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生態適宜性中，土地生態適宜性是指由土地自然屬性所決定的對特定用途的適宜或限制程度［1］。適宜性理論和實踐應用研究過程中出現了多種適宜性評價方法，如疊加制圖法［2］、最小累積阻力模型［3］、層次分析法(AHP法)［4］等。其中的AHP法由于操作方便且具有一定的準確性，因而作為一種經典的方法被廣泛采用;FR模型(frequen-cyratiomodel)最早在預測山體滑坡的研究中使用［5－8］，并有學者通過它來預測城市發展進程［9］，尚未見用于適宜性評價?？紤]到適宜性評價也可以看做是預測城市綠地發展的一種研究，筆者以常州市為例，運用傳統的AHP法及FR模型進行適宜性評價，通過ROC曲線(relativeoperatingcharacteristiccurve)對兩種模型的評價結果進行檢驗優選，以期為進一步開展城市綠地適宜性研究提供思路。 1材料與方法 1．1研究區概況及主要資料 常州市位于江蘇省南部(119°08'～120°12'E，31°09'～32°04'N)，地勢平坦，河網稠密，屬北亞熱帶季風氣候區，日照充足，四季分明，適合多種植物生長。該研究選取常州市5個行政區為研究區域，總面積1669km2。研究資料主要有:常州市1∶1萬航測圖、常州市1∶1萬地形圖、常州市統計年鑒、常州市志及各種專題數據(污染分布圖、土地利用圖等)。以2005年的航測圖為主要數據源采集綠地數據，在ArcGIS支持下采用目視解譯的方法，對常州市城市綠地斑塊進行手工解譯及勾繪，賦予每一綠地斑塊相關屬性。 1．2適宜性評價指標體系及評價標準 適宜性評價因子的選取主要依據其對城市綠地布局影響的顯著性、資料的可利用性等方面［10］。在劃分評價因子的適宜性等級時是以因子水平是否適宜植物正常生長作為標準，選取7個主要因子來構建指標體系:(1)工業污染分布。距離污染源越近，適宜性越低。(2)水體分布。距離水源越近，適宜性越高。(3)道路分布。道路綠地在城市中也能起到一定的防護作用，是城市生態安全格局的重要廊道［11］，距離道路越近，適宜性越低。(4)土地利用。(5)歷史遺跡和古樹名木。歷史遺跡和古樹名木是城市“禁止建設區”［12］，離該區越近，適宜性越高。(6)人口密度。人口密度越大，人為活動越劇烈，適宜性越低。(7)植被指數。植被指數越小，適宜性越低。將上述7個指標空間化并通過ArcGIS9．3轉換成柵格形式，得到單因子的生態適宜性空間分布，景觀粒度為10m×10m，基本像元的最小面積為100m2。 1．3適宜性評價方法 1．3．1AHP法 AHP法是一種多指標決策方法，針對一系列指標建立一組成對比較矩陣，建立矩陣的過程中，每個因子在相同的標準下同其他因子進行對比，根據比較矩陣可以得到一組反映各因子相對重要性的權重向量。參考文獻［13］方法，通過構建統計量來進行一致性指標的統計檢驗，通過一致性檢驗，可以確保所得到的權重組成的合理性，并可將AHP法在較優的情況下所得結果同其他方法進行比較。根據專家評價結果建立3組比較矩陣，得到3組權重，可以在權重變化的基礎上研究來自生態學、城市規劃以及園林方同的專家學者主觀意愿對評價結果的影響。在ArcGIS平臺下，對所有圖層進行歸一化處理，這樣各圖層的SI值(適宜性指數)都分布在0～1的范圍內。鑒于一般評價方法均采用五級制，同時為便于不同評價結果之間的相互比較，選取相同的分級標準劃分適宜性等級，即以0.2、0.4、0.6、0.8作為分級的閾值，將歸一化之后的SI值從0到1劃分為不適宜、低適宜、中適宜、較適宜、高適宜5個水平，最終得到采用AHP法時常州市綜合適宜性等級分布。 1．3．2FR模型法 FR模型是基于城市綠地的分布和適宜性相關因子之間關系的一種方法［9］，通過FR模型，可以獲取各評價因子與城市綠地景觀的空間關系。建立單因子圖層后，運用ARCGIS的空間分析功能，按各因子屬性劃分等級。對所有單因子圖層進行重分類，統計各等級像元數，計算各因子等級的面積占該因子總面積的頻率;再將這些柵格圖層轉化為矢量圖層，通過ARCGIS，選出單因子各等級下的綠地斑塊，并統計其面積，計算其占綠地總面積的頻率及兩個頻率的比值。將頻率比作為屬性賦予各因子的矢量圖層并轉化為柵格圖層，在柵格計算器下進行疊加運算，得到FR模型下的適宜性空間分布。對結果圖層進行歸一化處理，采用與AHP法相同的分級標準劃分適宜性等級，得到FR模型下的常州市綜合適宜性等級分布。 1．4適宜性評價方法的檢驗與優選 研究中引入ROC曲線［14］對兩種方法的計算結果進行檢驗及優選，以像元點的SI值作為解釋變量，以城市綠地的真實分布狀況作為狀態變量，若像元點分布于城市綠地則為1，反之則為0。ROC曲線下的面積越大，表明現有綠地的分布狀況與適宜性分析的預測結果越接近。通過系統抽樣法，按照1km的固定間距在研究區范圍設置樣點，總樣點數為1649個，提取樣點的SI值后在SPSS軟件中進行ROC分析，計算ROC曲線下的面積。 2結果與分析 2．1基于AHP法的適宜性評價結果 運用AHP法計算得到3組權重列于表1。從表1可以看出，3組矩陣的CI值均小于對應的CI臨界值，表明3組判斷矩陣的一致性較高，所得到的權重組成較為可靠;其中土地利用、污染分布、水體分布3個因子的權重變化較為明顯，人口分布所占的比重都較大，其他因子的權重相對穩定，說明專家們在建立比較矩陣時對某些因子的比重存在較為一致的主觀傾向。運用ARCGIS軟件，得到3組權重下的常州市綜合適宜性等級分布，根據等級分布分別統計不同適宜性程度的土地面積及所占土地總面積的比例，結果見表2和圖1。結果表明，雖然3組權重組成中各因子權重有一定的變化，但是常州市城市綠地綜合生態適宜性的空間分布規律以及面積比例都較為一致。研究區生態適宜性的分布規律為中心城區低、郊區高，高適宜區域主要分布在城市西部和西南部，為面積較大的生態建設及農用地，中度適宜區主要分布于城市東部的鄉鎮及其周邊;不適宜區和低適宜區主要為中心城區的居民、商業、工業等建設用地。由此可見，在AHP模型中，只要控制幾個關鍵因子的權重，其他因子的權重變化對于評價結果影響并不大;但是參與評價的專家來自不同學科領域，所關注的重點不同，對于評價因子的選取以及權重必然存在分歧，因而在評價過程中如何減少研究者主觀意愿的影響是研究評價問題的關鍵所在。#p#分頁標題#e# 2．2基于FR模型的適宜性評價結果 通過ARCGIS計算出頻率a、b及FR后列于表3，最后計算出SI，得到FR模型下的常州市綜合適宜性等級分布見圖2。根據圖2統計各適宜區面積，結果見表2。由表2可知，各適宜性等級的空間分布規律與AHP法的研究結果大致相同，高度和較適宜區占研究區總面積的24．14%，主要分布在城市西部、西北部和西南部，為面積較大的生態建設及農用地;不適宜區占研究區總面積的17．75%，主要為中心城區的居民、商業、工業等建設用地?？梢钥闯?，這一模型下的高適宜區和不適宜區明顯比AHP模型下的面積小，而且有較為明顯的過渡，這樣有利于城市綠地的過渡性建設，可以有效地利用土地，并將未來的大型綠地很好地保護起來;高適宜區呈團狀分布，這樣的分布狀況便于城市規劃者對城市綠地進行保護建設，而且大型的綠地斑塊對于降低城市熱島效應具有顯著的作用。 2．3ROC曲線結果與分析 通過SPSS對樣本數據進行ROC分析，得到兩種方法下的ROC曲線見圖3。由圖3可知，3組以AHP法和FR模型計算出來的曲線下的面積分別為0．604、0．612、0．597和0．724，均小于0．7。但是目前常州市城市綠地主要分布于建成區范圍內，而適宜性評價的預測結果顯示高適宜的城市綠地更多地分布于城市郊區，二者之間的差異導致AUC偏小;而且該研究基于大量樣本數據進行分析，能夠在一定程度上反映常州市城市綠地的實際狀況，因而認為結果較為可信。采用AHP法得到的3組不同權重下生態適宜性評價結果總體上的空間分布比較接近，但隨著權重的變化存在一定的波動，說明研究者的主觀意愿對于評價結果存在一定的影響;采用FR模型計算所得的ROC曲線下面積明顯大于以AHP法所得結果，可以判斷在AHP法達到較優的狀態下，FR模型的預測能力仍然強于AHP法。AHP法的核心是對評價因子確立一定的評價標準，然而事實上植物的正常生長與評價因子之間的關系并非單調遞增或遞減，如工業污染雖然對植物生長有不良影響，但城市綠地的一個重要功能就是生態隔離防護，而且某些植物對于污染存在一定的抗性，因此不能簡單地認為距離越近適宜性越低;與水體的距離也并非永遠是越近越好，在氣候干旱地區可能是這樣，在降水充沛的地區未必如此，甚至太近了有可能受到漬害或洪澇破壞;因而基于AHP法的適宜性評價受到了人為影響，其評價結果可能已經偏離了現實。而FR模型按照各因子的屬性劃分等級，并沒有人為地規定這些因子與植物生長適宜性之間的關系，而是通過具體的數據來確定某一地區的適宜性水平，這是兩種方法的根本區別，也是FR模型優于AHP法的所在。 2．4常州市綠地系統規劃的建議 分析基于FR模型的常州市生態適宜性評價結果，筆者認為常州市城市綠地仍然存在許多不足之處，提出相關建議如下:(1)一般來說，城市綠地覆蓋率至少應達到30%才有可能較有效地起到調節小氣候和改善環境質量的效果［15］。因此常州市的綠化覆蓋率還需要提高。(2)針對常州城市綠地布局狀況，應當完善交通綠地規劃，加強道路綠地建設，從改善城市的生態環境這方面來考慮，綠帶建設應設法增加綠帶的寬度，尤其應增加喬木林帶的寬度，增加喬、灌、草型復合結構綠地在綠帶中的比例［16］。(3)近年來常州市大力發展苗圃建設，在郊區建立多個大型苗圃基地，有著“全國花木之鄉”的夏溪鎮就位于常州。因而常州市政府應當把握現有的優勢，進一步加強苗木后備基地的建設，以就近提供園林綠化植物，降低綠化成本。 3結論 (1)傳統的城市綠地評價局限于綠地覆蓋率或綠地斑塊的景觀格局分析，它們僅表現了城市綠化的整體水平，無法進一步評價城市綠地的結構和布局狀況。該研究中基于高分辨率遙感影像提取綠地信息，對研究區綠地進行的適宜性評價，可在保持較高精度的前提下克服了傳統綠調周期長、操作復雜、耗費人力等弊端。(2)運用ROC曲線對兩種方法的計算結果進行檢驗對比，結果表明FR模型的預測能力明顯強于AHP法，基于FR模型的生態適宜性評價，可以得到更為合理的生態適宜性空間分布狀況，并且更好地指導城市綠地建設。(3)通過適宜性評價對城市規劃范圍內的綠地進行分析，并以之確定城市綠地布局的方向，是今后城市規劃的發展趨勢，因而對于評價方法的優化及創新將對綠地系統布局起到重要的作用。