洞庭湖区山水林田湖草生态变化及修复对策研究

肖英才 胡文敏 黄熠和 李果

摘要：

探讨洞庭湖区实施各项生态保护修复工程后生态变化的过程及特点，对于指导区域生态建设有积极作用。基于研究区2010，2015，2020年土地利用、数字高程模型与年最大归一化植被指数数据，探讨了洞庭湖区生态保护修复工程实施后山水林田湖草空间格局的时空演变特征及其生态变化。结果表明：湖泊面积显著增加，林地和农田面积减少明显，水域和草地面积少量增加，山地面积不变；相较岗地丘陵区和山地区，河湖平原区平均年最大植被覆盖度降低最为明显，其中平原农田降幅最大，亟需重点保护。建议在洞庭湖区后期生态建设中完善山体自然灾害监测机制，进行水环境针对性治理，实行林地分区修复管控，重视高标准农田建设和提升草地保护修复的关注度。最后，提出了洞庭湖区“山水林田湖草生命共同体”生态保护修复分项规划策略。

关 键 词：

生态保护修复； 山水林田湖草； 生态变化； 洞庭湖区； 空间格局

中图法分类号： X171.4

文献标志码： A

DOI：10.16232/j.cnki.1001-4179.2023.07.007

0 引 言

区域人口增加、土地开发建设强度增大是山水林田湖草生态系统遭到破坏、生态退化的主要原因［1］。山水林田湖草的生态修复和保护对生态文明建设至关重要，是建设美丽中国的有力途径。基于生态文明建设视角，习近平总书记多次提出山水林田湖草生命共同体的理念［2-3］。已有不少学者关注生态系统健康与可持续发展、生态系统服务［4-8］，以及山水林田湖草生命共同体的理论研究、技术布局、示范与应用等［9-13］。目前，国家和各地采取了一系列生态保护修复工程，但结合生态保护修复工程探讨区域山水林田湖草空间格局生态变化的研究尚不充分。此外，虽然中国山水林田湖草生态保护修复工程实施地区的地貌类型众多，但以河湖平原为研究对象的山水林田湖草生态修复效果研究仍亟待完善。

洞庭湖作为长江流域重要的调蓄湖泊，自然资源尤为丰富，在生态系统中扮演着举足轻重的角色。近年来，由于自然灾害和人类不合理利用等因素，洞庭湖区面临土壤重金属污染、水环境问题、生物多样性与植被退化等环境挑战［14］，为此洞庭湖区展开了多项生态保护修复工程。洞庭湖生态保护修复工程于2018年10月成功申报国家第三批山水林田湖草生态保护修复工程试点。为探讨生态保护修复工程的实施对洞庭湖区山水林田湖草生态变化过程及空间格局的影响，本文以洞庭湖区为典型研究区进行山水林田湖草的空间格局和演变特征定量化分析，探讨洞庭湖区实施各项生态保护修复工程后生态的变化及特点，对于指导区域生态环境质量提升有积极作用。

1 研究区概况

洞庭湖作为中国第二大淡水湖，是承接湘、资、沅、澧四水吞吐长江的洪道型湖泊。以洞庭湖为中心的洞庭湖区，在行政区划上地跨湖南、湖北两省。考虑到实施生态修复工程受地方行政管理，本研究选取湖南省洞庭湖区域，该区域涉及15个县市区，分别是华容县、云溪区、君山区、岳阳楼区、汨罗市、湘阴县、武陵区、汉寿县、鼎城区、南县、资阳区、沅江市、赫山区、岳阳县、安乡县，总面积约20 273 km2（见图1）。

洞庭湖区地势四周高中间低，呈阶梯状向洞庭湖倾斜的碟形盆地，植被类型以亚热带常绿阔叶林为主［15］，大部分地区海拔在50 m以下。湖区年均气温16.6 ℃，气候类型为亚热带季风湿润气候，年降水量1 100～1 400 mm，湖区多年平均蒸发量1 150～1 500 mm［16］。根据研究区域各县市区2020年统计年鉴可知，洞庭湖区2020年总人口数为825.199 3万人，占全省人数的12.42%。近年来，洞庭湖区凭借其优越的地理位置和资源优势，经济发展速率稳步提升。然而，受自然灾害和人类不合理利用的影响，洞庭湖区面临不同程度的生态问题，为此洞庭湖区展开了多项生态保护修复工程。本文整理了2010～2020年洞庭湖区实施的主要生态保护修复工程与政策（见表1）。

由表1可知，在2010～2020年间，洞庭湖区域内实行了多项有关生态保护修复的工程，由于区域河湖平原环境特点原因，治理方向主要集中在湖、水、林、田方面；山在研究区域内分布较少，因此关注度不够；在草方面的治理也比较欠缺。

自2010年洞庭湖区实施环洞庭湖基本农田建设重大工程、整治与规范管理洞庭湖区非法乱象、加强洞庭湖等重点湖泊和湿地的保护与修复工程后，耕地的保护与建设、非法矮围和河道采砂等乱象、重点湖泊和湿地的保护与修复等都得到了重视与整治，各项工程的实施对洞庭湖区生态环境的改善有極大促进作用，有利于区域内田、湖要素面积增加。但期间整体城市建设发展，对山水林田湖草要素面积也会造成一定影响。为此，本研究将对洞庭湖区山水林田湖草空间格局在2010～2020年间的生态变化过程进行分析，并讨论研究结果，为洞庭湖区的生态建设提供科学依据。

2 数据来源与研究方法

基于研究区2010，2015，2020年的土地利用数据、数字高程模型（Digital Elevation Model，DEM）数据与年最大归一化植被指数（Normalized Difference Vegetation Index，NDVI）数据，结合洞庭湖区自身河湖平原地貌特征，分析山水林田湖草空间格局，并采用年最大归一化植被指数数据，厘清各类空间格局下的生态变化过程，探讨洞庭湖区生态保护修复工程实施后，区域内山水林田湖草空间的生态变化，从而对后续洞庭湖区的发展保护提出建设意见。

2.1 数据来源

2.1.1 数字高程模型数据

数字高程模型数据获取于地理空间数据云（http：∥www.gscloud.cn/search），数据类型为30 m分辨率的GDEMV3数据，对获得的数据在ArcGIS10.2软件中进行裁剪、转换等预处理，结合洞庭湖区独特的地貌特征，提取绝对高程，对其进行地貌划分。

2.1.2 土地利用数据

土地利用数据获取于中国科学院资源环境科学数据中心（https：∥www.resdc.cn/）。分别获取2010，2015，2020年土地利用数据，分辨率为30 m，利用ArcGIS10.2软件对数据进行裁剪、投影转换等预处理，并基于研究的需求划分为裸地、草地、湖泊、田地、林地、水域以及山地类型。

2.1.3 年最大归一化植被指数数据

年最大归一化植被指数数据来自于国家科技共享资源服务平台（http：∥www.nesdc.org.cn/），分辨率为30 m，该数据集基于Google Earth Engine云计算平台，利用全年所有Landsat5/7/8遥感数据，通过系列数据预处理和数据平滑等方法，得到2010，2015，2020年每个像元一年中的NDVI最大值，再利用ENVI5.3和ArcGIS10.2软件对数据进行提取、镶嵌、转换等预处理。

2.2 研究方法

2.2.1 地貌类型划分

采用绝对高程作为描述高程特征的指标。洞庭湖区高程范围在6～934 m，结合洞庭湖区的地形地貌特征，及学者窦鸿身等［17］对洞庭湖的研究，将洞庭区的地貌类型划分为河湖平原、岗地丘陵及山地三类（见图2）。具体划分标准为河湖平原绝对高程<45 m，岗地丘陵绝对高程在45～250 m，山地绝对高程＞250 m。

河湖平原主要集中在研究区中部、北部，约占研究区面积的67.45%；岗地丘陵分布在研究区的四周，主要集中在西部、南部和东部地区，中部地区零星分布，约占研究区面积的30.27%；山地少量分布于东南和西部地区，约占研究区面积的2.28%。

2.2.2 山水林田湖草识别

采用ArcGIS10.2空间分析方法，依据中国土地利用/土地覆盖遥感监测数据分类系统，针对洞庭湖区山水林田湖草做出如下界定：“山”通过ArcGIS10.2自然间断点分级法，根据绝对高程划定洞庭湖区山地范围（绝对高程＞250 m），并进行重分类操作，提取出山要素；“水林田湖草裸地”通过ArcGIS10.2对土地利用数据进行提取分析，“水”包括水域大类下的河渠、湖泊、水库坑塘、滩地，以及未利用土地大类下的沼泽地；“林”为林地大类下的林地、灌木林、疏林地、其他林地；“田”为耕地大类下的水田、旱地；“湖”为水域大类下的湖泊；“草”为草地大类下的高覆盖度草地、中覆盖度草地、低覆盖度草地；“裸地”为未利用土地大类下的裸土地。

2.2.3 单一土地利用动态度

基于单一土地利用动态度来对某一地域在相应范围内各个类型的土地利用面积转移情况进行研究探索，针对变化的数量和速度进行刻画，其计算公式为

K=Ub-UaUa×1T×100%（1）

式中：T和K分别代表间隔的时间段和单一土地利用类型动态度；Ua、Ub分别代表该类型土地利用在研究初期和末期的面积。

2.2.4 植被覆盖度提取

目前在估算植被覆盖度的方法中最常用的是基于像元二分模型的植被覆盖度反演，然而，受物候或植被类型等因素影响，同一区域的植被覆盖度在各个时相遥感数据上可能有较大差别，即便植被属同一类型，但因坡向、高程等地形影响，植被覆盖度在同一时相遥感数据的空间分布也可能有所不同。所以通过多时相遥感数据对植被覆盖度进行反演，对某一地区水土流失、土壤侵蚀、草地退化进行评估或是评估生态环境的荒漠化以及质量变化情况时，所形成的结果不够准确［18］。而使用归一化植被指数年最大值的优点是可以弱化影像获取时间差异、植被类型差别和地形因素对植被覆盖度的影响。因此本次研究采用年最大归一化植被指数替代以往的归一化植被指数，对区域的植被覆盖度进行研究反演。

利用年最大归一化植被指数，基于混合像元分解模型计算植被年内最大覆盖度，并将结果作为利用多时相遥感数据评估生态空间变化分析的依据。在混合像元分解模型方法中，将遥感影像的某个像元划分为两个部分：土壤、植被，混合像元的NDVI值即这两部分植被指数值的加权平均求和［19］。

NDVI=fv·NDVIveg+1-fv·NDVIsoil（2）

根据公式（2），植被覆盖度的计算公式为：

fv=NDVI-NDVIsoilNDVIveg-NDVIsoil（3）

式中：fv、NDVIsoil、NDVIveg、NDVI分别代表的是植被覆盖度、纯土壤像元的植被指数植、纯植被像元的植被指数值、混合像元的植被指数值，用NDVI最大值和最小值分别代替NDVIveg、NDVIsoil［20］，则fv的计算公式为

fv=NDVI-NDVIminNDVImax-NDVImin（4）

式中：NDVImin代表NDVI的最小值，理论上和0接近；NDVImax代表NDVI的最大值，理論上和1接近。

3 研究结果

3.1 山水林田湖草空间分布特征

2010，2015，2020年洞庭湖区山水林田湖草空间分布如图3所示。洞庭湖区以平原为主要地形，山地面积分布少，2010～2020年面积无变化；水域以研究区域中部为主，以洞庭湖为核心，其次有入湖的湘江、资水、沅江、澧水4条河流，以及汨罗江等中小河流；林地分布在区域的东西部和南部，北部较少；农田以洞庭湖为核心呈发散分布，且在研究区内广泛分布；湖泊分布主要以洞庭湖为主，以及分布在洞庭湖周围的漉湖、大通湖、黄金湖、东湖、南湖、芭蕉湖等；洞庭湖区草地分布零散且少。

利用ArcGIS10.2软件对洞庭湖区2010，2015，2020年山水林田湖草的面积进行统计得到表2。洞庭湖区以水、林、田 3种类型为主。以2020年为例，田类型占土地总面积比超过一半，为50.16%，水占比为24.03%，林占比为20.99%，湖类型占土地总面积为10.26%，山占比为2.28%，草占比最少，为0.26%。洞庭湖区各种土地利用类型在各个时间段的变化速率区别较大。通过分析不同土地类型的单一土地利用动态度差异能够得到：湖、草类型范围在2010～2020年间有了明显的扩张，单一动态度达到1.80%和1.32%；林类型的面积在研究期间呈现减少的趋势，单一动态度达0.13%；山类型无变化。

水、田类型单一动态度分别减少0和0.08%，在研究期间的变化速度较稳定。由于近些年洞庭湖区的城市建设发展，区域内各土地利用要素变化也受到很大程度的影响。

3.2 山水林田湖草空间格局时空演变特征

图4、表3分别为河湖平原、岗地丘陵、山地在2010，2015年和2020年间农田、林地、草地、水域、裸地的空间格局分布和面积变化。

（1） 河湖平原。2020年与2010年相比，平原农田面积减少78.222 6 km2，平原农田逐步地转化为平原草地和平原林地，可见近些年退耕还林获得较为明显的成效；平原草地和平原水域有着较为相似的变化趋势，其面积分别增加1.744 2 km2、0.678 6 km2；平原林地面积减少14.846 4 km2。

（2） 崗地丘陵。2020年与2010年相比，丘陵林地减少面积45.852 3 km2，丘陵农田减少面积17.338 5 km2，丘陵草地面积增加5.065 2 km2，丘陵水域和丘陵裸地变化较小，其面积分别减少0.568 8 km2、0.196 2 km2。

（3） 山地。2010年与2020年无山裸地分布，2015年的山裸地面积也极小，且2020年与2010年相比各类用地面积变化较小，可见山区受人类活动影响较小。

3.3 山水林田湖草生态变化

2010，2015，2020年洞庭湖区河湖平原区的平均年最大植被覆盖度分别为0.726 2、0.747 3、0.349 8；岗地丘陵区分别为0.824 1、0.828 0、0.592 2；山地区分别为0.959 4、0.930 7、0.766 7，如图5所示。

2010～2020年河湖平原的平均年最大植被覆盖度大幅下降，生态环境质量退化情况明显加剧。主要原因为河湖平原范围内城市建设和发展等人为干扰加剧，以及大面积的芦苇和杨树种植，导致生物物种多样性降低、地下水位下降、土壤旱化、地力衰退［21］，洞庭湖区杨树覆盖面积在生态退杨政策实施后减少了1 213.761 6 km2［22］。岗地丘陵区在2010～2020年的平均年最大植被覆盖度先增加后减少，但从整体来看，下降了0.231 9，研究区边缘为主要高值区，中部主要是低值区。相较于河湖平原和岗地丘陵，山区生态环境质量较好，平均年最大植被覆盖度在2010年为0.959 4。但后10 a，生态环境质量退化较明显，平均年最大植被覆盖度降低0.192 8。综上所述，洞庭湖区的整体生态环境质量有所下降，表现明显的区域为河湖平原区域。因此，在未来，河湖平原将是洞庭湖区域治理的重点，处理好城市发展与环境之间的关系，才能保障治理的针对性，并以此对可持续发展空间进行协调和建设。

结合洞庭湖区的平均年最大植被覆盖度，分析其山水林田湖草空间格局的生态演变过程。图6为2010，2015，2020年洞庭湖区山水林田湖草空间格局下各空间类型的平均年最大植被覆盖度情况。

在山地地区，山林、山草、山田整体的平均年最大植被覆盖度较高，但是2010～2020年都有一定程度的下降；山水的平均年最大植被覆盖度在2015～2020年下降明显；研究区2010年和2020年无山裸地分布，2015年山裸地的平均年最大植被覆盖度相较于山地地区其他类型无明显差别。在岗地丘陵地区，丘陵林地平均年最大植被覆盖度呈现降低趋势，2010～2015年降低很少，2015～2020年降低明显，10 a间下降幅度为21.4%；丘陵农田、丘陵草地、丘陵水域、丘陵裸地平均年最大植被覆盖度呈现先少量升高后明显降低趋势，10 a间分别减少了28.7%、21.4%、14.6%、14.5%。

相对于岗地丘陵区和山地区，河湖平原的平均年最大植被覆盖度降低趋势更明显。2010～2020年，平原农田平均植被覆盖度大幅降低，减少了41.8%；其次是平原草地、平原水域和平原林地，分别减少了32.3%、31%、28.3%；平原裸地减少较少，为14.7%。

4 讨论与建议

本研究探讨了2010～2020年洞庭湖区内实行多项有关生态保护修复工程后，其山水林田湖草空间格局的生态变化特征。研究结果表明，湖泊面积显著增加，林地和农田面积均减少明显，水域和草地面积少量增加，山地面积不变。基于此，本研究提出以下建议。

4.1 完善山体自然灾害监测机制

洞庭湖区山体主要是东部岳阳县境内大云山与相思山、东南部汨罗市境内玉池山，以及其他小山体，均为海拔1 000 m以下的低山。洞庭湖区山要素面积受人为活动影响程度不大，山地面积在2010～2020年未发生变化，但山体地区易发生水土流失、泥石流滑坡等自然灾害，特别是低山丘陵地区。在山要素的保护修复方面，完善山体自然灾害监测机制是重中之重，同时建议对山体的规划需集中在保护、修复、利用方面。

4.2 进行水环境针对性治理

洞庭湖区水要素面积总体变化不大，主要受河渠、湖泊、水库坑塘、滩地综合影响。其中湖泊面积增加较大，水库坑塘小面积增加，河渠与滩地面积减少较多，因此水要素总体未发生较大变化。河渠与滩地的减少受自然和人为因素影响，自然因素为沉积物堆积、全球变暖等，人为因素包括引水灌溉、围湖造田、环境污染等，目前的政策仍对这些不合理利用进行严格管控。

而湖要素的增加得益于近些年洞庭湖区实施的水环境综合整治、湖区违规设施拆除、湿地修复等生态修复工作。在洞庭湖区的水、湖生态方面，水质主要受城市生活源、工业点源、农业面源的影响［23］。因此，对区域内的水环境提升治理应重点从城市生活源、工业与农业源入手，进行针对性治理。

4.3 实行林地分区修复管控

洞庭湖区中部以平原为主，地势平坦，林地较少，东西部和南部为林地分布集中地。2010～2020年，林地面积减少较多，主要原因是由于城市建设用地扩张，导致其他类型用地相应地产生变化，其中林地受影响较大。其次由于非法采伐林地资源、生态退杨工程等因素，林地面积进一步受到影响。2005年洞庭湖区开始种植欧美黑杨造纸经济林后，使洞庭湖湿地大面积原生湿地植被遭到破坏，土壤含水率降低，湿地生态功能下降［24］。为此2014～2018年洞庭湖保护区开展了杨树清理行动，而进行杨树清理之后要更关注湿地的生态修复。因此，对洞庭湖区林地修复建议分为生态退杨区与非生态退杨区。

4.4 重视高标准农田建设

作为我国重要农产品供应区域，洞庭湖区农田广泛分布。而2010～2020年农田面积减少明显，农田的减少与城市建设发展密切相关，此外非法侵占耕地资源和不可避免的自然灾害因素都是土地资源遭受威胁的原因。而在2010年环洞庭湖基本农田建设重大工程启动后，除了对基本农田的保护外，更加重视高标准农田的建设，以实现粮食增产、农民增收、农田生态条件变好为宗旨。因此，对于田要素的保护修复关注方面不仅要对基本农田转出方面严格控制，更要重视高标准农田建设，以实现对有限土地资源保护利用最大化。

4.5 提升草地保护修复关注度

洞庭湖区草地分布星散且少，仅东部和南部有少量分布。在2010～2020年，其面积变化甚小，根本原因是其本身占地面積小。目前的生态保护修复政策工程中对草地的修复治理关注度较低，而草地在生态系统中起着防风固沙、涵养水源等作用，与其它生态要素相辅相成。因此，在未来的保护规划中，要重视对草地的保护修复。

5 分项修复策略

基于对不同空间格局下的生态变化过程分析，提出洞庭湖区“山水林田湖草生命共同体”生态保护修复分项规划策略。

山要素保护修复方面：① 对自然山体实施分区分级保护策略，保护山体的生态功能，建立山体保护长效机制；② 加强山体风貌保护，禁止破坏性开发活动，充分考虑山体的实际受损状况，通过优化提升、节点透绿、景观修复等方式进行修复；③ 建设山体公园与景区，增加配套服务设施，引导保护性开发自然山体，保障山体森林旅游产业良性发展。

针对洞庭湖区的水环境问题，应从以下几个方面解决：① 不断完善城市污水收集与处理系统基础设施建设，合理规划污水处理厂的布局及规模；② 调整、优化和提升工业园区产业结构，控制重金属污染，确保废水达标排放，对不符合规范的生产项目严格管控，鼓励发展绿色循环经济；③ 从源头控制农业污染，结合现代技术应用于农业生产，实现对不同面源污染分类治理。

对洞庭湖区林地修复建议分为生态退杨区与非生态退杨区：① 生态退杨区采取人工修复与自然修复相结合的方式，循序渐进地恢复湿地植被，对采伐迹地进行补植更新，恢复植被结构与功能；通过苗木栽培基地建设和生态搬迁以及林下经济补偿来实现林地保护和生态修复的目标；② 对非生态退杨区开展生物多样性保护工作，加强珍稀物种栖息地管理监测，提高珍稀野生动植物栖息地质量。

农田保护应从政策监管与目标实现着手：① 对耕地转为非耕地严格控制，构建完善的耕地补偿和基本农田保护机制，从而推进土地整理、复垦开发；② 实施土地综合整治与修复工程，具体落实到各部门，建立高标准农田保护建设示范区，进行治理措施与成果宣传。

草地的修护可在原有的草地植被保护基础上，对草坪进行改良及结合景观绿化种植人工草坪，以达到提高草地环境质量的目的；对于有草饲畜牧业的地方鼓励种植人工饲料，提高农副秸秆的使用率，从而可减少草食畜牧业对于天然草地的依赖性。

6 结 论

洞庭湖区山水林田湖草空间分布特征结果表明：2010～2020年整体来看，湖、草、水要素分布增加，田、林要素分布减少；同一年不同地貌类型的平均年最大植被覆盖度：河湖平原＜岗地丘陵＜山地，河湖平原在2010～2020年间由于城市建设进程加快，以及生态退杨工程等因素，其植被覆盖度呈现明显下降趋势；基于本文对各类山水林田湖草空间格局及植被覆盖度年际变化分析可知，在2010～2020年，河湖平原农田降幅最大，山地和岗地丘陵中农田降幅比较小，平原水域与山地水域的植被覆盖度降幅明显。因此，在今后城市规划建设时，要重点关注河湖平原农田的规划治理。

本研究利用同一时期的土地利用、高程和年最大归一化植被指数数据进行空间分析对比，再探讨不同年份间的生态变化。目前获取的2010，2015，2020年土地利用数据均是利用Landsat 7 ETM和Landsat 8遥感影像，进行人工目视解译生成，三期数据获取的影像不能保证是同一时间，因此考虑不够周全，这些不足将在今后的研究中进一步探讨。本研究的洞庭湖区为典型的河湖平原类型地区，研究结果可为洞庭湖区以及该类地貌类型山水林田湖草方面的研究提供参考。

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（编辑：黄文晋）

Ecological changes and restoration strategies of mountains，rivers，forests，fields，lakes and grasslands in Dongting Lake area

XIAO Yingcai1，2，HU Wenmin1，HUANG Yihe1，LI Guo1，2

（1.School of Landscape Architecture，Central South University of Forestry and Technology，Changsha 410004，China； 2.Engineering Technology Research Center of Big Data for Landscape Resources in Nature Protected Areas in Hunan Province，Changsha 410004，China）

Abstract：

Exploring the process and characteristics of ecological changes after the implementation of various ecological protection and restoration projects in the Dongting Lake area has a positive effect on guiding regional ecological construction.Based on the land use，digital elevation model and annual maximum normalized vegetation index data of the study area in 2010，2015 and 2020，the spatial and temporal evolution characteristics and ecological changes of the spatial pattern of mountains，rivers，forests，fields，lakes and grasslands after the implementation of ecological protection and restoration projects in the Dongting Lake area were discussed.The results showed that the lake area increased significantly，the forest land and farmland area decreased significantly，the water area and grassland area increased slightly，and the mountain area was unchanged.Compared with the hilly area and mountainous area，the average annual maximum vegetation coverage in the river-lake plain area decreased most obviously，among which the plain farmland decreased the most and needed to be protected.In the later ecological construction of the Dongting Lake area，it is suggested to improve the monitoring mechanism of mountain natural disasters，carry out targeted management of the water environment，implement the management and control of forest land partition restoration，attach importance to the construction of high standard farmland and enhance the grassland protection and restoration.Finally，we proposed the subitem restoration program suggestions for the mountains，rivers，forests，fields，lakes and grasslands in the Dongting Lake area respectively.

Key words：

ecological protection and restoration；mountains，rivers，forests，fields，lakes and grasslands；ecological change；Dongting Lake area；spatial pattern