重点功能区生态用地变化及驱动力分析

张 璐 柴燕妮

(江苏省基础地理信息中心, 江苏 南京 210013)

0 引言

十九大报告提出要“统筹山水林田湖草系统治理,实行最严格的生态环境保护制度,形成绿色发展方式和生活方式,坚定走生产发展、生活富裕、生态良好的文明发展道路”。面对上述形势,全国均开展了生态环境监测分析。文献[1]立足地理国情监测数据,选取周至县为研究对象,进行县域生态环境监测分析;文献[2]基于地理国情成果,综合利用Landsat-8卫星遥感影像与气象、环境相关数据,运用遥感及地理信息技术手段,选取泰州市为研究区域进行生态环境状况评价,研究表明地理国情数据适用于区域生态环境状况评价。文献[3]利用遥感大数据云计算平台,采用像元二分模型对三江源地区草地覆盖度进行评估;文献[4]利用生态系统分类数据和植被指数数据,运用生态系统类型变化动态度和植被指数年均合成等方法,对川西重点生态功能区的生态系统现状及变化进行研究。但目前利用地理国情数据针对重点功能区的监测分析研究较少,因此本文基于江苏省地理国情数据,以江淮生态经济区为例,分析重点功能区内生态用地的数量、分布、流转等时空变化特征,并进一步研究其驱动力因素。

1 监测区概况

江淮生态经济区位于江苏省中心区域,包括淮安、宿迁2个设区市以及里下河地区的高邮、宝应、兴化、建湖、阜宁5个县市,是全面配合国家大运河文化带和国家江淮生态大走廊划定的功能区经济区,是扬子江城市群、沿海经济带、徐州淮海经济区中心城市的共同腹地和后花园。江淮生态经济区内水面率高达21%,是我省乃至全国水面率最高的地区之一。同时,江淮生态经济区正处在摆脱传统发展路径、实现绿色崛起的关键转型期,区域内生态环境脆弱性显著。

2 数据与方法

2.1 数据选取

地理国情是指与地理相关的自然和人文要素的国情,它从空间角度反映一个国家自然、经济、人文的状况。地理国情监测是从地理的角度,采用空间化方法,对国情进行持续观测并对观测结果进行描述、分析、预测和可视化的过程[5]。多年的地理国情普查与监测使测绘部门积累了多期地理国情数据,这些数据具有海量、准确、连续、动态、综合等特点,为进一步开展专题性地理国情监测和研究奠定了基础[6]。

本文以2015—2018年江苏省地理国情数据为基础,结合多时相影像和高精度图斑信息,对江淮生态经济区生态用地进行变化监测。从类型、数量、结构与流转信息等多角度出发,全面研究典型生态用地的变化特征与规律,开展生态用地占用、保护与修复情况分析。

2.2 研究方法

生态用地监测主要针对生态用地内部的转化关系进行监测,探寻生态用地的变化机理。本文借助城市生态学方面的国际前沿研究将生态用地进一步区分为绿色生态用地、蓝色生态用地和灰色生态用地[7-8]。地表覆盖分类与生态用地之间的转换关系见表1。

表1 生态空间用地分类与地表覆盖分类映射表

3 结果分析

3.1 生态用地分布与变化特征

江淮生态经济区2015—2018年生态用地的分布特征监测将从空间分布和结构特征等方面展开。

(1)生态用地呈现“依山傍水”的分布特征

江淮生态经济区生态用地整体分布均匀,蓝色生态用地集中分布在洪泽湖、高邮湖、白马湖等大型湖泊,废黄河、苏北灌溉总渠、淮沭河等骨干河道及里下河湖泊湖荡等低洼沼泽区。绿色生态用地则主要集中在丘陵低山地带,骨干河流两岸、农田四周和道路两侧,呈现条状或网状分布。灰色生态用地分布比较零星,无明显规律。

在空间分布上,大量的蓝色生态用地集中在苏北灌溉总渠以南的湖荡和湖泊区域,苏北灌溉总渠以北区域的绿色生态用地分布更为广泛,西南部丘陵山区的绿色生态用地分布更加集中。

(2)生态用地以蓝色生态用地为主,“水”特色鲜明

如表2所示,2015—2018年,蓝色生态用地的比重始终处于较高水平,凸显了江淮生态经济区水资源丰富的地区特色。绿色生态用地在规模上虽然有一定的缩减,但是占国土空间比例仍然大于10%,处于较高的水平。

表2 生态用地变化统计表

受农业结构调整影响,江淮生态经济区存在着较大数量的坑塘,因此为了更准确地体现江淮生态经济区水资源丰富的特征,表3为去除坑塘后各类生态用地的面积及占比情况,蓝色生态用地仍为主要的生态用地类型。但另一方面,不含坑塘的蓝色生态用地占国土空间的比例由原来的20%以上下降至15%左右,说明区域内坑塘占据着较大的比例,因此必须警惕由于坑塘养殖快速增长而带来的区域面源污染。

表3 生态用地变化统计表(不包含坑塘)

(3)蓝色生态用地以湖泊为主,湖泊数量众多

如表4所示,江淮生态经济区内的湖泊众多,主要有洪泽湖、骆马湖、高邮湖、宝应湖、里下河腹部地区湖泊湖荡等6个大型湖泊,皆为江苏省省管湖泊,省管湖泊数量接近省管湖泊总量的一半,湖泊总面积接近江苏省湖泊总面积的一半。2015—2018年,湖泊面积总体平稳,无较大变化。但随着退渔还湖、退耕还湖等工程的实施,江淮生态经济区内湖泊的生态功能日益完善,生态效益不断增长。

表4 蓝色生态用地变化统计表

作为全省水网最密集的区域,江淮生态经济区河流总面积在1 350 km2以上,近年来,随着河道疏浚扩宽等工程实施,河流面积不断增长。坑塘是区域内增长最迅速的用地类型,变化率高达31.39%,主要由于受农业结构调整,存在部分耕地向坑塘养殖水面转变,尤其以里下河区域变化最为明显。区域中水渠面积较大的主要有京杭大运河和苏北灌溉总渠,水渠的面积占比维持在国土空间比例的0.51%,变化较小。受地形影响,区域内水库数量及面积都较小,已有的水库主要集中分布在盱眙县的丘陵山区地带,其中龙王山水库面积最大。泗洪县西部岗地区域零星分布部分小型水库。

(4)绿色生态用地中林地数量占优

绿色生态用地包含林地和草地两种类型。从其分布来看,林地分布最为集中区域为盱眙县的丘陵山岗地区,代表性林地有龙王山水库水源涵养区与河流道路周边的省级生态公益林。在平原地区,林地主要以农田防护林形式存在,分布较散,无明显集中区。草地更多的分布在城市区域和大型湖泊周边,城市区域的草地多成小块状分布。

至2018年,林地面积减小了约600 km2,而草地面积上升了约70 km2。绿色生态用地整体呈现缩减趋势,具体的变化情况见表5。主要是受苏北地区主要树种更新砍伐的影响,部分林地被砍伐,形成荒草地,这也是4年来林地减少、草地增长的主要驱动因素之一。

表5 绿色生态用地变化统计表

3.2 生态用地变化驱动力分析

由表2可知,2015—2018年,江淮生态经济区生态用地总体平稳,蓝色生态用地面积增长迅速,绿色生态用地与灰色生态用地呈现下降趋势。因此主要对新增的蓝色生态用地和转出的绿色生态用地进行驱动力分析。

(1)河道疏浚整治直接增加了河流水域面积

在江淮生态经济区北部区域,新增蓝色生态用地多呈条状分布,这是由于废黄河、六塘河和淮沭新河等重要河流的整治工程,如图1所示,河流水面区域向外扩充,原先岸边的林地、草地转向水面。

图1 河道疏浚示意图

(2)还湖工程的实施推动了湖泊面积的增长

退渔还湖和退耕还湖政策的实施,对湖泊面积增长起着重要的推动作用。2015—2018年,江淮生态经济区内重要湖泊周边圩区面积减少。在圩区清退过程中,白马湖集中清退力度最大,共清退18.91%的圩区,如图2所示。高邮湖南部的荒草滩地还湖工程量最大,如图3所示。

图2 白马湖退圩还湖示意图

图3 高邮湖退耕还湖示意图

(3)农业结构调整是坑塘增加的主要驱动因素

如图4所示,新增蓝色生态用地主要分布于里下河流域,主要是由于农业结构的调整,圩区则不断侵占农业用地,导致大量的耕地转变为坑塘养殖水面。

图4 农业结构调整示意图

(4)林地面积受树种更新砍伐影响大幅缩减

随着杨树老龄化加剧,江淮地区自2016年起开始大规模林地改造,大量杨树被砍伐,造成短时间内林地面积快速缩减,大量绿色生态用地转向种植土地,如图5所示。同时,受河道疏浚整治工程、土地流转政策等工程影响,也一定程度上导致了林地面积的减小,如图6所示。

图5 树种更新砍伐示意图

图6 土地流转政策影响示意图

(5)城镇开发建设是草地的缩减的主要驱动因素

2015—2018年,随着城镇的快速发展,原本位于城镇周边的林地、草地和水域受城镇开发的影响,呈现缩减趋势,尤其林地和草地,大量转为建设用地和绿化用地,如图7所示。但这些对绿色生态用地的侵占并非是对天然林草的无序破坏,而是建立在规划的基础上对闲置土地的开发利用引起的生态用地转变。

图7 城镇开发建设示意图

4 结束语

本文利用2015—2018年地理国情数据,以江淮生态经济区为例,对重点功能区生态用地变化及驱动力进行综合分析,评价和建议如下:

(1)江淮生态经济区生态用地比重较高,水网密布、水资源丰富,且区域内生态保护红线范围广、类型多,比重大,区域生态特色显著。

(2)由于坑塘开挖、退耕还湖(还湿)等人类活动与进程所导致的湖泊边界增长,使得蓝色生态用地规模增加;而2016年以来开展的树种更新砍伐等工程背景下,在废黄河、淮沭河等河道边,以及宿城区邓庄、泗阳县魏圩村等村庄周边杨树等典型林地类型被砍伐严重,导致绿色生态用地呈现下降趋势。

(3)江淮生态经济区里下河区域蓝色生态空间受养殖坑塘开采影响质量不断下降,高邮湖、宝应湖等湿地资源围垦严重等。建议围绕蓝色生态空间保护,利用区域内水资源优势,统筹“水资源、水生态、水环境”系统治理。

(4)江淮生态经济区内以江淮丘陵、里下河地区和平原林网为代表的范围内遍布“多片”林网,为丘陵山地森林生态建设以及增绿造景提供了良好的自然资源基础。建议提升绿色生态用地屏障作用,构建以林涵水、以水养林,林网化与水网化为一体的森林生态屏障。

(5)建议全面推进地理国情监测技术体系方法在生态空间管控上的深入应用,促进信息化管控水平提升。利用地理国情监测在技术手段、质量把控、数据精度上的先进性,积极向自然资源管理部门、生态环境管理部门推广,真正将地理国情监测的数据服务于生态空间的管理与优化决策中。