十个典型县域的生态敏感性研究

陈茹 闫桂焕 吴克宁 回晓洋

摘要：依据2011—2015年的土地利用现状数据，测算并分析10个试点县（市）土地利用强度与生态系统服务价值的相关性，从而确立生态敏感性指数，评价试点县（市）2011—2015年土地利用变化下的生態敏感性程度;具体提出试点县（市）的限制性因素，分析不同类型不同区域的耕地后备资源开发存在的问题。结果表明，低敏感区生态环境较为良好，地势较为平坦，不宜耕后备资源的主要限制因素少，有利于耕地后备资源的开发;中敏感区的限制因素较多，主要有土壤质地、土壤盐渍化、生态条件等，生态环境得不到保障，易受耕地后备资源开发影响，应充分考虑经济效益、社会效益和生态效益;高敏感区生态环境极易遭到破坏，限制耕地后备资源开发的因素多，开发后备资源时可根据实际情况，以改善自然生态环境为方向制定详细的开发规划和计划，进行水资源平衡分析。

关键词：生态敏感性;县域;土地利用变化;耕地后备资源;土地利用强度

中图分类号：X22         文献标识码：A

文章编号：0439-8114（2019）20-0042-05

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2019.20.009           开放科学（资源服务）标识码（OSID）：

Ecological sensitivity study of ten typical counties

CHEN Ru1，2，YAN Gui-huan1，2，WU Ke-ning3，HUI Xiao-yang1，2

（1.Institute of Ecology，Shandong Academy of Sciences，Jinan 250103，China;2.Shandong Provincial Key Laboratory of Applied Microbiology，Jinan 250014，China;3.College of Land Science and Technology，China University of Geosciences（Beijing），Beijing 100083，China）

Abstract： According to the data of land use status from 2011 to 2015， the correlation between land use intensity and ecosystem service value of 10 pilot counties （cities） was calculated and analyzed， so as to establish the number of ecological sensitivity and evaluate the ecological sensitivity degree of pilot counties （cities） under land use change from 2011 to 2015. The restrictive factors of pilot counties （cities） were put forward， and the problems in the development of cultivated land reserve resources in different types and regions were analyzed. The results showed that the ecological environment of low sensitive areas is all right，and the terrain of low sensitive areas was relatively flat， and the main limiting factors of the unfavorable cultivated reserve resources are few， which were beneficial to the development of cultivated reserve resources; The middle sensitive areas limiting factors were more， and there were mainly soil texture， soil salinization， ecological conditions etc.， and the ecological environment cant be guaranteed and can be affected by the development of reserve cultivated land resources easily， which should full consider the economic benefits， social benefits and ecological benefits; The ecological environment of high sensitive areas was easily to be damaged， and the limiting factors of developing reserve cultivated land resources were more than middle sensitive areas， when developing reserve cultivated land resources detailed development plan according to the actual situation can be made with the direction of improving the ecological environment， and the water balance analysis can be carried out.

2.3  生态敏感性指数计算

构建土地利用变化下的生态敏感性指数，计算公式如下：

I（j）（3）

式中，I（j）代表研究区第j年土地利用变化下的生态敏感性指数;ΔESV（j-1，j）代表第j-1年至第j年生态系统服务价值变化率;ESVj、ESVj-1分别代表第

j年和第j-1年的生态系统服务总价值量;ΔL（j-1，j）代表第j-1年至第j年土地利用强度综合指数变化率;Lj、Lj-1分别代表第j年、第j-1年的土地利用强度综合指数。研究基准年为第j-1年。

2.4  生态敏感性分区

参考各试点县（市）区敏感性指数数据统计，依据ArcGIS属性表格中统计得到的生态敏感性指数频率直方图划分敏感性程度等级：低敏感区，I≤2.00;中敏感区，I为2.01～6.00;高敏感区，I为6.01～10.50。

3  结果与分析

通过10个试点县（市）2011—2015年的土地利用现状数据，依据式（3），计算出10个试点县（市）的生态敏感性指数如表3所示。依据表3的数据，结合新一轮耕地后备资源调查评价成果，对10个试点县（市）分区进行县域土地开发的生态敏感性分析。结果表明，黑龙江省庆安县、浙江省舟山市、湖南省沅江市3个试点县（市）属于低敏感区;吉林省洮南市、山东省肥城市、贵州省独山县3个试点县（市）为中敏感区;内蒙古自治区杭锦旗、甘肃省景泰县、新疆维吾尔自治区尉犁县、西藏自治区曲水县4个试点县（市）属于高敏感区。

3.1  高敏感区

内蒙自治区杭锦旗耕地后备资源开发的限制因素较多，分别为生态条件、降雨量与灌溉条件、土层厚度、地形坡度、盐渍化、土壤质地、土壤pH，其中灌溉条件与土层厚度是限制本地区耕地后备资源开发的主要因素。杭锦旗年降水量少，且降水不均，地下水资源分布亦不均匀，地下水位埋深浅且矿化度高，早期排灌不配套等原因导致土壤盐渍化程度加重。以上条件导致内蒙古自治区杭锦旗耕地后备资源开发难度加大，并且生态敏感性指数偏高，说明内蒙古自治区杭锦旗的生态环境较为脆弱，因此在开发后备资源时可根据现有的灌溉设施分布、规划灌溉设施、政府的土壤改良工程、土地整治规划等实际情况制定详细的开发规划和计划，进行水资源平衡分析，在不影响生态环境的前提下，以水定地，有重点、有选择地满足耕地后备资源开发利用需水。

甘肃省景泰县内干旱少雨、蒸发强烈，制约甘肃省景泰县耕地后备资源开发利用的因素主要有灌溉条件、地形坡度、土壤盐渍化。受干旱气候的影响，县域耕地灌溉主要依靠电力提灌，灌渠覆盖的地区土地可以开发利用，但无法灌溉的地区即使土质条件较好也无法开发利用，这是影响甘肃省景泰县耕地后备资源进一步开发的重要限制因素。在土地开发过程中提高水资源的高效利用，同步建设排水系统，降低土地盐渍化对农业种植的影响程度。统筹考虑生态效益，后备资源开发利用要以改善自然生态环境为方向制定相应的开发规划，要有配套的防止沙漠化措施。

新疆维吾尔自治区尉犁县的耕地后备资源数量在试点县中最多，主要限制因素为年降水和灌溉条件、土壤盐渍化和土壤质地。新疆维吾尔自治区尉犁县的主要水源——塔里木河和孔雀河上游来水量逐年减少，导致县域地表水资源缺乏，迫使人们超采地下水来弥补地表水量的不足，出现地下水位持续下降，致使地下水位埋藏较深，利用困难。再加上气候干燥，蒸发量远大于降水量，使新疆维吾尔自治区尉犁县水资源总体水量缺乏，土壤盐渍化程度加重。在开发后备资源时要综合考虑当地的生态效益、经济效益和社会效益，适当进行退耕还林还草。

西藏自治区曲水县耕地后备资源开发的主要限制条件为生态条件、年积温、土层厚度、地形坡度、土壤质地和耕作便利度。生态敏感性指数最大，因此在开发耕地后备资源时以土地平整和引水灌溉为手段，以优化土地利用结构、新增耕地和改善曲水生态环境质量为目标，建立多种经营协调发展的生态农业系统和相应的农村产业结构，使社会、经济、生态总体最优。

3.2  中敏感区

限制吉林省洮南市耕地后备资源开发的主要因素有土壤质地、土壤鹽渍化、生态条件等。由于地势平坦低洼，排水不良，土壤质地黏重，易沙化、碱化，因此，吉林省洮南市的耕地后备资源开发应实行开发改造并举，产量与效益同步，开源与节流并重，以实施高效节水措施，增加农产品总量，改善生态环境，优化产业结构，因地制宜，先易后难地进行耕地后备资源开发。

山东省肥城市耕地后备资源开发的主要限制因素有土壤污染、排水条件、土源条件，原因是肥城市采矿用地较多，污染了的采矿用地其复垦成本很高。由于煤矿较多，采煤塌陷较严重，塌陷地较多，导致开发可复垦采矿用地难度加大，并且生态敏感性指数较大，因此，耕地后备资源开发要因地制宜、调整指标、限制标准，保证生态环境不受破坏。

贵州省独山县耕地后备资源制约因素包括生态条件、大于10 ℃年积温、土壤污染状况、排水条件、土层厚度和母质条件、地形坡度、土壤质地、土壤pH、耕作便利度9类，生态环境得不到保障，生态敏感性较高，在开发利用时要进行统一规划，充分考虑经济效益、社会效益和生态效益，有序、高效、分期对区域内的耕地后备资源进行开发利用。

3.3  低敏感区

黑龙江省庆安县降水量丰富，地势较为平坦，灌溉基础设施完备，排水条件较好，土壤污染较轻，土壤盐渍化程度较低，所以庆安县整体的生态环境较好，为耕地后备资源开发提供了良好的条件。

位于浙江省的舟山群岛四面环海，地貌以山地丘陵为主，年降水量和光照充足，没有高污染产业，具有良好的排水条件。对沿海滩涂的宜耕性起主导作用的限制性因子是盐渍化程度，其他限制因子的作用相对较低，生态敏感性较低，适宜后备资源开发。

湖南省沅江市地势较为平坦，土地利用结构以洞庭湖水面及耕地为主，农业经济稳定发展，有利于耕地后备资源的开发。不宜耕后备资源的主要限制因素主要为排水条件、生态条件、土地污染程度、耕作便利度等4项。在耕地后备资源开发利用时，要做好排水措施，减少土壤污染，并保护好湿地资源。

4  小结与讨论

1）不同类型的耕地后备资源开发存在不同的问题。可开垦其他草地缺乏水资源，尤其是在新疆维吾尔自治区，整体上已属于资源性缺水地区，水资源开发和利用也成为了可持续发展急需解决的敏感问题;可开垦滩涂主要分布在沿海地区，淡水严重缺乏，滩涂改造成耕地成本高且效益低;可开垦盐碱地的土壤水分状况不良导致开发难度加大，水资源的缺乏、气候的变化使盐碱地开发利用工作更具挑战性;可开垦沼泽地的耕作便利度较差;可开垦裸地的土壤沙化和水土流失较为严重，要开发裸地，首先要保证有水资源，在此基础上进行防风治沙;可开垦沙地由于地表缺少植被覆盖，常年风力较大，导致土地沙化;可复垦采矿用地采煤塌陷较严重，塌陷地较多，也造成了部分不稳定耕地，增加了耕地后备资源开发的难度。

2）不同区域耕地后备资源开发存在的问题。东北地区耕地后备资源分布广、类型丰富，但受到生态价值保护的制约;黄淮海地区土地开发程度高，耕地后备资源相对较少，水资源利用潜力较小;长江中下游地区耕地后备资源面积稀少，分布零星，呈现出明显的区域差异;内蒙古高原及长城沿线区宜耕土地资源比重大，耕地开发受到水资源不足的制约;黄土高原区土地资源丰富，但土地退化严重，限制着区域土地资源的开发利用;云贵高原区地形条件复杂，水土流失严重，后备资源开发利用条件比较恶劣;西北区土地后备资源比例大，开发受到经济条件和技术条件落后的制约;青藏高原区土地广阔，但土地资源开发利用条件恶劣，可供开发的耕地后备资源面积较少。

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