城市農(nóng)業(yè)用地開發(fā)的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)及治理手段研究

關(guān)鍵詞：城市農(nóng)業(yè)；用地開發(fā)；生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)；生態(tài)治理；風(fēng)險(xiǎn)因素

中圖分類號：X301 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

前言

在過去幾十年間，非農(nóng)建設(shè)和農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整使得農(nóng)業(yè)用地在不斷減少，退耕還林等政策的實(shí)施也對其有一些影響，很多城市農(nóng)業(yè)用地面積下降，給農(nóng)作物、糧食生產(chǎn)帶來了很大壓力。與此同時(shí)，農(nóng)藥化肥的使用也逐漸加重土地污染情況，農(nóng)業(yè)用地質(zhì)量得不到保證，農(nóng)業(yè)經(jīng)營的整體效益日漸低迷。面對這種情況，專家學(xué)者們在考慮生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)情況下不斷提出治理措施。農(nóng)業(yè)用地生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)的分析在生態(tài)治理和土地利用上是非常重要的，目前在國外研究中，眾多學(xué)者從景觀學(xué)、土壤學(xué)、植物學(xué)等多方面展開研究，在研究初期采集土壤樣本，通過土壤成分、地形、植被之間的相互影響分析生態(tài)情況。隨著科技的發(fā)展，GIS技術(shù)興起，極大地推動了生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)分析的研究進(jìn)展。在國內(nèi)研究中，也借助了一些國外的研究經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合自身的土地資源分布情況和農(nóng)業(yè)發(fā)展情況，提出不同的方法和措施，并在農(nóng)業(yè)用地開發(fā)上取得了一些成果，但是隨著用地需求的增加、土地污染問題的出現(xiàn)，城市農(nóng)業(yè)用地開發(fā)潛在的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)愈加復(fù)雜，一些常見的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)分析方法很難滿足需要的分析精度，在不同的區(qū)域尺度上的適宜性存在一些不足。因此，提出城市農(nóng)業(yè)用地開發(fā)的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)分析及治理手段分析，完善生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)分析方法，解決上述常見的分析方法中存在的問題。

1城市農(nóng)業(yè)用地開發(fā)的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)分析

1.1設(shè)計(jì)生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)分析框架

城市農(nóng)業(yè)用地開發(fā)的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)包括對過程的了解和對具體受體的分析等，以此作為依據(jù)，設(shè)計(jì)分析框架。（見圖1）

圖1中顯示的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)形成的風(fēng)險(xiǎn)表征信息，通過對風(fēng)險(xiǎn)形成過程的分析可確定風(fēng)險(xiǎn)源和致險(xiǎn)因子；生態(tài)受體分析主要目的在于量化致險(xiǎn)因子，確定風(fēng)險(xiǎn)等級，再執(zhí)行相應(yīng)的治理措施。

在分析農(nóng)業(yè)用地生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)時(shí)，需要大量數(shù)據(jù)支持，因此，以上述分析框架為基礎(chǔ)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)，以便更好的管理空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)，具體結(jié)構(gòu)見圖2。

由圖2可知，數(shù)據(jù)庫中包含地理信息、空間信息等不同屬性的數(shù)據(jù)，在分析時(shí)，通過分析框架調(diào)用數(shù)據(jù)庫信息，即可展開針對某個區(qū)域的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)分析。

2生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)治理手段分析

對于城市農(nóng)業(yè)用地開發(fā)生態(tài)高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域，主要治理手段包括禁止濫占土地、隨意改變使用性質(zhì)，加大土地資源的保護(hù)力度，對于土地濫占的情況，增加有特色的生態(tài)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，在開發(fā)過程中，減少對生態(tài)的切割和破壞，同時(shí)還要增加植被種植，按照合適的比例整治歸并景觀，兼顧用地與養(yǎng)地，在開發(fā)土地的同時(shí)保護(hù)生態(tài)環(huán)境健康。對于中風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域，以適度開發(fā)為主，避免出現(xiàn)中風(fēng)險(xiǎn)轉(zhuǎn)高風(fēng)險(xiǎn)的情況，合理利用零碎閑置地，包括荒棄溝塘等，實(shí)現(xiàn)針對性的治理、恢復(fù)和改良土壤。對于低風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域，主要在于加強(qiáng)生態(tài)環(huán)境的保護(hù)和監(jiān)管，對于物種單一的區(qū)域，加強(qiáng)保護(hù)，在開發(fā)過程中，嚴(yán)格控制各種污染物、廢棄物的排放，做好環(huán)境規(guī)劃和生態(tài)保護(hù)。

3實(shí)驗(yàn)研究

3.1實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備

上一部分的城市農(nóng)業(yè)用地生態(tài)分析風(fēng)險(xiǎn)內(nèi)容偏向理論，提出的一些治理手段實(shí)施效果也缺少實(shí)際的依據(jù)支持。因此，以某個存在不同程度生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)的城市區(qū)域作為研究區(qū)域，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，通過對比實(shí)驗(yàn)的分析和驗(yàn)證，了解提出的分析方法的應(yīng)用水平和性能。在正式實(shí)驗(yàn)前，采集研究區(qū)域的遙感圖像，經(jīng)過幾何校正、人工翻譯和疊加分析處理后，得到各個子區(qū)域的土地利用現(xiàn)狀，同時(shí)利用景觀格局分析軟件獲得景觀格局的變化情況，將得到的數(shù)據(jù)用于后續(xù)實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)分為兩部分，一部分是針對分析精度設(shè)計(jì)的模擬精度實(shí)驗(yàn)，以不同類型用地作為參考，利用計(jì)算機(jī)獲得對應(yīng)的模擬精度；另一部分是分析方法的適宜性概率實(shí)驗(yàn)，經(jīng)過對不同分析方法的適宜性概率的計(jì)算，對比生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)分析方法在不同生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)等級的用地條件下是否能夠保持較好的應(yīng)用水平。

3.2模擬精度實(shí)驗(yàn)結(jié)果

在模擬精度實(shí)驗(yàn)中，以耕地、林地、園地和建設(shè)用地作為實(shí)施對象，以目前比較常見的幾種分析方法作為對比項(xiàng)，使用不同的分析方法分析不同類型的用地，設(shè)置迭代次數(shù)，利用計(jì)算機(jī)輸出各個分析方法的模擬精度，能夠利用最少的迭代次數(shù)達(dá)到最高的模擬精度，即為性能最佳。實(shí)驗(yàn)結(jié)果見圖3。

對比觀察圖中顯示的模擬精度實(shí)驗(yàn)結(jié)果，從整體上看，提出的分析方法模擬精度高，對于不同的實(shí)施對象，依然能保持高水平的模擬精度，均在0.8以上，其他幾種分析方法模擬精度比較低，大部分處在0.8以下。

單獨(dú)觀察各組結(jié)果，圖3（a）中該方法在建設(shè)用地的模擬分析上精度最低，其他幾種方法也存在相同的問題，并且對于不同的實(shí)施對象模擬精度之間差距較大，而提出的分析方法對于不同的實(shí)施對象，模擬精度十分接近，沒有明顯的差距，對分析結(jié)果影響非常小。綜上所述，提出的城市農(nóng)業(yè)用地開發(fā)生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)分析方法分析性能最好，能適應(yīng)不同的用地情況。

3.3適宜性概率實(shí)驗(yàn)分析

在適宜性概率實(shí)驗(yàn)中，選擇多個風(fēng)險(xiǎn)因子進(jìn)行分析方法的適宜性概率計(jì)算，概率越高說明適宜性越好，反之，適宜性越差，不適合應(yīng)用到實(shí)際項(xiàng)目中。實(shí)驗(yàn)所用的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)因子設(shè)置見表1。

公式中k表示適宜性概率，α_i表示生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)因子的權(quán)重和，S表示用地面積，n表示風(fēng)險(xiǎn)因子個數(shù)。以不同風(fēng)險(xiǎn)等級的用地作為條件，經(jīng)過計(jì)算和統(tǒng)計(jì)，得到的實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表2。

通過表中顯示的數(shù)據(jù)可知，基于景觀格局的分析方法只有對中風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域分析時(shí)適宜性概率較高，在高風(fēng)險(xiǎn)和低風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域適應(yīng)性概率較低，基于GIS的分析方法則整體水平不高，基于空間統(tǒng)計(jì)學(xué)的分析方法在不同風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域上也存在與上述相同的問題，而提出的分析方法在高風(fēng)險(xiǎn)、中風(fēng)險(xiǎn)、低風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域適宜性概率高，說明提出的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)分析方法能夠適應(yīng)不同的生態(tài)環(huán)境。結(jié)合模擬精度實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知，提出的城市農(nóng)業(yè)用地開發(fā)的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)分析方法精度高、適宜性強(qiáng)，優(yōu)于常見的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)分析方法。

4結(jié)語

近年來，伴隨著城市化進(jìn)程的發(fā)展，非農(nóng)建設(shè)不斷的增多，都對城市農(nóng)業(yè)用地的建設(shè)和規(guī)劃造成較大影響。為緩解城市農(nóng)業(yè)用地的減少引起糧食減少的問題，推動城市農(nóng)業(yè)用地進(jìn)一步開發(fā)利用，文章以城市農(nóng)業(yè)用地開發(fā)作為研究背景，針對用地存在的生態(tài)分析展開研究。并針對不同的風(fēng)險(xiǎn)等級的生態(tài)環(huán)境提出了相應(yīng)的治理手段。在分析完成后，以某地區(qū)為例，采用對比實(shí)驗(yàn)的形式定性分析了不同生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)等級對用地開發(fā)的影響，同時(shí)通過對比實(shí)驗(yàn)證明了提出的城市農(nóng)業(yè)用地開發(fā)生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)分析方法的適宜性和可靠性。該方法應(yīng)用后可在不同條件下對其開發(fā)的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行綜合分析，具有較強(qiáng)的可應(yīng)用性和研究價(jià)值。該分析方法的提出有助于后續(xù)生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)分析的研究，為其提供了一定的理論依據(jù)和支持，具有一定的現(xiàn)實(shí)意義。