基于 GIS 的湖南省人居环境自然适宜性评价

尹晓科

【摘要】基于GIS平台，以 1 km×1 km栅格为基本单元，选取地形、地被、气候、水文等自然因子，构建模型计算了湖南省不同地区的人居环境指数，揭示了湖南省人居环境自然适宜性的空间格局，探讨了湖南省不同地区的自然适宜性和限制性因子。研究表明： 湖南省的人居环境指数介于 22.5 ～87.3 之间，整体格局是北部人居环境指数较高，往南和往西均呈逐渐降低趋势。比较适宜区的分布面积最广，占全省面积的65.32%，相应人口最多，占全省人口的74.35%; 一般适宜区土地面积占全省面积的 32.6%，相应人口占34.37%; 高度适宜区面积占8.34%，人口占9.26%; 临界适宜区面积、人口占比均最低，分别为0.85%、0.11%。地形起伏大是湘西的共同限制因子，水热匹配状况差是怀化、吉首的主导限制因子，地被覆盖稀疏是部分经济发达地区的主要限制因子，大部分一般适宜区同时受多个自然因子限制。

【关键词】湖南省;人居环境自然适宜性;GIS;地形;地被;气候;水资源

人居环境是人类聚居生活的地方。人居环境的组成可以概括为 5 大系统： 自然系统、人类系统、社会系统、居住系统和支撑系统。自希腊学者道萨迪亚斯 （ Doxiadis） 于 20 世纪 50 年代提出“人居环境科学 （ Ekistics） ”的概念以来，人居环境逐渐成为热点研究课题，研究范围不断延伸，大到国家、省市一级，小到流域、村落、社区一级都有相关研究成果; 不仅研究气候、地形、水文等自然因素对人居环境的影响，还探讨人居环境与经济发展等因素之间的关系; 评价方法不断完善，因子分析、遗传算法、GIS、模糊综合评判等方法被引入相关研究。国外学者建立了生态居住区评价体系，如美国的 LEED 标准和荷兰的Eco-Quantum 标准等，顾文选等人的研究成果标志着我国城市人居环境的评价指标体系初步成型。

国家 《国民经济和社会发展第十一个五年规划纲要》提出编制全国主体功能区规划的任务，推动了国内人居环境研究的发展，如封志明、郝慧梅等分别对中国、陕西省人居环境的研究，对指导区域发展定位，实现人口、资源环境协调发展有实际应用价值。基于已有研究成果，借助遥感、GIS 等技术方法，本研究旨在揭示湖南省人居环境自然适宜性的空间格局，探讨湖南省人居环境的自然适宜性和限制性，以期能够较好地反映湖南省人居环境自然条件的地域差异，为相关政策、研究等提供借鉴参考。

湖南省，简称“湘”，是中华人民共和国省级行政区，界于北纬24°38′～30°08′，东经108°47′～114°15′之间，东临江西，西接重庆、贵州，南毗广东、广西，北连湖北，总面积21.18万平方千米。

湖南地处云贵高原向江南丘陵和南岭山脉向江汉平原过渡的地带，地势呈三面环山、朝北开口的马蹄形地貌，由平原、盆地、丘陵地、山地、河湖构成，地跨长江、珠江两大水系，属亚热带季风气候。

截至2019年7月，湖南省下辖14个地级行政区，其中13个地级市，1个自治州。共有36个市辖区、18个县级市、61个县、7个自治县，合计122个县级区划。403个街道、1138个镇、309个乡、83个民族乡，合计1933个乡级区划。2019年末全省常住人口6918.38万人。

湖南省的人居环境指数介于 22.5 ～87.3 之间，整体格局是北部人居环境指数较高，往南和往西均呈逐渐降低趋势。比较适宜区的分布面积最广，占全省面积的65.32%，相应人口最多，占全省人口的74.35%; 一般适宜区土地面积占全省面积的 32.6%，相应人口占34.37%; 高度适宜区面积占8.34%，人口占9.26%; 临界适宜区面积、人口占比均最低，分别为0.85%、0.11%。

地形起伏大是湘西的共同限制因子，水热匹配状况差是怀化、吉首的主导限制因子，部分经济发达地区主要受地被覆盖状况限制，大部分一般适宜区同时受多个自然因子限制。经过相关研究的验证表明，人居环境指数（ HEI） 模型可以较好地定量反映区域人居环境自然适宜性状况。在模型可用的前提下，所采用的数据及其处理方法是决定研究结果科学性的关键。本文而言，主要是指自然要素数据的时空分辨率和人口空间分布模拟的精度。本文的气象数据选取湖南及其周边64 个气象站点的多年观测值求平均值、NDVI 数据由 1998 - 2008 年植被指数数据采用最大化合成法获得，既能体现不同位置自然条件的差异性，又可以反映同一位置自然条件的稳定性。人口空间分布模拟计算精确到县区一级的人口增长率，在保证数据可获得的前提下最大限度地提高了模拟精度。实证分析表明，本研究较好地刻画了湖南省人居环境的自然格局和地域差异，可以为湖南省界定主体功能区、引导人口合理分布提供借鉴参考。然而人居环境由多个复杂系统组成，自然适宜性只是其适宜性评价的一个方面。因此，人居环境的定量评价还有许多课题有待深入研究。

参考文献：

[1]胡志丁，骆华松，唐郑宁，等.基于栅格尺度的云南省人居环境自然适宜性评价研究[J].地域研究与开发，2009，28（6）：91-94.

[2]娄胜霞.基于 GIS 技术的人居环境自然适宜性评价研究——以遵义市为例[J].经济地理，2011，31（8）：1358-1363.

[3]李益敏，刘素红，李小文，等.基于 GIS 的怒江峡谷人居环境容量评价——以泸水县为例[J].地理科学进展，2010，29（5）：572-578.

[4]魏伟，石培基，冯海春，等.干旱内陆河流域人居环境适宜性评价——以石羊河流域为例[J].自然资源学报，2012，27（11）：1940-1950.

[5]李雪铭，冀保程，杨俊，等.社区人居环境满意度研究——以大連市为例[J].城市问题，2008（1）：58-63.

基金项目：本文系湖南生物机电职业技术学院校级课题《基于GIS的湖南省人居环境适宜性研究》（项目编号19yx09）的研究成果。