南京市農(nóng)村生態(tài)環(huán)境分區(qū)研究

于忠華，蘇偉忠，劉海濱，陳 爽，盧寧川

(1.南京市環(huán)境保護(hù)科學(xué)研究院，江蘇南京 210013;2.中科院南京地理與湖泊研究所，江蘇南京 210008)

空間分區(qū)及區(qū)劃是人類認(rèn)識自然、社會和經(jīng)濟(jì)空間并進(jìn)行分類管理的重要手段［1-2］。環(huán)境管理分區(qū)是以環(huán)境現(xiàn)狀以及環(huán)境與經(jīng)濟(jì)社會耦合發(fā)展的區(qū)域特征為依據(jù)，將區(qū)域劃分為特征相似的區(qū)域單元。農(nóng)村環(huán)境污染發(fā)生的廣域性、分散性、隨機(jī)性等特征決定了農(nóng)村環(huán)境污染物不可能像城市污染物那樣進(jìn)行集中治理。由于農(nóng)村環(huán)境污染治理始終存在資金不足的問題，因此開展農(nóng)村生態(tài)環(huán)境分區(qū)，明確重點環(huán)境整治地區(qū)和環(huán)境保護(hù)地區(qū)，可以提高污染治理的成效，更好地實現(xiàn)污染治理的預(yù)期目標(biāo)。目前全國開展的農(nóng)村環(huán)境連片整治也是這一目的。許多學(xué)者對我國不同地區(qū)農(nóng)村環(huán)境綜合整治開展了卓有成效的研究［3-5］。但是，這些研究選擇的尺度以全國和省域尺度的研究較多，市域尺度研究相對較少，基于環(huán)境分區(qū)的市域農(nóng)村綜合整治研究更少。該文力圖從市域?qū)用娉霭l(fā)，以鄉(xiāng)鎮(zhèn) (街道)為評價單元，選取合適的評價指標(biāo)，利用GIS空間分析功能和矩陣聚類分析方法，對南京市農(nóng)村地區(qū)進(jìn)行生態(tài)環(huán)境分區(qū)，明確重點環(huán)境整治地區(qū)和重點環(huán)境保護(hù)地區(qū)，并分析不同環(huán)境類型區(qū)的環(huán)境污染特征和環(huán)境保護(hù)戰(zhàn)略取向，提出農(nóng)村環(huán)境綜合整治的若干對策建議，以期為農(nóng)村環(huán)境綜合整治提供決策依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)域概況

南京市地處長江中下游東部蘇、皖兩省的交界處，江蘇省西南部，地理位置在31°14＇～32°37＇N，118°22＇～119°14＇E，是江蘇省省會，長江三角洲的副主城市，輻射帶動中西部地區(qū)發(fā)展的重要門戶。南京市下轄11區(qū)2縣，全市總面積6 582.13km2，2008年末，全市戶籍人口為624.46萬人，地區(qū)生產(chǎn)總值為3 814.62億元。南京市農(nóng)村地區(qū)是指南京市域范圍內(nèi)、城區(qū)以外的農(nóng)村地區(qū)，2008年農(nóng)村戶籍總?cè)丝跒?15.86萬，占全市總?cè)丝诘?0.58%;農(nóng)村地區(qū)土地面積5 811.56km2，占全市總面積的88.29%;農(nóng)村地區(qū)生產(chǎn)總值對全市的貢獻(xiàn)率為33.67%。

1.2 研究方法

1.2.1 評價單元

區(qū)域生態(tài)安全評價單元主要有點狀的柵格評價單元和基于面狀的矢量評價單元二類。面狀評價單元包括行政單元、小流域和景觀單元等類型。具體評價單元的確定，主要根據(jù)工作所需達(dá)到的目標(biāo)來確定。為了便于獲取評價統(tǒng)計數(shù)據(jù)以及農(nóng)村環(huán)境管理，該研究以行政單元區(qū)為評價單元，選擇2007年南京民政局最新行政區(qū)劃方案，并結(jié)合城鎮(zhèn)用地占鎮(zhèn)域面積比例，確定研究范圍涉及39個鄉(xiāng)鎮(zhèn)和10個涉農(nóng)街道。

表1 南京市農(nóng)村生態(tài)環(huán)境分區(qū)評價單元

1.2.2 分區(qū)方法

以農(nóng)民人居環(huán)境改善和農(nóng)村生態(tài)環(huán)境保護(hù)為根本目的，以鄉(xiāng)鎮(zhèn) (街道)為評價單元，基于兩大類、三級農(nóng)村環(huán)境評價指標(biāo)體系，在GIS空間分析功能支撐下，對農(nóng)村地區(qū)進(jìn)行生態(tài)環(huán)境分區(qū)，并確定重點環(huán)境整治地區(qū)。技術(shù)路線為，首先，對單要素表征因子進(jìn)行分級，并分析其空間差異;然后，對單要素表征指標(biāo)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化統(tǒng)計處理后，根據(jù)熵權(quán)法對各指標(biāo)賦以相應(yīng)的權(quán)重，并通過專家評分法對權(quán)重進(jìn)行修正，加權(quán)求和，計算環(huán)境壓力和狀態(tài)綜合值;最后，對每個鄉(xiāng)鎮(zhèn) (街道)單元采用矩陣聚類方法，結(jié)合評價單元的實際進(jìn)行修正，把各鄉(xiāng)鎮(zhèn) (街道)分為綜合環(huán)境優(yōu)良區(qū)、較好區(qū)、一般區(qū)3級。

1.2.3 指標(biāo)選取

生態(tài)環(huán)境分區(qū)的實質(zhì)是以科學(xué)的指標(biāo)體系評價研究區(qū)域生態(tài)環(huán)境的差異［6，7］。市域尺度的生態(tài)環(huán)境分區(qū)，因區(qū)域空間差異較小，應(yīng)選擇對農(nóng)村生態(tài)環(huán)境質(zhì)量最為脅迫、最便于度量、最具代表性的指標(biāo)。該研究結(jié)合南京市農(nóng)村環(huán)保實際，選取污染源分布與強(qiáng)度 (含工業(yè)集中區(qū)面積、耕地面積)、城鎮(zhèn)發(fā)展水平(含人口密度、建設(shè)用地比例、路網(wǎng)密度)作為壓力指標(biāo)，選取農(nóng)村河道水質(zhì) (水環(huán)境污染綜合指數(shù))、大氣環(huán)境質(zhì)量 (含SO2濃度、可吸入顆粒物濃度)、土壤污染綜合指數(shù)作為狀態(tài)指標(biāo)。壓力指標(biāo)評價農(nóng)村環(huán)境系統(tǒng)受到人類活動的負(fù)面影響，狀態(tài)指標(biāo)評價農(nóng)村現(xiàn)狀環(huán)境系統(tǒng)質(zhì)量狀況。

表2 南京市農(nóng)村生態(tài)環(huán)境分區(qū)評價指標(biāo)體系

2 結(jié)果與分析

2.1 南京市農(nóng)村生態(tài)環(huán)境評價

污染源分布與強(qiáng)度由工業(yè)開發(fā)區(qū)面積、耕地面積 (反映農(nóng)田面源污染)分指標(biāo)組成。鑒于南京市鄉(xiāng)鎮(zhèn)工業(yè)發(fā)展產(chǎn)業(yè)趨同度較高，工業(yè)集中區(qū)面積從一定程度上反映了不同評價單元工業(yè)污染的強(qiáng)度，南京市農(nóng)村地區(qū)工業(yè)開發(fā)區(qū)面積相對較大的地區(qū)為永陽鎮(zhèn)、湯山街道、祿口街道、古柏鎮(zhèn)等工業(yè)化程度較高的鎮(zhèn)街;南京市受農(nóng)田面源污染約束性最大的地區(qū)主要分布在六合區(qū)北部以及高淳、溧水縣的絕大部分地區(qū)。

圖1 南京農(nóng)村生態(tài)環(huán)境分區(qū)指標(biāo)評價

城鎮(zhèn)化過程不可避免地引起土地利用與土地覆被變化 (LUCC)，將對局地氣候、流域水文過程及環(huán)境污染帶來影響［8］。城鎮(zhèn)化發(fā)展水平分析表明，2007年，南京市農(nóng)村地區(qū)人口密度為543.5人/km2，其中六合區(qū)農(nóng)村人口密度最大，溧水縣農(nóng)村人口密度最小;建設(shè)用地比例從一定程度上可以反映區(qū)域城鎮(zhèn)化水平，位于江寧區(qū)的秣陵街道和江寧街道以及六合區(qū)的橫梁鎮(zhèn)建設(shè)用地比例較高;路網(wǎng)密度是指城市中所有的道路總長度與城市總面積之比，城市近郊區(qū)以及高速公路穿越的鄉(xiāng)鎮(zhèn) (街道)路網(wǎng)密度較高，位于江寧區(qū)的多數(shù)鎮(zhèn)街以及104國道穿越的浦口區(qū)永寧鎮(zhèn)和寧連高速穿越的六合區(qū)少數(shù)鄉(xiāng)鎮(zhèn) (街道)路網(wǎng)密度較高。

農(nóng)村生態(tài)環(huán)境的狀態(tài)分析表明，南京農(nóng)村區(qū)域地表水水質(zhì)具有明顯的區(qū)域性差異，離主城區(qū)越近，水質(zhì)污染越嚴(yán)重;重化工業(yè)較為聚集的六合區(qū)農(nóng)村地區(qū)SO2濃度較高，而溧水縣農(nóng)村地區(qū)和路網(wǎng)密度和城鎮(zhèn)化程度較高的江寧區(qū)農(nóng)村地區(qū)的可吸入顆粒物濃度較高;南京市農(nóng)村地區(qū)土壤污染超標(biāo)點位置主要在周崗、雄州、八卦洲、傅家邊、長蘆、東屏及玉帶等地。南京市局部地區(qū)土壤已被檢出重金屬和有機(jī)污染，特別是礦區(qū)、工業(yè)區(qū)周邊、高速公路兩側(cè)等地區(qū)污染檢出頻率較高，部分區(qū)域土壤已不適合農(nóng)作物種植［9，10］。

2.2 南京市農(nóng)村生態(tài)環(huán)境分區(qū)

綜合上述單項因子的分析，考慮各因子正負(fù)關(guān)系，在加權(quán)求和的基礎(chǔ)上計算環(huán)境壓力和狀態(tài)綜合數(shù)值，選擇采用Q型樣本 (鄉(xiāng)鎮(zhèn)、街道單元)聚類并結(jié)合矩陣聚類方法，把各鎮(zhèn)、街道分為綜合環(huán)境優(yōu)良區(qū)、較好區(qū)、一般區(qū)三級(圖2)。

2.2.1 農(nóng)村環(huán)境優(yōu)良區(qū)

這些地區(qū)主要特征:污染源及強(qiáng)度小，來自城鎮(zhèn)發(fā)展的環(huán)境壓力弱，同時現(xiàn)狀環(huán)境質(zhì)量良好。從空間分布來看，主要分布在浦口區(qū)西南部和六合區(qū)的西北部，秦淮河上游的溧水縣以及高淳縣的固城湖附近地區(qū)。上述地區(qū)主要采取保護(hù)與防御兼?zhèn)涞沫h(huán)境戰(zhàn)略:首先是在劃定生態(tài)功能保護(hù)區(qū)基礎(chǔ)上，嚴(yán)格按照保護(hù)區(qū)條例和管制措施維護(hù)生態(tài)環(huán)境質(zhì)量和原生自然地理條件，根據(jù)不同生態(tài)功能空間類型，因地制宜實施分類保護(hù)措施;其次預(yù)防來自周邊地區(qū)帶來的環(huán)境壓力，在地理交接地段設(shè)置與建設(shè)生態(tài)緩沖帶，通過合理規(guī)劃建設(shè)用地與交通網(wǎng)絡(luò)既能滿足周邊地區(qū)發(fā)展的需要，又能實現(xiàn)這些地區(qū)環(huán)境保護(hù)的要求。

2.2.2 農(nóng)村環(huán)境較好區(qū)

這些地區(qū)主要特征:各項指標(biāo)均較好，但相對環(huán)境優(yōu)良區(qū)而言相對較差，即污染源及強(qiáng)度較小，來自城鎮(zhèn)發(fā)展的環(huán)境壓力較弱，現(xiàn)狀環(huán)境質(zhì)量較好。從空間分布來看，主要在環(huán)境優(yōu)良區(qū)的外圍，包括六合區(qū)的東北部、浦口區(qū)的西南部、溧水縣和高淳縣的大部分地區(qū)，但某些鄉(xiāng)鎮(zhèn)在部分指標(biāo)上有所差異:六合區(qū)的新簧鎮(zhèn)、橫梁鎮(zhèn)、東溝鎮(zhèn)、龍袍鎮(zhèn)及靖安街道以及溧水縣的晶橋鎮(zhèn)、高淳縣的漆橋鎮(zhèn)和古柏鎮(zhèn)環(huán)境質(zhì)量相對較差，其他指標(biāo)較好;而其他地區(qū)在污染源和環(huán)境壓力上又表現(xiàn)出相對較高的水平。這些地區(qū)主要采取保護(hù)與整治為主的環(huán)境戰(zhàn)略:對這些地區(qū)的生態(tài)空間實施嚴(yán)格保護(hù)，大力發(fā)展生態(tài)產(chǎn)業(yè)體系;針對不同地區(qū)的不同特點實施分類整治措施，對污染壓力較大地區(qū)進(jìn)行合理規(guī)劃產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和城鎮(zhèn)發(fā)展布局，對環(huán)境質(zhì)量較差地區(qū)加強(qiáng)環(huán)境整治投入，提高環(huán)境基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)水平。

2.2.3 農(nóng)村環(huán)境一般區(qū)

圖2 南京農(nóng)村生態(tài)環(huán)境分區(qū)方案

這些地區(qū)主要特征:各項指標(biāo)相對上述兩類地區(qū)較為一般。從空間分布來看，主要在各縣區(qū)的行政中心所在鎮(zhèn)或街道，大體為城市地區(qū)的外延地段，但在某些指標(biāo)上有所差異:六合區(qū)的程橋鎮(zhèn)、馬鞍鎮(zhèn)、新集鎮(zhèn)及江寧區(qū)的谷里街道、湖熟鎮(zhèn)等地區(qū)的污染源與強(qiáng)度相對較弱，但來自城鎮(zhèn)發(fā)展和交通的環(huán)境壓力大，現(xiàn)狀環(huán)境質(zhì)量也差;其他地區(qū)污染源強(qiáng)度較高、城鎮(zhèn)發(fā)展帶來的環(huán)境壓力較大且現(xiàn)狀環(huán)境質(zhì)量差。這些地區(qū)主要采取整治與生態(tài)建設(shè)為主的環(huán)境戰(zhàn)略:對這些地區(qū)污染源分布較多的地區(qū)實施優(yōu)化改造措施;現(xiàn)狀污染較重的地區(qū)采取整治措施，加大基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)以提高環(huán)境質(zhì)量;加強(qiáng)綠地系統(tǒng)和生態(tài)環(huán)境建設(shè)的投入力度，對重要的生態(tài)空間實施保護(hù)和管制措施，限制大規(guī)模城鎮(zhèn)與產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，大力提倡生態(tài)產(chǎn)業(yè)建設(shè)。

2.2.4 重點整治和保護(hù)地區(qū)

(1)重點整治地區(qū)。這些地區(qū)主要是環(huán)境較差區(qū)中各項指標(biāo)得分最低的鄉(xiāng)鎮(zhèn)、街道，主要分布在主城外圍(圖3)。對重點環(huán)境整治區(qū)分布特征及主要環(huán)境問題，明確環(huán)境整治的主要方向與途徑:對于主城周邊農(nóng)村地區(qū)，包括湯山、龍?zhí)?、秣陵等街道，處于都市發(fā)展區(qū)范圍，是城市產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移的主要承接區(qū)，城鎮(zhèn)發(fā)展和交通壓力大，工業(yè)污染源強(qiáng)度大，因此，需要對主城擴(kuò)展及城鎮(zhèn)布局進(jìn)行生態(tài)引導(dǎo)以及對鄉(xiāng)村發(fā)展實施生態(tài)調(diào)控，提出城鄉(xiāng)統(tǒng)籌發(fā)展的途徑與措施;對于縣城地區(qū)，包括淳溪鎮(zhèn)、雄州鎮(zhèn)及江浦街道，城鎮(zhèn)發(fā)展壓力和工業(yè)污染強(qiáng)度大，是城鎮(zhèn)化重點優(yōu)化地區(qū)，因此，需要促進(jìn)產(chǎn)業(yè)生態(tài)轉(zhuǎn)型，合理調(diào)控城鎮(zhèn)發(fā)展規(guī)模、方向和布局，在實現(xiàn)城市功能擴(kuò)散的同時維護(hù)周邊生態(tài)敏感空間的整體性和延續(xù)性，將自然引入城市，構(gòu)建環(huán)境優(yōu)美鄉(xiāng)鎮(zhèn);對于其他鄉(xiāng)鎮(zhèn)街道，包括盤城、江寧等街道工業(yè)污染強(qiáng)度大，城鎮(zhèn)發(fā)展壓力也大，同時處于生態(tài)敏感地帶，因此，需要從生態(tài)基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)架搭建的需要來重新衡量城鎮(zhèn)布局，合并、集中過于分散的小村落，可以視其所處區(qū)域生態(tài)敏感性高低，確定由弱而強(qiáng)的生態(tài)引導(dǎo)模式，同時依據(jù)鄉(xiāng)村的分區(qū)特征，確定各自的發(fā)展道路，重點解決農(nóng)村飲用水源及抗旱灌溉用水的保障問題，圍繞社會主義新農(nóng)村建設(shè)，加快推進(jìn)農(nóng)村人居環(huán)境建設(shè)和環(huán)境綜合整治試點工作。

(2)重點環(huán)境保護(hù)區(qū)。主要集中在老山地區(qū)和六合北部，以及秦淮河上游江寧段和石臼湖-固城湖流域地區(qū)。該類區(qū)域為主要水系源頭和分水嶺，有保護(hù)完好的核心區(qū)，生態(tài)系統(tǒng)中的自然組分比例高，是區(qū)域性自然生境和鄉(xiāng)土物種保留地，對生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定起到控制性和生態(tài)源的作用，具備區(qū)域生態(tài)流通的源功能。這些地區(qū)的主要整治措施:限制開山采石，積極開展采礦破壞地的生態(tài)修復(fù)，嚴(yán)格保護(hù)和積極營造山區(qū)水源涵養(yǎng)林，積極保護(hù)和改良丘陵、草地資源，防止水土流失，加強(qiáng)飲用水源地的保護(hù);有效保護(hù)沿江各個區(qū)域供水水源地;控制高密度房地產(chǎn)開發(fā)及鄉(xiāng)鎮(zhèn)工業(yè)園區(qū)建設(shè)，注重生態(tài)環(huán)境保護(hù)，保持原生態(tài)狀況，著力提升自然生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能;以保護(hù)基本農(nóng)田為主線，大力發(fā)展都市型生態(tài)農(nóng)業(yè)及生態(tài)觀光旅游產(chǎn)業(yè)。

圖3 南京農(nóng)村生態(tài)環(huán)境重點整治地區(qū)

3 結(jié)論與討論

(1)以鄉(xiāng)鎮(zhèn) (街道)為評價單元，選取壓力和狀態(tài)兩大類、三級評價指標(biāo)體系，利用GIS空間分析功能和矩陣聚類分析方法，將南京市農(nóng)村地區(qū)分為環(huán)境質(zhì)量優(yōu)良區(qū)、環(huán)境質(zhì)量較好區(qū)和環(huán)境質(zhì)量一般區(qū)。分區(qū)結(jié)果顯示，農(nóng)村環(huán)境質(zhì)量優(yōu)劣與區(qū)域工業(yè)化和城鎮(zhèn)化發(fā)展程度有一定的相關(guān)關(guān)系。

(2)農(nóng)村環(huán)境污染粗放的發(fā)展模式是主要原因，滯后的環(huán)境基礎(chǔ)設(shè)施是直接原因，低效的環(huán)境管理是間接原因，傳統(tǒng)的生產(chǎn)生活方式是累積性原因。農(nóng)村環(huán)境綜合整治應(yīng)堅持因地制宜、分類指導(dǎo)的原則，總體設(shè)計、分步實施環(huán)境整治方案。首先要轉(zhuǎn)變農(nóng)村經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式，優(yōu)化農(nóng)村地區(qū)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，大力發(fā)展生態(tài)工業(yè)、生態(tài)農(nóng)業(yè)和生態(tài)旅游等環(huán)境友好型產(chǎn)業(yè)，實施生態(tài)空間管制。其次要綜合采取結(jié)構(gòu)減排、工程減排和管理減排措施，大力削減農(nóng)村各類污染負(fù)荷。再次要加快環(huán)?；A(chǔ)設(shè)施建設(shè)，提高重點環(huán)境整治地區(qū)的排放標(biāo)準(zhǔn)。最后要構(gòu)建農(nóng)村環(huán)境綜合整治長效機(jī)制，提升農(nóng)村基層環(huán)保部門的能力。

(3)為使市域農(nóng)村生態(tài)環(huán)境分區(qū)結(jié)果更加科學(xué)客觀，各鄉(xiāng)鎮(zhèn) (街道)應(yīng)建立長期的生態(tài)環(huán)境、工業(yè)污染源、農(nóng)業(yè)面源及城鎮(zhèn)建設(shè)等諸項技術(shù)檔案制度，在長系列數(shù)據(jù)的支持下，對農(nóng)村生態(tài)環(huán)境進(jìn)行動態(tài)監(jiān)控。農(nóng)村生態(tài)環(huán)境分區(qū)結(jié)果要與實際情況項符合，若分區(qū)結(jié)果與實際情況相差較大，應(yīng)優(yōu)化調(diào)整評價指標(biāo)體系，使得評價更符合實際，最終使分區(qū)成果為農(nóng)村環(huán)境綜合整治提供決策參考。

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