十個典型縣域的生態敏感性研究

陳茹 閆桂煥 吳克寧 回曉洋

摘要：依據2011—2015年的土地利用現狀數據，測算并分析10個試點縣（市）土地利用強度與生態系統服務價值的相關性，從而確立生態敏感性指數，評價試點縣（市）2011—2015年土地利用變化下的生態敏感性程度;具體提出試點縣（市）的限制性因素，分析不同類型不同區域的耕地后備資源開發存在的問題。結果表明，低敏感區生態環境較為良好，地勢較為平坦，不宜耕后備資源的主要限制因素少，有利于耕地后備資源的開發;中敏感區的限制因素較多，主要有土壤質地、土壤鹽漬化、生態條件等，生態環境得不到保障，易受耕地后備資源開發影響，應充分考慮經濟效益、社會效益和生態效益;高敏感區生態環境極易遭到破壞，限制耕地后備資源開發的因素多，開發后備資源時可根據實際情況，以改善自然生態環境為方向制定詳細的開發規劃和計劃，進行水資源平衡分析。

關鍵詞：生態敏感性;縣域;土地利用變化;耕地后備資源;土地利用強度

中圖分類號：X22? ? ? ? ?文獻標識碼：A

文章編號：0439-8114（2019）20-0042-05

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2019.20.009? ? ? ? ? ?開放科學（資源服務）標識碼（OSID）：

Ecological sensitivity study of ten typical counties

CHEN Ru1，2，YAN Gui-huan1，2，WU Ke-ning3，HUI Xiao-yang1，2

（1.Institute of Ecology，Shandong Academy of Sciences，Jinan 250103，China;2.Shandong Provincial Key Laboratory of Applied Microbiology，Jinan 250014，China;3.College of Land Science and Technology，China University of Geosciences（Beijing），Beijing 100083，China）

Abstract： According to the data of land use status from 2011 to 2015， the correlation between land use intensity and ecosystem service value of 10 pilot counties （cities） was calculated and analyzed， so as to establish the number of ecological sensitivity and evaluate the ecological sensitivity degree of pilot counties （cities） under land use change from 2011 to 2015. The restrictive factors of pilot counties （cities） were put forward， and the problems in the development of cultivated land reserve resources in different types and regions were analyzed. The results showed that the ecological environment of low sensitive areas is all right，and the terrain of low sensitive areas was relatively flat， and the main limiting factors of the unfavorable cultivated reserve resources are few， which were beneficial to the development of cultivated reserve resources; The middle sensitive areas limiting factors were more， and there were mainly soil texture， soil salinization， ecological conditions etc.， and the ecological environment cant be guaranteed and can be affected by the development of reserve cultivated land resources easily， which should full consider the economic benefits， social benefits and ecological benefits; The ecological environment of high sensitive areas was easily to be damaged， and the limiting factors of developing reserve cultivated land resources were more than middle sensitive areas， when developing reserve cultivated land resources detailed development plan according to the actual situation can be made with the direction of improving the ecological environment， and the water balance analysis can be carried out.

2.3? 生態敏感性指數計算

構建土地利用變化下的生態敏感性指數，計算公式如下：

I（j）（3）

式中，I（j）代表研究區第j年土地利用變化下的生態敏感性指數;ΔESV（j-1，j）代表第j-1年至第j年生態系統服務價值變化率;ESVj、ESVj-1分別代表第

j年和第j-1年的生態系統服務總價值量;ΔL（j-1，j）代表第j-1年至第j年土地利用強度綜合指數變化率;Lj、Lj-1分別代表第j年、第j-1年的土地利用強度綜合指數。研究基準年為第j-1年。

2.4? 生態敏感性分區

參考各試點縣（市）區敏感性指數數據統計，依據ArcGIS屬性表格中統計得到的生態敏感性指數頻率直方圖劃分敏感性程度等級：低敏感區，I≤2.00;中敏感區，I為2.01～6.00;高敏感區，I為6.01～10.50。

3? 結果與分析

通過10個試點縣（市）2011—2015年的土地利用現狀數據，依據式（3），計算出10個試點縣（市）的生態敏感性指數如表3所示。依據表3的數據，結合新一輪耕地后備資源調查評價成果，對10個試點縣（市）分區進行縣域土地開發的生態敏感性分析。結果表明，黑龍江省慶安縣、浙江省舟山市、湖南省沅江市3個試點縣（市）屬于低敏感區;吉林省洮南市、山東省肥城市、貴州省獨山縣3個試點縣（市）為中敏感區;內蒙古自治區杭錦旗、甘肅省景泰縣、新疆維吾爾自治區尉犁縣、西藏自治區曲水縣4個試點縣（市）屬于高敏感區。

3.1? 高敏感區

內蒙自治區杭錦旗耕地后備資源開發的限制因素較多，分別為生態條件、降雨量與灌溉條件、土層厚度、地形坡度、鹽漬化、土壤質地、土壤pH，其中灌溉條件與土層厚度是限制本地區耕地后備資源開發的主要因素。杭錦旗年降水量少，且降水不均，地下水資源分布亦不均勻，地下水位埋深淺且礦化度高，早期排灌不配套等原因導致土壤鹽漬化程度加重。以上條件導致內蒙古自治區杭錦旗耕地后備資源開發難度加大，并且生態敏感性指數偏高，說明內蒙古自治區杭錦旗的生態環境較為脆弱，因此在開發后備資源時可根據現有的灌溉設施分布、規劃灌溉設施、政府的土壤改良工程、土地整治規劃等實際情況制定詳細的開發規劃和計劃，進行水資源平衡分析，在不影響生態環境的前提下，以水定地，有重點、有選擇地滿足耕地后備資源開發利用需水。

甘肅省景泰縣內干旱少雨、蒸發強烈，制約甘肅省景泰縣耕地后備資源開發利用的因素主要有灌溉條件、地形坡度、土壤鹽漬化。受干旱氣候的影響，縣域耕地灌溉主要依靠電力提灌，灌渠覆蓋的地區土地可以開發利用，但無法灌溉的地區即使土質條件較好也無法開發利用，這是影響甘肅省景泰縣耕地后備資源進一步開發的重要限制因素。在土地開發過程中提高水資源的高效利用，同步建設排水系統，降低土地鹽漬化對農業種植的影響程度。統籌考慮生態效益，后備資源開發利用要以改善自然生態環境為方向制定相應的開發規劃，要有配套的防止沙漠化措施。

新疆維吾爾自治區尉犁縣的耕地后備資源數量在試點縣中最多，主要限制因素為年降水和灌溉條件、土壤鹽漬化和土壤質地。新疆維吾爾自治區尉犁縣的主要水源——塔里木河和孔雀河上游來水量逐年減少，導致縣域地表水資源缺乏，迫使人們超采地下水來彌補地表水量的不足，出現地下水位持續下降，致使地下水位埋藏較深，利用困難。再加上氣候干燥，蒸發量遠大于降水量，使新疆維吾爾自治區尉犁縣水資源總體水量缺乏，土壤鹽漬化程度加重。在開發后備資源時要綜合考慮當地的生態效益、經濟效益和社會效益，適當進行退耕還林還草。

西藏自治區曲水縣耕地后備資源開發的主要限制條件為生態條件、年積溫、土層厚度、地形坡度、土壤質地和耕作便利度。生態敏感性指數最大，因此在開發耕地后備資源時以土地平整和引水灌溉為手段，以優化土地利用結構、新增耕地和改善曲水生態環境質量為目標，建立多種經營協調發展的生態農業系統和相應的農村產業結構，使社會、經濟、生態總體最優。

3.2? 中敏感區

限制吉林省洮南市耕地后備資源開發的主要因素有土壤質地、土壤鹽漬化、生態條件等。由于地勢平坦低洼，排水不良，土壤質地黏重，易沙化、堿化，因此，吉林省洮南市的耕地后備資源開發應實行開發改造并舉，產量與效益同步，開源與節流并重，以實施高效節水措施，增加農產品總量，改善生態環境，優化產業結構，因地制宜，先易后難地進行耕地后備資源開發。

山東省肥城市耕地后備資源開發的主要限制因素有土壤污染、排水條件、土源條件，原因是肥城市采礦用地較多，污染了的采礦用地其復墾成本很高。由于煤礦較多，采煤塌陷較嚴重，塌陷地較多，導致開發可復墾采礦用地難度加大，并且生態敏感性指數較大，因此，耕地后備資源開發要因地制宜、調整指標、限制標準，保證生態環境不受破壞。

貴州省獨山縣耕地后備資源制約因素包括生態條件、大于10 ℃年積溫、土壤污染狀況、排水條件、土層厚度和母質條件、地形坡度、土壤質地、土壤pH、耕作便利度9類，生態環境得不到保障，生態敏感性較高，在開發利用時要進行統一規劃，充分考慮經濟效益、社會效益和生態效益，有序、高效、分期對區域內的耕地后備資源進行開發利用。

3.3? 低敏感區

黑龍江省慶安縣降水量豐富，地勢較為平坦，灌溉基礎設施完備，排水條件較好，土壤污染較輕，土壤鹽漬化程度較低，所以慶安縣整體的生態環境較好，為耕地后備資源開發提供了良好的條件。

位于浙江省的舟山群島四面環海，地貌以山地丘陵為主，年降水量和光照充足，沒有高污染產業，具有良好的排水條件。對沿海灘涂的宜耕性起主導作用的限制性因子是鹽漬化程度，其他限制因子的作用相對較低，生態敏感性較低，適宜后備資源開發。

湖南省沅江市地勢較為平坦，土地利用結構以洞庭湖水面及耕地為主，農業經濟穩定發展，有利于耕地后備資源的開發。不宜耕后備資源的主要限制因素主要為排水條件、生態條件、土地污染程度、耕作便利度等4項。在耕地后備資源開發利用時，要做好排水措施，減少土壤污染，并保護好濕地資源。

4? 小結與討論

1）不同類型的耕地后備資源開發存在不同的問題。可開墾其他草地缺乏水資源，尤其是在新疆維吾爾自治區，整體上已屬于資源性缺水地區，水資源開發和利用也成為了可持續發展急需解決的敏感問題;可開墾灘涂主要分布在沿海地區，淡水嚴重缺乏，灘涂改造成耕地成本高且效益低;可開墾鹽堿地的土壤水分狀況不良導致開發難度加大，水資源的缺乏、氣候的變化使鹽堿地開發利用工作更具挑戰性;可開墾沼澤地的耕作便利度較差;可開墾裸地的土壤沙化和水土流失較為嚴重，要開發裸地，首先要保證有水資源，在此基礎上進行防風治沙;可開墾沙地由于地表缺少植被覆蓋，常年風力較大，導致土地沙化;可復墾采礦用地采煤塌陷較嚴重，塌陷地較多，也造成了部分不穩定耕地，增加了耕地后備資源開發的難度。

2）不同區域耕地后備資源開發存在的問題。東北地區耕地后備資源分布廣、類型豐富，但受到生態價值保護的制約;黃淮海地區土地開發程度高，耕地后備資源相對較少，水資源利用潛力較小;長江中下游地區耕地后備資源面積稀少，分布零星，呈現出明顯的區域差異;內蒙古高原及長城沿線區宜耕土地資源比重大，耕地開發受到水資源不足的制約;黃土高原區土地資源豐富，但土地退化嚴重，限制著區域土地資源的開發利用;云貴高原區地形條件復雜，水土流失嚴重，后備資源開發利用條件比較惡劣;西北區土地后備資源比例大，開發受到經濟條件和技術條件落后的制約;青藏高原區土地廣闊，但土地資源開發利用條件惡劣，可供開發的耕地后備資源面積較少。

參考文獻：

[1] 歐陽志云，王效科，苗? 鴻.中國生態環境敏感性及其區域差異規律研究[J].生態學報，2000，20（1）：9-12.

[2] HORNE R，HICKEY J E. Ecological sensitivity of Australian rainforests to selective logging[J].Australian journal of ecology，1991，16（1）：119-129.

[3] BIEK R，FUNK W C，MAXELL B A，et al. What is missing in amphibian decline research： Insights from ecological sensitivity analysis[J].Conservation biology，2002，16（3）：728-734.

[4] JAGTAP T G，KOMARPANT D S，RODRIGUES R S. Status of a seagrass ecosystem：An ecologically sensitive wetland habitat from India[J].Wetlands，2003，23（1）：161-170.

[5] EGGERMONT H，VERSEHUREN D，AUDENAERT L，et al. Lirnnological and ecological sensitivity of Rwenzori mountain lakes to climate warming[J].Hydrobiologia，2010，648（1）：123-142.

[6] 顏? 磊，許學工，謝正磊，等.北京市域生態敏感性綜合評價[J].生態學報，2009，29（6）：3117-3125.

[7] 吳金華，李紀偉，朱鴻儒.基于ArcGIS區統計的延安市土地生態敏感性評價[J].自然資源學報，2011，26（7）：1180-1188.

[8] 李建軍，蘇志珠，王言榮.基于GIS的萬榮縣生態敏感性評價與區劃[J].中國農業資源與區劃，2014，35（5）：48-54.

[9] 劉? 歡，何太蓉，張? 喆，等.基于生態敏感性分析的西南都市農業功能區劃研究——以重慶市沙坪壩區為例[J].中國農業資源與區劃，2015，36（6）：152-157.

[10] 黃? 靜，崔勝輝，李方一，等.廈門市土地利用變化下的生態敏感性[J].生態學報，2011，31（24）：7441-7449.

[11] 王雨虹.長春市耕地后備資源開發的生態敏感性研究[D].長春：吉林大學，2013.

[12] 謝高地，張彩霞，張昌順，等.中國生態系統服務的價值[J].資源科學，2015，37（9）：1740-1746.