洞庭湖萬頃良田。
一、研究區域概況
洞庭湖區地處長江中遊荊江南岸，地跨湘、鄂兩省，介於北緯28°30』—30°20』，東經110°40』—113°10』，大部分地區海拔高度低於50m，85%以上面積位於湖南省轄境內。洞庭湖區地勢平坦開闊，土地資源豐富，土層深厚肥沃，是我國重要的商品糧、油、麻、蠶桑、水產基地，是湖南乃至全國的「魚米之鄉」。該區屬於中北亞熱帶季風氣候區，年均溫約16.5—17.0℃，年平均降雨量約1200—1450mm，是長江流域也是我國湖泊水位漲落變幅最大的湖泊之一。「十二五」期間，國家已將洞庭湖區列入了構建「十大生態屏障」之一的長江流域的重點區域，2012年「環洞庭湖生態經濟圈」又被納入國家發展戰略，其生態環境的可持續受到了國家高度關注。
二、區域現狀
洞庭湖生態經濟區地處長江水道和京廣交通動脈的匯合處，水陸交通便利，區位優勢明顯；境內水系發達，地形類型複雜多樣，耕地、林地、水體資源豐富，生態本底優良，是我國商品糧、棉、油等農產品的重要生產基地，屬長江中下遊地區生態安全和糧食安全的重點保障區。2014年，洞庭湖生態經濟區規劃報批成功並啟動實施，成功上升為國家戰略，為洞庭湖區生態環境保護和社會經濟發展帶來新的契機。近年來，憑藉國家級重大發展平臺的疊加優勢，區域社會經濟取得較快發展。
隨著洞庭湖區水環境綜合整治五大專項行動、飲水安全工程建設、農村環境綜合整治、溼地生態修復等生態保護措施的實施，區域生態環境建設初見成效，但仍存在季節性、水質性缺水、水汙染形勢嚴峻、生態系統退化、大氣環境質量下降等生態問題，社會經濟發展與生態保護之間的矛盾依然突出。因此，深入分析洞庭湖生態經濟區土地利用變化趨勢，定量評估生態系統服務價值變化情況，對促進區域土地資源合理配置，提升湖區生態系統服務水平具有重要的理論和現實意義。
三、擬解決的關鍵科學問題
（一）土地利用與覆被改變引發的流域生態環境變化
土地利用、覆被變化是人類與地球環境進行物質、能量交換作用的重要表現，發生於任何時空尺度。它不僅影響陸地生態系統的地理分布格局及其生產力，客觀反映人類改變地球生物化學循環、生態系統的結構和功能及產品和服務的供應，而且還再現了陸地表面的時空變化過程，與全球的氣候變化、生物多樣性的減少、生態環境演變以及人類與環境之間相互作用的可持續性等密切相關。
近年來，隨著景觀生態學的觀點和方法在土地利用、覆被變化研究與應用的不斷深入，景觀生態學與土地利用的結合研究成為了強有力的研究手段和發展趨勢。在國際上，許多學者通過對遙感影像的解譯，對不同地域的土地利用景觀格局演變過程及尺度效應進行了研究與分析，較好地揭示了研究區域在不同尺度上土地利用景觀格局變化的時空特徵。我國不少學者也通過將土地利用研究方法和景觀格局分析方法結合起來，對不同層次的地區的土地利用、覆蓋時間動態特徵和空間動態特徵進行了大量研究，並利用景觀生態學的理論和方法對各個土地利用類型的空間格局、組合特徵和動態變化情況進行了全面分析。
同時，我國學者非常重視典型或熱點區域的土地利用、覆蓋時空演變特徵的分析。此外，還有學者對洞庭湖區的景觀變化情況也展開了深入的研究。洞庭湖區位於長江流域不同生態景觀的過渡地帶，佔據著長江中下遊最敏感又最脆弱的生態區位。由於洞庭湖區快速的環境變遷和複雜的湖垸、江湖關係及長期、強烈的人類活動，該區域地表土地利用、覆被變化及景觀格局變化迅速，景觀界面脆弱性表現得特別突出，溼地萎縮、水體富營養化、大氣環境質量不穩定、土地退化等生態環境問題突顯。
（二）分析自然因素驅動下的流域景觀格局時空變化
因為景觀格局在一定程度上反映著某一區域在某一個時間段生態環境和社會經濟發展狀況，其合理配置對於該區的社會經濟效益及其生態效益有著重要的作用。
近年來，洞庭湖流域生態退化是對自然景觀非常明顯的響應。然而近年來各個區域出現人與自然的不和諧發展，使科學家和公眾認識到對土地利用不僅改變了地表景觀結構及其物質循環和能量流動，而且這種地表景觀結構的變化引起了各種生態擾動，涉及了系統內諸如土壤、氣候、水文等景觀要素以及與之密切相關的生物化學循環過程、生物遺傳變異過程進而影響到生物多樣性和生態系統穩定性。
因此，景觀變化既影響著該區域整個的生態功能和邊緣效應，又影響和控制景觀功能的循環發展，其緣由是景觀格局變化可揭示景觀組分結構變化而引起的生態過程或結果，這也是景觀格局問題研究的根本目的。而洞庭湖流域的生境生態功能的降低、保育功能減弱就是受此影響。基於此，越來越多的學者利用景觀生態學，通過調整和優化景觀格局改變區域物質能量流或直接作用於生態系統，進而影響區域生態安全。
對景觀格局時空變化進行分析，有助於優化土地資源配置，為該地因地制宜制定相應的可持續土地利用政策提供科學的參考依據。隨著人們對於生態環境的重視和可持續發展戰略的執行，根據某一區域的自然、社會、經濟條件，對於區域的景觀格局進行優化組合研究，以最大限度地發揮土地的綜合功能，提升生態系統服務價值就顯得尤為重要。
（三）探討變化環境下生態響應過程
全球變化最為突出的景觀標誌即地球表層系統的LUCC。工業革命以來，人口與經濟增長迅速，在人類有目的、有意識的活動中，土地覆蓋在區域及全球尺度上變化顯著，且始終貫穿於經濟與社會不斷發展的整個歷程中，引起了環境因子、景觀格局、物質能量循環及生態系統服務等諸多變化，對全球及區域的生態環境產生了重要要影響。為進一步了解LUCC對環境生態變化的影響及驅動力，IGBP（國際地圈生物圈計劃）和IHDP(全球環境變化人文計劃)合作擬定了《LUCC科學研究計劃》；2002年，IGBP和IHDP在總結先前研究的基礎上，發布了後續10年的LUCC研究計劃，此計劃強調研究應結合「全球變化」及「陸地生態系統」，同時也重點提出生態系統服務功能與人類活動的關係； IGBP和IHDP於2005又發起了「全球土地計劃」研究，主要是對不同尺度背景下生態系統服務與人類-環境耦合系統變化的關係進行評估。
新中國成立後，尤其是改革開放以來，伴隨經濟與社會的快速發展，以及人口的激增，我們對自然資源的需求在持續大幅增加，中國的土地覆蓋變化相比過去任何時期都更為活躍。這不僅給中國的地表景觀格局帶來前所未有的變化，同時產生了一系列掣肘經濟可持續發展和危及國民健康安全的環境問題。
洞庭湖是中國第二大淡水湖泊、長江中下遊地區最大湖泊，維繫著長江流域中下遊地區的生態安全，影響著區域經濟與社會的可持續發展。洞庭湖大致可分為東洞庭湖、南洞庭湖及西洞庭湖3部分，東洞庭湖於1992年、南洞庭湖及西洞庭湖於2002年被聯合國教科文組織列入國際重要溼地名錄。洞庭湖地區行政區劃上包括嶽陽、常德、益陽3市以及湖北省境內部分縣市。其中湖南部分面積約佔全省面積的21%。區域內自然資源極為豐富，農業生產基礎雄厚，糧食生產、生豬養殖以及漁業都十分發達，是我國南方重要的農產品基地。
近年來隨著區域一系列環境與生態保護政策的實施，尤其是實施的退耕還林、草、湖、植樹造林等工程，使近20餘年來研究區的土地利用、覆被發生了較大改變，該區又是湖南省重要的工業及農業基地，且城鎮化率亦不斷提高建設，人類活動對其地表景觀地幹擾日趨顯著，土地覆蓋發生了較大變化，影響了其自然生態過程。洞庭湖地區作為湖南省重要的生態腹地，其生態環境變化以及所引起的生態響應過程值得關注。
四、建議
（一）創新土地利用模式，促進防災、減災工作
目前，洞庭湖區仍面臨著嚴重的洪、錯、漬的三重威脅，水情複雜，災情嚴重，土地利用風險巨大。湖區土地資源利用應注重水沙關係、江湖關係、湖院關係、堵疏關係、蓄洪與建設關係、山江湖庫關係的協調，不但重視工程措施還充分發揮非工程措施的減災作用。依據人與自然協調發展原理，制定流域農業發展戰略，通過大力發展冬季農業、避洪農業和其它受洪水影響小的工業門類，建立有利於適應該區洪漠災害發生規律的避災、減災土地利用新模式。大力發展冬季農業，洞庭湖區農作物種植應選擇特早熟早稻品種或者採用溫室育秧辦法，調整糧食作物品種結構，使作物早播早熟，避免開夏錯。改變耕作制度，形成「避洪農業。低湖田耕作區耕作制度由「稻、稻、油」三熟制改為「麥、稻」或「油、稻」兩熟制，高水位期間低湖田處於休耕狀態，旱年則可種植一些周期短的蔬菜等。因地制宜，農林牧漁業並舉，優化土地開發模式。低湖草洲採用小群放養方式發展禽類養殖，山區重點發展林牧業，調整丘陵、崗地用地結構，在發展農、林、牧、副、漁的同時，發展工、商、運輸、建材、服務等新行業。通過創新土地利用的模式，在洞庭湖區進行避洪、耐漬適應型景觀生態設計，建立適應淺水水體、湖洲和饋害田的多種複合高效生態工程模式，在生態承載力範圍內，大力發展湖區特色農業，實現防災、抗災、減災、增收和不損壞生態功能等戰略目標。
（二）基於土地生態系統服務價值提升的景觀格局優化策略
合理利用洞庭湖區的土地資源，提高土地資源的利用效率，優化土地景觀格局，實現經濟效益、社會效益、生態效益的綜合最大化，這不僅是洞庭湖區經濟社會持續發展的需要，對於整個長江中下遊地區的生態安全和社會經濟可持續發展也有著重要的意義。在景觀格局優化的過程中，我們既要貫徹落實「十分珍惜和合理利用每一寸土地，切實保護耕地」這一土地利用的基本國策，也要遵循「合理開發利用土地」這一基本原則，進而對我們的土地利用方式和土地利用結構進行合理調整，以達到所謂的「最優景觀格局」，推動洞庭湖區的土地資源優化配置、生態系統保護以及社會經濟的可持續發展。在研究洞庭湖區土地景觀格局和生態系統服務價值關聯性以及景觀格局對於生態系統服務價值驅動機制的基礎上，提出相應的基於生態系統服務價值提高的景觀格局優化策略，主要包括這幾個方面：優化土地利用結構；提高土地資源利用效率；節約集約利用建設用地；加強生態源地和生態廊道建設；加快土地資源信息化、科學化管理。
1、優化土地利用結構
目前來看，洞庭湖區土地利用結構存在著一些問題，主要表現在耕地的數量和質量都存在著明顯的下降，而建設用地盲目地組團集聚化擴張，集約利用度低，未利用地面積上升過快，水域面積減少等。因此根據洞庭湖區未來社會經濟可持續發展的要求，在保障基本糧食用地和相應的生產基礎設施建設用地的基礎上，要更加嚴格保護生態環境，調整和優化土地利用結構，維護和改善生態功能，從而實現整個區域的社會、經濟和生態效益組合的最大化。
2、提高土地資源利用效率
首先在於控制用地總量，從源頭讓大家感受到土地資源的緊張，從而提高節約集約利用水平；同時進一步對未利用地這一土地利用類型做好資源調查，搞好相應區域的適宜性評價和開發利用規劃，對於這一土地利用類型採取優惠鼓勵措施，鼓勵其集約開發，政府可以給予一定的資金和技術支持，以提高開發利用效益，在開發過程中要注意因地適宜，宜耕則耕。宜林則林，宜住則住，合理開發利用。同時要盤活存量土地，對於閒置土地要堅決收回和處置。
3、推進土地資源信息化、科學化管理
因為土地利用類型及其利用結構是隨著時間和空間在不斷地發生著動態變化的，而且其動態發展又與區域的社會經濟發展息息相關，因此推進土地資源信息化建設和科學化管理，是適應社會發展和經濟平穩增長的必然要求。而且隨著信息技術的進步和大數據的廣泛應用，以及各種計算機技術和 3S 技術的不斷發展，實現土地資源的信息化管理成為可能。為了適應區域社會經濟可持續發展的需要，洞庭湖區要逐步將土地資源管理信息化納入到發展規劃之中，以便於及時了解區域內部各種土地利用結構變化、土地用途變更、各類土地利用類型面積增減等情況，使得政府能夠及時準確地做出土地利用規劃、管理和宏觀調控，從而達到土地管理科學化的目的，為洞庭湖區土地資源的高效利用提供堅實的基礎。
（三）綜合治理生態環境，促進區域科學發展
1、科學編制區域科學發展規劃
以科學的發展觀為指導，以環境的生態發展和資源的有效利用為目的，以合理的規劃布局、環境的生態整治以及產業結構的調整為方法，突出洞庭湖區域的水資源合理利用和防災減災體系、生態環境保護體系、特色城鎮體系、兩型產業體系、綜合交通體系，注重對歷史文化旅遊帶的建設，深化改革發展的模式，構築湖南的生態腹地、產業核心、宜居家園。規劃遵循以下基本原則：
（1）以人為本，改善民生。以人為根本出發點，以資源承載力為依據，以全面發展為最終目標，改善和提高人們的生活條件和質量，穩步開發，促進流域健康有序的發展。
（2）空間優化，城鄉協同。優化區域設計的功能分區，合理改善空間的布局，加快城鄉二元結構的調整，促使城鄉資源資源能夠實現共享互補，城市發展反哺鄉村建設，構建新型城鄉體系，達到一體化發展的空間優化模式。
（3）生態優先，人水和諧。以生態發展優先的思路堅持生態修復與保護，最大程度的減少人為因素對自然的破壞，保持自然的地形地貌，提高環境的承載能力，促進生態平衡，實現人與自然的和諧。
（4）標本兼治，綜合開發。綜合保護與開發及治理共同並進的模式，控制汙染的源頭，對生態、防洪、航運、發電、供水、農業、旅遊等實施綜合管理與開發，著重解決水體汙染等環境問題。
2、建立和完善生態補償機制
洞庭湖地區在生態補償的實踐方面基本上還是空白，在當前的發展形勢下，亟須制定相關的方針政策，明確補償的標準方式等，並積極協調補償方與受償方的利益關係。其補償的機制重點考慮以下幾點：
（1）分階段施行洞庭湖地區生態補償。首先第一階段屬於洞庭湖的水質改善前期，水質並未得到改善處理的階段，利用國家或湖南省層面的補償，逐步提高補償的標準和類別。第二階段在水質改善之後，水質提升並達到水體功能區劃的要求，通常會以財政的轉移性支付為主，從而彌補地方的損失，與此同時還需要考慮生態環境建設及環境的保護工程及運行維護的相關費用。
（2）實行差別化補償。考慮到不同地區間的經濟發展及環保壓力，在生態補償資金分配上要充分體現出區域差異性，在補償資金的分配製度上首先要考慮湖區周邊縣市的環保壓力，適當提高補償的標準。
（3）補償資金來源應多元化。 生態補償資金來源分散，因此需要對資金進行充分整合，需成立專項資金項目將資金進行整合，充分發揮其效益。同時，應結合多種政策與手段，結合社會的投資成本，引導社會資本的參與進生態的保護與修復過程中。
（作者單位：湖南工商大學）