王耕源

摘 要：在以重力為討論的核心，以植物生長(zhǎng)的向重力性、建筑的向重力性的特征的基礎(chǔ)上，對(duì)比土地用作農(nóng)用地和建筑用地土地面積的變化，探討在土地征地過程中，土地坡度對(duì)對(duì)土地面積計(jì)算的影響，為進(jìn)一步完善土地征地政策提供科學(xué)依據(jù)

關(guān)鍵詞：土地面積；斜面；投影面

在土地的征地過程中，由于所征土地往往存在一定的坡度，因此在計(jì)算土地面積的時(shí)候就會(huì)出現(xiàn)這樣的問題，到底是計(jì)算土地的斜面面積（坡面面積）還是計(jì)算土地的水平面積（投影面積），作為征地的當(dāng)事雙方由于其利益不同要求計(jì)算的平面也不同，征地的一方希望計(jì)算水平面積，以期減少成本，因?yàn)樗矫娣e小于斜面面積，而作為被征地的一方，則希望計(jì)算斜面面積，以期增加收入，因?yàn)樾泵婷娣e大于水平面積。在目前的土地征地政策中，并沒有明確規(guī)定或者提到要征地面積是計(jì)算斜面面積或是水平面面積，而在實(shí)際的征地過程中，到底是計(jì)算斜面面積還是水平面積，往往是通過雙方的協(xié)商解決的，但由于沒有政策依據(jù)，雙方有時(shí)很難達(dá)成協(xié)議，而且有時(shí)達(dá)成的協(xié)議是不合理的，是以犧牲一方的利益為代價(jià)的。因此有必要對(duì)是計(jì)算斜面還是投影面進(jìn)行探討。

1.植物生長(zhǎng)與地面關(guān)系

1.1植物生長(zhǎng)的方向性研究狀況

植物對(duì)周圍環(huán)境的反應(yīng)，最奇妙的莫過于它的生長(zhǎng)方向，比如從一粒小小的植物種子萌發(fā)開始，它就知道根應(yīng)該往地下生長(zhǎng)，而莖干則伸向天空。這是一個(gè)極為普通的現(xiàn)象，然而植物為什么會(huì)這樣呢？它是怎樣懂得“上”和“下”的概念呢？研究認(rèn)為無機(jī)鈣對(duì)于植物的生長(zhǎng)方向起著舉足輕重的作用。在植物的彎曲生長(zhǎng)過程中，無論是根冠下側(cè)部位還是芽的上側(cè)部位，都存在著高含量的無機(jī)鈣。那么無機(jī)鈣又是如何使植物辨別方向的呢？埃文斯解釋說，因?yàn)楦谟兄鴺O為豐富的含淀粉體的細(xì)胞，而淀粉體就會(huì)把其內(nèi)部的鈣送到根冠下側(cè)。這時(shí)，如果用特殊的實(shí)驗(yàn)手段去阻止鈣的移動(dòng)，植物馬上就會(huì)表現(xiàn)出不按正常的方式去生長(zhǎng)。同樣，植物的芽雖然沒有冠部，但也含有豐富的淀粉體，淀粉體也能將其內(nèi)部的無機(jī)鈣送到上側(cè)的細(xì)胞中，這顯然說明，無機(jī)鈣對(duì)植物生長(zhǎng)方向有著不可忽視的重要作用。那么，既然淀粉體內(nèi)有許多無機(jī)鈣，而無機(jī)鈣又能在植物體內(nèi)來去自如，除了重力之外，又是哪一種力量使無機(jī)鈣如此方便地上下移動(dòng)呢？最近，美國(guó)德克薩斯州立大學(xué)的研究人員斯坦利·魯在研究中發(fā)現(xiàn)，這是由于細(xì)胞的上端和下端之間的電荷不同，兩端電荷的不一致引起細(xì)胞極化。結(jié)果，為數(shù)眾多被極化的細(xì)胞排列在一起，總電荷就強(qiáng)得足夠吸引任何相反電荷的鈣原子，驅(qū)使它們?cè)隗w內(nèi)移動(dòng)。于是斯坦利·魯提出，由于細(xì)胞的極性帶動(dòng)鈣的移動(dòng)，從而導(dǎo)致植物莖干總是向上生長(zhǎng)，而根則朝地下生長(zhǎng)[1]。

植物處在重力作用下生長(zhǎng)，例如地球上的植物均在地心引力的作用下生長(zhǎng)，植物的不同器官會(huì)表現(xiàn)出以重力線為標(biāo)準(zhǔn)，向一定方向生長(zhǎng)的特性，這種特性稱為向力性。向重力性是一種生長(zhǎng)運(yùn)動(dòng)，順著重力作用方向生長(zhǎng)是正向地性，逆著重力作用方向生長(zhǎng)，是負(fù)向地性，向著或背著地心方向的生長(zhǎng)運(yùn)動(dòng)是正、負(fù)向重力性的最普遍的現(xiàn)象[2]。近年來實(shí)驗(yàn)證明，在無重力作用的太空中，將植物橫放，莖和根仍徑直地生長(zhǎng)，不會(huì)彎曲生長(zhǎng)，進(jìn)一步證實(shí)重力決定莖、根的生長(zhǎng)方向。因此用“向重力性一詞代替向地性比較確切、嚴(yán)謹(jǐn)[3]。

盡管是什么因素控制植物的生長(zhǎng)方向還需要進(jìn)一步的研究，但植物的莖干總是朝上生長(zhǎng)，而根則朝下生長(zhǎng)這一現(xiàn)象是普遍存在的。由于地球的引力是影響植物生長(zhǎng)方向的一個(gè)重要因素，因此，植物生長(zhǎng)方向大多數(shù)是根指向地心而莖干朝相反的方向。

1.2根向重力性

按照Went學(xué)說，植物在感受重力刺激后，能誘導(dǎo)生長(zhǎng)素的側(cè)向移動(dòng)造成根上、下兩個(gè)側(cè)面生長(zhǎng)素的不對(duì)稱分布。下側(cè)生長(zhǎng)素濃度超過超過根系生長(zhǎng)素濃度，下側(cè)生長(zhǎng)受阻，而上側(cè)生長(zhǎng)素濃度適中，促進(jìn)了上側(cè)的生長(zhǎng)，于是根向下彎曲。在大多數(shù)供試植物中證實(shí)了根冠是高等植物根的重力感受部位。根冠中感受重力刺激的感受體是平衡石，植物根冠中的平衡石是一種淀粉體（amyloplast），每個(gè)淀粉體約有1至8個(gè)淀粉粒，每個(gè)平衡細(xì)胞（statocyles）可有多達(dá)12個(gè)淀粉體。平衡細(xì)胞中的淀粉體，當(dāng)受到重力刺激時(shí)，例如根以與重力線垂直方向擱置時(shí)，受地心引力作用，淀粉體開始移動(dòng)并沉降到偏離原有重力線方向的細(xì)胞一側(cè)。植物體依靠淀粉體的沉降過程感受到重力的作用，繼而觸發(fā)以后的生長(zhǎng)運(yùn)動(dòng)，使根系以一定方向生長(zhǎng)。

平衡石把重力刺激轉(zhuǎn)成促使根系兩側(cè)不對(duì)稱生長(zhǎng)信號(hào)。一般認(rèn)為根冠中的平衡石感受重力刺激后，會(huì)釋放出抑制生長(zhǎng)物質(zhì)，這種生長(zhǎng)物質(zhì)在根系兩側(cè)的不對(duì)稱分布造成兩側(cè)生長(zhǎng)速度不同而使根系彎曲。對(duì)這種抑制物的化學(xué)本質(zhì)目前沒有一致的看法。依據(jù)Went學(xué)說認(rèn)為這種抑制劑是IAA，20世紀(jì)70年代末有人認(rèn)為是BAB，近年對(duì)BAB作為抑制劑提出了質(zhì)疑。目前傾向性的看法是IAA是涉及跟向重力性的主要抑制物。Ca2+在重力刺激過程中對(duì)IAA的不對(duì)稱分布起著重要的作用：已知鈣在一些植物中是與IAA運(yùn)輸有關(guān)的，外源施用Ca2+會(huì)影響玉米初生根的IAA的運(yùn)輸；當(dāng)把含有Ca2+的瓊膠塊置于垂直方向放置的玉米根冠的一側(cè)時(shí)，根會(huì)被誘導(dǎo)轉(zhuǎn)向有瓊膠塊的一側(cè)生長(zhǎng)；當(dāng)測(cè)定對(duì)放射性Ca2+在根冠中運(yùn)輸?shù)挠绊憰r(shí)發(fā)現(xiàn)，放射性Ca2+更多地對(duì)運(yùn)輸?shù)街亓Υ碳さ南聜?cè)[4]（見圖1）。

圖1 根在向重力反應(yīng)中，Ca2+和生長(zhǎng)素重新分布的模式[5]

1.3莖和胚芽鞘的向重力性

一般認(rèn)為，莖中感受重力的感受體與根一樣也是淀粉體，根中的淀粉體是處在根冠平衡細(xì)胞中，而莖中的淀粉體在許多被子植物中是處在稱為淀粉鞘的一至二層的細(xì)胞中，解剖上的位置是在皮層和維管束之間，緊靠維管束的部位。在胚芽鞘中，淀粉體可能處在維管束組織內(nèi)部。在一些谷類植物莖的葉鞘中，淀粉平衡石是含有淀粉體的葉錄體。

胚芽鞘和莖中向重力彎曲是由于它們水平放置時(shí)，下側(cè)生長(zhǎng)速率增加，上側(cè)生長(zhǎng)速率減少的結(jié)果。對(duì)兩側(cè)生長(zhǎng)速度差異的原因存在不同看法。一種看法與Cholodny-Went學(xué)說一致，認(rèn)為受重力刺激后，造成莖和胚芽?jī)蓚?cè)生長(zhǎng)素剃度，生長(zhǎng)素不對(duì)稱的側(cè)向分布導(dǎo)致兩側(cè)生長(zhǎng)速率的不同。對(duì)重力刺激如何引起生長(zhǎng)素在胚芽鞘里的重新分布有下列幾種說法：淀粉體對(duì)質(zhì)膜的壓力影響受到重力刺激細(xì)胞的電勢(shì)，從而使生長(zhǎng)素側(cè)向運(yùn)輸；呈水平狀態(tài)的胚芽鞘下側(cè)受重力刺激使束縛的生長(zhǎng)素轉(zhuǎn)化為游離態(tài)生長(zhǎng)素；游離生長(zhǎng)素從細(xì)胞區(qū)域化中釋放出來；生長(zhǎng)素從中柱轉(zhuǎn)入下側(cè)皮層的“滲漏”增加。另一種看法認(rèn)為，重力刺激可能導(dǎo)致根向重力性那樣的組織對(duì)生長(zhǎng)素敏感性的變化。例如，當(dāng)莖處在水平角度，莖下側(cè)對(duì)生長(zhǎng)素的敏感度發(fā)生變化，變得比上側(cè)更敏感，對(duì)以存在的生長(zhǎng)素反應(yīng)更強(qiáng)烈，因此可忽略兩側(cè)生長(zhǎng)素濃度的差異，下側(cè)生長(zhǎng)被生長(zhǎng)素促進(jìn)得更多，使得莖始終向上彎曲[6]。

綜上所述，植物的生長(zhǎng)大多是垂直于水平面（投影面）的且逆向地心，換句話說，大多數(shù)植物的生長(zhǎng)不是垂直于斜面的。

2.建筑物與地面的關(guān)系

所謂的建筑物的向重力性，是指建筑物的重心與其所受到的重力方向具有一致性。建筑物的受力分析，假設(shè)建筑物的方向與斜垂直，如圖2所示，那么建筑物的受力分析如圖3所示。建筑物的受力圖（重力與磨察力）如圖3所示，斜面與水平面成一角度θ，重力G在斜面上的分力為g，其中g(shù)=Gsinθ，當(dāng)重力在斜面的分力g小于摩擦力時(shí)f，物體雖然具有下滑的趨勢(shì)；當(dāng)重力在斜面的分力大于摩擦力f時(shí)，建筑物向下滑動(dòng)；當(dāng)重力在斜面的分力等于摩擦力f時(shí)，建筑在沒有受到其他的外力的作用下，靜止在斜面上，仍然有下滑的趨勢(shì)。因此建筑物大多建筑在水平面上，這時(shí)斜面傾角θ等于零，即g=Gsinθ=0，這樣在沒有受到其他的外力的作用下，建筑物在水平方向的平面上沒有滑動(dòng)的趨勢(shì)。因此在土地用作建筑用地的過程中，大多需要進(jìn)行整平。

圖2 建筑物的方向與斜垂直 圖3 建筑物的受力分析

通過受力分析以及建筑力學(xué)知識(shí)知道，建筑大多都是使用土地的水平面積，而不是土地的斜面面積。即建筑物與土地的關(guān)系是建筑物垂直于投影面且逆向地心。

3.土地用途轉(zhuǎn)變對(duì)對(duì)土地面積的影響

通過上面討論知道，土地作為農(nóng)用地，由于植物生長(zhǎng)方向的向重力性，農(nóng)作物所占用的面積不是土地的表面積，而是投影面積。同樣用做建筑用地的土地，一般也是使用土地的是土地的投影面積。因此在土地的用途的變更中（由農(nóng)用地轉(zhuǎn)變?yōu)榻ㄖ玫兀恋孛娣e（水平方向）沒有發(fā)生變化。由此可見，在征地的過程中，計(jì)算征地面積的時(shí)候，應(yīng)當(dāng)計(jì)算投影面積比較科學(xué)合理的。

另外，由于自然因素，像雨水、風(fēng)、泥石流等均可能對(duì)斜面，特別是凹型斜面造成影響。由于雨水等自然因素的作用，會(huì)使得泥土下滑堆積在溝底或谷底，使得溝底或谷底的土地面積發(fā)生變化。如圖4，I是現(xiàn)在的土地形狀，II是若干年后的情況。如果量測(cè)的是投影面，雖然地形改變了，但是投影面積沒有改變，其投影長(zhǎng)度A1B1與A2B2相等。如果測(cè)量的是斜面面積，則由于其高度發(fā)生了改變（在圖中為H變?yōu)榱薶），其面積也會(huì)隨之而改變。這種變化會(huì)帶來地籍管理的困難，以及邊界不清而引起的糾紛等問題。因此測(cè)量投影面積是比較科學(xué)合理的。

圖4 自然因素對(duì)斜坡的影響

4.斜面轉(zhuǎn)化為投影面的計(jì)算方法

在實(shí)際的量廁土地面積的過程中，如果涉及到一定的坡度（見圖5），先量測(cè)斜面面積，在將其轉(zhuǎn)化為投影面積，轉(zhuǎn)化方法如下式。

投影面積=斜面面積×cosθ

圖5傾角為θ的斜面示意圖

式中的θ為所涉及的坡度（角度），在實(shí)際的土地地形中，斜面往往是不規(guī)則的曲面，因此斜面面積的確定以及坡度（θ）值的確定存在一定的困難，需要根據(jù)實(shí)際情況，協(xié)商出土地雙方都可以接受的角度值。（作者單位：興義民族師范學(xué)院）

參考文獻(xiàn)：

[1] http：//www.bioon.com/popular/nature02/17173.shtml

[2] 曹儀植，宋占午.植物生理學(xué)[M].蘭州大學(xué)出版社，1998，P294-P295

[3] 潘瑞熾，董愚得.植物生理學(xué)[M].高等教育出版社，1997，P264

[4] 同[2]P295-P297

[5] 赫建軍，康宗利.植物生理學(xué)[M].北京，化學(xué)工業(yè)出版社，2005.P217-P218

[6] 同[2]P298-P299