土地整治工程实施的生态绩效评价

2019-12-24 01:11梁甜甜王筱明
山东农业科学 2019年11期

梁甜甜 王筱明

摘要:土地整治对于改善耕地质量,提高土地利用条件具有重要意义,也一定程度上促进了生态环境的保护。对土地整治工程实施的生态绩效进行评价是评判工程生态适宜性的重要手段。本文以济南市商河县土地整治的典型项目为例,根据研究区土地整治工程实施特点,选取评价指标,构建土地整治工程实施的生态绩效评价指标体系,运用多因素综合评价模型对土地整治工程实施的生态绩效进行评价。结果表明:商河县土地整治工程实施的综合生态绩效平均值为0.2964,绩效水平处于一般等级。其中,农田景观绩效平均值为0.4044,绩效等级为良好,农业生产环境绩效和生态功能绩效均为一般等级,绩效平均值分别为0.3101和0.3757,说明土地整治工程实施在提高土地利用条件,改善土地利用结构的同时也对该区域的生态环境有一定的改善作用,但改善作用不明显,仍有很大的提升空间。

关键词:土地整治工程;生态绩效评价;景观分析;商河县

中图分类号:S28 文献标识号:A 文章编号:1001-4942(2019)11-0161-07

Ecological Performance Evaluation of

Land Consolidation Project Implementation

—Taking Shanghe County of Jinan City as an Example

Liang Tiantian, Wang Xiaoming

(College of Geography and Environment, Shandong Normal University, Jinan 250358, China)

Abstract Land consolidation plays an important role in improving the quality of cultivated land and land use conditions, and also promoting the protection of ecological environment to a certain extent. Ecological performance evaluation of land consolidation project is an important mean to evaluate the ecological suitability of the project. Taking the typical project of land improvement in Shanghe County of Jinan City as an example, and according to the characteristics of land consolidation project implementation, the evaluation indicators were selected to construct the evaluation index system and the multi-factor comprehensive evaluation model was used to evaluate the ecological performance of land consolidation project implementation. The results showed that the average value of comprehensive ecological performance in Shanghe County was 0.2964, which was at the general level. The average value of farmland landscape performance was 0.4044, and the performance grade was good. The environmental performance of agricultural production and the performance of ecological function were at general level, and the average value of performance were 0.3101 and 0.3757, respectively. It indicated that the implementation of land reclamation project had certain improvement effect on the ecological environment of the region while improving land use conditions and land use structure, but the improvement effect was not obvious, which still had a great potential for improvement.

Keywords Land consolidation project; Ecological performance evaluation; Landscape analysis; Shanghe County

土地資源具有强大的生产、承载、生态等功能,是人类进行一切社会活动的物质基础和赖以生存的家园,对于土地的保护和节约集约利用也是人们亘古不变的话题和努力的方向。因此,土地整治作为政府主导的一项调整土地利用结构、提升耕地数量质量的惠农惠民工程,越来越受到公众的关注和支持。随着时代的发展,土地整治也从追求耕地数量质量提升的传统整治向“山水林田湖一体”的土地综合整治转变,相关研究也从注重土地整治的经济效益和社会效益向综合效益转变,综合分析土地整治对区域社会经济发展和生态环境的影响,构建了土地整治综合效益评价体系[1-4]。当前,土地整治产生的生态效应越来越引起学者们的关注,针对土地整治对当地生态环境的影响,学者们运用景观生态学的理论和方法,构建了土地整治的景观生态学理论与技术体系,分析土地整治产生的区域生态效应,评价土地整治项目的生态效益[5-8];结合土地整治项目建设特点,从农田防护、土地利用、灾害防治、生物多样性保护和农田景观等方面对土地整治的生态适宜性进行评价[9,10];研究方法也日益丰富,采用了景观分析方法、AHP-FCE模型、能值分析方法、生态位模型等多种方法[11-14]。

良好的生态环境是人类进行一切社会活动的基础,尽管土地整治的综合效益研究越来越得到重视,但已有研究中以土地整治工程为切入点,针对土地整治工程实施的生态绩效进行评价的文献较少。基于此,本文以商河县实施的典型土地整治项目为例,对土地整治工程实施的生态绩效进行评价,以期为提升商河县土地整治的生态绩效提供参考。

1 数据来源与研究方法

1.1 研究区概况

商河县是济南市辖县,位于济南市北部,地理位置为东经116°58′~117°26′、北纬37°06′~37°32′,属于大陆性暖温带半湿润季风性气候,年均降水量约600 mm,县内地形为黄河冲积平原,地势平坦,灌溉充足,是济南市重要的粮食生产基地。2006—2016年商河县共实施了62个土地整治项目,建设规模达到15 916.75 hm2,新增耕地规模3 181.65 hm2。土地整治类型涉及土地开发、整理和复垦,实施的土地整治工程包括土地平整工程、田间道路工程、农田水利工程、生态防护工程。

1.2 研究对象与数据来源

为了突出土地整治项目的典型性并反映土地整治工程实施的效果,本研究综合考虑研究区土地整治项目的建设规模、新增耕地率、项目区位等因素,选取32个典型土地整治项目作为研究对象,评价土地整治工程实施的生态绩效。32个典型项目的整治规模为13 451.63 hm2,占商河县土地整治总建设规模的84.51%,能反映商河县土地整治工程实施的整体水平。本研究数据主要来源于商河县土地整治项目规划图、土地整治项目统计台账等。

1.3 研究方法

1.3.1 构建评价指标体系

土地整治工程主要包含四大工程:分别为土地平整工程、田间道路工程、农田水利工程和生态防护工程。土地平整工程旨在通过土方工程、石方工程、混凝土方工程等的实施来改善因拆除建筑物、自然灾害等情况造成的地面高差,增加土层厚度和耕地连片度,提高土地利用条件;田间道路工程的实施主要为了提高道路通达度和农作物、农业机械运输的便捷度,提高机械化率,方便农民出行,研究区的田间道路工程主要修建了田间路和生产路,包括砼路、砂石路和沥青路三种类型;农田水利工程是指通过改善灌排条件提高耕作条件,提高农作物产量及抗灾害能力;生态防护工程是指在土地整治过程中,将“山水林田湖”看作一个有机整体,通过植树、种植防护林等手段加强生态环境的保护,研究区的生态防护工程主要通过种植防护林来实现。

各项工程虽然特点不同但在实施过程中并不是相互独立、相互分割的,而是相辅相成共同发挥作用。根据商河县土地整治工程实施情况,遵循目的性、科学性、全面性与重要性相结合的原则,综合分析土地整治工程实施对项目区的农田景观、农业生产环境、生态功能三个方面产生的影响,选取景观破碎度降低率、耕地分维数降低率、田间路网密度提高率、新增道路硬化率、防护林网密度提高率、灌溉保障提高率、新增和改善农田防涝比率、植被覆盖提高率、生物丰度提高率9个指标,构建生态绩效评价指标体系(表1)。

1.3.2 评价指标值标准化处理

(1)对于正向指标采取极差法进行标准化,公式如下:

(2)对于适度指标采取平均化法进行标准化,公式如下:

式中,Xij为第i个评价对象的第j个评价指标值;x′ij为第i个评价对象的第j个评价指标的标准化值;Xjmin为第j个评价指标的最小值;Xjmax为第j个评价指标的最大值;x为评价指标的平均值。

1.3.3 计算评价指标权重

为了提高计算结果的准确性,本文采取特尔斐法和熵权法相结合的方法计算指标权重,取二者均值作为最终权重(表1)。

注:①田间路网密度提高率和新增道路硬化率在本文中都作为适度指标,因为指标值过低不方便农产品及农业器械的运输,过高不利于生物间信息和能量的传播,选取研究区土地整治项目相应指标的平均值作为适度值,对指标值进行标准化处理。

②植被覆盖率和生物丰度的计算借鉴杨晓艳(2009)[15]研究成果中的公式:

植被覆盖率=(0.5×林地面积+0.3×草地面积+0.2×耕地面积+0.2×园地面积)/项目建设规模;

植被覆盖提高率=整治后项目区的植被覆盖率-整治前项目区的植被覆盖率;

生物丰度=(0.5×林地面积+0.3×水域面积+0.15×耕地面积+0.05×其他用地面积)/项目建设规模;

生物丰度提高率=整治后生物丰度-整治前生物丰度。

1.3.4 构建评价模型

采用多因素综合评价方法中的加权加和模型,计算土地整治工程实施的生态绩效值。公式如下:

式中,F为土地整治项目生态绩效值;wj为第j个评价指标的权重值;x′ij为第i个评价对象的第j个评价指标的标准化值;n为评价指标个数。

根据商河县土地整治工程实施的生态绩效值分布特征,划分绩效值分布区间,将绩效水平划分为优秀、良好、一般和较差四个等级,各等级取值区间见表2。

2 结果与分析

2.1 生态绩效评价结果

商河县土地整治工程实施的生态绩效评价结果见表3,空间分布见图1。

2.2 农田景观绩效结果

增加耕地面积,提高土地利用率,打造“田成方、林成网、路相同、渠相连”的农田景观生态格局是土地整治工程的一个重要目标。商河县作为济南市的主要粮食生产基地,规模化和机械化经营是该区农业发展的主旋律,对地块的规整化要求较高,对农田景观的治理是土地整治工作的重点。商河县土地整治工程实施的农田景观绩效值介于0.2065~0.7175之间,平均值为0.4044。总体来看,农田景观绩效为良好等级,32个项目的农田景观绩效都达到了一般及以上水平。其中,达到一般等级的项目有18个,数量最多;达到良好等级的项目有13个;达到优秀等级的项目只有1个。但从项目建设规模来看,达到良好等级的项目占比最大,建设规模为7 734.51 hm2,占總参评建设规模的57.50%,超过一般等级项目的整治规模,从而提升了研究区土地整治工程实施的农田景观绩效。由图1a可以看出,在农田景观绩效等级空间分布上,达到优秀和良好等级的项目区在整个县区内分布较为均匀,整治效果整体较好。

通过土地整治工程的实施,研究区的耕地破碎度和耕地规整度都得到了一定的改善,平均景观破碎度降低率和平均耕地分维数降低率分别降低20.21%和20.23%。总体来说商河县土地整治工程实施的农田景观绩效效果良好,这主要与商河县的地貌地形有关。商河县属于黄河冲积平原,耕地坡度较小,对坡度较小的土地进行挖填、运移与平整的难度及工作量较小,对微地貌的改造、破坏也较小,没有出现大挖大填、过度平整的现象。工程施工完成后,生态环境也能得到较快的修复。

2.3 农业生产环境绩效结果

在土地资源数量一定的情况下,改善土地利用结构,提高土地利用条件和耕作条件,提升土地质量产量是土地整治的又一项重要工作。对研究区进行实地调研发现,农户在耕作经营过程中面临的主要问题还是灌排和交通问题。商河县土地整治工程实施的农业生产环境绩效值介于0.0461~0.7210之间,平均值为0.3101,农业生产环境绩效总体为一般等级。其中,在实施整治的32个项目中,达到一般等级的项目有23个,数量最多,且无论是数量比例还是建设规模比例,都占总参评项目的70%以上;达到良好水平的有5个,整治规模占总参评建设规模的7.56%;达到优秀和较差等级的项目数量均较少,分别只有2个,但较差等级项目所占总参评项目建设规模的比例为11.92%,高于优秀等级和良好等级的建设规模之和。由图1b可以看出,商河县在农业生产环境绩效等级的空间分布上差异较大,达到优秀及良好等级的项目区分别分布在中部和北部地区,其他区域的农业生产环境绩效还有待提高。

总体看来,商河县农业生产环境绩效仅能达到一般等级。从各项评价指标的数据来看,农田防护工程实施的情况良好,整治前后平均防护林网密度增加11.19%,共种植防护林约100 659株,约占济南市防护林种植量的11.39%,改善了研究区的生态环境;在田间道路建设方面,整治前后平均新增道路硬化率为21.74%,对于改善研究区农机耕作条件和道路交通有重要作用,但是田间道路工程实施也存在不完善的地方,主要表现为田间路网密度过低,整治前后平均田间路网密度提高率仅为0.86%,从而使得研究区农业生产环境绩效仅能达到一般等级。

2.4 生态功能绩效结果

自土地综合整治政策实施以来,土地整治的目标早已由单纯的追求耕地面积的增加而转向“山水林田湖一体”的综合整治,整治区域的生态功能变化越来越受到人们的关注。商河县土地整治工程实施的生态功能绩效值介于0.1895~0.6345之间,平均值为0.3757,总体生态功能绩效达到一般等级,研究区的32个项目均达到一般或良好等级。其中,达到一般等级的项目数量高于良好等级的项目数量,一般等级的项目有22个,占总参评建设规模的84.35%;达到良好等级的项目数量虽然有10个,但是项目建设规模很小,仅占总参评建设规模的15.65%。由此可见,研究区的生态功能绩效有所提高,但仍有较大的提升空间。由图1c可以看出,商河县的生态功能绩效等级在空间分布上也有较大的差异,达到良好等级的项目区主要分布在中北部地区,说明这些项目区在进行土地整治的过程中对当地生态环境的保护工作做得比较到位,其他区域在以后的整治工作中要加强对生态的保护。

从影响生态功能绩效的四项指标因素来看,平均植被覆盖率提高了17.48%,说明通过土地整治工程实施,农田生态系统本身的自我修复和抗灾害能力都得到了加强,但是平均新增和改善农田防涝比率、平均灌溉保障提高率和平均生物丰度提高率改善效果不明显,分别为7.14%、5.36%和7.60%,均低于8%,相较于其他指标变化较小,从而降低了研究区的生态功能绩效等级。研究区的灌排设施管理和生物多样性程度都有待提高,对于生态功能的改善工作仍有待于加强。

2.5 综合生态绩效结果

商河县土地整治工程实施的综合生态绩效值介于0.1876~0.5947之间,平均值为0.2964,综合生态绩效达到一般等级,32个整治项目均达到了一般及良好等级。其中,有25个项目的综合生态绩效达到一般等级,建设规模为9 176.38 hm2,占总参评建设规模的68.22%。虽然达到良好等级的项目数量较少,仅有7个,但建设规模较大,为4 275.25 hm2,占总参评建设规模的31.78%。由图1d可以看出,商河县在综合生态绩效等级的空间分布上差异较大,达到良好等级的项目区主要分布在中北部地区,其他区域的综合生态绩效还有待提高。

从绩效结果来看,商河县各项土地整治工程的实施在保证工程质量的同时也注重对人居和自然环境的保护,在满足居民“生产、生活”的基础上也兼顾了生态,各项土地整治工程的布局和建设并没有一味地追求经济效益和社会效益而对当地生态环境造成大的影响。但综合绩效水平不高,仍有很大的提升空间。

3 结论与建议

本文以商河县土地整治实施的四项工程为切入点,综合考虑工程实施对研究区农田景观、农业生产环境和生态功能带来的影响,构建评价指标体系,对工程实施的生态绩效进行评价。农田景观绩效较好,达到了良好等级;受田间路网密度低和灌排设施不完善等原因的影响,农业生产环境绩效和生态功能绩效值均较低,仅达到一般等级。总体来看,综合生态绩效平均值为0.2964,处于一般等级,在空间分布上有较大的地域性特征。由此可见,土地整治工程实施后,研究区的生态环境有一定的改善,但在整治工程实施过程中仍然存在着很多制约因素,在今后的土地整治工作中,需从以下几个方面来加强:

(1)研究区的生物丰度绩效值较低,生物多样性差,后期的整治工作需要重视研究区生物多样性的保护。生物丰度绩效值较低的主要原因是商河縣属黄河冲积平原,地形较为单一,生态稳定性差。因此,在后期开展土地整治工作时,要更加注重综合效果,根据土地利用的适宜性,合理确定土地用途,避免追求较高的新增耕地率而人为地减少生态用地,提高土地整治的生态效应。

(2)灌排设施的绩效较差,后期的整治工作中应着重完善灌排设施的建设。灌排设施绩效较差的主要原因是在施工过程中缺乏对地块区位和灌排设施种类需求的考虑,靠近黄河或水库的地方应多铺设沟渠引水灌溉,距离水源较远的地方应多打井利用地下水,排水管道的铺设也应按照地势、区位合理安排,因地制宜。同时,为了提高灌排设施的利用效率,土地整治中应加强输电线路、配电站等配套设施的修建和管护措施的安排。

(3)田间道路工程建设不够完善,路网密度过低,在后期整治工作中要加强对田间道路工程的建设。商河县作为济南市粮食作物的主要产区和未来现代化农业发展的重要区域,需着重改善农田道路布局,为农业生产創造更加便利的条件。从目前土地整治的情况来看,研究区田间道路工程的实施并不理想。为了更好地提高商河县农业现代化规模化发展的基础条件,应结合项目区现状,提高路网密度,并选择合适的道路硬化类型,注意与周围环境的生态适宜性。

(4)从评价结果来看,研究区的生态防护工程实施得较好,防护林网的密度有所提高,但在工程实施过程中仍存在不足之处。项目区实地调查结果显示,防护林种植位置的选址、布局等问题一方面对农业耕作产生影响,如林木种植距田间地头的作物太近,影响作物生长和农业机械作业,布局不当影响农业运输;另一方面,也影响了防护林的成活率。因此,为了更好地体现土地整治工程实施的生态绩效,在未来的土地整治工作中,要注重协调农田防护林网建设与农业生产的关系,提升农田防护功能。

参 考 文 献:

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收稿日期:2019-10-10

基金项目:山东省软科学研究计划项目(2018RKB01111);山东省社科规划研究项目(19BJCJ23)

作者简介:梁甜甜(1994—),女,山东青岛人,硕士,主要从事土地评价与规划方面的研究。E-mail:1216117195@qq.com

通讯作者:王筱明(1970—),女,山东威海人,博士,主要从事土地评价与规划方面的研究。E-mail:liwxm@163.com