土地整治对生态环境影响及生态重建设计

张海欧

摘要 土地整治活动是一个打破原有生态环境系统，然后重建新系统的过程。在此过程中将不可避免地会对土地整治区域及其背景区域的水资源、水环境、土壤、植被、大气、生物等环境要素及其生态过程产生诸多直接或间接、有利或有害的影响。该研究分析了土地整治对生态环境的影响，并预测各生态环境影响因子对区域生态环境影响的性质和程度，最后提出土地工程生态重建设计，重建新的生态环境系统。对实现土地可持续利用具有重要意义，同时也可以为土地整治决策提供技术支持。

关键词 土地整治；环境要素；影响分析；生态重建；决策支持

中图分类号 F301.2 文献标识码 A 文章编号 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

人类的生存既需要农产品、工业品等物质文化产品，也需要清新的空气、洁净的水源、舒适的环境、宜人的气候等生态产品。而土地整治是人类对这2类必需品的科学兼顾，因为土地整治的根本目的就是通过提高土地承载能力，为生态建设提供更多空间，实现资源与人类的永续发展，所以无论是生态环境的保育或重建，还是生态文明建设，土地综合整治都是重要抓手[1]。

从生态学的角度来看，土地整治是通过打破原有的生态环境系统，然后进行重建一个新的生态环境系统的活动。由于土地整治是通过借助一系列的工程及生物措施对田、水、村、路、林等进行综合整治的活动，在整治过程中必然会对土地整治区域及其背景区域的土壤、植被、生物、水资源等环境要素及其生态过程产生诸多积极或消极、直接或间接的影响[2]。因此，分析土地整治活动对生态环境产生的影响，并对各生态环境影响因子对区域生态环境影响的性质和程度进行预测，最后提出土地工程生态重建设计，重建新的生态环境系统。这样土地整治活动才能真正成为实现土地资源可持续利用的手段，同时也可以为土地整治决策提供技术支持，为完善国家的土地整治技术规程和制定相关政策奠定科学基础。

1 土地整治对生态环境的影響

1.1 土地整治对土壤的影响

土地整治对土壤环境的影响，主要集中在土体结构改变和土壤养分迁移2个方面。土地整治通过结构及覆被的变化、土地利用方式的转变等过程，使土壤的有机碳储量、理化性质、养分循环及生态过程等因素受到影响，进而促进了土壤质量的演化（图1）。

土地整治通過一系列的工程及生物措施的实施，使土壤理化性状发生变化，从而对耕地综合生产力和土壤综合质量产生影响[3]。土壤是粮食安全和生产的保障，同时也是农业生产的基础，土地整治过程对土壤的影响必须受到重视。土地整治工程中通过深耕深松，加深土壤有效耕层；通过一些土壤改良措施增加土壤肥力，最大限度地改良土壤结构，例如秸秆还田、增施农家肥和绿肥等措施；通过一些措施使耕地面积增加，例如建设水平梯田，降低田坎系数，平整顺坡地、荒坡等；形成田间交通网络，通过新修及整修生产路、田间路等；通过建设水利水保工程，改善灌排条件，使水土流失减少。

土地整治过程中不合理的措施会对生态环境产生一系列的不利影响。土地整治中最重要的工程包括平整土地、小田块并大田块、不规整田块整理为规整田块等，这些措施使得地块的物理形态发生改变，这必将会影响土壤的理化性状及构成。实践表明，土地整治中不适当的技术措施、方式和方法，可降低农田生态系统的稳定性，对农地土壤性状和生产力构成潜在的不利影响，以致土地发生退化。然而不适当的整治技术和工艺增加了新整治的农田漏水漏肥等问题[4]。农地整治工程中的重要内容之一是农地平整工程。常规平整土地的措施是采用铲运机、推土机和刮平机等设备挖填、平整。若采用机械化的挖填容易造成土壤板结，破坏表土熟化层，从而使土壤理化性状和养分循环效益等受到影响。而且机械化平整和农地整治后农作物的单一化连片种植会逐渐减少杂草，使雨水对土壤的直接淋洗增强，也会使土壤养分失衡，导致土壤产生连作障碍，对于土壤结构的保持产生不利影响。由于土地整治扰动了土壤表层，使得土壤流失的速率短期内增加[5]。

1.2 土地整治对水文的影响

生态环境最为重要的因子之一——水文因子，其中土地与水文、植被3个因素决定了生态环境的整体质量，他们之间构成了一个稳定的三角框架 [6]。同时，土地整治活动对水文条件有着强烈的干扰，它又是一个随气候变化而产生变动的动态资源。土地整治对水文的影响包括对水文特征与水分循环的改变和水资源（地表水和地下水）的影响。其中水资源（地表水和地下水）受土地整治活动的影响主要包括空间分布、水质和水量的变化[7]。土地整治土地覆被变化改变了地表植被的截流量、土壤水分入渗能力和地表蒸发因素，进而对流域径流产生影响，沟渠的完善与配套增加了该区域水源涵养能力和农田自身的蓄水能力。对原有河流进行拓宽、清淤作业，能够极大地使当地的水环境和地表径流得到改善，不仅在客观上使当地灌溉地表水的储量增加，而且起到了保护地下水和涵养水源的作用，从而对改善当地的生产生活环境具有积极的作用；系统配套水利设施的建设使得项目区的地表径流量减少，从而增强其抗旱、防洪、排涝的能力，直接增加了区域内水资源的总量[8]。而土地整治中区域耕地面积增加，为提高整理区的灌溉保证率，部分整理区取水量增加，在水资源一定的情况下，區域水资源的分配会受到影响，因此在土地整治实施中水资源的合理分配起到关键作用，可以采用节水灌溉措施，使灌溉水利用系数提高，这样不仅可以满足整理区域内的用水量，而且不会对其周围或下游区域的用水需求产生影响[9]。

土地整治通过建设道路两旁的防护林体系，不仅能够使当地植被覆盖率提高，而且对于涵养水源、抵御水土流失起到重要的作用，还可以抵御当地恶劣天气（大风雷暴雨等）对农作物的侵害，使农作物生长得到保障。土地整治活动往往会改变地表水系的网络结构，例如农田灌溉工程、水利水电工程以及坡地垦殖与梯田工程等建设，不仅直接影响自然生境类型的改变，而且还可能对伴随着原有水系网络而形成的各种相关生态过程产生影响。例如在河流的上游修建蓄水堤坝，会使下游河道出现干涸，中断某些游憩水生生物的生态过程；混凝土灌溉水渠的大面积建设，虽然减少田园除草和维护渠道等劳动投入，但造成渠道无法贮存水分、涵养水源以寄养水中生物或为地下水提供补给；建设坡地垦殖与梯田会使流域水源补给过程受阻，还使土壤侵蚀的危险增加。除此之外，土地整治可能会通过非点源污染引起的土地生态变化，进而影响水质[10]。在土地整治实施过程中应注意防范。

1.3 土地整治对气候环境的影响

土地整治对气候因子的影响，从影响机理方面来看主要有2条途径（图2）：一是土地利用方式的变化导致植被覆盖比例、地表粗糙度、反射率等因素的变化，即土地下垫面性质发生改变，进而改变了区域降水、湿度、温度以及风速等因素，最终促进了区域气候的改变。其中，城市化带来的土地利用方式变化对局地气候产生影响的明显例证就是城市热岛效应；二是土地利用方式的转变使得森林等生态用地减少、工业用地及交通用地等增多，其时空积累使得区域土地利用结构发生了变化，而这种变化改变了大气成分，直接或间接地增加了CO2，CH4等温室气体的排放，最终导致全球气候发生变化，进而又影响区域气候[11]。

土地整治中生态用地的增加以及农田防护林带的建设能够涵养水分、降低风速、净化空气、改善农田小气候；反之生态用地的减少，可能会导致地表裸露，大气中颗粒物的浓度上升，大气环境质量下降[12]。Hironen等[13]提出基于地塊聚集的土地整治能够减少温室气体的排放量，在更大及更规整的单元中，地块的聚集也能够减少耕作的时间和燃料，从而影响温室气体的排放。

1.4 土地整治对生物的影响

土地整治中农用土地资源开发的对象主要是宜农荒山、荒地、滩涂、零碎地块等后备土地资源开发和低产田的挖潜改造开发。后备土地资源在开发前其生态系统一般存在成分单一、结构简单、生物量少、生产力低、自我调节能力低等特点，系统处于一种低功能的原始平衡状态。开发成林地、园地、耕地、牧草地等农用地后，生态系统发生了质的变异。通过土地整治的实施，系统的生产力大大提高，生物量亦相应增多。在中低产田的改造开发中，人们通过改造土地中的障碍因子，提高农田的生物量和生产力来达到开发目标[14]。因此，在土地整治中开发利用土地时，认识自然规律，采取合理的利用方式，注重生态环境保护，土地整治不仅没有使区域内生物物种数量减少，反而由于部分景观带和防护林的建设使得区域内生物物种的数量得到丰富，对当地生产生活环境整体的改善起到了极大地促进作用。

1.5 土地整治对人类生活的影响

土地既是环境的组分，又是其他自然环境资源和社会经济资源的载体，其与社会、经济活动紧密相连，是社会经济发展的重要基础。土地整治与开发活动对社会、经济结构的组合方式起着决定作用。土地整治不仅扩大了耕地面积，还改变了当地原来生产、生活落后的面貌，又带来了资金的流转，变资源优势为资产优势，实现资产从工业向农业、从城镇向农村的流转，壮大和发展了农村集体经济，而缺乏土地资源的地方，土地往往又是经济发展的抑制因素，通过土地整治活动置换指标的流转，扩大了生产、生活规模，从而促进了经济的发展。农业用地的深度开发，往往带来的是生产力的提升，从而影响到人们的消费层次和消费结构。建设用地的开发，导致占用大量耕地，对农业用地的数量和结构会产生一定影响。城市旧城再开发，有可能影响该地区人口结构、文化结构、社会结构。无论采用哪种形式的土地开发，区域社会经济结构的变化都会受到影响[14]。

土地整治的实施客观上增加了人均耕地面积，提高了耕地质量，缓解了人地矛盾，对于保证耕地总量动态平衡目标的实现具有积极的作用；土地整治工程的实施，对零碎地块进行整理加以利用，使其变成质量很好的耕地，实现了小田变大田，通过整治后改变了中低产田的面貌，形成了“田成方、路成框、林成网、旱能浇、涝能排”的高标准农田格局，对实现农业现代化具有重要作用。通过修建田间路、生产路等田间交通道路，改善了田间交通条件，促进了农业的现代化发展。土地整治对村庄的整理，使得村庄向中心村集中，可以节约土地、调整出耕地，改善居住环境和条件，有利于农村精神文明建设和农民物质文化生活的提高，有利于小城镇建设，有利于农村社会的长期稳定和全面发展。土地整治活动通过植树造林工程、兴建农田林网工程以及加强农业基础设施建设等措施的实施，改善了农田生态环境系统和农业生产条件，提高了生态效益和农业综合生产能力，同时缓解了陕西省土地的供需矛盾，促进全面小康建设。

2 土地工程生态重建设计

土地工程生态重建是指根据土地利用计划和生态学原理，通过采取一定的工程、生物以及生态的技术与方法，人为地改变和切断生态系统退化的主导因子或过程，将受到干扰和破坏的土地恢复到具有生产力的状态，并且使生态系统的结构、功能生态学潜力尽快成功地恢复到一定的或原有乃至更高的水平，确保该土地保持稳定的生产状态和良好的生态环境[14]。土地工程生态重建主要包括土体重构和地貌重塑、植被重建和景观再造、生物多样性重现和生态功能持续等方面。

2.1 土体重构和地貌重塑

土地工程生态重建，首先要创造适宜植被生长的土壤环境和地形地貌，因为被破坏的土地资源、水资源、生物资源是密切联系的。利用当前条件进行地貌重塑、构造稳定的地形地貌以及如何正确进行破坏土地的调查预测并科学进行新造土地的适宜性评价，是土体重构和地貌重塑的关键，在创造土壤条件和地貌重塑过程中，因地制宜，针对不同类型的土地，采取不同的一体化工程技术，进行生态重建。此外，还要注意地形地貌的持续稳定和新造土地的熟化培肥与水土流失控制。

2.2 植被重建和景观再造

土地生态环境的恢复和重建的关键是植被的恢复，再现原来的或不同的景观结构。植被的组成、结构和空间配置应遵循恢复生态学、土壤学、群落理论和景观生态学的理论基础，注重植被的生态完整性、植被的多样性、植被间的互惠性和植被的乡土性。根据区域气候和再造的土壤条件，在植被恢复的早期演替阶段植物物种的选择应遵循以下原则：应尽可能地使用本地物种，从本地植物种类中筛选出种子发芽率高、抗逆性强、再生能力强、根系发达和能够吸引野生动物的植物；优先选择固氮植物和改良土壤理化性质好的植物；重视生态过程和生态功能的恢复，淡化植被恢复的经济产出[15]。在植被恢复的中期阶段，强化植被的组成、结构、层次和地表覆盖，提高生态系统内稳定提供动植物的食物和养分，逐渐形成恢复区的生态过程和物质循环，提升水土保持功能、自我更新能力和养育当地动植物的能力。此外，在植被重建的過程中，还要考虑与土地附近植被的空间配置和格局，如果土地恢复地距离现存的大型植被斑块比较近，就要构建与这些植被斑块的廊道和连接，为生物多样性的保护和生态功能的持续奠定基础。

对于土地整治后的植被重建，根据不同类型土壤和土地整治工程的环境条件，选择适宜的植物种类很重要。对于植物种类的选择应遵循以下几方面的原则：①能够对土壤能力进行改良的固氮植物；②适应性强、抗逆性好、生长快和成活率高的植物；③当地优良的乡土和先锋植物，或者引进外来的速生植物；④选择植物种类时不仅要考虑植物的多种效益，而且要选择经济价值高的植物[16]。

2.3 生物多样性重现和生态功能持续

土地整治工程生态重建的核心包括：生态系统功能和生物多样性重现能否维持；土地的生机和活力能否持续发展；植被建立后能否自我恢复并达到良性循环。植被生态恢复与重建的中后期重点是提高生物多样性和建立完整的生态系统服务功能。在植被逐渐恢复时，利用景观生态学和植物生态学的理论与技术，注重物种组成、年龄结构和资源利用的多样性，构建空间上植被搭配合理、生态上安全的格局，逐步形成完整的生态过程物质和能量循环，具有良好的生态系统服务功能和持续的效益产出，再现当地的生物多样性，促进退化及未利用土地的可持续发展[17]。

3 结语

土地整治作为人类社会走向文明进步的工程手段，不能为了追求片面的经济效益而破坏生态环境系统，更不应该以工程机械之力随意改变自然生态环境。土地整治活动必须在生态环境容许限度内进行操作，必须遵循土地和生态环境可持续发展的基本规律，必须从生态可持续发展和土地可持续利用的角度进行实施。由于土地整治工程的实施会对区域乃至生物圈的生态环境产生影响，所以必须充分认识这些影响因素，以利于土地整治健康、有序、持续的发展。

土地整治必须因地制宜，将追求生态文明作为终极目标，追求生产能力必须服从生态文明这一目标，这样才能真正做到“在开发中保护，在保护中开发” [1]。土地整治采取了一系列的工程、生物以及综合整治措施，使得土地沙化、盐碱化、石漠化等问题得到控制，水土流失程度减轻，土地生态涵养能力得到提高。通过农田整治，建设了一大批适应现代农业发展要求的高标准、成规模的基本农田，提高了高产稳产农田比重，为实现粮食产量“九连增”提供了重要物质基础。所以土地整治是建设生态文明的重要支撑，而且土地整治必须服务于生态文明建设[18]。

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