海南省熱帶臺(tái)地生態(tài)化土地整治分區(qū)與工程設(shè)計(jì)

唐秀美 潘瑜春,? 郝星耀 劉玉 任艷敏

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海南省熱帶臺(tái)地生態(tài)化土地整治分區(qū)與工程設(shè)計(jì)

唐秀美1,2,3,4潘瑜春1,2,3,4,?郝星耀1,2,3,4劉玉1,2,3,4任艷敏1,2,3,4

1. 北京農(nóng)業(yè)信息技術(shù)研究中心, 北京 100097; 2. 國家農(nóng)業(yè)信息化工程技術(shù)研究中心, 北京 100097; 3. 農(nóng)業(yè)部農(nóng)業(yè)信息技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 北京 100097; 4. 北京市農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)工程技術(shù)研究中心, 北京 100097; ? 通信作者, E-mail: panyc@nercita.org.cn

在分析海南省熱帶臺(tái)地耕地整治數(shù)量、質(zhì)量潛力的基礎(chǔ)上, 綜合考慮氣候、土壤、地貌等條件與區(qū)域農(nóng)業(yè)發(fā)展方向, 將海南省熱帶臺(tái)地土地整治劃分為 4 個(gè)區(qū)域: 瓊東現(xiàn)代農(nóng)業(yè)整治區(qū)、瓊南農(nóng)旅一體化整治區(qū)、瓊西生態(tài)調(diào)節(jié)整治區(qū)和瓊北高產(chǎn)高效整治區(qū), 并分析各個(gè)區(qū)域的特點(diǎn)、整治潛力及整治重點(diǎn)方向和關(guān)鍵技術(shù)。結(jié)合海南建設(shè)國際旅游島的背景, 確定臺(tái)地不同區(qū)域的生態(tài)化整治措施, 包括對田塊、道路、溝渠、防護(hù)林的生態(tài)化設(shè)計(jì)方法。研究結(jié)果可以為因地制宜地進(jìn)行臺(tái)地區(qū)域耕地整治, 探索熱帶臺(tái)地地區(qū)生態(tài)化整治措施, 提高海南省熱帶臺(tái)地地區(qū)的土地整治水平提供科學(xué)依據(jù)。

土地整治; 分區(qū); 生態(tài)化; 設(shè)計(jì); 臺(tái)地

土地整治是對低效利用、不合理利用、未利用以及生產(chǎn)建設(shè)活動(dòng)和自然災(zāi)害損毀的土地進(jìn)行的整治活動(dòng)[1], 可以改變土地利用中的不利生態(tài)環(huán)境條件, 提高土地利用效率。土地整治不僅是當(dāng)前我國實(shí)現(xiàn)耕地總量動(dòng)態(tài)平衡的主要途徑, 而且對實(shí)現(xiàn)土地資源優(yōu)化配置、增加土地效益和改善生態(tài)環(huán)境也有重要作用[2–4]。目前有關(guān)土地整治的研究涉及范圍較廣, 包括土地整治潛力評(píng)價(jià)[5]、土地整治時(shí)空配置[6–7]、土地整治效益分析[8]等多方面的內(nèi)容。隨著土地整治工作的深入, 整治內(nèi)涵已由增加耕地?cái)?shù)量為主向“數(shù)量管控、質(zhì)量管理、生態(tài)管護(hù)”三位一體綜合管理轉(zhuǎn)變[8]。隨著新時(shí)期土地整治的目標(biāo)和重點(diǎn)日益多樣化, 考慮到土地整治面臨的地域遼闊、區(qū)域差異顯著的基本特征, 需要在研究區(qū)域差異化的土地整治方向基礎(chǔ)上[9], 明確區(qū)域土地整治的特點(diǎn), 從而采取更有針對性的政策, 發(fā)揮資金投入的最佳效益[10]。對區(qū)域進(jìn)行綜合分析, 分區(qū)域、分模式進(jìn)行因地制宜的整治成為很多學(xué)者的研究重點(diǎn)[11–13]。在土地整治模式與整治分區(qū)劃分中, 已有研究從整治潛力、自然條件、生態(tài)環(huán)境、社會(huì)條件、經(jīng)濟(jì)條件等方面進(jìn)行探討[14–16], 研究對象多以地級(jí)市或直轄市為主, 整治模式或分區(qū)劃定后, 對整治方式的定性分析較多, 定量分析不足, 特別是對整治工程方面較少涉及[17]。土地整治是一項(xiàng)區(qū)域性很強(qiáng)的活動(dòng)[18], 不同地區(qū)有不同的設(shè)計(jì)方案及施工要求, 具有因地設(shè)計(jì)和因地實(shí)施的特點(diǎn)[19]。目前雖然已有土地整治規(guī)劃設(shè)計(jì)項(xiàng)目的相關(guān)規(guī)范, 但是已有規(guī)范中土地整治工程的設(shè)計(jì)方案多是普適性的指導(dǎo)意見, 在典型區(qū)域的應(yīng)用受到一定的限制。因此, 適宜區(qū)域特征的土地整治規(guī)劃設(shè)計(jì)方案是目前研究的熱點(diǎn)[20–22]。

臺(tái)地是沿河谷兩岸或海岸帶隆起的呈帶狀分布的階梯狀地貌。海南島的臺(tái)地主要分布在山區(qū)與海岸帶的過渡區(qū)域, 是熱帶地區(qū)一種重要的地貌類型, 占全島面積的40%左右。海南省熱帶臺(tái)地具有得天獨(dú)厚的氣候、地理優(yōu)勢, 其地形相對平坦, 氣候濕熱, 是全島重要的糧食產(chǎn)區(qū)和全國重要的熱帶農(nóng)業(yè)基地。同時(shí), 海南省熱帶臺(tái)地區(qū)域的耕地由于其特殊的氣候條件與地貌特點(diǎn), 存在土壤易分解流失、土壤沙化及水土流失等問題, 加上土地利用結(jié)構(gòu)不合理、基礎(chǔ)設(shè)施配套不足等問題, 影響到其耕作水平與綜合效益的發(fā)揮, 因此土地整治需求迫切。在建設(shè)國際旅游島的背景下, 對海南島的土地整治提出新的要求, 如何因地制宜地進(jìn)行整治, 保護(hù)區(qū)域生態(tài)環(huán)境, 并提出對應(yīng)的生態(tài)化整治措施, 是海南省熱帶臺(tái)地整治的重點(diǎn)。

目前缺乏針對海南省熱帶臺(tái)地系統(tǒng)性的整治區(qū)域的劃分方法及生態(tài)化整治工程措施, 因此本文以海南省熱帶臺(tái)地為研究對象, 在對熱帶臺(tái)地區(qū)域耕地進(jìn)行數(shù)量、質(zhì)量潛力測算的基礎(chǔ)上, 綜合考慮氣候、土壤、地貌等條件與農(nóng)業(yè)發(fā)展方向, 劃分海南省熱帶臺(tái)地耕地的土地整治分區(qū), 并設(shè)計(jì)適合海南省熱帶臺(tái)地地區(qū)的生態(tài)化土地整治工程技術(shù), 以期因地制宜地進(jìn)行區(qū)域耕地整治, 提高海南省熱帶臺(tái)地地區(qū)的生態(tài)土地整治水平, 為國際旅游島的建設(shè)提供科學(xué)支持。

1 研究區(qū)概況及數(shù)據(jù)來源

1.1 數(shù)據(jù)來源

臺(tái)地地貌數(shù)據(jù)來自海南省的地貌劃分結(jié)果[23], 臺(tái)地耕地?cái)?shù)據(jù)從海南省第二次土地利用調(diào)查數(shù)據(jù)成果①中獲取。

1.2 海南地貌及臺(tái)地特征

海南島的地貌呈穹窿狀, 中間高、四周低, 其地勢從中部山體向外, 按山地、丘陵、臺(tái)地、階地、平原的順序逐級(jí)遞降, 構(gòu)成層狀垂直分布和環(huán)狀水平分布[24]。臺(tái)地海拔在幾十米至幾百米之間, 往往分布在人口較集中的平原和盆地谷地的周圍, 坡度平緩, 一般為 5～7°, 最大不超過 15°。海南省熱帶臺(tái)地一般海拔低于 100 m, 相對高度在 80 m以下。根據(jù)成因的不同, 海南省熱帶臺(tái)地可分為以下幾類: 侵蝕剝蝕臺(tái)地、沖擊臺(tái)地、海積臺(tái)地、海蝕臺(tái)地和熔巖臺(tái)地, 各類型臺(tái)地的分布見圖1。

1.3 海南省熱帶臺(tái)地土地利用概況

海南省熱帶臺(tái)地地區(qū)氣溫高, 光熱足, 地下水位較高, 水熱組合較為優(yōu)越; 地勢低矮平坦, 集中連片, 土層深厚, 便于耕作機(jī)耕條件良好; 土地利用類型多樣, 土地生產(chǎn)潛力較大, 非常適合農(nóng)、園、林、牧綜合開發(fā)利用, 是海南島最主要的農(nóng)耕區(qū)。同時(shí), 臺(tái)地地區(qū)常風(fēng)大, 水分條件東好西差, 臺(tái)風(fēng)東強(qiáng)西弱, 熱量條件南好于北。

通過提取并分析海南省熱帶臺(tái)地地區(qū)的土地利用現(xiàn)狀數(shù)據(jù), 得到土地利用類型分布圖(圖 2) 和區(qū)域土地利用結(jié)構(gòu)表(表 1)。從表 1 可以看出, 海南省熱帶臺(tái)地地區(qū)土地利用類型多樣, 主要用地類型為耕地、園地和林地, 面積占臺(tái)地總面積的近80%, 其次是建設(shè)用地, 其他用地類型的面積相對較小且分布零散。

表1 海南省熱帶臺(tái)地土地利用結(jié)構(gòu)

2 耕地整治潛力測算

耕地整治潛力對于整治項(xiàng)目安排和劃分整治分區(qū)具有重要意義。結(jié)合整治潛力分析, 可以更好地確定整治的重點(diǎn)方向, 并安排最適合的整治工程。本文以海南省熱帶臺(tái)地耕地研究對象, 以耕地地塊為基本測算單元, 使用 GIS 軟件對耕地整治數(shù)量潛力和質(zhì)量潛力分別進(jìn)行計(jì)算。

2.1 數(shù)量潛力測算

耕地整治數(shù)量潛力指在耕地整治中的非有效耕地面積轉(zhuǎn)變?yōu)橛行Ц氐拿娣e, 主要包括通過整治區(qū)域內(nèi)的零星地塊、廢棄園地、溝渠、田坎、田間道路等獲得的耕地面積?？烧蔚牧阈堑貕K包括耕地圖斑中除設(shè)施農(nóng)用地和村莊用地外, 面積較小的土地類型, 這部分可以全部整治為耕地。

本文采用耕地系數(shù)法來測算耕地整治數(shù)量潛力[25], 其中耕地系數(shù)為地塊斑塊中凈耕地面積所占的比例。具體計(jì)算方法為: 分別選取各個(gè)坡度下的平均耕地系數(shù)作為這一坡度下耕地系數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)值, 將每塊耕地斑塊的耕地系數(shù)與這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行比較, 進(jìn)而計(jì)算現(xiàn)狀耕地系數(shù)與標(biāo)準(zhǔn)系數(shù)的差值, 將地塊面積與該差值相乘的結(jié)果作為該耕地地塊的整治數(shù)量潛力, 然后逐級(jí)計(jì)算行政區(qū)的數(shù)量潛力。耕地系數(shù)法計(jì)算公式如下:

M為耕地地塊的整治數(shù)量潛力(hm2);A為地塊的面積(hm2);標(biāo)為地塊所在坡度級(jí)別的平均耕地系數(shù), 即標(biāo)準(zhǔn)系數(shù);P為地塊的耕地系數(shù)。

按式(1)的方法, 利用 ArcGIS 軟件計(jì)算各臺(tái)地耕地地塊的整治數(shù)量潛力, 并匯總得到海南省各市縣行政區(qū)(表2, 圖3)。

表2 海南省各行政區(qū)臺(tái)地耕地?cái)?shù)量潛力

從表2和圖3可以看出: 海南省熱帶臺(tái)地耕地整治數(shù)量潛力總體為 2790.95 hm2, 北部沿海市縣數(shù)量潛力較高, 南部沿海市縣數(shù)量潛力次之, 中部的屯昌縣、瓊中縣、保亭縣 3 個(gè)市縣數(shù)量潛力最低。其中, 海口市數(shù)量潛力最高, 為 300.95 hm2, 瓊中縣數(shù)量潛力最低, 為14.07 hm2, 各市縣整治數(shù)量潛力差異較大, 且臺(tái)地耕地整治數(shù)量潛力與臺(tái)地耕地面積呈正比。

2.2 質(zhì)量潛力測算

整治質(zhì)量潛力可以從整治后耕地的利用等級(jí)提升和生產(chǎn)能力提升進(jìn)行衡量。耕地整治將原來地勢高低不平的土地進(jìn)行平整, 并建設(shè)配套的農(nóng)田道路和水利設(shè)施, 從而提高耕地的質(zhì)量和生產(chǎn)能力。通過分析海南省已實(shí)施的耕地整治項(xiàng)目對耕地的改善情況, 可以認(rèn)為實(shí)施整治工程后耕地利用平均可提高1個(gè)等級(jí)。一般來說, 利用等級(jí)提高 1 個(gè)等級(jí), 標(biāo)準(zhǔn)糧產(chǎn)量提高100 kg/hm2[26], 據(jù)此可以計(jì)算出海南省熱帶臺(tái)地的整治生產(chǎn)能力提升潛力, 按照行政區(qū)進(jìn)行匯總統(tǒng)計(jì)后得到各市縣的耕地整治潛力(表3)以及整治潛力分布圖(圖 3)。

從表 3 和圖 3 可以看出, 海南省熱帶臺(tái)地耕地整治質(zhì)量潛力總體為 5514.90×104kg, 北部沿海市縣的耕地質(zhì)量潛力最高, 其次為西部沿海市縣, 再次為南部沿海市縣, 中部的瓊中縣、保亭縣最低, 質(zhì)量潛力的空間分布與數(shù)量潛力相似。其中, ?？谑凶罡? 為 588.69×104kg, 瓊中縣最低, 為 43.75× 104kg, 臺(tái)地耕地整治質(zhì)量潛力與臺(tái)地耕地面積呈正相關(guān)關(guān)系。

表3 海南省各行政區(qū)臺(tái)地耕地整治質(zhì)量潛力

3 整治分區(qū)劃分

3.1 劃分原則

劃分土地整治分區(qū)時(shí)需要以綜合的多元化的視角切入, 考慮不同區(qū)域社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的差異性, 整治分區(qū)結(jié)果要體現(xiàn)區(qū)域性與宏觀性。長期以來, 海南省已形成諸多特色鮮明的農(nóng)用地利用典型模式, 塑造了區(qū)域土地利用的總體格局。本文根據(jù)以上原則, 結(jié)合海南當(dāng)前農(nóng)用地利用特點(diǎn)、整治潛力情況及農(nóng)業(yè)發(fā)展方向, 進(jìn)行海南省熱帶臺(tái)地整治分區(qū)的劃分。

3.2 劃分結(jié)果

海南省熱帶臺(tái)地整治劃分為4個(gè)區(qū): 瓊東現(xiàn)代農(nóng)業(yè)整治區(qū)、瓊南農(nóng)旅一體化整治區(qū)、瓊西生態(tài)調(diào)節(jié)整治區(qū)和瓊北高產(chǎn)高效整治區(qū)。各分區(qū)的空間分布見圖 4。下面對各類整治區(qū)的特點(diǎn)、耕地整治潛力、整治重點(diǎn)方向及整治關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行分析。

3.2.1 瓊東現(xiàn)代農(nóng)業(yè)整治區(qū)

瓊東現(xiàn)代農(nóng)業(yè)整治區(qū)主要分布在海口、文昌、瓊海和萬寧。該區(qū)域土地開發(fā)利用歷史悠久, 降水豐沛, 存在水土流失問題, 林地、天然濕地多, 農(nóng)業(yè)文化資源豐富, 文化休閑功能突出, 有一定的糧食生產(chǎn)能力和農(nóng)產(chǎn)品供給功能, 但農(nóng)業(yè)就業(yè)保障功能弱。該區(qū)域的耕地整治數(shù)量潛力為 692.64 hm2, 質(zhì)量潛力為 1518.24′104kg。主要的限制因素是土地墾殖率高, 宜農(nóng)后備土地資源缺乏, 土地供需矛盾加劇; 非農(nóng)產(chǎn)業(yè)發(fā)達(dá), 耕地“非糧化”趨勢明顯, 農(nóng)民對耕地的依賴性弱。該區(qū)域的農(nóng)業(yè)發(fā)展方向?yàn)榉€(wěn)定耕地的糧食生產(chǎn)能力, 重點(diǎn)開發(fā)優(yōu)質(zhì)瓜果、特色水果和蔬菜, 建成果菜生態(tài)農(nóng)業(yè)區(qū), 做好生態(tài)旅游、觀光農(nóng)業(yè)、休閑農(nóng)業(yè)等重點(diǎn)項(xiàng)目。該區(qū)域的土地整治關(guān)鍵技術(shù)為農(nóng)用地多功能整合與提升技術(shù)和土地景觀生態(tài)功能提升技術(shù)。

3.2.2 瓊南農(nóng)旅一體化整治區(qū)

瓊南農(nóng)旅一體化整治區(qū)主要分布在樂東、保亭、陵水和三亞。該區(qū)域土地資源稀缺, 人均耕地面積小, 降水資源相對海南其他區(qū)域少, 農(nóng)產(chǎn)品供給能力差, 森林覆蓋率高, 旅游資源豐富, 旅游產(chǎn)業(yè)發(fā)達(dá), 有極強(qiáng)的文化休閑能力。該區(qū)域的耕地整治數(shù)量潛力為 451.11 hm2, 質(zhì)量潛力為 708.21′104kg。主要的限制因素是基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)相對滯后, 社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展比較緩慢, 區(qū)位優(yōu)勢未得到充分發(fā)揮。該區(qū)域的農(nóng)業(yè)發(fā)展方向?yàn)楸３指孛娣e穩(wěn)中有增, 開發(fā)沿海瓜菜、水稻、特色水果、水產(chǎn)品和特色經(jīng)濟(jì)作物, 重點(diǎn)實(shí)施“南繁育種工程”和農(nóng)業(yè)高新技術(shù)示范區(qū); 提高森林覆蓋率, 建設(shè)觀光農(nóng)業(yè)、休閑農(nóng)業(yè)示范區(qū)。該區(qū)域的土地整治關(guān)鍵技術(shù)為土地質(zhì)量提升技術(shù)、土地景觀生態(tài)功能提升技術(shù)和臺(tái)地生態(tài)防護(hù)技術(shù)。

3.2.3 瓊西生態(tài)調(diào)節(jié)整治區(qū)

瓊西生態(tài)調(diào)節(jié)整治區(qū)主要分布在東方、昌江、儋州和白沙。該區(qū)域土地資源豐富, 降雨少, 水土流失、土地沙化嚴(yán)重, 同時(shí), 濕地多, 森林覆蓋度高, 有一定的農(nóng)產(chǎn)品和糧食供給能力, 但文化休閑功能相對較弱, 生態(tài)調(diào)節(jié)功能突出。區(qū)域的耕地整治數(shù)量潛力為807.44 hm2, 質(zhì)量潛力為1690.05′104kg。該區(qū)域臺(tái)地耕地面積大, 土地整治潛力較大, 通過整治可對現(xiàn)有農(nóng)業(yè)生產(chǎn)有較大提升。限制因素為土地不平整, 水利設(shè)施不配套, 土壤肥力較低, 且現(xiàn)有部分水利工程設(shè)施老化、退化嚴(yán)重, 灌溉方式粗放。區(qū)域農(nóng)業(yè)發(fā)展方向?yàn)榇罅Πl(fā)展設(shè)施農(nóng)業(yè), 通過優(yōu)化種植結(jié)構(gòu)、推廣節(jié)水灌溉技術(shù), 提高農(nóng)田有效利用率, 重點(diǎn)開發(fā)優(yōu)質(zhì)瓜果菜產(chǎn)品, 建設(shè)精深加工、出口貿(mào)易基地, 加快發(fā)展現(xiàn)代精致農(nóng)業(yè), 進(jìn)一步構(gòu)建具有西部區(qū)域特色的現(xiàn)代農(nóng)業(yè)體系。區(qū)域的土地整治關(guān)鍵技術(shù)為節(jié)水型生態(tài)農(nóng)業(yè)設(shè)計(jì)技術(shù)、中低產(chǎn)田改造技術(shù)和基礎(chǔ)設(shè)施配套建設(shè)工程。

3.2.4 瓊北高產(chǎn)高效整治區(qū)

瓊北高產(chǎn)高效整治區(qū)分布在臨高、澄邁、定安、屯昌和瓊中。該區(qū)域土地資源少, 降水豐沛, 水土流失問題嚴(yán)重, 糧食產(chǎn)量高, 農(nóng)業(yè)資源豐富, 農(nóng)產(chǎn)品功能能力強(qiáng), 有一定的休閑功能, 生態(tài)調(diào)節(jié)功能突出。該區(qū)域的耕地整治數(shù)量潛力為 839.76 hm2, 質(zhì)量潛力為 1598.40′104kg。當(dāng)前的土地利用效率低下, 土地整治潛力巨大, 通過土地整治可以有效提高耕地面積和耕地產(chǎn)能。該區(qū)域的農(nóng)業(yè)發(fā)展方向?yàn)榇龠M(jìn)特色優(yōu)勢農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)的規(guī)模擴(kuò)張和結(jié)構(gòu)升級(jí), 重點(diǎn)開發(fā)優(yōu)質(zhì)瓜菜、特色水果等農(nóng)產(chǎn)品, 努力建成瓜菜、水果、糧食生態(tài)農(nóng)業(yè)區(qū), 開發(fā)特色生態(tài)旅游區(qū)(線)和休閑、觀光農(nóng)業(yè)帶。限制因素為水利設(shè)施不完備, 中低產(chǎn)田比重較大, 坡耕地較多, 水土流失比較嚴(yán)重。該區(qū)域的整治關(guān)鍵技術(shù)為灌排設(shè)施布局優(yōu)化技術(shù)、土地質(zhì)量提升技術(shù)和區(qū)域土地適宜性評(píng)價(jià)與布局技術(shù)。

4 生態(tài)化整治措施

海南省熱帶臺(tái)地地區(qū)土地整治工程生態(tài)設(shè)計(jì)是結(jié)合海南省熱帶臺(tái)地地區(qū)整治區(qū)劃分, 對項(xiàng)目區(qū)內(nèi)整治工程進(jìn)行的生態(tài)化設(shè)計(jì)。本研究基于已有的生態(tài)化整治工程的研究成果[27–28], 結(jié)合海南省熱帶臺(tái)地地區(qū)的實(shí)際特點(diǎn), 對海南省熱帶臺(tái)地整治的土地整治生態(tài)化工程進(jìn)行設(shè)計(jì), 主要包括對海南省熱帶臺(tái)地地區(qū)土地整治中的田塊、道路、灌渠、排水溝和防護(hù)林等整治工程的生態(tài)化設(shè)計(jì)。

4.1 田塊修筑工程

熱帶臺(tái)地地區(qū)的田塊修筑工程指按照一定的田塊設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)所開展的土方挖填和埂坎修筑等措施, 修筑田塊類型包括梯田、條田和其他田塊等, 整治后的田塊應(yīng)有利于作物的生長發(fā)育, 有利于田間機(jī)械作業(yè), 有利于水土保持, 滿足灌溉排水要求和防風(fēng)要求, 便于經(jīng)營管理。田塊規(guī)模、長度及寬度參考張正峰等[29]對平原區(qū)、丘陵區(qū)土地整治中田塊規(guī)模的影響研究, 結(jié)合臺(tái)地地區(qū)的實(shí)際情況確定(表 4)。臺(tái)地地區(qū)耕地有一定的坡度, 宜采用局部平整的方式進(jìn)行平整。

4.2 道路工程

海南省熱帶臺(tái)地地區(qū)的道路工程生態(tài)設(shè)計(jì)要方便生產(chǎn), 滿足交通運(yùn)輸、農(nóng)機(jī)行駛和田間生產(chǎn)管理的要求; 規(guī)劃道路應(yīng)盡量與項(xiàng)目區(qū)內(nèi)原有道路銜接, 且避免穿越生態(tài)敏感區(qū), 減小對環(huán)境的干擾; 同時(shí), 要為動(dòng)物遷移設(shè)置通道, 盡量使用生態(tài)的材料, 并增加道路綠化面積。具體設(shè)計(jì)見表5。

4.3 灌溉渠道工程

海南省熱帶臺(tái)地地區(qū)的灌溉工程生態(tài)設(shè)計(jì)要維持渠道輸水功能, 并且需在滿足輸水效率的基礎(chǔ)上減小對生態(tài)環(huán)境的影響。同時(shí), 為保障田間生物自由通行不受阻礙, 應(yīng)營造多樣化的水流環(huán)境、增加水路兩側(cè)綠化率, 并與周圍自然景觀相配合。具體設(shè)計(jì)見表6。

4.4 排水溝工程

熱帶臺(tái)地地區(qū)排水溝的設(shè)計(jì)要維持排水功能, 尊重原有自然環(huán)境, 保障田間生物自由通行不受阻礙, 增加透水性, 涵養(yǎng)地下水。同時(shí), 要保護(hù)田間生物, 增加水路兩側(cè)綠化率, 并與周圍自然景觀相配合。具體設(shè)計(jì)見表7。

表4 海南省熱帶臺(tái)地地區(qū)土地整治田塊修筑工程設(shè)計(jì)

表5 海南省熱帶臺(tái)地地區(qū)土地整治生態(tài)化道路設(shè)計(jì)

表6 海南省熱帶臺(tái)地地區(qū)土地整治生態(tài)化渠道設(shè)計(jì)

表7 海南省熱帶臺(tái)地地區(qū)土地整治生態(tài)化排水溝設(shè)計(jì)

4.5 農(nóng)田防護(hù)林工程

臺(tái)地地區(qū)農(nóng)田防護(hù)林建設(shè)應(yīng)重視恢復(fù)自然植被斑塊, 因地制宜地增加綠色廊道和分散的自然斑塊、灌叢, 模擬地域自然植物群落, 建立生態(tài)經(jīng)濟(jì)型、生態(tài)景觀型防護(hù)林體系(表 8)。農(nóng)田林網(wǎng)可以采用疏透型結(jié)構(gòu), 由喬木和灌木搭配種植。林帶方向主要由項(xiàng)目區(qū)的主害風(fēng)方向和地形條件決定, 一般林帶方向垂直于主害風(fēng)方向, 并沿田塊長邊方向布置。樹種的選擇按照適地適種的原則, 充分利用鄉(xiāng)土植物。林帶的寬度用式(2)計(jì)算[30]:

= (-1) ×+ 2, (2)

式中,為林帶寬度(m),為植樹行數(shù),為行距(m),為由田邊到林緣的距離(m)。

表8 海南省熱帶臺(tái)地地區(qū)土地整治生態(tài)化農(nóng)田防護(hù)林設(shè)計(jì)

5 結(jié)論及討論

本文以海南省熱帶臺(tái)地為研究對象, 在測算臺(tái)地耕地整治的數(shù)量潛力和質(zhì)量潛力的基礎(chǔ)上進(jìn)行整治分區(qū)的劃分。研究發(fā)現(xiàn), 海南省熱帶臺(tái)地耕地整治數(shù)量潛力較大, 達(dá)到2790.95 hm2, 臺(tái)地耕地整治質(zhì)量潛力總體為5514.90×104kg, 空間分布與數(shù)量潛力相似, 都與各區(qū)縣臺(tái)地耕地的分布數(shù)量有較大關(guān)系。結(jié)合海南當(dāng)前農(nóng)用地利用特點(diǎn)、氣候地貌特點(diǎn)及農(nóng)業(yè)發(fā)展方向, 劃分了 4 個(gè)整治區(qū)域, 并對各整治區(qū)的特點(diǎn)、整治潛力、整治重點(diǎn)方向及關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了分析。在此基礎(chǔ)上, 結(jié)合不同整治分區(qū)的特點(diǎn)及海南建設(shè)國際旅游島的背景, 分析了不同整治區(qū)的生態(tài)化整治工程措施。

土地整治是一個(gè)多類型、多級(jí)別、多層次的綜合系統(tǒng)。一般類型的土地整治是以增加有效耕地面積并提高耕地質(zhì)量為中心, 強(qiáng)調(diào)對整治區(qū)的基礎(chǔ)設(shè)施配套工程, 許多工程要對區(qū)域進(jìn)行大面積硬化, 從而改變了土地利用方式、土地利用結(jié)構(gòu)以及土地覆被狀況, 對農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)造成強(qiáng)烈干擾, 大規(guī)模地改變了地表景觀結(jié)構(gòu), 因此, 不適當(dāng)?shù)恼喂こ檀胧ν寥佬誀?、生物多樣性和生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性有一定的負(fù)面影響。而生態(tài)化土地整治在進(jìn)行整治工程規(guī)劃和設(shè)計(jì)中, 在滿足項(xiàng)目區(qū)基本要求的同時(shí), 強(qiáng)調(diào)土地整治區(qū)從物種、地塊到整治區(qū)的多尺度生態(tài)化整治與景觀空間優(yōu)化配置的統(tǒng)籌設(shè)計(jì), 把生態(tài)化整治和景觀設(shè)計(jì)技術(shù)作為維護(hù)土地整治區(qū)生物多樣性、保持土地整治區(qū)生態(tài)可持續(xù)性的必要手段, 強(qiáng)調(diào)土地整治項(xiàng)目中的生態(tài)化整治與景觀設(shè)計(jì)具有內(nèi)在關(guān)聯(lián)性的集成組合。本研究重點(diǎn)考慮臺(tái)地農(nóng)業(yè)發(fā)展方向及土地利用特點(diǎn)進(jìn)行區(qū)域劃分, 并對不同區(qū)域的生態(tài)整治工程設(shè)計(jì)方法進(jìn)行探索性的總結(jié)歸納, 更詳細(xì)和適宜的整治區(qū)域劃分及整治工程設(shè)計(jì)方法仍有待進(jìn)一步探索。

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①屯昌縣國土環(huán)境資源局. 屯昌縣2008年第二次農(nóng)村土地調(diào)查地類圖斑。

Partition and Ecological Design Technology of Land Consolidation Project in Tropical Platform Area

TANG Xiumei1,2,3,4, PAN Yuchun1,2,3,4,?, HAO Xingyao1,2,3,4, LIU Yu1,2,3,4, REN Yanmin1,2,3,4

1. Beijing Research Center for Information Technology in Agriculture, Beijing Academy of Agriculture and Forestry Sciences, Beijing 100097; 2. National Engineering Research Center for Information Technology in Agriculture, Beijing 100097; 3. Key Laboratory of Agri-informatics, Ministry of Agriculture, Beijing 100097; 4. Beijing Engineering Research Center of Agricultural Internet of Things, Beijing 100097; ?Corresponding author, E-mail: panyc@nercita.org.cn

Considering the climate, soil and landform characteristics of tropical area, agricultural development direction and other conditions, the authors explore the land consolidation mode of tropical platform area in Hainan Province based on the analysis of cultivated land consolidation potential. There are four types of land consolidation, the modern agriculture pattern in eastern area, the agricultural tourism integration pattern in southern area, the ecological regulation pattern in western area and the high yield and high efficiency renovation pattern in northern area. Then, the characteristics, potential, the focus of land consolidation direction and key technology of each pattern are analyzed. Combined with the construction of Hainan international tourism island, this paper explores the ecological design modes and scheme of land consolidation project in tropical platform area based on the existing design in land consolidation project, including the design modes of plots, road, irrigation canals and ditches, to meet the climateandlandformcharacteristics of tropical area. The research can provide a scientific basis for the planning and design modes of land consolidation in tropical platform area.

land consolidation; partition; ecological; design; platform

10.13209/j.0479-8023.2016.103

F301

2015-05-06;

2015-08-06;

網(wǎng)絡(luò)出版日期: 2016-11-06

國土資源部公益性行業(yè)科研專項(xiàng)(201211028-4)資助