肖武+李素萃+梁蘇妍+陳佳樂+呂建春+張文凱
摘要:自20世紀90年代末啟動土地整治以來,土地整治側重于田塊調整、農田基礎設施建設,在增加耕地面積、提高土地生產力方面取得了很好的成就。但早期的土地整治忽略了生態景觀方面的建設。隨著土地整治工作的逐步推進,生態與景觀方面的戰略考慮逐漸受到各方的重視,并從研究階段逐漸向工程實踐階段發展??偨Y歸納了土地整治3個階段的發展歷程與生態景觀型土地整治發展現狀,從生態景觀格局與生態效應評價、生態景觀規劃和生態景觀工程設計3個方面對土地整治中生態景觀研究進展進行了分析,在此基礎上提出了生態景觀型土地整治研究與實踐的幾點建議。
關鍵詞:土地整治;生態景觀格局;生態效應評價;生態景觀規劃;生態景觀工程設計;研究進展;政策建議
中圖分類號:F205 文獻標志碼:A 文章編號:1002-1302(2017)18-0031-05
收稿日期:2016-11-09
基金項目:國土資源部公益性行業科研專項(編號:201411006-05)。
作者簡介:肖 武(1983—),男,湖南漣源人,博士,副教授,主要從事土地復墾與生態修復、GIS方面的研究。Tel:(010)62339045;E-mail:xiaowuwx@126.com。 土地整治是指對低效或不合理利用、未利用或生產建設活動和自然災害損毀的土地進行整治,提高土地利用效率與產能的活動。中國土地整治正式開始于20世紀90年代末,經歷了由“重數量”“數量與質量并重”到“數量、質量與生態并重”的土地綜合整治等3個階段[1],當前步入重視生態景觀理念的“山水林田湖”生態化土地整治階段。
早期的土地整治側重于田塊調整、農田基礎設施建設、耕地面積增加和土地產能提高,缺乏對生態網絡與綠色基礎設施的規劃,未進入以改善生態環境為主要目標的階段;實踐過程中由于其目標功能、理論依據與技術手段還未成熟,造成了“景觀污染”或“千村一面”現象,破壞了各景觀要素之間的功能聯系。土地整治的實質是對生態系統的重塑[2],單純追求數量與產能的提升而忽視生態環境與景觀功能協調的原則,勢必會加劇其生態效應的惡化。近年來土地整治中的生態景觀建設逐漸受到各方重視,《全國土地整治規劃(2011—2015年)》也提出了“以合理利用和改善生態環境為目標,加快土地復墾”,“推進土地生態環境整治,不斷提高生態環境質量”等目標。因此,以建設生態良田、修復受損土地和改善環境為主線的生態景觀型的土地整治應得到足夠的重視。本研究從生態景觀的格局評價、生態景觀規劃與工程設計方面對土地整治中生態景觀的發展進行闡述,并結合現階段我國土地整治的實況,提出了考慮生態景觀的土地整治研究與實踐展望。
1 土地整治的發展及生態景觀要素的引入
20世紀90年代末,《中共中央、國務院關于進一步加強土地管理切實保護耕地的通知》和《土地管理法》的頒布標志著中國土地整治新篇章的正式開始,確保了“九五”規劃中“占補平衡”指標的基本實現?!笆濉逼陂g,《國家投資土地開發整理項目暫行辦法》(國土資發[2001]316號)中“以土地整理和土地復墾為主,適度開發未利用地”原則的明確;2003年5月出臺的《全國土地開發整理規劃(2001—2010年)》中“土地整理重點區域10個,土地復墾重點區域和重點縣市區為11和27個,以及土地開發重點區域6個”目標的劃定,土地整理潛力與宜農土地后備資源開發潛力的測算,和基本農田建設的加強;國土資發[2005]29號文件中“土地整理開發投入資金與資源合理配置,整治工作傾向重大工程項目(如糧食主產區等)”的明確;保障了我國“十五”期間“補充大于占毀”與31個省份“占補平衡”的實現,較“九五”期間補充耕地數量由84.93萬hm2增至142.67萬hm2,早期土地整治偏重于補充耕地數量。2006年的《中共中央關于制定國民經濟和社會發展第十一個五年計劃的建議》中“搞好土地整理”政策的提出;加之十三屆三中全會上“大規模實施土地整治”要求的提出;國土資發[2010]162號文件刊載了土地綜合整治規劃的原則、目標任務以及布局要求等內容;促使土地整治逐步載入國家戰略布局層面。這些方針政策的實施確保了“十一五”土地整治新增耕地較“十五”期間增長了 113.35萬hm2,完成了116個國家級基本農田保護示范區的建立,實現了以農田整理為重點和土地產能的提高,使土地整治邁入“數量與質量并重”的基本農田建設與保護階段。2011年的“農村土地整治萬里行”中土地整治技術與政策方針的宣傳,加之《全國土地整治規劃(2011—2015年)》中 2 667萬hm2高標準基本農田建設指標的設定,著力保障土地綜合整治耕地數量、質量與生態并用的目標的實現;保障了“十二五”期間“土地產能和耕地質量1.21個等別的提高,500個高標準基本農田示范縣的建立”等指標的實現。“十三五”規劃中大力提出通過土地整治改造中低產田與建設高標準基本農田,充分肯定了土地整治對保障國家戰略層面任務實施(國家糧食安全、農業產業轉型與城鄉統籌發展)的支撐與基礎作用;“山水林田湖,生命共同體”政策的提出標志著土地整治經歷了以“補充耕地數量、基本農田建設與土地綜合整治”為階段的三級跳,開始邁向以“打造生態良田,建立土地綜合整治示范縣及節地計劃”為成效指標、以“建設生態良田、修復受損土地和改善環境”為主線的考慮生態景觀的“山水林田湖”的新階段(圖1)。
在CNKI數據庫中,以“土地整治”“土地復墾”“土地整理”與“土地開發”為關鍵詞,從1998年至2014年中文核心的文章逐年增長,均高于1988年的21~26篇;EI和SCI等較高質量的文章起步較晚,但也是呈現逐漸增加的趨勢(圖2)。2006—2012年我國各省(市、區)的土地整治總投資額與單位投資強度以及新增耕地單位強度均呈現一致性變化,單位投資強度和新增耕地單位強度會隨總投資額的增加而增加(圖3)。2011—2014年國土資源公報顯示土地整治規模分別為73.79、250.41、240.10、301.15萬hm2,大體呈現大規模增加模式。縱觀中國土地整治的發展歷程及成效特征,隨著大量土地整治國家政策的實施,以及國土資源系統每年近1 000億元資金反哺農村土地整治,土地整治越來越受到重視。endprint
土地整治的實質是對生態系統的重塑[3],以增加耕地質量與數量為單純目的而不考慮對周圍生態環境與景觀格局影
響的整治工程是對原生態系統的強烈干擾,會惡化區域生態效應與景觀效應。對全國255個村莊的人居環境調查及典型案例的研究結果顯示,約60%鄉村景觀風貌“一般”或“差”;約80%的村莊街道和田間道路綠化不足,居民點綠色覆蓋度低;農田溝路林渠破損嚴重,缺乏生態景觀化建設[4]。土地整治中生態景觀理念的引入,使土地整治由單純追求外延擴大耕地面積轉變為“數量、質量與生態管護”并重的發展模式,朝著“山水林田湖”的生態化整治發展。
20世紀的德國與荷蘭將生態景觀和生態重建等內容加入土地整治中,實現經濟、社會和環境效益的協調統一[5];Bonfanti等采用景觀指數研究意大利北部平原土地整理的景觀效應[6]。中國的生態景觀型土地整治起步較晚,主要著眼于在土地整治中景觀生態學的應用[2]、生態景觀理論與技術[3-7]、生態景觀格局與生態效應[2,8-10]、生態景觀規劃[7-9,11-12]、生態景觀工程設計[13-14]的研究。
2 土地整治中的生態景觀研究進展
生態景觀型土地整治是以“建設生態良田,修復受損土壤,改善生態環境”為主線,以“耕地數量、質量與生態管護并重”為發展模式,以“土地整理、土地復墾與土地開發”為手段,以“山水田林湖,生命共同體”為政策支撐的致力于打造優化的景觀格局與良好的生態景觀效應的區域生態系統。本研究從土地整治前后的景觀格局與生態效應、生態景觀規劃與生態景觀工程設計3個方面去闡述土地整治中生態景觀的研究進展。
2.1 土地整治前、后的景觀格局與生態效應評價
景觀格局是空間斑塊的結構特征,決定區域內物質、能量、信息與生態流的遷移,優化景觀格局能提升景觀功能與改善生態效應。綜合景觀生態學、生態安全格局與分形理論,利用GIS與Fragstats軟件研究整治前后景觀格局變化特征,構建評價體系進行生態效應研究,為斑塊類型的空間合理布局與優化土地資源配置提供參考。
研究數據是整治前、后的土地利用圖及現狀變更資料;獲取方法為圖件矢量化和遙感影像解譯等。景觀指數高度濃縮景觀格局信息和反映結構組成與空間配置某些特征。選用平均斑塊面積、斑塊密度、景觀多樣性、景觀破碎化(反映景觀空間結構的復雜性)、景觀優勢度、分形維數與廊道密度指數等常用的景觀指數衡量景觀格局的變化(表1)。研究方法采用美景評價法[15]、模糊數學綜合評價法[16]、景觀指數法[9]與3S景觀格局評價法[17]。
土地整治改變了原有生態系統的景觀格局,必然對區域生態效應產生影響。借助景觀指數、生態價值估算、景觀連接度、最小阻力模型與能值分析法等研究方法,定量或定性地評價整治區前后的區域生態效應的改善或惡化情況,為今后生態景觀型土地整治的生態規劃與工程設計的開展提供借鑒。
2.2 土地整治中生態景觀規劃
土地整治中生態景觀規劃是以景觀生態學和生態安全格局理論為指導,綜合考慮區域各要素影響,在宏觀尺度上對景觀資源的優化再分配,打造空間和諧、生態協調與經濟高效的生態系統。
相關研究主要是農用地、居民點、森林和大都市郊區的人地協調土地整治模式規劃,緩解人地矛盾問題。生態景觀規劃是從全局角度考慮“田水路林村渠”優化布局的研究。吳克寧等從土地平整工程、農田灌排系統、道路工程、農田防護工程、典型田塊、農村居民點等方面闡述生態景觀規劃的實施技巧[11];鄖文聚等提出遠景、軸景觀、地標、景觀游憩可達性規劃,構建了景觀特征提升規劃的基本原則[4];包志毅等論述了“集中與分散相結合”、生態網絡以及“自上而下”與“自下而上”相結合的景觀生態規劃模式[12]。以生態優先為導向,構建人與自然高度協調的整治區空間優化方法,探尋生態型土地整治規劃模式。基于GIS利用景觀安全格局[8]或Voronoi圖和景觀指數法[9]優化景觀格局,研究最小阻力面模型[10]對景觀的生態連通性,構建生態景觀型人地協調的規劃模式。
土地整治中生態景觀規劃技術旨在解決土地整治中出現水土流失、景觀功能退化、面源污染、土地退化或景觀格局優化等問題,把握研究區當前“景觀基底與生態功能定位”與“景觀格局與生態效應”的前提下,按照“因地制宜、生態優先、生產次之”的分區權衡原則,結合景觀生態等理論與GIS技術設計出生態景觀調整優化模式。相關研究整理見表2。
生態景觀規劃實質是在充分考慮當地的地形地貌、鄉土文化、主題景觀、地理位置與河流分布等特征前提下, 秉承優
化配置、合理分布、經濟高效、生態和諧和景觀美化及與周圍景觀相協調的原則,對空間資源的一種宏觀戰略配置。
2.3 土地整治中生態景觀工程設計
土地整治中生態景觀工程設計是對規劃的細化,是小尺度上應用景觀生態學原理對景觀生態規劃中生態功能分區的某特定功能的具體工程設計與生態技術配置的實現過程;以因地制宜、提升土地多功能與生態景觀服務價值為目的,從微觀角度對區域景觀組分在選材、元素設計原則、布局與后期生態管護等方面的思考。在景觀生態化的灌排溝渠系統[14]、生態功能區[10]、低碳道路[33]及生物保育與生態凈化設施的設計及布局優化[32]等研究初有成效。上海郊野公園[34]與長沙縣澗山村耕地生態保護型土地整治[32]示范區使生態景觀工程設計落到實處。
選材上,要盡量遵循因地取材、生態材料、年代美地域風情、鄉土植物、季相景觀與古現代文化相結合等原則,采用鄉土技法修復生態系統,從而為構建生態和諧和景觀協調的生態系統打下基礎。
元素設計原則上,土地平整采用合理分區減少挖填方,注重表土的收集、保護與回填技術的改進,節省資金和保護土壤肥力;田塊長度走向確保充足的陽光、農業機械田間作業和灌溉效率,寬度保證機械來回節約資源;灌排設施級別設置和密度設置要考慮灌溉的有效面積與輸水量,致力于緩坡設計、生態孔洞、生態稱砌、防滲與生物保育設施設計;道路邊坡緩沖帶的綠化、路面排水集雨設施的設計,生態路面的打造;農田防護工程注重林網密度、有效防護距離、占地面積和林帶生態更新技術的研究;農村居民點的遷村并點、宅基地調整和基礎設施的完善盤活土地的耕地化或綠地化。坡改梯中灌排系統的布設要防止水土流失等。endprint
布局上,合理配置“田水路林村”的空間分布,優化資源配置。注意植物色彩層次、樹形和樹相的搭配,營造和諧豐富的植物群落式建設的季相景觀;打造溝渠與道路間緩沖帶垂直生物群落;結合GIS技術對生態節點進行研究,充分結合當地的灌排系統建立生態凈化系統,從而有效地防治面源污染,保護生態環境。
在后期管護中,定期對溝渠邊坡植被的修建與清理,培植綠肥,增施農家與有機肥,開展低碳環保的精細化農業。
3 結論與展望
土地整治中生態景觀的融入有助于生態良田的打造與生態環境的改善,推動土地整治的生態化升級與“山水林田湖”政策的實施,從而達到土地資源的空間優化配置,穩定生態景觀型生態系統的建立。通過對中國土地整治發展歷程與成效的闡述,引出了土地整治中加強生態景觀理論的重要性。生態景觀型土地整治是基于在把握土地整治前后景觀格局與生態效應評價結果的基礎上,對區域進行宏觀的生態景觀規劃與微觀上某特定功能的具體生態景觀工程技術的實施。
在生態景觀格局與生態效應評價方面,選用高時間空間分辨率的RS數據、高精度的GPS與GIS相結合,提取較高精度的景觀數據,較精確地評價景觀格局變化與生態效應。利用計算機虛擬現實技術將景觀動態模擬與人機交互式方式高精度實景評價。在生態景觀規劃方面,關注人地協調的土地整治規劃模式的發展,致力于生產空間、生活空間與生產空間生態景觀功能提升技術的智能融合。發展集生態、景觀、休閑娛樂、觀賞游憩與文化于一體的土地整治項目。在生態景觀工程設計方面,加強景觀定量化設計是當前的難點,研發一些統計監測軟件去研究景觀動態和驅動機制給工程設計提供軟件支撐,朝著可視化技術發展,建立景觀信息網絡。制定多尺度生物配置模式與空間配置集成技術規范,加強區域生態節點的設計與空間化研究,有效保護區域生態環境。
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