淺析土地整理生態(tài)風(fēng)險評價的概念模型構(gòu)建

1、淺析土地整理生態(tài)風(fēng)險評價的概念模型構(gòu)建付光輝付光輝（1979 ），男，山東青州人，管理學(xué)博士、講師，主要研究方向：土地利用與管理。E-mail: njutfugh 劉友兆2（1南京工業(yè)大學(xué)管理科學(xué)與工程學(xué)院 南京 210009；2南京農(nóng)業(yè)大學(xué)土地管理學(xué)院 南京 210095）摘要：本文首先從景觀生態(tài)學(xué)角度分析了土地整理與生態(tài)環(huán)境的關(guān)係，認(rèn)為土地整理各類工程對景觀生態(tài)產(chǎn)生了干擾、演替等生態(tài)效應(yīng)，形成了各種生態(tài)脅迫因數(shù)。從而概括出當(dāng)前土地整理對生態(tài)環(huán)境的壓力可以歸納為4個大類，即土地平整、植被破壞、溝渠路建設(shè)與零星地的歸併以及作物種植與客土填充，從而構(gòu)建了土地整理生態(tài)風(fēng)險評價的概念模型。這個模型揭

2、示和描述了土地整理絕大部分可能的風(fēng)險源和脅迫因數(shù)以及這些風(fēng)險源和脅迫因數(shù)可能產(chǎn)生的生態(tài)影響，為生態(tài)環(huán)境友好型土地整理模式的提供了科學(xué)依據(jù)。關(guān)鍵字：土地整理；生態(tài)風(fēng)險評價；風(fēng)險源分析；概念模型Study on Conceptual Model for Ecological Risk Assessment of Land ConsolidationFU Guang-hui1 ,LIU You-zhao2(1. College of Management Science and Engineering, Nanjing University of Technology, Nanjing 210009

3、;2. College of Land Management , Nanjing Agricultural University , Nanjing 210095)Abstract: The paper, firstly, analyze the relation between land consolidation and ecological environment based on landscape ecology. Then the paper considers that land consolidation produces ecological effects such as

4、interference and succession etc and forms various ecological stress factors. Therefore the present pressure of ecological environment pairs land consolidation is summarized: land leveling, vegetation destruction, ditch and road construction and sprinkling land merging, crop planting and soil dressin

5、g filling. Then conceptual model for Ecological Risk Assessment of Land Consolidation is put forward. And the conceptual model reveals most possible risk source analysis and ecological stress factors. It provides scientific basis for environmentally friendly land consolidation pattern.Keywords: Land

6、 Consolidation; Ecological Risk Assessment; Risk Source Analysis; Conceptual Model土地整理是借助於一系列的生物措施和工程措施，對田、水、路、林、村進(jìn)行的綜合整治，在此過程中不可避免地會對專案區(qū)及周邊地區(qū)的水文、土壤、植被、大氣、生物等環(huán)境要素及其生態(tài)過程產(chǎn)生諸多直接或間接的不利影響（即生態(tài)風(fēng)險）。在土地整理中引入生態(tài)風(fēng)險評價，構(gòu)建土地整理生態(tài)風(fēng)險評價的概念模型，找出土地整理中可能產(chǎn)生的不利生態(tài)效應(yīng)，對土地整理過程中規(guī)避生態(tài)風(fēng)險、構(gòu)建生態(tài)環(huán)境友好型土地整理模式具有重要的理論意義和現(xiàn)實(shí)意義。參考國內(nèi)外生態(tài)風(fēng)險評價的方

7、法 付在毅、許學(xué)工、林輝平、王憲禮，遼河三角洲濕地區(qū)域生態(tài)風(fēng)險評價J，生態(tài)學(xué)報，2001年3月第21卷第3期：365373 ，文軍，千島湖國家森林公園區(qū)域生態(tài)風(fēng)險源與脅迫因數(shù)分析J，中南林業(yè)調(diào)查規(guī)劃，第23期1期2004年2 月：2932，文軍、唐代劍，千島湖旅遊開發(fā)的生態(tài)風(fēng)險及管理對策J，商業(yè)經(jīng)濟(jì)與管理，2004年5月第5期總第151期：5356，王春梅、王金達(dá)、劉景雙、張學(xué)林、嚴(yán)登華，東北地區(qū)森林資源生態(tài)風(fēng)險評價研究J，應(yīng)用生態(tài)學(xué)報，2003年6月第14卷第6期：863866，考慮到土地整理生態(tài)風(fēng)險評價的物件特徵，本文基於土地整理與生態(tài)環(huán)境關(guān)係的景觀生態(tài)學(xué)分析，提出土地整理生態(tài)風(fēng)險評價的概

8、念模型，為土地整理實(shí)踐工作的進(jìn)一步開展提供科學(xué)依據(jù)。1土地整理與生態(tài)環(huán)境關(guān)係的景觀生態(tài)學(xué)分析本文在總結(jié)前人研究的基礎(chǔ)上，根據(jù)景觀動力學(xué)原理，從土地整理各類工程對景觀生態(tài)環(huán)境的影響機(jī)理入手，研究土地整理干擾的景觀動力學(xué)原理和過程，分析土地整理工程所引起的景觀變化遵循驅(qū)動因數(shù)景觀變化生態(tài)回應(yīng)模型，找出土地整理對整理區(qū)域的景觀生態(tài)影響途徑和效應(yīng)，為辨別和識別出相應(yīng)的土地整理生態(tài)風(fēng)險奠定基礎(chǔ)。1.1土地整理干擾的景觀動力學(xué)原理和過程土地生態(tài)系統(tǒng)本身具有逐漸趨於穩(wěn)定的本能，而且在受到干擾後會進(jìn)行新的演替（表1）。景觀動態(tài)是一系列驅(qū)動力共同作用的結(jié)果，總體上可區(qū)分為人力與自然力。以人類活動為主的土地整理就

9、屬於人力作用力。表1 景觀驅(qū)動力強(qiáng)度劃分Tab.1 Classification of Landscape Driving Forces Intensity強(qiáng)度作用力弱景觀水準(zhǔn)沒有明顯的變化，生態(tài)系統(tǒng)總體上性質(zhì)無任何改變中可以打破系統(tǒng)的平衡，但系統(tǒng)容易恢復(fù)到以前的水準(zhǔn)，系統(tǒng)的變化基本上彈性的強(qiáng)系統(tǒng)的平衡不僅被打破而且產(chǎn)生了塑性變形，出現(xiàn)了新的景觀，且新的景觀具有一定的持續(xù)性，建立了新的平衡極強(qiáng)原有景觀徹底破壞，產(chǎn)生了全新的景觀類型與景觀格局，發(fā)生景觀替代現(xiàn)象據(jù)圖1所示，低強(qiáng)度的作用力會使景觀發(fā)生波動即較小的環(huán)境變化可能導(dǎo)致景觀特性發(fā)生變化，但僅僅是圍繞中心位置波動，景觀依然處於平衡狀態(tài)。當(dāng)作用

10、力到達(dá) D 時，就起干擾作用，使景觀特徵發(fā)生超出其波動平衡範(fàn)圍的變化。景觀就不再處於平衡狀態(tài)，而處於不穩(wěn)定狀態(tài)。適度的干擾可使景觀恢復(fù)到原來的平衡狀態(tài)。嚴(yán)重干擾會使景觀產(chǎn)生新的動態(tài)平衡。在這種情況下，作用力大於 N ，景觀不再恢復(fù)到原平衡狀態(tài)。極度或突變性干擾可導(dǎo)致景觀替代，當(dāng)作用力超過 R 時原有景觀消失，並在同一地面範(fàn)圍為新的景觀代替張茂松、張明娟，景觀生態(tài)學(xué)原理與方法M，北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2004.5，107108。土地整理中各類工程干擾強(qiáng)度較大，屬於極強(qiáng)範(fàn)疇，足以徹底破壞原有景觀，形成人工生態(tài)系統(tǒng)（農(nóng)田）。小環(huán)境變化RN干擾OD結(jié)果景觀變化替代原有景觀消失為新景觀代替景觀平衡景觀建

11、立一種波動平衡恢復(fù)超出平衡的波動，但可恢復(fù)到原來的平衡波動圍繞平衡的中心位置上下波動極度嚴(yán)重適度微度圖1 景觀作用力與景觀變化Fig. 1 Landscape Acting force and Landscape Alteration1.2 土地整理干擾引起的景觀生態(tài)效應(yīng)土地整理工程所引起的景觀變化遵循“驅(qū)動因數(shù)景觀變化生態(tài)回應(yīng)”模型（圖2）。土地整理工程促進(jìn)景觀變化方式的轉(zhuǎn)變主要形式：一是工程本身佔(zhàn)用生態(tài)系統(tǒng)類型，從根本上改變土地利用的格局；二是農(nóng)田設(shè)施條件的改善促進(jìn)了區(qū)域的社會經(jīng)濟(jì)環(huán)境，從而驅(qū)動了專案區(qū)及其周邊地區(qū)的土地利用方式改變，促使景觀格局發(fā)生變化。從土地整理中各類工程建設(shè)意義來看，

12、土地整理對景觀的影響又可分為開發(fā)整理過程中和開發(fā)整理完成後2個階段。開發(fā)整理過程中的施工工程，直接導(dǎo)致了生態(tài)系統(tǒng)面積的減少、景觀破碎化和景觀格局的改變，進(jìn)而導(dǎo)致植被的生境發(fā)生變化、土壤退化、土壤侵蝕和水土流失等，影響較為強(qiáng)烈。開發(fā)整理完成後對景觀的影響是長期的、潛在的，如硬質(zhì)道路網(wǎng)的形成及人類干擾的增大，使得區(qū)域土地利用產(chǎn)生變化，同時對景觀安全格局產(chǎn)生了脅迫。圖3刻畫了土地整理各類工程對景觀生態(tài)影響及其效應(yīng)。土地生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能下降：生物多樣性下降抗性下降，疾病增加營養(yǎng)循環(huán)破壞脆弱性增加r對策者增多水土流失，土壤鹽漬化土地整理對生態(tài)系統(tǒng)、景觀的壓力：開發(fā)荒草地、濕地施用化肥、農(nóng)藥原有植被移除

13、溝渠路修建廢棄物（如煤矸石）系統(tǒng)服務(wù)功能下降：水文特征、固沙能力、野生動物、植物、耕地地力、游憩功能人類健康風(fēng)險土地生態(tài)風(fēng)險人類社會的反應(yīng)：增強(qiáng)環(huán)境管理（風(fēng)險管理）降低對生態(tài)系統(tǒng)與景觀的壓力圖2 土地整理、生態(tài)系統(tǒng)變化與退化、人類健康之間關(guān)係Fig. 2 Relation of land consolidation, ecological systems alteration and degeneration, Human health修建斗渠、農(nóng)渠、水工建筑物等景觀破碎化、格局改變土壤侵蝕、水土流失地貌、地形、微氣候變化土地平整工程零星田塊歸并、田塊平整、表土剝離荒草地、濕地開發(fā)坑塘、洼地填

14、埋耕地地力下降、土壤鹽漬化農(nóng)田景觀異質(zhì)性減少、破碎度減少，破壞自然生態(tài)系統(tǒng)的連貫性，景觀脆弱性增強(qiáng)污染客土引起土壤二次污染生境破壞，陸地、水生生物多樣性下降群落結(jié)構(gòu)改變、土地利用類型變化農(nóng)田水利工程修筑田間道、生產(chǎn)路田間道路工程邊緣效應(yīng)、累積效應(yīng)、過濾、源、匯干擾、切割廊道作用干擾、演替、定居等其他工程栽植樹木、種草等屏障作用圖3 土地整理對景觀生態(tài)影響途徑和效應(yīng)Fig. 3 The approach and effect of landscape ecology because of land consolidation2 土地整理生態(tài)風(fēng)險源分析“風(fēng)險源分析”是指對區(qū)域中可能對生態(tài)系統(tǒng)或其組

15、分產(chǎn)生不利作用的干擾進(jìn)行識別、分析和度量。這一過程又可分為風(fēng)險識別和風(fēng)險源描述兩部分。根據(jù)評價目的找出具有風(fēng)險的因素，即進(jìn)行風(fēng)險識別。土地整理生態(tài)風(fēng)險評價所涉及的風(fēng)險源主要是考慮土地整理過程中的人為災(zāi)害，當(dāng)然也可以包括自然、社會、經(jīng)濟(jì)、政治、文化等因素，只要它具有可能產(chǎn)生不利的生態(tài)影響並具有不確定性，即是土地整理生態(tài)風(fēng)險評價所應(yīng)考慮的。土地整理風(fēng)險源通常作用於較大的區(qū)域範(fàn)圍，影響的時間尺度也較長。風(fēng)險源分析還要求對各種潛在風(fēng)險源進(jìn)行定性、定量和分佈的分析，以便對各種風(fēng)險源有更為深入的認(rèn)識。這種分析一般根據(jù)區(qū)域的已經(jīng)完成或正在進(jìn)行的專案監(jiān)測資料和歷史資料以及某一干擾發(fā)生的環(huán)境條件等因索進(jìn)行。土地

16、整理的目的之一是追求良好的生態(tài)環(huán)境效益。然而，土地整理的活動畢竟是強(qiáng)烈的人類活動，它通過一系列的生物、工程措施，改變土地資源的原位狀態(tài)，對原有生態(tài)系統(tǒng)及其生態(tài)過程產(chǎn)生直接或間接的影響，可能使自然生態(tài)系統(tǒng)逆向演替，產(chǎn)生負(fù)的生態(tài)效益。當(dāng)前在土地整理實(shí)踐中有後備資源豐富地區(qū)大規(guī)模的土地開發(fā)，也有主要針對零星未利用地、廢棄地歸併集中的耕地整理和廢棄地複墾。這些項(xiàng)目往往由於缺少具體的實(shí)施方法與技術(shù)支持，難以實(shí)現(xiàn)預(yù)期的生態(tài)環(huán)境保護(hù)效果。從目前看，土地整理生態(tài)風(fēng)險源與脅迫因數(shù)主要如表2所示。表2 土地整理生態(tài)風(fēng)險源與脅迫因數(shù)Tab. 2 The table of ecological risk source

17、s and stressors of land consolidation脅迫因數(shù)生態(tài)風(fēng)險源土壤侵蝕荒山坡地、荒草地、坑塘等未利用地開發(fā)；林地開墾（毀林開荒）；土地利用結(jié)構(gòu)、方式、格局變化土壤鹽漬化河灘、灘塗、濕地開發(fā)；改變土壤理化性狀，造成肥力下降土地平整；熟土剝離不填回生物生境破壞未利用地開發(fā)；林草地開墾；零星土地的歸併；溝渠路的建設(shè)生物多樣性損失濕地開發(fā)；零星土地的歸併；溝渠路的建設(shè)土地生態(tài)服務(wù)功能下降林地、濕地的開發(fā)；土地利用結(jié)構(gòu)變化景觀變化（景觀異質(zhì)性減小、破碎度增加、自然生態(tài)系統(tǒng)連貫性破壞）零星土地的歸併；溝渠路的建設(shè)；土地平整土地污染土地平整（污染的客土填充）；農(nóng)藥、化肥、農(nóng)膜、

18、灌溉等抗災(zāi)（旱、洪、病蟲害）能力減弱荒山坡地、林草地開墾；土地利用結(jié)構(gòu)變化對水土微地貌的影響溝渠路的建設(shè)；土地平整；土地利用結(jié)構(gòu)變化土地整理是一個由自然因素、技術(shù)因素、社會因素、經(jīng)濟(jì)因素構(gòu)成的典型複合系統(tǒng)，借助於一系列的生物措施和工程措施，對田、水、路、林、村進(jìn)行綜合整治，在此過程中不可避免會對專案區(qū)及其背景區(qū)域的水資源、水環(huán)境、土壤、植被、大氣、生物等環(huán)境要素及其生態(tài)過程產(chǎn)生諸多直接或間接累積效應(yīng)和有害影響。對土地整理的生態(tài)風(fēng)險源可以概括為土地平整、植被破壞、溝渠路建設(shè)與零星地的歸併以及作物種植與客土填充等。3 土地整理生態(tài)風(fēng)險評價的概念模型 概念模型是描述土地整理（壓力源或風(fēng)險源）、壓力或

19、脅迫因數(shù)（在自然界中，這些壓力可能是物理的、化學(xué)的或生物的）與評價終點(diǎn)之間的關(guān)係（U.S. EPA，1998） USEPA，Guidelines for Ecological Risk Assessment REPA/630/R95/002F，1998。概念模型在基於生態(tài)學(xué)經(jīng)驗(yàn)和豐富專業(yè)判斷的基礎(chǔ)上，對土地整理對有價值的生態(tài)資源（評價終點(diǎn)）進(jìn)行預(yù)報或風(fēng)險假設(shè)。在上述分析基礎(chǔ)上形成如圖4的概念模型。這個模型揭示和描述了土地整理絕大部分可能的風(fēng)險源和脅迫因數(shù)以及這些風(fēng)險源和脅迫因數(shù)產(chǎn)生可能生態(tài)影響。所有的壓力或脅迫因數(shù)被歸納為4個大類，即土地平整、植被破壞、溝渠路建設(shè)與零星地的歸併以及作物種植與客

20、土填充。然而，在土地整理生態(tài)風(fēng)險評價這樣複雜的評價中有時為方便研究也可以僅考慮土地整理對生態(tài)影響關(guān)係最為密切和最重要的方面，這需要結(jié)合研究區(qū)資源的開發(fā)與利用的需要而進(jìn)行選擇的。這些相對簡單的概念模型非常實(shí)用，在實(shí)際運(yùn)用中簡單明瞭，易於理解與掌握，並且容易推測未知的一些資料，便於風(fēng)險分析。微地貌土壤性狀水環(huán)境生物、生境與景觀各類土地生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、功能變化荒山坡地、荒草地、坑塘未利用地開發(fā)林 地 墾 殖灘 涂 濕 地 墾 殖零星土地的歸并溝 渠 路 修 筑地 類 調(diào) 整農(nóng)藥、化肥、農(nóng)膜、灌溉、污染的客土填充土 地 平 整圖4 土地整理生態(tài)風(fēng)險評價的概念模型Fig.4 Conceptual Model of Ecological risk assessment of land consolidation4 結(jié)語 本文參照生態(tài)風(fēng)險評價的原理和方法，利用景觀生態(tài)學(xué)原理分析了土地整理各類工程對景觀生態(tài)的干擾、演替等生態(tài)效應(yīng)，並將當(dāng)前土地整理對生態(tài)環(huán)境的壓力歸納為：土地平整、植被