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洞庭湖地區(qū)生境水生態(tài)空間結(jié)構(gòu)和功能的時空分異

2024-11-11 00:00:00王曉華張穎寧啟蒙吳雨欣

摘 要:【目的】為延緩洞庭湖地區(qū)生境質(zhì)量持續(xù)下降和生態(tài)服務(wù)功能繼續(xù)減弱,從結(jié)構(gòu)、功能和質(zhì)量的角度提出生境水生態(tài)空間可持續(xù)發(fā)展研究框架,以期為生態(tài)空間保護和水安全保障提供理論依據(jù)?!痉椒ā炕谕恋乩煤蜕鐣y(tǒng)計數(shù)據(jù),借助ArcGIS分析手段,對洞庭湖地區(qū)2010、2015和2020年3個年份的生境水生態(tài)空間的結(jié)構(gòu)、功能及質(zhì)量狀況進行監(jiān)測,并提出管控框架和關(guān)鍵舉措?!窘Y(jié)果】1)洞庭湖地區(qū)生境水生態(tài)空間總體規(guī)模在7 300 km2以上,其中水體區(qū)域所占比例最大,其次是臨岸陸生區(qū),而水陸交錯區(qū)所占比重最小,研究期間生境水生態(tài)空間面積存在小幅減少;岳陽市的生境水生態(tài)空間總體規(guī)模較大,臨澧縣的生境水生態(tài)空間規(guī)模較小。2)洞庭湖地區(qū)生境水生態(tài)空間的綜合功能約為0.400 0,研究期間有一定提升;各單元中,沅江市生境水生態(tài)空間綜合功能價值最高,津市市生境水生態(tài)空間綜合功能價值則相對最低。3)生境質(zhì)量在空間分布上呈現(xiàn)出明顯的空間分異,以洞庭湖及沿岸河流、東部與南部山地丘陵區(qū)為高生境質(zhì)量集中分布區(qū),而在地形平坦、人口經(jīng)濟活動較密集的城鎮(zhèn)地區(qū)的生境質(zhì)量較低?!窘Y(jié)論】應(yīng)從生境水生態(tài)空間的結(jié)構(gòu)要素出發(fā),科學(xué)規(guī)劃生境水生態(tài)空間功能分區(qū),并與“三區(qū)三線”劃定相結(jié)合,在此基礎(chǔ)上推動多尺度多層級生境水生態(tài)空間可持續(xù)發(fā)展關(guān)鍵舉措的實施。

關(guān)鍵詞:生境水生態(tài)空間;結(jié)構(gòu)-功能;可持續(xù)發(fā)展;洞庭湖地區(qū)

中圖分類號:S718.5 文獻標志碼:A 文章編號:1673-923X(2024)09-0105-13

基金項目:湖南省哲學(xué)社會科學(xué)基金項目(21YBA174)。

Spatio-temporal of structure and function of habitat water ecological space in Dongting Lake region

WANG Xiaohua1,2,3, ZHANG Ying1, NING Qimeng1,2,3, WU Yuxin1

(1. College of Architecture and Urban Planning, Hunan City University, Yiyang 413000, Hunan, China; 2. Key Laboratory of Key Technologies of Digital Urban-Rural Spatial Planning of Hunan Province, Yiyang 413000, Hunan, China; 3. Key Laboratory of Urban Planning Information Technology of Hunan Provincial Universities, Yiyang 413000, Hunan, China)

Abstract:【Objective】In order to slow down the continuous decline of the ecological environment quality and the weakening of the ecological service function in the Dongting Lake area, this paper proposed a research framework for the sustainable development of the habitat water ecological space from the perspectives of structure and function, with the hope of providing a theoretical and scientific basis for the protection of the ecological space and the guarantee of water security.【Method】Based on land use and social statistics, and with the help of ArcGIS analysis, this paper monitored the structure and function of the water-ecological space in the Dongting Lake area for the years 2010, 2015 and 2020, and proposed a control framework and key initiatives based on this.【Result】1)The overall scale of the habitat water ecological space in the Dongting Lake area was over 7 300 km2, of which the water body area accounted for the largest proportion. The proportion of water bodies was the largest, followed by coastal terrestrial areas, while the proportion of waterland interlacing areas was the smallest, and there was a small decrease in the area of habitat water ecological space during the study period; the overall scale of habitat water ecological space in Yueyang was larger, while the scale of habitat water ecological space in Linli was smaller. 2)The comprehensive function of habitat water ecological space in the Dongting Lake area was about 0.4000, which had increased somewhat during the study period; among the units, the comprehensive function value of habitat water ecological space in Yuanjiang city was the highest, while the comprehensive function value of habitat water ecological space in Jincheng city was relatively the lowest. 3)The spatial distribution of habitat quality showed obvious spatial differentiation, with dongting Lake, coastal rivers, eastern and southern mountainous and hilly areas as the high-value concentrated distribution area, while the habitat quality was lower in urban areas with flat terrain and dense population and economic activities.【Conclusion】From the structural elements of habitat water ecological space, scientific planning of functional zoning of habitat water ecological space should be carried out, and combined with the delineation of “three zones and three lines”, on the basis of which key initiatives such as multi-scale and multi-level planning and control for water ecological sustainability.

Keywords: habitat water ecological space; structure-function; sustainable development; Dongting Lake area

生境水生態(tài)空間是指水生態(tài)空間的自然生境結(jié)構(gòu),對維持水生態(tài)系統(tǒng)健康穩(wěn)定、保障水安全的各類空間十分重要。生境水生態(tài)空間為“水文-生態(tài)”過程提供場所,是生態(tài)空間的核心構(gòu)成要素,也是城鎮(zhèn)空間、農(nóng)業(yè)空間的基本支撐,在國土空間體系中具有重要地位[1-2]。然而,快速的城鎮(zhèn)化和工業(yè)化對水生態(tài)環(huán)境造成了破壞,區(qū)域水資源短缺、水質(zhì)污染、洪澇災(zāi)害等水生態(tài)環(huán)境問題頻發(fā),導(dǎo)致生境水生態(tài)空間面臨巨大壓力[3]。因此,在新的國土空間規(guī)劃體系下,摸清區(qū)域生境水生態(tài)空間的動態(tài)演變規(guī)律,加強區(qū)域生境水生態(tài)空間的管控與治理,是落實國土空間用途管制、優(yōu)化國土空間布局、提升國土空間質(zhì)量的必要舉措,對推動區(qū)域高質(zhì)量發(fā)展具有重要意義。

國內(nèi)外學(xué)者對水生態(tài)空間監(jiān)測與管控進行了大量探討。國外學(xué)者對此方面的研究起步較早,研究內(nèi)容主要集中在水質(zhì)監(jiān)測[4]、水生態(tài)生境[5]、水資源管理[6]和水環(huán)境治理[7]等方面,并且重視土地利用與水生態(tài)空間之間的聯(lián)系以及影響效應(yīng)[8-9],逐步建立了“分類體系-演化特征-管控措施”的系統(tǒng)研究范式。例如,Benra等[10]利用InVEST模型對水生態(tài)系統(tǒng)的服務(wù)價值進行了監(jiān)測;Alberti等[11]通過分析水生態(tài)系統(tǒng)與城市土地利用結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系,發(fā)現(xiàn)二者具有明顯的關(guān)聯(lián)性;而Galloway等[7]通過對密西西比河1993年的洪水情況進行分析,進而提出了環(huán)境、經(jīng)濟和文化融合的可持續(xù)的水空間治理模式。國內(nèi)學(xué)者在引進西方水生態(tài)監(jiān)測管控思想與方法的基礎(chǔ)上,結(jié)合我國自身的國土所有制度、空間開發(fā)制度和環(huán)境管理制度,在重視傳統(tǒng)水質(zhì)檢測[12]與水資源管理[13]的同時,拓展了水生態(tài)空間分類體系[14]、管控規(guī)劃體系[15]等研究內(nèi)容。一方面,隨著新的國土空間規(guī)劃體系的建立與完善,水生態(tài)空間分區(qū)分類逐漸成為研究熱點,國內(nèi)學(xué)者對分類標準的空間成因、組成介質(zhì)、空間形態(tài)等進行了初步探討[16-18],如黃曉霞等[19]從流域水生態(tài)系統(tǒng)的地域差異出發(fā),提出了一種水生態(tài)空間的分區(qū)方法;楊晴等[20-21]對水生態(tài)空間范圍劃分進行了界定,并將水生態(tài)空間分為水生態(tài)保護紅線區(qū)、水生態(tài)限制開發(fā)區(qū)、水安全保障引導(dǎo)區(qū)3大類型。另一方面,當(dāng)前水生態(tài)空間管控的理念和相關(guān)研究是基于國土空間用途管控的思想延伸開來的,學(xué)者們從管控分區(qū)、管控制度、管控指標等方面進行了相關(guān)探討[21-23],如曹靖等[24]基于現(xiàn)狀生態(tài)要素,將重要河流、湖泊、水庫、濕地和公園綠地等納入理想生態(tài)底線區(qū),提出了肥東縣水生態(tài)空間的管控標準;邱冰等[23]以支撐和保障水生態(tài)空間現(xiàn)實需求為出發(fā)點,探索分析了水生態(tài)空間管控制度體系。此外,一些學(xué)者對水生態(tài)環(huán)境的空間演化[25]、土地利用和城鎮(zhèn)活動的水生態(tài)效應(yīng)[26]以及水生態(tài)文明評價[27]等內(nèi)容進行了分析。

洞庭湖地區(qū)是長江流域生態(tài)安全的生命線,也是長江中下游重要的調(diào)蓄性湖泊生態(tài)區(qū),屬于典型的水陸生態(tài)交錯脆弱帶[28-29]。隨著城鎮(zhèn)化的快速發(fā)展,洞庭湖周邊工農(nóng)業(yè)活動日益加強,土地利用強度逐漸增大,水生態(tài)系統(tǒng)遭受破壞,水域面積縮減明顯,水土流失現(xiàn)象普遍,洪澇災(zāi)害頻發(fā),水生態(tài)環(huán)境呈現(xiàn)衰退趨勢[30-31]。作為長江經(jīng)濟帶開放開發(fā)的重點區(qū)域和湖南省“一帶一部”戰(zhàn)略的重要樞紐地帶,洞庭湖地區(qū)生境水生態(tài)空間的保護與建設(shè)關(guān)乎湖南省以及長江經(jīng)濟帶整體的高質(zhì)量發(fā)展,如何科學(xué)監(jiān)測其生境水生態(tài)空間,并確立合理的管控策略,是保障其生境水生態(tài)空間安全、實現(xiàn)國土空間優(yōu)化開發(fā)所面臨的關(guān)鍵問題。因此,以洞庭湖地區(qū)為研究對象,構(gòu)建其生境水生態(tài)空間的監(jiān)測管控框架并進行實證分析,提出可行的管控策略,以期為其空間規(guī)劃與管理實踐提供決策參考。

1 研究區(qū)概況、研究方法和數(shù)據(jù)來源

1.1 研究區(qū)概況

洞庭湖地區(qū)是以洞庭湖為中心,向周邊依次過渡為平原、臺地和低山丘陵的流域性單元[32],其位于湖南省北部,處于湘、資、沅、澧四水交匯處,是長江中下游重要的水文調(diào)節(jié)區(qū)和農(nóng)業(yè)主產(chǎn)區(qū)(圖1)。洞庭湖地區(qū)大部分地區(qū)海拔為30~50 m,屬亞熱帶季風(fēng)氣候,區(qū)內(nèi)河網(wǎng)密布,水、氣、土、生物資源要素豐富,但同時具有顯著的生態(tài)脆弱性和敏感性,人類活動與水生態(tài)環(huán)境之間存在較為尖銳的矛盾[33],因此,研究其生境水生態(tài)空間的監(jiān)測與管控體系具有重要意義。

1.2 研究方法

1.2.1 指標體系的構(gòu)建

生境水生態(tài)空間是一個綜合復(fù)雜的系統(tǒng),其不僅包括河湖水庫在內(nèi)的水體區(qū)域,也包含濕地灘涂等在內(nèi)的水陸交錯區(qū),同時還涉及臨岸的陸生地域系統(tǒng),這些空間構(gòu)成了生境水生態(tài)空間的結(jié)構(gòu)性要素[20]。在多樣化空間結(jié)構(gòu)體系的基礎(chǔ)上,生境水生態(tài)空間具有自然與人文的雙重屬性[34]。因此,從水體空間、水陸交錯區(qū)、臨岸陸生區(qū)三個方面選取了生境水生態(tài)空間的結(jié)構(gòu)監(jiān)測指標,從生態(tài)功能、社會功能、經(jīng)濟功能三個方面選取了生境水生態(tài)空間的功能監(jiān)測指標,進而構(gòu)建了生境水生態(tài)空間的“結(jié)構(gòu)-功能”監(jiān)測體系。具體指標體系見表1。

1.2.2 功能價值計算方法

1)生態(tài)功能價值的測算

2)社會和經(jīng)濟功能價值的測算

1.3 數(shù)據(jù)來源

本研究采用的土地利用數(shù)據(jù)來源于中國科學(xué)院地理科學(xué)與資源研究所資源環(huán)境科學(xué)與數(shù)據(jù)中心(https://www.resdc.cn/),參照LUCC分類標準進行分類,并在ArcGIS中進行空間分析。堤岸長度、水產(chǎn)品產(chǎn)量和漁業(yè)產(chǎn)值等功能指標數(shù)據(jù)來自相應(yīng)年度的《湖南省統(tǒng)計年鑒》。

2 洞庭湖地區(qū)生境水生態(tài)空間結(jié)構(gòu)的時空分異

2.1 總體結(jié)構(gòu)

從整體來看,洞庭湖地區(qū)生境水生態(tài)空間面積超過了7 300 km2,約占區(qū)內(nèi)國土總面積的28.35%。在研究期內(nèi),生境水生態(tài)空間面積出現(xiàn)略微下降,由2010年的7 390.81 km2降至2020年的7 350.99 km2,共減少了39.82 km2。在3種生境水生態(tài)空間類型中,水體區(qū)域所占比例最大,但其在研究期間出現(xiàn)了明顯下降,占生境水生態(tài)空間的比例由51.04%下降至47.21%,空間面積由2010年的3 772.41 km2減少至2020年的3 470.19 km2,減幅達302.22 km2,以2010—2015年期間的減少幅度最大,共減少了272.41 km2(圖2)。水陸交錯區(qū)所占比重最小,但研究期間出現(xiàn)了明顯的上升之勢,其占生境水生態(tài)空間的比例由21.62%上升至25.79%,空間面積由2010年的1 597.86 km2增加至2020年的1 895.81 km2,增幅達297.95 km2,以2010—2015年期間的增幅最大,共增加了280.03 km2。臨岸陸生區(qū)占生境水生態(tài)空間的比例大約為27.00%,其在研究期間的變化不明顯,空間面積略微減少,由2010年的2 020.55 km2減少至2020年的1 985.00 km2,減幅僅為35.55 km2。

在水體空間中,湖泊面積的占比最大,研究期內(nèi)所占比例皆在45%以上,但其占比及空間面積的下降也最為明顯,占水體空間的比例由2010年的50.41%降至2020年的46.23%,面積由2010年的1 901.74 km2減少至2020年的1 604.14 km2,減幅為297.60 km2,其同樣在2010—2015年期間減少最快。水庫坑塘的占比處于第二位,研究期間所占比例呈上升態(tài)勢,由31.45%上升至34.21%,空間面積則呈先上升后下降的趨勢,2010—2015年期間僅增加了10.83 km2,2015—2020年期間出現(xiàn)微弱減少,但總體變化不明顯。河渠的占比相對最低,空間面積在680.00 km2左右,約占水體空間的19.00%,在研究期間占比和面積的變化不明顯。在水陸交錯區(qū)中,沼澤所占比例較大,占比在50%以上,空間面積在950.00 km2以上,研究期內(nèi),其占比呈相對下降態(tài)勢,由60.13%下降至50.24%,空間面積總體變化不大;灘地所占比例相對較小,但是在研究期內(nèi)占比和面積皆呈現(xiàn)明顯的上升勢頭,占比由39.87%上升至49.76%,面積由637.09 km2增加至943.38 km2,增幅為306.29 km2。洞庭湖不同類型生境水生態(tài)空間面積具體見表3。

2.2 區(qū)域結(jié)構(gòu)

從區(qū)域單元來看,洞庭湖地區(qū)生境水生態(tài)空間具有明顯的結(jié)構(gòu)性差異(圖3)。從圖3中可以看出,岳陽縣和沅江市生境水生態(tài)空間總體規(guī)模較大,均超過了1 000 km2,兩者在2010、2015和2020年的生境水生態(tài)空間面積分別為1 332.98、1 327.99、1 323.92和1 038.45、1 043.94、1 043.43 km2。湘陰縣、漢壽縣、澧縣的生境水生態(tài)空間規(guī)模處于第二梯隊,總體規(guī)模為500~1 000 km2,在3個年份其生境水生態(tài)空間面積分別為735.08、731.52、 728.04,656.17、659.65、659.16和522.74、521.33、521.32 km2。其余區(qū)域單元生境水生態(tài)空間規(guī)模較小,在500 km2以下,包括岳陽市市轄區(qū)、常德市市轄區(qū)、益陽市市轄區(qū)、臨湘市、汨羅市、華容縣、臨澧縣、安鄉(xiāng)縣、津市市、南縣,其中臨澧縣的總體規(guī)模最小,3個年份的生境水生態(tài)空間面積分別為189.32、188.09、187.57 km2。研究期間,洞庭湖地區(qū)生境水生態(tài)空間的結(jié)構(gòu)性差異無明顯變化,各區(qū)域單元生境水生態(tài)空間總體規(guī)模的波動較小。

對于水體空間而言,岳陽縣和沅江市的規(guī)模較大,其水體空間面積在400 km2以上,其中,岳陽縣的水體空間面積處于第一位,遠遠高于其他區(qū)域單元,但是研究期間其水體空間面積存在大幅減少現(xiàn)象,3個年份其水體空間面積分別為762.54、542.76和526.40 km2,十年間共減少了236.14 km2(圖4)。漢壽縣、湘陰縣、華容縣、南縣、常德市市轄區(qū)以及岳陽市市轄區(qū)次之,水體空間規(guī)模為200~400 km2,且在研究期間的變化不明顯。臨澧縣、汨羅市、津市市等7個區(qū)域單元水體空間規(guī)模相對較小,面積皆小于200 km2,其中臨澧縣的水體空間面積在研究單元中最小,在40 km2左右,且研究期間其水體空間面積無明顯波動。

對于水陸交錯區(qū)來說,沅江市的空間規(guī)模相對最大,在500 km2以上,且在研究期間有略微增加,其3個年份的水陸交錯區(qū)面積分別為568.33、569.81、575.46 km2。在2010年,湘陰縣水陸交錯區(qū)空間規(guī)模處于第二位,面積約為248.75 km2;岳陽縣處于第三位,面積約為191.32 km2(圖5)。到2015年,岳陽縣水陸交錯區(qū)空間規(guī)模大幅增長,超過湘陰縣,達到了410.87 km2,到2020年則達到了427.10 km2,10年間共增長了235.78 km2,其增長主要集中在灘地面積的增加,這與上述水體空間的減少量相吻合,即水體空間轉(zhuǎn)化為了灘地。臨澧縣、臨湘市、津市市、岳陽市市轄區(qū)等11個區(qū)域單元水陸交錯區(qū)的空間規(guī)模較小,大都在100 km2以下,其中臨澧縣的水陸交錯區(qū)面積最小,3個年份的面積均在2.70 km2左右。除岳陽縣外,其余單元的水陸交錯區(qū)空間規(guī)模的變化并不明顯。

對臨岸陸生區(qū)而言,岳陽縣的空間規(guī)模相對最大,3個年份其臨岸陸生區(qū)面積分別為379.11、374.36、370.42 km2,研究期間略微有所減少;其次是澧縣,其臨岸陸生區(qū)空間規(guī)模也超過了300 km2,3個年份的面積分別為308.59、306.74、306.25 km2(圖6)。而各區(qū)域單元中,臨岸陸生區(qū)空間最小的是南縣,其空間面積不到1 km2;其次是安鄉(xiāng)縣,其臨岸陸生區(qū)的空間面積在1.50 km2左右,研究期間未出現(xiàn)明顯變化。其余區(qū)域單元的臨岸陸生區(qū)空間規(guī)模處于中間水平,面積大都為20~200 km2。

3 洞庭湖地區(qū)生境水生態(tài)空間功能的時空分異

3.1 生境水生態(tài)空間總體功能監(jiān)測

從圖7可以看出,洞庭湖地區(qū)生境水生態(tài)空間綜合功能價值在研究期間有所提升,由2010年的0.387 9提升至2020年的0.422 1,增幅為0.034 1,說明洞庭湖地區(qū)生境水生態(tài)空間的總體服務(wù)功能有所改善。其中,在2010—2015年期間,增長較為明顯,增幅為0.026 4,這主要得益于此階段經(jīng)濟功能價值的大幅增加。

此外,洞庭湖地區(qū)各單元的生境水生態(tài)空間綜合功能存在較為明顯的差異(圖8)。沅江市3個年份的綜合功能價值在所有單元中均是最高的,綜合功能價值都在0.7以上,其值分別為0.718 5、0.821 0、0.774 8,研究期間經(jīng)歷了先上升后下降的過程,總的有所增加,增幅為0.056 3。其次是華容縣和湘陰縣,其綜合功能價值在0.6以上,且研究期間均有所提升,其中,華容縣由2010年的0.609 2提升至2020年的0.652 7,湘陰縣由2010年的0.603 0提升至2020年的0.635 0。而津市市和臨澧縣生境水生態(tài)空間綜合功能相對較低,在3個年份均未超過0.1,且出現(xiàn)了微弱降低,其中,津市市的綜合功能價值由2010年的0.054 4降至2020年的0.052 7,臨澧縣則由2010年的0.069 3降至2020年的0.066 5。此外,臨湘市、南縣、漢壽縣生境水生態(tài)空間綜合功能也出現(xiàn)了不同程度的下降,其中,南縣下降幅度最大,為0.058 3。安鄉(xiāng)縣、岳陽市市轄區(qū)、常德市市轄區(qū)等10個單元的生境水生態(tài)空間綜合功能價值有不同程度的上升,其中安鄉(xiāng)縣的增幅最大,為0.145 0。

3.2 生態(tài)功能監(jiān)測

從圖7中可以得知,洞庭湖地區(qū)生境水生態(tài)空間的生態(tài)功能在研究期間呈下降趨勢,由2010年0.338 2降低至2020年0.318 2,說明洞庭湖地區(qū)生境水生態(tài)空間的生態(tài)服務(wù)功能受到了一定程度的侵擾,導(dǎo)致其自然調(diào)節(jié)和支持能力下降。但是可以注意到,這種下降的態(tài)勢在減緩,2010— 2015年降幅為0.016 7,而2015—2020年降幅僅為0.003 2,說明生態(tài)文明建設(shè)對生境水生態(tài)空間的保護與修復(fù)產(chǎn)生了較為明顯的推動作用。

對于區(qū)內(nèi)各個單元來說,生境水生態(tài)空間的空間功能價值也明顯不同(圖9)。在2010年,生態(tài)功能價值最高的單元是岳陽縣,其功能價值高達0.958 6;其次是沅江市和湘陰縣,其功能價值分別為0.744 8和0.516 4;最低的單元是津市市,其生態(tài)功能價值僅為0.097 0;其余各單元的功能價值大都為0.1~0.5。這與洞庭湖地區(qū)水域以及濕地、疏林地的分布存在高度吻合性,由于洞庭湖核心水域以及沼澤灘地主要在岳陽縣、沅江市、湘陰縣以及華容縣、岳陽市市轄區(qū)內(nèi),因此其水源涵養(yǎng)價值較高;而疏林地分布較廣的包括岳陽縣、湘陰縣、澧縣等,因此其水土保持的價值相對較高;最終使得這些地區(qū)的生境水生態(tài)空間生態(tài)功能價值較高,而其他單元則相對較低。研究期間,生態(tài)功能價值的此種空間格局變化不大,2015年和2020年生態(tài)功能價值最大的仍是岳陽縣,其值分別為0.942 9和0.940 1;處于第二位和第三位的仍是沅江市和湘陰縣,其2015年的功能價值為0.725 4、0.504 9,2020年的功能價值為0.727 7和0.502 0;最低的單元仍是津市市,其值分別為0.090 6和0.089 4??梢钥闯?,研究期間區(qū)內(nèi)大多單元的生境水生態(tài)空間生態(tài)功能價值都呈不同程度的下降趨勢,其中澧縣的降幅最大,達0.057 4;華容縣下降幅度最小,僅為0.005 4。研究期內(nèi)只有安鄉(xiāng)縣和南縣生境水生態(tài)空間的生態(tài)功能呈一定提升趨勢,但是其提升幅度較為微弱,均在0.01以內(nèi)。

3.3 社會功能監(jiān)測

由圖7可以看出,洞庭湖地區(qū)生境水生態(tài)空間的社會功能價值呈上升趨勢,由2010年的0.47上升至2020年的0.49,說明洞庭湖地區(qū)水庫坑塘和岸線防洪建設(shè)有所改善,對人們生活生產(chǎn)的水資源支持能力進一步提升,水安全保障進一步加強。

從不同單元來看,洞庭湖地區(qū)各區(qū)域單元生境水生態(tài)空間的社會功能價值存在明顯差異,并且空間格局在研究期內(nèi)出現(xiàn)了明顯變化(圖10)。在2010年,生境水生態(tài)空間社會功能價值最高的單元是常德市市轄區(qū),其值達到了0.907 5,其次是漢壽縣,其社會功能價值為0.899 7;社會功能價值最低的單元是臨澧縣,其值僅為0.027 5,其次是津市市,其社會功能價值為0.049 8;其余各單元的社會功能價值在0.100 0至0.800 0之間。在2015年,生境水生態(tài)空間社會功能價值最高的兩個單元仍是常德市市轄區(qū)和漢壽縣,其值分別為0.944 3和0.931 9,較2010年有明顯提升;社會功能價值最低的兩個單元是臨澧縣和津市市,其值分別為0.019 7和0.045 5,較2010年則有所下降。到2020年,安鄉(xiāng)縣成為洞庭湖地區(qū)生境水生態(tài)空間社會功能價值最高的單元,其值達0.915 7,其次是南縣,其社會功能價值為0.782 6;臨澧縣和津市市仍是最低的兩個單元,但較2010年和2015年有明顯提升,其功能價值分別為0.033 1和0.058 3。研究期內(nèi),安鄉(xiāng)縣、南縣、澧縣、岳陽市市轄區(qū)、益陽市市轄區(qū)等10單元的社會功能價值有所提升,其中安鄉(xiāng)縣的提升幅度最大,升幅為0.302 2;而常德市市轄區(qū)、漢壽縣、臨湘市、沅江市和汨羅市5個單元的社會功能價值有所下降,其中漢壽縣的下降幅度最大,降幅為0.207 2。

3.4 經(jīng)濟功能監(jiān)測

由圖7可以得知,洞庭湖地區(qū)生境水生態(tài)空間的經(jīng)濟功能價值也呈增長趨勢,整體由2010年的0.361 9上升至2020年的0.461 1,這說明洞庭湖地區(qū)依托水空間進行經(jīng)濟生產(chǎn)的能力和效能在提高,水空間的經(jīng)濟產(chǎn)出明顯增加,即生境水生態(tài)空間的經(jīng)濟功能實現(xiàn)進一步發(fā)展。

對各區(qū)域單元而言,生境水生態(tài)空間的經(jīng)濟功能價值也存在較大差異,且研究期內(nèi)空間格局存在時序上的變化(圖11)。在2010年,生境水生態(tài)空間經(jīng)濟功能價值最高的單元是南縣,其經(jīng)濟功能價值達0.928 3;其次是華容縣,經(jīng)濟功能價值為0.827 9;湘陰縣緊隨其后,其經(jīng)濟功能價值為0.803 4。2010年經(jīng)濟功能價值最低的是津市市,其值為0.016 3,其次是臨澧縣,其經(jīng)濟功能價值為0.042 7;其余單元的生境水生態(tài)空間經(jīng)濟功能價值大都在0.100 0至0.800 0之間。在2015年,生境水生態(tài)空間經(jīng)濟功能價值最大的是沅江市,其值達0.948 0,較2010年增長了0.275 8;其次是華容縣,其經(jīng)濟功能價值達0.943 1,較2010年增長了0.115 2;湘陰縣處于第三位,其經(jīng)濟功能價值為0.836 6,較2010年增長了0.033 3;津市市和臨澧縣的經(jīng)濟功能價值分別為0.011 8和0.048 4,處于最后兩位,但前者較2010年下降了0.004 5,后者較2010年上升了0.005 7。到2020年,華容縣成為生境水生態(tài)空間經(jīng)濟功能價值最大的單元,其值達0.982 7;其次是沅江市和湘陰縣,其值分別為0.865 8和0.859 3;生境水生態(tài)空間經(jīng)濟功能價值最低的兩個單元仍是津市市和臨澧縣,其2020年經(jīng)濟功能價值分別為0.010 3和0.054 8。研究期內(nèi),只有南縣和津市市兩個單元的生境水生態(tài)空間經(jīng)濟功能價值出現(xiàn)了下降,其降幅分別為0.190 2和0.005 9。其余各單元經(jīng)濟功能價值皆有不同程度的增長,其中,常德市市轄區(qū)的增長幅度最大,由2010年的0.307 8增長至2020年的0.765 9,增幅為0.458 1。

4 結(jié)論與討論

4.1 結(jié) 論

從“功能-結(jié)構(gòu)”視角出發(fā),探究了洞庭湖地區(qū)的生境水生態(tài)空間監(jiān)測與管控問題?;谕恋乩煤拖嚓P(guān)統(tǒng)計數(shù)據(jù),借助ArcGIS分析手段,對洞庭湖地區(qū)2010、2015和2020年的生境水生態(tài)空間的結(jié)構(gòu)和功能狀況進行監(jiān)測,在此基礎(chǔ)上探究其空間管控的框架體系和關(guān)鍵舉措,所得主要結(jié)論如下:

1)洞庭湖地區(qū)生境水生態(tài)空間規(guī)模超過7 300 km2,其中,水體區(qū)域所占比例最大,所占比例在50%左右,水陸交錯區(qū)所占比重最小,占比在24%左右。在研究期內(nèi)生境水生態(tài)空間面積總量出現(xiàn)略微下降,其中水體空間下降最為明顯,其占比由51.04%下降至47.21%,水陸交錯區(qū)面積呈增加態(tài)勢,其比例由21.62%上升至25.79%。此外,區(qū)內(nèi)各單元生境水生態(tài)空間規(guī)模存在較大差異,其中岳陽縣和沅江市生境水生態(tài)空間總體規(guī)模較大,均超過了1 000 km2,臨澧縣和津市市生境水生態(tài)空間總體規(guī)模較小,基本在200 km2以下。

2)洞庭湖地區(qū)生境水生態(tài)空間綜合功能約為0.400 0,研究期間有一定提升,由0.387 9提升至0.422 1,說明洞庭湖地區(qū)生境水生態(tài)空間的總體功能服務(wù)有所改善。其中經(jīng)濟功能和社會功能價值提升較為明顯,而生態(tài)功能價值則存在一定程度的下降。此外,沅江市生境水生態(tài)空間綜合功能價值是最高的,其值都在0.700 0以上,津市市和臨澧縣生境水生態(tài)空間綜合功能價值則相對較低,其值均未超過0.100 0。對生態(tài)功能來說,功能價值最高的是岳陽縣,最低的是津市市;對社會功能來說,最高的是常德市市轄區(qū)(2010、2015年)和安鄉(xiāng)縣(2020年),最低的是臨澧縣;而經(jīng)濟功能價值最高的是南縣(2010年)、沅江市(2015年)和華容縣(2020年),最低的是津市市。

3)2000—2020年,研究區(qū)生境質(zhì)量呈現(xiàn)明顯的空間分異。研究期間生境質(zhì)量服務(wù)的空間分布基本穩(wěn)定,但具有空間異質(zhì)性。高生境質(zhì)量多出現(xiàn)在洞庭湖水域及沿岸河流、湖泊、東部與南部山地丘陵區(qū),而在地形平坦、人口經(jīng)濟活動較密集的城鎮(zhèn)地區(qū)其生境質(zhì)量較低。

4.2 討 論

4.2.1 生境水生態(tài)空間管控主要舉措

1)多尺度、多層級規(guī)劃管控

洞庭湖地區(qū)不僅關(guān)乎長江經(jīng)濟帶發(fā)展等重大國家戰(zhàn)略,也是湖南省重要的生態(tài)經(jīng)濟區(qū),同時涉及多個縣區(qū)市,因此其管控體系存在多尺度和多層級性。要從水資源承載力和土地利用適宜性評價,以水資源上限、水環(huán)境質(zhì)量底線和水生態(tài)保護紅線為約束,科學(xué)合理劃定河湖管理保護范圍、飲用水水源地保護紅線、水源涵養(yǎng)區(qū)保護紅線、水土流失敏感區(qū)保護紅線、水利風(fēng)景區(qū)保護紅線、生物多樣性保護紅線、岸線保護藍線、地下水警戒保護藍線、重要水利工程管理與保護范圍等水生態(tài)功能保護范圍,合理設(shè)置禁止開發(fā)區(qū)、限制開發(fā)區(qū)和緩沖引導(dǎo)區(qū)。同時,將其與其他類型生態(tài)保護紅線和保護區(qū)相融合,共同組成區(qū)域生態(tài)屏障,并與城市開發(fā)邊界和永久基本農(nóng)田劃定相結(jié)合,納入省市縣三級國土空間規(guī)劃體系中。加快修訂洞庭湖地區(qū)生境水生態(tài)空間專項規(guī)劃,并針對不同區(qū)縣生境水生態(tài)空間特點,進行功能分區(qū)劃定,確定空間管控的戰(zhàn)略重點。

2)加快生境水生態(tài)空間權(quán)屬確定

流域是一個系統(tǒng)性強、整體性高、連通性緊的區(qū)域,上下游、干支流、左右岸等存在非常強的相互影響、相互制約,但其同時也涉及不同地區(qū)和部門,因此,推動空間權(quán)屬關(guān)系的明確和區(qū)域協(xié)同化治理對流域生境水生態(tài)空間高質(zhì)量發(fā)展是必要的。依據(jù)洞庭湖生境水生態(tài)空間的水域、岸線、交錯區(qū)以及劃定的各管控區(qū)范圍,開展生境水生態(tài)空間確權(quán),加快推動河湖灘地、水庫坑塘、濕地沼澤等水域和岸線的所有權(quán)、使用權(quán)的確立,進一步完善水資源使用權(quán)的權(quán)屬和管理,在此基礎(chǔ)上按照自然資源統(tǒng)一確權(quán)登記的法律法規(guī)進行登記。要樹立市場配置理念,培育構(gòu)建具有嚴格法律基礎(chǔ)的生境水生態(tài)空間產(chǎn)權(quán)市場化體系,充分發(fā)揮生境水生態(tài)空間的生態(tài)、資源、社會、經(jīng)濟價值,并在項目審批、技術(shù)審查、業(yè)務(wù)指導(dǎo)等過程中,引導(dǎo)相關(guān)利益主體通過市場手段解決問題,有效協(xié)調(diào)不同主體間的矛盾沖突。此外,要著力構(gòu)建區(qū)域協(xié)同治理機制,強化區(qū)內(nèi)和區(qū)際協(xié)同,打造區(qū)域聯(lián)動、政府組織、企業(yè)推動、公眾參與的協(xié)同治理共同體,并針對不同區(qū)域制定差異化的生態(tài)補償標準,完善上下游、干支流的對接機制,構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)化生態(tài)補償體系。

3)加大水生態(tài)綜合治理修復(fù)

堅持山水林田湖草沙一體化治理的理念,大力推進洞庭湖地區(qū)生境水生態(tài)空間綜合治理修復(fù)。一方面通過物理、生物以及化學(xué)等科學(xué)手段,治理受污染的水體,改善流域水質(zhì);加大灘地沼澤的治理與修復(fù),改善濕地的生態(tài)功能,發(fā)揮其對凈水、蓄水、調(diào)水的重大功能。另一方面,應(yīng)科學(xué)有序推進退耕還湖、退耕還林,建立現(xiàn)代化、綠色化、綜合化的農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)體系,減少對水體和水陸交錯區(qū)的侵占,避免洞庭湖水域進一步萎縮。同時,應(yīng)強化上游地區(qū)植樹造林行動,提升其水源涵養(yǎng)和水土保持能力,為區(qū)域水安全提供有力保障。此外,應(yīng)積極探索多元化水生態(tài)治理修復(fù)體系,可采取政府購買服務(wù)的方式,吸引社會資本參與水生態(tài)修復(fù)與保護,探索設(shè)立區(qū)域水生態(tài)修復(fù)保護基金,對支付能力弱的地區(qū)給予資金上的支持,為水生態(tài)治理保護提供資金支撐。

4.2.2 研究局限與展望

本研究按照“土地利用基礎(chǔ)-結(jié)構(gòu)功能體系-格局演變監(jiān)測-管控體系構(gòu)建”的研究思路,探討了國土空間優(yōu)化語境下,生境水生態(tài)空間監(jiān)測與管控的理論和方法。這不僅深化了生境水生態(tài)空間管控的研究,推動了研究微觀監(jiān)測和單一功能測度向更大尺度和更加綜合的視角,也是對新時期國土空間規(guī)劃研究的細化,有利于進一步推動“三區(qū)三線”的合理劃定與調(diào)整,并對國土空間用途管制、生境水生態(tài)空間的保護開發(fā)以及高質(zhì)量發(fā)展具有重要意義。在生態(tài)文明時代,緩解人地矛盾、人水矛盾是經(jīng)濟社會高質(zhì)量發(fā)展的重要議題,探究生境水生態(tài)空間的綜合功能,并審視功能與結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系,對于減少人類活動對水生態(tài)系統(tǒng)的負面影響、推動水生態(tài)系統(tǒng)更好地支持經(jīng)濟社會發(fā)展具有重要意義。但需要指出的是,受當(dāng)前數(shù)據(jù)可獲取性的限制,本文中對生境水生態(tài)空間結(jié)構(gòu)和功能的分類體系仍不夠細化。例如:濱水休閑區(qū)、水田、臨水緩沖帶等生境水生態(tài)空間和氣候調(diào)節(jié)、生物多樣性維持、蓄洪能力等水生態(tài)功能暫未被納入細分結(jié)構(gòu)和功能中,導(dǎo)致目前分析深度存在一定局限性,后期將通過多渠道、多手段收集可用數(shù)據(jù),建立綜合全面細化的“結(jié)構(gòu) - 功能”分類體系。此外,因篇幅所限,本文未深入探討微觀層面的水生態(tài)質(zhì)量監(jiān)測和修復(fù)問題,如水質(zhì)監(jiān)測、水生物數(shù)量與多樣性監(jiān)測、水體凈化、水資源供給管理等,這可能導(dǎo)致生境水生態(tài)空間質(zhì)量監(jiān)管研究的局限,后期將結(jié)合景觀格局、質(zhì)量監(jiān)測等理論與方法,整合宏觀、中觀和微觀尺度,全面評估生境水生態(tài)空間的動態(tài)演變,并進行綜合化科學(xué)管控。

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[本文編校:謝榮秀]

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