重點功能區生態用地變化及驅動力分析

張 璐 柴燕妮

(江蘇省基礎地理信息中心, 江蘇 南京 210013)

0 引言

十九大報告提出要“統籌山水林田湖草系統治理,實行最嚴格的生態環境保護制度,形成綠色發展方式和生活方式,堅定走生產發展、生活富裕、生態良好的文明發展道路”。面對上述形勢,全國均開展了生態環境監測分析。文獻[1]立足地理國情監測數據,選取周至縣為研究對象,進行縣域生態環境監測分析;文獻[2]基于地理國情成果,綜合利用Landsat-8衛星遙感影像與氣象、環境相關數據,運用遙感及地理信息技術手段,選取泰州市為研究區域進行生態環境狀況評價,研究表明地理國情數據適用于區域生態環境狀況評價。文獻[3]利用遙感大數據云計算平臺,采用像元二分模型對三江源地區草地覆蓋度進行評估;文獻[4]利用生態系統分類數據和植被指數數據,運用生態系統類型變化動態度和植被指數年均合成等方法,對川西重點生態功能區的生態系統現狀及變化進行研究。但目前利用地理國情數據針對重點功能區的監測分析研究較少,因此本文基于江蘇省地理國情數據,以江淮生態經濟區為例,分析重點功能區內生態用地的數量、分布、流轉等時空變化特征,并進一步研究其驅動力因素。

1 監測區概況

江淮生態經濟區位于江蘇省中心區域,包括淮安、宿遷2個設區市以及里下河地區的高郵、寶應、興化、建湖、阜寧5個縣市,是全面配合國家大運河文化帶和國家江淮生態大走廊劃定的功能區經濟區,是揚子江城市群、沿海經濟帶、徐州淮海經濟區中心城市的共同腹地和后花園。江淮生態經濟區內水面率高達21%,是我省乃至全國水面率最高的地區之一。同時,江淮生態經濟區正處在擺脫傳統發展路徑、實現綠色崛起的關鍵轉型期,區域內生態環境脆弱性顯著。

2 數據與方法

2.1 數據選取

地理國情是指與地理相關的自然和人文要素的國情,它從空間角度反映一個國家自然、經濟、人文的狀況。地理國情監測是從地理的角度,采用空間化方法,對國情進行持續觀測并對觀測結果進行描述、分析、預測和可視化的過程[5]。多年的地理國情普查與監測使測繪部門積累了多期地理國情數據,這些數據具有海量、準確、連續、動態、綜合等特點,為進一步開展專題性地理國情監測和研究奠定了基礎[6]。

本文以2015—2018年江蘇省地理國情數據為基礎,結合多時相影像和高精度圖斑信息,對江淮生態經濟區生態用地進行變化監測。從類型、數量、結構與流轉信息等多角度出發,全面研究典型生態用地的變化特征與規律,開展生態用地占用、保護與修復情況分析。

2.2 研究方法

生態用地監測主要針對生態用地內部的轉化關系進行監測,探尋生態用地的變化機理。本文借助城市生態學方面的國際前沿研究將生態用地進一步區分為綠色生態用地、藍色生態用地和灰色生態用地[7-8]。地表覆蓋分類與生態用地之間的轉換關系見表1。

表1 生態空間用地分類與地表覆蓋分類映射表

3 結果分析

3.1 生態用地分布與變化特征

江淮生態經濟區2015—2018年生態用地的分布特征監測將從空間分布和結構特征等方面展開。

(1)生態用地呈現“依山傍水”的分布特征

江淮生態經濟區生態用地整體分布均勻,藍色生態用地集中分布在洪澤湖、高郵湖、白馬湖等大型湖泊,廢黃河、蘇北灌溉總渠、淮沭河等骨干河道及里下河湖泊湖蕩等低洼沼澤區。綠色生態用地則主要集中在丘陵低山地帶,骨干河流兩岸、農田四周和道路兩側,呈現條狀或網狀分布?；疑鷳B用地分布比較零星,無明顯規律。

在空間分布上,大量的藍色生態用地集中在蘇北灌溉總渠以南的湖蕩和湖泊區域,蘇北灌溉總渠以北區域的綠色生態用地分布更為廣泛,西南部丘陵山區的綠色生態用地分布更加集中。

(2)生態用地以藍色生態用地為主,“水”特色鮮明

如表2所示,2015—2018年,藍色生態用地的比重始終處于較高水平,凸顯了江淮生態經濟區水資源豐富的地區特色。綠色生態用地在規模上雖然有一定的縮減,但是占國土空間比例仍然大于10%,處于較高的水平。

表2 生態用地變化統計表

受農業結構調整影響,江淮生態經濟區存在著較大數量的坑塘,因此為了更準確地體現江淮生態經濟區水資源豐富的特征,表3為去除坑塘后各類生態用地的面積及占比情況,藍色生態用地仍為主要的生態用地類型。但另一方面,不含坑塘的藍色生態用地占國土空間的比例由原來的20%以上下降至15%左右,說明區域內坑塘占據著較大的比例,因此必須警惕由于坑塘養殖快速增長而帶來的區域面源污染。

表3 生態用地變化統計表(不包含坑塘)

(3)藍色生態用地以湖泊為主,湖泊數量眾多

如表4所示,江淮生態經濟區內的湖泊眾多,主要有洪澤湖、駱馬湖、高郵湖、寶應湖、里下河腹部地區湖泊湖蕩等6個大型湖泊,皆為江蘇省省管湖泊,省管湖泊數量接近省管湖泊總量的一半,湖泊總面積接近江蘇省湖泊總面積的一半。2015—2018年,湖泊面積總體平穩,無較大變化。但隨著退漁還湖、退耕還湖等工程的實施,江淮生態經濟區內湖泊的生態功能日益完善,生態效益不斷增長。

表4 藍色生態用地變化統計表

作為全省水網最密集的區域,江淮生態經濟區河流總面積在1 350 km2以上,近年來,隨著河道疏浚擴寬等工程實施,河流面積不斷增長?？犹潦菂^域內增長最迅速的用地類型,變化率高達31.39%,主要由于受農業結構調整,存在部分耕地向坑塘養殖水面轉變,尤其以里下河區域變化最為明顯。區域中水渠面積較大的主要有京杭大運河和蘇北灌溉總渠,水渠的面積占比維持在國土空間比例的0.51%,變化較小。受地形影響,區域內水庫數量及面積都較小,已有的水庫主要集中分布在盱眙縣的丘陵山區地帶,其中龍王山水庫面積最大。泗洪縣西部崗地區域零星分布部分小型水庫。

(4)綠色生態用地中林地數量占優

綠色生態用地包含林地和草地兩種類型。從其分布來看,林地分布最為集中區域為盱眙縣的丘陵山崗地區,代表性林地有龍王山水庫水源涵養區與河流道路周邊的省級生態公益林。在平原地區,林地主要以農田防護林形式存在,分布較散,無明顯集中區。草地更多的分布在城市區域和大型湖泊周邊,城市區域的草地多成小塊狀分布。

至2018年,林地面積減小了約600 km2,而草地面積上升了約70 km2。綠色生態用地整體呈現縮減趨勢,具體的變化情況見表5。主要是受蘇北地區主要樹種更新砍伐的影響,部分林地被砍伐,形成荒草地,這也是4年來林地減少、草地增長的主要驅動因素之一。

表5 綠色生態用地變化統計表

3.2 生態用地變化驅動力分析

由表2可知,2015—2018年,江淮生態經濟區生態用地總體平穩,藍色生態用地面積增長迅速,綠色生態用地與灰色生態用地呈現下降趨勢。因此主要對新增的藍色生態用地和轉出的綠色生態用地進行驅動力分析。

(1)河道疏浚整治直接增加了河流水域面積

在江淮生態經濟區北部區域,新增藍色生態用地多呈條狀分布,這是由于廢黃河、六塘河和淮沭新河等重要河流的整治工程,如圖1所示,河流水面區域向外擴充,原先岸邊的林地、草地轉向水面。

圖1 河道疏浚示意圖

(2)還湖工程的實施推動了湖泊面積的增長

退漁還湖和退耕還湖政策的實施,對湖泊面積增長起著重要的推動作用。2015—2018年,江淮生態經濟區內重要湖泊周邊圩區面積減少。在圩區清退過程中,白馬湖集中清退力度最大,共清退18.91%的圩區,如圖2所示。高郵湖南部的荒草灘地還湖工程量最大,如圖3所示。

圖2 白馬湖退圩還湖示意圖

圖3 高郵湖退耕還湖示意圖

(3)農業結構調整是坑塘增加的主要驅動因素

如圖4所示,新增藍色生態用地主要分布于里下河流域,主要是由于農業結構的調整,圩區則不斷侵占農業用地,導致大量的耕地轉變為坑塘養殖水面。

圖4 農業結構調整示意圖

(4)林地面積受樹種更新砍伐影響大幅縮減

隨著楊樹老齡化加劇,江淮地區自2016年起開始大規模林地改造,大量楊樹被砍伐,造成短時間內林地面積快速縮減,大量綠色生態用地轉向種植土地,如圖5所示。同時,受河道疏浚整治工程、土地流轉政策等工程影響,也一定程度上導致了林地面積的減小,如圖6所示。

圖5 樹種更新砍伐示意圖

圖6 土地流轉政策影響示意圖

(5)城鎮開發建設是草地的縮減的主要驅動因素

2015—2018年,隨著城鎮的快速發展,原本位于城鎮周邊的林地、草地和水域受城鎮開發的影響,呈現縮減趨勢,尤其林地和草地,大量轉為建設用地和綠化用地,如圖7所示。但這些對綠色生態用地的侵占并非是對天然林草的無序破壞,而是建立在規劃的基礎上對閑置土地的開發利用引起的生態用地轉變。

圖7 城鎮開發建設示意圖

4 結束語

本文利用2015—2018年地理國情數據,以江淮生態經濟區為例,對重點功能區生態用地變化及驅動力進行綜合分析,評價和建議如下:

(1)江淮生態經濟區生態用地比重較高,水網密布、水資源豐富,且區域內生態保護紅線范圍廣、類型多,比重大,區域生態特色顯著。

(2)由于坑塘開挖、退耕還湖(還濕)等人類活動與進程所導致的湖泊邊界增長,使得藍色生態用地規模增加;而2016年以來開展的樹種更新砍伐等工程背景下,在廢黃河、淮沭河等河道邊,以及宿城區鄧莊、泗陽縣魏圩村等村莊周邊楊樹等典型林地類型被砍伐嚴重,導致綠色生態用地呈現下降趨勢。

(3)江淮生態經濟區里下河區域藍色生態空間受養殖坑塘開采影響質量不斷下降,高郵湖、寶應湖等濕地資源圍墾嚴重等。建議圍繞藍色生態空間保護,利用區域內水資源優勢,統籌“水資源、水生態、水環境”系統治理。

(4)江淮生態經濟區內以江淮丘陵、里下河地區和平原林網為代表的范圍內遍布“多片”林網,為丘陵山地森林生態建設以及增綠造景提供了良好的自然資源基礎。建議提升綠色生態用地屏障作用,構建以林涵水、以水養林,林網化與水網化為一體的森林生態屏障。

(5)建議全面推進地理國情監測技術體系方法在生態空間管控上的深入應用,促進信息化管控水平提升。利用地理國情監測在技術手段、質量把控、數據精度上的先進性,積極向自然資源管理部門、生態環境管理部門推廣,真正將地理國情監測的數據服務于生態空間的管理與優化決策中。