長江經濟帶水生態空間格局演變特征及影響因素

中圖分類號：F205；X321 文獻標志碼：A 文章編號：1674-3075（2025）03-0079-13

水是最重要的生態要素之一，水生態保護對于生態文明建設具有重要意義（李德旺等，2021）。厘清水生態空間格局演變特征，并揭示其關鍵影響因素，對于推進生態文明建設、實現區域可持續發展具有重要的戰略價值。

水生態空間是指能夠為水體的形成、遷移、演化提供必要場所和基質，并能提供水生態產品與服務的必要空間范圍（鄧偉等，2004；王思如等，2020）。國外對于水生態空間的相關研究多聚焦于水資源管理（Berndtsson amp; Tussupova，2020;Kusi et al，2023）及水生態系統服務（Grizzettietal，2016；Ha etal，2023）等方面，并基于人類活動與自然環境相互作用的角度開展土地利用變化與水生態空間演變關系的研究（Baltodanoetal，2022）。當前國內的研究主要集中在水生態空間的功能劃分（楊晴等，2017a）、管控體系（劉偉等，2018）及水生態文明評價（牛最榮和賈玲，2023）方面。但由于在概念理解以及功能定位上的差異，目前對于水生態空間劃定尚未形成統一的標準（尹鑫等，2020）。在“多規合一\"國土空間規劃體系中，水生態空間是國土生態空間的核心和關鍵組成要素，對其他類型國土生態空間起著重要支撐及保障作用（趙其國等，2016）。因此，如何構建高質量的水生態空間格局逐漸成為當前熱點話題。

關于水生態空間劃分的研究，鄧偉等（2004）首次提出了以成因、組成介質、地化環境、地貌、可變性以及可視性為分類依據的水生態空間分類標準。俞孔堅等（2019）以生態系統服務為基礎，基于生態安全格局以及水生態系統理論提出了水生態空間保護紅線這一概念，并形成了“分析、評價、劃分、判定、劃定\"的方法體系。周廣金等（2022）利用ArcGIS空間分析功能，并結合涉水規劃及生態系統服務功能，提出了水生態空間及生態保護紅線的劃分方法。唐寅等（2020）通過對遙感影像的解譯及分類，劃定了中國各類水生態空間的分布情況，但其對于不可通過肉眼直接觀測到的水生態空間，如地下水生態空間分布情況的研究，仍存在一定的局限性。目前對于水生態空間管控方面的研究，主要集中在水生態環境保護（陰琨等，2021）以及體系構建（楊晴等，2017b）等領域，而對于其空間屬性的研究尚待完善。

厘清水生態空間的劃分及管控方式是保護水生態空間及規避水生態安全問題的基礎（曾晨等，2011），也是區域水生態環境高質量和可持續發展的重要保障。王地利用類型的轉變使得水生態空間格局發生變化，進而對生態系統格局、過程和功能產生影響。薄立明等（2023）基于土地利用類型的變化，對青藏高原水生態空間演化過程進行了有益探索。但由于在水生態空間劃分及體系構建上并未形成統一結論，針對水生態空間時空屬性研究的成果較少，致使目前對于大范圍、長時間序列水生態空間時空演變格局的研究仍較為薄弱。同時受限于數據的可獲取性，以縣域為最小基本單元的水生態空間研究相對較少。

長江是中國最長的河流，對中國社會經濟發展具有重要影響。長江經濟帶是大河流域經濟帶形成與發展的必然選擇（彭坤杰和申樹群，2023），其生態地位重要，發展潛力巨大（王振華等，2018）。水生態問題會導致長江經濟帶整體生態系統服務功能下降（尹登玉等，2023）。此外，近年來隨著經濟的發展，城鎮與工業發展水平不斷提高，河流沿線風險源增多，農業面源污染等導致水環境惡化，使水生態空間遭到破壞（Wangetal，2021）。從宏觀視角探究水生態空間的格局與過程，有助于國土空間優化管理和水生態空間的保護與開發利用。然而，目前對于長江經濟帶水生態空間的時空演化特征及影響因素的認知仍不清晰。

本研究基于水生態空間體系劃分（唐寅等，2020；王浩和胡鵬，2020；王思如等，2020），結合“三區空間”相關概念（魏偉等，2023），采用標準差橢圓及空間轉移矩陣定量分析水生態空間分布規律，并通過Kernel密度以及空間自相關分析，定量揭示水生態空間時空分布的聚集性及空間自相關性，進而通過地理探測器模型分析各因素對水生態空間分布的影響，以期推動長江經濟帶生態空間高質量發展，并為水生態空間的保護管理及開發利用提供理論依據。

1材料與方法

1.1 區域概況

長江經濟帶地跨中國東部、中部、西部三大區域，涵蓋了江蘇、上海，浙江、安徽、湖北、江西、湖南、貴州、重慶、四川、云南共九省兩市。地形地貌復雜多變，降水充沛，支流眾多，水資源豐富，生態系統結構及功能多樣。本文以長江經濟帶129個城市的1069個縣（區）作為基本單元，該區域國土總面積 2.05×10⁶km² ，占全國總面積的 21.45% 。長江經濟帶自然條件優越，區域內水涵養、物種資源、洪水調蓄、水土保持以及海洋等多種生態功能保護區廣布（圖1）。因此，協調好水生態空間的資源保護與開發利用關系，對于該區域可持續發展具有重要的理論價值及現實意義。

基于自然資源部標準地圖服務網站審圖號為GS（2016）2885號的標準地圖制作，底圖邊界無修改。

Thismapiscreatedbased onthe standard map from the Standard MapService WebsiteoftheMinistryofNaturalResources，with the map review number GS（2016）2885. The boundary of the base map remainsunchanged.

Fig.1 Spatial distribution of hydroecology areas inthe Yangtze RiverEconomicBelt

1.2數據來源及處理

本文中所涉及到的各級行政區邊界、1＼～3級河網水系、道路、生態功能保護區等矢量數據，以及2000—2020年5期土地利用數據，來源于中國科學院資源環境科學數據中心（http：//www.resdc.cn/）。通過對土地利用數據進行裁剪，重分類和分區統計得到水生態空間分布情況以及分布面積。數字高程數據（DEM）來源于地理空間數據云（https：//www.gscloud.cn/），并基于ArcGIS10.6分區統計及坡度分析，得到研究區地形起伏度和坡度數據。文中驅動因素分析所用到的社會經濟數據來源于2000—2020年《中國縣域統計年鑒》以及長江經濟帶各省市、各縣統計年鑒。氣溫、降水、蒸散發數據來源于國家氣象科學數據中心（https：//data.cma.cn/）。夜間燈光柵格數據來源于全球變化科學研究數據出版系統（https：//www.geodoi.ac.cn/）。

1.3研究方法

1.3.1水生態空間分類體系依照“三區空間\"分類體系，可將各類用地分為城鎮空間、農業空間以及生態空間（圖2）。其中生態空間又分為水生態空間與其他生態空間。水生態空間主要包括地類中的河流湖泊、沼澤、灘涂濕地、冰川等，還包括水陸交錯帶等土壤含水量較大的區域，主要有內陸沼澤、湖泊沼澤、泛洪濕地、森林灌木濕地以及泥炭沼澤和鹽沼等。除此之外的生態空間土地類型，則歸類為其他生態空間（表1）。

1.3.2水生態空間演化格局分析為系統揭示長江經濟帶水生態空間的時空分布特征、聚集模式及轉化規律，采用以下方法分析其演化格局。

（1）空間變化趨勢

為研究長江經濟帶水生態空間分布的空間狀態及移動趨勢，利用標準差橢圓和重心轉移模型，借助ArcGIS的空間分析功能，來描述不同時期水生態空間的分布方向、范圍以及離散程度。計算方法詳見Lefever（1926）的研究。

此外，利用水生態空間變化指數（WEC）反映2000一2020年長江經濟帶水生態空間變化劇烈程度，計算公式如下：

式中： W 為水生態空間變化指數WEC； S_tl 和 S_t0 分別為2020和2000年水生態空間面積 ?km²） 。

（2）Kernel密度

Kernel密度分析法是根據各數據本身屬性計算附近空間的分布密度，可用于直觀描述水生態空間在地理空間上的分布特征及空間差異性。本文利用ArcGIS的空間分析功能對長江經濟帶水生態空間進行Kernel密度分析，計算公式如下：

式中： 為Kernel密度函數； k 為要素數量； b 為帶寬 （bgt;0） ： d_i 為樣本點 T_i 與估值點 T 之間的距離。

（3）空間自相關

空間自相關分析可反映某一區域同種屬性變量之間的關聯程度。為探究研究范圍內水生態空間是否有顯著的聚集特征，采用全局莫蘭指數（GlobalMoran'I）、局部莫蘭指數（LocalMoran'T以及Lisa圖來反映水生態空間的集聚性和異質性。計算公式如 ③ 和 ④ 0

式中： ：I 為全局莫蘭指數， Igt;0 說明區域水生態空間分布表現出空間聚集性， Ilt;0 說明區域水生態空間分布表現出分散性，從而呈現空間差異性； I^′ 為局部莫蘭指數， I^′gt;0 說明在該地理單元中的水生態空間與鄰接地理單元呈現出相似值空間聚集，即“高-高聚集\"或“低-低聚集”； I^′lt;0 說明該地理單元的水生態空間同鄰接地理單元呈現非相似值空間聚集，即“低-高聚集\"或“高-低聚集”； n 為長江經濟帶縣域個數； i，j 為不同縣域單元； P_i 為第 i 個縣水生態空間規模； 為各縣域水生態空間規模的平均值及方差； ω_ij 為縣域 i 和 j 空間權重矩陣，無量綱。

（4）變化轉移矩陣

為研究長江經濟帶水生態空間的轉入與轉出的方向及規模，基于前文對于不同空間的分類，構建空間轉移矩陣提取長江經濟帶水生態空間、農業空間、城鎮空間以及其他生態空間之間的變化規模，轉移矩陣的計算公式如下：

式中： A_ij 為水生態空間轉變的面積大小 ?km²） ;n 為空間種類。

1.3.3時空變化驅動機制分析為探究自然環境、人類活動等因素對長江經濟帶水生態空間演化的驅動作用，從影響因子篩選和交互作用分析兩方面開展驅動機制研究。

（1）地理探測器

地理探測器可探究各類空間之間的分異性并揭示其背后的驅動因素。采用單因子探測及雙因子交互探測模塊分析長江經濟帶水生態空間格局演化的驅動因素，探測結果以 q 值大小來衡量，計算公式如下：

式中： q 為不同類空間分異性影響因素的解釋性指標，取值 [0，1]，q 值越大表示該影響因子對于水生態空間的時空演化影響越大； L 為驅動因子總數； N_h 為第 h 類型的縣（區）單元數； N 為縣（區）總數； τ_h² 和 τ² 分別為 h 類型單元和水生態空間規模的方差。

（2）驅動因素指標選取及預處理

土地利用轉型過程是自然環境與人類活動交互作用的結果。本研究在充分參考前人研究的基礎上（薄立明等，2023；魏偉等，2023），結合長江經濟帶實際情況，選取社會經濟、自然環境、區位交通3類共計20個影響因子，探究水生態空間格局演變的影響因素。

自然環境因子。地形和氣候因素影響著人類對河流湖泊以及林草地的開發利用，如降水可通過改變水資源配置而影響水生態空間的構成；地形地貌因素則會影響水流流速和走向進而影響城鎮空間及農業空間的發展。因此，選取平均海拔（X1）、平均坡度（X2）、地形起伏度（X3），平均降水量（X4）、平均氣溫（X5）、蒸散發量（X6）等因子反映自然環境因素對水生態空間格局的影響，其中坡度及地形起伏度由DEM柵格數據通過坡度分析及分區統計得到。

區位交通因子。交通基礎設施的建設會對區域水文特征造成影響，如侵占水生態空間，導致水體中污染物的增加，進而影響水生態空間的變化。因此，選取距鐵路距離（X7）、距公路距離（X8）距水系距離（X9）、距城市距離（X10）以及距省會距離（X11）等因子。通過ArcGIS的鄰域分析功能，對上述因子的矢量數據實現定量化。

社會生產因子。社會經濟發展可帶動生產力及生產水平的提高，改變人類對水資源的利用方式，并通過影響自然環境以及農業空間演變從而改變水生態空間演化格局。因此，選取總人口（X12）夜間燈光（X13）、生產總值（X14）、一產增加值（X15）、二產增加值（X16）、三產增加值（X17）、人口密度（X18）、農機總動力（X19）、財政支出（X20）等因子。由于夜間燈光數據為柵格尺度，而其他統計數據為行政單元尺度，故需要通過ArcGIS將上述縣域統計數據轉為柵格數據，以實現空間化，進而在相同縣域單元進行比對分析。

2結果與分析

2.1水生態空間變化趨勢

2.1.1標準差橢圓及重心變化從總體上看，2000—2020年長江經濟帶水生態空間規模呈上升趨勢，共計增加 6085km² 。標準差橢圓呈東-西向分布，2000—2005年，橢圓長軸距離減小，短軸距離增大，橢圓扁率減小，方位角減小，說明水生態空間分布的聚集性增強（圖3）。近20年來，水生態空間分布重心的總體方向向西遷移，遷移距離為 19.8km 。從各省市來看，除上海、江西兩省市水生態空間規模減少外，其余9省市均表現為增加的態勢（表2）。其中以貴州省水生態空間規模增加最為顯著，上升比例達 96.6% 。這可能與2012年以來全省通過實施水利建設“三大會戰”、加強水網建設以及小康水行動等政策有關（呂思思等，2019）。其次為重慶市，水生態空間規模增加了492km² ，上升比例為 25.2% 。從局部地區來看，本研究選取了橫斷山區、云貴高原、丹江口水庫、洞庭湖平原、鄱陽湖平原、贛南山地丘陵區、濱海平原以及長三角地區等水生態空間變化較為明顯的區域進行對比，發現水生態空間變化主要集中于海拔較高的地區和水域與陸地交接地區。以橫斷山區為例，其大部屬于青藏高原地區，由于近年來全球氣候變暖，高海拔地區冰川加速融化，地表徑流增加，使得水生態空間規模增加最為明顯（劉星才等，2010；夏軍等，2022）。

表2長江經濟帶各省（市）水生態空間規模

Fig.3 Spatial variation pattern and trajectory of density center migration of hydroecology areas in the Yangtze River Economic Belt （20oo-2020）

此外，對于縣域單元下的水生態空間變化，增加或減少的縣域在長江經濟帶各省市內分布較為均衡，大部分縣域增長幅度在 100% 以內（圖4）。高值區主要集中于長江經濟帶上游人口較少、發展潛力較大、生態環境較為良好的地區，有利于水生態空間規模的發展。如云南省南部以及貴州西部地區，其共同點在于這些地區海拔較高，農業生產條件相對較差，同時森林覆蓋率較高，對于水源涵養、土壤保持具有重要作用。

2.1.2 水生態空間分布特征 2000—2020年縣域尺度平均水生態空間規模Kermel密度分析以及空間自相關分析見圖5，長江經濟帶水生態空間分布具有十分明顯的空間集聚性，不同省份、地區之間差異性較為明顯。從總體上看，主要有5處高密度集聚區，分別為川西南橫斷山區，川北、鄂北、贛東北與浙江交界以及湘贛南部丘陵區，并以其為主要區域由核心向四周延展。高密度集聚區多位于長江經濟帶上游地區，其整體海拔較高，由于氣候變暖導致的冰川融化形成徑流，集中于地勢相對較低的低洼處。長江經濟帶中下游水生態空間核密度集聚程度較低，但分布較為廣泛，以洞庭湖、鄱陽湖以及太湖為中心向四周延展，包含湘贛鄂交界平原地區以及江蘇省大部分區域。說明這些地區水生態空間規模較大，分布較為均衡，這與長江中下游多平原、農業發展較好的實際情況相匹配（圖5a）。

從2000一2020年各縣域平均水生態空間規模分析，縣域尺度下長江經濟帶水生態空間全局莫蘭指數通過顯著性檢驗 （Plt;0.05，Zgt;1.96） 。高-高集聚區表示水生態空間規模高值縣域被同樣具有大規模水生態空間的縣域所包圍，高-低集聚區代表水生態空間規模高值縣域被低規模水生態空間縣域所環繞。低-高集聚區表示水生態空間規模較低縣域被水生態空間規模高值縣域包圍。低-低集聚區則主要表現為水生態空間低規模縣域的集中分布，不利于地區經濟與生態環境的協調發展。研究區共有41個同質縣域，均為高-高集聚區，主要有橫斷山區、岷山西部、鄂北及湘贛南部地區；2個低-高集聚區，分別為四川省鄉城縣和九寨溝縣；1個高-低集聚區，位于江蘇省蘇州市吳中區（圖5b）。

2.1.3水生態空間變化轉移矩陣采用ArcGIS分區統計功能，對水生態空間與各類空間之間的轉化特征及水生態空間變化明顯地區進行分析，并探究其轉化的重心分布，結果表明：各類空間之間相互轉化的分布重心均位于湖北省，受人類活動的影響，水生態空間與城鎮空間之間的轉化多集中于平原及河湖周圍地區，高海拔地區則多為水生態空間與其他生態空間之間的轉化（圖6）。

從空間轉化的面積來看（圖7a），2000—2020年水生態空間與農業空間之間的轉化面積最大，水生態空間轉農業空間規模達 9236km² ，農業空間轉水生態空間則為 11404km²"，其位置分布主要位于水域周圍平原區，如鄱陽湖平原、洞庭湖平原、丹江口水庫以及長江沿岸地區。其他生態空間與水生態空間之間的轉換差異則較明顯，其他生態空間轉入水生態空間 11372km²"，主要位于橫斷山區、長江重慶段沿岸以及長三角地區，而水生態空間轉入其他生態空間僅 2443km²"。城鎮空間與水生態空間之間轉化相對較少，20年來城鎮空間轉入水生態空間規模為"，主要分布在濱海平原沿海岸地帶，水生態空間轉入城鎮空間""，大部位于江漢平原以及長江中下游平原地區。

Fig.6 Hydroecological space conversion in the Yangtze River Economic Belt （2000-202

從重點變化地區來看（圖 ^7b） ，湖北、江蘇、湖南三省水生態空間與農業空間轉化最為明顯，轉化規模分別占據了全域轉化規模的 13.42%.7.03% 、6.96% ，這與長江中部及東部地區多平原、適宜農業發展的特點密切相關。城鎮空間與水生態空間在這20年內相互轉化規模較小，且以水生態空間轉化為城鎮空間為主，其中江蘇省轉化規模占據了全域轉化規模的 28.46% ，說明城市化進程的加快以及人口的快速增長導致用地需求增加，加大了水生態空間的開發利用。其他生態空間轉為水生態空間規模占比較高的為四川和云南兩省，分別為 19.85% 和 19.51% 。

2.2驅動機制分析

2.2.1單因子探測結果基于前文選取的20個影響因子，采用地理探測器將其納入模型，對長江經濟帶水生態空間與各類空間的轉化進行單因子探測分析并進行顯著性檢驗（圖8）。從單因子探測結果來看，各類空間轉為水生態空間主要受區位交通因素影響，水生態空間轉為各類空間則主要受自然環境和社會生產類因素的影響。從q值貢獻度來看，6類空間轉化中最具影響的因子主要有距省會距離（X11）、平均降水量（X4）以及蒸散發量（X6）。

***表示在0.001水平上達到極顯著相關； ^** 表示在0.01水平上達到顯著相關；*表示在0.05水平上達到顯著相關；空值表示不顯著。

（204號 *** denotes a highly significant correlation at the O.0o1 level; ^** denotes a significant correlation at the O.Ol level;*denotesa significantcorrelationat theO.O5level.

Fig.8 Contribution of influencing factors to hydroecological space conversion in the Yangtze RiverEconomicBelt

2.2.2雙因子交互探測結果對水生態空間與各類生態空間之間轉化的影響因素做進一步的交互探測（圖9），結果表明，任意兩因素之間的交互作用影響均強于單個影響因子的貢獻度（q值）。

農業空間轉為水生態空間上，距省會距離（X11）、蒸散發量（X6）、總人口（X12）的貢獻度位居前三，但總體偏低。交互探測中，以非線性增強作用與雙因子增強作用為主。多數區位交通類因子與其他因子的交互作用表現為非線性增強，而大部分自然環境類因子與其他因子交互作用表現為雙因子增強。距省會距離（X11）、距城市距離（X10）與區位交通類以及社會生產類因子的交互作用影響較強，大部分q值在0.9以上。轉化主要分布在長江經濟帶東部平原地區，主要原因可能是城鎮化率的上升，人口集中流向城市地區，從而導致農用地的荒廢而轉為水體；此外，水利設施修建及水產業的發展也可能促進農業空間轉化為水生態空間。水生態空間轉農業空間上，自然環境類影響因子的貢獻度均達到了0.8以上。此外，距水系距離（X9）與蒸散發（X6）、平均降水量（X4）相同， q 值貢獻度均為0.92，交互作用以雙因子增強為主。除X3∩X8（q值為0.47）、X3∩X13（q值為0.41）外，自然環境類因子（X1＼～X6）與各類影響因子交互結果均大于0.8，這表明充足的水源及良好的自然環境對于水生態空間轉農業空間具有正向作用。

城鎮空間轉水生態空間上，區位交通與自然環境類因子為主要驅動因子。單因素 q 值貢獻度前三的影響因子分別為距城市距離（X10）、農機總動力（X19）和平均降水量（X4），交互作用同樣以非線性增強作用及雙因子增強為主。水生態空間轉城鎮空間上，各類影響因子單因素 q 值貢獻度較低，影響因子以自然環境類與社會生產類為主導。經濟的發展帶動了人口增長，進而加快城鎮化進程，擴大城鎮化規模，促進水生態空間向城鎮空間的轉化。交互探測中，除X1∩（X1＼～X6）呈非線性減弱作用外，雙因子增強作用占大多數。同時社會生產類與區位交通類因子的交互作用較為明顯，可以看出區位交通的改善，對于社會經濟發展以及促使水生態空間向城鎮空間轉化具有重要影響（劉承良等，2007）。

在其他生態空間向水生態空間轉化上，起主要作用的是區位交通及社會生產類因子。以變化最為明顯的橫斷山區為例，鐵路公路的建設對周圍環境產生一定影響，促使其他生態空間與水生態空間的相互轉化。交互探測中，區位交通類因子（X9＼～X11）與其他各類因子的交互作用都具有較高的貢獻度，其中與社會經濟因子的交互作用最為明顯，主要表現為雙因子增強作用。水生態空間轉其他生態空間上，貢獻度前三的分別為一產增加值（X15） 、平均降水量（X4）（ q=0.51） 和距鐵路距離（X7）（ q=0.44， ，整體以社會生產類因子為主導。交互探測中，X4∩X15、X9∩X15的貢獻度最高 （q=0.87） ，區位交通因子的交互作用主要為非線性增強，其余因子的交互作用則以雙因子增強作用為主。一些貢獻度較低的單個因子在與其他因子的交互作用中仍有較高的貢獻度，仍是較為重要的影響因子。

3討論

3.1水生態空間變化的影響因素

研究表明，長江經濟帶水生態空間格局時空差異明顯，其變化受氣候變暖以及人類活動的影響，多集中于冰川融化導致徑流增加的高原地區，以及社會發展加大水生態空間開發利用的東部平原地區。Ran等（2022）從時空角度探究長江經濟帶景觀生態風險變化，同樣發現受氣候變暖影響，水生態空間在高原地區因冰川融化出現顯著變化。Pan等（2022）提出社會發展會加大對水生態空間的開發利用，在東部平原地區表現明顯，這與本研究中鄱陽湖平原、洞庭湖平原等東部平原地區水生態空間與農業空間、城鎮空間轉化突出的結果一致。經濟發展帶來的人口流動以及對于農業生產的需求，致使河湖沿岸等地區因泥沙堆積以及圍湖造田等人類活動加劇，進而導致了水生態空間規模的減少。水生態空間變化主要是農業空間與水生態空間之間的相互轉換，原因可能是氣候變化導致降水波動，降水不穩定性增加，使得豐水期和枯水期的水域變化愈發顯著。這種變化趨勢在經過解譯的土地利用數據中體現得尤為明顯，顯示出農業空間向水生態空間的顯著轉變。Li等（2024）研究也指出，長江平原地區土地利用變化對湖泊濕地有顯著影響。另一方面，退耕還湖政策也為農業空間向水生態空間的轉變提供了條件。2018年以來，長江中游退耕還湖的規模逐步加大，也可能是農業空間轉變為水生態空間的原因之一。此外，自然環境類以及區位交通類因子是長江經濟帶水生態空間演化的主要驅動因素，一些貢獻度較低的單因子在與其他因子的交互作用中仍有較高的貢獻度。如在水生態空間轉為城鎮空間中，各影響因子貢獻度普遍偏低，但交互作用中依然具有重要作用，故仍為重要的影響因子。

3.2研究方法的適用性

長江經濟帶水生態空間動態變化的主要原因是該類型向農業空間的轉化。對比現有相關研究成果，不同空間轉化類型的趨勢大體相同，數據上的差異主要是由于水生態空間歸類測度方法的不同所致（魏偉等，2023；張軻等，2022）。需要說明的是，針對不同空間屬性相似、空間交叉問題，本研究根據各類空間所承擔主體功能的不同進行分類。如耕地類別中，水田也屬于水環境的一部分，但由于其主要承擔農業生產功能，故仍將其歸類為農業空間（張軻等，2022）。就方法而言，目前對于大范圍、長時間序列的水生態空間格局演化的研究相對較少，所采用的統計數據也難以體現縣域內部的空間異質性。采用地理探測器進行影響因子識別，既能綜合考慮統計數據與柵格數據等多種因素對某一現象的影響，又能單獨考量單個因素。為了更準確地表征不同地區的經濟發展現狀，水生態空間的影響因子引入了遙感夜間燈光數據，在一定程度上可以體現某一地區的生產力水平以及發展狀況。相較于以往城鎮化率等統計因子難以體現最小統計單元內部的空間異質性以及僅能代表某地區的平均狀況等問題（魏偉等，2023），夜間燈光柵格數據更能表現人類活動分布情況以及地區經濟發展的現實狀況。

鑒于 1km 空間分辨率土地利用數據對于溝渠及河流系統的識別有一定困難，為此本研究采用了中國1＼～3級河流數據產品作為水系提取的補充。限于數據的可獲取性，本研究在對各類河湖水體進行歸類方面，主要依靠遙感影像識別進行劃分，未考慮局域水體因受到污染而不宜劃作水生態空間的情況。然而，本研究主要從宏觀層面揭示長江經濟帶大范圍的水生態空間格局，對于長江經濟帶水生態空間整體演化已有較好的把握，局部范圍的水生態空間變化對于整體影響相對較小。今后研究可結合水環境監測數據，從宏觀與微觀相結合的角度進行切入，同時對水生態空間內部組分之間的轉化進行分析。

3.3水生態空間保障措施

（1）優化水生態空間格局，加強水資源儲蓄能力。前文分析發現長江經濟帶水生態空間增加的一個重要因素是高原地區冰川融化形成水體，這與近年來溫室氣體大量排放導致的溫室效應有關。在此趨勢下，冰川融化后的水資源儲蓄問題應得到重視。因此，在針對性開展碳減排及發展清潔能源研究的同時，應提升湖泊、濕地等水生態空間的儲蓄能力（丁金水等，2010）。鑒于林地具有水源涵養及水土保持的作用，因此可在保護永久基本農田及保障農業產量前提下，將地力條件較差的農用地轉變為林地。這樣既可增加水生態空間規模，又可以增加碳匯（彭娜和周立志，2021）。

（2）建立水生態空間保護機制，加強水生態空間的生態系統服務基礎研究。驅動因素分析結果表明，區位交通因子對水生態空間的演變具有重要影響。因此，對于水生態空間增長規模較大的高原地區及重點河湖地區，應統籌水質、水量和水生態保護，減少人類活動特別是重大交通工程設施建設對于水生態空間的破壞。同時建立健全法治體系，建立長江經濟帶水生態空間補償制度等，統籌考慮長江經濟帶中上游地區對于生態系統保護成本、以及對于中上游地區生態環境的破壞而導致下游地區產生的經濟損失進行補償，并確定合理的生態補償標準。

（3）提高水生態空間開發利用效率，因地制宜合理布局。研究結果表明，水生態空間與農業空間的轉化是長江經濟帶的主要轉化類型。因此可通過優化農業產業結構、改善耕地地力條件、提高生產效率以及種植技術等方式，以減少對于水生態空間的占用，并對各流域生態保護重點開展針對性研究。對于農業空間細碎化及耕地條件退化、城鎮無序蔓延等問題須加以遏制。此外，對城鎮化及工業化發展帶來的城鎮空間、農業空間與水生態空間保護產生的矛盾問題進行整體把握與疏導，探索水生態保護與發展之間的雙贏模式。

參考文獻

薄立明，魏偉，趙浪，等，2023.青藏高原水生態空間格局時空 演化特征及驅動機制[J].地球科學進展，38（4）：401-413.

BOLM，WEI W，ZHAOL，etal，2023.Spatial and temporal evolution characteristics and the driving mechanism of Water eco-space in the Tibetan Plateau[J].Advances in Earth Science，38（4）： 401-413.

鄧偉，嚴登華，何巖，等，2004.流域水生態空間研究[J].水科學進展，15（3）：341-345.

DENG W， YAN D H， HE Y， et al， 2004. Study on ecological storeroom of water in the watershed[J]. Advances in Water Science，15（3）： 341-345.

丁金水，林建新，古嫩凱，等，2010.青海高原水庫濕地及水生 態保護研究[J].水生態學雜志，31（2）：9-16.

DING J S，LINJ X，GU N K， et al，2010. Studies on reservoir wetlands and its hydroecology protection on Qinghai Plateau[J]. Journal of Hydroecology， 31（2）： 9-16.

李德旺，王春芳，袁玉潔，2021.水生態監測國內外發展及在 長江流域的應用思考[J].水生態學雜志，42（5）：1-9.

LI D W， WANG CF， YUAN Y J，2021.Development of water ecological monitoring at home and abroad and the thinking of its application in the Yangtze River Basin[J]. Journal of Hydroecology， 42（5）： 1-9.

劉承良，丁明軍，張貞冰，等，2007.武漢都市圈城際聯系通達 性的測度與分析[J].地理科學進展，26（6）：96-108.

LIU CL，DING MJ， ZHANG Z B， et al， 2007. Accessibility analysis on the spatial linkage of Wuhan metropolitan area [J]. Progress in Geography，26（6）： 96-108.

劉偉，楊晴，張夢然，等，2018.構建以流域為基礎的水生態空 間管控體系研究[J].中國水利（5）：27-31.

LIU W， YANG Q， ZHANG MR， et al， 2018. Studies on establishment of water ecological space control system based on river basin[J]. China Water Resources， （5）： 27-31.

劉星才，徐宗學，徐琛，2010.水生態一、二級分區技術框架 [J].生態學報，30（17）： 4804-4814.

LIU X C， XU Z X， XU C， 2010. A framework for aquatic ecoregion zoning[J]. Acta Ecologica Sinica， 30（17）： 4804- 4814.

呂思思，蘇維詞，趙衛權，等，2019.山水林田湖生命共同體健 康評價：以紅楓湖區域為例[J].長江流域資源與環境，28 （8）： 1987-1997.

LYU S S， SU W C， ZHAO W Q， et al， 2019. Life community health evaluation of mountains，rivers，forests，farmland and lakes： taking Hongfeng Lake as an example[J]. Resources and Environment in the Yangtze Basin，28（8）： 1987-1997.

牛最榮，賈玲，2023.三生空間角度的甘肅長江流域水生態安 全評價及障礙診斷[J].水生態學雜志，44（2）：19-25.

NIU Z R， JIA L，2023. Water ecological security evaluation and diagnosis of obstacles in the Yangtze River Basin of Gansu Province from the perspective of ecology-life-production space[J]. Journal of Hydroecology， 44（2）： 19-25.

彭坤杰，申樹群，2023.長江經濟帶旅游：經濟：生態系統協調 可持續發展研究[J].生態科學，42（4）：135-144.

PENG K J， SHEN S Q，2023. Research on the coordinated and sustainable development of tourismeconomy-ecosystem in tne Yangtze Kiver Economic Beit[J]. Ecological Science， 42（4）： 135-144.

彭娜，周立志，2021.基于地理探測器的菜子湖群濕地景觀格 局變化及驅動因子分析[J].水資源保護，37（6）：168-176.

PENG N， ZHOU L Z， 2021. Analysis of wetland landscape pattern variation and its driving factors of Caizi Lake group based on geodetector[J]. Water Resources Protection， 37 （6）： 168-176.

唐寅，王中根，王婉清，等，2020.適用于遙感影像的水生態空 間多功能分類體系研究[J].地理科學進展，39（3）：454- 460.

TANG Y， WANG Z G， WANG WQ， et al， 2020. Multifunctional classification of aquatic habitats for remote sensing data [J]. Progressin Geography， 39（3）： 454-460.

王浩，胡鵬，2020.水循環視角下的黃河流域生態保護關鍵問 題[J].水利學報，51（9）：1009-1014.

WANG H， HU P， 2020. Key issues of ecological conservation in the Yellw River Basin from a water cycle perspective [J]. Journal of Hydraulic Engineering， 51（9）： 1009-1014.

王思如，劉米雪，王琰，等，2020.水生態空間概念及其劃界確 權研究[J].中國水利，（17）：37-39.

王振華，李青云，湯顯強，2018.淺談長江經濟帶水生態環境 問題與保護管理對策[J].水資源開發與管理，4（10）：31- 34，39.

WANG Z H，LIQ Y， TANG XQ， 2018. Brief discussion on water ecological environment problems and protection management countermeasures in the Yangtze River economic belt[J]. Water Resources Development and Management， 4 （10）： 31-34， 39.

魏偉，王寧，尹力，2023.近10年長江經濟帶上游地區“三區 空間”時空演化特征及機制分析[J].長江流域資源與環 境，32（2）： 297-310.

WEI W， WANGN， YIN L， 2023.Spatial-temporal evolution characteristics and mechanism analysis of “three-zone space\" in upper reaches of Yangtze River economic belt in recent 10 years[J]. Resources and Environment in the Yangtze Basin， 32（2）： 297-310.

夏軍，刁藝璇，佘敦先，等，2022.鄱陽湖流域水資源生態安全 狀況及承載力分析[J].水資源保護，38（3）：1-8，24.

XIA J， DIAO Y X， SHE D X， et al， 2022. Analysis on ecological security and ecological carrying capacity of water resources in the Poyang Lake Basin[J].Water Resources Protection， 38（3）： 1-8，24.

楊晴，張夢然，趙偉，等，2017a.水生態空間功能與管控分類 [J].中國水利，（12）： 3-7，21.

楊晴，趙偉，張建永，等，2017b.水生態空間管控指標體系構 建[J].中國水利，（9）： 1-5.

尹登玉，于昊辰，盧彥琦，等，2023.2000—2020年黃河流域國 土空間格局演變及生態響應[J].農業工程學報，39（4）： 217-228.

YIN D Y， YU H C， LU Y Q， et al，2023. Spatial pattern evolution of territorial space and its effects on ecological response in the Yellow River Basin during 20oo-2020[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering， 39（4）： 217-228.

YIN X， SHA HF， ZHANG H B，et al，2020. Spatial control framework of rivers and lakes in Jiangsu Province based on function of zoning and classification[J].Water Resources Protection， 36（6）： 86-92.

尹鑫，沙海飛，張海濱，等，2020.基于分區分類功能的江蘇省 河湖空間管控框架[J].水資源保護，36（6）：86-92.

陰琨，劉海江，王光，等，2021.流域水生態空間管控下生境監 測方法概述[J].環境科學，42（3）：1581-1590.

YIN K，LIU HJ， WANG G， et al， 2021. Overview on habitat monitoring methods under watershed ecological space management[J]. Environmental Science， 42（3）： 1581-1590.

俞孔堅，王春連，李迪華，等，2019.水生態空間紅線概念、劃 定方法及實證研究[J].生態學報，39（16）：5911-5921.

YU KJ， WANG CL，LID H， et al，2019. The concept， methodology and a case study in defining the ecological redline for the hydro-ecological space[J]. Acta Ecologica Sinica， 39（16）： 5911-5921.

曾晨，劉艷芳，張萬順，等，2011.流域水生態承載力研究的起 源和發展[J].長江流域資源與環境，20（2）：203-210.

ZENG C，LIU Y F， ZHANG W S， et al， 2011. Origination and development of the concept of aquatic ecological carrying capacity in the basin[J]. Resources and Environment in the Yangtze Basin，20（2）： 203-210.

張軻，魏偉，周婕，等，2022.三江源地區“三區空間”時空演 化及驅動機制分析（1992—2020年）[J].地球信息科學學 報，24（9）： 1755-1770.

ZHANG K，WEI W， ZHOU J， et al， 2022. Spatial-temporal evolution characteristics and mechanism of“three-function space”in the three-rivers headwaters'region from 1992 to 202O[J]. Journal of Geo-Information Science，24 （9）： 1755-1770.

趙其國，黃國勤，馬艷芹，2016.中國生態環境狀況與生態文 明建設[J].生態學報，36（19）：6328-6335.

ZHAO Q G， HUANG G Q， MA Y Q， 2016. The ecological environment conditions and construction of an ecological civilization in China[J]. Acta Ecologica Sinica， 36（19）： 6328-6335.

周廣金，童亞莉，王凌青，等，2022.國土空間規劃中水生態空 間及保護線的多維識別技術與應用[J].自然資源學報， 37（12）： 3102-3117.

ZHOU G J， TONG Y L， WANG L Q， et al， 2022. Multi-dimensional identification technology and application of water ecological space and protection line in the territorial spatial planning[J]. Journal of Natural Resources，37（12）： 3102-3117.

BALTODANOA，AGRAMONTA，REUSENI，etal，2022. Land cover change and water quality： how remote sensing canhelpunderstanddriver-impactrelationsinthelake titicaca basin[J].Water，14（7）：1021.

BERNDTSSONR，TUSSUPOVAK，2020.The future of water managementincentral Asia[J].Water，12（8）：2241.

GRIZZETTIB，LIQUETEC，ANTUNESP，etal，2016.Ecosystem services for water policy：insights across Europe [J].Environmental Scienceamp; Policy， 66：179-190.

HA L T， BASTIAANSSEN W G M， SIMONS G W H， et al， 2023.A new framework of 17 hydrological ecosystem services （HESS17） for supporting river basin planning and environmental monitoring[J]. Sustainability，15（7）： 6182.

KUSI K K， KHATTABI A，MHAMMDI N， 2023. Evaluating the impacts of land use and climate changes on water ecosystem servicesin the Souss watershed，Morocco[J].Arabian Journal of Geosciences，16（2）：126.

LEFEVER D W， 1926. Measuring geographic concentration by means of the standard deviational ellipse[J]. American Journal of Sociology， 32（1）： 88-94.

LIB，WANR，YANGG，etal，2024.Centennial lossoflake wetlands in the Yangtze Plain， China： Impacts of land use changes accompanied by hydrological connectivity loss [J].Water Research，256： 121578.

PAN Z， GAO G， FU B，2022. Spatiotemporal changes and drivingforces of ecosystemvulnerability in the Yangtze River Basin，China： quantification using habitat-structure-functionframework[J].Science of The Total Environment， 835： 155494.

RAN P， HU S， FRAZIER A E， et al， 2022. Exploring changes inlandscape ecological risk inthe Yangtze RiverEconomic Belt from a spatiotemporal perspective[J].Ecological Indicators，137：108744.

WANGH， ZHANGC，LIL，etal，2021.Delimitating theeco logical spaces for water conservation services in Jilin Province of China[J]. Land， 10（1O）： 1029. （責任編輯 鄭金秀）

Evolution and Influencing Factors of Hydroecological Spatial Patterns in the Yangtze River Economic Belt

ZHENG Bofu1，2，3， ZHANG Jihong1，2， HE Liujie2，3， WU Zhijian1，2， LUO Tian2，3， ZHU Jinqi2，3， WAN Wei2，3

（1. School of Infrastructure Engineering，Nanchang University，Nanchang 330031，P.R. China; 2. Key Laboratory of Poyang Lake Environment and Resources Utilization，Ministry of Education， Jiangxi Institute of Ecological Civilization，Nanchang 330o31，P.R. China; 3. School of Resources amp; Environment，Nanchang University，Nanchang 330031，P.R. China）

Abstract： Hydroecological space plays an important role in regional sustainable development. It is thus important to clarify the spatial and temporal evolution and change mechanisms of hydroecological space. In this study， we analyzed the spatial and temporal evolution and influencing factors of that space in the Yangtze River Economic Belt from 2000 to 2020.Methods included standard deviation ellipses，kernel density，spatial autocorrelation analysis， geographical detector and other analytical tools.Results show that： （1） Except for a slight decline in hydroecological space in 2015，the scale of hydroecological space in the Yangtze River Economic Belt has increased over the past 2O years，by a total of 6085km² . Changes in the Hengduan Mountains and economically developed plains of the middle and lower Yangtze River were very typical. The increase in hydroecological space in Guizhou Province was the most obvious， with an increase of 96.6% ， followed by Chongqing City（ （492km² ， 25.2% ）. The center of hydroecological space density moved westward by 19.8km . （2） There was a mutual conversion of hydroecological space with other spaces during the investigation period. Among them，the transformation between hydroecological space and agricultural space was the most prominent， primarily in the Poyang Lake Plain， Dongting Lake Plain，Danjiangkou reservoir and along the shoreline of Yangtze River. The conversion of hydroecological space into agricultural space was 9236km² and the area of agricultural space converted to hydroecological space was 1 . The conversions between urban space and hydroecological space were smaller， with of hydroecological space converted to urban space and of urban space converted to hydroecological space. （3） The evolution of hydroecological space in the Yangtze River Economic Belt was influenced by a variety of factors， with dual factor enhancement and nonlinear enhancement being primary. The contributing q values of single natural environment factors， the local traffic factor and multi-factor interactions were mostly above 0.7， indicating that the natural environment and local trafic were the primary drivers of the spatial and temporal changes of hydroecological space in the Yangtze River Economic Belt. Our research provides a scientific reference for delineating and protecting the hydroecological space in the Yangtze River Economic Belt and is also relevant to other regions.

Key words： hydroecological space;evolutionary characteristics;land use; Yangtze River Economic Belt