基于生态思考的土地整理测度与评价

基于生态思考的土地整理测度与评价——以湖北省土地整理项目为例曾晨1,刘艳芳12,邹亚锋1（1.武汉大学资源与环境科学学院，湖北武汉430061；2.武汉大学地理信息系统教育部重点实验室）[摘要]研究目的：建立和完善基于生态思考的土地整理规划设计评价的指标体系及其测度方法。研究方法：文献资料法、数理统计法和样本分析法。研究结果：（1）土地整理规划设计从总体设计到子工程设计应该有相应的评价指标。（2）对于指标的内涵有定性的描述和定量的推算。（3）以湖北省为例通过统计分析，得到了相关指标的置信区间。研究结论：土地整理的规划设计应该在景观生态，农业生态学等理论的基础上，从总体设计到各个子工程的规划设计指标并进行测度和评价，通过项目的总结分析，可在项目实施前利用指标约束指导土地整理规划的整个过程。关键词：土地整理规划设计测度评价生态思考中图分类号：S2文献标识码：A文章编号：Theoptimizationofevaluationsystemoflandconsolidationplanningbasedonecologicalthought——TakinglandconsolidationprojectsinHubeiProvinceasanexampleZengChen1,LiuYanfang12,ZouYafeng1(1.SchoolofResource&EnvironmentalScience,WuhanUniversity,Wuhan430079,China,2.KeyLaboratoryofGeographicalInformationSystem,MinistryofEducation,WuhanUniversity,Wuhan430079,China)Abstract:Thepurposeofthisstudyistosetupandimproveanindexsystemforevaluationinlandconsolidationplanningandproposeitsmeasurementapproachbasedonecologicalthought.Methodsofdocumentation,sampling,andmathematicalstatisticswereemployed.Theresultsindicatethattheestablishment,qualitativeandquantitativedescriptionsofanenvironment-friendlyindexsystemforlandconsolidationisnecessaryandimportant.TakingHubeiProvinceasanexample,theconfidenceintervalofsomeindexisobtainedwithmethodsofsamplingandmathematicalstatistics.Itisconcludedthattheoriessuchaslandscapeecologyandagriculturalecologyshouldbetakenintoaccountindesigning,measuringandevaluatingindexfromcomprehensiveandsub-projectobjective.ThroughthesummaryandanalysisoflandconsolidationprojectsinHubeiProvince,theachievementcanbeusedtoguideandrestricttheprocessoflandconsolidationplanning.Keywords:landconsolidationplanningmeasurementandevaluationecologicalthought基金项目：湖北省科技攻关项目ETZ2007A031.引言土地整理能够有效提高土地生产率和利用效率，是合理组织管理农村经济和社会发展的有效工具，同时又能够帮助协调人类发展与自然资源环境的关系[1]。土地整理的规划设计以《土地开发整理项目规划规范》，《土地开发整理项目设计规范》以及《土地开发整理项目编制规范》为依据，以土地整理项目的可行性研究，施工设计以及预算编制等为主要内容，以土地利用结构的调整和空间布局的优化为基础，以工程设计为手段而进行的。土地整理的规划设计主要通过土地平整，农田水利建设，道路建设和防护林建设四个子工程来合理组织土地利用。近年来，由于土地整理项目对农村土地利用的影响越来越大，许多专家学者开始研究土地整理规划设计的意义，程序步骤，模式方法等，同时也结合系统学，资源经济学，可持续发展和景观生态学等理论对土地整理的社会、经济和环境影响进行定性和定量评价[2]-[5]，但是却很少有对一定区域内已有土地整理规划设计成果进行的总结分析，探索各类相关评价指标的变化规律，从而为土地整理项目提供规划设计前的参考标准。本文通过对湖北省已有土地整理规划设计成果的统计分析，对土地整理规划设计的各个子工程的评价指标体系进行优化，分析相关指标的内涵和测度方法，从而为土地整理规划设计过程中的决策提供依据。2.土地整理规划设计评价指标体系的建立农地整理是大陆当前和今后相当长一段时期土地整理的主要内容，是以增加有效耕地面积，提高耕地质量为中心，通过对田，水，路，林，村实施综合整治开发，改善农业生产和土地利用条件，居住环境和生态环境[6]。对于土地整理规划设计的评价，已有的方法多是从土地整理实施后所产生的社会，经济和生态影响上出发，得出综合评价结果，而缺少规划设计前和规划设计过程中对相关因素因子和指标及其测度方法的思考，从而缺少一套完整的评价体系和参考标准。同时在评价指标中，对经济和社会影响较多，对于环境影响以及从工程实施的效率和效果方面的评价相对较少。所以在已有研究基础上，本文从土地整理规划设计的总体设计和子工程入手，对土地整理规划设计的评价指标体系进行了优化（如图一）。3.基于生态思考的土地整理规划设计评价指标的内涵和测度对于建立的指标体系，其内涵和测度方法往往是结合在一起的，另外由于土地整理项目区存在着地域差异性，每个省份的土地整理规划设计和实施情况有所不同，在进行部分指标的测度过程中需要设定基于地形地貌等自然条件以及土地利用现状情况的分区讨论，所以本文以湖北省土地整理规划设计为例，对其进行土地利用分区，分析和总结土地整理规划设计评价指标的具体内涵和测度方法。图一土地整理规划设计评价指标体系3.1研究区域简介图二土地利用分区示意图湖北省（鄂）地处长江中游，土地总面积185897平方公里，现有耕地4950千公顷，从地貌类型上来看，既有山峦重叠，适宜发展多种经营的鄂西山地，又有波状起伏，宜林宜粮的广大丘岗地区，更有辽阔坦荡，大陆称著的粮棉油基地——江汉平原。根据地形地貌的情况将湖北省分为鄂西北地区，鄂北岗地区，鄂中丘陵平原区，鄂西南山区，鄂东沿江平原区，鄂中南平原区和鄂东南丘陵低山区，在进行土地整理规划设计的过程中，部分指标是在分区的基础上寻找相关的规律。本文通过对湖北省土地整理规划设计的40个样本按照项目区地貌类型进行分类，通过样本分析，数理统计和定性定量相结合的方法对相关指标的内涵和测度方法进行说明。3.2总体设计土地整理规划的总体设计着眼于整体上对土地利用结构的调整和对项目区内土地利用空间配置的优化，结合土地开发整理补充耕地和改善农村景观的目的，将总体设计的评价因素界定为耕地保有量和综合景观效应，其对应的指标为耕地百分比，耕地变化率和景观多样性指数，廊道系数以及景观满意度：3.2.1耕地保有量为了更好地描述土地整理对耕地保有量的影响，选取耕地百分比和耕地变化率作为评价指标。耕地百分比作为静态结构指标，反映的是土地利用结构调整后耕地所占建设规模的比例；耕地变化率作为动态结构性指标，反映的是土地整理规划设计前后一定区域内耕地面积相对于总的建设规模的变化幅度。项目区总建设规模土地整理后耕地的面积耕地百分比项目区总建设规模整理前的耕地面积整理后耕地的面积耕地变化率从耕地百分比上来看，湖北省从北向南略有下降，这主要与土地整理前原有耕地面积的大小和分布有关，鄂西北部山区和丘陵地区由于原有耕地面积有限，所以开发耕地面积的潜力较大，中部和东南地区地势平坦，原有耕地面积本身较大，所以在土地整理过程中面积的变化较小，同时整理后占建设规模总面积的比例也较小。大部分地区耕地百分比在80%以上，鄂北岗，鄂中丘陵平原，鄂中南平原地区达到90%，在鄂西南山区和鄂东沿江平原地区有少量耕地百分比只有60%，这与项目区原有土地利用情况是直接相关的，实际上这两个项目区耕地的变化率均超过了15%，但原有耕地面积太小，不可能对原有地表覆盖和土地利用的情况进行大幅度的改变，所以将60%~100%作为耕地百分比的参考标准。从耕地变化率上开看，鄂西北，鄂西南山区耕地普遍高于5%，部分项目区达到了15%~20%，鄂北岗，鄂中丘陵平原，鄂东沿江平原区的部分地区耕地变化率也达到了20%左右，而湖北省内大部分平原和丘陵地区在3%左右，所以将2%~20%作为耕地变化率的参考标准。3.2.2综合景观效应土地整理工程对一定区域内景观格局的影响显著，故以土地利用结构的变化为基础，选取景观多样性，廊道系数以及景观满意度作为评价指标。景观多样性指数是基于信息论基础之上，用来度量系统结构组成复杂程度的指数[7]，反映的是景观要素的多少和各景观要素所占比例的变化，在一个景观系统中，Shannon景观多样性指数越大，景观类型愈丰富，景观异质性越好，这对于保护生物多样性，维持农田生态系统的平衡具有重要的意义。景观多样性指数：mkkkPInPH1景观多样性指数变化：12HHdH（其中，m为景观类型的数量;Pi为景观类型i所占面积的比例，dH代表土地整理前后各种类型用地在面积上分布度的增减）从景观生态学的角度上来说，不论是农用地中的耕地、园地、林地，还是沟渠、道路等，对于整个土地利用系统的合理运作都具有重要意义，过去的研究中通常以耕地为核心，调整其它各类用地的面积，而缺乏对土地利用系统各个地类要素的分布度和合理性的度量，为了找到整个系统复杂度变化程度的合理区间，本研究中引入景观生态学中的Shannon多样性指数的变化值，来讨论在进行土地利用内部结构调整的过程中，各种类型用地在面积上分布度的增减是否合理。廊道系数一般指路、沟渠和防护林所占建设规模的比例，在景观生态系统中起传输通道，过滤和阻抑作用，有利于提高水资源的利用率，保持生物多样性，是衡量景观通达度和协调度的重要指标。景观满意度主要从人的视觉角度来对景观的有序美观，整体协调性进行评价，通过对农民，村镇领导和专家调研的结果中进行汇总分析得到。通过研究发现，鄂北岗地区，鄂中丘陵平原区，鄂东沿江平原区，鄂中南平原区和鄂东南丘陵低山区的大部分项目区在土地整理前后的景观多样性指数变化较小，在0.05~0.1之间，鄂西北山区则在0.1~0.2之间，鄂西南山区在0.1~0.25，山地的多样性指数变化明显高地区，对土地利用结构的调整是直接影响dH的因素，并不是dH越高或者越低越好，因为dH越高代表着土地整理工程对地表覆盖的影响越大，越低则有可能代表工程的实施还未达到农田灌溉，耕地保护或者道路通达的要求，所以通过对湖北省景观多样性变化指标的汇总分析，选取0.05~0.25作为景观多样性变化的指标参考，根据经验和样本分析廊道系数则取2%~4%作为参考区间。3.3子工程设计3.3.1土地平整工程（1）耕作田块的设计指标：传统的耕作田块设计主要涉及耕作田块的面积、形状和平整度等。面积主要由长度和宽度决定，由项目区的地形地貌，耕作机械效率，田块平整度，灌溉均匀度，排水畅通度，防护林的有效防风距离，种植制度和作物类型等因素决定。形状则应尽可能设计成整齐的矩形或平行四边形，避免出现三角形、多边形等不规则的形状。不整齐的外形会降低