基于“三生空間”判別的珠三角基塘藍綠空間體系優(yōu)化研究

郭婉琪 王順濤 李 暉 高 偉 陳燕明

（華南農業(yè)大學林學與風景園林學院，廣州 510642）

桑基魚塘景觀具有多維度的水陸交互作用和生物多樣性，保護的關鍵在于提升基塘系統(tǒng)藍綠空間的“融合性”。將基于藍綠空間的基塘農業(yè)景觀作為整體進行保護，為基塘農業(yè)的可持續(xù)保護與發(fā)展提供科學指導。以西江下游江門市睦洲鎮(zhèn)至大鰲鎮(zhèn)段及周邊基塘為研究區(qū)域，通過1980-2020年土地轉移矩陣分析基塘農業(yè)景觀各組成要素的時空變化特征。在資源環(huán)境承載力評價和國土空間開發(fā)適宜性評價的基礎上，構建基塘農業(yè)景觀“三生空間”適宜性評價指標體系，定性定量相結合劃定基塘農業(yè)景觀的“三生空間”。結果表明：1980年研究區(qū)藍綠斑塊呈鑲嵌狀，融合性較好；2000年起至今的沿江藍綠空間要素逐漸割裂分離。水域、基塘、林地草地、耕地園地面積均不斷減少，城鄉(xiāng)工礦居民用地面積持續(xù)增加。人們的生產生活活動改變了基塘藍綠空間結構和功能，使得基塘系統(tǒng)整體生態(tài)系統(tǒng)服務功能逐漸降低。優(yōu)化后的生態(tài)、生產、生活空間占比分別為30.19%、35.15%、34.66%，空間融合性更強。可得到以下結論：珠三角基塘藍綠空間體系是由“江—駁岸—涌—渠塹—基—塘”鑲嵌交錯而成的復雜景觀格局空間結構，是人與珠江復合三角洲地貌相互適應之后的結果，體現了先民長期適應環(huán)境所呈現出來的生態(tài)智慧?！敖g岸—涌”及駁岸綠化對應于“三生空間”中生態(tài)敏感性和重要性較強的生態(tài)空間，其所代表的水陸交錯帶結構和功能組織具有波動性、動態(tài)性、疏離性和邊緣性等特征。研究初步探討了珠三角基塘農業(yè)“三生空間”形成的內在邏輯，探討了銜接“三生空間”識別與土地利用多功能優(yōu)化布局的藍綠空間體系研究路徑，豐富了“三生空間”的內在機制研究。

三生空間；珠三角；基塘；藍綠空間體系；農業(yè)文化遺產；生態(tài)智慧；韌性

藍綠空間作為國土空間規(guī)劃體系下生態(tài)空間的重要組成部分，是保障城市生態(tài)安全、提升人民生活品質的關鍵要素，對實現環(huán)境生態(tài)、人類生產與居民生活和諧統(tǒng)一具有重要意義。目前關于藍綠空間體系構建的研究多立足于國土空間規(guī)劃視角研究城區(qū)或市域的藍綠空間的格局[1-2]，而較少關注藍綠空間與其他要素間的協調性。

基塘農業(yè)系統(tǒng)協調了藍與綠、人與綠、人與藍之間的復雜關系，是人類運用生態(tài)智慧與自然達到和諧共處的典范。為應對珠三角洲地勢低洼、洪澇嚴重的自然條件，先人順應地勢，通過將圍田泛洪區(qū)挖塘蓄水養(yǎng)魚，堆泥筑基防洪[3]，在解決水患問題的同時形成了特殊的種養(yǎng)循環(huán)農業(yè)。珠三角基塘農業(yè)存在多維度水陸相互關系，因其具有塘基間的生態(tài)循環(huán)、水陸交錯等特征，生態(tài)系統(tǒng)服務價值較高[4]，塘作為重要的水環(huán)境組成部分，基也應當是重要的綠色生態(tài)空間。單個基塘的塘與基之間的水陸互養(yǎng)與能量流動是高效的農業(yè)生產模式，同時也是基塘藍綠生態(tài)空間的最小基本單位。西江水的支流即基塘系統(tǒng)內部的涌、渠、塹水系，與各個基塘構成“枝”與“葉”的關系，“主干”即為流入南海的西江，基塘通過與基塘系統(tǒng)內外水系相連形成農業(yè)排灌水利系統(tǒng)，外延還可與周邊的城鎮(zhèn)綠地、自然山體等綠色空間共同構成更開放的藍綠空間體系。

隨著城鎮(zhèn)化的建設和產業(yè)布局的導向，農用地被占用、基塘種養(yǎng)循環(huán)斷裂、排灌系統(tǒng)受阻、養(yǎng)殖廢水污染環(huán)境等問題[5]使得基塘藍綠空間受損，對其進行保護更新迫在眉睫。學者們對基塘農業(yè)的保護更新研究主要集中在種養(yǎng)技術[6-8]和生態(tài)修復[9-10]等，未將其納入藍綠空間體系進行梳理和研究，對于珠三角基塘農業(yè)的修復策略主要基于定性的經驗[11-13]，對其量化研究不夠?；赁r業(yè)景觀由生態(tài)、生產、生活三個空間維度構成，是承載農業(yè)文明的復雜自組織系統(tǒng)，保持其活態(tài)存續(xù)并對“三生空間”進行整體保護是對基塘藍綠空間提升優(yōu)化的關鍵所在[14]。西江下游的中山、江門市是珠三角基塘農業(yè)歷史悠久，同時也是具有典型現代基塘問題的區(qū)域，本研究嘗試立足于基塘農業(yè)視角，通過基塘農業(yè)景觀“三生空間”適宜性評價指標體系構建，定性與定量結合判別基塘農業(yè)景觀的“三生空間”，從生態(tài)空間本底中進一步提取適宜的藍綠空間，并提出基塘藍綠空間體系優(yōu)化策略，將有利于生態(tài)、景觀、游憩和文化的統(tǒng)籌與融合[15]，為珠三角基塘農業(yè)文化遺產的可持續(xù)保護與發(fā)展提供科學指導。

1 研究區(qū)概況

研究選取位于珠江三角洲西南部、以西江下游磨刀門水道段為中心的區(qū)域，包含江門市的睦洲鎮(zhèn)和大鰲鎮(zhèn)，中山市的橫欄鎮(zhèn)和大涌鎮(zhèn)作為研究區(qū)域，總面積約為293.3 km2。地處亞熱帶季風氣候區(qū)，氣候特征為夏季高溫多雨。珠江三角洲沿岸受風暴潮、潮汐作用影響，易引發(fā)洪澇水患[16]。研究區(qū)內以基塘為基底，主要分布于大鰲鎮(zhèn)全域和橫欄鎮(zhèn)、大涌鎮(zhèn)、睦洲鎮(zhèn)的沿西江區(qū)域；水域由西江、磨刀門水道、支流河涌、渠塹組成，西江和磨刀門水道將研究區(qū)劃分為數個四面環(huán)水的江心島。林地、耕地、園地與城鄉(xiāng)工礦居民用地呈斑塊狀分布于內陸（圖1）。通過解譯歷年30 m精度的遙感圖可發(fā)現沿江的藍綠空間在不斷減少（圖2），體現在建設用地和耕地對自然山體等綠色空間和基塘、沼澤等藍色空間的侵占。從1980 - 2020年土地利用轉移可知（表1、圖3），2020年有4種類型用地面積減少，分別是河流、湖泊、水庫和溝渠等水域，基塘，林地與草地用地，耕地。同時，城鄉(xiāng)工礦居民用地面積不斷增加。其中，基塘面積減少21.13 km2，主要轉變?yōu)槌青l(xiāng)工礦居民用地和林地、草地用地。1980年研究區(qū)藍綠斑塊呈鑲嵌狀，融合性較好，2000年起至今的沿江藍綠空間要素逐漸呈割裂分離狀。人們的生產生活活動改變了基塘景觀原有藍綠空間結構和功能，養(yǎng)殖尾水在經化學藥劑處理后直接使用水管排入西江易造成水體二次污染；基塘農業(yè)景觀正面臨著產業(yè)化帶來的魚塘格網化改造，“路基”替代?；薄肮?，導致基塘比例失衡、立體種養(yǎng)循環(huán)模式退化，使得基塘系統(tǒng)整體生態(tài)系統(tǒng)服務功能逐漸降低。

圖1 研究區(qū)現狀地表分類Fig. 1 Current surface classification in study area

圖2 研究區(qū)1980 - 2020年土地利用變化Fig. 2 Land use change in the study area from 1980 to 2020

表1 研究區(qū)1980 - 2020年土地利用轉移矩陣Tab. 1 Land use transfer matrix in the study area from 1980 to 2020（km 2 ）

圖3 研究區(qū)1980 - 2020年?；恋乩棉D移圖Fig. 3 Sankey-chart of land use transfer in the study area from 1980 to 2020

2 “三生空間”判別

2.1 數據來源與處理

依照科學、客觀以及數據獲取可行性原則，采用來源于高分廣東中心下載的高分二號影像遙感數據，分辨率為0.8 m的全色和3.2 m的多光譜影像，精度較高，可較好地識別基塘景觀內的渠、塹等藍色空間。高程、坡度、地形起伏度通過DEM數據所得。所有數據運用ArcGIS10.7軟件，統(tǒng)一到WGS_1984的坐標系上進行操作分析，并對最后得到的結果進行重采樣至5 m精度（表2）。

表2 主要數據來源與處理Tab. 2 Main data sources and processing

2.2 評價指標體系的構建

參考2020年《資源環(huán)境承載能力和國土空間開發(fā)適宜性評價指南（試行）》（下文簡稱《指南》），以省級[17]、市縣[18-19]級的“三生空間”評價為基礎，從“雙評價”的單項評價中篩選指標，構建生態(tài)保護、農業(yè)生產、城鎮(zhèn)建設三個方面的評價指標體系。遵循“生態(tài)優(yōu)先”和“以人為本”的原則[20]，以資源環(huán)境承載能力為基礎，再通過國土空間開發(fā)適宜性的指標進行評價，其中增加基塘系統(tǒng)的相關指標對評價體系進行調整，構建基塘農業(yè)景觀“三生空間”適宜性評價指標體系（表3）。

表3 基塘農業(yè)景觀“三生空間”適宜性評價指標體系Tab. 3 Suitability evaluation index system of “Ecological-Production-Living space” of dike-pond agricultural landscape

從珠三角基塘景觀演變可知聚落空間沿水系發(fā)展，水網影響生活空間的形成，即基塘的排灌水系通過將江水引入塘內用于養(yǎng)殖。而養(yǎng)殖廢水再排入江水，將生產功能與生態(tài)功能聯系在一起，是生態(tài)系統(tǒng)不可或缺的重要組成部分；基塘種養(yǎng)和排灌的便捷度影響了基塘農業(yè)生產的適宜性。因此評價體系中根據基塘的特性、村民生產活動及其對村民生活的影響，增加基塘水系保護重要性、基塘種養(yǎng)、排灌便捷度和水網影響度等相關評價因子。

2.3 三生空間劃定結果與分析

根據《指南》的計算方式及集成方法以及判別矩陣，形成單一空間適宜性評價（表3），對每個指標進行分析，并依據“生態(tài)優(yōu)先”和“生態(tài)—生產—生活”遞減原則進行疊加，劃分出適宜“三生空間”結果（圖4）?，F狀生態(tài)、生產、生活空間占比分別為17.59%、52.99%、29.42%，研究區(qū)主要由生產空間組成，生態(tài)空間占比較少，且生態(tài)與生活空間的異質性較高。而經過適宜性評價的優(yōu)化“三生空間”占比分別為30.19%、35.15%、34.66%（表4），三生空間比例更均衡，從空間分布上來說融合性更強。其中優(yōu)化后的生產空間面積減少而生態(tài)空間中的藍綠空間面積增加，是由于部分基塘和耕地、園地轉變?yōu)樯鷳B(tài)空間，同時生態(tài)空間在現狀的山體綠地和水域以及其緩沖區(qū)基礎上新增了許多斑塊狀空間，其與江、涌、渠塹等水系相互的交錯嵌套從而豐富了生物多樣性，為其他空間提供了生態(tài)保障[21]。生活空間面積也有所增加，主要以住宅用地和工礦用地為主，以及預留的城鎮(zhèn)發(fā)展空間。

圖4 基于適宜性評價的“三生空間”劃定與藍綠空間識別結果圖Fig. 4 Result map of “Ecological-Production-Living space” delimitation and blue-green space identification based on suitability evaluation

表4 現狀與適宜性評價結果的“三生空間”、藍綠空間指標對比一覽表Tab.4 Comparison list of “Ecological-Production-Living space” and blue-green space indicators of current situation and suitability evaluation results

3 藍綠空間體系優(yōu)化

3.1 藍綠空間體系識別

在鎮(zhèn)域尺度上，藍色空間可指自然或人工水域，包含江、河流、湖泊、濕地、水塘等；綠色空間指植被覆蓋度較高的綠地，如林地、公園綠地、居住綠地、附屬綠地等[15,22]。“三生空間”在空間上具有功能復合性，即基塘在物質供給角度上屬于生產空間，但從生態(tài)保護及生物多樣性維持角度來看其可視為藍綠空間。藍綠空間是生態(tài)空間的基本骨架，也是基塘農業(yè)系統(tǒng)中生產空間的重要組成部分，在承載人們生產活動的同時提供了多項生態(tài)系統(tǒng)服務。因此，在經過“雙評價”分析判別出的適宜生態(tài)、生產空間本底基礎上，結合用地現狀識別出適宜的藍綠空間（圖4）。由結果可知，適宜藍色空間以線和面形態(tài)為主，主要包括江、涌等水系以及基塘，而密集的基塘間鑲嵌有斑塊狀的綠色空間；適宜綠色空間包含點、線和面形態(tài)，主要包括現狀山體、居民綠地、公園綠地、濱水駁岸。部分耕地和園地因其具有較高的生態(tài)敏感性和生態(tài)系統(tǒng)服務功能重要性而適宜轉變?yōu)樯鷳B(tài)綠色空間加以保護。

3.2 藍綠空間體系優(yōu)化

根據藍綠空間識別結果將珠三角基塘藍綠空間體系優(yōu)化為“江—駁岸—涌—渠塹—基—塘”鑲嵌交錯而成的復雜景觀格局空間結構（圖5、圖6），“江—駁岸—涌”及駁岸綠化對應于“三生空間”中生態(tài)敏感性和重要性較強的生態(tài)空間，其所代表的水陸交錯帶具有波動性、動態(tài)性、疏離性和邊緣性等邊緣效應及特征，能夠較好地過濾掉生產過程中的化學類污染物，通過水陸交錯帶生態(tài)系統(tǒng)的結構與功能調整變化來實現自我調節(jié)和反饋。

圖5 基塘藍綠空間景觀格局圖Fig. 5 Blue-green spatial landscape pattern of dike-pond

圖6 基塘藍綠空間體系示意圖Fig. 6 Schematic diagram of dike-pond blue-green space system

3.3 藍綠空間關鍵節(jié)點優(yōu)化策略及模型

對于受潮汐作用影響的濱江駁岸及臨江具有蓄洪作用的關鍵生態(tài)空間點，應結合潮差設置多層韌性緩沖帶。運用多塘濕地緩沖帶、梯級濕地溝渠、生態(tài)透水護坡等生態(tài)設計替代現有城鄉(xiāng)工礦用地及硬質道路（圖7）。基塘農業(yè)的排灌系統(tǒng)作為連接江水與基塘的通道，在歷史上發(fā)揮的是生產功能，但通過基塘藍綠空間的優(yōu)化布局，其復合的生態(tài)功能將發(fā)揮更大生態(tài)效益。

圖7 生態(tài)駁岸設計模型Fig. 7 Design model of ecological revetment

“渠塹—基—塘”主要對應于“三生空間”中具備較強濕地功能特征的基塘農業(yè)生產空間，是藍色空間體系的重要組成部分。首先應恢復原生基塘單體的藍綠結構與功能，即恢復“基”的種植使用及其與塘之間的生態(tài)流動過程，選擇優(yōu)質種養(yǎng)品種來提升基塘的生態(tài)功能；其次通過改進基塘和渠塹水系之間的連通方式，例如塘側邊中底部增加竇洞，替代部分人工抽水管，實現生態(tài)排灌（圖8）；再者，通過生態(tài)修復技術，種植藻類和水生植物，對引入養(yǎng)殖用水和排出養(yǎng)殖廢水之前進行水體凈化，并將生態(tài)適宜性高的基塘改造為生態(tài)凈化塘，提升基塘水網的自凈能力。與格網化的路基魚塘相比，將生產與生態(tài)結合、統(tǒng)籌藍綠空間能增強基塘景觀的異質性，在維持基塘物種多樣性的同時提高生態(tài)系統(tǒng)功能的穩(wěn)定性。

圖8 基塘藍綠空間連通性優(yōu)化模型Fig. 8 Blue green space optimization model of dike-pond

4 結論

優(yōu)化藍綠空間體系是基塘農業(yè)實現生態(tài)、生產和生活整體可持續(xù)發(fā)展的必要條件，基于對基塘農業(yè)生態(tài)本底的保護和基塘的合理開發(fā)能對該地經濟、社會、文化、生態(tài)等產生積極影響。通過多年土地轉移矩陣診斷“三生空間”的現狀沖突及基塘農業(yè)景觀各組成要素的特征，并構建基塘農業(yè)景觀“三生空間”適宜性評價體系，通過“三生空間”的時空格局變化來分析判別各生態(tài)要素之間的耦合關系，從而為基塘藍綠空間規(guī)劃和空間優(yōu)化模型構建提供依據；在明確生態(tài)本底之上識別適宜藍綠空間的體系更具有實際意義。結果表明，優(yōu)化的藍綠空間體系應該以藍色空間基塘為基底，西江為主干，“涌”“渠塹”等支流為延展方向；以綠色空間山體為主要核心，以部分具有較高生態(tài)敏感性和生態(tài)系統(tǒng)服務功能重要性的耕地和園地為重要斑塊，其他綠地為補充生態(tài)斑塊，以沿江敏感性較高的帶狀駁岸空間為緩沖帶。需要對基塘系統(tǒng)的藍綠空間進行整體生態(tài)保護和加強排灌水系的生態(tài)凈化功能；部分生產性基塘也應兼負生態(tài)作用，尤其通過恢復基塘的“綠基”，使基塘的生態(tài)和生產整體效益最大化。符合珠三角基塘“三生”空間形成的內在邏輯，且能實現“三生”空間識別與優(yōu)化“質”和“量”相統(tǒng)一的土地利用多功能路徑?？傮w而言，將基塘農業(yè)景觀的“三生空間”結合藍綠空間融合作為整體進行保護，有利于實現農業(yè)文化遺產的可持續(xù)發(fā)展；將來可進一步深化“三生”空間動態(tài)演化情景模擬及驅動機制等相關研究。