水岸協同視角下農村坑塘質量評價及提升策略

李子遠，陳一帆

（浙江省水利河口研究院（浙江省海洋規劃設計研究院），浙江 杭州 310020）

0 引言

農村坑塘一般指分布于農村地區，因局部微地形起伏，自然或半自然形成的小微水體，往往離居民點較近，且具備多重功能和地類屬性，使其有別于一般池塘或魚塘等水域。農村坑塘不僅是國土空間的組成部分，更是農村人居環境的關鍵角色，在保障農村用水需求、提升農村居民生活品質、傳承鄉村文化、促進鄉村振興等方面發揮重要作用［1］。隨著我國水利事業快速發展，大江大河基本得到系統治理，且逐步展現成效，但廣大農村地區坑塘等小微水體治理尚未得到足夠重視，坑塘水域功能退化、岸線空間形態凌亂、水環境質量惡化等問題日益嚴重［2，3］。盡管部分地區結合區塊開發建設逐步開展坑塘水體治理工作，但大多缺乏系統規劃，同時，受經濟發展階段和社會認知水平等因素的影響，坑塘水域管理保護和岸線開發利用呈割裂狀態，整體治理效果參差不齊，且大多難以維持。隨著國家大力推進生態文明和美麗鄉村建設，傳統治理模式已無法滿足農村發展對坑塘多功能的需求。實際上，坑塘水域管理保護和岸線開發利用是相輔相成、內在統一的，在生態文明建設和綠色發展的背景下，如何統籌水域管理保護和岸線開發利用，如何高質量治理農村坑塘，已成為當前和未來一段時間農村坑塘治理領域的重要研究內容［4，5］。

目前，關于農村坑塘治理的研究大多為實際工程的總結，定性提出相關問題和治理措施，缺乏系統性和科學性，難以實現時空上的普適性，對其他地區坑塘治理借鑒和指導意義不強。段學軍等［6］基于岸線資源的戰略地位和作用，解析了長江經濟帶岸線資源保護與利用現狀及存在的問題，提出相應對策。劉宇舒等［7］引入重要性—績效分析法對蘇州鄉村典型水域空間進行生態系統文化服務研究。欒華龍等［8］以鄱陽湖為研究對象，初步構建河湖生態岸坡及濱水帶的綜合治理關鍵技術體系。

當前，全國各省市正處于新一輪水域保護規劃和岸線功能區劃定的關鍵時期，因此，迫切需要開展農村坑塘質量定量分析評價，并進行分級分類研究，尤其是綜合考慮水域和岸線在不同層面上的內在聯系。本文基于水岸協同視角，構建農村坑塘整治質量綜合指標體系，評價區域坑塘治理水平，采用耦合協調度和空間自相關模型研究坑塘水域岸線的耦合協同程度和空間關聯分布格局，揭示坑塘治理水平的空間分布規律，以及存在的突出問題，為制定針對性和差異化的農村坑塘治理策略提供依據。

1 研究方法

1.1 水岸協同基本框架

高質量發展是以新發展理念為引導，構建現代化綠色發展體系，不斷創造物質和精神財富，全面滿足人民日益增長的美好生活需要的發展［9］。農村坑塘在水利和農村中均扮演重要角色，是連接農村高質量發展和水利高質量發展的關鍵核心，其高質量治理有助于推進農村生態文明建設，打通綠水青山向金山銀山轉換通道，引導農村形成綠色生產和生活方式［10，11］。水域和岸線兩大發展要素構成農村坑塘高質量治理的基礎內涵，反映了農村坑塘質量的多維屬性。本文將農村坑塘質量定義為以綠色發展為導向的岸線開發利用和水域管理保護的兩個相互制約和促進的動態過程。引入物理學中的耦合度概念，衡量水域和岸線之間的相互影響和互動關聯程度，同時研究其協調水平以反映耦合狀況的好壞［12］，從而構建水岸協同基本框架。水岸協同是一個具備顯著二元特征的完整系統，水域和岸線通過空間、資源等要素相連接，形成動態耦合協調機制，進而支撐坑塘高質量治理。只有處理好水域管理保護和岸線開發利用之間的關系，堅持兩者協同并進，才能實現農村坑塘高質量發展，促進農村全面發展。

1.2 坑塘質量評價指標體系構建

坑塘為鄉村綜合發展提供生產、生活、生態等多種必要資源，具備顯著的多功能融合特征，其服務能力由治理質量高低決定，因此，坑塘質量評估成為農村坑塘治理的重要基礎性工作，更是全面實施鄉村振興的重要任務。水域指水體及相應的附屬空間，是維持坑塘生態體系的核心部分。岸線指水域周邊一定范圍內水陸相交的帶狀區域，是坑塘自然生態空間的重要組成。水域的有效保護和岸線的合理利用對地區生態文明建設和經濟社會發展具有重要的作用?；谒秴f同視角，從水域和岸線兩個層面，構建農村坑塘質量評價指標體系，見表1，其中水域從規模、功能、質量3個維度展開評價，包括水域面積、水域容積、水產養殖等10個指標［13，14］；岸線從土地類型、基礎設施、日常管理3個維度展開評價，包括復雜程度、居民地比例、耕地比例等9個指標［15，16］。

表1 農村坑塘質量評價指標體系Tab.1 Evaluation index system of rural ponds quality

1.3 基于逼近理想解排序的測評

TOPSIS模型稱為“逼近理想解排序方法”，為系統工程中有限方案多目標決策分析的一種常用的決策技術，是一種距離綜合評價法，已被運用到環境質量測評、風險決策分析和土地利用等多個領域［17，18］。將熵權引入TOPSIS模型，以客觀全面地反映坑塘治理水平的動態變化，通過在目標空間中定義一個測度，以此測量目標靠近正理想解和遠離負理想解的程度來評估坑塘治理的發展水平。

（1）原始數據標準化。采用極值法對原始數據矩陣進行標準化處理：

式中：m為觀測樣本數，n為分析指標數，組成m×n的原始數據矩陣。

（2）指標熵值計算。第j項指標的熵值：

（3）指標權重計算。第j項指標在權重：

Wj越大，表明j指標在對象坑塘間的相對差異性越大。

（4）構建加權決策矩陣。將熵權法確定的指標權重向量引入決策矩陣中：

（5）確定正理想解R+和負理想解R-：

（6）計算與正理想解和負理想解的距離：

（7）綜合評價指數：

式中：當Ci越大，表明第i個觀測對象越接近最優水平。計算各觀測對象Ci值，進行大小排序，表征當前狀態的優劣。

考慮到水域治理和岸線開發對坑塘治理質量影響程度的差異，采用模擬退火算法和熵值法［19］，確定水域治理和岸線開發在綜合指數中的權重分別為0.54 和0.46，進而采用自然斷點法將坑塘綜合質量劃分為高（0.70≤Z＜1）、中高（0.50≤Z＜0.70）、中低（0.3≤Z＜0.50）、低（0＜Z＜0.30）4個等級。

式中：Zi為坑塘治理綜合質量；Wi為水域管理保護質量；Li為岸線開發利用質量。

1.4 基于指數修正的類型識別

水域和岸線之間不是獨立的，而是在空間利用、資源開發等多個方面存在著相互制約和促進的影響。本文通過耦合協調度來識別不同研究坑塘的水域和岸線之間的相互關系［20］。

式中：C為耦合度，取值范圍為0～1；Fw和Fl分別為水域和岸線質量；D為耦合協調度，取值范圍為0～1。

為更加精準描述坑塘水岸協同水平的高低，參考相關研究成果［21］，根據水域岸線協調度D計算結果，將研究區內水岸耦合協調度劃分為4 個等級：拮抗（0＜D＜0.40），低水平協同（0.40≤D＜0.60），中水平協同（0.60≤D＜0.80），高水平協同（0.80≤D＜1.00）。

為進一步探究相同協調度下，不同耦合度和質量水平的組合關系，根據耦合度計算結果，將各等級協同劃分為顯著耦合、一般耦合、不顯著耦合3個亞類，同時，判別Fw和Fl的大小關系，明確水域岸線協同主控方向。

1.5 基于密度的集聚程度分析

DBSCAN 算法是經典的基于密度的聚類算法，通過引入密度概念，依據數據的集聚程度，將數據分為若干簇。主要思想為：密度定義以單個數據點為中心，在其閾值領域（Eps）內的數據點的個數［22］，若密度大于密度閾值（MinPts），則該中心點為核心點，尋遍整個數據集，基于密度可達的最大密度相連的點的集合即為簇，無法形成簇的數據則為噪點。

本文采用DBSCAN 算法研究坑塘質量分布的集聚特征，針對該算法結果依賴參數Eps和MinPts的問題，引入k-均值算法確定參數Eps和MinPts，并在DBSCAN 算法執行過程中對參數進行自適應性調整，減少人為因素對計算結果的影響，提高聚類結果的準確性。

2 研究區域和數據來源

以浙江省龍游縣龍北地區為研究范圍，涉及5 個鄉鎮，85個行政村，總面積396 km2。本文所采用的坑塘基礎數據來源于《龍游縣水域調查報告》，岸線利用類型等用地數據來源于《龍游縣第三次全國土地調查報告》，經濟社會等數據來源于《龍游縣統計年鑒》及各鄉鎮統計資料，其他數據以現場踏勘、問卷調查和專家咨詢等方式獲取。

3 結果與分析

3.1 坑塘質量分布

在水域管理保護方面，龍北地區坑塘水域質量指數平均得分0.357，最高得0.774，為姚西塘村，最低得0.021，為里王村。水域質量指數高、中高、中低、低得分的村莊數量分別為5、19、22、38，其空間分布特征見圖1（a）。中低、低質量占比71%，表明龍北地區坑塘水域質量整體偏低，與龍北地區長期未系統開展坑塘整治密不可分。在空間上，水域質量高的村莊主要分布在模環鄉北部和小南海鎮東部，主要是因為模環鄉北部正打造國家級農業示范園區，區域內坑塘整治已初見成效，而小南海鎮東部村莊是集鎮區，同時作為龍游縣主城區外延拓展的主要板塊，水系規劃和治理程度遠高于其他地區；水域質量中等的村莊主要分布在模環鄉中東部和小南海鎮南部，模環鄉中東部為龍游縣經濟開發區核心區域，小南海鎮南部村莊位于兩江生態走廊，均屬發展勢頭良好地區，但坑塘治理進度尚顯滯后；水域質量低的村莊主要分布在塔石鎮、小南海鎮北部、橫山鎮西部，均遠離城區、園區和開發區，是典型的傳統農業區域，社會經濟發展相對落后，整體面貌較差，坑塘治理和管理相對粗放。

在岸線開發利用方面，龍北地區岸線開發利用質量平均得分0.354，最高得分0.792，為澤潭村，最低得分0.013，為舒村村。岸線開發利用質量高、中高、中低、低得分的村莊數量分別為4、19、26、35，其空間分布特征見圖1（b）。龍北地區坑塘岸線開發利用中、低水平村莊占比較大，分別為31%和42%，表明龍北地區已開展初步坑塘岸線開發利用建設，但質量提升速度有待加快。在空間上，岸線開發利用質量高低界限相對明晰，東部和南部靠近龍游縣主城區，受益于主城區延伸和工業園區建設等因素，岸線土地類型比例相對協調、護岸道路等基礎設施相對完善，故整體質量較高；西部和北部作為傳統農業區，岸線多為農田、林地和荒地，且疏于管理，農業面源污染和村莊點源污染廣泛存在，故整體質量較低。西北角平坦村得分0.529，呈現較高水平，遠高于周邊村莊，主要是由于近期開展“千畝方”永久農田集中連片整治試點建設，產生顯著短期提升效應。

綜合水域和岸線兩方面，龍北地區坑塘綜合質量平均得分為0.356，最高得分0.727，為新王村，最低得分0.028，為舒村村。水岸綜合質量高、中高、中低、低得分的村莊數量分別為5、19、23、37，其空間分布特征見圖1（c）。龍北地區坑塘綜合質量中、低水平占比分別為27%和44%，表明綜合質量整體偏低，有很大的提升潛力。在空間上，依舊呈東南高、西北低分布，與水域管理保護和岸線開發利用質量空間分布整體一致。南部模環鄉和小南海鎮綜合質量整體較高，受益于城鎮化程度高、新農村建設規模大，社會結構和經濟發展相對較好；北部塔石鎮和橫山鎮綜合質量整體較低，主要因二者均遠離主城區，位于發展輻射圈邊緣，受城區發展帶動較小，產業結構單一，經濟發展緩慢。

圖1 龍北地區坑塘質量分布Fig.1 Quality distribution of ponds in Longbei region

3.2 坑塘協同類型

在農村坑塘治理過程中，水域管理保護和岸線開發利用既相互促進，又相互制約，是密不可分的相互影響的復雜系統，二者之間的耦合協同水平直接反映了坑塘治理質量。根據水岸協同類型劃分標準，龍北地區四種協調類型村莊占比8∶31∶27∶18，以中度協同和輕度協同為主，各類型村莊空間分布見圖2（a）。

圖2 龍北地區坑塘協同類型分布和聚類Fig.2 Synergy type distribution and clustering of ponds in Longbei region

高度協同類型。龍北地區高度協同類型村莊8 個，占比9%，主要分布在模環鄉東北部和小南海鎮南部，總體表現為水域管理保護和岸線開發利用均達到較高水平，呈“雙高”態勢。該類型坑塘水域和岸線的耦合度均大于0.95，呈顯著耦合特征，表明該類型坑塘高度協同是以水域和岸線深度耦合為基礎。在協同方向上，均表現為水岸同步，可見在高度協同層面，農村坑塘水域管理保護和岸線開發利用質量基本相當。

中度協同類型。龍北地區中度協同類型村莊31 個，占比37%，主要分布在模環鄉中南部和小南海鎮北部，表現為水域治理保護和岸線開發利用水平均中等，呈“雙中”或“一高一低”態勢。該類型部分村莊水域管理保護和岸線開發利用水平存在較大差異，導致耦合度整體不高，一般耦合和不顯著耦合特征明顯。在協同方向上，以岸線開發利用為主控方向的村莊為16個，表明該類型村莊坑塘岸線質量整體優于水域。

輕度協同類型。龍北地區輕度協調類型村莊27 個，占比33%，主要分布在橫山鎮和塔石鎮東南部，表現為水域治理保護和岸線開發利用水平均偏低，多呈“一中一低”態勢。該類型村莊水域岸線耦合度整體不高，多呈一般耦合特征。在協同方向上，以水域管理保護和岸線開發利用為主控方向的村莊分別為9個和11個，極化差異特征明顯。

拮抗類型。龍北地區拮抗類型村莊18 個，占比21%，主要分布在塔石鎮，表現為水域治理保護和岸線開發利用水平整體低下，呈“雙低”態勢。該類型村莊水域岸線耦合度分布范圍大，且協同方向具備較強隨機性，值得注意的是，部分村莊在“雙低”態勢下，出現顯著耦合的偽耦合特征，主要存在塔石鎮西北部地區，需后續結合綜合發展指數具體識別。

采用DBSCAN 算法對坑塘質量進行聚類分析，當參數Eps=0.14 和MinPts=58.7 時，取得較好的聚類效果，如圖2（b）所示。坑塘質量被劃分為4類，第一類對應高度協同類型，第二類對應中度協同類型，第三類對應輕度協同類型，第四類對應拮抗類型，可見聚類分析與協同類型分析成果基本一致。

通過對坑塘質量協同類型識別，龍北地區中度和輕度協同類型占主要部分，反映水域管理保護和岸線開發利用質量的不匹配和發展失衡，導致綜合水平不高的客觀事實，而高度協同和拮抗類型為農村坑塘后續綜合治理樹立了模范，并指出可能的誤區，避免低效投入。

表2 龍北地區坑塘協同類型判別Tab.2 Synergy type discrimination of ponds in Longbei region

3.3 坑塘集聚特征

利用ARCGIS軟件全局空間自相關模型對龍北地區農村坑塘質量進行水岸協同集聚分析，通過繪制Moran散點圖，龍北地區坑塘質量耦合協調度Moran 指數為0.436，Z值為6.463，通過5%的顯著性水平檢驗，即呈顯著空間自相關性，表明龍北地區坑塘質量水岸協同在空間分布上具備明顯集聚規律。利用局部空間自相關分析模型對龍北地區坑塘質量進行水岸協同熱點和冷點分析，計算得到龍北地區坑塘質量水岸協同高值（HH）、低值（LL）的空間集聚特征和異常值（HL、LH）的分布特征，直觀反映不同水岸協同程度的坑塘在空間上的集聚和相異特征，與全局空間自相關分析形成互補。結果（圖3）顯示，HH集聚區主要分布于模環鄉東北部和小南海鎮東部，涉及15個村莊；LL 集聚區主要分布于小南海鎮中北部和塔石鎮北部，涉及10 個村莊；相異區主要分布高值區向低值區過度區域，涉及59個村莊，占比70%，表明龍北地區大多數坑塘水域和岸線治理質量呈現較大差異。全局和局部空間自相關分析結果，與龍北地區坑塘綜合質量空間變化趨勢相一致，準確反映水域管理保護和岸線開發利用質量低下且多數不協調的客觀事實。

圖3 龍北地區坑塘水岸協同集聚特征Fig3 Water-shoreline synergy agglomeration characteristics of ponds in Longbei region

3.4 坑塘治理策略

坑塘是農村國土空間的重要組成部分，其治理水平的高低與農村高質量發展息息相關，推動全域土地綜合整治和鄉村振興，必須針對不同類型坑塘制定相應治理策略。從優化農村土地結構和功能格局、創新農村發展模式出發，科學判斷農村坑塘的類型和制約因素，系統分析不同區域的自然條件、資源稟賦狀況、經濟基礎等差異，進而提出農村坑塘整治的重點和實施路徑，科學開展農村坑塘整治，扭轉水域和岸線割裂的不利局面，加強水域和岸線之間的協調發展，促使水域岸線形成有機整體。

高度協同類型。該類型坑塘主要分布在模環鄉東北部和小南海鎮南部，基本屬于鄉鎮和村莊集聚區，農村發展相對較好，已開展較為完善的坑塘治理，且綜合治理水平較高。因此，高度協調類型坑塘整體上不宜開展大規模治理工程和開發建設，應突出重點保護，穩固已有治理成果，建設個性化精品單元和要素，進一步發揮地區示范帶頭作用。

中度協同類型。該類型坑塘經過一定程度的治理，水域和岸線治理水平均在中等偏上，但二者間存在明顯差異，是導致整體水平不高的根本原因，坑塘質量與區域發展不匹配，質量提升需求強烈。因此，中度協同類型坑塘應著重加強水域治理或優化岸線格局，對標水岸協同，補強綜合質量短板。

低度協同類型。該類型主要受制于周邊農村發展水平的影響，對坑塘多以單一功能需求為主，雖坑塘經過零星整治，岸線利用相對簡單，水岸空間利用程度偏低，未得到充分重視。因此，低度協調類型坑塘應強化引導多功能融合發展，明確岸線利用整體布局和水域功能定位，制定針對性治理規劃，逐步提升水岸協同水平。

拮抗類型。該類型坑塘基本未實施水域治理，且岸線利用處于凌亂狀態，綜合治理難度大。因此，拮抗類型坑塘應逐個進一步研究其自身存在的問題，針對有必要治理的坑塘，充分考慮周邊發展需求，宜結合新農村或美麗鄉村建設同步開展；對治理意義不大的坑塘，宜融合全域土地綜合整治，積極探索坑塘生態復墾，優化農村國土空間格局，同時可增加農村耕地面積。

4 結論與討論

本文針對農村坑塘復雜的水岸關系，從水域管理保護和岸線開發利用協同發展的視角，構建坑塘水域治理質量評價體系，運用定量分析方法研究龍游縣龍北地區農村坑塘治理質量現狀、類型及分布特征，并提出針對性提升對策。

（1）研究區域坑塘質量綜合指數為0.028～0.727，平均為0.356，全域整體處于中低水平，且內部個體間差異巨大?？臻g上，靠近主城區的東部和南部，治理質量相對較高；西部和北部傳統農業區，治理質量相對較低。

（2）研究區域坑塘水岸協同類型分為高度協同、中度協同、輕度協同、拮抗四類，各類村莊占比8∶31∶27∶18，中度和輕度類型占比69%，表明坑塘雖經過不同程度的治理，但失衡現象較為突出，缺乏系統思維統籌。

（3）研究區域坑塘水域綜合治理水平在全局空間上呈現明顯集聚規律，在局部空間上存在顯著集聚和相異特征，HH集聚區主要分布于東部（模環鄉）和南部（小南海鎮），LL集聚區主要分布于西部（塔石鎮）和北部（橫山鎮），其余區域呈高低過渡態勢。

（4）圍繞全域土地綜合整治和鄉村振興，針對各協同類型坑塘特點，提出精準分類施策建議，以期扭轉水域和岸線割裂的局面，加強水域和岸線之間的內在互動，促使坑塘水域岸線形成有機整體。

研究中存在需要進一步探索的問題：①代表性問題，本文研究對象龍游縣屬于東南低山丘陵地區，地形地貌存在諸多明顯地區特征，未來可選擇其他典型區域進一步研究；②評價指標體系有待完善，文中指標選取側重普適性和可獲取性，以客觀硬性數據為主，主觀潛在指標有待進一步量化。③農村坑塘載體對鄉村文化的支撐有待進一步挖掘。因此，后續將圍繞鄉村振興戰略和美麗鄉村建設，深化坑塘水岸系統理論框架，完善評價指標體系，為更多地區農村坑塘治理提供指導。