低丘缓坡土地开发影响下生态服务价值损益分析——以重庆市江津区为例

鄢大彬, 李惠敏, 陈 芳, 郑杰炳, 田小松

(1.招商局重庆交通科研设计院有限公司, 重庆400067; 2.成都兴蓉环保科技股份有限公司,成都 610041; 3.重庆地质矿产研究院 外生成矿与矿山环境重庆市重点实验室, 重庆400042)

随着经济社会的快速发展和城市化、工业化进程的日益加快，建设占用耕地现象日益严重，“双保”难题日益凸显。从中国人多地少、耕地资源稀缺、山地丘陵面积较大的国情出发，推进低丘缓坡土地综合开发利用非常必要[1]。国土资源部指出“要发展山地工业、坡地城镇，在保护耕地和生态环境的同时，积极拓展建设用地新空间”，优先在浙江、江西、湖北和重庆等7个省市开展低丘缓坡荒滩等未利用土地开发利用规划试点。

重庆直辖以来，经济社会正呈现跨越式的发展，两江新区的建设、各大工业园区和保税港区的设立给重庆土地有效供给和耕地保护带来了前所未有的压力，开展低丘缓坡土地综合开发利用规划试点便显得尤为重要。山地丘陵资源丰富，开发利用低丘缓坡土地前景广阔。结合这一特点，开展低丘缓坡土地开发利用规划，转变土地开发利用思路，通过工业城镇上山，采取“占劣保优、占劣补优、保补结合”方式保护平坝优质耕地，实现在科学布局建设用地的同时切实达到保护优质耕地的目标。

近年来，低丘缓坡土地开发利用研究已成为热点，多数学者的研究集中在后备土地资源的农业开发利用调查评价[2-5]、低丘缓坡土地开发利用潜力[6-8]等方面，而有关低丘缓坡土地开发利用的研究主要关注农业需求层面[9]，鲜有将低丘缓坡土地开发和生态环境影响相结合的研究。为此，笔者以重庆市江津区为研究对象，分析低丘缓坡土地开发的潜力，采用生态服务价值评估方法，评价综合开发利用的生态环境合理性，以期为制定低丘缓坡土地开发利用规划提供科学指导。

1 研究区概况

江津区的地理位置为东经105°49′—106°28′，北纬28°28′—29°28′，东临巴南区、綦江区，西接永川区、四川省合江县，南靠贵州省习水县，北连璧山县、九龙坡区。江津区地处四川盆地与黔北山区过渡地带，地势由西北向东南逐渐升高。西北以丘陵为主，间北东向长垣状低山，呈雁行排列，海拔标高190～500 m，高差多在300 m以下；中部为坪状、低山及中、深丘地形，山脉走向近南北，大体与构造线一致，海拔标高300～1 000 m，高差100～500 m；东南部属黔北中山或中低山区，地形强烈切割，以尖峰利脊、高山深谷为其特征，海拔1 200～1 400 m，高差500～800 m。最高点位于江津与习水市交界的蜈蚣坝，高达1 709.4 m，最低点珞璜镇长江出境处，高程为182 m。全区系低山丘陵地貌，南部以山地为主，北部以丘陵较多。全区土地总面积321 898.15 hm2，其中丘陵面积占65.1%，山地占31.8%，河谷阶地占3.1%。研究区内有大小溪河38条，均属长江水系，流程415.45 km。江津区多年平均径流总量达15亿m3，年径流模数为47.1万m3/km2。研究区属亚热带东南季风气候。全年无霜期341～253 d，年平均气温18.4～13.9℃，年降雨量930～1 500 mm。研究区内成土母质有中生代侏罗纪自流井组、沙溪庙组、遂宁组和蓬莱镇组,占幅员面积的78.65%；白垩纪夹关组，占13.69%；三叠纪的嘉陵江组、须家河组占5.34%；新生代第四纪新老冲积，占2.32%，土壤主要为黄壤、紫色土。

2 数据与方法

2.1 数据来源

以2010年江津区土地调查核实数据为基础；坡度和高程数据来源1∶10 000地形图数据；人口、社会经济数据来源于2011年统计年鉴；其他数据等资料来源于区相关部门。

2.2 低丘缓坡资源分析

低丘缓坡土地资源定义为高程800 m以下，坡度6°～25°的土地，并依据《江津区土地利用总体规划(2006—2020年)》等相关规划，规避基本农田、水源地、天然涵养林、重点经济林、城镇工矿用地、重要基础设施、旅游设施及自然和历史人为保护、自然灾害易发、水土重度流失等区域。低丘缓坡综合开发利用过程可分为两个主要阶段：资料收集阶段、低丘缓坡资源分析与制定规划方案阶段。(1) 基础资料收集阶段。拟定资料收集清单，到各部门收集相关资料。(2) 低丘缓坡资源分析与制定规划方案阶段。以第二次土地利用现状数据库为基础，利用GIS技术描绘出符合条件的低丘缓坡资源图斑。根据的低丘缓坡图斑，以及由此而生成的调查表，紧密结合2010年土地利用现状底图，到实地复核及外业补充调查，对图斑进行现场调绘。整理调查底图和调查表的对应情况，并将外业调查有关资料建库，确定低丘缓坡资源的开发利用类型。最后，对调查区进行整理分析，按项目类型进行重新编号，并按项目进行面积量算、汇总，将汇总后的低丘缓坡资源面积数据进行分类统计。

2.3 低丘缓坡资源适宜性评价

低丘缓坡资源的宜农、宜林、宜建的适宜性评价采取多因素综合评价模型。将评价因子的权重与其对应的分值相乘，获取各评价因子的评价值，再通过加权相加，得出各栅格单元的综合分值。其计算公式为：

(1)

式中：Pj表示第j个评价单元的总分；n表示最低层次因子总数；ωi表示第i个因子的权重；Fji表示第j个评价单元中第i个参评因子的作用分值。根据土地开发潜力分析和评价，重点分析规划期内可以实现的土地开发新增耕地面积与宜建资源面积，满足江津区社会经济发展的需要。

从土地利用的实际情况分析，考虑到评价指标的代表性、差异性和资料可得性，结合多位土地行业专家意见，选择灌溉条件、排水条件、利用现状、作物产量、高程、有机质含量、土壤和坡度作为农用地整治适宜性评价指标，采用德尔菲和层次分析法确定权重，并按照其对于土地质量的影响确定其作用分值；选择坡度、土层厚度、腐殖质层厚、有机质含量、母质类型、石漠化程度这6个因子及其土地特征值作为林地整治适宜性评价指标，采用德尔菲和层次分析法确定权重，并按照它们对于土地质量的影响确定其作用分值；以第二次全国土地调查2010年变更成果为底图，结合《土地利用总体规划图(2006—2020年)》、《城镇体系规划图(2003—2020年)》、《乡镇土地利用规划图(2006—2020年)》、地形地质地貌等相关图件和资料，通过区位条件、地质环境复杂程度、道路和水利等基础设施条件、生态环境容量作为宜建评价指标，运用多因素综合评价模型计算出每个格栅单元的综合分值。

2.4 生态服务价值评估方法

低丘缓坡资源的开发利用会引起土地利用类型变化，从而会影响生态系统的过程和所提供的服务，也就是生态系统服务价值的变化是土地利用类型变化带来的效应。生态系统的过程和所提供的服务的研究是以谢高地等[10]的研究结果为基础，采用修正后的重庆市生态系统服务价值系数[11](表1)，计算低丘缓坡规划实施前后的生态系统服务价值(ESV，Ecosystem Services Value)和各单项功能的系统服务价值(ESVf)的变化，见公式(2)和(3)。

ESVf=∑(AK×VCfK)

(2)

ESV=∑(AK×VCK)

(3)

式中：ESV为生态系统服务价值(元)；AK为项目区第k种土地利用类型的面积(hm2)；VCK为生态价值系数[元/(hm2·a)]；ESVf为生态系统单项服务功能价值(元)；VCfK为单项服务功能价值系数[元/(hm2·a)]。生态服务价值计算时，耕地对应农田，园地对应森林与草地平均值，林地对应森林，牧草地对应草地，坑塘水面、水利设施用地对应水体，居民点、工矿用地、交通用地和未利用地对应荒漠，河流和滩涂对应水体和湿地的平均值[11]。

表1 重庆市生态系统单位面积生态服务功能单价 元/(hm2·a)

3 结果与分析

3.1 研究区低丘缓坡资源分布

低丘缓坡资源分布在坡度6°～25°的贫瘠的耕地、园地、零星分布的林地、闲置的农村建设用地和未利用土地。通过数字高程模型DEM和坡度图叠加分析，得出研究区的低丘缓坡资源分布。研究区的低丘缓坡资源总面积137 652.55 hm2，占全区土地总面积的42.76%。其中，耕地、园地、林地、牧草地、其他农用地、城乡建设用地和未利用地的面积分别为73 562.28，15 472.16，32 990.05，4.16，1 371.68，12 414.35，1 837.38 hm2，分别占低丘缓坡资源总面积的53.44%，11.24%，23.97%，0.003%，1.00%，9.02%和1.34%。江津区低丘缓坡资源分布较广，集中分布在石蟆镇、白沙镇、珞璜镇、李市镇等，占江津区低丘缓坡总资源的28.12%，广兴镇、慈云镇、双福街道和夏坝镇低丘缓坡资源分布较少，其余乡镇的资源分布较平均。

3.2 研究区低丘缓坡资源适宜性评价及潜力分析

低丘缓坡的开发利用以“宜耕则耕，宜建则建，宜林则林”为原则，因地制宜，有计划地合理利用后备资源，将低丘缓坡资源按照开发利用类型的不同，分为“宜农、宜建和宜林”三大类。研究区内低丘缓坡资源理论潜力为137 652.55 hm2，占土地总面积的42.76%。受自然条件、交通条件和生态环境因素的影响，研究区内低丘缓坡资源可实现潜力为31 428.37 hm2，其中宜农、宜建和宜林面积分别为23 318.03，3 543.16，4 567.18 hm2，分别占低丘缓坡资源的74.19%，11.27%和14.53%。宜农开发区域主要位于白沙镇、石蟆镇、石门镇、西湖镇、永兴镇等。宜林开发区域主要位于嘉平镇、蔡家镇、中山镇、塘河镇、白沙镇、德感街道办事处、双福街道办事处。江津区宜建开发区域位于珞璜镇。

通过对土地进行农用地开发适宜性评价，结果见表2。低丘缓坡资源适宜农用地开发面积为23 318.03 hm2，其中适宜面积为3 310.20 hm2，比较适宜农用地开发面积约9 844.59 hm2，勉强适宜面积为10 163.24 hm2，不适宜面积114 334.50 hm2；宜农低丘缓坡资源主要分布在6°～15°之间，面积约为11 786.54 hm2，约占总面积的50.55%，余下面积均分布在15°～25°之间，面积为11 531.49 hm2，约占总面积的49.45%。从宜农低丘缓坡资源的区域分布来看，理论潜力最大的乡镇为先锋镇，低丘缓坡地可用于耕地开发的面积为4 940.08 hm2，占宜农低丘缓坡资源理论潜力的21.19%；潜力最小的乡镇为几江街道办事处，低丘缓坡地可用于耕地开发有434.95 hm2，占宜农低丘缓坡资源潜力的1.87%。从低丘缓坡资源的构成来看，耕地和林地占江津区的宜农低丘缓坡资源比重最大。研究区内有10 626.14 hm2的耕地可以通过整理，归并田块、减少田坎系数，使耕地达到高标准农田的要求，使农用地整理出的耕地达到优质状态。原则上将宜农区的密集林地保留，作为农田生态景观使用，土壤质地较好的疏林地，经过平整或整治后开垦为耕地。

表2 研究区土地资源开发潜力分析 hm2

宜林适宜性评价结果显示(表2)，低丘缓坡土地资源中宜林适宜面积为4 567.18 hm2，其中适宜面积为1 581.41 hm2，比较适宜面积为1 322.38 hm2，勉强适宜面积为1 663.44 hm2，不适宜面积为0.00 hm2；根据技术路线确定的方法调查，宜林的低丘缓坡资源即理论潜力，总面积为4 567.18 hm2，其中白沙镇和柏林镇的宜林低丘缓坡资源面积最大，分别为956.15，789.68 hm2，分别占宜林低丘缓坡总资源的20.94%和17.29%。从宜林低丘缓坡资源的地类构成来看，全区的宜林资源中大部分是现有林地，其面积为3 633.47 hm2，占宜林低丘缓坡总资源的79.56%；其次是园地和未利用土地，其面积分别为525.05，408.66 hm2，分别占宜林低丘缓坡总资源的11.50%和8.94%。低丘缓坡适宜进行建设用地开发面积为3 543.16 hm2，分布在珞璜镇、德感街道办事处、双福街道办事处、白沙镇。

由表2可知，宜建低丘缓坡资源的区域分布来分布在白沙镇、德感街道办事处、珞璜镇、双福街道办事处。理论潜力最大的乡镇为珞璜镇，低丘缓坡地可开发为建设用地有1 990.28 hm2，占宜建低丘缓坡资源理论潜力的56.17%；其次为德感街道办事处，低丘缓坡地可开发为建设用地有865.14 hm2，占宜建低丘缓坡资源理论潜力的24.42%；理论潜力最小的乡镇为双福街道办事处，低丘缓坡地可开发为建设用地有267.94 hm2，占宜建低丘缓坡资源理论潜力的7.56%。宜建低丘缓坡资源主要分布在6°～15°之间，面积约为2 107.13 hm2，约占总面积的59.47%，余下面积均分布在15°～25°之间，面积约为1 436.03 hm2，约占总面积的40.53%。一方面是珞璜和德感街道办事处地势相对较为平缓，地形坡度均处在6°～15°之间，此处较少有地质灾害发生，基础条件较好，渝黔铁路和城市外环快速路南北贯穿珞璜镇，德感有城市内环高速公路通过；另一方面是因为德感临近中心城区，区域内承担着全区较多的社会、经济、文化、教育等职能，珞璜镇为全区重点打造的工业园区，而且是承接江津和巴南区的重要交通物流枢纽，建设用地需求量大。

3.3 土地利用结构调整及生态服务价值变化

对比分析发现，低丘缓坡规划实施前后的地类组成发生了改变，结果见表3。规划实施前耕地面积为114 718.65 hm2，规划实施后耕地面积为114 731.93 hm2，增加了13.28 hm2；规划实施前园地面积为27 652.72 hm2，规划实施后耕地面积为27 541.39 hm2，减少了111.33 hm2；规划实施前林地面积为98 897.74 hm2，规划实施后耕地面积为99 072.49 hm2，增加了174.75 hm2;规划实施前交通运输地面积为4 002.17 hm2，规划实施后交通运输地面积为3 990.05 hm2，减少了12.12 hm2；规划实施前其他土地面积为37 115.54 hm2，规划实施后其他土地面积为36 183.78 hm2，减少了931.76 hm2；规划实施前城镇村及采矿用地面积为28 774.25 hm2，规划实施后城镇村及采矿用地面积为29 641.43 hm2，增加了867.18 hm2；草地和水域及水利设施用地占地面积未发生变化。从表3可以看出，变化较大的地类为其他土地、城镇村及采矿用地、园地和林地，低丘缓坡土地资源开发利用实现了其他土地和园地向城镇村及采矿用地和林地的转化。

表3 研究区土地利用结构调整

根据生态系统服务价值评估计算公式(2)，可以获得低丘缓坡土地资源开发利用前后各土地类型生态服务价值和总服务价值的变化情况，结果见表4。研究区低丘缓坡土地资源开发利用前后的总生态服务价值由规划前的768 871.16万元/a增加至整治后的769 489.04万元/a，增加了617.88万元/a。各土地利用类型的生态服务价值中贡献最大的为林地，约占总生态服务价值的70.57%。不同土地利用类型的生态服务价值在低丘缓坡资源开发利用过程中发生了变化，其中耕地的生态服务价值增加了9.82万元/a,园地的生态服务价值减少了346.27元/a，林地的生态服务价值增加了957.77元/a，城镇村及采矿用地的生态服务价值增加了38.97万元/a，交通用地的生态服务价值减少了0.54万元/a，其他土地的生态服务价值减少了41.87万元/a。不同地类对生态服务价值贡献度发生了改变，变化最大的发生在园地和林地之间，由于低丘缓坡土地资源开发利用引发的区域内的土地利用结构所致。

通过生态系统服务价值评估的计算公式(3)，计算出低丘缓坡土地资源开发利用前后各单项功能的生态系统服务价值的变化情况，结果见表5。在开发利用过程中，各单项功能的生态系统服务价值将发生变化，从表5可以看出，气温调节、气候调节、水源涵养、土壤形成与保护、废物处理、生物多样性保护、原材料和娱乐文化的生态服务价值发生了正向的改变，变化值分别为42.36万元/a，30.39万元/a，37.83万元/a，42.94万元/a，9.18万元/a，409.65万元/a，32.70万元/a，16.19万元/a；食物生产的生态服务价值发生了逆向的改变，其变化值为-3.34万元/a，这主要是由园地减少所致。在各单项的生态服务系统工程类型中贡献最大的为生物多样性保护，变幅最大的也为生物多样性保护，变幅为409.65万元/a。

表4 规划前后生态系统服务价值的变化

表5 研究区规划前后各单项功能的生态系统服务价值的变化

4 结 论

(1) 低丘缓坡资源理论潜力为137 652.55 hm2，低丘缓坡资源可实现潜力为31 428.37 hm2，其中宜农、宜建和宜林面积分别为23 318.03，3 543.16，4 567.18 hm2，分别占低丘缓坡资源的74.19%，11.27%和14.53%。宜农开发区域主要位于白沙镇、石蟆镇、石门镇、西湖镇、永兴镇等。宜林开发区域主要位于嘉平镇、蔡家镇、中山镇、塘河镇、白沙镇、德感街道办事处、双福街道办事处。江津区宜建开发区域位于珞璜镇。

(2) 低丘缓坡土地资源开发利用改变了研究区土地利用结构，低丘缓坡土地资源中的园地和其他未利用地向林地、耕地和建设用地转化。低丘缓坡资源的开发利用在合理利用了土地资源前提下，既增加了建设用地指标，又提供了农用地后备资源。

(3) 低丘缓坡土地资源开发利用规划实施改变了研究区的生态服务价值。生态服务价值中贡献最大的为林地，约占总生态服务价值的70.57%。生态服务系统工程中生物多样性保护贡献最大，约占总生态服务价值53.16%。总生态服务价值由规划实施前的768 871.16万元/a增加至769 489.04万元/a，生态服务价值发生了正向变化，低丘缓坡土地资源开发利用有利于提升当地的生态承载力。