梁子湖生態屏障區土地利用模式研究

劉世斌，李江風，勞燕玲，王建英

（1.中國地質大學（武漢）公共管理學院，武漢430074；2.華僑大學 旅游學院，福建 泉州362021）

目前，人們已經普遍意識到合理的土地利用方式對區域可持續發展的重要性，但針對湖泊生態屏障區土地利用模式的研究則并不多見。鑒于此，本文提出構建梁子湖生態屏障區的設想，并建立四種相應的土地利用模式，對梁子湖生態屏障區的土地利用布局進行調整，以緩解梁子湖開發與保護所面臨的問題，更好地發揮生態屏障區的生態系統服務功能。

1 材料與方法

1.1 研究區概況

梁子湖位于湖北省東南部，長江中游南岸，地處武漢市、鄂州市、黃石市、咸寧市的交界地帶，是武漢“1＋8”城市圈的中心區域，湖面面積293.2 k m2，貯水量6.5億 m3，梁子湖流域位于東經114°31′—114°42′，北緯30°04′—30°20′，流域總面積2 417.24 k m2。梁子湖是大型永久性淡水湖泊，水質良好，以Ⅱ類和Ⅲ類水質為主；流域濕地生態系統完整，生物多樣性豐富，已列入亞洲重要濕地目錄，被稱為“鳥類樂園”和“物種基因庫”；流域的自然旅游資源和人文旅游資源結構特征鮮明，數量大，共調查獲取資源單（群）體459個，其中超過四成位于鄂州市范圍內。

本文以構建的梁子湖生態屏障區為研究對象，生態屏障區的具體范圍及土地利用情況將在后文詳細介紹。

1.2 數據來源與處理

本文的研究數據包括：① 梁子湖生態屏障區所涉及的武漢市江夏區、鄂州市梁子湖區、鄂城區、華容區、黃石市大冶市以及咸寧市咸安區六區（市）的2009年第二次土地調查的1∶1萬土地利用現狀數據，來源于湖北省國土資源廳；② 六區（市）新一輪土地利用總體規劃修編資料，來源于湖北省國土資源廳；③ 研究區的1∶5萬地形圖矢量數據，來源于湖北省測繪局；④ 《梁子湖生態環境保護規劃（2010—2014年）》，湖北省人民政府辦公廳鄂政辦發〔2010〕95號文；⑤ 研究區各地的社會經濟統計數據，資料源自六區（市）2009年統計年鑒。前期，在 Map GIS 6.7平臺及Map GIS二次調查數據庫建庫系統（農村通用版）的支持下，統一各矢量數據的數據格式和坐標系統，并建立數據庫，研究時主要運用Map GIS 6.7平臺的空間分析功能和建庫系統的矢量數據預處理功能對相關數據進行統計和分析。本研究采用的土地利用分類系統是根據《土地利用現狀分類》（GB／T 21010-2007）并結合《縣級土地利用總體規劃編制規程》（TD／T1024-2010）中“土地規劃用途分類及含義”的要求和梁子湖流域的實際情況來確定的，將土地利用類型分為農用地、建設用地和其他用地三大類，耕地、園地、林地、城鎮用地、村莊、荒草地和裸地7類。

1.3 梁子湖開發與保護面臨的問題

梁子湖流域內濕地資源具有良好的自然環境和重要的生態功能，隨著武漢城市圈區域一體化的推進，梁子湖的開發與保護面臨多方壓力，主要體現在以下幾個方面：

（1）城鎮化進程的壓力。梁子湖周邊新型城鎮的擴張已經危及梁子湖的生態系統平衡，如東湖高新技術開發區擴容、鄂州紅蓮湖新城和咸安新城的發展在未來必然對梁子湖造成壓迫（圖1）。這種壓力具體體現在：① 生活污水和工業廢水的排放量增加，對流域地表水體造成污染，進而影響湖水的水質；② 城鎮生活用水和工業生產用水的數量增加，易造成地下水水位下降和上游來水水量的減少，破壞流域的水循環；③ 城鎮建設用地的增加必然帶來更多的生活垃圾，這些固體污染物同樣會給梁子湖的水環境和生態系統帶來負面影響。

（2）旅游資源開發與環境保護的矛盾日益顯著。梁子湖生態環境良好，是典型的湖泊型旅游目的地，但以“水”吸引游客的梁子湖生態系統具有脆弱性。隨著旅游資源的開發，旅游項目建設過程中會破壞原有生態系統的結構，使物種減少，導致湖泊的生態功能退化；項目建成后由于外來人員的增加、生活垃圾和污水的排放，局部可能超過環境的承載力。例如梁子湖東北部地區紅蓮湖周圍開發的旅游地產，毀塘造房，大片水域、沼澤、蘆蕩田園被填埋，隨著房地產開發的熱潮加劇，濕地功能的退化喪失，大片的蘆葦、水網遭受破壞，其中最突出的表現是鳥類的原始棲息環境被破壞，生態平衡出現危機。

圖1 梁子湖周邊城市擴張態勢示意圖

（3）農業漁業資源的過度開發產生的威脅。湖泊資源在農業漁業發展中發揮著重要作用，為農業生產提供水源、凈化水質、蓄洪防旱，提供漁業生產的基礎、促進農業產業結構升級［13］，但是農業漁業資源的過度開發會對湖泊的生態平衡產生嚴重的威脅。20世紀50年代至80年代期間，梁子湖的湖面面積因周邊圍湖造田由490.8 k m2萎縮至357.6 k m2，縮小了27.1%，而20世紀80年代以來，圍墾繼續發展，且圍欄養殖盛行，但農業生產結構單一，超強度的漁業捕撈導致魚類資源大量減少并嚴重污染了水環境，圍墾和圍欄養殖不僅使梁子湖的湖面面積繼續萎縮，還對梁子湖的水環境產生嚴重破壞。

Third,the framework of global free trade and multilateralism will be greatly damaged by the EU strengthening economic protectionism.

1.4 研究思路

本文在分析了梁子湖開發與保護面臨的問題的基礎上，提出構建梁子湖生態屏障區的設想，并結合梁子湖流域的實際情況圈定生態屏障區的范圍，詳細分析梁子湖生態屏障區土地利用的結構和布局；然后提出生態屏障區土地利用布局的原則和要求，根據地域分異規律，運用規劃的理論和方法，構建梁子湖生態屏障區四種土地利用模式；最后通過構建的土地利用模式對屏障區內的土地利用布局進行調整模擬并對模擬結果進行總結。本文的研究思路如圖2所示。

圖2 研究思路

2 結果與分析

2.1 構建梁子湖生態屏障區的設想

“生態屏障”一詞是長期社會生產實踐和生態環境建設過程的經驗總結，主要體現的是屏障區對生態系統的防護功能。目前，學者對生態屏障區建設的相關理論和實踐進行了許多有益的探討，較系統的研究有2001年四川省林學會舉辦的“建設長江上游生態屏障學術研討會［14］”，王玉寬［15－16］等就生態屏障的內涵與價值，功能與特點進行了較為詳細的論述，段豫川［17］、張曉平［18］、陳書卿［19］等均對長江上游生態屏障建設與產業發展問題進行了探討。此外，潘開文［20］通過對生態系統服務功能的分析研究，將生態屏障功能概括為6種功能：過濾器功能（filter f unction）、緩 沖 器 功 能 （buff er f unction）、隔 板 功 能（screen f unction）、庇護所功能（shelter f unction）、水源涵養功能（green-tree reser voirs f unction）和精神美學功能（aesthetics f unction）。

為了減輕梁子湖周邊城鎮化進程造成的威脅，緩解旅游資源開發與環境保護的矛盾，構建綠色高效的農業漁業生產模式，維護梁子湖優良的水生態環境，促進整個流域社會經濟的可持續發展，本文提出構建梁子湖生態屏障區的設想。結合梁子湖流域的自然環境和社會經濟狀況，綠色生態屏障設置的范圍為：北部以滬蓉高速和武黃高速為界，向兩側各擴展約1 000 m，西側以京珠高速公路和武廣高鐵為界，東側以武九鐵路、大冶礦山專用鐵路線和保安湖、三山湖為界，南部以咸安新城擴展區和通過流域的武漢城市圈大外環高速公路為界，在梁子湖流域形成封閉環狀，部分地段根據地形地貌和建設狀況略有出入，此外，流域南部水源涵養區因其對梁子湖的重要水土保持功能，而將該區域的大部分劃入生態屏障區。以主要交通干線、周邊湖泊和山脈等作為生態屏障區的擴張邊界，不僅能明確其范圍，還能形成有力的隔板功能。整個生態屏障共同構成梁子湖的緩沖帶，抵抗外部城市化進程對梁子湖的壓迫，是梁子湖周邊武漢、鄂州、咸安、大冶的城市擴張邊界，可過濾土地資源開發對湖泊環境產生的影響，成為湖泊濕地動植物的庇護所，為流域農業漁業的持續發展提供保障。

2.2 生態屏障區土地利用現狀分析

以界定的梁子湖生態屏障區為對象，統計其土地利用現狀數據，結果顯示：2009年，生態屏障區土地總面積142 502 h m2，其中農用地102 180 h m2，占生態屏障區總面積的71.70%，農用地中耕地54 448 h m2，園地2 870 h m2，林地39 746 h m2，其他農用地5 116 h m2；建設用地12 726 h m2，占生態屏障區總面積的8.93%，為區內城鎮、農村居民點及工礦用地；其他土地27 596 h m2，占生態屏障區總面積的19.37%，包括水域、灘涂沼澤和自然保留地等。可見屏障區內土地利用以農用地為主，農用地又以耕地和林地的比例較大。

土地利用布局通過影響區域的氣候、土壤、水文、地貌、生物多樣性以及景觀結構，使得生態系統的結構和功能發生改變［21－23］，生態屏障區的土地利用布局對其生態系統服務功能具有決定性作用。梁子湖生態屏障區的土地利用布局南北差異明顯：北部及東北部是以耕地為主的梁子湖洼地，此外分布有零星建設用地及武漢至鄂州的交通廊道，該區域地勢平坦，農田生態系統較脆弱；中部為過渡地帶，是耕地、林地混合布局的低丘崗地，但中部耕地和林地的布局在江夏片和鄂州片又存在區別：西部的江夏片離湖面近端的區域以耕地為主，遠端夾雜著部分林地，而東部鄂州片則相反，即離湖面近端的區域分布著部分林地，遠端以耕地為主；南部是梁子湖流域的上游集水區，是梁子湖重要的水源涵養地，該區域是以林地園地為主的低山，區內地形復雜、坡度較大，易發生水土流失。

2.3 生態屏障區土地利用布局的原則與要求

在開展梁子湖生態屏障區土地利用布局研究時，應堅持生態用地優先的原則，主動緩沖和阻止外部壓力對梁子湖生態系統的威脅，根據屏障區土地利用現狀分析，從生態用地布局實施的可能性、效益、保障條件、社會敏感性等方面出發，以優先安排生態用地為前提，提出科學合理的土地利用模式；此外，應遵循屏障區土地規模化利用的原則，提高土地利用的集中連片性，形成穩定的梁子湖流域生態屏障。

結合生態屏障區的6種生態系統服務功能和梁子湖流域的具體情況，梁子湖生態屏障區土地利用布局的要求包括：① 實施南部丘陵和山區坡耕地的生態退耕，并推進屏障區各地的綠化工程，以防止湖泊周邊的水土流失，形成對流域洪水的過濾網，同時達到涵養水源的目的；② 保護屏障區內的灘涂和沼澤等濕地資源，控制濱水地帶的土地利用，形成環梁子湖的生態型農業系統，緩沖人類活動對梁子湖水環境的不利影響，并阻擋周邊城鎮化的推進；③ 引導產業結構轉型或調整，通過在生態屏障區內引入生態發展與研究型企事業機構、設置政府管理機構，與濱湖濕地公園、梁子湖水面構成研究開發型（R＆D）產業基地，以此對梁子湖進行主動保護；④ 嚴格控制生態屏障區內農村居民點用地規模，盡量降低生態屏障區內居民生活對梁子湖的不利影響，同時開展村莊整治工程，在控制居民點用地規模的同時提高土地的利用率。

2.4 生態屏障區土地利用模式構建

按照梁子湖生態屏障區土地利用布局的原則和要求，結合屏障區土地利用的地域分異規律，構建屏障區不同地區合理的土地利用模式，以獲得更優的布局效果，更好地發揮生態屏障區的生態系統服務功能。構建的四種土地利用模式如圖3所示，各區域適用的土地利用模式詳見圖4。

圖3 生態屏障區的四種土地利用模式

圖4 各類土地利用模式適用的區域示意圖

模式一：針對生態屏障區靠近湖泊的土地利用以耕地為主，外側為林地的區域，土地利用布局的重點是通過土地整治使內側的農田集中連片，形成生態型農業，使之形成隔離區，屏障區外部在保證林地覆蓋率的前提下，可適當引入生態發展與研究型企事業機構、設置政府管理結構，與濱湖濕地公園、梁子湖水面構成研究開發型產業基地，以此形成主動保護模式。該模式適用的區域主要是梁子湖西北部的江夏片。

模式二：針對生態屏障區的土地利用以耕地為主的區域，在嚴格保護區內農田生態系統、控制建設用地規模的同時，可適當發育沼澤濕地和自然景觀地，形成梁子湖的污染物過濾網和生物庇護所，產業發展方面可利用農業產品作為原材料進行生態產品的生產和加工，進行無污染養殖，開發綠色有機農產品等。模式二適用區域范圍較廣，包括梁子湖北部、東北部以及西部以耕地為主的地區。

模式三：該區域的土地利用現狀與模式為內外部相反，即生態屏障區內側以林地為主，外側以耕地為主，土地利用布局的目的是控制建設用地規模，集約利用區內土地，緩沖人類活動對梁子湖的不利影響。適用模式三的區域是梁子湖東南部的大冶市境內，雖然該區域不屬于梁子湖的集水區，但仍然是梁子湖生態環境保護的緩沖區。

模式四：生態屏障區的土地利用以林地為主的區域，是梁子湖的主要集水區，區內必須保證較高的森林覆蓋率，使之成為梁子湖的水源涵養區，同時也可適度發展生態加工業，如將自然界可獲得的原材料（竹、木、麻、棉等）轉化為高端產品，以提高當地居民的收入。適用模式四的區域是梁子湖南部的流域上游。

2.5 生態屏障區土地利用布局調整的模擬分析

根據構建的梁子湖生態屏障區土地利用模式和梁子湖生態屏障區的土地利用現狀，對屏障區內的土地利用布局進行調整模擬，調整時須特別注意自然保留地的保護、耕地的集中連片性和建設用地布局的合理性，調整后的土地利用布局如圖5所示。

與2009年相比，調整后的梁子湖生態屏障區土地利用結構和布局有以下變化：（1）屏障區耕地面積增加3 352 h m2，通過梁子湖西部和北部區域的土地開發整理復墾將原來耕地周邊的未利用地及零星非耕農用地轉化成耕地，并對零散的農村居民點通過遷村并點后復墾成耕地，使耕地形成集中連片的格局；（2）調整后園地減少304 h m2，主要調整為耕地和林地，調整后林地增加1 975 h m2，增加的林地主要是源于綠化工程和退耕還林，特別是屏障區南部山區坡度較大、易造成水土流失的坡耕地恢復為森林植被；（3）調整后其他農用地面積增加了2 206 h m2，面積增加的地類包括坑塘水面、農田水利用地和設施農業用地；（4）屏障區建設用地總面積在調整前后變化不大，但內部結構和布局有較大調整：城鎮和中心村的建設面積增加，零散居民點面積減少，建設用地布局趨于集中，同時，研究開發型產業基地布局于城郊；（5）調整后屏障區其他土地減少7 228 h m2，減少的地類主要是荒草地和裸地，水域和灘涂面積略有增加。調整前后梁子湖生態屏障區的土地利用結構及變化情況如表1所示。

圖5 調整后的梁子湖生態屏障區土地利用布局

表1 生態屏障區調整前后的土地利用結構對比

通過調整，減少部分不利于梁子湖生態保護的用地，歸并了一些零散的土地斑塊，使生態屏障區的土地利用破碎度顯著降低，梁子湖生態屏障區的地類圖斑由27 048個減少至8 841個，減少了67.3%。通過調整，生態屏障區的耕地面積增加了3 352 h m2，耕地的布局更加集中、質量得以提高。調整后，森林覆蓋率的增加，其他農用地面積的增加，建設用地的合理布局特別是研究開發型產業基地的設置都對梁子湖水體的保護具有重要意義。

3 結論與討論

（1）生態屏障區的構建是為了充分發揮其生態系統服務功能，保障屏障區內部區域的生態系統平衡，具有一定的理論意義和實踐價值。按照梁子湖生態屏障區土地利用布局的原則和要求，構建了屏障區四種不同的土地利用模式，各種模式有其獨特的土地利用布局特點和地域針對性。

（2）通過土地利用布局調整模擬，梁子湖生態屏障區土地利用圖斑減少了67.3%，土地利用破碎度顯著降低，同時生態用地面積增加，建設用地布局更趨合理，特別是引入生態發展與研究型的企事業機構，形成穩固的產業發展基地，促使屏障區發揮其主動防護功能，以緩解梁子湖旅游開發和周邊城市化帶來的壓力。

（3）由于梁子湖流域隸屬于4個地市，生態屏障區土地利用模式的構建及布局的調整需進一步與流域所在各級行政區的土地利用總體規劃銜接，并開展流域生態補償機制研究。

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