杭嘉湖平原水稻田演變特征、變化機(jī)制及保護(hù)對策研究.pdf

1、杭嘉湖平原是我國稻作文明的搖籃，然而改革開放以來，其憑借顯著的區(qū)位優(yōu)勢和沿海地區(qū)發(fā)展戰(zhàn)略，劇烈擴(kuò)張的建設(shè)用地侵占了區(qū)內(nèi)大量優(yōu)質(zhì)水稻田。水稻田的大量損失不僅導(dǎo)致糧食產(chǎn)量降低，而且稻田生態(tài)系統(tǒng)所提供的凈化空氣、調(diào)節(jié)氣溫、蓄水防洪等一系列可以消解城市化生態(tài)環(huán)境問題的生態(tài)服務(wù)功能也一并消失。因此亟需科學(xué)的手段探究建設(shè)用地擴(kuò)張對水稻田的影響特征，為緩解用地矛盾，布局區(qū)域可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略提供理論依據(jù)。本文基于遙感和GIS空間分析手段，結(jié)合景觀生態(tài)學(xué)、

2、城市生態(tài)學(xué)、環(huán)境統(tǒng)計學(xué)等多學(xué)科理論，對1980-2010年期間杭嘉湖平原地區(qū)建設(shè)用地侵占水稻田的不同模式、動力機(jī)制、時空演變過程，以及不同社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展階段人類需求變化下稻田生態(tài)服務(wù)價值的演變特征展開研究，并提出了維持區(qū)域可持續(xù)發(fā)展的對策建議。主要研究結(jié)論如下:
　　(1)首先對1980-2010午期間杭嘉湖平原地區(qū)經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展總趨勢，以及建設(shè)用地侵占水稻田的時空演變總體特征進(jìn)行分析。杭嘉湖平原以浙江省7.56％的面積分布著47.2

3、3％的Ⅰ級水稻田，然而，由于經(jīng)濟(jì)社會的快速發(fā)展，區(qū)內(nèi)88％的新增建設(shè)用地轉(zhuǎn)化自水稻田，致使區(qū)內(nèi)高質(zhì)量水稻田大面積減少。到2010年，建設(shè)用地的過快增長導(dǎo)致該區(qū)土地開發(fā)強(qiáng)度高達(dá)23％，已超過了國土開發(fā)強(qiáng)度的生態(tài)宜居線20％，正在逼近警戒線30％。高強(qiáng)度的土地開發(fā)已經(jīng)嚴(yán)重激化了該區(qū)的人地矛盾，對區(qū)內(nèi)優(yōu)質(zhì)的水稻田造成了嚴(yán)重的威脅。此外，建設(shè)用地侵占水稻田表現(xiàn)出很強(qiáng)的空間自相關(guān)性，且空間聚集度逐年升高，說明在原有建設(shè)用地周邊的水稻田更易被侵占，

4、且侵占強(qiáng)度逐年增強(qiáng)。而局部自相關(guān)分析的結(jié)果表明，30年來建設(shè)用地侵占水稻田呈現(xiàn)出由東北到西南的空間演變特征，并主要在城市核心區(qū)外圍、交通干線沿線以及鄉(xiāng)村地區(qū)分別呈現(xiàn)出面狀、帶狀和分散狀的侵占特征。
　　(2)通過分析1980-2010年期間杭嘉湖平原地區(qū)城市建成區(qū)經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展進(jìn)程，以及城市空間增長特征，探究城市空間增長過程中水稻田的演變特征。結(jié)果表明，杭嘉湖平原地區(qū)城市建成區(qū)面積顯著增加，而人口城市化水平卻滯后于土地城市化水平，呈

5、現(xiàn)出建成區(qū)面積增長過快而城市人口增長過慢的不合理增長趨勢。根據(jù)城市空間增長特征，杭嘉潮平原地區(qū)城市被分為主動擴(kuò)張型和被動擴(kuò)張型，主動擴(kuò)張型城市結(jié)構(gòu)完整發(fā)育成熟，形狀規(guī)則，相反，被動擴(kuò)張型城市空間增長無序，城市邊緣區(qū)形狀復(fù)雜。主動擴(kuò)張型城市空間增長主要占用城市中心的水稻田，而不規(guī)則擴(kuò)張的被動擴(kuò)張型城市侵占了分布在城市邊緣的大面積連片的水稻田，且使得水稻田復(fù)雜性增強(qiáng)，斑塊穩(wěn)定性差，被侵占風(fēng)險大。此外，城市擴(kuò)張曲線表明被動擴(kuò)張型城市處于城市發(fā)

6、展加速期，未來城市空間依然會維持快速增長的趨勢，因此被動擴(kuò)張型城市周邊水稻田仍將面臨巨大的威脅。因此，建議各地政府應(yīng)根據(jù)不同地域發(fā)展特點合理有效的控制區(qū)內(nèi)城市的開發(fā)邊界，并劃定永久基本農(nóng)田保護(hù)區(qū)，嚴(yán)禁建設(shè)占用高質(zhì)量水稻田，建立監(jiān)測水稻田空間布局的管理體系，充分保護(hù)城市周邊高質(zhì)量的水稻田。
　　(3)通過分析杭嘉湖平原地區(qū)干線公路的發(fā)展?fàn)顩r，掌握其對區(qū)域景觀格局的直接影響和間接影響，探究其對建設(shè)用地的吸引效應(yīng)和對水稻田的排斥效應(yīng)。結(jié)

7、果表明，1990-2010年期間，杭嘉湖平原地區(qū)干線公路路網(wǎng)密度顯著增加，其中2000年后高速公路開始快速發(fā)展。干線公路的建設(shè)直接割裂了區(qū)域景觀，而其對建設(shè)用地的強(qiáng)烈吸引效應(yīng)導(dǎo)致其沿線水稻田大量減少。受干線公路的影響，城市干線公路影響區(qū)內(nèi)的建設(shè)用地主要呈現(xiàn)填充式和邊緣式增長，而在建成區(qū)外主要呈現(xiàn)跳躍式增長，這種增長方式使得水稻田的破碎度和不穩(wěn)定性顯著增強(qiáng)。干線公路對其周邊建設(shè)用地擴(kuò)張強(qiáng)度的影響受到距離、時間和道路類型的影響，在距干線公路

8、200m處建設(shè)用地擴(kuò)張最劇烈，然而擴(kuò)展重心隨時間推移而逐漸外推，其中高速公路對建設(shè)用地吸引效應(yīng)大，景觀格局破碎度高，且影響范圍更廣。由于干線公路對建設(shè)用地的強(qiáng)烈吸引，在距干線公路200m內(nèi)的水稻田最易被侵占，而在距道路400m處水稻田景觀破碎度和復(fù)雜性最大，而高速公路影響區(qū)內(nèi)水稻田景觀更加不穩(wěn)定。隨著互聯(lián)網(wǎng)經(jīng)濟(jì)和物流業(yè)的快速發(fā)展，杭嘉湖平原地區(qū)高等級公路的數(shù)量必然會增加，仍會引發(fā)區(qū)域土地利用/覆蓋的劇烈變化，因此實施國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展規(guī)

9、劃、城市總體規(guī)劃、土地利用規(guī)劃、綜合交通體系規(guī)劃、環(huán)境保護(hù)規(guī)劃等分類空間規(guī)劃的“多規(guī)融合”勢在必行。
　　(4)通過分析1980-2010年杭嘉湖平原鄉(xiāng)村聚落擴(kuò)張的時空演變過程，探究不同鄉(xiāng)村聚落擴(kuò)張對水稻田的影響特征。結(jié)果表明，杭嘉湖平原地區(qū)鄉(xiāng)村聚落呈現(xiàn)小規(guī)模密集分布的模式，而小規(guī)模的跳躍式擴(kuò)張模式是造成這種特征的主要原因。工業(yè)化、城鎮(zhèn)化以及交通干線的建設(shè)促使杭嘉湖平原鄉(xiāng)村聚落呈現(xiàn)密集分布的狀態(tài)，核密度最高值逐年增大。30年來，鄉(xiāng)

10、村聚落的發(fā)展也經(jīng)歷了擴(kuò)散-合并的過程，如不加嚴(yán)格控制和合理規(guī)劃，鄉(xiāng)村聚落仍將再次經(jīng)歷擴(kuò)散增長的過程。受鄉(xiāng)村聚落擴(kuò)張的影響，水稻田面積減少，聚集度下降，且復(fù)雜性增強(qiáng)，斑塊形狀更加不規(guī)則。不同擴(kuò)張類型的鄉(xiāng)村聚落對水稻田的影響特征不同，邊緣式擴(kuò)張使得水稻田邊界變的復(fù)雜，增加了水稻田流失的可能性，而跳躍式擴(kuò)張使得水稻田形狀不規(guī)則性增強(qiáng)，不穩(wěn)定不規(guī)則的水稻田增加了病蟲害的風(fēng)險，對水稻田的結(jié)構(gòu)以及生態(tài)功能也產(chǎn)生諸多不良影響。因此，當(dāng)?shù)卣畱?yīng)嚴(yán)格執(zhí)行

11、城鄉(xiāng)建設(shè)用地“增減掛鉤”制度，將廢棄和閑置的小規(guī)模鄉(xiāng)村聚落斑塊進(jìn)行整理，有條件的復(fù)墾成水稻田，注重提升水稻田數(shù)量和質(zhì)量，并制定統(tǒng)籌城鄉(xiāng)的“生產(chǎn)—生活—生態(tài)”三生一體的總體規(guī)劃。
　　(5)最后，基于人類需求的動態(tài)變化探究了稻田生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值的演變特征，研究結(jié)果表明，人類對稻田生態(tài)系統(tǒng)的需求主要體現(xiàn)在物質(zhì)需求、生態(tài)安全需求和精神需求。根據(jù)人類需求權(quán)重指標(biāo)結(jié)果可以看出，人們對稻田生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)需求逐漸降低，而生態(tài)安全需求和精神需求逐

12、漸增高。結(jié)合土地利用/覆蓋變化和人類需求變化的特征對稻田生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值的估算結(jié)果表明，杭嘉湖平原地區(qū)稻田生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)總價值由1980年的74.8億元減少到2010年的59.9億元。隨著人們生活水平逐漸提高，基于人類需求的稻田生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值構(gòu)成也發(fā)生了改變。30年來，稻田生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)安全價值和精神追求價值比重越來越高，而物質(zhì)需求的價值越來越低。到2020年，我國將實現(xiàn)全面小康，根據(jù)人類需求的變化特征，稻田生態(tài)系統(tǒng)的精神追求價值將越來越

13、高。總體而言，稻田生態(tài)系統(tǒng)為人類提供的生態(tài)安全價值最高，尤其是對大氣安全的保障作用最強(qiáng)。其次為區(qū)域水安全提供了較高的保障。雖然稻田生態(tài)系統(tǒng)所提供的間接價值已逐漸成為人類追求的主流，但其原始的糧食生產(chǎn)價值的重要地位不可撼動，因此要在保障糧食安全的基礎(chǔ)上，盡量發(fā)揮其生態(tài)價值和文化價值。然而，過去30年杭嘉湖平原地區(qū)快速的城市化進(jìn)程使得稻田生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值與經(jīng)濟(jì)發(fā)展越來越不協(xié)調(diào)。建成區(qū)建設(shè)用地面積、干線公路里程以及鄉(xiāng)村聚落面積這三個城市化因子

14、均與稻田生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值呈顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系，且鄉(xiāng)村聚落面積增加對稻田生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值降低的影響較大。由于鄉(xiāng)村地區(qū)的水稻田對于滿足人們的生態(tài)安全需求和精神文化追求具有更高的價值，當(dāng)?shù)卣畱?yīng)加強(qiáng)農(nóng)村地區(qū)水稻田的保護(hù)和合理開發(fā)利用，改進(jìn)農(nóng)業(yè)經(jīng)營模式，充分開發(fā)水稻田的教育、文化價值，在增加農(nóng)業(yè)收入的同時，也促進(jìn)經(jīng)營者對稻田的保護(hù)，提高稻田品質(zhì)。
　　地處東南沿海地區(qū)的杭嘉湖平原，區(qū)位優(yōu)勢顯著，在快速城市化進(jìn)程中江南水鄉(xiāng)傳統(tǒng)風(fēng)貌和稻作文化的傳