宋亞君,蔣志昊,王軼虹,王冬梅
(江蘇省水利科學研究院,江蘇 南京210017)
土地是人類賴以生存的資源,土地的開發利用受到了各界關注,成為當代學者研究重點之一。土地利用受人為因素、自然因素共同影響。隨著社會經濟飛速發展,自然因素對土地利用的影響越來越小,而經濟、社會、技術、政策等各種人為因素在一定程度上起到了決定性作用[1]。湖泊是水資源的重要載體,是防御洪澇災害的安全屏障。駱馬湖作為沂沭泗地區重要的調蓄防洪湖泊,首要功能是防洪排澇,但是駱馬湖蓄水范圍內存在的圍網、種植圈圩、養殖圈圩導致駱馬湖水域面積嚴重萎縮、生態環境遭到破壞,防洪排澇能力下降。如何對駱馬湖蓄水范圍內開發利用結構進行升級優化,最大限度發揮駱馬湖的價值和功能,成為管理者、決策者亟需思考的問題。
隨著遙感技術的不斷成熟,越來越多的學者將RS與GIS技術相結合,快速、準確地分析了某一區域土地開發利用類型的動態變化,為管理者合理利用土地資源提供了可靠依據。馬夢茹等人基于Landsat遙感影像,運用面向對象的分類方法對兩期影像進行了土地利用分類,對寧河縣土地利用的分布特征和空間變化進行了研究,為寧河縣土地利用結構調整和土地利用規劃提供了一定的理論參考[2]。容芳芳基于RS技術,采用最大似然法對研究區域三期遙感影像進行監督分類,并利用混淆矩陣對分類結果進行精度評價,分析了土地利用類型的整體變化規律[3]。張紅、馬麗基于四期遙感影像,選用土地利用動態變化度、轉移矩陣及景觀指數方法揭示了達里雅博依綠洲土地利用的時空演變特征[4]。崔雪梅、崔貴玉將RS與GIS技術相結合,分析了北京市近十年土地利用變化情況[5]。本文選取了2012年、2017年、2021年三期航片,以新沂市駱馬湖為研究區域,基于RS和GIS技術,提取了新沂市駱馬湖蓄水范圍內不同時期開發利用類型,同時結合駱馬湖管理政策,分析不同時期駱馬湖開發利用的變化情況及動態變化的主要原因。研究結果為實現駱馬湖的科學管理,實現水資源與經濟發展共同發展提供了參考。
駱馬湖地處江蘇省北部,橫跨宿遷、徐州兩市,位于東經118°05′~118°19′,北緯34°00′~34°14′,駱馬湖新沂市涉及到窯灣鎮、草橋鎮、棋盤鎮、新店鎮4個鄉鎮。歷史上又名樂馬湖、洛馬湖、馬樂湖,是江蘇省的第四大淡水湖泊,正常蓄水位22.83m,南水北調規劃蓄水位23.33m(國家85高程,以下相關數據都以此為基準)[6]。駱馬湖是南水北調東線工程上以灌溉、防洪為主,同時兼顧養殖、航運、發電等功能的綜合性湖泊,在南水北調工程中起著承上啟下的作用。駱馬湖新沂市境內蓄水范圍面積約95.64km2,承擔著宿遷地區重要的工農業用水及城市飲用水[7]。新沂市境內駱馬湖出入湖河道共19條,見圖1。其中主要入湖河道為中運河、老沂河、沂河,主要出湖河道為新沂河[6]。

圖1 新沂市駱馬湖出入湖水系圖
本文主要用到新沂市駱馬湖2012年0.3米分辨率航片、2017年1.0米分辨率衛片、2021年0.5米分辨率衛片,現場調查數據、江蘇水利普查成果矢量數據,區縣界,駱馬湖保護范圍線及蓄水范圍線(CGCS2000)。
選取3年新沂市駱馬湖境內清晰影像圖在ERDAS軟件中進行幾何精糾正,配準后的像元誤差不大于1個像元。為了提高圖像的判讀性能,突出駱馬湖岸線的輪廓,對經過幾何糾正后的圖像,進行邊緣增強處理。在控制點的選取上,因水面變化可能導致湖泊的改變,故選擇明顯、易于辨認、距離湖岸相對較遠的變化較小的地物(如道路、橋梁、河流等)。
建立不同時期新沂市駱馬湖境內水域的遙感判讀標志,對預處理的影像進行目視解譯,繪制新沂市駱馬湖境內開發利用現狀。目視解譯難以區分的邊界區域,利用定量地物光譜計算來輔助分類:先從遙感圖像上讀取各樣本點在各波段上的灰度值(DN值),并對樣本的灰度值進行統計運算和數值分析,求出各樣本點的輻射能量值,計算各樣本點的反射率,對照典型地物波譜曲線進行地物分類。
對影像上提取出的開發利用進行詳細現場調查,最終形成新沂市駱馬湖境內3個不同年份的開發利用類型數據。
從3年數據可以看出,新沂市駱馬湖蓄水范圍內的開發利用形式有種植圈圩、養殖圈圩、其他圈圩(城鎮建設、人工灘地、旅游開發、砂廠碼頭、房地產開發等)以及圍網,其中養殖圈圩是最主要的開發利用類型,見圖2。

圖2 新沂市駱馬湖境內2012、2017、2021年開發利用類型分布圖
對比3年駱馬湖的開發利用情況,2017年開發利用面積最大,2021年面積最小,相較于2017年減少19km2左右。其中,養殖圈圩均是當年面積最大的開發利用類型,且逐年呈明顯遞減趨勢。種植圈圩、其他圈圩變化不大。2017年,圍網面積激增,增加了5.913km2,2017年圍網面積高達10.979km2,是2012年的2倍多,2021年圍網面積減少至0.06km2,見表1。

表1 新沂市境內駱馬湖2012、2017、2021年開發利用面積(單位:km2)
新沂市駱馬湖開發利用分布具有鮮明的地域特點。養殖圈圩主要分布在東南部的新店鎮,見圖3。種植圈圩主要分布在北部的草橋鎮,其中2.517km2是基本農田,見圖4。其他圈圩主要分布在棋盤鎮的北部和中部,主要以人工灘地為主,見圖5。圍網主要分布在窯灣鎮,2012年圍網面積占駱馬湖窯灣鎮水域面積的17%,2017年發展到28.5%左右,并出現了向棋盤鎮擴張的趨勢,見圖6。

圖3 新沂市駱馬湖境內2012、2017、2021年養殖圈圩分布圖

圖4 新沂市駱馬湖境內2012、2017、2021年種植圈圩分布圖

圖5 新沂市駱馬湖境內2012、2017、2021年其他圈圩分布圖

圖6 新沂市駱馬湖境內2012、2017、2021年圍網分布圖
從開發利用類型來看,2012、2017、2021年養殖圈圩約70%,遠高于其他開發利用類型,種植圈圩約15%,圍網約11%,其他圈圩比重最低,約為3.5%,見圖7。其中圍網所占比重由2017年的22%降低到2021年的0%,由此可見,清退圍網已經取得突破性成效,新沂市駱馬湖蓄水范圍內圍網問題已基本解決。另一方面,歷年養殖圈圩的比重均遠高于其他開發利用類型,養殖圈圩存在體量大,清退任務重的特點,所以在駱馬湖的治理中,通過有效實施清退養殖圈圩,來恢復水域面積和調蓄功能成為了當前重點工作。

圖7 2012、2017、2021年開發利用類型占比柱狀圖
新沂市駱馬湖蓄水范圍內開發利用類型變化原因總結下來主要有兩點:一方面是經濟利益的驅使,主要體現在兩大方面:一是漁業養殖的發展。駱馬湖漁業養殖形式主要是圈圩和圍網,2017年養殖圍網面積高達10.979km2,2012年養殖圈圩面積更是發展到了36.057km2,雖然之后幾年養殖圈圩面積有所減少,但仍然占用了大量水域面積。二是采砂現象的盛行。由于采砂具有的特殊性,在全面禁止采砂前,采砂相關的法律比較分散,甚至一度出現立法空白,這導致許多行政管理問題凸顯,加之受采砂暴利的驅使,大量不法者在駱馬湖湖區開采,非法采砂行為失去控制,駱馬湖非法采砂暴露的問題日趨嚴峻。據統計,截止2015年6月,駱馬湖水域采砂船約1200條,中轉船約1000條,運砂船、篩砂船共計約4000多條,全年全湖采砂量約1.1億噸[7]。毫無節制的采砂,導致駱馬湖湖底形態改變,迫使部分圈圩塌陷,這是2017年養殖圈圩面積縮小的主要原因之一。
另一方面是政策的引導、規范的管理。這點在多個方面得到了體現。一是2015年,中共中央、國務院印發《關于加快推進生態文明建設的意見》,政府發布“三部兩省”通知。至此,治理非法采砂有法可依,駱馬湖非法開采砂石全面禁止[8]。二是2016年年底,《關于全面推行河長制的意見》頒布,江蘇省積極響應中央號召,嚴格落實河長制,實行一湖一策,將人與自然和諧相處的理念貫穿到駱馬湖管理保護與開發利用的全過程中。河長制的推行,使駱馬湖的管理更加科學化、規范化。三是駱馬湖全面實施網格化管理,每個網格設置一位網格員,定期巡查駱馬湖,有效遏制了非法占用水域的行為。四是2019年江蘇省人民政府批復了關于新沂市駱馬湖退圩還湖專項規劃,規劃提出38.522km2圈圩分批次全部清退,10.979km2的圍網近期清除。2020年江蘇省水利廳批復了關于駱馬湖(新沂市)退圩還湖工程實施方案,通過清退圈圩,預計累計恢復自由水面面積30.722km2,自由水面面積增加至87.544km2。多項政策的出臺和管理方案的落實,促進了駱馬湖行洪排澇、供水、生態等多種功能的更好發揮,加速了駱馬湖圈圩、圍網的清退進度。在多方共同作用下,圈圩由2012年的36.057km2,清退至2021年的23.132km2,圍網已接近全面清退。
歷史上,駱馬湖圈圩圍墾問題就較為突出,導致湖泊調蓄能力和水質指標下降,直接影響了地區發展和湖泊功能的正常發揮。隨著一系列政策的出臺及落實,這一問題逐步得到解決,駱馬湖的調蓄能力,水生態環境得到改善。本文針對新沂市駱馬湖存在的圈圩圍墾問題進行了動態跟蹤和詳盡解析,研究結果對促進駱馬湖健康發展、推進幸福河湖建設具有積極意義。