黃土丘陵溝壑區(qū)溝道土地整治對鄉(xiāng)村人地系統(tǒng)的影響

李裕瑞，李 怡，范朋燦,3，劉彥隨,3,4

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黃土丘陵溝壑區(qū)溝道土地整治對鄉(xiāng)村人地系統(tǒng)的影響

李裕瑞1，李 怡2，范朋燦1,3，劉彥隨1,3,4※

（1. 中國科學(xué)院地理科學(xué)與資源研究所，北京 100101；2. 西安科技大學(xué)測繪科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，西安 710054；3. 中國科學(xué)院大學(xué)，北京 100049；4. 中國科學(xué)院區(qū)域可持續(xù)發(fā)展分析與模擬重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100101）

深入開展土地整治對區(qū)域鄉(xiāng)村人地系統(tǒng)的影響研究對于優(yōu)化土地整治模式、促進(jìn)鄉(xiāng)村振興具有積極意義。該文以延安市某典型小流域?yàn)槔Y(jié)合高分影像數(shù)據(jù)、景觀格局分析和人文實(shí)地調(diào)查，從土地利用、景觀格局、生態(tài)安全、社會響應(yīng)和綜合研判等角度探討了黃土丘陵溝壑區(qū)溝道土地整治對當(dāng)?shù)剜l(xiāng)村人地系統(tǒng)的影響。研究表明：1）在土地整治工程措施的作用下，溝道底部及其兩側(cè)的臺地、坡耕地、灌木林地和草地大多轉(zhuǎn)變?yōu)楦弋a(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)的壩地，部分灌木林地由于生物措施轉(zhuǎn)變?yōu)樯鷳B(tài)功能更強(qiáng)的鄉(xiāng)土適生林地；壩地和林地分別增加159.06 hm2和69.75 hm2，灌木林地、草地和坡耕地分別減少112.37、63.26和59.06 hm2。2）壩地平均斑塊面積和凝聚度增加，生產(chǎn)功能提升；喬木林地和灌木林地的景觀指數(shù)、斑塊凝聚度指數(shù)均保持在較高水平，生態(tài)功能穩(wěn)定；流域整體的景觀破碎化程度降低，景觀趨于多樣化和均衡化發(fā)展，景觀抗干擾能力和生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性得到提升。3）從生態(tài)安全效應(yīng)來看，流域植被和生態(tài)環(huán)境明顯改善，土壤侵蝕顯著減少，防洪能力明顯提升，但局部存在生態(tài)安全隱患。4）人類活動對流域地理環(huán)境變化有所響應(yīng)，土地規(guī)?；?、農(nóng)業(yè)機(jī)械化、就業(yè)兼業(yè)化和非農(nóng)化程度提高；但仍存在農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)單一、效益不高等問題。應(yīng)著力創(chuàng)新“共同商議、協(xié)同推進(jìn)”的鄉(xiāng)村治理機(jī)制，進(jìn)而發(fā)揮土地整治綜合效能，促進(jìn)流域鄉(xiāng)村轉(zhuǎn)型與振興。

土地整治；流域；治溝造地；人地系統(tǒng)；鄉(xiāng)村振興；黃土丘陵溝壑區(qū)

0 引 言

黃土高原是中國農(nóng)業(yè)由農(nóng)耕區(qū)向牧區(qū)過渡的重要地帶。長期的資源不合理開發(fā)利用使得黃土高原植被退化，水土流失嚴(yán)重，土地生產(chǎn)力顯著下降，生態(tài)環(huán)境惡化，加之經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展較為落后，居民生活貧困，是中國人地矛盾最為突出的地區(qū)之一[1-2]。其中，黃土丘陵溝壑區(qū)梁峁起伏、溝壑縱橫，地形復(fù)雜破碎，溝道密集，土壤侵蝕尤為嚴(yán)重，生態(tài)環(huán)境脆弱[3]。建國初期，年均土壤侵蝕模數(shù)高達(dá)10 000～20 000 t/km2[4]。隨著人口壓力加大，糧食生產(chǎn)水平低且不穩(wěn)定，導(dǎo)致大規(guī)模的坡地開墾，加重水土流失，陷入了“越墾越窮，越窮越墾”的惡性循環(huán)之中，嚴(yán)重制約了地區(qū)社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展[5]。

為促進(jìn)生態(tài)環(huán)境與人類社會的協(xié)調(diào)發(fā)展，該區(qū)域先后開展了淤地壩建設(shè)、小流域綜合治理等工程。1999年開始實(shí)施大規(guī)模退耕還林（草）工程，區(qū)域植被和自然生態(tài)環(huán)境自2006年左右以來得到顯著改善[6]。但該過程中，大量坡耕地向林地和草地轉(zhuǎn)換，僅2000-2008年耕地就減少了10.8%[7]。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)空間的快速減少影響到農(nóng)戶生計(jì)和糧食安全，引發(fā)了新的人地矛盾，成為西部大開發(fā)戰(zhàn)略穩(wěn)步推進(jìn)的難點(diǎn)。當(dāng)?shù)匾划€溝道壩地相當(dāng)于五畝坡耕地的產(chǎn)量，故有“寧種一畝溝，不種十畝坡”的說法。為進(jìn)一步鞏固退耕還林成果、滿足農(nóng)戶生計(jì)需求，延安市創(chuàng)新開展了以閘溝造地為特點(diǎn)的溝道土地整治實(shí)踐，并研究提出了延安溝道土地整治的系統(tǒng)化設(shè)計(jì)方案[8]，該工程得到原國土資源部和財(cái)政部聯(lián)合發(fā)文批準(zhǔn)實(shí)施，成為國家土地整治重大工程。項(xiàng)目建設(shè)總規(guī)模3.37萬hm2，總投資48.32億元，建設(shè)期為2013-2017年。理論上，該工程的實(shí)施有助于增加優(yōu)質(zhì)耕地面積，尤其是高標(biāo)準(zhǔn)壩地，減少水土流失，并由此影響到流域人地系統(tǒng)的演化。

治溝造地工程是退耕還林（草）工程之后黃土丘陵溝壑區(qū)實(shí)施的又一項(xiàng)重大工程，相關(guān)研究日益引起關(guān)注。關(guān)于治溝造地工程對流域資源、環(huán)境和社會經(jīng)濟(jì)的影響，張信寶和金釗認(rèn)為，治溝造地是對黃土高原淤地壩建設(shè)的繼承和發(fā)展，改壩庫天然淤沙為人工填土，快速造地，變荒溝為良田，大方向是正確的，但要注意黃土的濕陷性問題[9]；Liu等在典型流域的觀測模擬研究表明，治溝造地不僅建造了新的優(yōu)質(zhì)農(nóng)田并且可以幫助減少泥沙運(yùn)移[10]，其在治溝造地典型項(xiàng)目區(qū)還開展了飼料油菜種植及產(chǎn)業(yè)化試驗(yàn)，以促進(jìn)土地可持續(xù)利用和農(nóng)戶生計(jì)改善[8]；雷娜和穆興民測算了治溝造地工程的碳效應(yīng)，發(fā)現(xiàn)工程施工導(dǎo)致的碳排放量為3.76 t/hm2，具有碳源效應(yīng)，工程實(shí)施后的土地利用類型變化使碳儲量增加為95.34 t/hm2，具有碳匯效應(yīng)，總體表現(xiàn)為顯著的碳匯效應(yīng)[11]。相較而言，從人地關(guān)系地域系統(tǒng)的綜合視角，探討治溝造地土地整治工程對于流域鄉(xiāng)村人地系統(tǒng)的影響研究仍較薄弱。

鑒于此，本文擬基于在黃土丘陵溝壑區(qū)開展的大規(guī)模溝道調(diào)查，以人地關(guān)系特征較為典型的小流域?yàn)檠芯繉ο?，基于GIS和遙感技術(shù)，結(jié)合高分影像數(shù)據(jù)、景觀格局分析和人文實(shí)地調(diào)查，探討溝道土地整治工程對鄉(xiāng)村人地系統(tǒng)的影響，以期為黃土丘陵溝壑區(qū)生態(tài)環(huán)境建設(shè)、土地開發(fā)利用、流域持續(xù)發(fā)展和鄉(xiāng)村振興實(shí)踐提供科學(xué)參考。

1 黃土丘陵溝壑區(qū)流域人地系統(tǒng)簡析

1.1 人地系統(tǒng)及其相互作用

人地關(guān)系地域系統(tǒng)是由地理環(huán)境和人類社會兩個子系統(tǒng)交錯構(gòu)成的復(fù)雜的開放的巨系統(tǒng)，內(nèi)部具有一定的結(jié)構(gòu)和功能機(jī)制。人地關(guān)系地域系統(tǒng)是地理學(xué)研究的核心，從人與地的動態(tài)作用關(guān)系中，可以揭示出人類社會演化總體規(guī)律并能透徹地把握人地關(guān)系的本質(zhì)屬性[12]。一般而言，城鎮(zhèn)化、工業(yè)化、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、鄉(xiāng)村發(fā)展及其伴生的要素流動、資源開發(fā)、生態(tài)建設(shè)等人類活動，必然對地理環(huán)境（狹義的地理環(huán)境為自然綜合體，廣義的地理環(huán)境為地理綜合體）產(chǎn)生系列影響，同時，地理環(huán)境通過約束機(jī)制、支撐機(jī)制、反饋機(jī)制等影響人類活動。人類活動與地理環(huán)境的相互作用，特別是相互影響、響應(yīng)和適應(yīng)，促進(jìn)了人地系統(tǒng)的演化。在各類相互作用中，特別是人類在發(fā)揮主觀能動性進(jìn)行人地系統(tǒng)調(diào)控過程中，工程建設(shè)是直接影響人地系統(tǒng)相互作用的最直接、最具體的因素（圖1）。

圖1 人類活動與地理環(huán)境相互作用框架

1.2 黃土丘陵溝壑區(qū)的流域人地系統(tǒng)

流域是由分水嶺分割而成的自然界基本地域單元，是以水為中介，與外界保持著物質(zhì)、能量和信息交換但同時又是相對封閉、有著清晰邊界的系統(tǒng)[13]。流域系統(tǒng)是由人與自然構(gòu)成的包含社會、經(jīng)濟(jì)、資源、環(huán)境等多種要素在內(nèi)的復(fù)合系統(tǒng)（圖2），具有開放性、特殊性和復(fù)雜性[13-14]。與平原農(nóng)區(qū)的鄉(xiāng)村人地系統(tǒng)類似[15]，流域資源在宏觀上服務(wù)于國家和區(qū)域的發(fā)展目標(biāo)，而在微觀上、小流域尺度，則是農(nóng)村社區(qū)和農(nóng)戶的生計(jì)資本。由此，黃土丘陵溝壑區(qū)的小流域系統(tǒng)也是典型的鄉(xiāng)村人地系統(tǒng)。人地系統(tǒng)可作為從地理學(xué)視角綜合分析流域系統(tǒng)的關(guān)鍵視角，人地關(guān)系地域系統(tǒng)理論可作為流域系統(tǒng)綜合分析的基礎(chǔ)理論，也是指導(dǎo)開展土地整治工程實(shí)施成效綜合研究的基礎(chǔ)理論。

注：根據(jù)文獻(xiàn)改繪[16]。

1.3 本研究的分析框架

治溝造地工程為項(xiàng)目區(qū)流域人地系統(tǒng)演化與優(yōu)化提供了新的動力和機(jī)遇。治溝造地的工程措施主要包括[8]：①骨干工程，主要指骨干壩系和骨干排洪設(shè)施建設(shè)；②土地平整工程，主要指閘溝造地，形成平整的可耕作的土地；③灌溉與排水工程，主要是灌溉排水設(shè)施建設(shè)，排洪設(shè)施建設(shè)為重中之重；④田間道路工程，主要為新建或修復(fù)田間道、生產(chǎn)路；⑤農(nóng)田林網(wǎng)與生態(tài)防護(hù)工程，主要是開挖坡面和壩坡埂坎的植被防護(hù)、溝頭防護(hù)、基于截水溝和排水溝的坡面防護(hù)等。

基于流域人地系統(tǒng)結(jié)構(gòu)解析，鑒于工程類型及其對流域人地系統(tǒng)演化的可能影響，并結(jié)合問題導(dǎo)向的需求性、試驗(yàn)觀測的可行性，擬從如下方面開展研究分析：①土地利用變化，基于遙感影像解譯分析治溝造地前后案例流域的土地利用變化特征，進(jìn)而揭示治溝造地的土地利用變化效應(yīng)；②景觀生態(tài)格局，基于景觀指數(shù)定量分析治溝造地對案例流域景觀生態(tài)格局的影響；③生態(tài)安全效應(yīng)，從水土流失、災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)等角度分析治溝造地對流域生態(tài)安全的影響；④社會經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)響應(yīng)，從人口、產(chǎn)業(yè)、生計(jì)和發(fā)展等綜合角度，分析治溝造地工程實(shí)施后流域人類活動的響應(yīng)和變化；⑤人地系統(tǒng)綜合研判，基于治溝造地工程實(shí)施前后土地利用、景觀格局、生態(tài)安全、人類活動的響應(yīng)和變化的整合分析，進(jìn)行人地系統(tǒng)綜合研判，形成對于人地系統(tǒng)優(yōu)化調(diào)控的綜合認(rèn)知。

2 研究區(qū)域與分析方法

2.1 研究區(qū)域

本研究選取顧屯流域作為案例研究區(qū)。該流域位于陜西省延安市寶塔區(qū)，距離延安市城東46km；主溝道長約12km，流域總面積24.87km2；屬中溫帶大陸性半干旱季風(fēng)氣候，海拔900～1 200 m；地面高差達(dá)100～200 m，屬典型黃土丘陵溝壑區(qū)，地貌由梁峁、溝坡、溝床三個單元組成，以坡為主，溝壑縱橫、梁峁林立、溝谷深切、地形破碎，地表為第四系黃土覆蓋。流域內(nèi)有4個行政村，共606戶，總?cè)丝?191人。為減少水土流失、保證糧食安全，研究區(qū)域先后采取了多種生態(tài)治理工程，20世紀(jì)60-70年代主要實(shí)施了打壩淤地工程，80-90年代主要實(shí)施了小流域綜合治理工程，1999年以來實(shí)施了退耕還林還草工程，2013-2014年實(shí)施了治溝造地土地整治重大工程。本研究團(tuán)隊(duì)自2012年進(jìn)行治溝造地工程踏勘開始，就對該流域進(jìn)行了持續(xù)的流域觀測、農(nóng)戶調(diào)查、土地利用分析等基礎(chǔ)性工作。

2.2 方法與數(shù)據(jù)

采取基于高分辨率遙感影像的定量研究與樣地調(diào)查和農(nóng)戶調(diào)查結(jié)合的定性分析，進(jìn)行流域人地系統(tǒng)演化分析。為充分反映治溝造地工程實(shí)施前后的流域人地系統(tǒng)演化，并考慮到研究區(qū)域遙感影像的現(xiàn)實(shí)可獲取性及清晰度，本文選取分辨率為2m的兩期高分衛(wèi)星影像（2010年和2016年）作為主要數(shù)據(jù)源。實(shí)地調(diào)查表明，2010年的土地利用特征與溝道土地整治前一年即2012年基本一致，而2016年的土地利用特征與2018年基本一致，2010和2016年的高分影像可以分別較好地反映整治前和整治后鄰近年份的土地利用狀態(tài)。利用ArcGIS軟件對影像進(jìn)行幾何校正、坐標(biāo)配準(zhǔn)、目視解譯和矢量化處理，并通過實(shí)際調(diào)查，對遙感影像解譯數(shù)據(jù)進(jìn)行核查和糾正?；谕恋乩矛F(xiàn)狀分類標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合案例區(qū)土地利用特征，將其劃分為耕地、林地、草地、工礦用地、農(nóng)村宅基地、農(nóng)村道路、水面及裸地等類型。其中，耕地根據(jù)地塊地理位置細(xì)分為壩地、臺地和坡耕地；林地根據(jù)成林類型分為喬木林地和灌木林地。

土地利用轉(zhuǎn)移矩陣是研究各種土地利用類型之間轉(zhuǎn)換的主要方法，包含豐富的地類變化方向信息及研究期末各種地類的來源與構(gòu)成信息?；贏rcGIS10.3對兩期土地利用圖進(jìn)行空間疊置分析，得到研究期間土地利用轉(zhuǎn)移矩陣。

景觀指數(shù)高度濃縮了景觀格局信息，可以對不同尺度上的各種生態(tài)過程進(jìn)行分析，反映景觀結(jié)構(gòu)和演化的生態(tài)特征[17-18]。根據(jù)研究目的及區(qū)域特點(diǎn)，本文在類型水平上選取了3個指標(biāo)，即平均斑塊面積（描述景觀破碎化程度，值越大景觀破碎化程度越低）、景觀形狀指數(shù)（度量景觀形狀復(fù)雜程度的指數(shù)，值越大景觀形狀越復(fù)雜）、斑塊凝聚度指數(shù)（在類型水平上度量相應(yīng)斑塊類型的物理連接度，指數(shù)越高，凝聚度越高、連通性越好）；在景觀水平上選取了8個指標(biāo)，即斑塊數(shù)量（描述景觀破碎化程度，值變大景觀破碎化程度提高）、斑塊密度（描述景觀破碎化程度，值越大景觀破碎化程度越高）、邊緣密度（描述景觀破碎化程度，值越大景觀破碎化程度越高）、香農(nóng)多樣性指數(shù)（描述景觀的多樣性與齊全性，值越大景觀類型越豐富）、香農(nóng)均勻度指數(shù)（描述各斑塊類型在景觀中的均勻分布程度，值越小反映出景觀受到一種或少數(shù)幾種優(yōu)勢拼塊類型所支配）、景觀蔓延度指數(shù)（描述景觀里不同斑塊類型的團(tuán)聚程度或延展趨勢，值越大表明景觀中的優(yōu)勢斑塊類型形成了良好的連接）、景觀形狀指數(shù)（度量景觀形狀復(fù)雜程度的指數(shù)，值越大景觀形狀越復(fù)雜）和平均斑塊面積（描述景觀破碎化程度，值越大景觀破碎化程度越低）。

土壤保持能力采用土壤侵蝕和土壤保持量作指標(biāo)，土壤侵蝕量計(jì)算采用通用土壤侵蝕方程（USLE）計(jì)算[3,19]。土壤保持量等于沒有植被覆蓋和相應(yīng)管理措施的土壤侵蝕量（潛在土壤侵蝕量）與當(dāng)前土地利用/覆蓋下土壤侵蝕量（實(shí)際土壤侵蝕量）的差值[3]，公式如下：

=A–A=′′′′（1–′） （1）

A=×××××（2）

式中，、A、A分別是土壤保持量，潛在土壤侵蝕量，實(shí)際土壤侵蝕量（t/(hm2·a)），為降雨侵蝕因子（MJ·mm·a /(hm2·h)），為土壤可蝕性因子（t·h/(MJ·mm)），為坡長因子，為坡度因子，為植被覆蓋因子，為管理 因子。

此外，為充分了解案例流域人地系統(tǒng)特別是社會經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的演化，在前期跟蹤研究的基礎(chǔ)上，作者于2018年5月對熟悉情況的鎮(zhèn)政府主要領(lǐng)導(dǎo)、村干部進(jìn)行了為期2天的專題訪談。并且，隨機(jī)選擇12個在家的農(nóng)戶進(jìn)行了一對一的入戶問卷調(diào)查，獲得有效問卷12份。問卷涉及受訪農(nóng)戶的家庭人口、生產(chǎn)、生計(jì)基本信息，以及治溝造地工程的農(nóng)戶知曉情況、對農(nóng)戶家庭、流域和社區(qū)發(fā)展的影響及農(nóng)戶滿意度等內(nèi)容，采取李克特量表的形式獲得受訪農(nóng)戶對相關(guān)問題的認(rèn)知，完成每份問卷所需的時間約1.5 h。基于上述調(diào)查資料，從農(nóng)地?cái)?shù)量與質(zhì)量變化、農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)與效益變化、農(nóng)戶生計(jì)與收入變化、農(nóng)戶意愿與現(xiàn)實(shí)對照等角度，分析流域社會經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的演化特征與問題。

3 結(jié)果與分析

3.1 流域土地利用變化

治溝造地工程的實(shí)施驅(qū)動案例流域土地利用結(jié)構(gòu)發(fā)生顯著變化（圖3和表1）：1）耕地面積顯著增加，占總面積的比重由2010年的10.95%上升至2016年的14.29%。閘溝造地使得溝底及其兩側(cè)的大量臺地、坡耕地、灌木林地和草地等被因地制宜改造成高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)的壩地。臺地和坡耕地分別減少59.06hm2和17.05hm2；壩地面積增加了159.06hm2，為面積增幅最大的地類。2）林地覆被面積略有減少，其中喬木林地增加69.75hm2，灌木林地面積減少了112.37hm2，灌木林地為面積減少最大的地類，但一直是研究區(qū)域最主要土地利用類型，占總面積的比重維持在45%以上。3）其他地類方面，草地減少明顯，減少面積為63.26hm2；裸地略有減少，減少面積為6.34hm2；修筑隔壩、拓路建渠等措施使得水體和農(nóng)村道路面積分別增加14.23hm2和10.60hm2；農(nóng)村宅基地面積和工礦面積分別增加2.54hm2和1.80hm2。

從土地利用類型轉(zhuǎn)化來看（表1），案例流域土地利用類型的顯著變化過程主要體現(xiàn)為灌木林地、草地、臺地、坡耕地、壩地和喬木林地的相互轉(zhuǎn)化：①灌木林地是轉(zhuǎn)出幅度最大的地類。轉(zhuǎn)出面積為207.65hm2，轉(zhuǎn)入面積為95.28hm2，轉(zhuǎn)出量遠(yuǎn)大于轉(zhuǎn)入量，主要轉(zhuǎn)化為壩地、喬木林地和臺地，分別占轉(zhuǎn)出量的40.71%、26.70%和20.21%；②草地的轉(zhuǎn)出幅度也較大，轉(zhuǎn)出面積為81.79hm2，主要轉(zhuǎn)化為灌木林地和臺地；③臺地的轉(zhuǎn)出量和轉(zhuǎn)入量較為平衡，轉(zhuǎn)出面積為81.25hm2，其中45.03hm2臺地轉(zhuǎn)化為了壩地，轉(zhuǎn)入面積為64.20hm2，主要由灌木林地和草地轉(zhuǎn)入；④壩地是研究區(qū)轉(zhuǎn)入幅度最大的土地利用類型。轉(zhuǎn)入面積為162.64hm2，主要來自灌木林地、臺地和坡耕地，分別占轉(zhuǎn)入量的51.98%、27.69%和16.56%。

圖3 研究區(qū)土地利用變化

土地利用類型轉(zhuǎn)化往往源于自然因素和人文因素的綜合作用，在本研究區(qū)域和研究時段內(nèi)，人文因素推動的工程治理措施起主導(dǎo)作用：1）土地平整工程使項(xiàng)目區(qū)溝道兩側(cè)細(xì)碎的灌木林地、臺地和坡耕地等轉(zhuǎn)為集中連片的壩地，部分灌木林地和草地轉(zhuǎn)為高標(biāo)準(zhǔn)臺地；2）農(nóng)田林網(wǎng)與生態(tài)防護(hù)工程使得部分灌木林地、草地、坡耕地轉(zhuǎn)化為喬木林地；3）此外，由于封山禁牧政策的持續(xù)實(shí)施和自然條件的改善，一些草地向灌木林地演替。

3.2 景觀生態(tài)格局變化

從類型和景觀兩個層面，綜合分析景觀生態(tài)格局變化。在類型層面（表2），就平均斑塊面積而言：①壩地、臺地等優(yōu)質(zhì)生產(chǎn)用地的平均斑塊面積增加，反映了新增耕地的集中連片性增強(qiáng)，更適宜規(guī)?；?；②喬木林地、草地、水面等重要生態(tài)用地的平均斑塊面積也有所增加，更有助于生態(tài)功能的提升；③坡耕地、灌木林地、工礦用地的平均斑塊面積有所下降。

就凝聚度而言：①灌木林地是研究區(qū)的主要景觀類型，面積分布最廣，因而凝聚度指數(shù)最高，但研究期內(nèi)從2010年的99.00略微下降至2016年的97.78；②坡耕地、工礦用地、裸地和草地受工程措施的影響，空間上的分散化和破碎化加劇，凝聚度也有所下降；③壩地、臺地、喬木林地、農(nóng)村宅基地、農(nóng)村道路和水面的平均斑塊面積有所增加，凝聚度明顯提高，說明在人為因素作用下這6種景觀類型在區(qū)域內(nèi)趨向于集中連片分布，尤其是壩地凝聚度升高最為明顯，從78.96上升至92.77，凸顯了治溝造地工程對生產(chǎn)條件改善的直接影響。

表1 土地利用轉(zhuǎn)移矩陣

表2 景觀結(jié)構(gòu)指數(shù)變化

從形狀指數(shù)來看：1）在整個研究時間段內(nèi)，灌木林地的形狀指數(shù)最高，說明灌木林地相較其他景觀類型具有更加復(fù)雜的形狀和邊界，但形狀指數(shù)從2010年的25.66減少至2016年的23.67，表明在人類干擾下灌木林地的斑塊形狀趨于簡單化；2）臺地、坡耕地、草地和裸地也由于人類活動的影響使得斑塊邊界形狀變得更加規(guī)則，形狀指數(shù)有所下降；3）喬木林地景觀形狀指數(shù)較高，且呈增加趨勢，壩地、工礦用地、農(nóng)村宅基地、農(nóng)村道路、水面的景觀形狀指數(shù)也呈現(xiàn)明顯增加趨勢，說明這6種景觀類型受人類活動影響較大，形狀不規(guī)則化程度增強(qiáng)。

在流域整體的景觀層面（表3）：1）景觀斑塊數(shù)量從2010年807下降到618，平均斑塊面積從2010年3.08上升到4.02，邊緣密度指數(shù)從2010年159.97下降到2016年的152.38，斑塊密度從32.47下降至24.86，綜合表明景觀破碎化程度降低；2）景觀蔓延度指數(shù)呈上升趨勢，說明景觀要素形成良好的鏈接，景觀破碎化程度降低，景觀形狀指數(shù)從2010年的21.93下降至21.00，說明景觀的形狀趨于簡單化；3）香農(nóng)多樣性指數(shù)和香農(nóng)均勻度指數(shù)分別從2010年的1.30、0.54上升到2016年的1.32、0.55，說明景觀趨于多樣化和均衡化發(fā)展，景觀抗干擾能力和生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性有所提升?？傮w而言，在治溝造地工程的驅(qū)動下，流域整體的景觀格局更趨合理化。

表3 景觀水平指數(shù)變化

3.3 生態(tài)安全效益分析

生態(tài)安全是人類生存發(fā)展所依賴的生態(tài)環(huán)境處于不受或少受破壞與威脅的狀態(tài)[20]。黃土丘陵溝壑區(qū)生態(tài)災(zāi)害主要是由于植被覆蓋稀疏、黃土土質(zhì)松軟，土壤易被徑流沖刷而引起的嚴(yán)重水土流失；溝道排水不暢，極端暴雨事件所引發(fā)的洪澇災(zāi)害等。保障生態(tài)安全是治溝造地工程設(shè)計(jì)的基本理論前提。治溝造地土地整治重大工程設(shè)計(jì)充分考慮溝道生態(tài)安全保障需求，整體設(shè)計(jì)、布局了相應(yīng)的工程措施和生物措施[8]：通過布設(shè)壩系建設(shè)工程、溝道排洪工程以提升流域防洪能力；在田間的土地平整工程中布設(shè)排堿溝以防止土壤鹽堿化；通過布設(shè)溝頭治理工程、坡面防護(hù)工程、切坡護(hù)溝工程實(shí)現(xiàn)自然坡面、人工邊坡、溝頭的綜合治理，以固坡保土。由此，形成了治溝造地土地整治重大工程的技術(shù)體系，著力實(shí)現(xiàn)溝頭、溝底、溝坡及梁坡面的全方位防護(hù)，在優(yōu)化土地利用結(jié)構(gòu)同時，有效改善了研究區(qū)域生態(tài)環(huán)境。

3.3.1 土壤侵蝕減少

案例溝道地形復(fù)雜，黃土土質(zhì)松軟，在退耕還林工程實(shí)施之前，多年平均土壤侵蝕模數(shù)超過10 000 t/km2×a。退耕還林工程實(shí)施后，侵蝕模數(shù)明顯下降。但由于部分陡坡耕地仍未退耕，加之部分坡面的水土保持能力較弱，且溝道缺乏防護(hù)設(shè)施，溝道侵蝕依然較大。根據(jù)治溝造地項(xiàng)目的總體工程設(shè)計(jì)：在流域內(nèi)退耕還林效果欠佳的側(cè)溝梁峁坡面適當(dāng)布設(shè)喬灌草植物防護(hù)，并對開挖坡面、壩體埂坎、田間道路營造植被防護(hù)體系，目前溝道林草覆蓋率接近80%，顯著減少了坡面來水來沙；通過閘溝造地，溝道底部的侵蝕明顯減少，常規(guī)降雨下的少量泥沙主要蓄積在攔洪壩內(nèi)，出溝的水沙量顯著下降。

基于USLE模型對該流域治溝造地前后（2010和2016年）土壤侵蝕情況進(jìn)行初步模擬（圖4）。2010年平均土壤侵蝕量為4105 t/(km2×a)，微度、輕度、中度、強(qiáng)度侵蝕、極強(qiáng)度侵蝕和劇烈侵蝕區(qū)域分別占流域總面積的37.02%、26.05%、21.58%、8.74%、4.23%和2.37%；2016年典型流域的平均土壤侵蝕量下降至1 833 t/km2×a，六類侵蝕區(qū)域的面積占比變?yōu)?3.60%、30.62%、19.36%、4.06%、1.72%和0.63%。土壤保持率（土壤保持量占潛在土壤侵蝕的比例）維持在90%以上，且由93.42%增加到95.50%。

圖4 案例流域土壤侵蝕情況模擬結(jié)果

農(nóng)戶感知與采用USLE模型估算的土壤侵蝕變化趨勢基本一致。受訪的12個農(nóng)戶對植被改善情況和水土保持情況給予高度認(rèn)可：9個農(nóng)戶認(rèn)為植被狀況明顯改善（李克特量表中的最高等級，計(jì)5分），3個農(nóng)戶認(rèn)為有所改善（次高等級，計(jì)4分）；10個農(nóng)戶認(rèn)為水土保持情況明顯改善（最高等級，計(jì)5分），2個農(nóng)戶認(rèn)為有所改善（次高等級，計(jì)4分）。

3.3.2 防洪能力提升

治溝造地工程措施按照治溝先治水的理念，充分考慮黃土高原丘陵溝壑區(qū)降雨和災(zāi)害的區(qū)域特征，注重?cái)r洪、蓄水、排洪、灌溉“四位一體”水利設(shè)施配套建設(shè)。根據(jù)壩系建設(shè)規(guī)劃，流域內(nèi)主溝道溝頭處新建骨干攔洪壩1座，其下分段設(shè)計(jì)攔洪壩4座，累計(jì)庫容超過260萬m3。在攔洪壩有效攔蓄泥沙、洪水基礎(chǔ)上，進(jìn)一步修筑溢洪道，開挖排洪渠，確保溝道有效攔水、適度蓄水、安全排洪。通過壩系建設(shè)，顯著增強(qiáng)了溝道防洪能力。2013年以來，經(jīng)歷多次極端暴雨過程，壩系均充分發(fā)揮了防洪作用，確保了溝道防洪安全。受訪的12個農(nóng)戶對溝道防洪安全也給予了正面評價，7個農(nóng)戶認(rèn)為防洪安全狀況明顯改善（最高等級，計(jì)5分），3個農(nóng)戶認(rèn)為有所改善（次高等級，計(jì)4分），2個農(nóng)戶認(rèn)為基本沒變（中間等級，計(jì)3分），平均得分達(dá)4.4分（滿分5分）。

3.3.3 存在局部風(fēng)險(xiǎn)

治溝造地工程使得流域整體生態(tài)環(huán)境改善，但由于黃土的濕陷性特征、工程的后期管護(hù)不足及極端天氣事件等因素，局部仍然存在生態(tài)隱患（圖5）。結(jié)合流域考察和入戶調(diào)查反映的情況，主要問題體現(xiàn)在：①由于土體重力作用、黃土濕陷性及侵蝕風(fēng)化等因素，部分開挖邊坡出現(xiàn)黃土滑塌，少數(shù)人工開挖邊坡的退臺出現(xiàn)局部崩塌、滑塌、濕陷；②個別壩體下方的田塊由于水位提高、排水不暢，出現(xiàn)局部鹽堿化現(xiàn)象，影響了耕種；③近年來極端暴雨事件增多，如2013年7月的延安特大洪災(zāi)、2017年7月的綏德特大洪災(zāi)，對于溝道防洪安全帶來挑戰(zhàn)。由此，鑒于黃土濕陷特性、后期管護(hù)不力、耕地利用不當(dāng)、極端天氣事件等自然和人為因素，仍需健全溝道巡查機(jī)制、工程維護(hù)機(jī)制，促進(jìn)溝道土地持續(xù)利用、提升溝道生態(tài)安全。

注：工程實(shí)施近5年來，流域生態(tài)安全呈現(xiàn)整體向好發(fā)展但局部存在隱患的特點(diǎn)。

3.4 社會經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)響應(yīng)

治溝造地工程促使自然生態(tài)系統(tǒng)朝著更加良性的方向演化，同時也對社會經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)產(chǎn)生了明顯影響：①農(nóng)地?cái)?shù)量與質(zhì)量變化。治溝造地工程使得流域人均新增近0.067 hm2集中連片、耕作方便的高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田，顯著提高了機(jī)械化作業(yè)和規(guī)?；a(chǎn)水平，基本實(shí)現(xiàn)了玉米的機(jī)械化覆膜、播種和收割，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件得到極大改善。②農(nóng)地利用與效益變化。由于耕作更為方便，耕地轉(zhuǎn)入、轉(zhuǎn)出的情況增多，土地流轉(zhuǎn)程度明顯提高，流轉(zhuǎn)租金也從之前的1 500～3 000元/公頃，增加到7 500～12 000元/公頃。③農(nóng)戶生計(jì)與收入變化。農(nóng)戶從事農(nóng)業(yè)生產(chǎn)后的剩余時間增多，兼業(yè)化現(xiàn)象更加普遍，從事多種經(jīng)營和外出務(wù)工的人員數(shù)量明顯增多，流域內(nèi)常住人口下降約60%。

但是，農(nóng)業(yè)種植結(jié)構(gòu)與效益仍存在一些問題：①種植結(jié)構(gòu)單一，仍以種植玉米為主，效益不高，對關(guān)于在“鐮刀彎”地區(qū)調(diào)減玉米種植規(guī)模的政策要求落實(shí)不到位；②2016年以來，在政府的主導(dǎo)下進(jìn)行農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整，嘗試種植油葵等作物以營造農(nóng)田景觀、發(fā)展鄉(xiāng)村旅游等，但群眾的參與度不高，效果尚不明顯。此外，關(guān)于農(nóng)戶意愿與現(xiàn)實(shí)對照，多數(shù)受訪農(nóng)戶想發(fā)展養(yǎng)殖、大棚種植，但由于規(guī)模養(yǎng)殖存在環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)、分散放養(yǎng)又不為政策所允許、大棚種植缺乏政策資金扶持，發(fā)展設(shè)想目前仍未實(shí)現(xiàn)。

3.5 人地系統(tǒng)綜合研判

治溝造地是針對黃土丘陵溝壑區(qū)流域系統(tǒng)特征而進(jìn)行整體優(yōu)化的地理工程綜合實(shí)踐。地理工程的實(shí)施直接影響流域人地系統(tǒng)運(yùn)行。前述分析表明，耕地資源、植被覆蓋、景觀格局、水土流失、防洪能力等均明顯改善，總體的生態(tài)安全狀況明顯提升，地理環(huán)境系統(tǒng)的承載能力明顯增強(qiáng)（表4）。但相較而言，社會系統(tǒng)響應(yīng)不足的問題較為突出。目前仍呈現(xiàn)出缺乏能人帶動、等靠要觀念依然普遍的問題，并由此迫使政府繼續(xù)采取“自上而下”的方式推動流域社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展。由于能人、農(nóng)戶等關(guān)鍵參與主體的參與不足，導(dǎo)致發(fā)展實(shí)踐的成本和風(fēng)險(xiǎn)增加?？傮w來看，流域內(nèi)地理環(huán)境系統(tǒng)明顯改善，人地系統(tǒng)總體趨于協(xié)調(diào)，但流域內(nèi)社會經(jīng)濟(jì)體系尚未適應(yīng)地理環(huán)境系統(tǒng)演化，人地系統(tǒng)結(jié)構(gòu)仍有較大優(yōu)化空間。由此也說明，流域鄉(xiāng)村轉(zhuǎn)型發(fā)展的潛力巨大，特別是可以充分利用地理工程治理后的資源稟賦、環(huán)境承載，深度挖掘發(fā)展?jié)摿?，著力打造集農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、生態(tài)保育、旅游休閑、科普教育等為一體的多功能鄉(xiāng)村，實(shí)踐黃土高原小流域綜合治理和鄉(xiāng)村振興的創(chuàng)新模式。

表4 流域人地系統(tǒng)綜合研判

Tab.4 Comprehensive evaluation of coupled human-environment system

4 討 論

1）充分認(rèn)識黃土高原流域人地系統(tǒng)的復(fù)雜性。黃土高原溝道系統(tǒng)可理解為由自然生態(tài)、資源環(huán)境、社會經(jīng)濟(jì)等協(xié)同構(gòu)成的、具有層次結(jié)構(gòu)和整體功能的復(fù)雜流域系統(tǒng)。自然生態(tài)系統(tǒng)本身具有相應(yīng)的要素、結(jié)構(gòu)和功能，而由于人類活動對資源環(huán)境系統(tǒng)的開發(fā)、利用和管理，形成了社會經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)與資源環(huán)境系統(tǒng)的復(fù)雜的交互作用機(jī)制。治溝造地土地整治工程通過優(yōu)化自然生態(tài)系統(tǒng)要素、結(jié)構(gòu)與功能，實(shí)現(xiàn)了對自然生態(tài)系統(tǒng)和資源環(huán)境系統(tǒng)的優(yōu)化、重塑，為進(jìn)一步的社會經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)優(yōu)化提供了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。但從本文的案例研究來看，在對資源環(huán)境系統(tǒng)的開發(fā)、利用和管理過程中，由于社會經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)運(yùn)行的復(fù)雜性，加之流域內(nèi)廣大農(nóng)戶的發(fā)展基礎(chǔ)薄弱、意識不強(qiáng)、能力不高，進(jìn)一步?jīng)Q定了這一過程的不確定性，進(jìn)而形成了工程措施好推進(jìn)、資源環(huán)境易改善、社會經(jīng)濟(jì)難轉(zhuǎn)型的演化格局特征。由此，溝道土地整治需充分認(rèn)識工程治理背景下流域系統(tǒng)的復(fù)雜性、特殊性和系統(tǒng)性。既要明確水、土、氣、生、人等各類要素在溝道內(nèi)的穩(wěn)態(tài)閾值、運(yùn)移規(guī)律及相互作用機(jī)制，探明制約生態(tài)安全的關(guān)鍵因素，掌握控制性因素的關(guān)鍵狀態(tài)參數(shù)，社會經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的利益相關(guān)者還應(yīng)當(dāng)對資源環(huán)境系統(tǒng)、自然生態(tài)系統(tǒng)由于工程實(shí)施而帶來的各類變化做出預(yù)判，并給予積極、及時的響應(yīng)，以更好地實(shí)現(xiàn)生態(tài)環(huán)境的維護(hù)、治理和利用。

2）對于黃土高原鄉(xiāng)村振興實(shí)踐的啟示。當(dāng)前，鄉(xiāng)村振興已成為國家重大戰(zhàn)略，正逐漸成為全黨全社會的共同行動[21]。中國當(dāng)前的鄉(xiāng)村資源環(huán)境稟賦特征決定了土地、環(huán)境的綜合整治勢必是貫徹落實(shí)鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略的重要抓手。深入探究不同類型地區(qū)人類活動和社會經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)對于土地整治的響應(yīng)機(jī)制、障礙因素對于人地系統(tǒng)的協(xié)同演化與持續(xù)發(fā)展具有積極意義，對于新時期貫徹落實(shí)鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略也具有參考價值。從案例流域的多主體訪談來看：①政府工作人員在訪談中大多表示，農(nóng)戶的發(fā)展意愿過于分散且缺乏長遠(yuǎn)考慮，部分農(nóng)戶的“等靠要”思想嚴(yán)重，在“眾口難調(diào)”的情況下只能政府主導(dǎo)；②村干部在訪談中也表示農(nóng)戶的想法太多、差別太大，難以整合，而政府主導(dǎo)也有其自身的優(yōu)勢，村兩委應(yīng)貫徹落實(shí)好政府的發(fā)展政策；③普通農(nóng)戶在問卷調(diào)查和訪談中則表示，農(nóng)民有自己的發(fā)展意愿和想法，但苦于缺乏資金且難以得到政府的項(xiàng)目扶持，目前的產(chǎn)業(yè)發(fā)展行為可能導(dǎo)致“老板富了、老鄉(xiāng)沒富”。由此下去，案例流域的鄉(xiāng)村發(fā)展可能陷入困境。因此，結(jié)合不同類型地區(qū)的鄉(xiāng)村發(fā)展主體特征，如何強(qiáng)化和發(fā)揮農(nóng)民的主體作用和政府的調(diào)控作用，成為全面推進(jìn)鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略面臨的新挑戰(zhàn)與新問題。

3）構(gòu)建可持續(xù)的鄉(xiāng)村人地系統(tǒng)治理機(jī)制。梳理國內(nèi)外典型鄉(xiāng)村發(fā)展的成功實(shí)踐可見：鄉(xiāng)村發(fā)展需要公眾參與，形成內(nèi)生發(fā)展動力[22]；政府在鄉(xiāng)村發(fā)展中的角色非常關(guān)鍵，應(yīng)不缺位、不越位、不錯位[23-24]；鄉(xiāng)村發(fā)展需要能夠?qū)碜陨鐓^(qū)內(nèi)部的發(fā)展動力和來自市場、政府等的外部動力協(xié)同起來，而鄉(xiāng)村精英或能人往往是協(xié)同內(nèi)發(fā)動力和外發(fā)動力的關(guān)鍵主體[22, 25]；鄉(xiāng)村發(fā)展需要一定的制度厚度，源自社區(qū)的內(nèi)生制度安排對于鄉(xiāng)村發(fā)展意義重大[26-28]。將上述特征與案例流域的鄉(xiāng)村發(fā)展困惑進(jìn)行對照比較，不難發(fā)現(xiàn)，案例流域的社會經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)響應(yīng)和鄉(xiāng)村發(fā)展的關(guān)鍵制約在于缺乏廣泛的公眾參與、缺乏協(xié)同內(nèi)發(fā)動力和外發(fā)動力的關(guān)鍵主體。由此，建議基層政府組織村兩委和農(nóng)戶及其合作組織著力建立和完善“共同商議-協(xié)同推進(jìn)”的鄉(xiāng)村發(fā)展工作機(jī)制，建立協(xié)作組織、促進(jìn)公眾參與、提升制度厚度、強(qiáng)化社會資本，進(jìn)而創(chuàng)新面向綠水青山、優(yōu)質(zhì)耕地等資源的共同治理模式，促進(jìn)流域人地系統(tǒng)協(xié)同演化、持續(xù)發(fā)展與鄉(xiāng)村振興。

5 結(jié) 論

1）治溝造地工程驅(qū)動案例流域的土地利用結(jié)構(gòu)發(fā)生較大變化。優(yōu)質(zhì)壩地、喬木林地、水體和農(nóng)村道路的面積有所增加，其中壩地增加最為顯著，面積占比由2010年的3.07%增至2016年的9.47%，主要由灌木林地、臺地和坡耕地轉(zhuǎn)入；灌木林地、草地、臺地和坡耕地有所減少，其中灌木林地減少最多，面積占比由51.11%降至46.59%，主要轉(zhuǎn)化為壩地、喬木林地和臺地。

2）景觀格局指數(shù)分析表明，景觀破碎化程度降低，景觀趨于多樣化和均衡化發(fā)展，景觀抗干擾能力和生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性得到提升。從生態(tài)安全效益來看，流域植被和生態(tài)環(huán)境明顯改善，土壤侵蝕顯著減少，壩系建設(shè)促進(jìn)流域防洪能力明顯提升。但是，仍然存在局域性的生態(tài)隱患，如黃土邊坡局部崩塌、壩體下方個別田塊鹽堿化，而極端暴雨事件增多加劇洪澇災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)。

3）人類活動對流域地理環(huán)境的變化也逐漸響應(yīng)，表現(xiàn)為農(nóng)業(yè)種植機(jī)械化程度明顯提高，逐漸由分散經(jīng)營向規(guī)模經(jīng)營轉(zhuǎn)變，農(nóng)戶兼業(yè)化、就業(yè)非農(nóng)化程度提高。但盡管如此，還存在一些亟待解決的突出問題：一是仍以種植玉米為主，結(jié)構(gòu)單一、效益不高；二是政府主導(dǎo)下的農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，群眾參與度不高、效果尚不明顯；三是缺乏能人以統(tǒng)籌農(nóng)戶發(fā)展意愿、爭取政府項(xiàng)目扶持。

4）案例流域人地系統(tǒng)演化歷程表明，地理環(huán)境和人類活動兩個子系統(tǒng)的演化不一定是同步的，治溝造地可以在短期內(nèi)改變或改善地理環(huán)境系統(tǒng)，但人類活動對地理環(huán)境系統(tǒng)變化的響應(yīng)卻具有不確定性和滯后性。特別地，需要村民、村干部、地方政府、企業(yè)等發(fā)展主體的“共同商議、協(xié)同推進(jìn)”，提升鄉(xiāng)村治理能力，否則難以充分挖掘地理工程措施促進(jìn)地理環(huán)境系統(tǒng)改善帶來的綜合效應(yīng)。

5）本文以黃土丘陵溝壑區(qū)典型流域?yàn)槔?，從土地利用、景觀格局、生態(tài)安全、社會響應(yīng)和綜合研判等角度初步分析了治溝造地工程對流域人地系統(tǒng)演化的影響，對流域鄉(xiāng)村發(fā)展也進(jìn)行了反思。受高分辨率影像資料和時間的限制，仍缺乏多時段與多流域的比較分析、生態(tài)安全效應(yīng)及人地系統(tǒng)影響的綜合模擬研究。這將在后續(xù)的研究中予以深化，以更好地認(rèn)識和優(yōu)化黃土高原鄉(xiāng)村人地系統(tǒng)。

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Impacts of land consolidation on rural human–environment system in typical watershed of loess hilly and gully region

Li Yurui1, Li Yi2, Fan Pengcan1,3, Liu Yansui1,3,4※

(1100101; 2.710054; 3.1000494100101)

Land fragmentation and low productivity are the prominent problems facing China's agricultural development. Land consolidation has become an important policy tool aiming at solving these problems in China. In addition, the development of land consolidation projects will inevitably have a certain impact on the local rural regional system, especially the local ecological environment and social and economic development. Study on the impact of land consolidation on the evolution of rural human-environment system is of positive significance for optimizing land consolidation model and promoting rural revitalization. Taken a typical small watershed in Yan'an city as the case study area, in this paper, we explored the impact of gully land consolidation on local human-environment system from the perspectives of land use, landscape pattern, ecological security, social response and comprehensive evaluation, based on high-resolution image data, landscape pattern analysis and field investigation. The results showed thatdue to the gully land consolidation, the terraces, sloping fields, shrub land and grasslandat the bottom and both sides of the gullywere mostly converted to high quality check dam land. Some of the shrub land were converted to more ecologically suitable native forest due to biological measures. The check dam land and forest landincreased by 159.06 hm2and 69.75 hm2, respectively. While the shrub land, grassland and sloping landdecreased by 112.37, 63.26 and 59.06 hm2, respectively. In addition,the average patch area and patch cohesion index of the check dam land increased, and the function of production also improved.The landscape shape index and patch cohesion index of forestland and shrub land kept at a high level, and thus their ecological function was stable.At the watershed level,the fragmentation degree of landscape decreased, the landscape tended to be more diversified and balanced, and the anti-jamming capability of landscape and stability of ecosystem improved. Moreover, in terms of the ecological security effects, vegetation cover, ecological environment and capacity of flood control improved significantly, and soil erosion decreased significantly. However, there were still some ecological risks. And finally, human activities responded more or less to the changes of geographical environment of watershed.The scale of agricultural production, agricultural mechanization, diversity and non-agriculturalization of employment increased; but there were still some problems that needed to be addressed, such as very unitary of the structure of agriculture, the low efficiency of agriculture production. This paper suggested that more efforts should be made to innovate the rural governance mechanism of “mutual deliberation and collective action”, thereby exerting the comprehensive effectiveness of gullyland consolidation and promoting the transformation development and revitalization of the watershed. At the same time, this study also suggested strengthening the investigation, monitoring and evaluation of the effects of gully land consolidation on local environment so as to ensure that it produced more positive ecological effects.

land consolidation; watershed; gully land consolidation; coupled human–environment system; rural revitalization; Loess hill and gully region

2018-08-17

2018-12-09

國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目（2017YFC0504701）；國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目（41571166）

李裕瑞，副研究員，主要從事土地整治與村鎮(zhèn)發(fā)展研究。Email：lyr2008@163.com

劉彥隨，研究員，博導(dǎo)，主要從事土地利用、城鄉(xiāng)發(fā)展與精準(zhǔn)扶貧研究。Email：liuys@igsnrr.ac.cn

10.11975/j.issn.1002-6819.2019.05.030

F301.24

A

1002-6819(2019)-05-0241-10

李裕瑞，李 怡，范朋燦，劉彥隨.黃土丘陵溝壑區(qū)溝道土地整治對鄉(xiāng)村人地系統(tǒng)的影響[J]. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2019，35(5)：241－250.doi：10.11975/j.issn.1002-6819.2019.05.030 http://www.tcsae.org

Li Yurui, Li Yi, Fan Pengcan, Liu Yansui. Impacts of land consolidation on rural human–environment system in typical watershed of loess hilly and gully region [J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2019, 35(5): 241－250. (in Chinese with English abstract) doi：10.11975/j.issn.1002-6819.2019.05.030 http://www.tcsae.org