高标准农田建设工程措施资源环境效应评价研究

2024-03-31焦杨皓毕庆生吕刚刘鹏马元博

人民黄河 2024年3期

焦杨皓毕庆生吕刚刘鹏马元博

摘要：通过对已建成的高标准农田建设项目进行研究，以项目实施前后工程技术措施的变化量为依据，构建评价指标体系，利用综合评价法和灰色关联分析法，研究不同工程技术措施对资源环境效应影响的大小，分析评价高标准农田建设项目工程技术措施对资源环境效应的影响。研究表明：１）研究区１２个项目区的资源环境效应均为正值，达到资源环境效应正向的要求，但综合得分普遍偏低，说明负向指标对资源环境效应的影响很大；２）各项评价指标与资源环境效应的关联度较高，最小为０．７２０，其中影响较大的正向因素是新增和改善排涝面积占比，影响较大的负向因素是平均单位面积新增田间道路硬化长度。高标准农田各项工程技术措施对资源环境效应影响都很大，工程项目规划及设计时要根据项目区实际状况，合理规划，重点是补齐短板，控制负向因素，减少负面影响，从而实现项目区农业绿色发展。

关键词：高标准农田；工程技术措施；资源环境效应；综合评价法；灰色关联分析

中图分类号：Ｓ２７５．６文献标志码：Ａｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１０００－１３７９．２０２４．０３．０２１

引用格式：焦杨皓，毕庆生，吕刚，等．高标准农田建设工程措施资源环境效应评价研究［Ｊ］．人民黄河，２０２４，４６（３）：１１４－１２０．

０引言

耕地是粮食生产和生态环境的基础，对生态保护具有主要作用。因此，任何耕地资源开发项目都须按“数量、质量、生态”三位一体要求，在提高粮食产能的同时提高资源利用效率、保护和改善耕地生態环境。截至２０２２年底，全国已累计完成６６６７万ｈｍ２高标准农田建设任务，并计划在此基础上逐步将约１亿ｈｍ２农田全部建成高标准农田，全面落实“藏粮于地、藏粮于技”战略，提升粮食产能，确保粮食安全。这既是一项巨大的粮食安全工程，也是一项巨大的生态环境工程。为确保粮食产能和生态环境同步改善，《高标准农田建设通则》（ＧＢ／Ｔ３０６００—２０２２）、《高标准农田建设评价规范》（ＧＢ／Ｔ３３１３０—２００６）等技术规范和相关政策文件将高标准农田定义为“生态友好型”农田，提出了“绿色生态原则”，要求加强资源环境效益评价，遵循绿色发展理念，促进农田生产和生态和谐发展。高标准农田建设是一项多目标工程，既要实现农田质量高、产出能力高，又要实现资源效率高和生态友好、绿色发展的目标。这些目标之间既有协调性，也有冲突，如沟渠硬化有利于节水灌溉和排水除涝，道路硬化会提高农业生产效率，但大量的硬化工程不仅会占用耕地，而且会对生态环境造成负面影响。因此，高标准农田建设要加强各项工程措施资源环境效应评价，权衡各项工程措施的利弊，最终实现综合效益最大化。

高标准农田建设工程效益可分为两部分，第一部分是工程建设的直接结果或效应，如耕地资源利用率、道路硬化等，工程竣工后基本形成且后期变化不大；第二部分是工程项目的间接效应，受工程措施和项目运用的共同影响，是软硬件技术措施共同作用的结果，如粮食增产、节肥节药等。高标准农田的工程技术措施只提高了生产潜力，产量的提高还需结合农业生产过程中的各项技术和管理措施才能实现。

鉴于此，关于高标准农田建设项目的评价，理论上也可分为两个阶段，即工程设计阶段所对应的工程技术措施效应评价和工程建设后运行阶段的综合效益评价。二者的评价指标体系和评价目的不同，前者主要探讨工程技术措施的资源环境效应，为项目技术措施规划和设计提供指导；后者主要评价项目建成后运行的综合效益，是对工程措施和运行管理的全面评价。由此可见，科学评价高标准农田建设工程技术措施带来的资源环境效益，找出影响项目区资源环境效应的主要因素，并在规划及设计中尽可能规避建设中的风险，对充分发挥高标准农田建设的资源环境效益，进一步科学规划和建设高标准农田具有重要意义。

学者们对高标准农田效益评价进行的大量研究及取得的丰硕成果，主要集中在高标准农田的项目选址、效益评价、建设后管理与维护等几方面。如：薛剑等［１］、王新盼等［２］、朱传民等［３］、刘慧敏等［４］分别采用逼近理想点排序模型、多因素综合评价法、外部环境适宜性修正模型、层次分析法等模型和方法对高标准农田的建设时序、建设区域进行了研究；苏蒙等［５］、王海玲等［６］、周瑜等［７］分别以肇东市、万年县梓埠镇、河源市高标准农田建设项目为例，对项目实施后的经济效益、生态效益、社会效益进行了综合评价；刘昊璇等［８］、肖琴等［９］、方琳娜等［１０］根据多中心治理理论、整区域推进理论并参考日韩两国农田建设做法探讨了高标准农田和土地整治工程建设完成后的监督管理模式、维护机制等。

已有研究一般将效益分为经济效益、社会效益和生态效益等，主要关注项目建成后运行的综合成效，是对间接效益的评价，关于高标准农田建设工程技术措施的资源环境效应的相关研究非常少，有必要加强研究。基于此，本文以豫南平原丘陵地区罗山县高标准农田建设项目为对象进行相关研究，以期为高标准农田建设规划及设计提供理论指导。

１研究区概况及数据来源

１．１研究区概况

研究区地处大别山北麓，淮河南岸，位于东经１１４°１０′—１１４°４２′、北纬３１°４４′—３２°１９′。研究区为亚热带向暖温带过渡区，属于温带大陆性季风气候区，年均降水量１３８８．６ｍｍ，雨水充沛、气候温和、四季分明。

该地区地形地貌有平原和丘陵两种类型。全区浅层地下水资源可开采量０．６４４亿ｍ３，多年平均地表水资源２７．１１０亿ｍ３，多年平均可利用水资源总量２７．７５４亿ｍ３，水资源开发程度不到２２．５％。全区耕地面积８８０４０ｈｍ２，土壤以黄棕壤土面积最大，农作物以水稻和小麦为主，还有少量玉米。

研究对象为１２个高标准农田建设项目区，总面积约１８０７６．７ｈｍ２，____T_蒧袟涉及２０个乡镇８３个行政村，总人口为１８．５３６１万人，总投资４．０７亿元。项目内容包括提灌站、蓄水池、灌溉渠道、排水沟道、道路、农田林网建设，以及土壤质量提升等。现项目全部验收，质量合格，并已投入使用。

１．２数据来源

本文数据根据罗山县２０１９—２０２２年１２个高标准农田建设项目区的设计报告、设计图、竣工图和竣工资料，该县２０２２年土地利用现状图、卫星影像、耕地质量等级矢量数据，以及部分实地调研数据（包括数字资料），通过整理计算得到。

２研究方法

高标准农田建设项目的综合效益是各工程技术措施效应共同作用的结果。其中，一些工程措施具有两重性，即可以改善资源利用效率、却损害环境生态，产生负向作用，并且工程措施的建设量越大对资源利用效率的改善程度越大，对环境生态的负向作用也更大。基于此，本文在构建评价指标体系的基础上，采用熵权法与ＡＨＰ法计算指标平均权重，然后根据各种工程措施的效应属性和工程量大小计算工程项目的综合效应值，比较各工程项目综合效益大小，并在此基础上通过灰色关联分析，讨论不同工程措施对综合效应的影响程度，从而确定高标准农田建设项目中各种工程措施对资源环境效应的影响大小。

２．１评价指标构建

高标准农田建设具有投资大、技术性强、涉及面广、内容多的特征［１１－１２］。参考刘鹏等［１３］、谭枭等［１４］、王晓青等［１５］、丁继辉等［１６］的研究，以《高标准农田建设通则》（ＧＢ／Ｔ３０６００—２０２２）、《高标准农田建设评价规范》（ＧＢ／Ｔ３３１３０—２０１６）、《河南省高标准农田建设标准》（豫农文〔２０２２〕６７号）等技术文件为依据，通过对田、土、水、路、林、电、技、管８个方面技术措施的分析，遵照客觀公正、系统科学，以及实用和可操作的原则，结合研究区域自然资源和农业生产现状等情况，从耕地资源利用效应、水资源利用效应和农田环境生态效应３个方面构建准则层指标。

因研究区为传统水稻产区，高标准农田建设很少开辟新的道路、沟渠等线状工程，重点是在原有基本农田建设的基础上进行提质改造，对景观格局、耕地数量的影响很小，因此景观格局、耕地数量等在构建指标体系时不考虑。本文研究的是项目区新增工程技术措施的资源环境效应，所选指标值均采用项目建设前后的相对变化值，即项目实施中的新增工程量，具体指标见表１。

耕地资源利用效应（Ａ），即工程技术措施实施后对耕地资源利用效率产生的影响，主要考虑耕地质量等级提升和耕地有效面积变化两个方面，包含５项指标。其中：土壤改良或培肥面积占比（Ａ１），指项目实施中进行土壤改良或培肥的耕地面积占耕地总面积比例，该项指标越大即土壤改善面积越大越有利于提高耕地质量，提升粮食产出能力，为正向属性；新增有效灌溉面积占比（Ａ２），指项目实施后新增有效灌溉面积占耕地总面积比例，主要反映原未配备完整灌溉设施的耕地在项目实施后配备了完整的灌溉设施，该指标越大，表明灌溉设施配备越齐全越有助于提升耕地利用效率，为正向属性；灌溉改善面积占比（Ａ３），指原本灌溉条件未达到高标准农田建设标准的面积在项目建设后达到灌溉标准的面积占耕地总面积比例，该项指标越大，表明灌溉能力得到提高的面积越大对耕地资源的利用效率提升越大，为正向属性；新增道路通达度（Ａ４），指因新修建田间道路而增加的田间道路通达度，该指标包括田间机耕道和生产道路的通达度，通达度越高越有利于提升农业生产效率，为正向属性；新增工程设施占地比例（Ａ５），指新增或扩宽道路、新增沟渠、新修建泵站和新种植林带而占用耕地的比例，该指标越大，反映项目实施的工程侵占耕地面积越多，浪费的耕地资源越多，为负向属性。

水资源利用效应（Ｂ），主要考虑工程技术实施后对灌溉水利用系数的提升和灌溉保证率的变化，包含５项指标。其中：平均单位面积新增灌溉水源量（Ｂ１），指因项目新修或维修坑塘等水源工程而新增的灌溉水源水量，该项指标越大反映工程对水资源的开发能力提升越高，为正向属性；渠系灌溉水利用率提升值（Ｂ２），反映因新建、维修、硬化渠道而提升的渠系灌溉水利用率，该项指标越大间接反映水资源利用效率提升越大，为正向属性；平均单位面积新增或修复灌溉渠道长度（Ｂ３），指项目实施计划中新建及维修的灌溉渠道长度，该指标越大反映田间可利用灌溉渠道越多，对水资源的利用效率提升越高，为正向属性；新增节水灌溉面积占比（Ｂ４），指因渠道硬化而增加的节水灌溉面积占灌溉总面积的比例，该指标越大间接反映水资源节约利用效率提升水平越高，为正向属性；平均单位面积新增田间水利工程数量（Ｂ５），指项目实施过程中新增加的闸门、涵管、板桥等小型田间水利工程，这些工程的实施有助于合理利用水资源，为正向属性。

农田环境生态效应（Ｃ），主要包括工程技术措施带来的环境生态的变化，主要考虑环境生态的改善和损害，包含４项指标。其中：平均单位面积新增田间道路硬化长度（Ｃ１），指新增的使用混凝土等材料硬化道路长度，从生态环境角度出发，该项指标越大反映对生态破坏程度越大，为负向属性；平均单位面积新增渠道硬化长度（Ｃ２），指新增的使用混凝土等材料硬化的渠道长度，从生态角度分析，硬化长度越长对生态造成的破坏程度越大，为负向属性；平均单位面积新增林带长度（Ｃ３），指项目区新增防护林网的林带长度，为正向属性；新增和改善排涝面积占比（Ｃ４），指原缺少排涝沟道等设施或排涝设施能力不强的，经项目建设后得以改善，达到高标准农田建设要求的排涝除涝面积占比，为正向属性。

上述指标分别反映项目实施后对耕地数量、耕地质量、水资源开发利用效率，以及环境生态的提升和改善情况。

２．２指标权重的确定

确定权重的方法分为客观法和主观法［１７］。熵权法确定权重主要依据评价指标值的差异大小，它直接影响权重的大小［１８］，是一种客观权重计算方法；层次分析（ＡＨＰ）法充分利用人的经验和判断，把决策过程中的定性与定量因素有机结合［１９］，是一种主观权重确定方法。熵权法的适用范围一般局限于具体的研究对象，不具有全局性；ＡＨＰ法确定的权重可以适用于研究对象以外的范围，但受评价者对问题的认知等主观影响，人为因素干扰较大。参考田林钢等［２０］、杨海平［２１］的研究，将ＡＨＰ法和熵权法相结合确定权重，以保证各项指标权重的合理性。

１）对数据进行标准化处理。高标准农田工程技术措施包含内容较多，不同领域、不同工程技术措施评价指标之间的量纲不同、数值大小相差较大，难以直接进行评价。因此，采用极差标准化法对指标值进行标准化处理，以消除不同量纲、数值大小等之间的差异。

３实例应用

３．１研究区数据处理与指标权重计算

对１２个高标准农田建设项目区进行指标值计算、汇总，然后根据式（１）、式（２）对数据进行标准化处理，得到处理后的指标值，并分别按照熵权法和ＡＨＰ法计算主客观权重，最后根据式（３）计算得到各个指标组合权重，具体结果见表２。

３．２各项目区综合得分及排序

利用表２中经标准化处理后的数据和所得指标组合权重，按照式（４）计算各项目区综合得分并排序，结果见表３。

３．３综合得分影响因素灰色关联分析

以项目区资源环境效应综合得分为参考序列，各指标值为比较序列，按照式（５）～式（７），对１２个项目区的数据进行计算，得到各指标序列的灰色综合关联度，结果见表４。

由表４可知，关联度最高为０．８８７、最低为０．７２０。其中：对项目区资源环境利用效应影响最大的是Ｃ１，该项指标有利于提升田间生产效率，但从农田生态环境角度分析，道路硬化对生态环境造成负向影响；关联度最低的是Ｂ１，主要原因是项目区灌溉水资源相对充足，可提升灌溉保证率，但从资源环境利用效应角度来看不显著，因此关联度最低。

在影响耕地资源利用效应的５个因素中，关联度较高的是Ａ３、Ａ５，该两项因素分别对应项目实施对耕地质量和耕地数量的影响。Ａ３与当地农田基础设施薄弱的现状一致，大面积提升农田灌溉能力有利于改善农田灌溉设施，提升耕地质量；Ａ５作为影响较大的负向指标，在进行项目规划时应尽量在原有的工程基础上对其进行修复或重建，减少耕地占用。

在影响水资源利用效应的５个项目中，关联度较高的是Ｂ２、Ｂ５，说明完善田间水利工程设施，搞好灌溉设施配套，提高灌溉渠系工程质量，节约农业水资源仍是高标准农田建设的重点。

在影响农田环境生态效应的４个因素中，关联度较高的是Ｃ１（前文已分析）、Ｃ４。Ｃ４说明修复和新建完善的排水系统，改善农田除涝排涝条件的工程有利于改善农田生态环境，有利于资源环境效应的提升，这与当地降水量相对较大、农田排水任务十分重要是一致的。关联度最低的是Ｃ３，主要是当地生态条件好，大部分项目农田防护林网完善，新建任务少。

４讨论

高标准农田建设目标不仅要实现高产能，而且要实现高资源利用效率和友好的生态环境效益。本研究以豫南平原丘陵地区为例，运用熵权法、ＡＨＰ法和灰色关联分析法，综合评价了１２个高标准农田建设项目资源环境效应，对高标准农田建设工程技术措施对资源环境效应的影响进行了有效的探索。

结合各项目区具体工程技术措施分析，综合得分高的项目区工程技术措施重点提升了土壤肥力，改善了灌溉排水能力，提高了耕地质量；然而综合得分低的项目区共同特点是多项技术指标实施后变化不大，且在道路硬化上工程量偏大，拉低了综合得分。如排名第１的ＸＭ１０和排名第５的ＸＭ４进行对比，１１个正向指标数据显示，ＸＭ１０和ＸＭ４并无明显差别，ＸＭ４综合得分低于ＸＭ１０的主要原因是其负向指标值高。因此，从资源环境效应角度来看，项目区工程技术措施要合理规划，补齐短板，控制负向因素，尽可能做到在原有田间工程设施的基础上进行修复或重建，控制新增工程设施占地，防止工程过度“硬化”而破坏生态环境，提升整体资源环境效应。

道路硬化、渠道硬化等具有双重属性，从存量来看属于适量型指标，當项目区存量值较小时，增加工程量利大于弊；当存量值较大时，增加工程量则弊大于利。本研究采用的项目实施前后工程技术措施的变化量（增量），从环境生态角度来看具有负向效应，因此研究中作为负向指标处理。

本研究区域为豫南平原丘陵地区，主要农作物为水稻，评价指标和权重的确定受区域影响，具有一定的局限性，虽然对其他地区高标准农田建设项目的资源环境效应分析具有一定参考意义，但是当区域和基础条件差异较大时，需结合区域特点和地方特色进行针对性研究。

５结论

１）从耕地资源利用效应、水资源利用效应、农田环境生态效应３个方面，以项目区建设前后工程技术措施的变化量为主，构建了３个准则层１４个评价指标的评价指标体系。评价结果和实际情况相符，证明该指标体系较系统、准确、全面地反映了高标准农田建设项目区工程技术措施的资源环境效应。

２）１２个项目区的综合得分均为正值，即项目实施在整体上给研究区的资源环境效应带来积极的正向影响。但是，各个项目区综合得分普遍偏低，说明各项目区的工程措施在规划和设计方面仍需改善，避免工程技术措施对资源环境效应的负向影响。

３）关联度分析显示，１４个评价指标与资源环境效应的关联度都较高，说明每一项工程技术措施对项目区资源环境效应都有很大影响，其中，影响较大的正向因素有新增和改善排涝面积占比和灌溉改善面积占比，影响较大的负向因素是平均单位面积新增田间道路硬化长度和新增工程设施占地比例。因此，高标准农田建设要结合项目区实际科学规划，做到“缺什么、补什么”补齐短板，并采用新技术措施，提升资源环境利用效率减少或降低负向影响，保证高标准农田建设项目资源合理利用和环境生态良好。

参考文献：

［１］薛剑，韩娟，张凤荣，等．高标准基本农田建设评价模型的构建及建设时序的确定［Ｊ］．农业工程学报，２０１４，３０（５）：１９３－２０３．

［２］王新盼，姜广辉，张瑞娟，等．高标准基本农田建设区域划定方法［Ｊ］．农业工程学报，２０１３，２９（１０）：２４１－２５０．

［３］朱传民，郝晋珉，陈丽，等．基于耕地综合质量的高标准基本农田建设［Ｊ］．农业工程学报，２０１５，３１（８）：２３３－２４２．

［４］刘慧敏，朱江洪．丘陵山区高标准基本农田建设时序与模式研究［Ｊ］．水土保持研究，２０１５，２２（２）：１４１－１４６．

［５］苏蒙，黄辉玲．肇东市高标准农田建设项目效益评价研究［Ｊ］．安徽农业科学，２０２１，４９（１３）：２０９－２１３．

［６］王海玲，周瑜，赖奇．基于ＡＨＰ－ＦＣＥ模型的高标准农田建设项目实施后效益评价研究［Ｊ］．安徽农业科学，２０１９，４７（８）：１９８－２０１，２０６．

［７］周瑜，邹自力，蔡联斌．基于ＡＨＰ－熵权物元评判模型的高标准农田项目实施综合效益评价［Ｊ］．湖北农业科学，２０１８，５７（２２）：１５１－１５６．

［８］刘昊璇，赵华甫，齐瑞．多中心治理下高标准农田建设监督管理机制研究［Ｊ］．中国农业资源与区划，２０２２，４３（３）：１６４－１７２．

［９］肖琴，李建平．整区域推进高标准农田建设的基本逻辑、实践困境与实现路径［Ｊ］．中国农业资源与区划，２０２３：１－８．ｈｔｔｐ：／／ｋｎｓ．ｃｎｋｉ．ｎｅｔ／ｋｃｍｓ／ｄｅｔａｉｌ／１１．３５１３．ｓ．２０２３０８０３．１５０３．００８．ｈｔｍｌ．

［１０］方琳娜，李建民，陈子雄，等．日韩农田建设做法及对我国高标准农田建设启示［Ｊ］．中国农业资源与区划，２０２０，４１（６）：１－６．

［１１］李少帅，郧文聚．高标准基本农田建设存在的问题及对策［Ｊ］．资源与产业，２０１２，１４（３）：１８９－１９３．