東明縣澇洼地整治項(xiàng)目資源環(huán)境效應(yīng)預(yù)警

張正峰，劉 靜，周小平

（1.中國人民大學(xué)公共管理學(xué)院，北京 100872；2.上海市建設(shè)用地和土地整理事務(wù)中心，上海 200003；3.北京師范大學(xué)管理學(xué)院，北京 100875）

東明縣澇洼地整治項(xiàng)目資源環(huán)境效應(yīng)預(yù)警

張正峰1，劉 靜2，周小平3

（1.中國人民大學(xué)公共管理學(xué)院，北京 100872；2.上海市建設(shè)用地和土地整理事務(wù)中心，上海 200003；3.北京師范大學(xué)管理學(xué)院，北京 100875）

研究目的：以山東省東明縣澇洼地整治項(xiàng)目作為研究區(qū)，嘗試構(gòu)建土地整治資源環(huán)境效應(yīng)的預(yù)警指標(biāo)與模型，評估土地整治對資源環(huán)境所產(chǎn)生的風(fēng)險。研究方法：專家咨詢法，極限條件法，層次分析法，綜合指數(shù)法。研究結(jié)果：（1）土地整治資源環(huán)境效應(yīng)預(yù)警需將整治后的狀態(tài)預(yù)警與整治的演化方向預(yù)警進(jìn)行綜合，按照極限條件法，兩警相權(quán)其重；（2）研究區(qū)土地整治資源環(huán)境總效應(yīng)在整治后的狀態(tài)和整治的演化方向兩方面均屬于無警狀態(tài)，單項(xiàng)效應(yīng)中資源效應(yīng)和環(huán)境效應(yīng)的綜合警情為無警，景觀效應(yīng)由于整治后的狀態(tài)屬于輕警，演化方向?qū)儆谥芯瑒t綜合警情為中警。研究區(qū)在表征環(huán)境效應(yīng)和景觀效應(yīng)的單項(xiàng)因子中出現(xiàn)了不同程度的警情。研究結(jié)論：研究區(qū)實(shí)證表明，資源環(huán)境效應(yīng)預(yù)警方法可行；研究區(qū)針對出現(xiàn)的警情，需要從農(nóng)田景觀塑造和生態(tài)化溝渠道路設(shè)計等方面對規(guī)劃設(shè)計方案進(jìn)行優(yōu)化。

土地整治；資源效應(yīng)；環(huán)境效應(yīng)；景觀效應(yīng)；預(yù)警

1 引言

土地整治在合理配置資源、增加土地效益、實(shí)現(xiàn)耕地總量動態(tài)平衡等方面發(fā)揮著重要作用，已成為中國土地管理工作的一項(xiàng)重要內(nèi)容[1]。由于土地整治在中國最初的目標(biāo)是增加耕地面積，所以在土地整治實(shí)踐中，出現(xiàn)了重數(shù)量、輕生態(tài)環(huán)境建設(shè)的問題[2]。許多地方在選擇土地整治項(xiàng)目時，事先沒有考慮項(xiàng)目實(shí)施給區(qū)域資源環(huán)境帶來的影響，對負(fù)向效應(yīng)可能引發(fā)的生態(tài)風(fēng)險也缺乏預(yù)警機(jī)制。在土地整治的資源環(huán)境效應(yīng)理論方法研究方面，目前國內(nèi)外的研究主要集中在定性分析土地整治引發(fā)的環(huán)境效應(yīng)[3-4]，或采用生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值估算法、綜合指數(shù)法、能值分析法等定量地估算土地整治所引發(fā)的生態(tài)環(huán)境效應(yīng)或者景觀效應(yīng)[5-10]。在資源環(huán)境效應(yīng)預(yù)警方面，目前的研究主要集中在區(qū)域生態(tài)環(huán)境質(zhì)量預(yù)警[11-12]、可持續(xù)發(fā)展預(yù)警[13]、資源開發(fā)利用預(yù)警[14-15等方面，專門針對土地整治資源環(huán)境效應(yīng)開展預(yù)警研究的很少。本文以山東省東明縣澇洼地土地整治項(xiàng)目區(qū)為研究區(qū)，構(gòu)建了土地整治資源環(huán)境效應(yīng)的預(yù)警指標(biāo)與模型，并進(jìn)行警情劃分。該研究對土地整治區(qū)域的選擇以及土地整治項(xiàng)目規(guī)劃設(shè)計方案的優(yōu)化具有參考作用。

2 研究區(qū)域與方法

2.1 研究區(qū)域概況

選擇東明縣澇洼地整治項(xiàng)目作為研究區(qū)域。該項(xiàng)目跨越小井鄉(xiāng)和東明集鎮(zhèn)兩個行政區(qū)域，小井片區(qū)轄中喬莊、袁長營、大喬莊、西郝莊、李崗5個行政村；東明集片區(qū)轄后陳寨、張安寨、于興屯、大井、大辛莊、李臺寨、申莊、梁莊8個行政村。項(xiàng)目區(qū)地處黃河沖積平原，總體地勢平坦，但局部地區(qū)有較大起伏，土地總面積1782.86 hm2。項(xiàng)目區(qū)因背臨引黃干渠，受河水側(cè)滲的緣故，形成部分地勢高低不平的土地，加之農(nóng)田水利配套設(shè)施不足，每逢雨季容易引起大面積積水，研究區(qū)土地利用類型見表1。

表1 研究區(qū)域土地利用類型Tab.1 Land use types in the case study area

2.2 資源環(huán)境效應(yīng)預(yù)警指標(biāo)體系

將土地整治的資源環(huán)境效應(yīng)分成資源效應(yīng)、環(huán)境效應(yīng)與景觀效應(yīng)三類單項(xiàng)效應(yīng)，依據(jù)研究區(qū)實(shí)際狀況，構(gòu)建其預(yù)警指標(biāo)（表2）。

表2 研究區(qū)域土地整治資源環(huán)境效應(yīng)預(yù)警指標(biāo)體系Tab.2 Pre-warning indicator system for the resource-environment effects of land consolidation

2.3 資源環(huán)境效應(yīng)預(yù)警模型

土地整治資源環(huán)境效應(yīng)采用土地整治后狀態(tài)和土地整治的演化方向來表示，其中土地整治后的狀態(tài)采用整治后的指標(biāo)分值代表，土地整治的演化方向采用整治前后指標(biāo)分值的差值代表[16]。

式1、2中，I為效應(yīng)的分值；If、Ib為效應(yīng)整治后、前的得分值；n為指標(biāo)的個數(shù)；Wi為第i個指標(biāo)的權(quán)重值；Fif、Fib為第i個指標(biāo)整治后、前的分值。

對于土地整治狀態(tài)預(yù)警，通過理論分析與專家咨詢，確定以整治后指標(biāo)得分值60分作為警線。若If≤60即進(jìn)入警戒狀態(tài)，其中45＜If≤60為巨警，30＜If≤45為中警，15＜If≤30為重警，0≤If≤15為輕警。對于土地整治演化方向預(yù)警，確定以土地整治前后指標(biāo)分值的差異值0作為警線，若△I＞0，則表明土地整治的資源環(huán)境效應(yīng)是正向的，定義為無警；若△I≤0，則進(jìn)入警戒狀態(tài)，其中△I≤-30為巨警，-30＜△I≤-20為重警，-20＜△I≤-10為中警，-10＜△I≤0為輕警。土地整治資源環(huán)境效應(yīng)的預(yù)警需要綜合考慮兩種效應(yīng)的預(yù)警，并按照極限條件法，兩警相權(quán)取其重。

3 結(jié)果與討論

3.1 效應(yīng)指標(biāo)權(quán)重及警限

效應(yīng)指標(biāo)權(quán)重的確定采用了層次分析法，各指標(biāo)警限是確定警情嚴(yán)重程度的等級分界值，研究中警限的確定主要依據(jù)了國家頒布的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)或者土地行業(yè)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、地方總體區(qū)域水平、專家意見和地方規(guī)劃值。各指標(biāo)的警限具體見表3。

表3 各指標(biāo)權(quán)重及警限確定結(jié)果Tab.3 Weight and alert limit of indicators for the resource-environment effects of land consolidation

3.2 單項(xiàng)指標(biāo)預(yù)警

本研究中所涉及的指標(biāo)數(shù)據(jù)主要來源于：（1）各地類的面積、道路和溝渠等農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)等數(shù)據(jù)來源于《山東省東明縣澇洼地整理項(xiàng)目規(guī)劃設(shè)計方案》以及《山東省東明縣澇洼地整理項(xiàng)目可行性研究報告》；（2）生態(tài)價值系數(shù)、不同土地利用類型的人為干擾指數(shù)來源于現(xiàn)有文獻(xiàn)資料；（3）景觀多樣性指數(shù)、景觀優(yōu)勢度指數(shù)等是根據(jù)土地整治項(xiàng)目區(qū)的現(xiàn)狀圖和規(guī)劃圖，利用ArcGIS將其轉(zhuǎn)為柵格格式，再利用fragstats 3.3計算得出；（4）對于生物多樣性狀況等難以獲得定量數(shù)據(jù)的指標(biāo)，根據(jù)當(dāng)?shù)匾呀?jīng)開展的土地整治項(xiàng)目區(qū)域的農(nóng)戶調(diào)研情況確定。各單項(xiàng)指標(biāo)實(shí)際值、得分值及警度區(qū)間見表4。

由表4可以看出，土地整治對資源環(huán)境效應(yīng)單項(xiàng)指標(biāo)的影響大多是正向的，其中代表資源效應(yīng)的指標(biāo)在土地整治后得分值均超過60分，且演替方向均為正向，所有指標(biāo)整治后狀態(tài)及演化方向均為無警。有效灌溉面積比率、土地鹽堿化率、農(nóng)田林網(wǎng)面積比率、排澇排漬率、可機(jī)械化耕作面積比率整治后的得分均為100分，說明土地整治對這些要素的影響非常顯著，使其狀況達(dá)到了一個理想的標(biāo)準(zhǔn)，這也和目前土地整治過程中重視新增耕地量以及農(nóng)業(yè)設(shè)施配套的事實(shí)是相符合的。土地整治之前，項(xiàng)目區(qū)域的有效耕地面積為1156.86 hm2，整治之后為1387.70 hm2，有效耕地面積比率由整治前的64.89%變?yōu)檎沃蟮?7.84%。耕地面積的增加主要來自項(xiàng)目區(qū)中的鹽堿地、荒草地、其他未利用地以及部分的田坎和打谷場。土地整治前，整個項(xiàng)目區(qū)基礎(chǔ)設(shè)施不配套，土地整治中設(shè)計進(jìn)水閘41個，布置斗渠42.62 km，農(nóng)渠31.47 km，營造林帶6.3 km，設(shè)計排水溝82.89 km，排水閘38座，新修田間路和生產(chǎn)道66.27 km，因此土地整治后項(xiàng)目區(qū)的有效灌溉面積比例提高了38.72%，發(fā)生鹽堿化的土地全部得到改良，農(nóng)田林網(wǎng)面積比率增加了26.36%，排澇排漬率由原來的15.25%提高到100%，灌排溝渠密度由整治前的4.64 km/km2提高到9.45 km/km2，田間道路密度由整治前的1.71 km/km2提高到6.53 km/km2。 另外，土地整治中由于進(jìn)行了土地平整，擴(kuò)大了田塊規(guī)模，規(guī)整了田塊的外形，對土地權(quán)屬進(jìn)行了重新調(diào)整，土地整治后，耕地集中連片程度提高，田塊集中度由2.57塊/戶集中到1.51塊/戶，可機(jī)械化耕作面積比率由整治前的58.18%提高到了100%。

表征環(huán)境效應(yīng)的指標(biāo)共有6個，其中綠色植被覆蓋率、自然災(zāi)害抵御度、土地污染率、單位面積生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值整治后的分值均大于60分，且表現(xiàn)為正向演替，屬于無警；生物多樣性狀況由于整治后分值小于60分，且出現(xiàn)負(fù)向演替的趨勢，其警度屬于中警；水域面積覆蓋比率雖然在土地整治前后沒有發(fā)生變化，但由于其實(shí)際值小于了下限值，得分為0，屬于巨警。綠色植被包括耕地、園地、林地、草地等，項(xiàng)目區(qū)整治的過程伴隨著耕地的增加，鹽堿地和其他未利用地的減少，綠色植被覆蓋率由整治前的75.70%增加到了整治后的83.97%。而由于耕地面積增加所帶來的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值的增加抵消了由于荒草地和未利用地面積減少所帶來的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值的減少，土地整治后，單位面積的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值提高了3500元/hm2·a。同時，基礎(chǔ)設(shè)施的完善有效增強(qiáng)了農(nóng)田自然災(zāi)害抵御能力，其抵御度由極弱提高到強(qiáng)。土地污染情況經(jīng)過土地整治也稍有好轉(zhuǎn)，耕地的平整以及灌排設(shè)施的完善能夠有效阻止農(nóng)業(yè)面源污染源的擴(kuò)散，降低污染程度。另外，經(jīng)過實(shí)地調(diào)查，土地整治后生物多樣性略有減少，一方面是因?yàn)槲蠢玫氐拈_發(fā)、零星地類的歸并使得生物生境變化甚至消失所造成的，另一方面是因?yàn)檗r(nóng)田水利工程以及田間道路工程的建設(shè)分割了生物生境引起的。

表4 研究區(qū)域資源環(huán)境效應(yīng)單項(xiàng)指標(biāo)預(yù)警結(jié)果Tab.4 Pre-warning results of the indictors for the resource-environment effects of land consolidation

表征景觀效應(yīng)的指標(biāo)共有9個，除景觀優(yōu)勢度指數(shù)、景觀類型破碎度、田塊形狀指數(shù)三項(xiàng)指標(biāo)沒有出現(xiàn)警情外，其他指標(biāo)均出現(xiàn)了不同程度的警情。土地整治中由于原本面積稍大的田坎面積在減少，原本面積較小的交通運(yùn)輸用地和水利設(shè)施用地面積在增加，景觀優(yōu)勢度指數(shù)由3.54減少為2.15，表明景觀對其最大多樣性的偏離程度在減弱。同時，土地整治中由于田塊規(guī)模的擴(kuò)大，田塊外形的規(guī)整，也使景觀類型破碎度降低，田塊形狀指數(shù)減小。而在整治過程中，為多增加耕地面積，許多其他地類被整治為耕地，Shannon-weaver多樣性指數(shù)在減少，數(shù)值由1.24減少到0.54。同時整治前的主要景觀類型為耕地，各個斑塊面積較小，景觀均勻程度較高，隨著整治過程中零碎田塊的歸并，耕地斑塊的面積在增大，個別斑塊類型消失，景觀均勻程度降低，景觀均勻度指數(shù)由0.25減小為0.14。而土地整治中未利用地的開發(fā)，道路溝渠的修建也使人為干擾指數(shù)由整治前的280.92增加為296.27，景觀類型相對豐富度指數(shù)由0.90減少為0.50，說明土地整治之后人為干擾程度在增強(qiáng)，景觀的自然性狀況變?nèi)酢Ｍ瑫r人工廊道（道路、溝渠）的修建，一方面使其密度由整治前的4.12 km/km2增加到整治后的12.18 km/km2代表對景觀自然性的擾動在增加；但另一方面，也使景觀通達(dá)度由整治前的2.98%增加到整治后的4.27%，代表整治區(qū)域中物質(zhì)和能量的流動變得更加順暢。

3.3 單項(xiàng)效應(yīng)與總效應(yīng)預(yù)警

研究區(qū)域中單項(xiàng)效應(yīng)和資源環(huán)境總效應(yīng)的預(yù)警結(jié)果見表5。

表5 研究區(qū)資源環(huán)境效應(yīng)預(yù)警結(jié)果Tab.5 Pre-warning results of the integrated resource-environment effects of land consolidation

從土地整治資源環(huán)境總效應(yīng)來看，資源環(huán)境效應(yīng)得分由整治前的50.40增加為整治后的71.13，從整治的狀態(tài)和整治的演化方向來說，均屬于無警狀況，說明該項(xiàng)目對資源環(huán)境總的影響是良性的，且有開展的必要。

從單項(xiàng)效應(yīng)來看，資源效應(yīng)對土地整治資源環(huán)境總效應(yīng)的貢獻(xiàn)率最大，土地整治前后，其得分差值為15.62；環(huán)境效應(yīng)次之，其得分差值為7.87；而景觀效應(yīng)分值由整治前的15.68降到了整治后的12.92，其整治后的狀態(tài)屬于輕警，演化方向?qū)儆谥芯C合警情為中警。

衡量資源效應(yīng)的三個方面均屬無警狀況。其中，耕地自然生產(chǎn)潛力改善程度最為可觀，其得分從6.72提高到了15.08，增加了8.36；其次是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件，其得分從5.09增加到了10.23，增加了5.14；最后是有效耕地面積比率，其得分由10.41提高到12.52，增加了2.11。在衡量環(huán)境效應(yīng)的三個方面中，生態(tài)結(jié)構(gòu)綜合預(yù)警結(jié)果為輕警，這主要是因?yàn)槟壳暗耐恋卣喂こ檀胧ι锒鄻有誀顩r產(chǎn)生了負(fù)向影響，且為了多增加耕地面積，將其他的一些閑散地類都整治為耕地，眾多生物生境消失。而在生態(tài)穩(wěn)定性和生態(tài)功能方面，均屬于無警狀態(tài)。在衡量景觀效應(yīng)的4個方面，景觀的異質(zhì)性和自然性預(yù)警結(jié)果為中警，運(yùn)動性預(yù)警結(jié)果為重警，有序性的預(yù)警結(jié)果為無警，說明土地整治的規(guī)劃設(shè)計中對景觀生態(tài)的設(shè)計重視不夠，需在農(nóng)田景觀的塑造、生態(tài)化道路和溝渠的建設(shè)等方面進(jìn)行改進(jìn)。

4 結(jié)論

土地整治的資源環(huán)境效應(yīng)可分為資源效應(yīng)、環(huán)境效應(yīng)和景觀效應(yīng)三個方面，其效應(yīng)預(yù)警的指標(biāo)體系可分別從這三個方面構(gòu)建。而土地整治資源環(huán)境效應(yīng)預(yù)警需綜合考慮土地整治后的狀態(tài)和土地整治的演替方向。

研究區(qū)中土地整治對資源環(huán)境效應(yīng)單項(xiàng)指標(biāo)的影響大多是正向的，其中代表資源效應(yīng)的指標(biāo)均為無警狀態(tài)；代表環(huán)境效應(yīng)的指標(biāo)中有4項(xiàng)指標(biāo)為無警狀態(tài)，1項(xiàng)指標(biāo)為中警狀態(tài)，1項(xiàng)指標(biāo)為巨警狀態(tài)；代表景觀效應(yīng)的指標(biāo)中除景觀優(yōu)勢度指數(shù)、景觀類型破碎度、田塊形狀指數(shù)沒有出現(xiàn)警情外，其他指標(biāo)均出現(xiàn)了不同程度的警情。

從研究區(qū)域土地整治資源環(huán)境總效應(yīng)來看，土地整治后的狀態(tài)和土地整治資源環(huán)境演化方向均屬于無警狀態(tài)，說明土地整治的實(shí)施對資源環(huán)境總的影響是良性的。從單項(xiàng)效應(yīng)來看，資源效應(yīng)對土地整治資源環(huán)境總效應(yīng)的貢獻(xiàn)率最大，環(huán)境效應(yīng)次之，而景觀效應(yīng)整治后的狀態(tài)屬于輕警，演化方向?qū)儆谥芯C合警情為中警。這也說明東明縣澇洼地整治項(xiàng)目的規(guī)劃設(shè)計對景觀生態(tài)的設(shè)計重視不夠，需在農(nóng)田景觀的塑造、生態(tài)化道路和溝渠的建設(shè)等方面進(jìn)行調(diào)整改進(jìn)。

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（本文責(zé)編：陳美景）

Pre-warning System for the Resource-Environment Effects of the Lowlying Land Consolidation Project in Dongming County

ZHANG Zheng-feng1, LIU Jing2, ZHOU Xiao-ping3

（1. School of Public Administration, Renmin University of China, Beijing 100872, China; 2. Centre for Shanghai Municipal Construction Land and Land Consolidation, Shanghai 200003, China; 3. School of Management, Beijing Normal University, Beijing 100875, China）

The purpose of this study is to develop a pre-warning system for the resource-environment effects of land consolidation aiming to evaluate the risks of land consolidation, using a low-lying land consolidation project in Dongming County of Shandong Province as a study case. Methods employed include Delphi method, AHP method, limit condition method and comprehensive index method. The paper found that the pre-warning of post-consolidation status and evolution direction were integrated, and the result of the pre-warning was obtained according to the limit condition of the resource-environment effects of land consolidation. Meanwhile, the integrated resource-environment effects of land consolidation were at the none level after the consolidation. The integrated warning of resource-environment effects was also at the none level in terms of both single indexes. However, the integrated warning of landscape effect was at middlelevel because the evolution direction was approaching the mid-level risk. Moreover, warnings exist at different degrees in terms of different single factors regarding the general environmental effect and landscape effect in the case study area. It is concluded that the pre-warning method of resource-environment effects is useful. The planning scheme should be optimized in the respects of farmland landscape construction and ecological ditch road design according to the predicted risks in the case study area.

land consolidation; resource effects; environment effects; landscape effects; early warning

F301.2

A

1001-8158（2013）04-0072-07

2011-07-06

2011-07-21

國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目（No.51209119）；國家“985工程優(yōu)勢學(xué)科創(chuàng)新平臺項(xiàng)目”專項(xiàng)經(jīng)費(fèi)資助。

張正峰（1975-），男，山東泰安人，博士，副教授。主要研究方向?yàn)橥恋乩谩-mail: zhengfengzh@sina.com