吳 勇，周 珊

西華師范大學(xué)：a.國土資源學(xué)院，b.管理學(xué)院，四川 南充 637002

引言

土地整理是實現(xiàn)土地資源可持續(xù)利用的重要途徑之一，涉及山、水、田、路、林、村等的綜合整頓和治理，必然打破一定地域內(nèi)土地資源的原位狀態(tài)，會對區(qū)域內(nèi)的水資源、土壤、植被、生物產(chǎn)生深遠的影響[1]。而目前土地整理項目大多片面追求耕地數(shù)量和經(jīng)濟效益的增加，忽略了對生態(tài)環(huán)境的影響，進而危及了耕地資源的可持續(xù)利用。因此，在土地整理項目中注重對生態(tài)環(huán)境的影響是非常必要的。

當(dāng)前，學(xué)界對土地整理進行了較為深入的研究。王軍等綜述了土地整理后的景觀格局變化和生態(tài)效應(yīng)，利用生態(tài)服務(wù)價值模型對土地整理進行了評估[2-3]；歐名豪等[4]采用指數(shù)和法構(gòu)建了生態(tài)環(huán)境狀況指數(shù)（EI）模型，并運用其對土地整理項目的生態(tài)環(huán)境影響進行了評價；歐陽彥等[5]利用熵權(quán)物元可拓模型，丁向華等[6]利用德爾菲法和歸一化法評價了土地整理項目的生態(tài)環(huán)境影響。筆者擬采用物元分析模型構(gòu)建評價指標(biāo)，利用層次分析法確定各指標(biāo)的權(quán)重，在此基礎(chǔ)上，對S鎮(zhèn)整理項目進行評價，進而思考和探索土地整理項目應(yīng)考慮的生態(tài)環(huán)境影響及其完善措施。

1 數(shù)據(jù)來源與模型構(gòu)建

1.1 數(shù)據(jù)來源

研究區(qū)域位于S鎮(zhèn)。該鎮(zhèn)位于南充市嘉陵區(qū)境北部，地域范圍介于東經(jīng) 105°53′50′′～105°57′53′′，北緯30°49′26′′～30°51′46′′，距南充市城區(qū)約15km。研究所涉范圍主要包括S鎮(zhèn)的大磨堰村、龍歸院村、大靈山村、臨水院村、桂花村和五通嘴村等6個村。項目區(qū)以丘陵為主，土壤屬蓬萊鎮(zhèn)組的棕紫泥土，養(yǎng)分含量較高。氣候類型屬亞熱帶濕潤大陸性季風(fēng)氣候，年平均氣溫16.5℃，多年平均降雨量為1 025mm，主要氣象災(zāi)害是旱災(zāi)和秋季的低溫綿雨。項目區(qū)總?cè)丝跒? 354人，在進行土地整理以前耕地總面積為571.01hm2，人均耕地面積為0.13hm2。

項目區(qū)土地整理前后的農(nóng)用地數(shù)量變化、水質(zhì)指數(shù)、灌溉保證率、水資源供給量和需求量、土壤肥力指數(shù)、土地墾殖率和人均耕地面積等數(shù)據(jù)均來自于《嘉陵區(qū)統(tǒng)計年鑒》和嘉陵區(qū)國土資源局的統(tǒng)計資料。

1.2 模型構(gòu)建

物元模型[7]由中國學(xué)者蔡文于20世紀(jì)80年代初創(chuàng)立。它以形式化的模型研究事物拓展的可能性和開拓規(guī)律，可以將復(fù)雜的問題形象化，通過單指標(biāo)關(guān)聯(lián)度的計算得出綜合關(guān)聯(lián)度，并將結(jié)果量化并進行評價。劉志斌等[8]、田勁松[9]等和吳冠岑[10]等先后利用物元模型對土地整理后的社會效益、經(jīng)濟效益和生態(tài)環(huán)境影響作出了評價，就目前該模型的使用情況來看，利用物元模型來評價土地整理后的生態(tài)環(huán)境影響是較為成熟和可信的方法。

1.2.1 生態(tài)環(huán)境影響物元的確定

在物元分析中，給定的對象為M，這個給定的對象所對應(yīng)的特征向量為c，如果給定對象M有n個特征，則對應(yīng)的特征向量就有c1,c2,....,cn。特征向量對應(yīng)的特征值為v，M有n個特征則v相應(yīng)的量值就應(yīng)該為v1,v2,....,vn。假設(shè)R為n維物元，其表達式如式（1）：

1.2.2 經(jīng)典域和節(jié)域矩陣的確定

假定所研究的指標(biāo)有n項，同時每個指標(biāo)可以劃分為m個等級，Rj表示生態(tài)環(huán)境影響的經(jīng)典域，Mj表示劃分生態(tài)環(huán)境影響的第j個指標(biāo)的等級，ci表示第i個評價指標(biāo)，則其表達式如式（2）。

同理可得到生態(tài)環(huán)境影響的節(jié)域如式（3）：

1.2.3 經(jīng)典物元模型中距和關(guān)聯(lián)函數(shù)的確定

如果將所有的對象化為定量的物元特征，則它們的中距的計算公式表達如式（4）、（5）：

關(guān)聯(lián)函數(shù)的計算公式如式（6）：

在公式（6）中，關(guān)聯(lián)函數(shù)K（v）≥ 1，則說明被評價的對象超過一般標(biāo)準(zhǔn)的上限，意味著它所得出的值越大越好；0≤K（v）＜1說明被評價對象符合標(biāo)準(zhǔn)，它所得的值越大越接近上限；-1≤K（v）＜0說明被評價對象不符合標(biāo)準(zhǔn)，但是所得出的數(shù)值越大越容易轉(zhuǎn)化為標(biāo)準(zhǔn)對象；K（v）≤-1說明被評價對象不符合標(biāo)準(zhǔn)，也不具備轉(zhuǎn)化為標(biāo)準(zhǔn)對象的條件。

1.2.4 利用層次分析法確定生態(tài)環(huán)境影響的權(quán)重

在多個目標(biāo)綜合決策的時候，權(quán)重的確定顯得尤為重要，因為它關(guān)系到評價的結(jié)果是否合理和客觀。在有多個可量化和多個模糊的指標(biāo)確定權(quán)重時，最優(yōu)的選擇是層次分析法[11]（AHP）。層次分析法可將定性的指標(biāo)定量化，尤其對于多層次和多目標(biāo)的問題十分有效。鄧雪等[12]對利用層次分析法確定權(quán)重問題進行了研究，李艷萍等[13]通過層次分析法確定了工業(yè)園區(qū)環(huán)境風(fēng)險評價指標(biāo)權(quán)重，賈芳芳[14]等在土地整理效益評價中運用了層次分析法來確定權(quán)重。利用層次分析法來確定物元分析中評價指標(biāo)的權(quán)重時，可以先通過對評價指標(biāo)的重要程度來構(gòu)建比較矩陣，再查找RI值表格，利用Matlab軟件計算出矩陣的最大特征值并與其對應(yīng)的特征向量構(gòu)成標(biāo)準(zhǔn)的成對矩陣，最后利用該矩陣來計算各個評價指標(biāo)的權(quán)重。

1.2.5 生態(tài)環(huán)境影響綜合關(guān)聯(lián)度的確定

在綜合關(guān)聯(lián)度計算過程中，可求出評價單元M關(guān)于j等級的關(guān)聯(lián)度，取計算結(jié)果中最大的關(guān)聯(lián)度值來評定評價單元M的j等級，所以綜合關(guān)聯(lián)度的計算公式如式（7）：

2 S鎮(zhèn)土地整理的生態(tài)環(huán)境影響評價

2.1 S鎮(zhèn)土地整理前后各類農(nóng)用地面積變化

S鎮(zhèn)在土地整理之前，土壤比較貧瘠，灌溉條件差，受旱災(zāi)威脅大，土地利用率低。土地整理后發(fā)生了很大的變化：灌溉水田面積增加了31.56hm2，旱地增加了49.98hm2，田坎面積減少了81.93hm2；在林地中未成林地增長了0.23hm2，增加了植被覆蓋率；坑塘水面增加了0.17hm2，農(nóng)田水利用地增加了0.23hm2，抗旱能力得到加強（表1）。

表1 S鎮(zhèn)土地整理前后農(nóng)用地面積的變化（單位：hm2）

2.2 基于物元分析模型的S鎮(zhèn)土地整理生態(tài)環(huán)境影響評價

2.2.1 土地整理生態(tài)環(huán)境影響評價指標(biāo)體系

土地整理生態(tài)環(huán)境影響評價的相關(guān)指標(biāo)主要借鑒盧勇輝和樊敏等構(gòu)建的體系[15-16]，并結(jié)合項目區(qū)森林與植被關(guān)系、土壤相關(guān)指數(shù)和小氣候的變化等因素確定評價指標(biāo)。綜合前期研究成果，筆者從水環(huán)境、土壤環(huán)境、生物環(huán)境和社會環(huán)境4個目標(biāo)層建立評價指標(biāo)。水環(huán)境目標(biāo)層包含以下指標(biāo)：水質(zhì)指數(shù)（結(jié)合項目區(qū)土地整理后專家評價）、灌溉保證率（項目區(qū)灌溉區(qū)用水需求滿足的年數(shù)與灌溉區(qū)灌溉總年數(shù)的比值）和水量供需平衡能力（項目區(qū)需水量和供水量的比值）。土壤目標(biāo)層包括以下指標(biāo)：土壤肥力指數(shù)[0.4×項目區(qū)有機質(zhì)+0.2×（項目區(qū)土壤氮值+項目區(qū)速效磷值+項目區(qū)速效鉀值）]、土壤質(zhì)量（項目區(qū)專家評估值）和土地墾殖率（項目區(qū)耕地面積與項目區(qū)總面積的比值）。生物環(huán)境目標(biāo)層包括以下指標(biāo)：植物覆蓋率（項目區(qū)森林面積與總面積的比值）、生物多樣性和小氣候變化（結(jié)合專家評估）。社會環(huán)境目標(biāo)層包括以下指標(biāo)：人均耕地面積（項目區(qū)耕地面積與項目區(qū)總?cè)丝诘谋戎担┖拖到y(tǒng)抗災(zāi)能力。綜上，筆者一共選取11個指標(biāo)，但是有5個指標(biāo)是沒有量綱的，為了使指標(biāo)能夠規(guī)范化，采用了標(biāo)量法，以100為最優(yōu)，按5級標(biāo)準(zhǔn)劃分，數(shù)值越高越優(yōu)，結(jié)合專家評分來對指標(biāo)賦值（表2）。

表2 S鎮(zhèn)土地整理項目生態(tài)環(huán)境影響評價體系表

2.2.2 土地整理生態(tài)環(huán)境影響指標(biāo)的關(guān)聯(lián)度情況

將11個指標(biāo)量化后，根據(jù)物元模型進行分析，運用式（1）至式（6）得出項目區(qū)土地整理前后11個指標(biāo)的經(jīng)典域和節(jié)域的關(guān)聯(lián)度值（表3）：

表3 S鎮(zhèn)土地整理前后各評價指標(biāo)的關(guān)聯(lián)度

2.2.3 S鎮(zhèn)土地整理前后生態(tài)環(huán)境影響結(jié)果

利用層次分析法，通過Matlab軟件將11個評價指標(biāo)進行統(tǒng)一量化，得出11個評價指標(biāo)的權(quán)重，即：0.249 3，0.157 1，0.593 6，0.527 8，0.332 5，0.139 6，0.407 2，0.257 8，0.153 4，0.108 6，0.072 9。

根據(jù)已有的11個指標(biāo)的權(quán)重，加權(quán)求和計算出水環(huán)境、土壤環(huán)境、生物環(huán)境和社會環(huán)境每一個目標(biāo)在整理后的關(guān)聯(lián)度，然后再根據(jù)這4個目標(biāo)層的關(guān)聯(lián)度K（jB1）、K（jB2）、K（jB3）和K（jB4）計算出總目標(biāo)層A的關(guān)聯(lián)度。詳細的結(jié)果如表4所示。

通過對比分析，可以看出S鎮(zhèn)整理前和整理后的生態(tài)環(huán)境影響情況。第一個目標(biāo)層——水環(huán)境K（jB1）：在整理前和整理后水質(zhì)指數(shù)均處在“差”這個等級，說明在土地整理過程中，為了增加耕地和可灌溉面積而忽略了水環(huán)境的保護，使水質(zhì)越來越差、水量的供需平衡能力不足以及水資源受到了一定的污染。第二個目標(biāo)層——土壤環(huán)境K（jB2）：整理前土壤環(huán)境的評價等級是“較好”，在實施土地整理項目之后土壤環(huán)境的等級變?yōu)椤昂谩保f明在土地整理工程中不僅考慮到了土層的厚度問題，而且考慮了土壤的營養(yǎng)物質(zhì)的保護，為種植業(yè)打下了良好的基礎(chǔ)。第三個目標(biāo)層——生物環(huán)境K（jB3）：整理前的評價等級為“很差”，土地整理過后生物環(huán)境的影響評價等級達到了“一般”，連跨兩個等級，說明未成林造林地的增加為生物環(huán)境的變好做出了較大的貢獻，也說明在土地整理當(dāng)中不僅考慮到了耕地數(shù)量的增加、溝渠的修繕和道路的修建，也考慮到植被的覆蓋率和生物的多樣性。第四個目標(biāo)層——社會環(huán)境K（jB4）：整理前的評價等級為“較好”，整理后等級未變，這說明土地整理后未對社會環(huán)境造成較大的影響。

總體上來說，S鎮(zhèn)在土地整理前的綜合關(guān)聯(lián)度最大值為-0.6215，且生態(tài)環(huán)境影響評價等級為“差”；土地整理項目實施后，綜合關(guān)聯(lián)度最大值為-0.5861，且生態(tài)環(huán)境影響評價等級為“較好”。這些數(shù)據(jù)（表4）表明，土地整理后S鎮(zhèn)生態(tài)環(huán)境評價等級在總體上提升了兩個等級，說明在土地整理過程中不僅考慮了經(jīng)濟效益，也兼顧了生態(tài)環(huán)境的保護。當(dāng)然，S鎮(zhèn)在土地整理后生態(tài)環(huán)境影響總體上雖是向好的，但離等級“好”還有很長一段差距，在未來的工作中應(yīng)該多注重那些等級為“差”和“一般”的指標(biāo)的環(huán)境影響。

表4 S鎮(zhèn)土地整理前后生態(tài)環(huán)境影響評價結(jié)果

3 S鎮(zhèn)土地整理生態(tài)環(huán)境影響的改進措施

3.1 S鎮(zhèn)土地整理的生態(tài)環(huán)境影響情況

筆者從水環(huán)境、土壤環(huán)境、生物環(huán)境和社會環(huán)境這四個層面選取11個評價指標(biāo)構(gòu)建土地整理生態(tài)環(huán)境影響評價指標(biāo)體系，并通過物元模型對S鎮(zhèn)進行土地整理前后的生態(tài)環(huán)境影響評價，最終得出如下結(jié)果。

（1）土地整理后，S鎮(zhèn)農(nóng)用地面積發(fā)生變化，耕地、坑塘水面和農(nóng)田水利用地面積增大，可耕種面積擴大，農(nóng)田灌溉條件改善。田坎面積不斷減少，完整田塊增多，為農(nóng)業(yè)規(guī)?；蜋C械化發(fā)展打下了基礎(chǔ)。S鎮(zhèn)總共66.84hm2坡耕地，坡度6°～15°沿等高線原則上修成水平梯田，坡度15°～25°修成坡式梯田，改良坡度保持了耕地數(shù)量的動態(tài)平衡。

（2）利用物元模型進行評價分析，發(fā)現(xiàn)S鎮(zhèn)土地整理后生態(tài)影響評價等級為“較好”，生態(tài)環(huán)境整體明顯改善。其中土壤環(huán)境較大改善，生物環(huán)境向好趨勢明顯，具體表現(xiàn)為S鎮(zhèn)耕地增加、土地肥力增強、水土流失現(xiàn)象減少、區(qū)域內(nèi)生物多樣性變好、小氣候得到改善、系統(tǒng)抗災(zāi)能力增強，等等。

（3）S鎮(zhèn)在土地整理后，生態(tài)環(huán)境整體趨勢明顯向好，但是水環(huán)境狀況依然較差，排灌溝渠分布不均勻未形成體系，排灌不暢，造成水資源利用不合理，水量供需平衡能力弱。同時，項目中并未對林地進行整理，林地占土地總面積25%，不能滿足丘陵地區(qū)森林覆蓋率應(yīng)達到30%以上以涵養(yǎng)水源的要求，植被覆蓋率偏低。

3.2 改進土地整理生態(tài)環(huán)境影響的措施

（1）合理利用水資源，提高水資源利用率

首先，充分利用蓄水池和完善溝渠排灌體系。S鎮(zhèn)屬丘陵地區(qū)旱澇多發(fā)，冬春季節(jié)易出現(xiàn)灌溉不利，所以應(yīng)對蓄水池和溝渠進行定期檢修，合理規(guī)劃溝渠排灌體系，均勻分布排灌站，提高溝渠排灌能力。其次，采用合理的灌溉方式，減少大水漫灌，限定灌溉標(biāo)準(zhǔn)和時間段，盡量采取科學(xué)合理的噴灌方式。再次，應(yīng)推廣有機肥、生物化肥和農(nóng)藥使用，減少水土污染。最后，應(yīng)不斷提高村民節(jié)水和保護水資源的意識。

（2）保護生物多樣性，提高植物覆蓋率

首先，建設(shè)塊狀林地，擴建防護林。S鎮(zhèn)地面坡度較大，區(qū)域中部地勢高，為防止雨季小范圍輕微水土流失，公路兩旁需建立完整防護林，土渠周圍應(yīng)建立護坡。其次，對于已平整土地的廢棄取沙場，栽種一些根系發(fā)達且生長周期短的樹苗，涵養(yǎng)水源。最后，利用互聯(lián)網(wǎng)實時監(jiān)測S鎮(zhèn)的植被狀況，利用直播平臺將S鎮(zhèn)的林地實時直播，隨時了解林地情況，進一步發(fā)展觀光農(nóng)業(yè)，促進鄉(xiāng)村發(fā)展。

（3）完善生態(tài)環(huán)境保護和管理機制

土地整理過程中，承包項目公司大多只注重整個項目進度，往往會忽視對生態(tài)環(huán)境的保護，所以應(yīng)完善生態(tài)環(huán)境保護相關(guān)法律法規(guī)且對整理后的項目區(qū)進行初步預(yù)估；盡快完善生態(tài)環(huán)境評價標(biāo)準(zhǔn)體系，使土地整理項目驗收標(biāo)準(zhǔn)更加完善，確保土地整理取得更好的綜合效益。