重慶丘陵山區(qū)農(nóng)村土地整治工程及其景觀效應(yīng).pdf

1、在影響土地利用變化的人類活動(dòng)中，農(nóng)村土地整治是改善農(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件和生態(tài)環(huán)境的重要手段，也是一種強(qiáng)制性、時(shí)效性很強(qiáng)的干擾活動(dòng)，在短期內(nèi)會(huì)對(duì)生態(tài)系統(tǒng)及景觀格局產(chǎn)生劇烈影響。目前，我國(guó)農(nóng)村土地整治偏重于新增耕地目標(biāo)，對(duì)農(nóng)村土地利用及生態(tài)環(huán)境問題關(guān)注和治理力度不夠，致使鄉(xiāng)村景觀嚴(yán)重受損，生物多樣性降低，并對(duì)耕地保護(hù)、糧食安全和食品安全及農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量構(gòu)成潛在的威脅。因此，作為未來應(yīng)對(duì)全球氣候變化、生態(tài)環(huán)境和糧食安全及國(guó)家、區(qū)域?qū)用娉青l(xiāng)統(tǒng)籌、一體化發(fā)展

2、的戰(zhàn)略需求的重要手段-農(nóng)村土地整治，在技術(shù)需求上應(yīng)如何響應(yīng)；在工程措施上應(yīng)如何適應(yīng)；這些工程技術(shù)措施又將造成什么樣的生態(tài)景觀效應(yīng)，尤其在小尺度上對(duì)生境質(zhì)量、景觀多樣性、土地產(chǎn)能、生態(tài)景觀服務(wù)功能及水文生態(tài)過程等將產(chǎn)生怎樣的影響等，都急需在理論和實(shí)踐層面上有更為深入和全面的認(rèn)識(shí)或理解。
　　 本文立足重慶，基于“一圈兩翼”的區(qū)域發(fā)展格局，選取5個(gè)國(guó)土整治整村推進(jìn)示范村項(xiàng)目為樣點(diǎn)，結(jié)合土地利用變化理論、農(nóng)村土地整治理論和景觀生態(tài)學(xué)理

3、論，構(gòu)建了“農(nóng)村土地整治-土地利用變化-景觀格局及生態(tài)學(xué)過程”分析框架，試圖從工程技術(shù)的角度揭示小尺度上工程技術(shù)措施治理土地破碎化過程的機(jī)理；同時(shí)，借助于對(duì)土地整治景觀生態(tài)學(xué)過程的分析，闡明土地利用、農(nóng)業(yè)生物多樣化與地塊異質(zhì)性間的聯(lián)系，為評(píng)估鄉(xiāng)村景觀建設(shè)的技術(shù)需求和土地整治工程措施的適應(yīng)性，以及制定農(nóng)村土地整治建設(shè)鄉(xiāng)村生態(tài)景觀的技術(shù)策略，提供科學(xué)的認(rèn)識(shí)途徑和有針對(duì)性的解決方案，由此以期為土地整治景觀建設(shè)理論和技術(shù)創(chuàng)新提供科學(xué)指引。研究取

4、得的主要結(jié)果和結(jié)論如下：
　　 (1)農(nóng)村居民點(diǎn)復(fù)墾工程及其景觀效應(yīng)：①依據(jù)不同的用地控制標(biāo)準(zhǔn)，5樣點(diǎn)村農(nóng)村居民點(diǎn)人均用地水平相對(duì)集約，但戶均表現(xiàn)相對(duì)粗放；從格局來看，在橫向水平上，農(nóng)村居民點(diǎn)從丘陵到山地由小聚居向大分散過渡；在縱向梯度上，隨著海拔的上升，農(nóng)村居民點(diǎn)的數(shù)量和面積總體呈明顯減少趨勢(shì)。②農(nóng)村居民點(diǎn)復(fù)墾作為一項(xiàng)系統(tǒng)工程加以實(shí)施，并參與產(chǎn)業(yè)規(guī)劃，不僅促進(jìn)了樣點(diǎn)村自發(fā)形成的分散農(nóng)村聚落向具有相對(duì)規(guī)模且有序的農(nóng)村聚落轉(zhuǎn)變，也

5、加快了丘陵山區(qū)土地利用方式轉(zhuǎn)型和生態(tài)恢復(fù)。③數(shù)量特征上，農(nóng)村居民點(diǎn)復(fù)墾導(dǎo)致樣點(diǎn)村居民點(diǎn)個(gè)數(shù)和面積均大幅減少，而聚落規(guī)模則明顯增大，其用地格局由復(fù)雜趨于簡(jiǎn)單。④景觀特征上，農(nóng)村居民點(diǎn)復(fù)墾導(dǎo)致樣點(diǎn)村景觀多樣性水平下降，SHDI均值由0.9209降至0.8829：而斑塊形狀規(guī)則化程度提高，LSI均值由23.2451降至21.3039；景觀的空間集聚性有所提高，CONT均值由93.9518升至94.8299。可見，農(nóng)村居民點(diǎn)復(fù)墾，在一定程度上尊

6、重了村域土地利用、農(nóng)業(yè)生物多樣化與地塊異質(zhì)性間的聯(lián)系，既消除了自然村落的弊端，又實(shí)現(xiàn)了鄉(xiāng)村景觀的重塑，同時(shí)也給當(dāng)?shù)貏?chuàng)造了發(fā)展契機(jī)。
　　 (2)土地平整工程及其景觀效應(yīng)：①從淺丘到低山丘陵再到中低山槽谷，土地利用的主要矛盾從人多地少轉(zhuǎn)向地形地貌約束；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現(xiàn)形式不同。制約水田利用的是田坎曲折、占地寬，制約旱地利用則是坡耕旱地，生產(chǎn)耕作困難，水

7、土流失和作物減產(chǎn)現(xiàn)象普遍。②在土地平整中，采取田塊歸并和條田整治治理水田、采取坡改梯治理旱地是丘陵山區(qū)降低破碎化、提高土地利用率較適宜的方式。③土地平整工程顯著改變了水田和旱地的農(nóng)田景觀，田塊形狀趨于規(guī)整。因此，對(duì)土地破(細(xì))碎化的治理，不僅限于單純的地塊調(diào)整和歸并，在丘陵山區(qū)更應(yīng)注重條田整治和坡改梯的治理方式。
　　 (3)農(nóng)村道路工程及其景觀效應(yīng)：①農(nóng)村道路優(yōu)化布局和整治設(shè)計(jì)，提升了項(xiàng)目區(qū)道路結(jié)構(gòu)、質(zhì)量和通行能力，且減少了占

8、地。除YD-Ⅱ外，其余樣點(diǎn)田間道與生產(chǎn)路之比提高2％-11％；砼質(zhì)生產(chǎn)路、硬化田間道比重增加，路面寬度增加；道路環(huán)通度(α)、連通度(γ)變化范圍分別由0.32～0.37、0.54～0.58提升至0.37～0.46、0.58～0.64。②在景觀水平上，新建道路會(huì)加劇景觀斑塊分割，導(dǎo)致破碎化程度增加；而道路減少，則有助于降低景觀破碎化程度。不過，因工程規(guī)模有限，農(nóng)村道路建設(shè)對(duì)區(qū)域景觀斑塊間連接程度和景觀多樣性不會(huì)造成顯著影響。在類型水平上

9、，農(nóng)村道路整治則一定程度地改變了耕地、農(nóng)村居民點(diǎn)和生態(tài)用地的形狀及格局，發(fā)揮了對(duì)鄉(xiāng)村景觀的重塑和優(yōu)化作用。
　　 (4)農(nóng)田水利工程及其景觀效應(yīng)：①農(nóng)田水利工程整治不同程度地改善了項(xiàng)目區(qū)農(nóng)田水利工程的數(shù)量、質(zhì)量及網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)特征，增加了有效灌面。經(jīng)整治，5樣點(diǎn)村水源工程新增蓄水池65口，灌溉渠總長(zhǎng)由19.94km增至27.25km，排水溝由80.60km增至136.03km，渠網(wǎng)密度(D)、環(huán)通度(α)、連通度(γ)變化范圍分別由1

10、0.98～22.94、0.16～0.25、0.45～0.50提升至16.73～50.60、0.20～0.28、0.47～0.52。②在景觀水平上，新建農(nóng)田水利工程會(huì)加劇對(duì)區(qū)域景觀斑塊的分割，增強(qiáng)景觀的破碎性，導(dǎo)致斑塊形狀規(guī)則化程度降低，但對(duì)區(qū)域景觀的多樣性和連通性影響不明顯；在類型水平上，農(nóng)田水利工程整治作用于土地利用過程會(huì)明顯改變耕地和生態(tài)用地的形狀及格局，但對(duì)農(nóng)村居民點(diǎn)影響較小。
　　 (5)土地整治前后土地利用(景觀)變化

11、效應(yīng)及其景觀生態(tài)學(xué)過程：①土地利用景觀結(jié)構(gòu)變化表現(xiàn)為：農(nóng)業(yè)生產(chǎn)景觀顯著增加，農(nóng)業(yè)生態(tài)景觀顯著減少，農(nóng)業(yè)服務(wù)設(shè)施零觀有所減少。②在類型水平上，耕地景觀受到較強(qiáng)干擾，變化顯著，破碎度增加；農(nóng)村居民點(diǎn)景觀受到強(qiáng)烈干擾，變化劇烈，破碎度顯著下降；生態(tài)用地景觀受到一定干擾，但變化較小，破碎度有所下降。在景觀水平上，總體景觀破碎度下降，最大斑塊面積和斑塊聚集度提高，斑塊間的廊道連通性增強(qiáng)，斑塊形狀的規(guī)則性和景觀多樣性降低；從樣點(diǎn)間比較看，從丘陵平壩

12、到中低山區(qū)土地整治帶來的景觀變化存在差異，但不顯著。③土地整治使生態(tài)總價(jià)值均實(shí)現(xiàn)了不同程度的增值，且其作用于不同類型的景觀產(chǎn)生了不同的景觀生態(tài)效應(yīng)。其中，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)景觀和農(nóng)業(yè)服務(wù)設(shè)施景觀(水域)的生態(tài)價(jià)值普遍增加，如YD-I分別有10.25％和9.94％的顯著增幅，而農(nóng)業(yè)生態(tài)景觀的生態(tài)價(jià)值變化不一致。④與土地整治相關(guān)的景觀生態(tài)過程表現(xiàn)為，a)土地整治中，土地利用結(jié)構(gòu)調(diào)整改變了景觀結(jié)構(gòu)，土地用途轉(zhuǎn)變改變了景觀功能，由此導(dǎo)致了景觀格局的演變，

13、并帶來不同的景觀生態(tài)效應(yīng)。b)丘陵山區(qū)農(nóng)村建設(shè)用地的復(fù)墾還耕、還園、還林，在一定程度上提高了生態(tài)景觀要素之間的連接度水平，有利于保持景觀生態(tài)的穩(wěn)定；而土地整治實(shí)施的田間道路工程、農(nóng)田水利工程改善了景觀的連通性。c)土地整治易導(dǎo)致耕作層土壤發(fā)生改變，給土壤肥力和生物多樣性帶來負(fù)面影響，導(dǎo)致土壤的水分和養(yǎng)分循環(huán)不能充分進(jìn)行。d)在土地利用結(jié)構(gòu)調(diào)整中，通過尊重地塊異質(zhì)性，發(fā)展農(nóng)業(yè)生物多樣化，優(yōu)化村域土地利用，有助于協(xié)調(diào)人與自然的關(guān)系，保護(hù)景觀

14、多樣性。
　　 (6)研究建議在土地整治的規(guī)劃設(shè)計(jì)中，適當(dāng)引入基于生物多樣性保護(hù)的景觀規(guī)劃方法，注重核心生物棲息地的保護(hù)、緩沖區(qū)的建立、廊道的構(gòu)筑以及景觀異質(zhì)性的加強(qiáng)和棲息地的恢復(fù)。
　　 綜上所述，在農(nóng)村土地整治生態(tài)景觀建設(shè)戰(zhàn)略的指向下，本文構(gòu)建了“農(nóng)村土地整治-土地利用變化-景觀格局及生態(tài)學(xué)過程”分析框架，為解釋土地整治在微觀尺度上導(dǎo)致的土地利用及景觀變化和由此帶來的景觀生態(tài)效應(yīng)問題，以及揭示不同區(qū)域土地利用、農(nóng)業(yè)生