延安市黃土丘陵溝壑區(qū)溝道土地整治適宜性評價研究

魏宏安，王介勇

(1.陜西省土地整理中心，西安710061;2.中國科學院地理科學與資源研究所，北京100101)

0 引言

土地整治是對低效利用、不合理利用和未利用土地的綜合治理［1］。我國土地整治在增加有效耕地面積、提高農業(yè)綜合生產能力、優(yōu)化土地利用結構、保障國家糧食和生態(tài)安全、促進社會公平等方面發(fā)揮了顯著作用［2-3］。隨著工業(yè)化、城鎮(zhèn)化的加速發(fā)展，土地資源供需的矛盾不斷加大，保障發(fā)展與保護耕地的壓力不斷增大，土地開發(fā)利用的生態(tài)問題不斷凸顯，科學推進農村土地整治成為統(tǒng)籌城鄉(xiāng)發(fā)展和生態(tài)文明建設的重要途徑［4-7］。

土地整治在形式上包含整理、開發(fā)與復墾等內容，過去多關注耕地相對集中分布、城鎮(zhèn)快速擴展的平原地區(qū)土地整理，而對山地丘陵坡耕地或溝道土地整治的重視不夠、投入較少。20世紀90年代以來，黃土高原溝壑區(qū)實施大規(guī)模退耕還林工程，占用了大量的坡耕地，致使農民的基本口糧田減少、農業(yè)生產空間萎縮，引發(fā)了新的人地矛盾和問題，成為穩(wěn)步推進西部大開發(fā)戰(zhàn)略和保障區(qū)域可持續(xù)發(fā)展的難點與焦點。黃土丘陵溝壑區(qū)溝道密集、土層深厚，溝道土地資源十分豐富，開發(fā)利用潛力巨大，面對生態(tài)建設、耕地保護和城鎮(zhèn)發(fā)展的多重壓力，通過溝道整治增加耕地面積、提高耕地質量，日益成為鞏固退耕還林成果、夯實區(qū)域農業(yè)基礎、拓展產業(yè)發(fā)展空間的重要途徑［3-4］。

黃土高原丘陵溝壑區(qū)地形復雜破碎，生態(tài)環(huán)境脆弱，經濟相對貧困，實施溝道地區(qū)土地整治重大工程的生態(tài)與社會效益顯著［8-9］，但同時面臨工程建設的高投入、高風險性。因此，通過分析溝道土地開發(fā)利用的有利條件和限制因素，科學評價溝道土地整治適宜性，制定可行的整治方案和選擇可靠的整治措施，可為政府科學決策與管理、規(guī)避整治工程風險和促進土地可持續(xù)利用提供重要支撐?；谥醒胫С株兾餮影仓螠显斓赝恋卣沃卮蠊こ添椖?，以延安市為典型研究區(qū)，以溝道為基本單元，通過收集溝道自然、經濟、社會數(shù)據(jù)，開展溝道區(qū)域農戶意愿抽樣調查，分析溝道土地整治的有利條件與限制因素，構建溝道土地整治適宜性評價指標體系，定量評估延安市溝道土地整治適宜性特征，為黃土高原丘陵溝壑區(qū)溝道土地整治提供理論依據(jù)和決策參考。

1 研究區(qū)概況

延安市地處東經 107°39'～110°33'，北緯 35°20'～37°30'，北連榆林市，南與渭南、銅川、咸陽市毗鄰，東臨黃河，與山西省呂梁地區(qū)相望，西以子午嶺為界與甘肅省慶陽地區(qū)接壤。延安市屬于高原大陸性季風氣候，年均無霜期170 d，年均氣溫9.2℃，年均降水量500 mm，降水的年變率大，年內分配不均，多集中在7，8，9月份。延安屬于黃土高原丘陵溝壑區(qū)，地勢西北高、東南低，平均海拔1 200 m左右，區(qū)內黃土梁峁交錯，溝壑縱橫，極易產生水土流失。延安市作為我國退耕還林示范基地，1999年以來已累計退耕還林60多萬 hm2，占全國的2.5%、全省的27%，成為全國退耕還林規(guī)模最大的地級市，退耕后的林木覆蓋率已達到45.4%。據(jù)延安市土地利用變更調查數(shù)據(jù)，與1996年相比，2008年延安市耕地面積減少了45.4萬 hm2，而林地和園地面積合計增加了52.9萬hm2。黃土高原丘陵溝壑區(qū)大規(guī)模的退耕還林已造成農民口糧田大幅度減少，因而有效補充耕地，增加農民口糧田，穩(wěn)定農業(yè)生產，適時推進治溝造地土地整治重大工程，凸顯“治溝保生態(tài)，造地惠民生”理念［10］，成為延安適應人地關系轉變和城鄉(xiāng)發(fā)展轉型面臨的新課題。

2 研究方法與數(shù)據(jù)準備

溝道土地整治是指通過實施土地平整、灌溉與排水、農田道路與防護、生態(tài)保持等工程措施，對溝道內低效利用、不合理利用和未利用土地進行綜合治理，是對生產建設破壞和自然災害毀損土地的恢復利用，是對溝道土地整理、開發(fā)、復墾的系統(tǒng)工程。溝道土地整治受自然條件、用地現(xiàn)狀、社會經濟發(fā)展水平等因素綜合影響，涉及溝道上下游、溝道與丘陵臺地之間的物質與能量交換，具有系統(tǒng)性、復雜性、艱巨性和多目標性等特點。因此，需要遵循綜合性、主導性、差異性和可操作性原則，構建一套完整、適用的指標體系，綜合評價溝道土地整治的適宜性，劃分整治適宜類型區(qū)，找出溝道土地整治重點區(qū)域，提出相應的整治工程措施。

2.1 構建評價指標體系

根據(jù)黃土丘陵區(qū)溝道土地利用的地域特點及其土地整治工程特性，從自然條件、用地現(xiàn)狀、整治迫切度3個方面，來構建溝道土地整治適宜性評價指標體系。

2.1.1 自然條件。溝道自然條件主要包括土壤條件、地形條件和農業(yè)氣候條件，決定了溝道土地利用的適宜方向和整治難度。土壤條件較好、地形起伏小、農業(yè)氣候適宜的溝道，其土地開發(fā)利用適宜性較強，土地整治的難度相對較小，整治后的土地可以直接建成高標準基本農田。具體選擇土層厚度、土壤質地、土壤養(yǎng)分、地形起伏度、平均坡度、積溫、年降雨量等指標來評價溝道土地自然條件。

2.1.2 用地現(xiàn)狀。溝道土地利用的狀況主要包括土地利用的類型、數(shù)量、結構、形態(tài)以及農田水利設施現(xiàn)狀等。用地現(xiàn)狀決定著溝道土地整治的可行性。按照鞏固退耕還林成果、保障生態(tài)環(huán)境的要求，溝道土地整治不能破壞現(xiàn)有成片林地，溝道可開發(fā)利用土地應具有一定規(guī)模，對地形復雜、可開發(fā)利用面積較小的溝道，單位面積土地整治成本高，不適宜整治;狹長溝道土地開發(fā)利用強度較大，可開發(fā)利用的面積較小，整治成本高且難度大;黃土丘陵溝壑區(qū)土地利用條件較好的溝道，一般都有早期小流域綜合治理時期修建的淤地壩、攔水壩、排洪渠等水利設施，這些設施雖然目前多數(shù)處于破損或失效狀態(tài)，但是早期的工程措施在保持水土、培肥土壤、蓄積水源等方面起到了重要作用，為當前的土地整治奠定了良好基礎。因此，選取農田設施現(xiàn)狀作為溝道土地整治適宜性評價的重要指標之一。

2.1.3 整治迫切度。整治迫切度主要反映區(qū)域經濟社會發(fā)展對溝道土地整治的現(xiàn)實需求狀況。溝道土地整治是增加有效耕地面積、改善農業(yè)生產條件的重要途徑，經濟社會發(fā)展的水平不同，對溝道土地整治的需求程度也不同。根據(jù)研究區(qū)土地利用的實際需求，選擇人均耕地、退耕面積比重、城鎮(zhèn)化水平、農業(yè)產值增速4個指標來衡量。人均耕地面積越少，退耕面積比重越大，因退耕而帶來的社會問題越突出，溝道土地整治的需求越迫切;工業(yè)化、城鎮(zhèn)化發(fā)展越快，建設用地需求越旺盛，土地供需矛盾越突出;農業(yè)發(fā)展越迅速的區(qū)域，改善農業(yè)生產條件、推進土地規(guī)模經營的需求越強烈。

2.2 評價單元確定

溝道土地整治評價單元的確定是土地整治適宜性評價的基礎。適宜性評價單元應是土地的自然屬性和社會經濟屬性基本一致的空間客體，土地整治適宜性評價還應保證土地整治工程技術的一致性和實施管理的統(tǒng)一性。一般情況下，評價單元可以根據(jù)行政邊界、土地類型邊界、多圖疊置等方法確定。按照國土資源部土地整治重大工程項目實施要求，土地整治重大項目實施和管理以鄉(xiāng)鎮(zhèn)為基本單元。對比延安市鄉(xiāng)鎮(zhèn)邊界和溝道土地利用現(xiàn)狀，溝道流域單元與鄉(xiāng)鎮(zhèn)邊界具有較好的一致性特征。因此，考慮流域土地自然屬性的相對一致性、土地整治項目安排的實用性以及數(shù)據(jù)資料的可得性，選擇鄉(xiāng)鎮(zhèn)為基本單元，進行溝道土地整治適宜性評價。

2.3 數(shù)據(jù)準備

研究數(shù)據(jù)主要包括3種類型:(1)可以直接應用的調查統(tǒng)計數(shù)據(jù)，如土層厚度、人均耕地面積等，這些數(shù)據(jù)通過簡單計算處理，可以直接作為指標值;(2)需要計算或賦值處理的數(shù)據(jù)，如地形起伏度、土壤質地等，指標值需要利用計算機模擬計算或專家分析賦值;(3)實地調查數(shù)據(jù)，如農戶整治意愿、溝道農田水利狀況。數(shù)據(jù)主要來源于延安市統(tǒng)計年鑒、延安市第二次土地調查數(shù)據(jù)、延安市土壤普查資料，以及中央支持“陜西延安治溝造地土地整治重大工程”項目可行性研究調查資料。

2.4 評價指標權重確定與綜合評價

對評價指標值進行歸一化處理，將指標值轉換到［0，1］區(qū)間，構建適宜性評價數(shù)據(jù)矩陣，確定指標權重。指標權重的確定在多指標定量化評價中尤為重要，它是評價指標相對重要性的定量表示，直接關系到評估結果的準確性。主觀賦值方法往往帶有較大的主觀隨意性，所得到的權重難以真實反映研究對象的實際情況。因此，本研究采用客觀賦值方法來確定指標權重。綜合考慮各種定量賦值方法，根據(jù)溝道土地整治系統(tǒng)要素結構與相互作用特征，選擇熵權法來確定指標權重，計算各評價因素分值(表1)。熵權法是一種客觀、適用的評價方法，即在綜合考慮各因素所提供的信息量的基礎上計算綜合指標權重的數(shù)學方法，最先由C.E.Shannon引入信息論，現(xiàn)已經廣泛應用于工程技術、社會經濟等領域［11］。計算步驟為:(1)數(shù)據(jù)標準化;(2)計算評價指標的綜合標準化值;(3)計算各項指標的熵值和權重;(4)計算各評價單元的綜合評價分值。

表1 溝道土地整治適宜性評價指標權重Tab.1 The evaluation index system and weights of indexes

3 結果分析

采用定量評價指標體系與方法，對延安市溝道土地整治適宜性進行綜合評價。土地整治適宜性綜合評價分值集中在［0.4，0.8］區(qū)間。根據(jù)溝道土地整治適宜評價分值，進一步將土地適宜程度分為Ⅰ級適宜、Ⅱ級適宜、Ⅲ級適宜和IV級適宜4個等級(圖1)。適宜等級越高，越易于開展溝道土地整治工程。

圖1 延安市溝道土地整治適宜性等級分布Fig.1 The distribution of gully land suitability in Yan’an City

3.1 Ⅳ級適宜土地

Ⅳ級適宜類的土地適宜性評價程度綜合分值為(0.70，0.80］。該等級土地集中分布在延安市的中南部縣域，占土地總面積的16.7%。該適宜區(qū)的地形條件好，多處于溝谷地帶，地形寬闊，起伏度較小，土壤水肥條件好，農業(yè)生產氣候條件較好，水源較豐，光照充足，有利于作物的生長。溝道土地整治工程實施的限制因素少，對當?shù)厣鷳B(tài)的擾動作用較小，不易造成生態(tài)破壞，且有利于保護退耕還林成果，治溝造地工程的建成用地土肥條件好，光照充足，能夠立即投入使用，適于多種作物的生長，具有農業(yè)高產穩(wěn)產的特點。

3.2 Ⅲ級適宜土地

Ⅲ級適宜類的土地適宜性評價程度綜合分值為(0.6，0.70］。Ⅲ級適宜區(qū)分布在延安市南部洛河流域，占土地總面積的35.2%。該適宜區(qū)氣候適宜，光、氣、水、熱量充足，水熱、光溫匹配程度較好，有利于農業(yè)發(fā)展，土壤質地好，土體較穩(wěn)定。溝道土地整治在地形上存在一定限制，地形條件一般，有輕微的水土流失現(xiàn)象。在農業(yè)利用中采取一定改良或保護措施，能夠大幅提高土地的質量。

3.3 Ⅱ級適宜土地

Ⅱ級適宜類的土地適宜性評價程度綜合分值為(0.50，0.60］。Ⅱ級適宜區(qū)主要分布在延安北部的延河流域，占土地總面積的26.9%。該區(qū)域農業(yè)生產條件較差，溝道內土地資源雖然豐富，但土地開發(fā)利用限制因素較多，溝道相對窄短，水土流失較為嚴重，農業(yè)基礎設施匱乏，農業(yè)農村經濟發(fā)展相對滯后。

3.4 Ⅰ級適宜土地

Ⅰ級適宜類的土地適宜性評價程度綜合分值為(0.40，0.50］。Ⅰ級適宜區(qū)主要分布在延安市北部縣域，占土地總面積的21.2%。該區(qū)域農業(yè)利用限制因素較多，土壤質地差，水資源缺乏，水土流失嚴重。溝道窄短，溝道土地利用條件較差，溝道內林地比重較大。農業(yè)和農村經濟發(fā)展相對滯后，溝道土地整治難度較大。

4 結論與討論

(1)黃土高原丘陵溝壑區(qū)溝道土地資源十分豐富，其開發(fā)利用潛力巨大。在深入分析溝道土地開發(fā)利用的有利條件和限制因素基礎上，著眼溝道自然條件、用地現(xiàn)狀、整治迫切度3個方面，構建了溝道土地整治適宜性評價指標體系，科學評價了溝道土地整治的適宜性特征，為制定溝道土地整治方案、服務政府科學規(guī)劃決策、減緩溝道土地整治風險、促進溝域土地可持續(xù)利用提供了重要參考依據(jù)。

(2)采用熵權法對延安市溝道土地整治的適宜性進行定量評價，并根據(jù)綜合評價分值將土地整治適宜性劃分為4級。評價結果顯示，延安市溝道土地整治適宜等級由北向南逐漸增高，南部溝道寬長，土層較厚，水熱資源豐富，土地開發(fā)利用的適宜性較高，溝道土地整治的生態(tài)風險相對較小。北部丘陵溝壑區(qū)的地形破碎，溝道窄短，水熱資源條件較差，水土流失的風險相對較高，溝道土地整治與開發(fā)利用的適宜性較低，溝道土地整治難度及其生態(tài)風險相對較大。

(3)面向黃土高原生態(tài)文明建設和人地協(xié)調發(fā)展戰(zhàn)略要求，黃土丘陵溝壑區(qū)的溝道土地整治應從溝道區(qū)域的實際情況出發(fā)，充分考慮溝道土地開發(fā)利用的適宜性以及溝道整治對于鞏固退耕還林成果、統(tǒng)籌城鄉(xiāng)發(fā)展和夯實現(xiàn)代農業(yè)基礎的重要性，堅持以人為本、生態(tài)為基、民生為重的基本理念，凸顯增良田、保生態(tài)、惠民生的建設主題，將生態(tài)、民生、安全置于突出地位。注重統(tǒng)籌土地利用、城鄉(xiāng)發(fā)展、生態(tài)建設等各項規(guī)劃，科學實施溝道土地整治重大工程，積極推進延安生態(tài)文明建設和城鄉(xiāng)一體化發(fā)展。

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