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《西南大学》 2012年
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重庆丘陵山区农村土地整治工程及其景观效应

陈荣蓉  
【摘要】:在影响土地利用变化的人类活动中,农村土地整治是改善农业生产条件和生态环境的重要手段,也是一种强制性、时效性很强的干扰活动,在短期内会对生态系统及景观格局产生剧烈影响。目前,我国农村土地整治偏重于新增耕地目标,对农村土地利用及生态环境问题关注和治理力度不够,致使乡村景观严重受损,生物多样性降低,并对耕地保护、粮食安全和食品安全及农产品质量构成潜在的威胁。因此,作为未来应对全球气候变化、生态环境和粮食安全及国家、区域层面城乡统筹、一体化发展的战略需求的重要手段——农村土地整治,在技术需求上应如何响应;在工程措施上应如何适应;这些工程技术措施又将造成什么样的生态景观效应,尤其在小尺度上对生境质量、景观多样性、土地产能、生态景观服务功能及水文生态过程等将产生怎样的影响等,都急需在理论和实践层面上有更为深入和全面的认识或理解。 本文立足重庆,基于“一圈两翼”的区域发展格局,选取5个国土整治整村推进示范村项目为样点,结合土地利用变化理论、农村土地整治理论和景观生态学理论,构建了“农村土地整治—土地利用变化—景观格局及生态学过程”分析框架,试图从工程技术的角度揭示小尺度上工程技术措施治理土地破碎化过程的机理;同时,借助于对土地整治景观生态学过程的分析,阐明土地利用、农业生物多样化与地块异质性间的联系,为评估乡村景观建设的技术需求和土地整治工程措施的适应性,以及制定农村土地整治建设乡村生态景观的技术策略,提供科学的认识途径和有针对性的解决方案,由此以期为土地整治景观建设理论和技术创新提供科学指引。研究取得的主要结果和结论如下: (1)农村居民点复垦工程及其景观效应:①依据不同的用地控制标准,5样点村农村居民点人均用地水平相对集约,但户均表现相对粗放;从格局来看,在横向水平上,农村居民点从丘陵到山地由小聚居向大分散过渡;在纵向梯度上,随着海拔的上升,农村居民点的数量和面积总体呈明显减少趋势。②农村居民点复垦作为一项系统工程加以实施,并参与产业规划,不仅促进了样点村自发形成的分散农村聚落向具有相对规模且有序的农村聚落转变,也加快了丘陵山区土地利用方式转型和生态恢复。③数量特征上,农村居民点复垦导致样点村居民点个数和面积均大幅减少,而聚落规模则明显增大,其用地格局由复杂趋于简单。④景观特征上,农村居民点复垦导致样点村景观多样性水平下降,SHDI均值由0.9209降至0.8829;而斑块形状规则化程度提高,LSI均值由23.2451降至21.3039;景观的空间集聚性有所提高,CONT均值由93.9518升至94.8299。可见,农村居民点复垦,在一定程度上尊重了村域土地利用、农业生物多样化与地块异质性间的联系,既消除了自然村落的弊端,又实现了乡村景观的重塑,同时也给当地创造了发展契机。 (2)土地平整工程及其景观效应:①从浅丘到低山丘陵再到中低山槽谷,土地利用的主要矛盾从人多地少转向地形地貌约束;就耕地而言,水田均分布于15°以下,而旱地的78.28%分布于15°以上:水田和旱地的破碎化表现形式不同。制约水田利用的是田坎曲折、占地宽,制约早地利用则是坡耕旱地,生产耕作困难,水土流失和作物减产现象普遍。②在土地平整中,采取田块归并和条田整治治理水田、采取坡改梯治理旱地是丘陵山区降低破碎化、提高土地利用率较适宜的方式。③土地平整工程显著改变了水田和旱地的农田景观,田块形状趋于规整。因此,对土地破(细)碎化的治理,不仅限于单纯的地块调整和归并,在丘陵山区更应注重条田整治和坡改梯的治理方式。 (3)农村道路工程及其景观效应:①农村道路优化布局和整治设计,提升了项目区道路结构、质量和通行能力,且减少了占地。除YD-Ⅱ外,其余样点田间道与生产路之比提高2%-11%;砼质生产路、硬化田间道比重增加,路面宽度增加:道路环通度(αα)、连通度(y)变化范围分别由0.32~0.37、0.54~0.58提升至0.37~0.46、0.58-0.64。②在景观水平上,新建道路会加剧景观斑块分割,导致破碎化程度增加;而道路减少,则有助于降低景观破碎化程度。不过,因工程规模有限,农村道路建设对区域景观斑块间连接程度和景观多样性不会造成显著影响。在类型水平上,农村道路整治则一定程度地改变了耕地、农村居民点和生态用地的形状及格局,发挥了对乡村景观的重塑和优化作用。 (4)农田水利工程及其景观效应:①农田水利工程整治不同程度地改善了项目区农田水利工程的数量、质量及网络结构特征,增加了有效灌面。经整治,5样点村水源工程新增蓄水池65口,灌溉渠总长由19.94km增至27.25km,排水沟由80.60km增至136.03km,渠网密度(D)、环通度(α)、连通度(y)变化范围分别由10.98~22.94、0.16~0.25、0.45~0.50提升至16.73~50.60、0.20~0.28、0.47-0.52。②在景观水平上,新建农田水利工程会加剧对区域景观斑块的分割,增强景观的破碎性,导致斑块形状规则化程度降低,但对区域景观的多样性和连通性影响不明显:在类型水平上,农田水利工程整治作用于土地利用过程会明显改变耕地和生态用地的形状及格局,但对农村居民点影响较小。 (5)土地整治前后土地利用(景观)变化效应及其景观生态学过程:①土地利用景观结构变化表现为:农业生产景观显著增加,农业生态景观显著减少,农业服务设施景观有所减少。②在类型水平上,耕地景观受到较强干扰,变化显著,破碎度增加;农村居民点景观受到强烈干扰,变化剧烈,破碎度显著下降;生态用地景观受到一定干扰,但变化较小,破碎度有所下降。在景观水平上,总体景观破碎度下降,最大斑块面积和斑块聚集度提高,斑块间的廊道连通性增强,斑块形状的规则性和景观多样性降低;从样点间比较看,从丘陵平坝到中低山区土地整治带来的景观变化存在差异,但不显著。③土地整治使生态总价值均实现了不同程度的增值,且其作用于不同类型的景观产生了不同的景观生态效应。其中,农业生产景观和农业服务设施景观(水域)的生态价值普遍增加,如YD-I分别有10.25%和9.94%的显著增幅,而农业生态景观的生态价值变化不一致。④与土地整治相关的景观生态过程表现为,a)土地整治中,土地利用结构调整改变了景观结构,土地用途转变改变了景观功能,由此导致了景观格局的演变,并带来不同的景观生态效应。b)丘陵山区农村建设用地的复垦还耕、还园、还林,在一定程度上提高了生态景观要素之间的连接度水平,有利于保持景观生态的稳定;而土地整治实施的田间道路工程、农田水利工程改善了景观的连通性。c)土地整治易导致耕作层土壤发生改变,给土壤肥力和生物多样性带来负面影响,导致土壤的水分和养分循环不能充分进行。d)在土地利用结构调整中,通过尊重地块异质性,发展农业生物多样化,优化村域土地利用,有助于协调人与自然的关系,保护景观多样性。 (6)研究建议在土地整治的规划设计中,适当引入基于生物多样性保护的景观规划方法,注重核心生物栖息地的保护、缓冲区的建立、廊道的构筑以及景观异质性的加强和栖息地的恢复。 综上所述,在农村土地整治生态景观建设战略的指向下,本文构建了“农村土地整治—土地利用变化—景观格局及生态学过程”分析框架,为解释土地整治在微观尺度上导致的土地利用及景观变化和由此带来的景观生态效应问题,以及揭示不同区域土地利用、农业生物多样化与地块异质性间的联系提供了途径,有助于深入把握土地整治与土地生态环境的作用机理,并为评估乡村景观建设的技术需求以及土地整治工程措施的适应性,以及制定农村土地整治建设乡村生态景观的技术策略,提供了较为科学的依据。研究有望为开展土地整治景观建设理论和技术创新的综合研究提供有益的尝试。
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