 保护区位于二道绿隔内生态高敏感区和极敏感区，该区域应当作为重点保护区而不是作为开发区。要做好生态修复工作，加强管理力度和生态保护宣 传，自然修复为主，人工修复为辅;对于沙河水库等 水体区域要严格禁止排放污水，确保水质安全和生 态补水a；百望山森林公园、北京西山国家森林公 园等山体区域要补充完善山前绿色屏障，丰富植物 群落结构。整体区域应做好地质灾害评估，保护原 110北 京农学 院学报第38卷生植被和原有物种，稳步提高重点绿色空间的植被 覆盖率拠，增加生物多样性，为动植物提供生长、生 存的空间,促进生态良性循环。2.3.3 六重点二道绿隔内有小西山浅山区、沙 河湿地公园、温榆河公园、北运河公园、南海子公 园、永定河公园六个重点绿色空间，应重视优化该 区域内的生态系统服务功能。对于沙河湿地、温榆 河、北运河、永定河、南海子公园，应加强堤防建设,丰富驳岸形式，建设生态护坡。打造人工湿地，种 植水生修复植物如再力花、千屈菜、莺尾、美人蕉、水葱、香蒲等,增强生态修复效果;对于小西山浅山 区区域，应利用团粒喷播、植生袋等修复技术对道 路边坡等进行植被修复，提高山区的植被覆盖度，创造良好生态空间。3结论与讨论以北京市二道绿隔的生态环境特征为基础，选 取自然地理、气象、人类活动、生物多样性4类因子 构建生态敏感性评价体系，运用层次分析法和 Arcgis空间分析法，最终得到生态敏感性综合分析 图，以下是关于北京市二道绿隔生态敏感性分析的 结论：1)人类活动因子的道路、人口密度、土地类型 和生物多样性因子的植被类型是影响研究区生态 敏感性的主要因子。2)北京市二道绿隔整体生态 敏感性自东南向西北呈递增趋势，整体以轻度为 主,主要分布在中心城市外围；极敏感区主要分布 在小西山和水域、湿地附近。3)通过对不同敏感区 域进行全面的量化分析，预计二道绿隔地区未来的 生态敏感性会随着政策的实施逐步升高，低敏感区 域逐步降低，建议低敏感区域提高生态敏感性，保 护高敏感区域，并对各区域提出对应规划发展建 议，以期实现二道绿隔的可持续发展。将GIS技术应用于小范围的区域生态敏感性 研究，可以使生态敏感性因子的空间叠加分析变得 更加高效和准确“口。因生态敏感性的指标权重通 过AHP获取，方法固有的主观性，会对结果产生影 响。未来的研究可增加评价专家人数，使指标权重 更为客观,提高结果的合理性。还会收集时间序列 数据，深入探索二道绿隔生态敏感性的时空演变规 律s幻，从而为加强二道绿隔的生态环境建设，促进 北京市二道绿隔的生态文明建设及为可持续发展 提供科学依据，给中国相似的城市边缘区提供有力 借鉴。参考文献：1 袁领兄，李坤，范舒欣，等.基于GIS的太原市土地生态敏感 性评价J.北京：中国城市林业,2021,19(3):19-24.2 熊善高，秦昌波，于雷，路路，关杨，万军，李新.基于生态系统 服务功能和生态敏感性的生态空间划定研究以南宁市 为例口.生态学报,2018(22):7899-7911.L 3 陈闪.基于EI的富阳市绿地系统规划研究D.杭州：浙江农 林大学，2015.4罗琦，朱云云.基于生态导向视角的城市边缘区规划研究J.智能城市,2020,6(17):93-94.:5 赵晓伟，徐昕昕.绿色发展指引北京平原二道绿隔绿色空间 规划C/活力城乡美好人居2019中国城市规划年会论 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