城市生态区划和生态敏感性研究--课件

1、城市生态区划和生态环境敏感区规划组员：李家燕 李璐 聂晶 1.0概念原则内容程序方法城市生态区划2.0基地概况因子选择因子分析自然生态因子综合分析结果应用3.0案例介绍城市生态敏感区规划相关概念研究进展因子选择评价方法城市生态模拟与预测城市生态区划123概念原则 45程序 内容方法生态功能区划的产生和发展概念 生态功能 -指自然生态系统支持人类社会和经济发展的功能。生态功能区划-根据区域生态环境要素、生态环境敏感性与生态服务功能空间分异规律，将区域划分成不同生态功能区的过程。其目的是为制定区域生态环境保护与建设规划、维护区域生态安全以及资源合理利用与工农业生产布局、保育区域生态环境提供科学依据

2、，并为环境管理部门和决策部门提供管理信息与管理手段。 目标：明确区域生态系统类型的结构与过程及其空间分布特征。 明确区域主要生态环境问题、成因及其空间分布特征。评价不同生态系统类型的生态服务功能及其对区域社会经济发展的作用。明确区域生态环境敏感性的分布特点与生态环境高敏感区。提出生态功能区划，明确各功能区的生态环境与社会经济功能。生态功能区划的产生和发展原则内容可持续发展原则生态功能区划的目的是促进资源的合理利用与开发，避免盲目的资源开发和生态环境破坏，增强区域社会经济发展的生态环境支撑能力，促进区域的可持续发展。发生学原则根据区域生态环境问题、生态环境敏感性、生态服务功能与生态系统结构、过程

3、、格局的关系，确定区划中的主导因子及区划依据。区域相关原则在空间尺度上，任一类生态服务功能都与该区域，甚至更大范围的自然环境与社会经济因素相关，在评价与区划中，要从全省、流域、全国甚至全球尺度考虑。相似性原则自然环境是生态系统形成和分异的物质基础，虽然在特定区域内生态环境状况趋于一致，但由于自然因素的差别和人类活动影响，使得区域内生态系统结构、过程和服务功能存在某些相似性和差异性。生态功能区划是根据区划指标的一致性与差异性进行分区的。但必须注意这种特征的一致性是相对一致性。不同等级的区划单位各有一致性标准。区域共轭性原则区域所划分对象的必须是具有独特性，空间上完整的自然区域。即任何一个生态功能

4、区必须是完整的个体，不存在彼此分离的部分。生态功能区划的原则 根据生态功能区划的目的，区域生态服务功能与生态环境问题形成机制与区域分异规律，生态功能区划应遵循以下原则：规划内容和步骤还应遵照下述原则 自然属性为主，兼顾社会属性原则； 整体性原则； 保护城市生态系统多样性，维护生态系统稳定性原则； 注重保护资源，着眼长远利益原则；生态功能区划的内容 生态环境现状评价 生态环境敏感性评价 生态服务功能重要性评价 生态功能分区方案 各生态功能区概述 生态环境保护目标，生态环境建设与发展方向生态功能区划应包括以下内容：规划内容和步骤生态功能区划的程序城市生态条件、社会经济条件调查与评价社会生态功能类型

5、划分生态适宜性分析生态敏感性分析生态服务功能重要性分析城市土地利用规划城市经济社会发展规划 区划依据 区划方案土地利用与生态建设对策规划方法生态功能区划方法 生态功能区划按照工作程序特点可以分为“顺序划分法”和“合并法”。 前者是“自上而下”的区划方法，是以空间异质性为基础，按照区域内差异最小、 区域间差异做大的原则以及区域共轭性划分最高级区划单元，再依次逐级向下划分， 一般大范围的划分和一级单元的划分多采用这一方式。 后者是“自下而上”的区划方法，他是以相似性为基础，按相似相容性原则和整体 性原则依次向上合并，多用于小范围区划和低级单元的划分。目前多采用二者结合 的方式。 在具体区划中，常用

6、的基础评价方法包括生态适宜性分析、生态敏感性分析和生态服务功能价值评估等，并对相应图件进行叠加，为最终的分区服务。在形成分区时，可采用空间叠加分析，模糊聚类分析和生态综合评价法等。数据获取因子选取、分级及评价权重确立求取评价结果值及分级标准确定1234城市生态敏感区规划4生态敏感性是生态系统对内外因素综合作用所引起的环境变化响应程度，直接反映了生态环境对外界干扰的敏感程度。生态敏感性分析是在不损失或不降低环境质量的情况下，生态因子对外界压力或外界干扰适应的能力。生态敏感区是对区域总体生态环境起决定作用的生态要素和生态实体,这些实体和要素对内外干扰具有较强的恢复功能，其保护、生长、发育程度决定了

7、区域生态环境的状况。生态敏感性分区是根据区域生态环境要素、生态环境敏感性与生态服务功能空间分异规律，将区域划分成不同生态功能区的过程。生态敏感性 生态敏感性分析 生态敏感区 生态敏感性分区相关概念类型定义极高生态敏感区生态价值高区域，一旦出现破坏干扰，不仅影响正常的开发建设活动，而且有可能会给区域生态系统带来严重的破坏，属于自然生态重点保护地段，该区域严格控制发展 高生态敏感区对人类活动敏感性较高，生态恢复难，对维持最敏感区的生态功能与气候环境等方面起重要作用，开发时必须慎重考虑中生态敏感区能承受一定的人类干扰，但若遭受严重的干扰会引起空气质量下降、植被破坏、噪音等污染，生态恢复慢低生态敏感区

8、受人类干扰较小，可承受一般强度的开发建设，生态恢复较快非生态敏感区可承受一定的开发建设，土地可做多种用途开发生态敏感性分区 国内外研究的主要内容，针对某一单一生态环境问题，如水土流失、酸雨、沙漠化、土壤和生态系统对酸沉降、盐渍化的动态敏感性、地址环境敏感性以及流域生态的敏感性等；目前中国生态环境问题的敏感性研究仅限于局部地区。一类：针对某一单一的生态环境问题的敏感性分析 二类：场地景观与生态敏感性分析 三类：城市生态敏感性分析 研究进展研究方向：三类 以城市生态敏感性研究为基础。目前国内已制定出一套景观与生态敏感性分析的指标，为中、小尺度地域的土地规划和管理提供了定性与定量的评价方法。 城市生

9、态系统的敏感性是由城市的自然条件、社会条件和经济条件共同决定。 主要采用的分析方法主要有： 1、德尔菲法：通过专家选取因子，生态因子评分法和GIS技术对城市生态敏感性进行分析和评价，然后根据不同区域的生态敏感性等级采取相应的保护及开发措施。 2、Arcinfo平台：通过制定各单因子生态敏感性标准及其权重，对各用地单项生态因素敏感性等级及其权重进行评估；然后进行单因素叠加，按各土地利用单因子敏感性分级形成各单因素图层，然后用加权多因素分析得到综合生态敏感性分层，并叠合现状道路、水域、构筑物等得到生态敏感性模型。因子选择因子选择原则科学性原则：完备性、科学性、正确性。指标概念明确，具有科学内涵。主

10、成分性原则：依照重要性和对系统行为贡献率的大小排序，筛选出少数表征该系统本质行为的最主要成分的因子。定性与定量相结合原则：因子尽量量化，对于难以量化而意义重大的指标可定性描述。可操作性原则：因子可取性、可比性、可测性、可控性。简洁与聚合原则：简洁性使因子容易使用，聚合有助于全面反映问题。因子选择方法生态敏感性差异的影响因素包括：自然因素、人为因素两大类。自然因素：地质敏感因子：地质断裂构造带地貌敏感因子：石灰岩山地丘陵、山地陡坡、山体、沙积地貌等。水文因子。人为因素：彼此共生、相互关联通过资源的开发获得物质和环境建设改善生态环境；资源环境以自身质量、数量分布制约人类生存发展； 因地制宜的选取生

11、态因子，以提高研究的科学性、客观性以及实用性。 例如：土壤侵蚀严重时考虑降水、地形地貌、植被、土壤等因子；沙漠化程度严重时考虑土壤质地、植被、湿润指数、大风天数等因子; 也有学者以促进因素、限制因素来分类研究。 技术路线遥感影像图地形图，地质图，城市规划图，土地利用图等利用遥感图像处理软件解译 建立评价指标体系中各因子的地理信息数据库矢量化 进行单因素分析社会经济统计数据标准化处理实地踏勘调查资料评价区域的土地生态适敏感性分析图对结论进行分析 多因子叠加分析数据获取数据分析获取结论 人为因子分析 自然因子分析 建成区 坡度 水域 农田 高程水源保护区自然保护区 。 。数据获取加权叠加法理论依据

12、 加权叠加法是结合GIS的适宜性模型分析中使用最多最流行的方法。其基本原理就是基于叠加的方法，将每个单因子的评价值与权重相乘，再累加求和。加权叠加法最适宜于计算机技术，并且与GIS的叠加技术原理相同，因此加权叠加法与GIS可以很好的契合。数据获取 整个地理信息系统就是围绕着空间数据的采集、处理、存储、分析和表现而展开的，因此空间数据来源、采集手段、生成工艺、数据质量都直接影响到地理信息系统应用的潜力、成本和效率。 空间数据的准确、高效的获取是GIS运行的基础。空间数据的来源多种多样，包括地图数据、野外实测数据、空间定位数据、摄影测量与遥感图像、多媒体数据等等。不同的数据有不同的采集方法，能够获

13、取的空间数据也不尽相同，这其中涉及到： 数据源的选择 采集方法的确定 数据的进一步编辑与处理，包括错误消除、数学基础变换、数据结构与格式的重构、 图形的拼接、拓扑的生成、数据的压缩、质量的评价与控制等等，保证采集的各类数据符合数据入库及空间分析的需求 数据入库，让采集的空间数据统一进入空间数据库。 因子选取、分级及评价生态因子选取 在基于GIS的敏感性分析中，不需要所有的数据都参与敏感性分析评价，要根据规划内容的需要来选择的单因子。对于因子的评价包括两个概念：目标和属性。目标就是研究评价因子要达到的状态；属性则是对因子具体的描述和要达到的指标。 在生态敏感性分析中常用的评价因子有：空气质量、植

14、被、坡度、坡向、水文、景源等。单因子分级及评价 这一步骤，需要将上一步骤选择出的各生态评价因子的原始信息(文字或不同比例图)统一标准，进行等级化、数量化。根据空间分析目标的需要，确定所需的评价标准。例如评价等级可定为V-(Vl，V2，V3，V4)=(最敏感，敏感，低敏感，不敏感)4个等级表示。将每一个定量化的单因子都用一张具有属性的图层表示出来。在实际应用中，单因子的图层可以是栅格的，也可以是矢量的，但是多以栅格图像为主，这是由于栅格图像更便于图层进行叠加操作。依据因子分级标准做出单因子分析图。权重确立权重确立 权重用来衡量单因子的相对重要性，权重值越大，就表示该因子对敏感性的影响越大。确定权

15、重在生态敏感性分析中是关键的一步，往往受到决策者主观因素的影响，但是要尽量减小人为因素带来的误差，反映各项标准之间真实的相对关系。 目前被用于评价因子权重确定的方法己有多种，如成对比较法、排队法、权衡分析法等。基于层次分析法的成对比较法具有高度的逻辑性、系统性、简洁性与实用性的特点，且应用比较广泛、较为常见 。根据评价因子建立成对比较矩阵。根据此矩阵进行比较，再计算产生权重。计算因子的权重将每个因子依照其相互比较的重要度对应表格分别打分。计算出每一行结果的几何平均值。将所有计算出几何平均值求和，再除各单行的几何平均值即为这行因子的权重值 。检验判断结果整合度(CI)计算。在获得各因子的权重后，

16、还要检验此结果是否科学正确，因为这只是两个评价标准间的价值比较，对全体评价标准而言不一定具备这样的价值。这时需要鉴于“整合度”(CI)来解决。基本步骤求取评价结果值及分级标准确定求取评价结果值 进行了权重计算后，在地理信息系统中进行空间分析叠加计算。其基本原理就是应用加权叠加法，将各个单因子地图与各自所占权重相乘，对加权后的准则地图直接进行GIS的算术叠加，最终得出规划区域中每个空间地块的综合得分值。 加权叠加法的计算公式为：分级标准确定最敏感区一般为有地表水影响区或坡度20区域，生态价值高。该区域对开发建设活动极为敏感，一旦出现破坏干扰，不仅影响旅游区正常的开发建设活动的进行，而且有可能会给

17、区域生态系统带来严重破坏，属自然生态重点保护地段 敏感区对人类活动敏感性较高，生态恢复难，对维持最敏感区的良好功能及气候环境等方面起到重要作用，开发时必须慎重 低敏感区能承受一定的人类干扰，但若遭遇严重干扰会引起环境空气质量下降、植被破坏、噪音等生态环境问题，生态恢复慢 不敏感区可承受一定强度的开发建设，土地可作多种用途开发 根据GIS系统的计算结果，生成综合生态敏感性图，从而将计算结果直观地反映在图形中，生态敏感性分析的结果显示土地分为不同的生态区域，为土地的合理配置、有续开发提供科学依据。 综合评价值即代表了该空间地块的生态敏感程度，一般此分值相比较越高，则生态敏感性越强。在此基础上进行生

18、态环境区划，将区域的生态环境按生态敏感性分为最敏感区、敏感区、低敏感区和不敏感区四类 。 城市生态模拟与预测生态环境影响预测与基本含义1、基本含义 自然资源开发项目必须考虑对区域生态环境的影响，主要为土地、植被、水文和珍稀动植物种等生态因子；是否带来某些新的生态因子的变化；是否使某些生态影响严重化；是否使生态问题发生的时空有所变更；是否使某些原来存在的生态问题向有利的方向发展等。生态影响评价是在工程分析、生态系统现状调查和评价、影响预测的基础上，以法规、标准为依据，解释拟建设项目对生态系统影响的重大性，同时辨识敏感对象对污染物排放和环境条件变化的反应，并且提出削减影响和保护生态系统的措施。生态

19、环境影响预测用科学的方法推断生态环境在某种外来作用下所发生的响应过程、发展趋势和最终结果，揭示事物的客观本质和规律。影响预测内容包括：影响因素（如建设项目）分析，即工程影响因素分析；生态环境受体分析，即受影响对象的确定；生态影响效应的分析，即发生了什么问题 生态环境影响预测和评价方法 列表清单法 生态图法 指数法 景观生态学法 生态系统综合评价法生态环境影响预测和评价方法 基地概况 因子选择 因子分析 自然生态因子综合分析 结果应用1234案例介绍5案例介绍 慈城镇位于宁波市江北区西北部，是全国小城镇综合改革试点镇，省、市中心城镇，浙江省历史文化保护区。地处浙江东部沿海宁绍平原，位于宁波市江北

20、区西北部，东与镇海区相连，西与余姚市接壤，北与慈溪市相临，南隔余姚江与鄞州区相望，可谓是“众星拱月”。辖区三面环山，一面临江，平均海拔3.3米，地形北高南低，山水相依，其自然环境优美秀丽，而其山色，城池更因“慈湖、云湖（英雄水库）、鄮湖（毛力水库）”三湖之交相辉映而尤显风姿。慈湖是慈城的点晴之笔，为慈城增添了水灵秀气，而狮子山、大宝山、清道山等却烘托了慈城的雄浑霸气。面向宁波都市区 -卫星城，城镇带 GIS建库 包含镇域及镇区土地利用的所有空间及属性数据的转换以及录入。土地利用水文水资源地质植被等 包含镇域现状水系面状及现状数据及闸门、排涝站等数据；包含重要水库的汇水分析以及地dem地形及遥感

21、3D地形等数据； 包含易发地质灾害点及区域以及当地的植被类型等其他要素。因子选择自然生态因子属性类别项目分区属性值说明自然生态类地形因子高程因子200m9极高敏感区微地貌4m1不敏感区坡度25%9极高敏感区地质因子低易发区5中敏感区不易发区1不敏感区河流水系余姚江200m缓冲区9极高敏感区慈江河流自身9极高敏感区020m缓冲区内7高敏感区2050m缓冲区内5中敏感区50100m缓冲区内3低敏感区100m缓冲区1不敏感区10m以上河流及重要水库水系自身蓝线范围9极高敏感区015m缓冲区内7高敏感区1525m缓冲区内5中敏感区2550m缓冲区内3低敏感区50m缓冲区1不敏感区其它次要水系10m缓冲

22、区1不敏感区植被因子生态林7高敏感区经济林3低敏感区因子分析高程因子分析名称绝对高度（m）相对高度（m）名称绝对高度（m）相对高度（m）极高山50001000高丘陵200500200高山350050001000低丘陵20050050200高中山100035001000高原1500200中山100035005001000高平原20015002050低中山10003500200500低平原20020低山5001000200500由于城市需占有较大地域，且为了便于城市的建设与营运，多数城市是选择在平原、河谷地带或低丘山岗、盆地等地方修建。山区由于地形、地质、气候等情况比较复杂，在用地组织和工程建设方

23、面往往会遇到较多困难。在丘陵地区同样有可能会有一些棘手的工程问题。慈城区域内地形呈西北、东南两级阶梯，西北向东南倾斜，渐趋开阔，构成喇叭形地貌。最高峰为云湖的小黄泥尖，海拔385.7米。因此，此次将慈城镇高程划为20、50、100、200m进行分级控制。我国地形分类表分类面积（hm2）比例不敏感区7436.83565.17%低敏感区1185.35310.39%中敏感区1277.811.20%高敏感区1102.4489.66%极高敏感区409.26443.59%高程因子分区面积统计表因子分析坡度因子分析在山区或丘陵地区，地面坡度的大小往往影响着土地的使用和建筑布置。因此坡度是用地评定的一个重要因

24、素之一。根据城市用地适宜性评价，可以将坡度划分为三类（25%）或四类（0-8%、8-15%、15-25%、25%）。城市各类建设用地中，居住用地对城市地形要求最低，在0.225%之间，而铁路和城市道路用地对城市地形要求较高。同时根据慈城镇现状基本地形地貌，最终将2%、8%、15%、25%作为划分镇域地形的分级界值。各类用地坡度要求坡度因子分区面积统计表用地名称最小坡度（%）最大坡度（%）工业用地0.210仓储用地0.210铁路用地02港口用地0.25城市道路用地0.25居住用地0.225公共设施用地0.220分类面积（hm2）比例不敏感区6767.56859.30%低敏感区533.064.67

25、%中敏感区661.48255.80%高敏感区1757.37315.40%极高敏感区1692.25814.83%因子分析微地貌因子分析城市微地貌对洪涝灾害程度有重要的影响。以慈江为界，分为南、北二片，结合道路、山体，采用路堤合一方式，形成围合，路面（堤顶）标高以50年一遇洪水位3.13米为标准，设超高后，确定为3.43米。因此，本镇域50年一遇最高洪水位为3.43米，一旦出现超过此洪水位洪水，则平原地区均被淹没。因此，海拔低于4米的地区均存在遭受洪水和内涝的威胁风险。对慈城镇微地貌采用1、2、3、4m进行分级控制。微地貌因子分区面积统计表分类面积（hm2）比例不敏感区5376.03747.11%

26、低敏感区489.53814.29%中敏感区2185.15619.15%高敏感区3356.36329.41%极高敏感区4.605870.04%因子分析地质因子分析慈城镇境内的地质灾害分区有：2低易发区和3低易发区以及地质灾害不易发区。2低易发区主要位于慈城北部山区地带，此处地质灾害类型为突发性地质灾害，面积约42.32 平方公里。存在地质灾害（隐患）点1 处（潜在崩塌点），灾害点密度0.02 处/平方公里，威胁道路、行人，威胁资产2 万元。3低易发区主要位于慈城西部乌石山、东南部狮子山、乍山等孤丘。地质灾害类型为突发性地质灾害，分布面积约4.06 平方公里。最终慈城镇地质因子可以划分为低易发区和

27、不易发区，分别为中敏感区和不敏感区。地质因子分区面积统计表分类面积（hm2）比例不敏感区6851.44460.04%中敏感区4560.25639.96%因子分析河流水系因子分析慈城镇镇域内拥有具饮用水源功能的英雄水库、毛力水库、五婆湖水库和人工开凿的慈城标志慈湖，此外共有大小河流53条，均属于慈江水系，其中区级及区级以上河流7条，分别为东大河、郭塘河、东城河、慈江以及连通慈江和姚江的安仁河、中横河、官山河。同时慈城镇面临着台风、洪涝等自然灾害，需要对全镇水系采取严格的保护，保证其现有的蓄洪和排洪能力，因此水系因子是影响城市空间布局的一大重要因素。根据宁波市相关规划规定：沿岸每侧应保证不小于30

28、米的绿化带。沿市区内河两岸改建住宅时必须保证每侧不小于8米的绿化带，当内河宽度为二十米以上时，绿化带每侧不小于15米。当河流宽度小于20米时，则沿河绿化带每侧应不小于12米；当河流大于或等于20米时，则沿河绿化带应不小于18米。沿古城护城河外侧建设不小于50米宽的沿河绿地，沿新城官山河两侧建设15-50米宽的沿河绿地。新区沿江绿带宽度控制在100米及以上，旧城区以滨江道路为界，在规划设计中，应充分考虑体现宁波特色，注重景观的丰富性及植物的多样性。河流水系因子分区面积统计表分类面积（hm2）比例不敏感区9331.4381.77%低敏感区785.33256.88%中敏感区276.42.42%高敏感区424.31253.72%极高敏感区596.62255.23%生态因子综合分析叠加规则最大值 自然生态类里部分因子对城市空间布局的影响是“一票否决制”， 对于该类需采用极大值叠加方法。 慈城镇历年来城市内涝和洪灾十分严重，城市水系是防洪泄洪的重要保证，因此需要重点保护，需采用极大值叠加。 坡度是城市布局的重要因子之一，为