土地整治對生態(tài)環(huán)境影響及生態(tài)重建設(shè)計

張海歐

摘要 土地整治活動是一個打破原有生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)，然后重建新系統(tǒng)的過程。在此過程中將不可避免地會對土地整治區(qū)域及其背景區(qū)域的水資源、水環(huán)境、土壤、植被、大氣、生物等環(huán)境要素及其生態(tài)過程產(chǎn)生諸多直接或間接、有利或有害的影響。該研究分析了土地整治對生態(tài)環(huán)境的影響，并預(yù)測各生態(tài)環(huán)境影響因子對區(qū)域生態(tài)環(huán)境影響的性質(zhì)和程度，最后提出土地工程生態(tài)重建設(shè)計，重建新的生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)。對實現(xiàn)土地可持續(xù)利用具有重要意義，同時也可以為土地整治決策提供技術(shù)支持。

關(guān)鍵詞 土地整治；環(huán)境要素；影響分析；生態(tài)重建；決策支持

中圖分類號 F301.2 文獻標識碼 A 文章編號 0517-6611（2017）28-0188-03

Abstract Land consolidation activities are a process that breaks the original ecological environment system and then reconstructs the new system. This process will inevitably be on land consolidation area and background area of water resources and water environment， soil， vegetation， atmospheric biological and other environmental elements and ecological process， directly or indirectly， have many beneficial or harmful effects. Therefore， this paper analyzed the impact of land consolidation on ecological environment， and predicted the nature and extent of the impact of the ecological and environmental impact factors on the regional ecological environment. Finally， put forward the land ecological reconstruction， reconstruction of ecological environment in the new system. The study was of great significance for the sustainable land use， and can also provide technical support for land consolidation decision-making.

Key words Land consolidation；Environmental elements；Impact analysis；Ecological reconstruction；Decision support

人類的生存既需要農(nóng)產(chǎn)品、工業(yè)品等物質(zhì)文化產(chǎn)品，也需要清新的空氣、潔凈的水源、舒適的環(huán)境、宜人的氣候等生態(tài)產(chǎn)品。而土地整治是人類對這2類必需品的科學(xué)兼顧，因為土地整治的根本目的就是通過提高土地承載能力，為生態(tài)建設(shè)提供更多空間，實現(xiàn)資源與人類的永續(xù)發(fā)展，所以無論是生態(tài)環(huán)境的保育或重建，還是生態(tài)文明建設(shè)，土地綜合整治都是重要抓手[1]。

從生態(tài)學(xué)的角度來看，土地整治是通過打破原有的生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)，然后進行重建一個新的生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)的活動。由于土地整治是通過借助一系列的工程及生物措施對田、水、村、路、林等進行綜合整治的活動，在整治過程中必然會對土地整治區(qū)域及其背景區(qū)域的土壤、植被、生物、水資源等環(huán)境要素及其生態(tài)過程產(chǎn)生諸多積極或消極、直接或間接的影響[2]。因此，分析土地整治活動對生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生的影響，并對各生態(tài)環(huán)境影響因子對區(qū)域生態(tài)環(huán)境影響的性質(zhì)和程度進行預(yù)測，最后提出土地工程生態(tài)重建設(shè)計，重建新的生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)。這樣土地整治活動才能真正成為實現(xiàn)土地資源可持續(xù)利用的手段，同時也可以為土地整治決策提供技術(shù)支持，為完善國家的土地整治技術(shù)規(guī)程和制定相關(guān)政策奠定科學(xué)基礎(chǔ)。

1 土地整治對生態(tài)環(huán)境的影響

1.1 土地整治對土壤的影響

土地整治對土壤環(huán)境的影響，主要集中在土體結(jié)構(gòu)改變和土壤養(yǎng)分遷移2個方面。土地整治通過結(jié)構(gòu)及覆被的變化、土地利用方式的轉(zhuǎn)變等過程，使土壤的有機碳儲量、理化性質(zhì)、養(yǎng)分循環(huán)及生態(tài)過程等因素受到影響，進而促進了土壤質(zhì)量的演化（圖1）。

土地整治通過一系列的工程及生物措施的實施，使土壤理化性狀發(fā)生變化，從而對耕地綜合生產(chǎn)力和土壤綜合質(zhì)量產(chǎn)生影響[3]。土壤是糧食安全和生產(chǎn)的保障，同時也是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的基礎(chǔ)，土地整治過程對土壤的影響必須受到重視。土地整治工程中通過深耕深松，加深土壤有效耕層；通過一些土壤改良措施增加土壤肥力，最大限度地改良土壤結(jié)構(gòu)，例如秸稈還田、增施農(nóng)家肥和綠肥等措施；通過一些措施使耕地面積增加，例如建設(shè)水平梯田，降低田坎系數(shù)，平整順坡地、荒坡等；形成田間交通網(wǎng)絡(luò)，通過新修及整修生產(chǎn)路、田間路等；通過建設(shè)水利水保工程，改善灌排條件，使水土流失減少。

土地整治過程中不合理的措施會對生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生一系列的不利影響。土地整治中最重要的工程包括平整土地、小田塊并大田塊、不規(guī)整田塊整理為規(guī)整田塊等，這些措施使得地塊的物理形態(tài)發(fā)生改變，這必將會影響土壤的理化性狀及構(gòu)成。實踐表明，土地整治中不適當(dāng)?shù)募夹g(shù)措施、方式和方法，可降低農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性，對農(nóng)地土壤性狀和生產(chǎn)力構(gòu)成潛在的不利影響，以致土地發(fā)生退化。然而不適當(dāng)?shù)恼渭夹g(shù)和工藝增加了新整治的農(nóng)田漏水漏肥等問題[4]。農(nóng)地整治工程中的重要內(nèi)容之一是農(nóng)地平整工程。常規(guī)平整土地的措施是采用鏟運機、推土機和刮平機等設(shè)備挖填、平整。若采用機械化的挖填容易造成土壤板結(jié)，破壞表土熟化層，從而使土壤理化性狀和養(yǎng)分循環(huán)效益等受到影響。而且機械化平整和農(nóng)地整治后農(nóng)作物的單一化連片種植會逐漸減少雜草，使雨水對土壤的直接淋洗增強，也會使土壤養(yǎng)分失衡，導(dǎo)致土壤產(chǎn)生連作障礙，對于土壤結(jié)構(gòu)的保持產(chǎn)生不利影響。由于土地整治擾動了土壤表層，使得土壤流失的速率短期內(nèi)增加[5]。

1.2 土地整治對水文的影響

生態(tài)環(huán)境最為重要的因子之一——水文因子，其中土地與水文、植被3個因素決定了生態(tài)環(huán)境的整體質(zhì)量，他們之間構(gòu)成了一個穩(wěn)定的三角框架 [6]。同時，土地整治活動對水文條件有著強烈的干擾，它又是一個隨氣候變化而產(chǎn)生變動的動態(tài)資源。土地整治對水文的影響包括對水文特征與水分循環(huán)的改變和水資源（地表水和地下水）的影響。其中水資源（地表水和地下水）受土地整治活動的影響主要包括空間分布、水質(zhì)和水量的變化[7]。土地整治土地覆被變化改變了地表植被的截流量、土壤水分入滲能力和地表蒸發(fā)因素，進而對流域徑流產(chǎn)生影響，溝渠的完善與配套增加了該區(qū)域水源涵養(yǎng)能力和農(nóng)田自身的蓄水能力。對原有河流進行拓寬、清淤作業(yè)，能夠極大地使當(dāng)?shù)氐乃h(huán)境和地表徑流得到改善，不僅在客觀上使當(dāng)?shù)毓喔鹊乇硭膬α吭黾?，而且起到了保護地下水和涵養(yǎng)水源的作用，從而對改善當(dāng)?shù)氐纳a(chǎn)生活環(huán)境具有積極的作用；系統(tǒng)配套水利設(shè)施的建設(shè)使得項目區(qū)的地表徑流量減少，從而增強其抗旱、防洪、排澇的能力，直接增加了區(qū)域內(nèi)水資源的總量[8]。而土地整治中區(qū)域耕地面積增加，為提高整理區(qū)的灌溉保證率，部分整理區(qū)取水量增加，在水資源一定的情況下，區(qū)域水資源的分配會受到影響，因此在土地整治實施中水資源的合理分配起到關(guān)鍵作用，可以采用節(jié)水灌溉措施，使灌溉水利用系數(shù)提高，這樣不僅可以滿足整理區(qū)域內(nèi)的用水量，而且不會對其周圍或下游區(qū)域的用水需求產(chǎn)生影響[9]。

土地整治通過建設(shè)道路兩旁的防護林體系，不僅能夠使當(dāng)?shù)刂脖桓采w率提高，而且對于涵養(yǎng)水源、抵御水土流失起到重要的作用，還可以抵御當(dāng)?shù)貝毫犹鞖猓ù箫L(fēng)雷暴雨等）對農(nóng)作物的侵害，使農(nóng)作物生長得到保障。土地整治活動往往會改變地表水系的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，例如農(nóng)田灌溉工程、水利水電工程以及坡地墾殖與梯田工程等建設(shè)，不僅直接影響自然生境類型的改變，而且還可能對伴隨著原有水系網(wǎng)絡(luò)而形成的各種相關(guān)生態(tài)過程產(chǎn)生影響。例如在河流的上游修建蓄水堤壩，會使下游河道出現(xiàn)干涸，中斷某些游憩水生生物的生態(tài)過程；混凝土灌溉水渠的大面積建設(shè)，雖然減少田園除草和維護渠道等勞動投入，但造成渠道無法貯存水分、涵養(yǎng)水源以寄養(yǎng)水中生物或為地下水提供補給；建設(shè)坡地墾殖與梯田會使流域水源補給過程受阻，還使土壤侵蝕的危險增加。除此之外，土地整治可能會通過非點源污染引起的土地生態(tài)變化，進而影響水質(zhì)[10]。在土地整治實施過程中應(yīng)注意防范。

1.3 土地整治對氣候環(huán)境的影響

土地整治對氣候因子的影響，從影響機理方面來看主要有2條途徑（圖2）：一是土地利用方式的變化導(dǎo)致植被覆蓋比例、地表粗糙度、反射率等因素的變化，即土地下墊面性質(zhì)發(fā)生改變，進而改變了區(qū)域降水、濕度、溫度以及風(fēng)速等因素，最終促進了區(qū)域氣候的改變。其中，城市化帶來的土地利用方式變化對局地氣候產(chǎn)生影響的明顯例證就是城市熱島效應(yīng)；二是土地利用方式的轉(zhuǎn)變使得森林等生態(tài)用地減少、工業(yè)用地及交通用地等增多，其時空積累使得區(qū)域土地利用結(jié)構(gòu)發(fā)生了變化，而這種變化改變了大氣成分，直接或間接地增加了CO2，CH4等溫室氣體的排放，最終導(dǎo)致全球氣候發(fā)生變化，進而又影響區(qū)域氣候[11]。

土地整治中生態(tài)用地的增加以及農(nóng)田防護林帶的建設(shè)能夠涵養(yǎng)水分、降低風(fēng)速、凈化空氣、改善農(nóng)田小氣候；反之生態(tài)用地的減少，可能會導(dǎo)致地表裸露，大氣中顆粒物的濃度上升，大氣環(huán)境質(zhì)量下降[12]。Hironen等[13]提出基于地塊聚集的土地整治能夠減少溫室氣體的排放量，在更大及更規(guī)整的單元中，地塊的聚集也能夠減少耕作的時間和燃料，從而影響溫室氣體的排放。

1.4 土地整治對生物的影響

土地整治中農(nóng)用土地資源開發(fā)的對象主要是宜農(nóng)荒山、荒地、灘涂、零碎地塊等后備土地資源開發(fā)和低產(chǎn)田的挖潛改造開發(fā)。后備土地資源在開發(fā)前其生態(tài)系統(tǒng)一般存在成分單一、結(jié)構(gòu)簡單、生物量少、生產(chǎn)力低、自我調(diào)節(jié)能力低等特點，系統(tǒng)處于一種低功能的原始平衡狀態(tài)。開發(fā)成林地、園地、耕地、牧草地等農(nóng)用地后，生態(tài)系統(tǒng)發(fā)生了質(zhì)的變異。通過土地整治的實施，系統(tǒng)的生產(chǎn)力大大提高，生物量亦相應(yīng)增多。在中低產(chǎn)田的改造開發(fā)中，人們通過改造土地中的障礙因子，提高農(nóng)田的生物量和生產(chǎn)力來達到開發(fā)目標[14]。因此，在土地整治中開發(fā)利用土地時，認識自然規(guī)律，采取合理的利用方式，注重生態(tài)環(huán)境保護，土地整治不僅沒有使區(qū)域內(nèi)生物物種數(shù)量減少，反而由于部分景觀帶和防護林的建設(shè)使得區(qū)域內(nèi)生物物種的數(shù)量得到豐富，對當(dāng)?shù)厣a(chǎn)生活環(huán)境整體的改善起到了極大地促進作用。

1.5 土地整治對人類生活的影響

土地既是環(huán)境的組分，又是其他自然環(huán)境資源和社會經(jīng)濟資源的載體，其與社會、經(jīng)濟活動緊密相連，是社會經(jīng)濟發(fā)展的重要基礎(chǔ)。土地整治與開發(fā)活動對社會、經(jīng)濟結(jié)構(gòu)的組合方式起著決定作用。土地整治不僅擴大了耕地面積，還改變了當(dāng)?shù)卦瓉砩a(chǎn)、生活落后的面貌，又帶來了資金的流轉(zhuǎn)，變資源優(yōu)勢為資產(chǎn)優(yōu)勢，實現(xiàn)資產(chǎn)從工業(yè)向農(nóng)業(yè)、從城鎮(zhèn)向農(nóng)村的流轉(zhuǎn)，壯大和發(fā)展了農(nóng)村集體經(jīng)濟，而缺乏土地資源的地方，土地往往又是經(jīng)濟發(fā)展的抑制因素，通過土地整治活動置換指標的流轉(zhuǎn)，擴大了生產(chǎn)、生活規(guī)模，從而促進了經(jīng)濟的發(fā)展。農(nóng)業(yè)用地的深度開發(fā)，往往帶來的是生產(chǎn)力的提升，從而影響到人們的消費層次和消費結(jié)構(gòu)。建設(shè)用地的開發(fā)，導(dǎo)致占用大量耕地，對農(nóng)業(yè)用地的數(shù)量和結(jié)構(gòu)會產(chǎn)生一定影響。城市舊城再開發(fā)，有可能影響該地區(qū)人口結(jié)構(gòu)、文化結(jié)構(gòu)、社會結(jié)構(gòu)。無論采用哪種形式的土地開發(fā)，區(qū)域社會經(jīng)濟結(jié)構(gòu)的變化都會受到影響[14]。

土地整治的實施客觀上增加了人均耕地面積，提高了耕地質(zhì)量，緩解了人地矛盾，對于保證耕地總量動態(tài)平衡目標的實現(xiàn)具有積極的作用；土地整治工程的實施，對零碎地塊進行整理加以利用，使其變成質(zhì)量很好的耕地，實現(xiàn)了小田變大田，通過整治后改變了中低產(chǎn)田的面貌，形成了“田成方、路成框、林成網(wǎng)、旱能澆、澇能排”的高標準農(nóng)田格局，對實現(xiàn)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化具有重要作用。通過修建田間路、生產(chǎn)路等田間交通道路，改善了田間交通條件，促進了農(nóng)業(yè)的現(xiàn)代化發(fā)展。土地整治對村莊的整理，使得村莊向中心村集中，可以節(jié)約土地、調(diào)整出耕地，改善居住環(huán)境和條件，有利于農(nóng)村精神文明建設(shè)和農(nóng)民物質(zhì)文化生活的提高，有利于小城鎮(zhèn)建設(shè)，有利于農(nóng)村社會的長期穩(wěn)定和全面發(fā)展。土地整治活動通過植樹造林工程、興建農(nóng)田林網(wǎng)工程以及加強農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)等措施的實施，改善了農(nóng)田生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件，提高了生態(tài)效益和農(nóng)業(yè)綜合生產(chǎn)能力，同時緩解了陜西省土地的供需矛盾，促進全面小康建設(shè)。

2 土地工程生態(tài)重建設(shè)計

土地工程生態(tài)重建是指根據(jù)土地利用計劃和生態(tài)學(xué)原理，通過采取一定的工程、生物以及生態(tài)的技術(shù)與方法，人為地改變和切斷生態(tài)系統(tǒng)退化的主導(dǎo)因子或過程，將受到干擾和破壞的土地恢復(fù)到具有生產(chǎn)力的狀態(tài)，并且使生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、功能生態(tài)學(xué)潛力盡快成功地恢復(fù)到一定的或原有乃至更高的水平，確保該土地保持穩(wěn)定的生產(chǎn)狀態(tài)和良好的生態(tài)環(huán)境[14]。土地工程生態(tài)重建主要包括土體重構(gòu)和地貌重塑、植被重建和景觀再造、生物多樣性重現(xiàn)和生態(tài)功能持續(xù)等方面。

2.1 土體重構(gòu)和地貌重塑

土地工程生態(tài)重建，首先要創(chuàng)造適宜植被生長的土壤環(huán)境和地形地貌，因為被破壞的土地資源、水資源、生物資源是密切聯(lián)系的。利用當(dāng)前條件進行地貌重塑、構(gòu)造穩(wěn)定的地形地貌以及如何正確進行破壞土地的調(diào)查預(yù)測并科學(xué)進行新造土地的適宜性評價，是土體重構(gòu)和地貌重塑的關(guān)鍵，在創(chuàng)造土壤條件和地貌重塑過程中，因地制宜，針對不同類型的土地，采取不同的一體化工程技術(shù)，進行生態(tài)重建。此外，還要注意地形地貌的持續(xù)穩(wěn)定和新造土地的熟化培肥與水土流失控制。

2.2 植被重建和景觀再造

土地生態(tài)環(huán)境的恢復(fù)和重建的關(guān)鍵是植被的恢復(fù)，再現(xiàn)原來的或不同的景觀結(jié)構(gòu)。植被的組成、結(jié)構(gòu)和空間配置應(yīng)遵循恢復(fù)生態(tài)學(xué)、土壤學(xué)、群落理論和景觀生態(tài)學(xué)的理論基礎(chǔ)，注重植被的生態(tài)完整性、植被的多樣性、植被間的互惠性和植被的鄉(xiāng)土性。根據(jù)區(qū)域氣候和再造的土壤條件，在植被恢復(fù)的早期演替階段植物物種的選擇應(yīng)遵循以下原則：應(yīng)盡可能地使用本地物種，從本地植物種類中篩選出種子發(fā)芽率高、抗逆性強、再生能力強、根系發(fā)達和能夠吸引野生動物的植物；優(yōu)先選擇固氮植物和改良土壤理化性質(zhì)好的植物；重視生態(tài)過程和生態(tài)功能的恢復(fù)，淡化植被恢復(fù)的經(jīng)濟產(chǎn)出[15]。在植被恢復(fù)的中期階段，強化植被的組成、結(jié)構(gòu)、層次和地表覆蓋，提高生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)穩(wěn)定提供動植物的食物和養(yǎng)分，逐漸形成恢復(fù)區(qū)的生態(tài)過程和物質(zhì)循環(huán)，提升水土保持功能、自我更新能力和養(yǎng)育當(dāng)?shù)貏又参锏哪芰Α４送?，在植被重建的過程中，還要考慮與土地附近植被的空間配置和格局，如果土地恢復(fù)地距離現(xiàn)存的大型植被斑塊比較近，就要構(gòu)建與這些植被斑塊的廊道和連接，為生物多樣性的保護和生態(tài)功能的持續(xù)奠定基礎(chǔ)。

對于土地整治后的植被重建，根據(jù)不同類型土壤和土地整治工程的環(huán)境條件，選擇適宜的植物種類很重要。對于植物種類的選擇應(yīng)遵循以下幾方面的原則：①能夠?qū)ν寥滥芰M行改良的固氮植物；②適應(yīng)性強、抗逆性好、生長快和成活率高的植物；③當(dāng)?shù)貎?yōu)良的鄉(xiāng)土和先鋒植物，或者引進外來的速生植物；④選擇植物種類時不僅要考慮植物的多種效益，而且要選擇經(jīng)濟價值高的植物[16]。

2.3 生物多樣性重現(xiàn)和生態(tài)功能持續(xù)

土地整治工程生態(tài)重建的核心包括：生態(tài)系統(tǒng)功能和生物多樣性重現(xiàn)能否維持；土地的生機和活力能否持續(xù)發(fā)展；植被建立后能否自我恢復(fù)并達到良性循環(huán)。植被生態(tài)恢復(fù)與重建的中后期重點是提高生物多樣性和建立完整的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能。在植被逐漸恢復(fù)時，利用景觀生態(tài)學(xué)和植物生態(tài)學(xué)的理論與技術(shù)，注重物種組成、年齡結(jié)構(gòu)和資源利用的多樣性，構(gòu)建空間上植被搭配合理、生態(tài)上安全的格局，逐步形成完整的生態(tài)過程物質(zhì)和能量循環(huán)，具有良好的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能和持續(xù)的效益產(chǎn)出，再現(xiàn)當(dāng)?shù)氐纳锒鄻有裕龠M退化及未利用土地的可持續(xù)發(fā)展[17]。

3 結(jié)語

土地整治作為人類社會走向文明進步的工程手段，不能為了追求片面的經(jīng)濟效益而破壞生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)，更不應(yīng)該以工程機械之力隨意改變自然生態(tài)環(huán)境。土地整治活動必須在生態(tài)環(huán)境容許限度內(nèi)進行操作，必須遵循土地和生態(tài)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展的基本規(guī)律，必須從生態(tài)可持續(xù)發(fā)展和土地可持續(xù)利用的角度進行實施。由于土地整治工程的實施會對區(qū)域乃至生物圈的生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生影響，所以必須充分認識這些影響因素，以利于土地整治健康、有序、持續(xù)的發(fā)展。

土地整治必須因地制宜，將追求生態(tài)文明作為終極目標，追求生產(chǎn)能力必須服從生態(tài)文明這一目標，這樣才能真正做到“在開發(fā)中保護，在保護中開發(fā)” [1]。土地整治采取了一系列的工程、生物以及綜合整治措施，使得土地沙化、鹽堿化、石漠化等問題得到控制，水土流失程度減輕，土地生態(tài)涵養(yǎng)能力得到提高。通過農(nóng)田整治，建設(shè)了一大批適應(yīng)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展要求的高標準、成規(guī)模的基本農(nóng)田，提高了高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)農(nóng)田比重，為實現(xiàn)糧食產(chǎn)量“九連增”提供了重要物質(zhì)基礎(chǔ)。所以土地整治是建設(shè)生態(tài)文明的重要支撐，而且土地整治必須服務(wù)于生態(tài)文明建設(shè)[18]。

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