梁子湖生態(tài)屏障區(qū)土地利用模式研究

劉世斌，李江風，勞燕玲，王建英

（1.中國地質(zhì)大學（武漢）公共管理學院，武漢430074；2.華僑大學 旅游學院，福建 泉州362021）

目前，人們已經(jīng)普遍意識到合理的土地利用方式對區(qū)域可持續(xù)發(fā)展的重要性，但針對湖泊生態(tài)屏障區(qū)土地利用模式的研究則并不多見。鑒于此，本文提出構(gòu)建梁子湖生態(tài)屏障區(qū)的設想，并建立四種相應的土地利用模式，對梁子湖生態(tài)屏障區(qū)的土地利用布局進行調(diào)整，以緩解梁子湖開發(fā)與保護所面臨的問題，更好地發(fā)揮生態(tài)屏障區(qū)的生態(tài)系統(tǒng)服務功能。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

梁子湖位于湖北省東南部，長江中游南岸，地處武漢市、鄂州市、黃石市、咸寧市的交界地帶，是武漢“1＋8”城市圈的中心區(qū)域，湖面面積293.2 k m2，貯水量6.5億 m3，梁子湖流域位于東經(jīng)114°31′—114°42′，北緯30°04′—30°20′，流域總面積2 417.24 k m2。梁子湖是大型永久性淡水湖泊，水質(zhì)良好，以Ⅱ類和Ⅲ類水質(zhì)為主；流域濕地生態(tài)系統(tǒng)完整，生物多樣性豐富，已列入亞洲重要濕地目錄，被稱為“鳥類樂園”和“物種基因庫”；流域的自然旅游資源和人文旅游資源結(jié)構(gòu)特征鮮明，數(shù)量大，共調(diào)查獲取資源單（群）體459個，其中超過四成位于鄂州市范圍內(nèi)。

本文以構(gòu)建的梁子湖生態(tài)屏障區(qū)為研究對象，生態(tài)屏障區(qū)的具體范圍及土地利用情況將在后文詳細介紹。

1.2 數(shù)據(jù)來源與處理

本文的研究數(shù)據(jù)包括：① 梁子湖生態(tài)屏障區(qū)所涉及的武漢市江夏區(qū)、鄂州市梁子湖區(qū)、鄂城區(qū)、華容區(qū)、黃石市大冶市以及咸寧市咸安區(qū)六區(qū)（市）的2009年第二次土地調(diào)查的1∶1萬土地利用現(xiàn)狀數(shù)據(jù)，來源于湖北省國土資源廳；② 六區(qū)（市）新一輪土地利用總體規(guī)劃修編資料，來源于湖北省國土資源廳；③ 研究區(qū)的1∶5萬地形圖矢量數(shù)據(jù)，來源于湖北省測繪局；④ 《梁子湖生態(tài)環(huán)境保護規(guī)劃（2010—2014年）》，湖北省人民政府辦公廳鄂政辦發(fā)〔2010〕95號文；⑤ 研究區(qū)各地的社會經(jīng)濟統(tǒng)計數(shù)據(jù)，資料源自六區(qū)（市）2009年統(tǒng)計年鑒。前期，在 Map GIS 6.7平臺及Map GIS二次調(diào)查數(shù)據(jù)庫建庫系統(tǒng)（農(nóng)村通用版）的支持下，統(tǒng)一各矢量數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)格式和坐標系統(tǒng)，并建立數(shù)據(jù)庫，研究時主要運用Map GIS 6.7平臺的空間分析功能和建庫系統(tǒng)的矢量數(shù)據(jù)預處理功能對相關(guān)數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計和分析。本研究采用的土地利用分類系統(tǒng)是根據(jù)《土地利用現(xiàn)狀分類》（GB／T 21010-2007）并結(jié)合《縣級土地利用總體規(guī)劃編制規(guī)程》（TD／T1024-2010）中“土地規(guī)劃用途分類及含義”的要求和梁子湖流域的實際情況來確定的，將土地利用類型分為農(nóng)用地、建設用地和其他用地三大類，耕地、園地、林地、城鎮(zhèn)用地、村莊、荒草地和裸地7類。

1.3 梁子湖開發(fā)與保護面臨的問題

梁子湖流域內(nèi)濕地資源具有良好的自然環(huán)境和重要的生態(tài)功能，隨著武漢城市圈區(qū)域一體化的推進，梁子湖的開發(fā)與保護面臨多方壓力，主要體現(xiàn)在以下幾個方面：

（1）城鎮(zhèn)化進程的壓力。梁子湖周邊新型城鎮(zhèn)的擴張已經(jīng)危及梁子湖的生態(tài)系統(tǒng)平衡，如東湖高新技術(shù)開發(fā)區(qū)擴容、鄂州紅蓮湖新城和咸安新城的發(fā)展在未來必然對梁子湖造成壓迫（圖1）。這種壓力具體體現(xiàn)在：① 生活污水和工業(yè)廢水的排放量增加，對流域地表水體造成污染，進而影響湖水的水質(zhì)；② 城鎮(zhèn)生活用水和工業(yè)生產(chǎn)用水的數(shù)量增加，易造成地下水水位下降和上游來水水量的減少，破壞流域的水循環(huán)；③ 城鎮(zhèn)建設用地的增加必然帶來更多的生活垃圾，這些固體污染物同樣會給梁子湖的水環(huán)境和生態(tài)系統(tǒng)帶來負面影響。

（2）旅游資源開發(fā)與環(huán)境保護的矛盾日益顯著。梁子湖生態(tài)環(huán)境良好，是典型的湖泊型旅游目的地，但以“水”吸引游客的梁子湖生態(tài)系統(tǒng)具有脆弱性。隨著旅游資源的開發(fā)，旅游項目建設過程中會破壞原有生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，使物種減少，導致湖泊的生態(tài)功能退化；項目建成后由于外來人員的增加、生活垃圾和污水的排放，局部可能超過環(huán)境的承載力。例如梁子湖東北部地區(qū)紅蓮湖周圍開發(fā)的旅游地產(chǎn)，毀塘造房，大片水域、沼澤、蘆蕩田園被填埋，隨著房地產(chǎn)開發(fā)的熱潮加劇，濕地功能的退化喪失，大片的蘆葦、水網(wǎng)遭受破壞，其中最突出的表現(xiàn)是鳥類的原始棲息環(huán)境被破壞，生態(tài)平衡出現(xiàn)危機。

圖1 梁子湖周邊城市擴張態(tài)勢示意圖

（3）農(nóng)業(yè)漁業(yè)資源的過度開發(fā)產(chǎn)生的威脅。湖泊資源在農(nóng)業(yè)漁業(yè)發(fā)展中發(fā)揮著重要作用，為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供水源、凈化水質(zhì)、蓄洪防旱，提供漁業(yè)生產(chǎn)的基礎、促進農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級［13］，但是農(nóng)業(yè)漁業(yè)資源的過度開發(fā)會對湖泊的生態(tài)平衡產(chǎn)生嚴重的威脅。20世紀50年代至80年代期間，梁子湖的湖面面積因周邊圍湖造田由490.8 k m2萎縮至357.6 k m2，縮小了27.1%，而20世紀80年代以來，圍墾繼續(xù)發(fā)展，且圍欄養(yǎng)殖盛行，但農(nóng)業(yè)生產(chǎn)結(jié)構(gòu)單一，超強度的漁業(yè)捕撈導致魚類資源大量減少并嚴重污染了水環(huán)境，圍墾和圍欄養(yǎng)殖不僅使梁子湖的湖面面積繼續(xù)萎縮，還對梁子湖的水環(huán)境產(chǎn)生嚴重破壞。

Third,the framework of global free trade and multilateralism will be greatly damaged by the EU strengthening economic protectionism.

1.4 研究思路

本文在分析了梁子湖開發(fā)與保護面臨的問題的基礎上，提出構(gòu)建梁子湖生態(tài)屏障區(qū)的設想，并結(jié)合梁子湖流域的實際情況圈定生態(tài)屏障區(qū)的范圍，詳細分析梁子湖生態(tài)屏障區(qū)土地利用的結(jié)構(gòu)和布局；然后提出生態(tài)屏障區(qū)土地利用布局的原則和要求，根據(jù)地域分異規(guī)律，運用規(guī)劃的理論和方法，構(gòu)建梁子湖生態(tài)屏障區(qū)四種土地利用模式；最后通過構(gòu)建的土地利用模式對屏障區(qū)內(nèi)的土地利用布局進行調(diào)整模擬并對模擬結(jié)果進行總結(jié)。本文的研究思路如圖2所示。

圖2 研究思路

2 結(jié)果與分析

2.1 構(gòu)建梁子湖生態(tài)屏障區(qū)的設想

“生態(tài)屏障”一詞是長期社會生產(chǎn)實踐和生態(tài)環(huán)境建設過程的經(jīng)驗總結(jié)，主要體現(xiàn)的是屏障區(qū)對生態(tài)系統(tǒng)的防護功能。目前，學者對生態(tài)屏障區(qū)建設的相關(guān)理論和實踐進行了許多有益的探討，較系統(tǒng)的研究有2001年四川省林學會舉辦的“建設長江上游生態(tài)屏障學術(shù)研討會［14］”，王玉寬［15－16］等就生態(tài)屏障的內(nèi)涵與價值，功能與特點進行了較為詳細的論述，段豫川［17］、張曉平［18］、陳書卿［19］等均對長江上游生態(tài)屏障建設與產(chǎn)業(yè)發(fā)展問題進行了探討。此外，潘開文［20］通過對生態(tài)系統(tǒng)服務功能的分析研究，將生態(tài)屏障功能概括為6種功能：過濾器功能（filter f unction）、緩 沖 器 功 能 （buff er f unction）、隔 板 功 能（screen f unction）、庇護所功能（shelter f unction）、水源涵養(yǎng)功能（green-tree reser voirs f unction）和精神美學功能（aesthetics f unction）。

為了減輕梁子湖周邊城鎮(zhèn)化進程造成的威脅，緩解旅游資源開發(fā)與環(huán)境保護的矛盾，構(gòu)建綠色高效的農(nóng)業(yè)漁業(yè)生產(chǎn)模式，維護梁子湖優(yōu)良的水生態(tài)環(huán)境，促進整個流域社會經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展，本文提出構(gòu)建梁子湖生態(tài)屏障區(qū)的設想。結(jié)合梁子湖流域的自然環(huán)境和社會經(jīng)濟狀況，綠色生態(tài)屏障設置的范圍為：北部以滬蓉高速和武黃高速為界，向兩側(cè)各擴展約1 000 m，西側(cè)以京珠高速公路和武廣高鐵為界，東側(cè)以武九鐵路、大冶礦山專用鐵路線和保安湖、三山湖為界，南部以咸安新城擴展區(qū)和通過流域的武漢城市圈大外環(huán)高速公路為界，在梁子湖流域形成封閉環(huán)狀，部分地段根據(jù)地形地貌和建設狀況略有出入，此外，流域南部水源涵養(yǎng)區(qū)因其對梁子湖的重要水土保持功能，而將該區(qū)域的大部分劃入生態(tài)屏障區(qū)。以主要交通干線、周邊湖泊和山脈等作為生態(tài)屏障區(qū)的擴張邊界，不僅能明確其范圍，還能形成有力的隔板功能。整個生態(tài)屏障共同構(gòu)成梁子湖的緩沖帶，抵抗外部城市化進程對梁子湖的壓迫，是梁子湖周邊武漢、鄂州、咸安、大冶的城市擴張邊界，可過濾土地資源開發(fā)對湖泊環(huán)境產(chǎn)生的影響，成為湖泊濕地動植物的庇護所，為流域農(nóng)業(yè)漁業(yè)的持續(xù)發(fā)展提供保障。

2.2 生態(tài)屏障區(qū)土地利用現(xiàn)狀分析

以界定的梁子湖生態(tài)屏障區(qū)為對象，統(tǒng)計其土地利用現(xiàn)狀數(shù)據(jù)，結(jié)果顯示：2009年，生態(tài)屏障區(qū)土地總面積142 502 h m2，其中農(nóng)用地102 180 h m2，占生態(tài)屏障區(qū)總面積的71.70%，農(nóng)用地中耕地54 448 h m2，園地2 870 h m2，林地39 746 h m2，其他農(nóng)用地5 116 h m2；建設用地12 726 h m2，占生態(tài)屏障區(qū)總面積的8.93%，為區(qū)內(nèi)城鎮(zhèn)、農(nóng)村居民點及工礦用地；其他土地27 596 h m2，占生態(tài)屏障區(qū)總面積的19.37%，包括水域、灘涂沼澤和自然保留地等?？梢娖琳蠀^(qū)內(nèi)土地利用以農(nóng)用地為主，農(nóng)用地又以耕地和林地的比例較大。

土地利用布局通過影響區(qū)域的氣候、土壤、水文、地貌、生物多樣性以及景觀結(jié)構(gòu)，使得生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能發(fā)生改變［21－23］，生態(tài)屏障區(qū)的土地利用布局對其生態(tài)系統(tǒng)服務功能具有決定性作用。梁子湖生態(tài)屏障區(qū)的土地利用布局南北差異明顯：北部及東北部是以耕地為主的梁子湖洼地，此外分布有零星建設用地及武漢至鄂州的交通廊道，該區(qū)域地勢平坦，農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)較脆弱；中部為過渡地帶，是耕地、林地混合布局的低丘崗地，但中部耕地和林地的布局在江夏片和鄂州片又存在區(qū)別：西部的江夏片離湖面近端的區(qū)域以耕地為主，遠端夾雜著部分林地，而東部鄂州片則相反，即離湖面近端的區(qū)域分布著部分林地，遠端以耕地為主；南部是梁子湖流域的上游集水區(qū)，是梁子湖重要的水源涵養(yǎng)地，該區(qū)域是以林地園地為主的低山，區(qū)內(nèi)地形復雜、坡度較大，易發(fā)生水土流失。

2.3 生態(tài)屏障區(qū)土地利用布局的原則與要求

在開展梁子湖生態(tài)屏障區(qū)土地利用布局研究時，應堅持生態(tài)用地優(yōu)先的原則，主動緩沖和阻止外部壓力對梁子湖生態(tài)系統(tǒng)的威脅，根據(jù)屏障區(qū)土地利用現(xiàn)狀分析，從生態(tài)用地布局實施的可能性、效益、保障條件、社會敏感性等方面出發(fā)，以優(yōu)先安排生態(tài)用地為前提，提出科學合理的土地利用模式；此外，應遵循屏障區(qū)土地規(guī)?；玫脑瓌t，提高土地利用的集中連片性，形成穩(wěn)定的梁子湖流域生態(tài)屏障。

結(jié)合生態(tài)屏障區(qū)的6種生態(tài)系統(tǒng)服務功能和梁子湖流域的具體情況，梁子湖生態(tài)屏障區(qū)土地利用布局的要求包括：① 實施南部丘陵和山區(qū)坡耕地的生態(tài)退耕，并推進屏障區(qū)各地的綠化工程，以防止湖泊周邊的水土流失，形成對流域洪水的過濾網(wǎng)，同時達到涵養(yǎng)水源的目的；② 保護屏障區(qū)內(nèi)的灘涂和沼澤等濕地資源，控制濱水地帶的土地利用，形成環(huán)梁子湖的生態(tài)型農(nóng)業(yè)系統(tǒng)，緩沖人類活動對梁子湖水環(huán)境的不利影響，并阻擋周邊城鎮(zhèn)化的推進；③ 引導產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型或調(diào)整，通過在生態(tài)屏障區(qū)內(nèi)引入生態(tài)發(fā)展與研究型企事業(yè)機構(gòu)、設置政府管理機構(gòu)，與濱湖濕地公園、梁子湖水面構(gòu)成研究開發(fā)型（R＆D）產(chǎn)業(yè)基地，以此對梁子湖進行主動保護；④ 嚴格控制生態(tài)屏障區(qū)內(nèi)農(nóng)村居民點用地規(guī)模，盡量降低生態(tài)屏障區(qū)內(nèi)居民生活對梁子湖的不利影響，同時開展村莊整治工程，在控制居民點用地規(guī)模的同時提高土地的利用率。

2.4 生態(tài)屏障區(qū)土地利用模式構(gòu)建

按照梁子湖生態(tài)屏障區(qū)土地利用布局的原則和要求，結(jié)合屏障區(qū)土地利用的地域分異規(guī)律，構(gòu)建屏障區(qū)不同地區(qū)合理的土地利用模式，以獲得更優(yōu)的布局效果，更好地發(fā)揮生態(tài)屏障區(qū)的生態(tài)系統(tǒng)服務功能。構(gòu)建的四種土地利用模式如圖3所示，各區(qū)域適用的土地利用模式詳見圖4。

圖3 生態(tài)屏障區(qū)的四種土地利用模式

圖4 各類土地利用模式適用的區(qū)域示意圖

模式一：針對生態(tài)屏障區(qū)靠近湖泊的土地利用以耕地為主，外側(cè)為林地的區(qū)域，土地利用布局的重點是通過土地整治使內(nèi)側(cè)的農(nóng)田集中連片，形成生態(tài)型農(nóng)業(yè)，使之形成隔離區(qū)，屏障區(qū)外部在保證林地覆蓋率的前提下，可適當引入生態(tài)發(fā)展與研究型企事業(yè)機構(gòu)、設置政府管理結(jié)構(gòu)，與濱湖濕地公園、梁子湖水面構(gòu)成研究開發(fā)型產(chǎn)業(yè)基地，以此形成主動保護模式。該模式適用的區(qū)域主要是梁子湖西北部的江夏片。

模式二：針對生態(tài)屏障區(qū)的土地利用以耕地為主的區(qū)域，在嚴格保護區(qū)內(nèi)農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)、控制建設用地規(guī)模的同時，可適當發(fā)育沼澤濕地和自然景觀地，形成梁子湖的污染物過濾網(wǎng)和生物庇護所，產(chǎn)業(yè)發(fā)展方面可利用農(nóng)業(yè)產(chǎn)品作為原材料進行生態(tài)產(chǎn)品的生產(chǎn)和加工，進行無污染養(yǎng)殖，開發(fā)綠色有機農(nóng)產(chǎn)品等。模式二適用區(qū)域范圍較廣，包括梁子湖北部、東北部以及西部以耕地為主的地區(qū)。

模式三：該區(qū)域的土地利用現(xiàn)狀與模式為內(nèi)外部相反，即生態(tài)屏障區(qū)內(nèi)側(cè)以林地為主，外側(cè)以耕地為主，土地利用布局的目的是控制建設用地規(guī)模，集約利用區(qū)內(nèi)土地，緩沖人類活動對梁子湖的不利影響。適用模式三的區(qū)域是梁子湖東南部的大冶市境內(nèi)，雖然該區(qū)域不屬于梁子湖的集水區(qū)，但仍然是梁子湖生態(tài)環(huán)境保護的緩沖區(qū)。

模式四：生態(tài)屏障區(qū)的土地利用以林地為主的區(qū)域，是梁子湖的主要集水區(qū)，區(qū)內(nèi)必須保證較高的森林覆蓋率，使之成為梁子湖的水源涵養(yǎng)區(qū)，同時也可適度發(fā)展生態(tài)加工業(yè)，如將自然界可獲得的原材料（竹、木、麻、棉等）轉(zhuǎn)化為高端產(chǎn)品，以提高當?shù)鼐用竦氖杖搿＿m用模式四的區(qū)域是梁子湖南部的流域上游。

2.5 生態(tài)屏障區(qū)土地利用布局調(diào)整的模擬分析

根據(jù)構(gòu)建的梁子湖生態(tài)屏障區(qū)土地利用模式和梁子湖生態(tài)屏障區(qū)的土地利用現(xiàn)狀，對屏障區(qū)內(nèi)的土地利用布局進行調(diào)整模擬，調(diào)整時須特別注意自然保留地的保護、耕地的集中連片性和建設用地布局的合理性，調(diào)整后的土地利用布局如圖5所示。

與2009年相比，調(diào)整后的梁子湖生態(tài)屏障區(qū)土地利用結(jié)構(gòu)和布局有以下變化：（1）屏障區(qū)耕地面積增加3 352 h m2，通過梁子湖西部和北部區(qū)域的土地開發(fā)整理復墾將原來耕地周邊的未利用地及零星非耕農(nóng)用地轉(zhuǎn)化成耕地，并對零散的農(nóng)村居民點通過遷村并點后復墾成耕地，使耕地形成集中連片的格局；（2）調(diào)整后園地減少304 h m2，主要調(diào)整為耕地和林地，調(diào)整后林地增加1 975 h m2，增加的林地主要是源于綠化工程和退耕還林，特別是屏障區(qū)南部山區(qū)坡度較大、易造成水土流失的坡耕地恢復為森林植被；（3）調(diào)整后其他農(nóng)用地面積增加了2 206 h m2，面積增加的地類包括坑塘水面、農(nóng)田水利用地和設施農(nóng)業(yè)用地；（4）屏障區(qū)建設用地總面積在調(diào)整前后變化不大，但內(nèi)部結(jié)構(gòu)和布局有較大調(diào)整：城鎮(zhèn)和中心村的建設面積增加，零散居民點面積減少，建設用地布局趨于集中，同時，研究開發(fā)型產(chǎn)業(yè)基地布局于城郊；（5）調(diào)整后屏障區(qū)其他土地減少7 228 h m2，減少的地類主要是荒草地和裸地，水域和灘涂面積略有增加。調(diào)整前后梁子湖生態(tài)屏障區(qū)的土地利用結(jié)構(gòu)及變化情況如表1所示。

圖5 調(diào)整后的梁子湖生態(tài)屏障區(qū)土地利用布局

表1 生態(tài)屏障區(qū)調(diào)整前后的土地利用結(jié)構(gòu)對比

通過調(diào)整，減少部分不利于梁子湖生態(tài)保護的用地，歸并了一些零散的土地斑塊，使生態(tài)屏障區(qū)的土地利用破碎度顯著降低，梁子湖生態(tài)屏障區(qū)的地類圖斑由27 048個減少至8 841個，減少了67.3%。通過調(diào)整，生態(tài)屏障區(qū)的耕地面積增加了3 352 h m2，耕地的布局更加集中、質(zhì)量得以提高。調(diào)整后，森林覆蓋率的增加，其他農(nóng)用地面積的增加，建設用地的合理布局特別是研究開發(fā)型產(chǎn)業(yè)基地的設置都對梁子湖水體的保護具有重要意義。

3 結(jié)論與討論

（1）生態(tài)屏障區(qū)的構(gòu)建是為了充分發(fā)揮其生態(tài)系統(tǒng)服務功能，保障屏障區(qū)內(nèi)部區(qū)域的生態(tài)系統(tǒng)平衡，具有一定的理論意義和實踐價值。按照梁子湖生態(tài)屏障區(qū)土地利用布局的原則和要求，構(gòu)建了屏障區(qū)四種不同的土地利用模式，各種模式有其獨特的土地利用布局特點和地域針對性。

（2）通過土地利用布局調(diào)整模擬，梁子湖生態(tài)屏障區(qū)土地利用圖斑減少了67.3%，土地利用破碎度顯著降低，同時生態(tài)用地面積增加，建設用地布局更趨合理，特別是引入生態(tài)發(fā)展與研究型的企事業(yè)機構(gòu)，形成穩(wěn)固的產(chǎn)業(yè)發(fā)展基地，促使屏障區(qū)發(fā)揮其主動防護功能，以緩解梁子湖旅游開發(fā)和周邊城市化帶來的壓力。

（3）由于梁子湖流域隸屬于4個地市，生態(tài)屏障區(qū)土地利用模式的構(gòu)建及布局的調(diào)整需進一步與流域所在各級行政區(qū)的土地利用總體規(guī)劃銜接，并開展流域生態(tài)補償機制研究。

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