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土地整理工程对生态环境的影响

摘要:土地整理工程是涉及资源环境、社会经济、政策制度的一项系统工程,对于保障粮食安全、缓解人地矛盾、促进城市化进程和经济发展有重要的意义。该文通过综述土地整理的背景意义、工程类型、特点、国内外的发展历程,以及土地整理工程对项目区水体、土壤、植被、大气、生物等环境要素产生的影响,明确了土地整理工程与生态环境保护之间的辩证关系,为科学开展土地整理活动提出合理化的建议。

关键词:土地整理;生态环境;研究进展

1前言

近年来,受城市化、工业化、人口扩增因素的影响,土地资源的利用率已跟不上社会发展的进程,土地整理成为了使用有限的土地资源维持社会协调发展的主要方式。土地整理是指在一定区域内,采取行政、经济、法律和工程等手段,依据土地利用规划,对土地利用进行优化改良,改善生产、生活条件和生态环境的实践过程[1]。本文基于详细综述土地整理过程的发展历程与相关环境生态保护研究工作现状,辨析土地整理活动对生态环境影响的焦点问题,分析影响因子及机理,提出土地整理与生态环境保护协调发展的新理念,为提高土地资源的利用率和产出率提供可靠的科学依据,确保社会、经济、环境三大效益良性循环。

2土地整理工程的背景与意义

2.1工程背景。随着城乡经济建设发展,保护耕地安全成为了中国实现经济社会可持续发展的基本条件之一,经济持续快速发展时期占用耕地搞建设,人地关系高度紧张的基本国情是不可避免的。土地整理包括土地平整、道路、农田水利与防护林等工程。在对土地整理的理论(人地协调理论、可持续利用理论、土地供给理论、景观理论)、技术(农田工程技术、生态环境保护工程技术、农业治理技术、沉陷预计技术)、潜力分析方法、运行机制等的研究方面我国仍处于逐步完善的阶段。2.2工程目的。现阶段土地整理工作应实现以下3个方面的目标[2]:增加城乡建设用地、农用耕地的面积,促进土地资源总量的动态平衡。调整土地利用结构,促使土地关系与土地生产力协调发展。提升土地的综合生产能力,以生态可持续发展为前提达到一定水平的经济效益,从而改善农民的生产和生活条件。2.3工程意义。合理分析项目区域土地整理对植被、水资源、土壤、生物等环境要素产生的不利影响,其意义在于:将现有土地整理的理论与实践相结合,针对土地整理对生态环境产生的影响,避免项目施工过程中环境要素受到更多的危害,从而形成更加合理、集约的土地利用结构,以满足社会资源高效利用发展的需求。2.4土地整理的特点。土地整理工程是一项系统性工程,整理过程需要土地、水利、农业、林业、交通、气象、环保等多部门的协调配合。这一复杂的工作在工程实施过程中呈现出以下4个显著的特点[3]:(1)空间尺度性。景观格局与生态功能的产生、演变均处于特定的时空尺度范围内,具有一定的尺度依赖性。(2)影响过程的动态性。不同时期土地整理的内容目的各不相同,项目参考依据不一,建议综合实际因素,借鉴国内外成功案例的经验,丰富土地整理的内容。(3)影响因子的地域性。各地区区域跨度大,应依据不同自然资源条件,提出合理方案。(4)整理目标的多元性。土地整理注重生态环境的可持续发展,高效循环的生态效益,以及土地资源的集约利用。

3国内外土地整理研究进展

3.1国外土地整理历程与现状。在土地整理的立法、定义、实施计划方面,欧洲国家以已有的经验和成绩,使土地整理成为了可持续发展的事业。俄国于1779年在莫斯科建立了世界上第一所土地管理学校。1953年,联邦德国制订颁布第一部《土地整理法》。荷兰于1985年颁布了《土地发展法》,规定了土地开发程序。国外的土地整理分为3个发展阶段:16世纪中叶至19世纪末有规划归并地块、改善农用条件简单的土地整理阶段;20世纪初至20世纪50年代大力推进城市化建设,土地整理项目缓解工程建设带来的影响,这一时期称之特定内容的土地整理;20世纪60年代后土地整理重点转为保护生态环境、缩小城乡差距、改善生产生活条件为主要内容的综合性项目[4]。国外把土地整理作为传统农业向现代化转型的重要途径。推动农村经济发展,例如韩国的新村运动。在土地整理与城乡一体化关系研究中,1996年在里斯本举行的乡村综合规划会议上通过增加参与的方法解决土地和农村的发展问题,2001年有葡萄牙学者主张将人类活动纳入到土地整理评估中[5]。同时国外在土地整理规模、功能、评价等土地资源节约利用方面研究较多。但国外对农村建设用地整理潜力研究以及对城市土地利用的规律研究[6]、相关的土地集约利用评价方面研究相对较少。3.2我国土地整理历程与现状。20世纪90年代,国家先后提出了实现耕地总量动态平衡的目标和“占一补一”的基本方针,严格保护耕地。为实现“十分珍惜和合理利用土地,切实保护耕地”这一基本国策,新土地管理法在第41条中明确提出“国家鼓励土地整理”的条款[4]。1998年国土资源部土地整理中心成立,2001年国家投资土地开发整理项目正式启动,这也标志着我国的土地整理逐渐发展成为多学科、跨领域、专业技术交融的综合性行业。近年来,我国在土地整理有以下几方面研究取得显著进展。(1)土地整理景观生态规划设计[4]:将土地整理分为景观生态型土地整理、生态保育型土地整理、环境伦理类土地整理、生态友好型土地整理。(2)土地整理潜力与效益评价[4]:我国对环境效益评价的分析研究较为丰富。但对效益评价指标体系与方法研究滞后、注重经济效益分析等方面存在明显不足。(3)村镇建设用地整治[7]:尊重农民意愿优先,加强对农民农业耕地技术的指导,保证耕地面积不减少,耕地质量平稳不下降的原则。(4)对于土地整理生态补偿研究方面,我国处于持续性研究探索阶段。在土地整理和城乡一体化关系研究中,2008年高明秀提出的土地整理与新农村建设耦合关系及其模式创新研究,2010年刘立民、宋凤玲研究的土地整理对城乡一体化建设的重大作用等方面都有显著进展。

4土地整理工程与区域生态环境

土地整理项目施工包括土地平整工程、水利工程、道路工程以及防护林与生态环境保持工程等。土地项目施工会在较短的周期内对项目整理区域的土壤、水、植被、生物等环境要素及生态过程产生诸多有利或有害的影响。整合分析研究土地整理对环境要素产生的影响,结合土地整理的理论与实践活动,引导提升土地整理对生态环境正面的影响。4.1对水资源的影响。对水资源进行合理配置是土地整理项目的重要内容,土地整理过程中对地下水高强度开采,导致地下水位降低。项目实施过程会对沟渠实施水资源调配,坑塘河流进行填埋或清淤处理,会带来一定的生态风险。主要体现在水文结构和水资源质量2个方面[8]:4.1.1改变水文结构。随着对坑塘、河流、农田水利等实施用地的改变,很大程度上影响了地表水文网络结构。例如,在对河道截弯改向,会对周边的土壤环境,植被生长状况,生物栖息等造成影响。河流上游若修建拦水堤坝,会致使下游河道水干涸、游憩的水生生物生态中断等风险。城市建设用地和农田水利灌溉供水有限的区域,地表水供给不足,深入抽取地下水,导致地下水位不断降低,甚至会引起近海区域的海水浸入地下水,影响地下水质造成局部区域水资源调配不均匀。4.1.2影响水环境质量。项目工程实施过程中,施工废弃物会对周边水质量环境产生危害。种植耕作区使用的化肥农药流入地表水系或者渗入地下水,对水质危害严重。距离城市工业建设较近的项目实施区域的地表水和地下水会受到化学有机物和重金属的污染。灌排水渠系统不仅使大量灌溉水能够补给地下水,而且排水设施不断的排泄地下水,加速了地下水的循环,改善区域水质。4.2对土壤的影响。土地整理项目实施过程导致土壤损失和退化,土壤涵养水源能力下降,土壤受到污染,土壤质量恶化,对土壤造成的影响具体包括地表形态改变和土壤性状改变两方面[8]:4.2.1改变地表形态。土地整理对项目区最直观的体现是土地利用类型的调整,项目区重要的目的之一是增加有效耕地面积,常见的调整类型是将滩涂、荒地、裸地调整为耕地,将旱地改水田需要修建梯田、沟渠改变耕地内部结构。或是坑塘填埋、沟渠修建等工程直接改变土地利用类型,从而产生影响原有生态环境、降低物种多样性、土地承载能力下降等风险。4.2.2改变土壤性状。根据土壤中砂粒、粉砂粒、黏粒所占的比重,将土壤分为砂粒多黏粒少的砂土类土壤、黏粒和粉砂粒较多的黏土类土壤、质地均匀的壤土类土壤,对比这3种性状不同的土壤,砂土类土壤在土壤的通气性、透水性方面较强,黏土类较弱。相反在土壤的保水性方面黏土类土壤较强,砂土类较弱。土地整理项目工程中机械压实、铲挖填埋影响土壤的性状机理,主要体现在以下3个方面:(1)外营力作用下的搬运、沉积、破坏,造成土壤侵蚀,土壤中有机质、矿物质、水分流失严重。松散土壤颗粒被地表径流带走,新开发土地土壤凝聚性弱,施工过程作用面积大、时间长,加上侵蚀速度造成土壤养分流失。(2)影响土壤通气性、透水性、粘结力、可塑性等理化性质,污染土壤。最显著的现象是:土地整理之后施肥增加了土壤的养分,农作物在这一过程所吸收的农药化肥量少,吸收效率低,大部分堆积在土壤里,杀死了大量的微生物。降低了土壤活性,改变了土壤的理化性质。(3)土地整理项目工程影响原有土壤的质地,降低了土壤的肥力。成熟耕地土壤富含各种矿物质、有机质,土壤结构和活性适宜。在整理过程中对土壤填挖运输等,使养分发生变化,肥力降低。为改善土地整理区域土壤的理化性状,施用蚯蚓和生物菌肥的生物改良措施;解决项目整理区土地的压实问题采用机械深松的物理改良措施;提高土壤肥力和土壤生物性性质,可以采取对项目整理区施撒化肥的化学改良措施。4.3对生物的影响。土地整理项目的实施,无法避免对原有区域的生物资源造成不好的影响,直接作用于地表植物和动物,以及地下土壤里的微生物。若长时间堆积土壤,对土地不进行调理优化,则要对该区域的生态风险指数进行评估。项目实施后土地整理对生物资源的影响,主要体现在绿色植被单一化和生物多样性降低两方面:4.3.1绿色植被单一化。土地整理能够增加未利用开发土地资源的耕地面积,在提高农业生产能力的同时也伴随着地表植被破环、植被数量在土地整理后期急剧减少。新种植作物环境适应力差,需要充足的养分供给和人工维护,区域自身生态系统功能的稳定性弱,不利于维持。4.3.2生物多样性降低。土地整理项目实施过程,机械填挖破坏了原有土壤表土的熟化度,因而土壤中的细菌、真菌、放线菌大量削减,必然弱化生态系统的分解作用,影响微生物的生存环境。周边地表植物和动物的种类和数量在土地整理项目工程实施后期会减少。项目工程需要河流截弯取直的区域,沟渠道路的硬化会减少生物的栖息地。对水池坑塘,进行整修填埋和清淤处理虽然有效增加了耕地面积,提高了水质质量,但同时也减少了该区域的生物种类,降低了周边水环境生物的稳定性。4.4对气候的影响。土地整理过程中对大量原有景观占用地进行翻新重建,影响地表反射率,致使气温和空气湿度在一定程度上变化幅度较大,工业、企业、商业用地的扩建推动城镇化发展,资源燃料燃烧产生的温室气体量随之增加,城市高温值屡次刷新,气候变化异常。耕地大面积占用,建筑物高然耸立,热源集中且面积较大,城乡温差大,热岛效应明显。4.5对大气的影响。土地整理工程在对裸地、未利用地进行综合利用耕作时,翻新的农田会使用大量化肥、农药,一部分喷洒颗粒散逸到大气中造成大气农药污染。林地转换使用类型时,森林大量砍伐焚烧产生的碳含量增加,容易造成雾霾天气,产生大量有毒有害物质。通过呼吸作用,伤害人体健康。4.6对植被的影响。对区域原有土地进行土地整理,使土地表面裸露在外,土壤营养随之流失,随后所覆盖的林地、耕地生长的植被,生长发育不良。土地整理项目实施后期所衍生的植被数量减少,区域生物种类单一化,因而导致生态环境失衡,稳定性随之降低。

5结论与建议

5.1结论。通过对指定区域进行土地整理,不但有效地提高了土地的资源利用程度,而且对调节区域生态环境有以下4个方面良好的影响[9]:(1)对物质生产的影响。间接地体现在土壤植被及农作物生长受影响会增加食物能源和原材料供给。(2)对调节功能的影响。水利、水质、气候、土壤等调节生物生存环境。(3)对支持功能的影响。土地平整增加了土壤厚度,改善了土壤质量,减少了水土流失等能力,稳定了生态系统营养循环。(4)对生态系统文化功能的影响。土地整理以提高环境美观化为价值目标,对原有景观进行建设改造,进而熏陶人们对休闲、文化、艺术的素养追求。针对土地整理对周边生态环境产生的不良影响,提出以下3点应对措施:(1)土地整理后所实施的项目工程应避免与受影响较大的环境因素产生冲突,如水质受影响的耕地填挖整理后不能施建渔场、泳池、园林景观等。(2)针对整理后区域对环境因素产生的不利影响,进行相关的实验和数据取证,如对林地焚烧产生的物质种类和含量,进行相关数据的测量。受污染土样应参照空白实验组,明确影响植物或动物生长的机理因子。(3)在工程实施前,施工单位应针对区域性的影响,运用科学技术、考虑长远利益减轻对环境造成的不良影响。以土地整理对区域性生态环境产生的影响为主导,明确了土地整理对环境要素组成、能量信息、机理性能产生的连贯作用。在土地整理成为社会发展必然趋势的前提下,我们应该将其优势最大发挥,为生产和生活带来便利,提高社会效益。5.2建议。在土地整理对生态环境影响的研究基础上,为使两要素协同发展、相辅相成,强化完善研究的目的意义,本文提出以下几点可行性的建议:(1)制订土地整理项目区域对填挖机械的深松设备、深松深度的标准[10]。(2)加强土地整理对该区域环境要素影响的研究,注重土地整理后期对土地改良技术的提升,提高土地整理的效益。(3)适度开发未利用土地,实现城乡建设用地和农用耕地总量的动态平衡。(4)加强土地管理部门对建设用地审批手续的监督,强化人地矛盾意识,倡导在保护生物多样性的前提下,依据区域总体发展,建设合理、高效的土地资源利用结构。

作者:陈倩颖 杨银科 李新慧 苗丁丁 单位:长安大学环境工程与科学学院旱区地下水文与生态效应教育部重点实验室

参考文献

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[2]蔡琳亭.重庆市土地整理中水资源供需平衡优化模式的研究[D].重庆:西南大学,2010.

[3]付光辉.土地整理生态风险评价研究[D].南京:南京农业大学,2007.

[4]贾芳芳.土地整理效益评价研究[D].北京:北京林业大学,2007.

[5]李波.基于城乡一体化的区域土地整治研究[D].兰州:兰州大学,2011.

[6]陈颢.黄土高原南部土地集约利用变化及环境响应[D].西安:陕西师范大学,2011.

[7]于漳佩.土地整理的生态损益研究[D].长沙:湖南农业大学,2013.

[8]蔡晓强.进贤县罗溪镇土地整理项目生态风险研究[D].南昌:江西农业大学土地资源管理,2015.

[9]刘世梁,安南南,王军.土地整理对生态系统服务影响的评价研究进展[D].北京:北京师范大学,2014.

[10]宋伟,徐新创,陈百明.土地整理区生物-理化改良技术研究综述[J].北京:中国农学通报,2011,27(17):229–233.

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