寧南上黃村鄉村土地景觀格局優化與生態經濟功能區研究

李壁成 ，劉德林 ，張 膺 ，方 炫 ，白小梅

（1.中國科學院、水利部水土保持研究所，陜西楊凌712100；2.西北農林科技大學水土保持研究所，陜西楊凌712100；3.河南理工大學應急管理學院，河南焦作454000）

西北黃土高原的寧夏南部山區，即“西海固”地區，由于歷史和自然環境等原因，經濟發展緩慢，被稱為“人貧地瘠苦甲天下”[1]。1972年國務院專門召開“固原地區工作會議”，調撥救濟物資和派出干部支援西海固地區。1982年西海固地區列入國家“三西”農業專項計劃。與此同時，中國科學院等科研院所、高校的大批科技人員到寧南山區進行科學考察和長期定位試驗研究，開展科技攻關，探索可持續發展道路，普及和示范推廣先進的科學技術[2-4]。寧南山區人民經過20多年的艱苦奮斗，勝利完成扶貧攻堅歷史任務，基本解決群眾溫飽，向致富奔小康進發[5]。在當前全國經濟社會快速發展重要時期，抓住西部大開發歷史機遇，依靠科技創新，調整農業結構，推進農業產業化，提高農民經濟收入和文化素質，引導群眾致富奔小康，加強新農村建設，是該區面臨的新的歷史課題。本文以寧夏固原市原州區上黃村為例，論述寧南半干旱生態退化山區鄉村生態環境與生態農業建設模式及變化。

1 上黃村自然環境與社會經濟概況

上黃村位于寧夏南部山區的固原市河川鄉，為黃土高原丘陵溝壑區，土地總面積8.01 km2，人口561人，人口密度為70人/km2。海拔高度1534.3—1822.0m，最大高差近300 m。年總輻射量5342.4 MJ/m2，多年平均降水量419.1 mm，干燥度指數1.55，年平均氣溫6.9℃，無霜期152天，屬溫帶半干旱氣候區。

1982年試點前，上黃村黃土梁峁起伏，溝壑縱橫，童山禿嶺，水土流失嚴重，生態環境惡化，農業生產落后，群眾生活十分貧困。林地覆蓋率僅1.23%，土壤侵蝕模數高達5000 t/km2·a；耕作粗放，不施化肥，不用良種，廣種薄收，靠天吃飯，糧食畝產35 kg，人均收入47.5元，僅能維系最低生活水準和簡單再生產。中科院水土保持研究所在這里設立科研基地后，從調整土地利用結構和改善生態環境入手，示范和推廣先進的旱作農業和水土保持綜合治理技術，為脫貧致富和農業可持續發展奠定了基礎。20多年過去了，經過艱苦創業，今日上黃村已實現“三化兩提高”的目標，即坡地梯田化、宜林荒山綠化、平川地初步高效集約化、農民的科學文化素質不斷提高，一大批科技致富能手和農民技術員通過試區系統科技培訓，成長為科技興農的主力軍。目前試區水土保持治理度已達83.5%，林草覆蓋率達70.3%，年土壤侵蝕模數小于1200 t/km2，基本達到土不下山、水不出溝、化害為利、控制水土流失、高效利用水土資源的要求，從根本上改善了生態環境和農業生產條件，大大增強了抗災能力。依據“多用光、巧用水、重有機、防污染、保生態、求發展”的指導原則，上黃村發展“農、畜、果、沼”聯戶生態家園模式，建成生態環境良好的新農村，走出了一條生態環境全面改善與社會經濟持續發展的新路子，為黃土高原綜合治理和寧南山區農業經濟發展樹立了榜樣，起到了典型示范作用[6]。

2 上黃村土地利用與生態格局動態變化及驅動力

2.1 數據來源

本文以上黃村1982年1∶10000地形圖，1987和1990年1∶10000彩紅外航片，1995、2002年1∶10000正射影像圖和2008年Spot 5遙感影像，運用GIS軟件建立上黃村土地利用矢量數據庫與圖譜（圖1，封三）研究土地利用動態變化。此外，所用數據還包括該地區2002年的1∶10000數字高程圖及相關的社會經濟調查數據。通過土地利用圖譜和實地調查，我們獲得了上黃試區土地利用的基本數據（表1）。

圖1 上黃試區土地利用變化圖譜Fig.1 Classified land use/cover maps for each period

2.2 土地利用與生態環境動態變化

研究區土地利用優化模型從1982年建立算起至今已25年了，通過5期遙感制圖和實地調查，對動態運行趨勢進行了動態監測。監測結果（圖1，表1）有以下特點：

（1）林草地面積大幅度增長，生態環境步入良性循環。1982年上黃試區僅有林地5.31 hm2，林地覆蓋率僅1.23%，一片荒山禿嶺，滿目荒涼。“六五”以后大力種草，1987年人工草地面積曾達到135 hm2，林草覆蓋率一下上升到24.5%，引起了各級領導的重視，展現了綠化黃土高原的光明前景。“七五”后期由于氣候干旱，加之社會經濟等復雜原因，人工草地衰敗后未能恢復，但53.3 hm2人工灌木林已旺盛生長起來，成為穩定的放牧基地。“八五”又新造檸條灌木林66.7 hm2，使林地覆蓋率達到18.4%，加上人工草地和改良場面積，林草覆蓋率達43%。“九五”林草覆蓋率達58.18%，為發展高效農業創造了良好的生態環境。到2008年，林地和果園面積達到566.9 hm2，林地覆蓋率達到70.3%，荒山已全部綠化，水土流失面積已全部治理，基本建立起高效生態農業模式。

表1 上黃村1982—2008年土地利用類型面積變化Tab.1 The area change of land use types from 1982 to 2008

（2）坡耕地面積減少，基本農田面積擴大，農業集約化程度逐步提高。1982年耕地中基本農田很少，坡耕地面積占70.14%，1987年由于退耕60 hm2陡坡地造林種草，加之坡改梯等治理措施，坡地僅占農耕地的21.8%。1995年基本農田達到144.8 hm2，人均0.3 hm2。2000年基本農田達到211.7 hm2，從根本上改變了農業生產的基本條件，為提高糧食單產和抗御干旱等自然災害、保證農業持續發展奠定了堅實的基礎。

（3）果園面積逐年擴大，經濟效益成倍增長，有著發展支柱產業的潛力。過去寧南山區不僅果園少，而且由于品種差，經營管理不善，缺乏科學技術，果樹長期不掛果或生長畸形果，商品價值低，被視為果樹的發展禁區。“七五”期間試區科技人員經過試驗研究，引選出了一批適應寧南較高海拔和溫涼干旱山區的良種，示范果園達到了早實豐產抗逆性強的目標，每hm2收入達15000—45000元，是同等農地的6—20倍。不僅試區面積擴大，經濟收益成倍增長，而且在固原地區大面積推廣，因而受到當地領導和群眾的歡迎，逐步形成當地的支柱產業之一。

2.3 生態環境與土地利用格局動態變化的驅動力

研究區的生態環境與土地利用變化在不同階段受著不同的驅動力作用，在近30年分4個階段：

（1）廣種薄收、粗放經營（1982年前）：由于農業基本生產條件差，氣候干旱，生產力低下，在維系溫飽求生存的壓力驅動下，濫墾濫牧，廣種薄收，造成愈窮愈墾、愈墾愈窮的惡性循環。

（2）調整土地利用結構、改善生態環境（1982—1990年）：1982年建立科研試驗示范基點后，在科學試驗的驅動下，從調整土地利用結構入手，草灌先行，大力種草種樹，生態環境和農業生產條件得到改善。同時推廣旱作農業技術，基本解決溫飽問題。

（3）“三化兩提高”（1991—2002年）：為了從根本上改變水土流失嚴重，生態環境惡化和掠奪式農業生產方式，在科學試驗示范效應的驅動下，推行了“三化兩提高”模式。大力應用集水型農業技術，使水土資源得到高效利用，生態環境和農業生產步入良性循環。

（4）退耕還林還草整體推進（2002年以后）：在國家退耕還林還草政策驅動下，在總結和提高試驗示范經驗的基礎上，基本建成了本地區生態環境保護與生態農業示范區樣板，并在固原地區大面積推廣應用。

3 土地利用與生態景觀格局結構優化調整及結果評價

研究區從20世紀80年代以來，就十分重視土地資源的優化利用，依據生態經濟學的原理和系統工程的方法，對農林牧用地結構進行了優化設計和逐步調整，并通過綜合應用以旱作農業增產體系為重點的配套技術，不僅在較短時期內使嚴重失調的生態環境得到根本改善，向良性循環轉化，而且大幅度提高了土地生產力和經濟收入，為固原縣以及黃土高原西部半干旱易旱區的農業生態建設和持續發展，提供了理論依據和實踐經驗（表2）。

表2 上黃試區1982—2008年土地利用面積與結構變化Tab.2 The area and structure changes of land use from 1982 to 2008 in Shanghuang

4 土地利用與生態景觀功能區規劃與建設

4.1 土地利用與生態景觀功能區規劃

為了從根本上解決上黃試區生態失調和低產貧困問題，為寧南以至黃土高原土地合理利用提供理論依據和實踐經驗，“六五”期間試區科技人員就設計了土地利用優化模型，并提出了“大力造林種草，改善生態環境，有效保持水土，滿足‘三料’需要，提高旱作單產，實現糧食自給，建立高效穩定的農業生態系統的理論、途經與配套綜合技術”的總目標。“七五”—“十一五”25年的實踐證明這一模型的理論和方法，不僅對上黃試區恢復生態平衡和脫貧致富發揮了重要指導作用，而且為黃土高原的土地合理利用起到了示范作用。21世紀以來，特別是2004年實施國家退耕造林種草政策以后，上黃堅持“生態優先，整體推進，調整優化農業結構，發展城郊型高效生態農業”的思路，初步實現了生態環境步入良性循環、農村經濟穩步發展的道路。

在生態農業試驗中，依據生態經濟學和景觀生態學原理，上黃村規劃為東山生態保護區、西山旱作農業區和平川高效農業區三大功能區，按照功能區的不同特征，設計主體功能和發展模式，提出主要指標，進行規劃和建設，逐步建設成為土地利用結構合理、保山養水功能增強、土地生產力提高、人居環境優美的社會主義新農村。同時根據固原地區實際，上黃以“多用光、巧用水、重有機、防污染、保生態、求發展”的指導思想，對農戶進行了“農—牧—果—沼聯戶生態家園”的試驗，取得了良好成果，受到農戶的歡迎[7]。

4.2 土地生態經濟功能區建設

上黃村距固原區僅25 km，為固原市的近郊區，根據寧夏“六盤山生態經濟圈規劃”，本區生態經濟功能定位為“城郊型生態農業”，共劃分三個功能區，即東山生態環境保護功能區、西山旱作農業功能區和平川高效生態農業功能區（圖 2、表 3、表 4）。

（1）東山生態保護區。面積418.05 hm2，占總面積51.84%；坡面為3條支溝切割，地形破碎，大于150 t/km2·a的陡坡占60%以上，面蝕和溝蝕都很強烈，治理前年均土壤侵蝕模數5000 t/km2，是水土流失重點防治區；主體功能為恢復植被，保持水土。現已全面退耕造林種草，植被覆蓋率89.75%，年均土壤侵蝕模數小于1000 t/km2。

表3 上黃村不同土地生態景觀類型區坡度分級Tab.3 The different slope classification of different land use types in Shanghuang

表4 上黃村生態經濟功能區經濟技術指標Tab.4 Characteristics of eco-economic function zoning in Shanghuang

（2）西山旱作農業區。面積266.07 hm2，占總面積的33%；坡面較為平緩，70%土地小于150 t/km2·a，為中度土壤侵蝕，處于302國道和鄉級公路一側，交通比較方便；主體功能為建設旱作基本農田，保障糧食生產。現已興修水平梯田166.6 hm2，多年來已示范推廣了一套行之有效的旱作農業技術體系，為旱作農業的發展提供了理論依據和實踐經驗。

（3）平川高效生態農業區。面積122.26 hm2，占總面積的15.16%，這是研究區的白菜心。土地平整，土層深厚，土壤肥力較高，是鄉村聚落區。主體模式為城郊型高效生態農業。依據“多用光、巧用水、重有機、防污染、保生態、求發展”的指導原則，發展“農、畜、果、沼”聯戶生態家園模式，建成生態環境良好的新農村。

4.3 固原河川上黃生態農業示范區20多年來的成效與評價

固原河川上黃生態農業示范區工作，通過長期定位試驗，堅持以農戶為單元，以調整優化土地利用結構為基礎，治山養水，防治水土流失，科學修復退化的生態系統，以庭園經濟和平川高效集約經營為突破口，以脫貧致富、農民增收為目標，強化提高農民素質，建設適宜當地氣候條件的特色產業，積極推進生態建設和農業可持續發展，國家投入和地方農民自籌結合，政府各部門共同參與，協調分工，科技支撐。該項目的實施，把一個小尺度的農業綜合科研基地成果放大到中尺度范圍示范推廣獲得成功，為寧夏半干旱貧困山區生態建設和農業可持續發展提供了理論依據和學習樣板。

固原河川上黃生態農業示范區在面臨寧夏南部山區生態環境惡化和低產貧困的挑戰下，建立新的理念與發展模式，實現治山養水，保土蓄水，高效節水，精細利用水土資源，不斷提高土地生產力與勞動生產率，生產無污染的綠色農畜產品，因地制宜推廣各種保護自然資源與生態環境的技術，實現資源合理永續利用，保障農業的可持續發展。在生態農業試驗中，依據生態經濟學和景觀生態學原理，上黃村規劃為東山生態保護區、西山旱作農業區和平川高效農業區三大功能區，按照功能區的不同特征，設計其主體功能和發展模式，提出主要指標，進行規劃和建設，逐步建設成為土地利用結構合理、保山養水功能增強、土地生產力提高、人居環境優美的社會主義新農村。根據固原地區氣候干旱和光照充足的實際，以“多用光、巧用水、重有機、防污染、保生態、求發展”的指導思想，對農戶進行了“農—牧—果—沼聯戶生態家園”的試驗，取得了良好成果，受到農戶的歡迎。同時使農村擁有干凈的空氣、潔凈的水和風景如畫的家園，保持農村的多重整體功能。并逐步實現新型農業現代化，即以提高農民科學文化素質為本，以水土資源精細利用為基礎，以發展特色農業、設施農業、觀光農業等現代生態農業為主體，以水利化、機械化和社會化服務體系等物化勞動，替代大部分人力勞動，促進城鄉一體化發展，保持農村活力和農業可持續發展。

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）：

［1］ 李銳，楊文治，李壁成，等.中國黃土高原研究與展望［M］.北京：科學出版社，2008：612-632.

［2］ 李壁成，焦鋒，馬小云.固原上黃試區土地利用動態監測與分析評價［J］.水土保持研究，1996，3（1）：14-21.

［3］ 李壁成，李生寶.半干旱退化山區生態農業建設與示范研究［J］.水土保持研究，2005，12（3）：1-4.

［4］ 郝仕龍，李志萍.半干旱黃土丘陵區生態建設與經濟發展模式探討：以固原上黃試區為例［J］.中國水土保持科學，2007，5（5）：11-15.

［5］ 李生寶，蔣齊，李壁成，等.寧夏南部山區生態農業建設技術研究［M］.銀川：寧夏人民出版社，2006.

［6］ 李壁成，安韶山，黃占斌，等.寧夏南部山區生態環境建設與科技扶貧戰略研究［J］.干旱地區農業研究，2002，（1）：107-110.

［7］ 謝應忠.寧夏南部黃土丘陵區生態農業建設實踐與研究［J］.生態學雜志，2000，19（1）：12-18.