基于GIS的邢家渡废弃沉沙池土地利用适宜性评价研究

摘要：对济南邢家渡废弃沉沙池的土地利用现状进行了调查，利用GIS工具做出土地利用现状图，进行了土地利用现状分析。指出了废弃沉沙池对当地环境带来很大的威胁，治理刻不容缓。结合野外调查数据，建立土地适宜性评价的指标体系，赋予权重，利用arcgis 9.3工具进行了土地适宜性评价，得出了耕地、林地以及湿地的适宜性分等图。对适宜性分等图进行分析，通过3种适宜性分等图的比较分析，提出了湿地是最适宜废弃沉沙池治理的土地利用类型。

关键词：废弃沉沙池；土地适宜性评价；湿地

中图分类号：TV738文献标识码：A文章编号：1674-9944（2013）10-0173-04

1引言

位于济南市邢家渡的引黄灌溉为灌区内农田灌溉、抗御干旱、农业生产提供了必要的水源条件。灌区在促进两县一区农业增产、农民增收、农村发展的同时，也补给了灌区内地下水源，改善了城乡饮水条件，改造了盐碱涝洼，取得了巨大的社会、经济和生态效益。但是由于灌区沉沙池已运行近30多年并于2002年停止使用，因此节水改造规划采取“加大比降、缩小断面、提高流速”达到冲淤平衡、携沙入田的方案，致使灌区沉沙池约200hm2土地彻底废弃，多年来淤积的泥沙成为当地沙患的主要源头，严重影响了当地的生态和居民生活环境。进行废弃沉沙池土地利用适宜性评价研究，将为灌区沉沙池土地制定合理的利用定位，为改善当地及周边区域生态环境提供理论基础，对于当地生态环境建设，区域气候调节，增加生物多样性，生态旅游功能，对开发、利用、保护与建设废弃沉沙池等多个方面都具有极其重要的现实意义。

2研究区概况与研究方法

2.1研究区概况

邢家渡引黄灌区位于济南市北部，黄河以北，济南市天桥区小部分，济阳县、商河县大部，地处东经116°52′～117°27′，北纬36°47′～37°32′之间，含济阳县、商河县及天桥区的29个乡镇，998个自然村。灌区总面积177.6万亩，其中设计灌溉耕地面积93万亩。引黄灌区的废弃沉沙池位于黄河下游左岸，济南市区的东北方向，是济南市最大的引黄灌区，也是山东省6大灌区之一，受益范围包括济阳、商河、天桥两县一区29个乡镇，1052个自然村，总人口81万人，年平均引用黄河水2.3亿m3，为灌区内农田灌溉、抗御干旱、农业生产提供了必要的水源条件。其地貌类型为黄河冲积平原，全灌区地势平坦，地势自西南向东北倾斜，地面平均坡降1/7000左右。由于黄河历次改道沉积物质较多，形成地形起伏，岗坡洼相间，微地貌差异明显。邢家渡灌区位于黄河下游右岸，济南市区以北，属暖温带半湿润大陆性季风气候，四季分明，春季和冬季受西北高压控制，气候干燥多风，风沙大。夏秋季节受东南季风影响，炎热多雨，灾害频繁。冬季干冷。春旱、秋涝、晚秋又旱是本区气候的主要特点。

2.2研究方法

在实地调查、资料收集处理和评价指标体系确定的基础上基于ArcGIS9.3平台构建沉沙池地区空间数据库，确定评价指标的权重，最后通过构建的评价模型对沉沙池地区土地进行适宜性评价[7]（图1）。

3土地利用现状分析

3.1数据源的获取

影像图的来源主要是利用Googlemap图像截获器工具获得google earth上的沉沙池地区的影像资料。得到缩放级别为19级的沉沙池影像图。对照各级比例尺及空间分辨率列表得知，数据为分辨率为0.54m的沉沙池影像，根据沉沙池内地类情况，此影像完全可以帮助本文分辨地物[6]。

3.2数据处理

利用arcgis9.3加载影像数据，分别建立点线面的图层并对影像数据进行数字化，得到废弃沉沙池数字化图。对数字化图建立拓扑关系并进行拓扑检查，确保数字画图准确无误。再对点线面的数字化图进行属性表的编辑，将已准备好的数据录入属性数据库。最终得到沉沙池地区的土地利用现状图（图2），GPS测点的点状分布图，河流分布图，地形图等数据。

3.3土地利用现状分析

表1沉沙池土地利用现状面积统计根据土地利用现状图（图2）以及用地类型面积表（表1）得出，研究区的总面积为204万m2。其中林地面积为118.21万m2，占总面积的57.95%，在废弃沉沙池中面积最大，比重最高。结合实地考察资料，林地面积虽多，但砍伐现象严重，林地内植物种类比较单一，依然存在严重的生态安全。耕地面积为31.36万m2，占总面积的15.37%，但是由于当地土壤质地以及周边环境的影响，农作物欠收，经济效益不明显，影响到农民耕种的积极性。沙地面积为31.92万m2，占总面积的15.65%，沙地面积仅次于林地面积，是沉沙池内部面积第二大的土地利用类型，对废弃沉沙池中的环境有很大影响，因此对沉沙池的治理刻不容缓。大面积沙地直接给废弃沉沙池以及周边环境带来危害，如耕地面积减少、池区生态环境恶化、济南城区空气污染等。

4土地适宜性评价

4.1评价单元的划分

评价单元是按照土地质量均匀一致的原则划分的土地适宜性评价的基本单位，是由对土地质量具有关键影响的各土地要素组成的空间实体，是土地评价的基础图斑晰[2]。各评价单元要尽可能保证单元内土地质量、土地属性的相对一致性，不同评价单元之间可有差异性和可比性。本文主要采用的是土地利用祥查图斑法，是将原有的土地利用祥查图经逐年变更订正得到评价年份的现状图，作为工作底图，选取评价区域的土地，用与统计台帐相对应的图斑作为评价单元[3]。

4.2指标体系的建立

4.2.1确定评价因子

济南市废弃沉沙池的地类不是很丰富，每一块地类图斑内地形较为单一，土壤特性均为黄河泥沙，所以本文只选择海拔高度、土地现状、灌溉条件和表土质地四个评价因子，来进行土地适宜性评价。

4.2.2确定权重

本文主要采取主观赋权法，通过对相关专家咨询，结合沉沙池的特性，得出权重表。其中灌溉条件与表土质地对适宜性评价影响比较小，所以权重相对于海拔高度和土地利用现状来说比较小。

4.2.3建立指标体系

根据以上所得建立系统的适宜性评价指标体系（表2），为适宜性评价做好准备。

4.3土地利用适宜性评价

4.3.1评价单元得分的计算

将评价因子输入属性数据库中，根据其属性，算出每一个图斑的得分值，转换成raster。利用累加模型计算出土地综合评价分值[1]：

S=∑ni=1WiAi

式中，S为综合分数，W为第i个因素的权重；A为第i个因素加权前的单因素分值；n为参评因子数。

4.3.2将单元得分进行分等

得到综合分值之后，利用重分类进行等级划分。本文把每种土地利用方式的土地适宜性分为三等，分别为：一等（最适宜）、二等（中等适宜）、三等（不适宜）一等土地适宜性最强，一等土地是最适合的土地利用类型，二等土地为适宜性中等的土地，三等土地为适宜性最差的土地，不适合规划为该土地利用类型。。得出林地、耕地以及湿地的适宜性分布图（图3、图4、图5）。

4.4适宜性评价结果分析

4.4.1林地适宜性评价结果分析

利用arcgis统计分析功能得出林地适宜性分等面积表（表3），结合林地适宜性分等图可以看出林地最适宜分布在废弃沉沙池的中部以及边缘地区。其中林地一等适宜性土地的面积为116.42m2，占总面积的 57.07%。二等土地面积为56.20m2，占总面积的比重为27.46 %。其特点为一等类型的土地比重比较大，但是不适宜种植林地的土地也比较多。但是结合沉沙池土地利用现状，由于砍伐现象严重以及林地内种类单一，还是会带来一定的生态危险。

4.4.2耕地适宜性评价结果分析

根据耕地适宜性评价图与耕地适宜性分等土地面积表（表4），耕地最适宜性的土地主要分布在废弃沉沙池的北部地区。其中耕地一等适宜性土地的面积为36.03m2，占总面积的 17.66%。二等土地面积为134.88m2，占总面积的比重为 66.12%。根据耕地适宜性图，适合种植的耕地面积比较小，不适宜种植的耕地面积与不适宜植树的林地面积比重相当。由于当地土壤以及外界环境条件的限制，使废弃沉沙池耕地种植的难度加大，同时也有一定的风险，打击了农民种植农作物的积极性，造成不良的影响。

4.4.3湿地适宜性评价结果分析

根据湿地适宜性评价图与湿地适宜性分等土地面积表（表5），湿地最适宜性的土地主要分布在废弃沉沙池的中部以及南部地区。其中湿地一等适宜性土地的面积为91.07m2，占总面积的44.64 %。二等土地面积为109.63m2，占总面积的比重为53.74 %。不适宜规划为湿地的三等土地所占比重非常小。基本上大部分土地都可以作为湿地。由于靠近引黄灌区引水比较方便而且受当地土壤等自然因素的制约，将济南市废弃沉沙池当作湿地来进行生态修复的可行性是比较大的。

5结语

本文通过对济南废弃沉沙池土地适宜性评价分析得出的结论有：耕地适宜性最强的土地面积比较少，大部分分布在沉沙池北部地区，受土壤因素的制约很大一部分土地不适合种植种作物。根据耕地适宜性图可以看出，适合种植的耕地面积比较小，不适宜种植的耕地面积与不适宜植树的林地面积比重相当。由于当地土壤以及外界环境条件的限制，使废弃沉沙池耕地种植的难度加大，同时也有一定的风险，打击了农民种植农作物的积极性，造成不良的影响。林地适宜性最强的土地分布在沉沙池中部以及西南部。其特点为一等类型的土地比重比较大，但是不适宜种植林地的土地也比较多。但是结合沉沙池土地利用现状，由于砍伐现象严重以及林地内种类单一，还是会带来一定的生态危险。湿地适宜性最强的土地分布在沉沙池的东南部，不适宜规划为湿地的三等土地所占比重非常小。基本上大部分土地都可以作为湿地。由于靠近引黄灌区引水比较方便而且受当地土壤等自然因素的制约，将济南市废弃沉沙池当作湿地来进行生态修复的可行性是比较大的。

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