張海龍，張建紅

（商洛學院城鄉(xiāng)規(guī)劃與建筑工程學院，商洛 726000）

基于廣義相加模型的旬陽縣居民點用地適宜性評價

張海龍，張建紅

（商洛學院城鄉(xiāng)規(guī)劃與建筑工程學院，商洛 726000）

基于生態(tài)位理論方法，針對陜西南部秦嶺山區(qū)居民點建設的特殊性，構建評價指標體系，選取海拔、坡度、坡位和坡向四個指標，利用廣義相加模型對旬陽縣居民點用地適宜性進行評價，并將全縣劃分為四個適宜性等級。結果表明：不適宜等級面積為1425km2、一般適宜等級面積為940km2、中度適宜等級面積為741km2、高度適宜等級面積為448km2，占研究區(qū)面積比例依次是：40%、26%、21%、13%。

生態(tài)位理論；居民點用地；廣義相加模型；適宜性評價；旬陽縣

0 引言

居民點是人們生產和生活等綜合功能的承載體，對居民點適宜性評價是科學管理居民點用地的基礎[1]。秦嶺山區(qū)山多平地少，土地資源顯得極為珍貴。對該區(qū)域開展居民點用地適宜性評價，是實現(xiàn)土地合理布局、挖掘土地潛力的重要依據[2-3]，因此推進居民點的整治，改善村莊面貌、基礎設施、生態(tài)環(huán)境、村民居住環(huán)境，才能夠順應并促進社會主義新農村建設和精準扶貧。

生態(tài)位是指目標種群在其生存的生態(tài)系統(tǒng)中的時間、空間位置及其機能關系，具體是指群落內一個物種與其他物種的相互作用[4]。生態(tài)位理論由于其可操作性和實用性，在學界的得到了充分發(fā)展。從而由生態(tài)學領域逐漸應用到了更多的學科領域[5-7]。本文以安康旬陽縣為研究區(qū)，選擇4個對山區(qū)居民點選址有重大影響的自然因素，采用廣義相加模型詳細分析居民點區(qū)域的特征，最終繪制出旬陽縣適宜居民點布局的適宜性地圖，從而為居民點整理規(guī)劃提供科學的理論依據。這也有助于緩解身處秦嶺深處的旬陽縣居民點用地不足、利用不規(guī)范等情況。同時對促進農村居民點規(guī)范、集約化利用與發(fā)展具有重要意義，也為旬陽縣的移民搬遷工程提供了居民點選址的依據。

目前，居民點建設選址主要采用相關分析、模型物元模型、景觀分析等理論方法[2-3、8]，這些方法對本研究都有借鑒作用。

1 研究區(qū)域概況與數據來源

1.1 研究區(qū)概況

安康市旬陽縣位于陜西省東南部，北緯32°29′-33°13′，東經 108°58′-109°48′，南北長 82 千米，東西寬79千米，總面積3554平方千米。旬陽縣居于秦巴山區(qū)東段，漢江從中川流而過[9]。漢江以北屬秦嶺山脈南坡，中部高，四周低，面積2281.7平方公里，占全縣總面積的64.2%；漢江以南屬秦嶺緯向構造帶大巴山弧形構造的邊緣部分，東部和南部高，西北部低，面積1272.3平方公里，占全縣總面積的35.8%?？h境地貌以中山為主，兼有低山、丘陵、河谷地形。全縣轄21個鄉(xiāng)鎮(zhèn)319個村（社區(qū)），總人口45萬人，是陜西省政府批準的革命老區(qū)縣，國家扶貧開發(fā)重點縣。

1.2 數據來源

①2010年旬陽縣土地利用變更調查數據。②旬陽縣90m分辨率的DEM(數字高程模型)、坡度、坡位指數和坡向，均由地理空間數據云（http://www.gscloud.cn/）下載得到。

2 研究方法

2.1 評價指標體系構建

海拔主要影響土地的水熱條件，從而影響到土地的適宜性；坡度對房屋等的建設、土地質量、對灌溉、農機具的應用和土壤侵蝕都有直接影響；坡向則直接影響光熱條件，對居民點的布局影響甚大。有陽坡和陰坡之分；坡位是影響水分條件的重要地形因子，分為脊部、上坡、中坡、下坡、山谷、平地六個坡位[10]。由此可見，以上4個地理因子會嚴重影響到居民點的選址，故選取海拔、坡度、坡向和坡位等指標作為評價指標，構建旬陽縣居民點用地適宜性評價指標體系。

2.2 居民點用地點位數據獲取

根據2010年旬陽縣土地利用變更調查數據，在旬陽縣所有現(xiàn)有村莊中，挑選出居住人口數量大，有一定的建設規(guī)模的村莊(10000m2以上)，作為建模數據。人口多，建設面積大，說明這些地方，適宜人們居住，居民點用地適宜性高，確定為建模采樣點，共計198個（圖1）。

圖1 建模用采樣點分布

2.3 模型介紹

本文采的模型為廣義相加模型（Generalised Addi?tive Models，GAM）,建模方法是將響應變量對某一環(huán)境變量作圖，然后計算擬合數據的平滑曲線，最后相加得到建模結果[11]。平滑曲線采用數據分段方式進行擬合，這樣方便處理更加復雜的數據，對線性和非線性都有強大的擬合效果。它是廣義線性模型的半參數擴展，但比廣義線性模型的預測能力更加強大[12]。

3 結果與分析

對GAM模型建模結果運用3D Analyst工具，根據適宜性指數U的大小將居民點用地適宜性用“自然間斷點分級法”劃分為四個等級（表1，圖2）。自然間斷點分級法具有統(tǒng)計學規(guī)律，有很高的科學性[13]。

表1 旬陽縣居民點用地適宜性等級

圖2 旬陽縣居民點用地適宜性

（1）不適宜居民點用地：適宜性指數：0.080990≤U＜0.238945。旬陽縣不適宜居民點用地最為廣泛，面積1425平方千米，占旬陽縣總面積的40%，主要分布在旬陽西北和東南大部分鄉(xiāng)鎮(zhèn)區(qū)域，其他區(qū)域也有零星分布。該區(qū)域位于山區(qū)地帶，地勢陡峭、坡度較大、交通不便、經濟發(fā)展水平落后，在現(xiàn)有的技術狀況下不適宜布局居民點。

（2）一般適宜居民點用地：適宜性指數：0.238945≤U＜0.439978。旬陽縣一般適宜居民點用地較為廣泛，面積940平方千米，占旬陽縣總面積的26%，主要分布在小河鎮(zhèn)、趙灣鎮(zhèn)、址河鄉(xiāng)、蜀河鎮(zhèn)等地域，與不適宜居民點接近，需采取一定的工程措施以消除不利因素。交通可達性較為不便，經濟發(fā)展水平較為落后。

（3）中度適宜居民點用地：適宜性指數：0.439978≤U＜0.676911。旬陽縣中度適宜居民點用地面積較小，只有741平方千米，占旬陽縣總面積的21%，主要分布在地勢較為平坦的低山丘陵地帶，局域基礎設施條件較為完善，交通較為便利，生產生活條件相對于山區(qū)有明顯提高。居民點達到一定規(guī)模，能夠滿足居民點建設的需要。

（4）高度適宜居民點用地：適宜性指數：0.676911≤U≤1。旬陽縣高度適宜居民點用地面積最小，僅有448平方千米，僅占全縣面積的13%，主要分布在河流兩岸沿岸、交通干線附近的地形平坦區(qū)域，在旬陽中北部大致呈U字型分布。該區(qū)域自然條件優(yōu)越，具備各種類型的居民點建設設施條件，交通便捷，利于對外交流，人口密集，經濟發(fā)展水平相對較高。

4 結論與討論

居民點用地適宜性評價研究是我國社會建設的實際需求，是我國城鎮(zhèn)化過程中居民點以及公共設施優(yōu)化布局的理論基礎[14]。本研究運用廣義相加模型（GAM），對旬陽縣居民點用地適宜性進行了多因素綜合適宜性評價，采用系統(tǒng)聚類方法將旬陽縣居民點用地適宜性評價結果劃分為四個等級：不適宜居民點用地、一般適宜居民點用地、中度適宜居民點用地和高度適宜居民點用地，其面積分別占旬陽縣總面積的40%、26%、21%和13%。分析結果表明，受自然生態(tài)條件限制，旬陽縣最適宜居民點建設的地方主要位于漢江及其支流兩岸，自然地理條件優(yōu)越的地方。其余大部分地方，特別縣境內北部大面積廣泛分布的高海拔山區(qū)，是極不適宜進行民居點建設得。應該對該區(qū)域的零散居民點(自然村)進行逐步分批移民，或就近至少移至中度適宜以上的地區(qū)。如果條件允許，可直接移至漢江沿岸最適宜的地區(qū)，以徹底改善人民群眾的生產生活條件，幫助山區(qū)人民早日脫貧致富，過上小康生活。另外，應加快對縣境內中部中度適地區(qū)的自然條件的治理，提高其用地適宜性等級，擴大適宜建設居民點的土地面積，以便與目前最適宜地區(qū)連成片，方便集中開展居民點的建設，從而促進旬陽縣城鎮(zhèn)化建設水平。

對旬陽縣居民點用地適宜性進行研究，所選的任一評價指標都是某一時間結點的相對量度[15]，故對旬陽縣居民點用地適宜性的評價具有現(xiàn)勢性。另外，其適宜性也受多方面條件制約，而這里只選擇了4個影響最大地形因子，也有考慮不全面的地方，這就需要我們日后進行長期、全面的評價研究。

[1]吳燕輝.基于GIS和土地利用規(guī)劃的土地適宜性評價[D].武漢:華中師范大學，2008.

[2]齊增湘,廖建軍,徐衛(wèi)華,等.基于GIS的秦嶺山區(qū)聚落用地適宜性評價[J].生態(tài)學報，2015，35(4):1274-1283.

[3]秦天天，齊偉，李云強，等.基于生態(tài)位的山地農村居民點適宜度評價[J]．生態(tài)學報，2012，32(16):5175-5183.

[4]朱珊,孟肖旭,王海平.基于生態(tài)位理論的章丘市農村居民點用地適宜性評價[J].中國集體經濟，2016(1):80-82.

[5]畢迎鳳,許建初,李巧宏,等.應用Bio Mod集成多種模型研究物種的空間分布——以鐵杉在中國的潛在分布為例[J].植物分類與資源學報,2013,35(5):647-655.

[6]唐浩,徐柳雄,陳新軍,等.基于GAM模型研究時空及環(huán)境因子對中西太平洋鰹魚漁場的影響[J].海洋環(huán)境科學,2013,32(4):518-522．

[7]錢輝,張大亮.基于生態(tài)位的企業(yè)演化機理探析[J].浙江大學學報（人文社會科學版），2006，36(2):20-26.

[8]楊子生.山區(qū)城鎮(zhèn)建設用地適宜性評價方法及應用——以云南省德宏州為例[J].自然資源學報，2016(1):64-76．

[9]史同廣,鄭國強,王智勇,王林林.中國土地適宜性評價研究進展[J].地理科學進展，2007,26(2):106-115.

[10]鄒玥,任國業(yè),曾良修,余建新.基于農用地分等的公路建設臨時用地復墾適宜性評價[J].中國水土保持，2011，35(3):35-36.

[11]Hastie TJ,Tibshirani R.Generalized Additive Models[M].London:Chapman&Hall/CRC,1990.

[12]陳穎,吳柏清,鄒卓陽,王廣杰.基于GIS的土地適宜性評價——以四川省馬爾康縣為例[J].水土保持研究,2010,17(4):100-103.

[13]歐業(yè)寧,周忠發(fā),符輝.基于GIS的典型喀斯特地區(qū)土地適宜性評價模型的構建——以貴州省福泉市為例[J].安徽農業(yè)科學,2010,38(5):2503-2505,2555.

[14]南曉娜,彭天祥,劉科偉.GIS支持下的山城城市用地適宜性評價[J].——以陜南嵐皋為例，2009，26(3):101-105.

[15]柴仲平,王雪梅,蔣平安.基于GIS決策分析方法的石河子市土地適宜性評價[J].國土與自然資源研究，2009:0038-0039.

Abstract：Based on the niche theory method,constructs evaluation index according to the particularity of the construction of residential land in Qin?ling Mountains of southern Shaanxi province,selects altitude,slope,aspect and TPI,to use the generalized additive model evaluating suit?ability of residential land in Xunyang County,the whole area of residential land suitability is divided into four grades.The result shows:the unsuitable land is 1425km2，the suitable land is 940km2，the more suitable land is 741km2,the most suitable land is 448km2.The propor?tion of area of study area is 40%,26%,21%and 13%in order.

Keywords：Niche Theory;Residential Land;Generalized Additive Model;Suitability Evaluation;Xunyang County

Suitability Evaluation of Residential Land in Xunyang County Based on Generalized Additive Model

ZHANG Hai-long，ZHANG Jian-hong
（College of Urban,Rural Planning and Architectural Enginearing,Shangluo University,Shangluo 726000）

1007-1423（2017）25-0003-04

10.3969/j.issn.1007-1423.2017.25.001

陜西省教育廳專項科研計劃項目（No.15JK1231）

張海龍（1982-），男，陜西西安人，講師，碩士，主要研究方向為空間數字模型與GIS應用

2017-08-01

2017-08-30