山地丘陵區(qū)未利用地生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)及開(kāi)發(fā)工程匹配
——以河北省懷來(lái)縣為例

王曉晴， 牛志君， 康 薇， 張立強(qiáng)， 張俊梅

(1.河北農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境科學(xué)學(xué)院，河北保定 071000； 2.河北農(nóng)業(yè)大學(xué)國(guó)土資源學(xué)院，河北保定 071000)

當(dāng)前，河北省正處在工業(yè)化、城鎮(zhèn)化快速發(fā)展的關(guān)鍵時(shí)期，經(jīng)濟(jì)發(fā)展和城市化建設(shè)迅猛，要求持續(xù)增加建設(shè)用地。這使資源與環(huán)境的矛盾日趨嚴(yán)峻，生態(tài)環(huán)境持續(xù)惡化，保障經(jīng)濟(jì)發(fā)展與保護(hù)耕地紅線的“雙?！眽毫Σ粩嘣龃?。為破解國(guó)土資源管理中保障發(fā)展和保護(hù)資源的“兩難”問(wèn)題，拓展城鄉(xiāng)用地空間，保護(hù)耕地，應(yīng)積極引導(dǎo)開(kāi)發(fā)使用未利用地。近年來(lái)，在國(guó)土資源部的組織引導(dǎo)下，未利用地開(kāi)發(fā)工作在河北省各地快速推進(jìn)，對(duì)緩解土地供需矛盾，保障耕地占補(bǔ)平衡和總量動(dòng)態(tài)平衡，保障經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展，推進(jìn)河北沿海經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展強(qiáng)省建設(shè)起到了積極作用，但在實(shí)施過(guò)程中也出現(xiàn)了很多的問(wèn)題：由于缺少相應(yīng)理論方法指導(dǎo)，導(dǎo)致補(bǔ)充耕地的質(zhì)量難以保障；同時(shí)引發(fā)了一些生態(tài)問(wèn)題，如土地沙化、水土流失、土壤鹽漬化等。上述問(wèn)題的出現(xiàn)，主要是由于缺乏一套系統(tǒng)的、精準(zhǔn)的未利用地調(diào)查評(píng)價(jià)及影響評(píng)估的理論和方法體系。其中，未利用地的系統(tǒng)分類(lèi)和適宜性評(píng)價(jià)是關(guān)鍵。一方面，雖然許多學(xué)者已經(jīng)對(duì)未利用地開(kāi)發(fā)適宜性評(píng)價(jià)及潛力評(píng)價(jià)方面做了大量研究，很多地區(qū)在未利用地開(kāi)發(fā)實(shí)踐中也進(jìn)行了許多有益的探索和嘗試，但大多注重分析土地的自然屬性，或從方便農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的角度分析少量的區(qū)位因素，而較少系統(tǒng)地分析經(jīng)濟(jì)條件、社會(huì)因素等對(duì)未利用地開(kāi)發(fā)的影響[1-3]。另一方面，目前我國(guó)土地的利用管理的基礎(chǔ)是土地利用現(xiàn)狀分類(lèi)體系，該體系的依據(jù)是土地的用途、經(jīng)營(yíng)特點(diǎn)、利用方式、覆蓋特征[4-6]。對(duì)于未利用地的開(kāi)發(fā)利用而言，其開(kāi)發(fā)利用方向未定，此種分類(lèi)方法概括性較強(qiáng)，無(wú)法為未利用地的精準(zhǔn)開(kāi)發(fā)利用提供服務(wù)。

因此，為嚴(yán)格保護(hù)耕地紅線，有效利用國(guó)土資源，科學(xué)實(shí)施國(guó)土綜合整治，積極推進(jìn)生態(tài)文明建設(shè)，切實(shí)保障國(guó)家糧食安全，本研究以未利用地開(kāi)發(fā)利用分類(lèi)為突破口，以適宜性評(píng)價(jià)為依據(jù)，以生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)防護(hù)為導(dǎo)向，以匹配工程為保障，以期為未來(lái)土地開(kāi)發(fā)利用方向以及開(kāi)發(fā)利用工程改造提供理論基礎(chǔ)，為拓展城鄉(xiāng)建設(shè)用地新空間提供新的突破口，為緩解國(guó)土資源管理中的保障發(fā)展和保護(hù)資源的“雙?！眽毫μ峁┘夹g(shù)和決策支持。

1 研究區(qū)概況和數(shù)據(jù)來(lái)源

1.1 研究區(qū)概況

河北省懷來(lái)縣屬于大陸性季風(fēng)型氣候，地形地貌特點(diǎn)南北高、中間低，呈現(xiàn)復(fù)雜多樣的態(tài)勢(shì)，分布有山地、丘陵、盆地、河川平原等，中間有官?gòu)d水庫(kù)，形成兩山夾一川的地形。該縣地處冀西北間山盆地雨影區(qū)，降水稀少，天氣干旱，生態(tài)環(huán)境敏感脆弱；地處北京上風(fēng)上水，擔(dān)負(fù)北京的生態(tài)屏障作用，這也制約了縣域經(jīng)濟(jì)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展。河北省懷來(lái)縣山地丘陵較多，土地承載能力低，黃土覆蓋深厚，加上山地坡度大，水土流失較為嚴(yán)重，造成植被成活率較低；且該縣未利用土地較多，共有58 406.30 hm2，占全縣土地總面積的32.43%，開(kāi)發(fā)潛力巨大。未來(lái)幾十年將是懷來(lái)縣快速發(fā)展時(shí)期，城市建設(shè)、工業(yè)發(fā)展等均需要大量的后備土地資源，因此這些未利用地是否能有效開(kāi)發(fā)將成為未來(lái)發(fā)展的關(guān)鍵因素。

1.2 數(shù)據(jù)來(lái)源

本研究所采用的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)主要來(lái)源是懷來(lái)縣2015年土地利用現(xiàn)狀圖，高程數(shù)據(jù)為地理空間數(shù)據(jù)云下載的數(shù)字高程模型(digital elevation model，簡(jiǎn)稱(chēng)DEM)數(shù)據(jù)(數(shù)據(jù)空間分辨率為30 m×30 m)，植被覆蓋度來(lái)源于歸一化植被指數(shù)(normalized difference vegetation index，簡(jiǎn)稱(chēng)NDVI)數(shù)據(jù)，以及實(shí)地調(diào)查等數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)詳實(shí)可靠。

2 研究方法

2.1 研究思路

本研究對(duì)山地丘陵區(qū)的未利用地進(jìn)行要素特征分析，并結(jié)合開(kāi)發(fā)利用限制因素及匹配工程類(lèi)型對(duì)未利用地進(jìn)行開(kāi)發(fā)利用分類(lèi)；針對(duì)特定開(kāi)發(fā)利用方向，對(duì)區(qū)域內(nèi)未利用地資源進(jìn)行生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)，并針對(duì)不同生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)條件提出有針對(duì)性的開(kāi)發(fā)工程配套措施，為高效、合理利用未利用地資源和生態(tài)環(huán)境保護(hù)提供依據(jù)。

2.2 未利用地開(kāi)發(fā)利用分類(lèi)

未利用地是指未施加人類(lèi)影響、未被利用的土地，是除建設(shè)用地、農(nóng)用地以外的土地；分為荒草地、鹽堿地、沙地、裸地、灘涂等，此分類(lèi)(稱(chēng)作現(xiàn)狀分類(lèi))體系僅能反映地表狀況，含義具有具有一定的概括性，無(wú)法根據(jù)未利用地的現(xiàn)狀分類(lèi)確定其開(kāi)發(fā)方向及工程。因此，需要針對(duì)未利用地所處的自然條件和自身屬性，結(jié)合開(kāi)發(fā)方向和工程改造因素，進(jìn)行未利用開(kāi)發(fā)利用分類(lèi)(稱(chēng)為利用分類(lèi))，為未利用地向精準(zhǔn)開(kāi)發(fā)邁進(jìn)一步。

未利用地開(kāi)發(fā)利用分類(lèi)以未利用地開(kāi)發(fā)利用方向確定和工程匹配為目的，所以未利用地自然條件和開(kāi)發(fā)工程改造因素是未利用地分類(lèi)的主要考慮因素，主要分為氣象、地形、地貌、土壤、水文、植被等大類(lèi)。在綜合分析眾多未利用地開(kāi)發(fā)條件的同時(shí)，正確識(shí)別未利用地開(kāi)發(fā)的主導(dǎo)因素尤為重要。

山地丘陵區(qū)地形起伏較大，未利用地一般土層較薄，具有相對(duì)較大的坡度，土壤植被狀況受基巖類(lèi)型影響較大，不同的基巖類(lèi)型風(fēng)化程度、風(fēng)化層厚度、風(fēng)化土壤中的養(yǎng)分含量差異較大，且植被覆蓋情況也有很大不同。同時(shí)此區(qū)未利用地開(kāi)發(fā)時(shí)一般受水源影響很大，水源保證程度決定了開(kāi)發(fā)的難易程度和成本。因此本區(qū)在進(jìn)行未利用地分類(lèi)時(shí)選擇基巖類(lèi)型、坡度、土層厚度、水源情況這4個(gè)因素作為主要的分類(lèi)因素。根據(jù)懷來(lái)縣實(shí)地調(diào)查結(jié)果，結(jié)合專(zhuān)家判斷，上述4個(gè)因素類(lèi)型情況的分類(lèi)情況如表1所示。

依據(jù)上述主要分類(lèi)因素排列組合法進(jìn)行類(lèi)別劃分，按照連續(xù)命名法進(jìn)行命名，后面加“型”字。山地丘陵區(qū)共4個(gè)主要分類(lèi)因素，故設(shè)4個(gè)字段，4個(gè)字段依次說(shuō)明“基巖類(lèi)型”“坡度”“土層厚度”和“水源狀況”，具體為各分類(lèi)因素的其中1個(gè)類(lèi)型，以其相應(yīng)的字段名稱(chēng)(表1)表示。如某塊未利用地，其基巖類(lèi)型為片麻巖，坡度15°～20°，土層厚度小于 40 cm，水源狀況為充分保障，則將此類(lèi)命名為“片麻巖中陡坡中層富水型”，依此類(lèi)推。

2.3 山地丘陵區(qū)未利用地開(kāi)發(fā)生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)

未利用地開(kāi)發(fā)會(huì)對(duì)區(qū)域地形、土壤、水環(huán)境及生物多樣性產(chǎn)生重要影響，進(jìn)而影響到區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能，引發(fā)生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)[7-8]。明確未利用地開(kāi)發(fā)生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)主導(dǎo)因子，評(píng)價(jià)其開(kāi)發(fā)生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)級(jí)別，并匹配相應(yīng)的工程措施防范生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)，對(duì)科學(xué)開(kāi)發(fā)未利用地、保障區(qū)域資源環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展具有重要的意義。

2.3.1 山地丘陵區(qū)主要生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)狀況 山地丘陵區(qū)地形起伏較大，未利用地一般土層較薄，具有相對(duì)較大的坡度，土壤植被狀況受基巖類(lèi)型影響較大，不同的基巖類(lèi)型其風(fēng)化程度、風(fēng)化層厚度及風(fēng)化土壤中的養(yǎng)分含量差異較大，且植被覆蓋情況也有很大不同[9-12]。受降水、地面穩(wěn)固程度及土層厚度和植被狀況的影響，本區(qū)容易發(fā)生水土流失、干旱和生物多樣性等生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)。

表1 山地丘陵區(qū)主要分類(lèi)因素類(lèi)型

2.3.2 生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)類(lèi)型分級(jí)

2.3.2.1 水土流失 水土流失生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)受坡度影響很大，一般坡度越大，發(fā)生水土流失的風(fēng)險(xiǎn)也越大；同時(shí)水土流失與地面的穩(wěn)固程度有很大關(guān)系，一般土壤緊實(shí)、植被覆蓋度好的地方，地面相對(duì)較穩(wěn)固，其抵抗降雨侵蝕、保持土壤的能力相對(duì)較強(qiáng)，發(fā)生水土流失的風(fēng)險(xiǎn)相對(duì)更低。

根據(jù)懷來(lái)縣實(shí)地調(diào)查情況，選擇坡度和地面穩(wěn)固度來(lái)計(jì)算水土流失風(fēng)險(xiǎn)的大小。其中地面穩(wěn)固度與基巖類(lèi)型、地面物質(zhì)組成、指標(biāo)覆蓋狀況等有密切的關(guān)系。水土流失生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)可用如下公式進(jìn)行計(jì)算[13-15]。

W=S×R。

(1)

式中：W代表水土流失的風(fēng)險(xiǎn)；S表示坡度；R為地面穩(wěn)固度，表征地表物質(zhì)抵抗水力沖刷的程度；地面穩(wěn)固度分為3級(jí)，最穩(wěn)固為1級(jí)，最不穩(wěn)固為3級(jí)。

根據(jù)實(shí)地調(diào)查結(jié)果，將山地丘陵區(qū)的水土流失生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)劃分為3級(jí)，其中1級(jí)風(fēng)險(xiǎn)相對(duì)較低，3級(jí)風(fēng)險(xiǎn)較高(表2)。

2.3.2.2 生物多樣性 生物多樣性指在一定時(shí)間、地區(qū)內(nèi)所有生物物種及其遺傳變異和生態(tài)系統(tǒng)的復(fù)雜性總稱(chēng)。根據(jù)調(diào)查，動(dòng)物、微生物的多樣性與植被多樣性具有很大的相關(guān)性，因此選擇植被覆蓋度與植被種類(lèi)數(shù)作為表征生物多樣性風(fēng)險(xiǎn)的指標(biāo)。一般植被覆蓋度越高，植被種類(lèi)數(shù)越多，生物多樣性風(fēng)險(xiǎn)越小[16]。利用植被覆蓋度和植被種類(lèi)數(shù)來(lái)表征生物多樣性風(fēng)險(xiǎn)的計(jì)算公式如下：

SW=1/(P×N)。

(2)

式中：SW代表生物多樣性風(fēng)險(xiǎn)；P表示植被覆蓋度大小；N表示植被種類(lèi)數(shù)，分為3級(jí)，喬灌組合為1級(jí)，草灌組合為2級(jí)，草本為3級(jí)。

根據(jù)調(diào)查結(jié)果，將生物多樣性風(fēng)險(xiǎn)劃為3級(jí)(表2)，用植被狀況表示，S1級(jí)代表風(fēng)險(xiǎn)最低，S3級(jí)表示風(fēng)險(xiǎn)最高。

2.3.2.3 干旱 根據(jù)調(diào)查結(jié)果，山地丘陵區(qū)干旱生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)與

表2 山地丘陵區(qū)生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)分級(jí)

土層厚度具有很大相關(guān)性，一般土層厚度較厚的地區(qū)，干旱的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)相對(duì)較小，植被較茂盛，而土層較薄的地區(qū)，干旱的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)相對(duì)較大。

根據(jù)調(diào)查結(jié)果，將土層厚度分為3級(jí)，土層厚度大于 50 cm 的為S1級(jí)，此級(jí)干旱風(fēng)險(xiǎn)相對(duì)較??；在20～50 cm的為S2級(jí)；小于20 cm的為S3級(jí)，此級(jí)干旱風(fēng)險(xiǎn)最大。

2.3.3 生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià) 山地丘陵區(qū)某地塊生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)是該地塊上述3種生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)的總體反映。本研究采用以下方法確定各地塊的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)[17-19]。此方法共分2步。第1步：采用因素加和法初步確定生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)。(1)將某地塊水土流失、植被狀況/土層厚度這3個(gè)因素根據(jù)所屬等級(jí)分別附予相應(yīng)的等級(jí)數(shù)字，如某地塊水土流失、植被狀況、土層厚度的風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)分別為S3級(jí)、S2級(jí)、S3級(jí)，則將其附予數(shù)字3、2、3。(2)將該地塊的上述3個(gè)因素等級(jí)數(shù)字加和，作為總風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)評(píng)價(jià)依據(jù)。如上述地塊風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)加和為8。(3)根據(jù)3個(gè)風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)加和結(jié)果初步劃分該地塊的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)。根據(jù)排列組合原則，3個(gè)因素加和后會(huì)得到3、4、5、6、7、8、9共7個(gè)數(shù)字。結(jié)合評(píng)價(jià)結(jié)果和實(shí)際情況，定為指數(shù)值3、4為1級(jí)，指數(shù)值5、6為2級(jí)，指數(shù)值7、8、9為3級(jí)。第2步，采用限制因子法對(duì)初步劃分結(jié)果進(jìn)行調(diào)整。上述3個(gè)生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)中，如果某1個(gè)生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)達(dá)到3級(jí)，即最大生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)，即使其他2個(gè)生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)程度相對(duì)較低，也應(yīng)將其綜合生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)劃分為高等級(jí)。即只要3個(gè)生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)因子中有1個(gè)生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)為3，則其總生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)調(diào)整為3級(jí)。因此，原本加和等于5的組合(1、1、3)、(1、3、1)、(3、1、1)及加和等于6的組合(1、2、3)、(1、3、2)、(3、2、1)、(3、1、2)、(2、1、3)、(2、3、1)均調(diào)整至3級(jí)。最終，山地丘陵區(qū)總生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)對(duì)應(yīng)各生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)組合如表3所示。

表3 山地丘陵區(qū)總生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)對(duì)應(yīng)各生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)組合

3 結(jié)果與分析

3.1 未利用地開(kāi)發(fā)生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)結(jié)果

根據(jù)上述生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)因子分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)及評(píng)價(jià)方法，借助ArcGIS 10.2軟件，對(duì)懷來(lái)縣未利用地進(jìn)行各因子生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)等別劃分，具體分布情況見(jiàn)圖1。

由圖1可知，懷來(lái)縣南部未利用地極易出現(xiàn)水土流失狀況，坡度較大，土層厚度較薄，開(kāi)發(fā)時(shí)限制較多。將懷來(lái)縣未利用地的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)等別劃分為3個(gè)等級(jí)，即1級(jí)、2級(jí)、3級(jí)，其中1級(jí)生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)最低，3級(jí)生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)最高，具體分布情況見(jiàn)圖2。

懷來(lái)縣各鄉(xiāng)鎮(zhèn)均有未利用地資源分布，涉及地類(lèi)主要有草地、裸地、內(nèi)陸灘涂、沙地這4種地類(lèi)，各地類(lèi)面積分別為49 208.59、1 513.88、7 658.19、25.64 hm2。其中草地所占比例最大，為全縣未利用地面積的84.25%，沙地的分布面積最少，僅占0.04%。根據(jù)評(píng)價(jià)結(jié)果和圖2可知，懷來(lái)縣未利用地生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)結(jié)果劃分為3個(gè)等級(jí)，1級(jí)、2級(jí)、3級(jí)生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)的面積分別為7 081.33、21 008.18、30 316.80 hm2，占全縣未利用地總面積的比例分別為12.12%、35.97%、51.91%。生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)較低的未利用地主要分布在縣域中西部的桑園鎮(zhèn)和東北部的北辛堡鎮(zhèn)以及存瑞鎮(zhèn)地區(qū)，這些區(qū)域坡度較小、植被狀況良好、有效土層偏厚，合理開(kāi)發(fā)利用時(shí)發(fā)生生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)的可能性偏低；生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)中等的未利用地在該縣各個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)均有分布，以官?gòu)d水庫(kù)分布最多，占地面積高達(dá)7 438.27 hm2；而生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)較高的地區(qū)主要集中在該縣南部的小南辛堡鎮(zhèn)和官?gòu)d鎮(zhèn)等鄉(xiāng)鎮(zhèn)，這些區(qū)域坡度較大，有效土層厚度偏薄，易發(fā)生水土流失和干旱等生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)，故開(kāi)發(fā)時(shí)尤其要注重其生態(tài)效益。

3.2 不同生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)因子整治工程匹配

山地丘陵區(qū)未利用地開(kāi)發(fā)時(shí)，要同時(shí)考慮開(kāi)發(fā)地塊和其周邊可利用的資源條件，針對(duì)不同的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)因子等級(jí)及周邊可供利用的生態(tài)資源和環(huán)境，結(jié)合工程類(lèi)型的特點(diǎn)，確定工程類(lèi)型。例如，水土流失風(fēng)險(xiǎn)較大地塊，一般情況下坡度相對(duì)較大，地面穩(wěn)固度較低，植被也較差，開(kāi)發(fā)工程就需要梯田砌石護(hù)坡、生物護(hù)坡、客土、引水這4種措施組合。這種情況下實(shí)施工程，要根據(jù)該類(lèi)工程組合的需要調(diào)查該地塊附近砌石、土源、水源、植物等資源的可利用程度。這些資源可供利用的程度越高，實(shí)施工程越能達(dá)到高標(biāo)準(zhǔn)的水平，工程實(shí)施后生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)越小。因此，需要綜合考慮原地塊生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)與該地塊周邊可利用的生態(tài)資源情況，區(qū)分出工程實(shí)施后的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)。

根據(jù)調(diào)查分析和總結(jié)，將山地丘陵區(qū)工程實(shí)施后的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)分為2級(jí)。1級(jí)為低生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)級(jí)別，主要特征：坡度一般低于15°，地面穩(wěn)固度高，地表物質(zhì)緊實(shí)度高，抵抗水力侵蝕的能力較高；植被主要類(lèi)型為喬灌組合，植被種類(lèi)數(shù)大于9，植被覆蓋度大于70%；有效土層厚度大于50 cm。2級(jí)為中風(fēng)險(xiǎn)級(jí)別，主要特征：坡度為15°～25°，地面穩(wěn)固度一般，地表物質(zhì)組成較簡(jiǎn)單，緊實(shí)度一般，抵抗水力侵蝕的能力一般。植被主要類(lèi)型為草灌，植被種類(lèi)數(shù)為5～8種，植被覆蓋度處于50%～70%之間，土層厚度在20～50 cm。

工程實(shí)施后的目標(biāo)風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)與原風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)及周邊環(huán)境有密切關(guān)系。不同生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)因子開(kāi)發(fā)匹配工程及其所需周邊環(huán)境如表4所示。根據(jù)自身風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)及周邊環(huán)境狀況判斷所需工程及開(kāi)發(fā)后風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)。以水土流失舉例說(shuō)明，假設(shè)某地塊原水土流失等級(jí)為3級(jí)，周邊環(huán)境為地下水埋深100～200 m，土源距離2～5 km，距地表水源有一定距離。此時(shí)因地下水埋深相對(duì)較深，土源距離較遠(yuǎn)，地表水引水不太方便，因此可以將水土流失風(fēng)險(xiǎn)目標(biāo)等級(jí)定為2級(jí)，即開(kāi)發(fā)完成后為中生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)，開(kāi)發(fā)工程為石坎梯田和引水工程。同樣地塊，假設(shè)周邊環(huán)境變?yōu)橥猎淳嚯x小于2 km，地下水埋深淺0～100 m，地表水豐富，距地表水源地近，交通便利，這時(shí)應(yīng)將風(fēng)險(xiǎn)目標(biāo)等級(jí)定為1級(jí)，即低風(fēng)險(xiǎn)，開(kāi)發(fā)工程選擇混凝土梯田、生物護(hù)坡、引水工程。未利用地開(kāi)發(fā)時(shí)如果周邊條件滿(mǎn)足開(kāi)發(fā)為1級(jí)生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)級(jí)別，則不能開(kāi)發(fā)為2級(jí)生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)級(jí)別。

工程實(shí)施后的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)級(jí)別須按照最小因子法則，將各項(xiàng)工程中生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)目標(biāo)級(jí)別最差的作為實(shí)施工程后的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)級(jí)別。即如果某地塊水土流失、植被狀況、土層厚度3個(gè)生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)因素工程實(shí)施后有一個(gè)因素風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)為2級(jí)，則此地塊開(kāi)發(fā)后的風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)為2級(jí)。

表4 山地丘陵區(qū)不同生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)因子整治工程匹配

3.3 未利用地開(kāi)發(fā)利用匹配工程

為科學(xué)快捷地匹配未利用地開(kāi)發(fā)工程，實(shí)現(xiàn)未利用地精準(zhǔn)開(kāi)發(fā)，在對(duì)未利用地開(kāi)發(fā)利用分類(lèi)和適宜性評(píng)價(jià)的基礎(chǔ)上，針對(duì)不同類(lèi)型區(qū)未利用地開(kāi)發(fā)主導(dǎo)影響因素及其分級(jí)類(lèi)型，結(jié)合開(kāi)發(fā)易引發(fā)的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)類(lèi)型及生態(tài)脆弱因子，提出未利用地開(kāi)發(fā)的主要工程措施，如表5所示。

本研究中建議匹配的工程及其標(biāo)準(zhǔn)較傳統(tǒng)工程更注重開(kāi)發(fā)易引發(fā)生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)降低，在山地丘陵區(qū)可有效防止水土流失、干旱、土壤沙化等生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)。首先對(duì)未利用地進(jìn)行開(kāi)發(fā)利用分類(lèi)，根據(jù)分類(lèi)名稱(chēng)，就可以知道未利用地所處的狀況，然后根據(jù)未利用地所處的條件，進(jìn)行需求分析，匹配工程。如山地丘陵區(qū)的基巖類(lèi)型若是“片麻巖”，說(shuō)明基巖風(fēng)化強(qiáng)烈，風(fēng)化層較厚，可形成較厚土層，因此在利用時(shí)，可進(jìn)行深翻耕，若坡度較大，需進(jìn)行護(hù)坡處理，因此若是片麻巖基巖，則建議工程為“深翻耕”；若是“花崗巖”，則此類(lèi)基巖風(fēng)化程度較低，風(fēng)化層較薄，所形成土層薄，沙性強(qiáng)，植被覆蓋較少，需加適量客土才能開(kāi)發(fā)利用，同時(shí)需進(jìn)行黏土土壤改良，或增施有機(jī)質(zhì)進(jìn)行改良，因此若是“花崗巖”，建議工程為“覆客土”“施用有機(jī)肥”；而若是“石灰?guī)r”，說(shuō)明其基巖風(fēng)化層薄，風(fēng)化物黏重，營(yíng)養(yǎng)元素少，基本無(wú)植被覆蓋，需大量客土才能開(kāi)發(fā)利用，同時(shí)需增施有機(jī)肥，進(jìn)行土壤改良。因此若是“石灰?guī)r”，建議工程為“覆客土”“施用有機(jī)肥”。其他依此類(lèi)推。

工程速查表使用時(shí)可根據(jù)未利用地利用分類(lèi)的類(lèi)型，通過(guò)查找對(duì)應(yīng)影響因素的分級(jí)類(lèi)型，找出需要的工程，然后進(jìn)行組合使用即可。

表5 未利用地開(kāi)發(fā)利用類(lèi)型與工程匹配

4 結(jié)論與討論

4.1 結(jié)論

本研究運(yùn)用地理信息系統(tǒng)(GIS)和遙感(RS)技術(shù)，基于土地利用分類(lèi)以及生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)的理論與方法，分析河北省典型山地丘陵區(qū)懷來(lái)縣的未利用地現(xiàn)狀特征，主要結(jié)論如下：(1)未利用地開(kāi)發(fā)利用分類(lèi)以確定未利用地開(kāi)發(fā)利用方向和工程匹配為目的，所以未利用地自然條件和開(kāi)發(fā)工程改造因素是未利用地分類(lèi)的主要考慮因素。綜合考慮山地丘陵區(qū)的實(shí)際情況以及開(kāi)發(fā)的難易，最終選擇基巖類(lèi)型、坡度、土層厚度、水源情況這4個(gè)因素作為主要的分類(lèi)因素。(2)根據(jù)研究區(qū)的生態(tài)狀況，選取水土流失、生物多樣性、干旱這3個(gè)生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)因子進(jìn)行生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)。然后采用因素加和法初步確定生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)，再用限制因子法對(duì)初步劃分結(jié)果進(jìn)行調(diào)整。(3)懷來(lái)縣未利用地生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)3個(gè)等級(jí)的面積分別為 7 081.33、21 008.18、30 316.80 hm2，各占全縣未利用地總面積的比例分別為12.12%、35.97%、51.91%。從空間分布上看，生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)等別較低的未利用地主要分布在縣域中西部的桑園鎮(zhèn)和東北部的北辛堡鎮(zhèn)以及存瑞鎮(zhèn)地區(qū)；生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)中等的未利用地在該縣各個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)均有分布，以官?gòu)d水庫(kù)分布最多；而生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)較高的地區(qū)主要集中分布在該縣南部的小南辛堡鎮(zhèn)和官?gòu)d鎮(zhèn)等鄉(xiāng)鎮(zhèn)，這些區(qū)域坡度較大，有效土層厚度偏薄，易發(fā)生水土流失和干旱等生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)，故開(kāi)發(fā)時(shí)尤其要注重其生態(tài)效益。(4)針對(duì)不同類(lèi)型區(qū)未利用地開(kāi)發(fā)主導(dǎo)影響因素及其分級(jí)類(lèi)型，結(jié)合開(kāi)發(fā)易引發(fā)的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)類(lèi)型及生態(tài)脆弱因子，提出了未利用地開(kāi)發(fā)的主要工程措施。采用陡坡梯田、坡頂挖排水溝、生物護(hù)坡等工程降低開(kāi)發(fā)時(shí)生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生的概率。

4.2 討論

本研究通過(guò)對(duì)山地丘陵區(qū)未利用地資源進(jìn)行開(kāi)發(fā)利用分類(lèi)以及生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)因子評(píng)價(jià)分析，為進(jìn)一步確定未利用地開(kāi)發(fā)方向及開(kāi)發(fā)工程以及為區(qū)域土地資源合理規(guī)劃利用，保護(hù)區(qū)域生態(tài)環(huán)境提供理論支撐。本研究豐富了未利用地的研究范圍，對(duì)今后未利用地的開(kāi)發(fā)利用與生態(tài)保護(hù)具有重要意義，但本研究成果為初步成果，對(duì)未利用地的開(kāi)發(fā)工程匹配具體實(shí)施分析不夠全面，今后將在此基礎(chǔ)上繼續(xù)更深層次的探索，以便更好地為區(qū)域未利用地的開(kāi)發(fā)利用提供科學(xué)指導(dǎo)。