基于極限條件法的土地復(fù)墾適宜性評價研究

張惜偉 張裕鳳 王翠霞

摘要：煤炭資源推動了我國經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，但開采過程中對土地資源的損毀嚴(yán)重，土地復(fù)墾適宜性評價工作不容忽視，可為土地復(fù)墾工程實施提供科學(xué)依據(jù)。采用極限條件法、指數(shù)和法等研究方法，以內(nèi)蒙古準(zhǔn)格爾旗煤礦區(qū)為例，針對該區(qū)域的土地質(zhì)量條件，參照相關(guān)資料選定評價因子，通過適宜性評價得出土地利用限制性因素，排除不適宜土地利用類型，并采用綜合指數(shù)法測算綜合分值，得出適宜性等級，從而確定該區(qū)域未來的土地利用方向和預(yù)期效益。

關(guān)鍵詞：土地復(fù)墾；適宜性評價；極限條件法

煤炭資源開采在推動我國經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的同時，對土地資源造成損毀，也給環(huán)境帶來不可估量的破壞，嚴(yán)重影響耕地總量動態(tài)平衡，因此土地復(fù)墾工作不容忽視[1，2]。為確保礦區(qū)廢棄土地的復(fù)墾與土地開發(fā)數(shù)量相平衡，并能有效利用復(fù)墾土地，必須以土地復(fù)墾適宜性評價為基礎(chǔ)和依據(jù)[3，4]。

1. 研究方法的提出

1.1 選擇參評因子

針對特定的土地利用方式，選擇影響土地適宜性的幾項重要因素作為評價指標(biāo)，稱為參評因子[5-8]。土地適宜性評價的科學(xué)性與否、評價精度的高低與參評因子的選擇息息相關(guān)?？紤]礦區(qū)實際，本研究的定量分析針對宜耕、宜林和宜草等三個方向。選取的評價因子如表1-1、表1-2、表1-3所示。

1.2 劃分評價等級

礦區(qū)土地復(fù)墾適宜性評價是針對具體的復(fù)墾方向，判斷分析復(fù)墾區(qū)損毀土地的適合程度 [8]。作者在借鑒國內(nèi)一些開展土地復(fù)墾適宜性評價地區(qū)的實踐方法基礎(chǔ)上，依據(jù)《土地復(fù)墾技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》、《農(nóng)、林、牧生產(chǎn)用地污染控制標(biāo)準(zhǔn)》，及其相關(guān)政策法規(guī)，確定本次參評因子類型、權(quán)重，并將評價等級數(shù)確定為4級，分別為：一級（比較適宜）、二級（勉強(qiáng)適宜）、三級（不適宜），四級（難利用）[9-11]。目前國內(nèi)外針對各評價因子的具體等級標(biāo)準(zhǔn)還沒有精確的劃分，其兩等級間各個評價因子的評價標(biāo)準(zhǔn)采用國家有關(guān)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)[12]。

1.3 極限條件法的提出

土地復(fù)墾適宜性評價是針對區(qū)域土地資源質(zhì)量，綜合評定其適宜利用方式，并能進(jìn)一步指導(dǎo)復(fù)墾工程更加科學(xué)有效進(jìn)行，土地復(fù)墾的限制因子對復(fù)墾方法選擇具有較大影響。極限條件法作為土地適宜性評價方法之一，是將土地質(zhì)量最低評定標(biāo)準(zhǔn)作為治理等級的依據(jù)，強(qiáng)調(diào)主導(dǎo)限制因子的作用，評價單元的最終結(jié)果取決于條件最差因子的質(zhì)量[8]。模型公式：

Yi=min（Yij） （1）

式中，Yi為第i個評價單元的最終分值；Yij為第i個評價單元中第j個參評因子的分值。凡是在有某項土地復(fù)墾影響因子指標(biāo)出現(xiàn)不適宜的情況下，均適用極限條件法，它在一定程度上是對這些限制因素的改進(jìn)，使土地更適宜農(nóng)業(yè)利用。因此，它在土地復(fù)墾適宜性評價時具有一定的優(yōu)勢，其優(yōu)點在于技術(shù)思路簡單，能夠快速評價確定復(fù)墾方向。該方法也存在缺陷，即得出的適宜性等級偏低，從而導(dǎo)致結(jié)論偏保守[8]。

2. 實證分析

2.1 研究區(qū)概況

烏蘭哈達(dá)煤礦位于內(nèi)蒙古鄂爾多斯市準(zhǔn)格爾旗政府駐地薛家灣鎮(zhèn)南西70km處，行政區(qū)劃屬準(zhǔn)格爾旗準(zhǔn)格爾召鎮(zhèn)管轄。東經(jīng)110°13′00″～110°17′05″，北緯39°42′00″～39°44′00″。區(qū)內(nèi)屬半干旱高原大陸性氣候，晝夜溫差較大，年最高氣溫38.3℃，年最低氣溫-30.9℃；年降水量277.7mm～544.1mm，年蒸發(fā)量2297.4mm～2833mm。常年刮風(fēng)，平均風(fēng)速2.3m/秒，最大風(fēng)速24m/秒。無霜期平均165d，凍結(jié)期為5～6個月，最大凍土深度1.50m。該區(qū)土壤主要為栗鈣土，局部地區(qū)還分布有風(fēng)沙土和草甸土，且土層厚度小于30cm。礦區(qū)地形總體呈西高東低。西部海拔標(biāo)高1433.7m，最大高差為126.6m，一般標(biāo)高在1400m～1350m。礦區(qū)為高原侵蝕性丘陵地貌，地形切割強(qiáng)烈，植被稀疏，為半荒漠地區(qū)。

2.2 數(shù)據(jù)來源

以全國第二次土地調(diào)查（2009）、內(nèi)蒙古自治區(qū)統(tǒng)計年鑒、內(nèi)蒙古自治區(qū)鄂爾多斯市準(zhǔn)格爾旗土壤數(shù)據(jù)（1986）為基礎(chǔ)，采用定性與定量相結(jié)合的方法進(jìn)行研究分析。

2.3 結(jié)果與分析

2.3.1 礦區(qū)土地利用現(xiàn)狀

根據(jù)準(zhǔn)格爾旗2014年土地利用現(xiàn)狀圖，礦區(qū)土地利用類型包括有林地、天然牧草地、采礦用地等。經(jīng)預(yù)測，該區(qū)挖損面積為259.2151hm2，外排土場壓占面積為49.8113hm2，表土存放區(qū)面積為17.9616hm2（由于表土存放區(qū)布置在外排土場上，所以本方案不對表土存放區(qū)進(jìn)行單獨工程設(shè)計），總損毀面積為309.0264hm2[13]。如表2-5中的復(fù)墾前地類面積對照。其中挖損區(qū)、外排土場的損毀程度均為重度損毀。

2.3.2 確定復(fù)墾方向與劃分評價單元

復(fù)墾區(qū)內(nèi)有大面積的草地，地形和土壤肥力對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的限制較大，植被類型為中溫干旱氣候草原植被及灌木林地，植被覆蓋率在10%～20%。本研究依據(jù)土地?fù)p毀類型、程度及限制因素劃定為挖損區(qū)和外排土場兩個評價單元。

2.3.3 評價單元土地質(zhì)量條件分析

參照前述適宜性評價等級標(biāo)準(zhǔn)，將評價單元的土地質(zhì)量與復(fù)墾類型主要限制因素比對分析，各評價單元土地質(zhì)量條件見表2-1。

2.3.4 復(fù)墾土地適宜性評價

（1）評價因子對應(yīng)取值

根據(jù)評價區(qū)域的實際情況，每個評價因子劃分為四個等級，由高到低分值設(shè)為4、3、2、1[12]。參照評價等級劃分標(biāo)準(zhǔn)，確定各評價因子對應(yīng)分值，適宜復(fù)墾為耕地影響最強(qiáng)烈的因素是地形坡度，而挖損區(qū)限制最強(qiáng)烈的因素是地形坡度，結(jié)合適宜性等級最低的土地質(zhì)量參評因子決定該單元的土地適宜性等級[14]定論，所以采用極限條件法，得出該挖損區(qū)等級為四級（難利用）狀態(tài)，得到難利用為耕地[15，16]的結(jié)論。復(fù)墾為林地和牧草地的取值如表2-2、表2-3所示。

（2）林地牧草地復(fù)墾分值計算

根據(jù)復(fù)墾為林地、牧草地的參評因子、權(quán)重表和該復(fù)墾土地單元的質(zhì)量條件，采用指數(shù)和法，計算復(fù)墾為林地、牧草地的總分值（根據(jù)極限條件法，此復(fù)墾單元為難利用為耕地，所以對復(fù)墾為耕地的分值不作計算）如表2-4所示。

2.3.5 適宜性評價結(jié)果

結(jié)合當(dāng)?shù)匾?guī)劃，經(jīng)適宜性評價得出受損毀的土地勉強(qiáng)適宜復(fù)墾為有林地、灌木林地、人工牧草地及其田間道路等，評價結(jié)果見表2-5的復(fù)墾前后地類面積對照。

表中數(shù)據(jù)顯示，通過復(fù)墾方案，部分建設(shè)用地轉(zhuǎn)變?yōu)檗r(nóng)用地，從而使農(nóng)用地面積增加。

3. 結(jié)論

（1）準(zhǔn)格爾旗烏蘭哈達(dá)煤礦區(qū)原本包括有林地、天然牧草地、村莊和采礦用地等土地利用類型，可將重度損毀區(qū)域土地復(fù)墾為有林地、灌木林地、天然草地及其田間道路等。增加農(nóng)用地面積的同時取得良好的綜合效益。

（2）采用極限條件法得出該區(qū)域各評價單元均難利用為耕地，在建立土地適宜性評價指標(biāo)的基礎(chǔ)上，地形坡度這一現(xiàn)狀條件決定了各評價單元的最低等級，從而得出各評價單元均難利用為耕地的結(jié)論。通過指數(shù)和法，進(jìn)一步測算出林地、牧草地復(fù)墾方向的各評價單元總分值，得出勉強(qiáng)適宜的結(jié)論。

（3）極限條件法的局限性在于，沒有考慮到研究區(qū)的地形坡度條件與其他如土壤條件等土地性質(zhì)間相互作用影響的情況，即土地某種性質(zhì)的不足有可能被其他性質(zhì)在一定程度上彌補(bǔ)的情況。

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