黃土高原區(qū)廢棄窯洞復墾與實施效應研究
——以甘肅省西峰區(qū)為例

（甘肅省國土資源規(guī)劃研究院，甘肅 蘭州 730000）

從古代原始初的“穴居野處”始，窯洞一直為黃土高原人們居住的主要形式。早在宋代，鄭剛中在他的《西征道記》中就有了關于陜北、隴東、晉中和豫西凡大窯洞區(qū)的記載。中國窯洞由穴居逐漸演變?yōu)楹啒愕狞S土窯洞、寒窯，最后發(fā)展到具有高度傳統文化內涵的“窯洞居民”。這種“耕讀文明”社會背景下生成的民居，稱作“原生生態(tài)建筑”。其具有原生的綠色建筑思想，是最具有本土文化特色的建筑，是地區(qū)建筑文化的“根”，是中華“住文化”的淵源[1]。

目前對于西北黃土高原區(qū)窯洞的研究，大部分集中于建筑科學領域，從窯洞施工中土壤穩(wěn)定性和巖土工程方面研究對窯洞的保護，或者探討窯洞建筑中的生態(tài)和節(jié)能理念[2][3][4]；還有一部分集中于從對窯洞歷史文化的角度研究窯洞的保護問題[5][6]。然而，在有關土地利用研究方面，對于窯洞的研究相對較少。

土地復墾是指對生產建設活動和自然災害損毀的土地，采取整治措施，使其達到可供利用狀態(tài)的活動。例如，在生產建設過程中，因挖損、塌陷、壓占等原因造成的土地破壞，采取整治措施，使其恢復到可供利用狀態(tài)的活動。已有的研究對象多是在礦區(qū)復墾土地[7][8]，也有對其他類型復墾土地的研究[9]，但對北方地區(qū)村莊復墾土地的研究卻鮮有出現，而對于西北黃土高原區(qū)窯洞復墾的相關研究則更少。景生鵬等（2015）以甘肅省西峰區(qū)為研究區(qū)域，在對研究區(qū)域靠崖式窯洞、胡同式窯洞及地坑院窯洞現狀進行調查的基礎上，運用指數和法與適宜性調查相結合的方法進行適宜性評價，按照潛力系數進行潛力級別劃分，進而分析研究區(qū)域廢棄窯洞的復墾潛力[10]。馮永忠等采用FAO的土地適宜性評價方法，選擇了有效土層厚度、土壤質地、土壤鹽漬化程度、土壤污染程度、土壤有機質、土壤pH值、坡度和地表穩(wěn)定性8項指標，對黃土高原溝壑區(qū)廢棄窯洞土地復墾適宜性進行了評價[11]。陳亞偉等黃土高原不同利用類型廢棄窯洞對土壤物理性質的影響，不同窯洞利用方式對土壤質地沒有明顯的影響，但對土壤容重具有顯著影響[12]。缐國敏等對西峰區(qū)廢棄窯洞中的靠崖式和胡同式廢棄窯洞宅基地復墾前后土壤理化性質進行對比研究[13]。

本文嘗試在梳理以往研究的基礎上，以甘肅省西峰區(qū)為例，選取不同類型廢棄窯洞的典型地塊作為研究區(qū)，分類確定復墾技術，并對復墾實施后帶來的生態(tài)效應、經濟效應、社會效應和景觀效應做出評價，以期為黃土高原區(qū)廢棄窯洞復墾，解決建設用地供需矛盾，促進土地節(jié)約集約利用提供參考。

一、研究區(qū)概況與數據來源

（一）研究區(qū)所在區(qū)域概況

研究區(qū)位于甘肅省西峰區(qū)。西峰區(qū)位于甘肅省東部慶陽市中部，座落在“北控河套、南屏關中”的董志塬腹地。地質構造為中國北方華北地臺大地構造單元，位于鄂爾多斯向斜的東翼，地處關山—六盤山褶皺帶以東的鄂爾多斯臺區(qū)。在地質構造上屬于內陸新華夏系統沉積帶的構造盆地。西峰區(qū)地貌特征為黃土高原溝壑區(qū)，地勢由東北向西南傾斜，海拔1 421m。地形呈扇形，南北長約47.7km，東西寬約34.8km，地勢平坦，土壤肥沃。

2013年全區(qū)土地面積99 901.82hm2，其中農用地面積為62 918.61hm2，占土地總面積的62.98%；建設用地面積為14 998.81hm2，占土地總面積的15.01%，其中農村居民點用地11 823.15hm2，占建設用地總量的78.83%；其他土地面積為21 984.40hm2，占土地總面積的22.01%。西峰區(qū)窯洞面積占全區(qū)農村居民點用地面積的47.09%，其中大部分已廢棄，復墾潛力較大。同時，西峰區(qū)土地利用面臨人均耕地面積少、建設用地不節(jié)約的問題：西峰區(qū)人均耕地面積為0.09hm2，低于全國人均耕地0.1hm2水平，為世界平均水平的1/3；人均農村居民點用地面積達413.95m2，遠超過人均用地150m2的國家控制標準。

（二）研究區(qū)概況

研究區(qū)涉及不同類型的廢棄窯洞，位于西峰區(qū)羅航村、夏劉村和冉李村，研究面積483.26hm2，區(qū)內人口3 490人，現狀人均耕地面積為0.09hm2，人均農村居民點面積為380m2。

（三）數據來源

本文中遙感影像數據來源于2009年、2012年和2016年的變更影像，矢量數據來源于2010年和2013年第二次全國土地調查變更數據庫，其他數據主要來源于西峰區(qū)縣級和鄉(xiāng)級統計數據，以及實地踏勘調研數據。

二、廢棄窯洞復墾技術

（一）窯洞的類型

黃土高原區(qū)窯洞可分為三類：一是靠崖式窯洞，多出現在黃土土坡、土塬邊緣地帶，以及溝壑的兩側面[14-15]；二是胡同式窯洞，該類窯洞先用磚石、土坯砌出拱形窯洞結構，再覆土掩蓋而成，也叫做覆土窯洞或掩土窯洞[13]；三是地坑式窯洞，有學者稱之為“下沉式窯洞”或“地坑院”，是位于地面以下的窯洞，坑院院主要由主體窯洞和院落組成，分布較為分散，一片平地中間一戶地坑院，外形類似四合院[16-17]。

（二）廢棄窯洞復墾技術

本文確定的研究區(qū)包含以上三類窯洞。廢棄窯洞的復墾要根據不同的窯洞類型，選擇不同復墾技術。

1.靠崖式廢棄窯洞復墾技術。靠崖式窯洞分布于研究區(qū)的A片區(qū)，面積245.62hm2，涉及農戶550戶。該類窯洞依山而建，復墾時采用“挖一半，填一半”的技術，重點在于根據上層塬面與窯洞底面高差合理確定梯田高度和后退寬度，將其整理為階梯型，配套相應的田坎、生產道路和溝頭防護，以防止水土流失，提高田塊蓄水能力，便于農民耕種。

2. 胡同式廢棄窯洞復墾技術。胡同式窯洞分布于研究區(qū)的B片區(qū)，面積174.34hm2，涉及農戶430戶。該類窯洞以集中連片為主，復墾時結合地形地貌和原有地勢的不同，因地制宜設計不同高程的田塊。窯洞拆除時，用推土機把舊宅基地房前屋后、老墻、窯背有機土分片集中堆放，再用推土機、裝載機拆除項目區(qū)內的舊宅，清理舊建筑中的磚塊等廢棄物，拆除后結合土地平整綜合利用。配套相應的生產道路和田間防護林，以防止水土流失，提高田塊蓄水能力，便于農民耕種。

3.地坑院廢棄復墾技術。地坑院窯洞分布于研究區(qū)的C片區(qū)，面積63.3hm2，涉及農戶101戶。地坑院較為獨立，且在西峰區(qū)較為少見，此類窯洞復墾整理模式有兩種，一種是將其保留，作為蔬菜大棚或者養(yǎng)殖基地；一種是將其充填、與周圍地塊形成臺地模式，對于充填平整的復墾技術共包括土方開挖工程、土方回填工程、道路建設等階段。首先，開挖地坑院工程施工前，必須對各個地坑院的分布、數量和地坑院內窯洞數量做詳細勘察。土方回填階段，地坑院挖塌填實時，中間不得出現漏斗狀，院中原有集雨窖也必須填實。在挖塌填實過程中，需考慮側壓力的影響。土地平整后，需要進一步考慮排水問題，應該將田間排水與村落排水相結合，形成完整的排水系統。

三、廢棄窯洞復墾實施效應評價

項目區(qū)廢棄窯洞復墾受國土資源部公益性行業(yè)科研專項項目（編號201111015）支持，已在2014年12月完成復墾，本文就項目區(qū)的實施情況作出效應評價，客觀評判項目實施所產生的生態(tài)、經濟、社會和景觀等方面的影響。

（一）評價指標體系構建

土地復墾實施效應評價是一項系統性、綜合性、技術性很強的工作[18]。廢棄窯洞復墾關乎當地的生態(tài)、經濟、社會和景觀等多個方面，且各個方面互為影響、互為制約，因此對其進行實施后影響評價的指標選取涉及多個方面。本文將廢棄窯洞復墾實施效應分為生態(tài)效應、經濟效應、社會效應和景觀效應。生態(tài)效應是指廢棄窯洞復墾后產生的生態(tài)條件的變化對其產生的影響。經濟效應是指復墾后耕地的變化引起的對收入和生產規(guī)模的影響。社會效應是指復墾后產生的農民生活滿意度、基礎設施用地的變化對居民產生的影響。景觀效應是指復墾后土地利用景觀類型的數量、結構等的變化對農村景觀產生的影響。遵循科學性、綜合性和可操作性的原則，在參考已有研究的基礎上，構建廢棄窯洞復墾實施效應評價指標體系，詳見表1。

表1 廢棄窯洞復墾實施效應評價指標體系

（二）評價指標權重確定

本文使用層次分析法（AHP法）確定評價指標權重。以廢棄窯洞復墾實施效應作為目標層，以生態(tài)效應、經濟效應、社會效應和景觀效應作為準則層，將四大效應中所選取的具體評價因子作為指標層。本文采用1～9的標度來衡量兩個因子之間的相對重要性，筆者邀請相關專家對因子間的相對重要性給出標度值，最終取各專家所給標度值的幾何平均數形成各準則層的判斷矩陣。分別計算權重向量，并進行一致性檢驗。經計算，各層級之間CR均小于0.10，滿足一致性檢驗要求。最后經過層次總排序，得到A—C，Bi—C的權重，詳見表2。

（三）指標隸屬度的確定

本位將評價指標分為A、B+、B、B-、C等5個等級來評判廢棄窯洞復墾的效果，首先邀請7位專家對于研究區(qū)各指標復墾前、復墾后的狀況分別進行評判，然后根據各位專家的評語，做出模糊統計分析，通過計算得到指標的隸屬度，建立模糊評價矩陣。

復墾前評價指標的隸屬度矩陣：

表2 廢棄窯洞復墾實施效應評價指標權重

表3 廢棄宅基地復墾前后專家評價模糊統計

根據表3，可以構建廢棄窯洞復墾項目實施前后各評價指標的隸屬度矩陣：

復墾后評價指標的隸屬度矩陣：

（四）多層次模糊綜合評判模型應用

通過計算，各指標權重已知，分別為：

根據上述各指標隸屬度矩陣，可以建立生態(tài)效應、經濟效應、社會效應、景觀效應及綜合效益的模糊綜合評級Bi=Ai×Ri、B=A×R，并進行模糊運算。

復墾前后生態(tài)效應評價模型：

復墾前后經濟效應評價模型：

復墾前后社會效應評價模型：

復墾前后景觀效應評價模型：

綜合效應評價是在以上準則層評價結果的基礎上進行的，由以上四效應評價結果組合構成綜合效應評價的判斷矩陣，廢棄窯洞復墾實施前后綜合效益評價的判斷矩陣是：

因此，復墾前后綜合效應評價模型為：

（五）評價計算結果

為了對項目區(qū)整理前后的效應進行比較，真實客觀的反映土地整理所產生的綜合效益，在運用多層次模糊綜合評價法對廢棄窯洞復墾綜合效益從低層到高層逐層進行評價，得到各層次模糊運算結果的基礎上，再引入等差法設定效益評價扥及標準，建立評價標準分值函數：

以此計算出項目區(qū)復墾前后的生態(tài)效應、經濟效應、社會效應、景觀效應的評價分值，即：

（1）生態(tài)效應

復墾前：Z1=B1×F=35.27

復墾后：Z' 1=B' 1×F=86.61

（2）經濟效應

復墾前：Z2=B2×F=39.58

復墾后：Z' 2=B' 2×F=74.20

（3）社會效應

復墾前：Z3=B3×F=43.88

復墾后：Z' 3=B' 3×F=76.29

（4）景觀效應

復墾前：Z4=B4×F=42.20

復墾后：Z' 4=B' 4×F=72.10

（5）綜合效應

復墾前：Z=B×F=39.54

復墾后：Z'=B'×F=78.16

由計算結果可看出，復墾前的生態(tài)、經濟、社會、景觀和綜合效應均小于60分，所有條件均處于C的級別，都不利于項目區(qū)生態(tài)經濟社會環(huán)境的穩(wěn)定發(fā)展；項目的實施，為項目區(qū)帶來了巨大的生態(tài)、經濟、社會和景觀效應，整理后，生態(tài)效應在85分以上，達到了B+的級別，其余三項和綜合效益在70—80之間，達到了B的級別。

四、結論

第一，通過對廢棄窯洞的分類復墾，有效增加了耕地面積，改善了農業(yè)生產條件，提高了土地利用率，從而提高了勞動生產率，在農民增產增收方面切實發(fā)了重要作用，為當地的經濟發(fā)展做出了應有的貢獻。項目區(qū)土地墾殖率、農田抵御災害能力都有明顯提高，對項目區(qū)生態(tài)環(huán)境的改善起到了顯著作用。

第二，通過方法計算得出項目區(qū)的生態(tài)效益、經濟效益、社會效益和景觀效應都得到了良好的改善，分值分別從整理前的35.27、39.58、43.88、42.20分提高到整理后的86.61、74.20、76.29、72.10分，綜合效益分值也從整理前的39.54分提高到了78.16分，從分值前后的變化可以看出，該項目的實施總體上是成功的，整理后都在70分以上，達到了良的程度，取得了較為滿意的效果。

第三，在評價過程中首先運用層次分析法和專家打分法相結合確定指標權重，其次運用多層次模糊綜合評價法對整理前后項目區(qū)的各項效益分別進行評價，考慮各因素對土地整理總體效益的影響，綜合了多個專家的評價意見，將定性和定量的分析有機地結合起未，既能夠充分體現評價因素和評價過程的模糊性，又盡量減少個人主觀臆斷所帶來的弊端，比一般的評比打分等方法更符合客觀實際。