土地整理項目的生態(tài)環(huán)境影響評價
——以南充市S鎮(zhèn)為例

吳 勇，周 珊

西華師范大學：a.國土資源學院，b.管理學院，四川 南充 637002

引言

土地整理是實現(xiàn)土地資源可持續(xù)利用的重要途徑之一，涉及山、水、田、路、林、村等的綜合整頓和治理，必然打破一定地域內(nèi)土地資源的原位狀態(tài)，會對區(qū)域內(nèi)的水資源、土壤、植被、生物產(chǎn)生深遠的影響[1]。而目前土地整理項目大多片面追求耕地數(shù)量和經(jīng)濟效益的增加，忽略了對生態(tài)環(huán)境的影響，進而危及了耕地資源的可持續(xù)利用。因此，在土地整理項目中注重對生態(tài)環(huán)境的影響是非常必要的。

當前，學界對土地整理進行了較為深入的研究。王軍等綜述了土地整理后的景觀格局變化和生態(tài)效應，利用生態(tài)服務價值模型對土地整理進行了評估[2-3]；歐名豪等[4]采用指數(shù)和法構建了生態(tài)環(huán)境狀況指數(shù)（EI）模型，并運用其對土地整理項目的生態(tài)環(huán)境影響進行了評價；歐陽彥等[5]利用熵權物元可拓模型，丁向華等[6]利用德爾菲法和歸一化法評價了土地整理項目的生態(tài)環(huán)境影響。筆者擬采用物元分析模型構建評價指標，利用層次分析法確定各指標的權重，在此基礎上，對S鎮(zhèn)整理項目進行評價，進而思考和探索土地整理項目應考慮的生態(tài)環(huán)境影響及其完善措施。

1 數(shù)據(jù)來源與模型構建

1.1 數(shù)據(jù)來源

研究區(qū)域位于S鎮(zhèn)。該鎮(zhèn)位于南充市嘉陵區(qū)境北部，地域范圍介于東經(jīng) 105°53′50′′～105°57′53′′，北緯30°49′26′′～30°51′46′′，距南充市城區(qū)約15km。研究所涉范圍主要包括S鎮(zhèn)的大磨堰村、龍歸院村、大靈山村、臨水院村、桂花村和五通嘴村等6個村。項目區(qū)以丘陵為主，土壤屬蓬萊鎮(zhèn)組的棕紫泥土，養(yǎng)分含量較高。氣候類型屬亞熱帶濕潤大陸性季風氣候，年平均氣溫16.5℃，多年平均降雨量為1 025mm，主要氣象災害是旱災和秋季的低溫綿雨。項目區(qū)總人口為4 354人，在進行土地整理以前耕地總面積為571.01hm2，人均耕地面積為0.13hm2。

項目區(qū)土地整理前后的農(nóng)用地數(shù)量變化、水質指數(shù)、灌溉保證率、水資源供給量和需求量、土壤肥力指數(shù)、土地墾殖率和人均耕地面積等數(shù)據(jù)均來自于《嘉陵區(qū)統(tǒng)計年鑒》和嘉陵區(qū)國土資源局的統(tǒng)計資料。

1.2 模型構建

物元模型[7]由中國學者蔡文于20世紀80年代初創(chuàng)立。它以形式化的模型研究事物拓展的可能性和開拓規(guī)律，可以將復雜的問題形象化，通過單指標關聯(lián)度的計算得出綜合關聯(lián)度，并將結果量化并進行評價。劉志斌等[8]、田勁松[9]等和吳冠岑[10]等先后利用物元模型對土地整理后的社會效益、經(jīng)濟效益和生態(tài)環(huán)境影響作出了評價，就目前該模型的使用情況來看，利用物元模型來評價土地整理后的生態(tài)環(huán)境影響是較為成熟和可信的方法。

1.2.1 生態(tài)環(huán)境影響物元的確定

在物元分析中，給定的對象為M，這個給定的對象所對應的特征向量為c，如果給定對象M有n個特征，則對應的特征向量就有c1,c2,....,cn。特征向量對應的特征值為v，M有n個特征則v相應的量值就應該為v1,v2,....,vn。假設R為n維物元，其表達式如式（1）：

1.2.2 經(jīng)典域和節(jié)域矩陣的確定

假定所研究的指標有n項，同時每個指標可以劃分為m個等級，Rj表示生態(tài)環(huán)境影響的經(jīng)典域，Mj表示劃分生態(tài)環(huán)境影響的第j個指標的等級，ci表示第i個評價指標，則其表達式如式（2）。

同理可得到生態(tài)環(huán)境影響的節(jié)域如式（3）：

1.2.3 經(jīng)典物元模型中距和關聯(lián)函數(shù)的確定

如果將所有的對象化為定量的物元特征，則它們的中距的計算公式表達如式（4）、（5）：

關聯(lián)函數(shù)的計算公式如式（6）：

在公式（6）中，關聯(lián)函數(shù)K（v）≥ 1，則說明被評價的對象超過一般標準的上限，意味著它所得出的值越大越好；0≤K（v）＜1說明被評價對象符合標準，它所得的值越大越接近上限；-1≤K（v）＜0說明被評價對象不符合標準，但是所得出的數(shù)值越大越容易轉化為標準對象；K（v）≤-1說明被評價對象不符合標準，也不具備轉化為標準對象的條件。

1.2.4 利用層次分析法確定生態(tài)環(huán)境影響的權重

在多個目標綜合決策的時候，權重的確定顯得尤為重要，因為它關系到評價的結果是否合理和客觀。在有多個可量化和多個模糊的指標確定權重時，最優(yōu)的選擇是層次分析法[11]（AHP）。層次分析法可將定性的指標定量化，尤其對于多層次和多目標的問題十分有效。鄧雪等[12]對利用層次分析法確定權重問題進行了研究，李艷萍等[13]通過層次分析法確定了工業(yè)園區(qū)環(huán)境風險評價指標權重，賈芳芳[14]等在土地整理效益評價中運用了層次分析法來確定權重。利用層次分析法來確定物元分析中評價指標的權重時，可以先通過對評價指標的重要程度來構建比較矩陣，再查找RI值表格，利用Matlab軟件計算出矩陣的最大特征值并與其對應的特征向量構成標準的成對矩陣，最后利用該矩陣來計算各個評價指標的權重。

1.2.5 生態(tài)環(huán)境影響綜合關聯(lián)度的確定

在綜合關聯(lián)度計算過程中，可求出評價單元M關于j等級的關聯(lián)度，取計算結果中最大的關聯(lián)度值來評定評價單元M的j等級，所以綜合關聯(lián)度的計算公式如式（7）：

2 S鎮(zhèn)土地整理的生態(tài)環(huán)境影響評價

2.1 S鎮(zhèn)土地整理前后各類農(nóng)用地面積變化

S鎮(zhèn)在土地整理之前，土壤比較貧瘠，灌溉條件差，受旱災威脅大，土地利用率低。土地整理后發(fā)生了很大的變化：灌溉水田面積增加了31.56hm2，旱地增加了49.98hm2，田坎面積減少了81.93hm2；在林地中未成林地增長了0.23hm2，增加了植被覆蓋率；坑塘水面增加了0.17hm2，農(nóng)田水利用地增加了0.23hm2，抗旱能力得到加強（表1）。

表1 S鎮(zhèn)土地整理前后農(nóng)用地面積的變化（單位：hm2）

2.2 基于物元分析模型的S鎮(zhèn)土地整理生態(tài)環(huán)境影響評價

2.2.1 土地整理生態(tài)環(huán)境影響評價指標體系

土地整理生態(tài)環(huán)境影響評價的相關指標主要借鑒盧勇輝和樊敏等構建的體系[15-16]，并結合項目區(qū)森林與植被關系、土壤相關指數(shù)和小氣候的變化等因素確定評價指標。綜合前期研究成果，筆者從水環(huán)境、土壤環(huán)境、生物環(huán)境和社會環(huán)境4個目標層建立評價指標。水環(huán)境目標層包含以下指標：水質指數(shù)（結合項目區(qū)土地整理后專家評價）、灌溉保證率（項目區(qū)灌溉區(qū)用水需求滿足的年數(shù)與灌溉區(qū)灌溉總年數(shù)的比值）和水量供需平衡能力（項目區(qū)需水量和供水量的比值）。土壤目標層包括以下指標：土壤肥力指數(shù)[0.4×項目區(qū)有機質+0.2×（項目區(qū)土壤氮值+項目區(qū)速效磷值+項目區(qū)速效鉀值）]、土壤質量（項目區(qū)專家評估值）和土地墾殖率（項目區(qū)耕地面積與項目區(qū)總面積的比值）。生物環(huán)境目標層包括以下指標：植物覆蓋率（項目區(qū)森林面積與總面積的比值）、生物多樣性和小氣候變化（結合專家評估）。社會環(huán)境目標層包括以下指標：人均耕地面積（項目區(qū)耕地面積與項目區(qū)總人口的比值）和系統(tǒng)抗災能力。綜上，筆者一共選取11個指標，但是有5個指標是沒有量綱的，為了使指標能夠規(guī)范化，采用了標量法，以100為最優(yōu)，按5級標準劃分，數(shù)值越高越優(yōu)，結合專家評分來對指標賦值（表2）。

表2 S鎮(zhèn)土地整理項目生態(tài)環(huán)境影響評價體系表

2.2.2 土地整理生態(tài)環(huán)境影響指標的關聯(lián)度情況

將11個指標量化后，根據(jù)物元模型進行分析，運用式（1）至式（6）得出項目區(qū)土地整理前后11個指標的經(jīng)典域和節(jié)域的關聯(lián)度值（表3）：

表3 S鎮(zhèn)土地整理前后各評價指標的關聯(lián)度

2.2.3 S鎮(zhèn)土地整理前后生態(tài)環(huán)境影響結果

利用層次分析法，通過Matlab軟件將11個評價指標進行統(tǒng)一量化，得出11個評價指標的權重，即：0.249 3，0.157 1，0.593 6，0.527 8，0.332 5，0.139 6，0.407 2，0.257 8，0.153 4，0.108 6，0.072 9。

根據(jù)已有的11個指標的權重，加權求和計算出水環(huán)境、土壤環(huán)境、生物環(huán)境和社會環(huán)境每一個目標在整理后的關聯(lián)度，然后再根據(jù)這4個目標層的關聯(lián)度K（jB1）、K（jB2）、K（jB3）和K（jB4）計算出總目標層A的關聯(lián)度。詳細的結果如表4所示。

通過對比分析，可以看出S鎮(zhèn)整理前和整理后的生態(tài)環(huán)境影響情況。第一個目標層——水環(huán)境K（jB1）：在整理前和整理后水質指數(shù)均處在“差”這個等級，說明在土地整理過程中，為了增加耕地和可灌溉面積而忽略了水環(huán)境的保護，使水質越來越差、水量的供需平衡能力不足以及水資源受到了一定的污染。第二個目標層——土壤環(huán)境K（jB2）：整理前土壤環(huán)境的評價等級是“較好”，在實施土地整理項目之后土壤環(huán)境的等級變?yōu)椤昂谩?，說明在土地整理工程中不僅考慮到了土層的厚度問題，而且考慮了土壤的營養(yǎng)物質的保護，為種植業(yè)打下了良好的基礎。第三個目標層——生物環(huán)境K（jB3）：整理前的評價等級為“很差”，土地整理過后生物環(huán)境的影響評價等級達到了“一般”，連跨兩個等級，說明未成林造林地的增加為生物環(huán)境的變好做出了較大的貢獻，也說明在土地整理當中不僅考慮到了耕地數(shù)量的增加、溝渠的修繕和道路的修建，也考慮到植被的覆蓋率和生物的多樣性。第四個目標層——社會環(huán)境K（jB4）：整理前的評價等級為“較好”，整理后等級未變，這說明土地整理后未對社會環(huán)境造成較大的影響。

總體上來說，S鎮(zhèn)在土地整理前的綜合關聯(lián)度最大值為-0.6215，且生態(tài)環(huán)境影響評價等級為“差”；土地整理項目實施后，綜合關聯(lián)度最大值為-0.5861，且生態(tài)環(huán)境影響評價等級為“較好”。這些數(shù)據(jù)（表4）表明，土地整理后S鎮(zhèn)生態(tài)環(huán)境評價等級在總體上提升了兩個等級，說明在土地整理過程中不僅考慮了經(jīng)濟效益，也兼顧了生態(tài)環(huán)境的保護。當然，S鎮(zhèn)在土地整理后生態(tài)環(huán)境影響總體上雖是向好的，但離等級“好”還有很長一段差距，在未來的工作中應該多注重那些等級為“差”和“一般”的指標的環(huán)境影響。

表4 S鎮(zhèn)土地整理前后生態(tài)環(huán)境影響評價結果

3 S鎮(zhèn)土地整理生態(tài)環(huán)境影響的改進措施

3.1 S鎮(zhèn)土地整理的生態(tài)環(huán)境影響情況

筆者從水環(huán)境、土壤環(huán)境、生物環(huán)境和社會環(huán)境這四個層面選取11個評價指標構建土地整理生態(tài)環(huán)境影響評價指標體系，并通過物元模型對S鎮(zhèn)進行土地整理前后的生態(tài)環(huán)境影響評價，最終得出如下結果。

（1）土地整理后，S鎮(zhèn)農(nóng)用地面積發(fā)生變化，耕地、坑塘水面和農(nóng)田水利用地面積增大，可耕種面積擴大，農(nóng)田灌溉條件改善。田坎面積不斷減少，完整田塊增多，為農(nóng)業(yè)規(guī)模化和機械化發(fā)展打下了基礎。S鎮(zhèn)總共66.84hm2坡耕地，坡度6°～15°沿等高線原則上修成水平梯田，坡度15°～25°修成坡式梯田，改良坡度保持了耕地數(shù)量的動態(tài)平衡。

（2）利用物元模型進行評價分析，發(fā)現(xiàn)S鎮(zhèn)土地整理后生態(tài)影響評價等級為“較好”，生態(tài)環(huán)境整體明顯改善。其中土壤環(huán)境較大改善，生物環(huán)境向好趨勢明顯，具體表現(xiàn)為S鎮(zhèn)耕地增加、土地肥力增強、水土流失現(xiàn)象減少、區(qū)域內(nèi)生物多樣性變好、小氣候得到改善、系統(tǒng)抗災能力增強，等等。

（3）S鎮(zhèn)在土地整理后，生態(tài)環(huán)境整體趨勢明顯向好，但是水環(huán)境狀況依然較差，排灌溝渠分布不均勻未形成體系，排灌不暢，造成水資源利用不合理，水量供需平衡能力弱。同時，項目中并未對林地進行整理，林地占土地總面積25%，不能滿足丘陵地區(qū)森林覆蓋率應達到30%以上以涵養(yǎng)水源的要求，植被覆蓋率偏低。

3.2 改進土地整理生態(tài)環(huán)境影響的措施

（1）合理利用水資源，提高水資源利用率

首先，充分利用蓄水池和完善溝渠排灌體系。S鎮(zhèn)屬丘陵地區(qū)旱澇多發(fā)，冬春季節(jié)易出現(xiàn)灌溉不利，所以應對蓄水池和溝渠進行定期檢修，合理規(guī)劃溝渠排灌體系，均勻分布排灌站，提高溝渠排灌能力。其次，采用合理的灌溉方式，減少大水漫灌，限定灌溉標準和時間段，盡量采取科學合理的噴灌方式。再次，應推廣有機肥、生物化肥和農(nóng)藥使用，減少水土污染。最后，應不斷提高村民節(jié)水和保護水資源的意識。

（2）保護生物多樣性，提高植物覆蓋率

首先，建設塊狀林地，擴建防護林。S鎮(zhèn)地面坡度較大，區(qū)域中部地勢高，為防止雨季小范圍輕微水土流失，公路兩旁需建立完整防護林，土渠周圍應建立護坡。其次，對于已平整土地的廢棄取沙場，栽種一些根系發(fā)達且生長周期短的樹苗，涵養(yǎng)水源。最后，利用互聯(lián)網(wǎng)實時監(jiān)測S鎮(zhèn)的植被狀況，利用直播平臺將S鎮(zhèn)的林地實時直播，隨時了解林地情況，進一步發(fā)展觀光農(nóng)業(yè)，促進鄉(xiāng)村發(fā)展。

（3）完善生態(tài)環(huán)境保護和管理機制

土地整理過程中，承包項目公司大多只注重整個項目進度，往往會忽視對生態(tài)環(huán)境的保護，所以應完善生態(tài)環(huán)境保護相關法律法規(guī)且對整理后的項目區(qū)進行初步預估；盡快完善生態(tài)環(huán)境評價標準體系，使土地整理項目驗收標準更加完善，確保土地整理取得更好的綜合效益。