土地整治對生態環境影響及生態重建設計

張海歐

摘要 土地整治活動是一個打破原有生態環境系統，然后重建新系統的過程。在此過程中將不可避免地會對土地整治區域及其背景區域的水資源、水環境、土壤、植被、大氣、生物等環境要素及其生態過程產生諸多直接或間接、有利或有害的影響。該研究分析了土地整治對生態環境的影響，并預測各生態環境影響因子對區域生態環境影響的性質和程度，最后提出土地工程生態重建設計，重建新的生態環境系統。對實現土地可持續利用具有重要意義，同時也可以為土地整治決策提供技術支持。

關鍵詞 土地整治；環境要素；影響分析；生態重建；決策支持

中圖分類號 F301.2 文獻標識碼 A 文章編號 0517-6611（2017）28-0188-03

Abstract Land consolidation activities are a process that breaks the original ecological environment system and then reconstructs the new system. This process will inevitably be on land consolidation area and background area of water resources and water environment， soil， vegetation， atmospheric biological and other environmental elements and ecological process， directly or indirectly， have many beneficial or harmful effects. Therefore， this paper analyzed the impact of land consolidation on ecological environment， and predicted the nature and extent of the impact of the ecological and environmental impact factors on the regional ecological environment. Finally， put forward the land ecological reconstruction， reconstruction of ecological environment in the new system. The study was of great significance for the sustainable land use， and can also provide technical support for land consolidation decision-making.

Key words Land consolidation；Environmental elements；Impact analysis；Ecological reconstruction；Decision support

人類的生存既需要農產品、工業品等物質文化產品，也需要清新的空氣、潔凈的水源、舒適的環境、宜人的氣候等生態產品。而土地整治是人類對這2類必需品的科學兼顧，因為土地整治的根本目的就是通過提高土地承載能力，為生態建設提供更多空間，實現資源與人類的永續發展，所以無論是生態環境的保育或重建，還是生態文明建設，土地綜合整治都是重要抓手[1]。

從生態學的角度來看，土地整治是通過打破原有的生態環境系統，然后進行重建一個新的生態環境系統的活動。由于土地整治是通過借助一系列的工程及生物措施對田、水、村、路、林等進行綜合整治的活動，在整治過程中必然會對土地整治區域及其背景區域的土壤、植被、生物、水資源等環境要素及其生態過程產生諸多積極或消極、直接或間接的影響[2]。因此，分析土地整治活動對生態環境產生的影響，并對各生態環境影響因子對區域生態環境影響的性質和程度進行預測，最后提出土地工程生態重建設計，重建新的生態環境系統。這樣土地整治活動才能真正成為實現土地資源可持續利用的手段，同時也可以為土地整治決策提供技術支持，為完善國家的土地整治技術規程和制定相關政策奠定科學基礎。

1 土地整治對生態環境的影響

1.1 土地整治對土壤的影響

土地整治對土壤環境的影響，主要集中在土體結構改變和土壤養分遷移2個方面。土地整治通過結構及覆被的變化、土地利用方式的轉變等過程，使土壤的有機碳儲量、理化性質、養分循環及生態過程等因素受到影響，進而促進了土壤質量的演化（圖1）。

土地整治通過一系列的工程及生物措施的實施，使土壤理化性狀發生變化，從而對耕地綜合生產力和土壤綜合質量產生影響[3]。土壤是糧食安全和生產的保障，同時也是農業生產的基礎，土地整治過程對土壤的影響必須受到重視。土地整治工程中通過深耕深松，加深土壤有效耕層；通過一些土壤改良措施增加土壤肥力，最大限度地改良土壤結構，例如秸稈還田、增施農家肥和綠肥等措施；通過一些措施使耕地面積增加，例如建設水平梯田，降低田坎系數，平整順坡地、荒坡等；形成田間交通網絡，通過新修及整修生產路、田間路等；通過建設水利水保工程，改善灌排條件，使水土流失減少。

土地整治過程中不合理的措施會對生態環境產生一系列的不利影響。土地整治中最重要的工程包括平整土地、小田塊并大田塊、不規整田塊整理為規整田塊等，這些措施使得地塊的物理形態發生改變，這必將會影響土壤的理化性狀及構成。實踐表明，土地整治中不適當的技術措施、方式和方法，可降低農田生態系統的穩定性，對農地土壤性狀和生產力構成潛在的不利影響，以致土地發生退化。然而不適當的整治技術和工藝增加了新整治的農田漏水漏肥等問題[4]。農地整治工程中的重要內容之一是農地平整工程。常規平整土地的措施是采用鏟運機、推土機和刮平機等設備挖填、平整。若采用機械化的挖填容易造成土壤板結，破壞表土熟化層，從而使土壤理化性狀和養分循環效益等受到影響。而且機械化平整和農地整治后農作物的單一化連片種植會逐漸減少雜草，使雨水對土壤的直接淋洗增強，也會使土壤養分失衡，導致土壤產生連作障礙，對于土壤結構的保持產生不利影響。由于土地整治擾動了土壤表層，使得土壤流失的速率短期內增加[5]。

1.2 土地整治對水文的影響

生態環境最為重要的因子之一——水文因子，其中土地與水文、植被3個因素決定了生態環境的整體質量，他們之間構成了一個穩定的三角框架 [6]。同時，土地整治活動對水文條件有著強烈的干擾，它又是一個隨氣候變化而產生變動的動態資源。土地整治對水文的影響包括對水文特征與水分循環的改變和水資源（地表水和地下水）的影響。其中水資源（地表水和地下水）受土地整治活動的影響主要包括空間分布、水質和水量的變化[7]。土地整治土地覆被變化改變了地表植被的截流量、土壤水分入滲能力和地表蒸發因素，進而對流域徑流產生影響，溝渠的完善與配套增加了該區域水源涵養能力和農田自身的蓄水能力。對原有河流進行拓寬、清淤作業，能夠極大地使當地的水環境和地表徑流得到改善，不僅在客觀上使當地灌溉地表水的儲量增加，而且起到了保護地下水和涵養水源的作用，從而對改善當地的生產生活環境具有積極的作用；系統配套水利設施的建設使得項目區的地表徑流量減少，從而增強其抗旱、防洪、排澇的能力，直接增加了區域內水資源的總量[8]。而土地整治中區域耕地面積增加，為提高整理區的灌溉保證率，部分整理區取水量增加，在水資源一定的情況下，區域水資源的分配會受到影響，因此在土地整治實施中水資源的合理分配起到關鍵作用，可以采用節水灌溉措施，使灌溉水利用系數提高，這樣不僅可以滿足整理區域內的用水量，而且不會對其周圍或下游區域的用水需求產生影響[9]。

土地整治通過建設道路兩旁的防護林體系，不僅能夠使當地植被覆蓋率提高，而且對于涵養水源、抵御水土流失起到重要的作用，還可以抵御當地惡劣天氣（大風雷暴雨等）對農作物的侵害，使農作物生長得到保障。土地整治活動往往會改變地表水系的網絡結構，例如農田灌溉工程、水利水電工程以及坡地墾殖與梯田工程等建設，不僅直接影響自然生境類型的改變，而且還可能對伴隨著原有水系網絡而形成的各種相關生態過程產生影響。例如在河流的上游修建蓄水堤壩，會使下游河道出現干涸，中斷某些游憩水生生物的生態過程；混凝土灌溉水渠的大面積建設，雖然減少田園除草和維護渠道等勞動投入，但造成渠道無法貯存水分、涵養水源以寄養水中生物或為地下水提供補給；建設坡地墾殖與梯田會使流域水源補給過程受阻，還使土壤侵蝕的危險增加。除此之外，土地整治可能會通過非點源污染引起的土地生態變化，進而影響水質[10]。在土地整治實施過程中應注意防范。

1.3 土地整治對氣候環境的影響

土地整治對氣候因子的影響，從影響機理方面來看主要有2條途徑（圖2）：一是土地利用方式的變化導致植被覆蓋比例、地表粗糙度、反射率等因素的變化，即土地下墊面性質發生改變，進而改變了區域降水、濕度、溫度以及風速等因素，最終促進了區域氣候的改變。其中，城市化帶來的土地利用方式變化對局地氣候產生影響的明顯例證就是城市熱島效應；二是土地利用方式的轉變使得森林等生態用地減少、工業用地及交通用地等增多，其時空積累使得區域土地利用結構發生了變化，而這種變化改變了大氣成分，直接或間接地增加了CO2，CH4等溫室氣體的排放，最終導致全球氣候發生變化，進而又影響區域氣候[11]。

土地整治中生態用地的增加以及農田防護林帶的建設能夠涵養水分、降低風速、凈化空氣、改善農田小氣候；反之生態用地的減少，可能會導致地表裸露，大氣中顆粒物的濃度上升，大氣環境質量下降[12]。Hironen等[13]提出基于地塊聚集的土地整治能夠減少溫室氣體的排放量，在更大及更規整的單元中，地塊的聚集也能夠減少耕作的時間和燃料，從而影響溫室氣體的排放。

1.4 土地整治對生物的影響

土地整治中農用土地資源開發的對象主要是宜農荒山、荒地、灘涂、零碎地塊等后備土地資源開發和低產田的挖潛改造開發。后備土地資源在開發前其生態系統一般存在成分單一、結構簡單、生物量少、生產力低、自我調節能力低等特點，系統處于一種低功能的原始平衡狀態。開發成林地、園地、耕地、牧草地等農用地后，生態系統發生了質的變異。通過土地整治的實施，系統的生產力大大提高，生物量亦相應增多。在中低產田的改造開發中，人們通過改造土地中的障礙因子，提高農田的生物量和生產力來達到開發目標[14]。因此，在土地整治中開發利用土地時，認識自然規律，采取合理的利用方式，注重生態環境保護，土地整治不僅沒有使區域內生物物種數量減少，反而由于部分景觀帶和防護林的建設使得區域內生物物種的數量得到豐富，對當地生產生活環境整體的改善起到了極大地促進作用。

1.5 土地整治對人類生活的影響

土地既是環境的組分，又是其他自然環境資源和社會經濟資源的載體，其與社會、經濟活動緊密相連，是社會經濟發展的重要基礎。土地整治與開發活動對社會、經濟結構的組合方式起著決定作用。土地整治不僅擴大了耕地面積，還改變了當地原來生產、生活落后的面貌，又帶來了資金的流轉，變資源優勢為資產優勢，實現資產從工業向農業、從城鎮向農村的流轉，壯大和發展了農村集體經濟，而缺乏土地資源的地方，土地往往又是經濟發展的抑制因素，通過土地整治活動置換指標的流轉，擴大了生產、生活規模，從而促進了經濟的發展。農業用地的深度開發，往往帶來的是生產力的提升，從而影響到人們的消費層次和消費結構。建設用地的開發，導致占用大量耕地，對農業用地的數量和結構會產生一定影響。城市舊城再開發，有可能影響該地區人口結構、文化結構、社會結構。無論采用哪種形式的土地開發，區域社會經濟結構的變化都會受到影響[14]。

土地整治的實施客觀上增加了人均耕地面積，提高了耕地質量，緩解了人地矛盾，對于保證耕地總量動態平衡目標的實現具有積極的作用；土地整治工程的實施，對零碎地塊進行整理加以利用，使其變成質量很好的耕地，實現了小田變大田，通過整治后改變了中低產田的面貌，形成了“田成方、路成框、林成網、旱能澆、澇能排”的高標準農田格局，對實現農業現代化具有重要作用。通過修建田間路、生產路等田間交通道路，改善了田間交通條件，促進了農業的現代化發展。土地整治對村莊的整理，使得村莊向中心村集中，可以節約土地、調整出耕地，改善居住環境和條件，有利于農村精神文明建設和農民物質文化生活的提高，有利于小城鎮建設，有利于農村社會的長期穩定和全面發展。土地整治活動通過植樹造林工程、興建農田林網工程以及加強農業基礎設施建設等措施的實施，改善了農田生態環境系統和農業生產條件，提高了生態效益和農業綜合生產能力，同時緩解了陜西省土地的供需矛盾，促進全面小康建設。

2 土地工程生態重建設計

土地工程生態重建是指根據土地利用計劃和生態學原理，通過采取一定的工程、生物以及生態的技術與方法，人為地改變和切斷生態系統退化的主導因子或過程，將受到干擾和破壞的土地恢復到具有生產力的狀態，并且使生態系統的結構、功能生態學潛力盡快成功地恢復到一定的或原有乃至更高的水平，確保該土地保持穩定的生產狀態和良好的生態環境[14]。土地工程生態重建主要包括土體重構和地貌重塑、植被重建和景觀再造、生物多樣性重現和生態功能持續等方面。

2.1 土體重構和地貌重塑

土地工程生態重建，首先要創造適宜植被生長的土壤環境和地形地貌，因為被破壞的土地資源、水資源、生物資源是密切聯系的。利用當前條件進行地貌重塑、構造穩定的地形地貌以及如何正確進行破壞土地的調查預測并科學進行新造土地的適宜性評價，是土體重構和地貌重塑的關鍵，在創造土壤條件和地貌重塑過程中，因地制宜，針對不同類型的土地，采取不同的一體化工程技術，進行生態重建。此外，還要注意地形地貌的持續穩定和新造土地的熟化培肥與水土流失控制。

2.2 植被重建和景觀再造

土地生態環境的恢復和重建的關鍵是植被的恢復，再現原來的或不同的景觀結構。植被的組成、結構和空間配置應遵循恢復生態學、土壤學、群落理論和景觀生態學的理論基礎，注重植被的生態完整性、植被的多樣性、植被間的互惠性和植被的鄉土性。根據區域氣候和再造的土壤條件，在植被恢復的早期演替階段植物物種的選擇應遵循以下原則：應盡可能地使用本地物種，從本地植物種類中篩選出種子發芽率高、抗逆性強、再生能力強、根系發達和能夠吸引野生動物的植物；優先選擇固氮植物和改良土壤理化性質好的植物；重視生態過程和生態功能的恢復，淡化植被恢復的經濟產出[15]。在植被恢復的中期階段，強化植被的組成、結構、層次和地表覆蓋，提高生態系統內穩定提供動植物的食物和養分，逐漸形成恢復區的生態過程和物質循環，提升水土保持功能、自我更新能力和養育當地動植物的能力。此外，在植被重建的過程中，還要考慮與土地附近植被的空間配置和格局，如果土地恢復地距離現存的大型植被斑塊比較近，就要構建與這些植被斑塊的廊道和連接，為生物多樣性的保護和生態功能的持續奠定基礎。

對于土地整治后的植被重建，根據不同類型土壤和土地整治工程的環境條件，選擇適宜的植物種類很重要。對于植物種類的選擇應遵循以下幾方面的原則：①能夠對土壤能力進行改良的固氮植物；②適應性強、抗逆性好、生長快和成活率高的植物；③當地優良的鄉土和先鋒植物，或者引進外來的速生植物；④選擇植物種類時不僅要考慮植物的多種效益，而且要選擇經濟價值高的植物[16]。

2.3 生物多樣性重現和生態功能持續

土地整治工程生態重建的核心包括：生態系統功能和生物多樣性重現能否維持；土地的生機和活力能否持續發展；植被建立后能否自我恢復并達到良性循環。植被生態恢復與重建的中后期重點是提高生物多樣性和建立完整的生態系統服務功能。在植被逐漸恢復時，利用景觀生態學和植物生態學的理論與技術，注重物種組成、年齡結構和資源利用的多樣性，構建空間上植被搭配合理、生態上安全的格局，逐步形成完整的生態過程物質和能量循環，具有良好的生態系統服務功能和持續的效益產出，再現當地的生物多樣性，促進退化及未利用土地的可持續發展[17]。

3 結語

土地整治作為人類社會走向文明進步的工程手段，不能為了追求片面的經濟效益而破壞生態環境系統，更不應該以工程機械之力隨意改變自然生態環境。土地整治活動必須在生態環境容許限度內進行操作，必須遵循土地和生態環境可持續發展的基本規律，必須從生態可持續發展和土地可持續利用的角度進行實施。由于土地整治工程的實施會對區域乃至生物圈的生態環境產生影響，所以必須充分認識這些影響因素，以利于土地整治健康、有序、持續的發展。

土地整治必須因地制宜，將追求生態文明作為終極目標，追求生產能力必須服從生態文明這一目標，這樣才能真正做到“在開發中保護，在保護中開發” [1]。土地整治采取了一系列的工程、生物以及綜合整治措施，使得土地沙化、鹽堿化、石漠化等問題得到控制，水土流失程度減輕，土地生態涵養能力得到提高。通過農田整治，建設了一大批適應現代農業發展要求的高標準、成規模的基本農田，提高了高產穩產農田比重，為實現糧食產量“九連增”提供了重要物質基礎。所以土地整治是建設生態文明的重要支撐，而且土地整治必須服務于生態文明建設[18]。

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