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丘陵山区耕作层剥离再利用空间配置研究

陈艳华  
【摘要】:耕作层土壤是耕地的精华,是不可再生的农业生产资源。近十多年来,随着我国经济的飞速发展,非农建设占用大量的优质耕地,而这些耕地中肥沃的耕作层资源未被剥离再利用。这种浪费现象与我国目前“总量少、质量差、占优补劣现象严重”的耕地保护形势形成鲜明对比。目前,国家层面已经意识到耕作层剥离再利用工作的重要性,下发文件要求全面开展此项工作。但目前我国关于耕作层剥离再利用及其空间优化配置相关方面的研究基础薄弱,缺乏系统的理论与研究手段。丘陵山区耕地及后备资源匮乏,地块面积小,地形坡度大,分布较为零散,实施耕作层剥离再利用难度大,成本高。在丘陵山区如何筛选适宜的耕作层剥离与覆土地块,并对剥离的耕作层资源进行科学、合理地空间配置,统筹协调空间配置过程中“一对多、少对多”的空间配置问题,控制实施成本,提高耕作层土壤的再利用效率与综合效益,已成为当前耕作层剥离再利用工作中急需解决的科学问题。据此,论文首先在总结国内外对耕作层剥离再利用空间配置有关方面研究进展的基础上,界定了耕作层剥离再利用空间配置的内涵,即在特定区域和时期内,在经济成本可接受的范围内,为达到社会、经济和生态效益的最优,对区域范围内建设占用耕作层土壤剥离和覆土再利用等方面进行总体安排与布局;然后,在阐述空间配置原则、内容和流程的基础上,分析耕作层剥离再利用空间配置系统构成,研究空间配置的动力、条件、影响因素与作用原理,构建空间配置数学理论模型;最后,构建耕作层剥离适宜性、覆土优先度、剥离潜力与覆土需求分析模型的基础上,提出基于供需平衡圈的耕作层剥离再利用空间配置思路与方法,并以福建省丘陵山区光泽县为例开展空间配置实证研究,以验证论文所提出的空间配置模型和方法的科学性与实用性。研究主要结论如下:l、利用层次分析法从土方量、单位实施成本和土壤质量三个方面,选取土方量、与机动车道的直线距离、地形坡度、土壤质地和有机质含量共五个因子,建立丘陵山区耕作层剥离适宜性综合评价模型,并对研究区进行评价,筛选适宜剥离的地块。结果显示,Ⅰ级、Ⅱ级和Ⅲ级剥离区的面积分别为105.06hm2、28.44hm2和35.73hm,占剥离区总面积的比例分别为60.2%、16.3%和20.5%。这三个区域土壤较为肥沃,质地较好,耕作层较厚,地块具有一定的规模,而且离机动车道较近,地形坡度较为平缓,开展耕作层土壤剥离再利用规模效益较大,单位实施成本较低。按照应剥则剥与成本效益兼顾的原则,这三个区域适宜进行剥离,剥离面积为169.23 hm2,可剥离土方量为3.01×105m3。Ⅳ级剥离区的面积为5.26hm2,该区地块小,与机动车道距离远,剥离成本高,效益小,不宜剥禺。2、利用层次分析法从土体构型、单位实施成本、地块立地条件和土壤质量四个方面,选取耕作层厚度、土层厚度、与机动车道的距离、坡度、地块大小、灌排条件、土壤质地和有机质含量共八个指标,建立丘陵山区耕地耕作层覆土需求优先度综合评价模型,并对研究区进行评价,筛选优先覆土地块。结果显示:耕作层覆土需求Ⅰ级优先区的面积为706.1hm2,需求土方量为7×105m3,为覆土首选区。该区其中54%的面积是耕作层与土层厚度薄、质地差、有机质含量低的规划开发补充耕地,其余面积是土壤质量较差而基础条件相对较好的现有低产水田;Ⅱ级优先区的面积为6646.4hm2,需求土方量为2.41×106m3,主要为现有中产田和部分低产田,为覆土备选区;划入Ⅲ级与ⅣV级的区面积分别是4162.2hm2和2015.5hm2,这两个区覆土优先度低,在当前剥离耕作层数量有限的情况下,不适宜安排覆土工程。3、在筛选适宜剥离的地块以及覆土首选和备选地块的基础上,建立基于供需平衡圈的耕作层剥离再利用空间配置模型与方法,并以研究区为例进行空间配置研究。结果显示:空间配置结果方案共划定了33个供需平衡圈,其中剥离总面积为172.7hm2,覆土总面积为547.13 hm2(其中新增耕地面积59.53hm2,中低产田增肥增厚487.6 hm2),调运总土方为3.06×105m3,平均运输距离为4.65km,小于预设的5km分界值,而且80%的乡镇可实现乡镇内部自我供需平衡。方案平均运输距离较短,实施成本较低,综合效益较好,可操作性较强,说明该空间配置方法具有一定的科学性、实用性和可推广性。4、在空间配置方案制定的基础上,运用层次分析法,从保护耕地、促进社会稳定、促进农民增收和改善生态环境4个方面,选取剥离耕作层面积比例、新增耕地面积与比例、改良现有中低产田面积与比例、覆土区土壤质量提高平均等级、覆土区新增粮食产能与产能增减平衡情况、减少耕地抛荒面积与比例等13个指标,构建耕作层剥离再利用空间配置方案预期效益分析评价模型,对研究区空间配置方案进行评价,并研究提出促进配置方案顺利实施的对策建议。结果显示,制定的空间配置方案在保护耕地,提高耕地质量,增加粮食产出,促进社会稳定,提高农民收益方面,具有极其显著的综合效应;为促进空间配置方案的实施,建议完善法律法规,强制要求开展耕作层剥离再利用活动,并出台相应的政策配套措施,建立有力的管理制度与实施机制。通过研究,构建了耕作层剥离再利用空间配置理论框架与模型方法,弥补了相关研究的不足,为开展耕作层剥离再利用专项规划和项目实践奠定科学基础。


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