夏 清
(上海友為工程設計有限公司,上海 200093)
土地整理是將零碎高低不平或不規整的土地加以整理,使人類在土地利用中不斷建設土地和重新配置土地的過程,是對土地資源及其利用方式再組織和再優化的過程[1]。根據《全國土地利用總體規劃綱要(2006—2020年)》,我國將適度開發宜耕后備土地,在保護和改善生態環境的前提下,依據土地利用條件,有計劃、有步驟的推進后備土地資源開發利用,組織實施土地開發重大工程,到2010年和2020年,通過開發未利用地補充耕地34萬hm2(510萬畝)和139萬hm2(2080萬畝)。
土地整理是一項綜合性的工程,主要內容包括土地平整工程、灌溉和排水工程、田間道路工程、農田防護與生態環境保持工程以及河道工程等,各工程之間需要相互協調、相互銜接,特別是新成陸地區,場地內無水源、無基礎道路,現狀土壤呈鹽堿性,且含水量高。同時,土地整理的過程對土壤、水環境、植被、生物等環境要素及其生態過程會產生直接或間接、正面或負面的影響[2]。因此,如何協調新成陸地區生態與田、水、路和林之間的規劃設計和如何降低土地整理對生態環境的影響是新成陸地區土地整理的關鍵技術。
本文基于土地整理生態規劃設計理念,結合上海市新成陸地區的環境特點,以橫沙島土地整理項目為例進行研究,探討了新成陸地區生態規劃與設計要點,在土地整理的同時,加強生態環境的保護,保障項目區土地資源可持續利用,為今后新成陸地區土地整理項目提供參考。
近年來,土地整治已經從傳統型土地整治逐漸過渡為生態型土地整理,生態性土地整理是以生態學、可持續發展等理論為指導,全面統籌,綜合協調土地整治活動與自然環境的關系[3],具有整體性、共享性和生態性。同時,上海面對生態環境污染、退化等問題,以市級土地整治項目、郊野公園建設項目等綜合性土地整治重大工程為依托,以“生態化”為基調,積極探索以生態保護和生態提升為前提下的土地整理模式,并編制了《土地整治生態工程規劃設計標準》[4]。
土地整理生態規劃與設計的重點是在保證新增耕地面積、耕地質量和農業生產的同時,提升項目區的生物多樣性,提升項目區的景觀環境,降低土地整理對生態環境的影響。農業生產和生態保護兩方面整體性考慮,生態保護理念融入土地整理設計的各個階段:①前期的現狀調查中增加對區域生態環境的本底調查內容,調查現狀陸生植物、濕生植物、鳥類和小動物等。②規劃布局設計中優化生態空間布局,在滿足新增耕地面積的前提下,預留生態景觀提升區域和生態循環發展設施區域。③灌排工程、道路工程和水系工程等工程措施中融入生態性設計,例如灌溉溝渠采用生態溝渠,水系工程中采用生態河道設計理念等。④后期效益評估階段,在分析社會效益和經濟效益的同時,增加對工程生態效益的分析,分析判斷生態化的工程措施,是否能夠提升耕地質量,是否能夠滿足生態農業的要求,是否能夠改善區域水生態環境。
本文以橫沙東灘土地整理項目為研究案例。項目區域位于橫沙島東側,地處北亞熱帶南緣的沿海地區,工程現狀地面南高北低,地坪高程為3.11~5.27m、場地地勢有一定起伏,陸地岸線呈東西走向,長約14.7km,南北向平均寬為2.1km,地貌類型為潮坪類型,土地總面積為3.78萬畝,目前均為荒地。項目區內現狀無水源河道,需新開河道從項目北側進行引水,年內降雨有明顯的季節性變化特點,多年平均降雨量為1022.7mm,年平均氣溫15.4℃,最低氣溫發生在l—2月,最高氣溫發生在7—8月。項目區主要生長非地帶性的自然植被,即濕地植被,灘地上主要植被類型為蘆葦群落等,分布的動物有20種,其中鳥類居多。
項目內現狀主要存在的問題有:①土壤呈弱堿性,含鹽量較高,有機質含量較低,土壤保肥保水性差,常見農作物(水稻等)不易成活。②項目區屬北亞熱帶海洋性氣候,夏季炎熱,降雨量大,盛行東南風,災害性天氣主要有暴雨、臺風等。③區域為新成陸場地,場地上部均填有吹填土,吹填土下部部分區域分布有原灘面淤泥,場地內土質不均,結構性差。④項目區內現狀主要交通道路只有隔堤路,缺乏水源,灌溉設施、排水設施、田間道路設施、電力設施及農田防護設施等,農業生產條件差。
2.2.1工程總體規劃布局
項目區規模較大,針對其現狀問題,以提高耕地率、耕地質量、農業生產能力和生態多樣性的目標為導向進行工程總體規劃布局。工程區域內河湖按規劃要求新開,并與外界水源打通作為項目區內的引排水河道,形成“三橫六縱一湖”的水系布局,結合湖泊設置生態濕地,為項目區內現有鳥類動物提供棲息地,6條縱向河道將項目區范圍共分為6個灌區,各灌區內設置灌排系統、道路系統和農田防護系統,每3個灌區之間預留空地后期作為養殖基地,為打造新型的多層次循環農業生態系統提供條件。
2.2.2土地平整生態規劃與設計
綜合考慮項目區的地形特點、除澇防漬、機械化耕作、田間用水管理及水稻種植的要求,采用局部平整的方式進行土地平整,減少對現狀土體的擾動,平整后標準條田長度為600~800m,寬度一般為80m,田塊為南北向。條田內修筑生態田埂,田埂的高度取0.3m,田埂上適當種植綠肥植物,為田間生物提供棲息地和通道。此外,針對項目土壤質量較差的問題,還需要借助生物措施來進行土壤改良,通過增施有機肥進行土壤改良,有機肥料能增加土壤的腐殖質,有利于團粒結構的形成,改良鹽堿土的通氣、透水和養料狀況,分解后產生的有機酸還能中和土壤中的堿性,最終提高土壤肥力。
2.2.3灌溉與排水工程生態規劃與設計
結合項目區內土壤性質和建設條件,建設區內土地利用種植主體方向為水稻,本工程灌溉與排水工程主要包括灌溉渠道,排水溝、電灌站和其他配套設施,為了實現節水灌溉的目的,提高灌溉水利用率,項目區采用低壓管道進行灌溉,排水溝采用生態排溝型式,排水溝兩側坡度取為1∶2.5緩坡,溝壁鋪設草皮和種植灌木,溝底種植濕生植物,營造多樣化的生境,研究表明,生態溝渠對水體總氮、總磷有很好的攔截和去除效應,總氮、總磷的去除率可以分別達到為64.3%、69.7%[5]。
2.2.4道路工程生態規劃與設計
道路工程的規劃與設計與農業生產密切相關,與生態環境也密不可分,土地整理工程中道路工程包含田間道和生產路,田間道布置于田塊周邊以方便農業機械耕作,生產路為灌區的主干道路,一般布置于灌區中間位置。為了保護生態環境,避免新建道路破壞原有生物棲息地,項目區內利用了現有隔堤作為生產路,生產路和田間道兩側均設置路肩,路肩上種植地被植物和喬木,為動物提供棲息地和通行廊道。由于本項目區地質情況較差不宜采用透水路面結構,在其他有條件的地區可以采用透水材料作為道路路面結構,可以減少初期雨水對河道水體的污染。
2.2.5農田防護與生態環境保持工程規劃與設計
農田防護與生態環境保持工程主要包括農田防護林、護路護溝林和護岸林,是保護和提升項目區生態環境和生物多樣性的重要措施,在道路、排水溝和和河道兩側種植綠植,綠植采用項目區本土的喬木、灌木和地被植物,在農田與排水溝以及河道之間種植綠植形成植物緩沖帶,一方面有利于凈化農田的面源污染,控制氮磷鉀的流失,一方面可以對徑流雨水中固體顆粒懸浮物有較好的凈化效果,此外,植物的種植還有利于防止區域內的水土流失,有利用保護和改善動物棲息環境,達到保護生態環境和生物多樣性的目的。
2.2.6河道工程生態規劃與設計
綜合考慮河道的整體安全性、生態景觀效果、過水斷面、投資造價、養護管理及工程施工等因素,項目區內河道主要采用復式斷面,在2.00m高程設置水生植物種植平臺,水位變動區采用生態透水砌塊進行擋土防護,生態砌塊采用生物空腔設計,生態空間率達25%以上,塊體三向連通,空腔內可以為水生動植物提供生長空間,改善了水域生態環境,使水上水下動植物多樣性的生態保持平衡。
結合水系規劃建設了蓄水湖,并在其周邊布置了生態濕地。濕地生態建設的重點內容主要包括恢復退化生境、設計合理的群落結構、補水增濕、新投放動植物及微生物物種、豐富生物多樣性以及引導群落自循環與演替。在現狀群落的基礎上增加濕地植物種類,盡量避免其他優勢物種入侵對原有植被群落的破壞,植物配置選用島上現有植物群落的伴生植物,維持現有植物群落的完整性,豐富植物群落的多樣性。濕地的動物群落包括鳥類、獸類、爬行類、兩棲類、軟體動物、魚類等。植物群落決定動物群落,改造后的濕地所表現出的濕地景觀有林地、草甸、水域等不同生境,這些動植物群落及其環境形成了一個整體的水生態系統。
土地整理的最終目的是為了改善項目區域農業生產和生態環境,確保土地資源的可持續發展[6]。隨著生態環境問題的日益突出,土地整治從傳統型土地整治轉變為生態型土地整理是必然的發展趨勢。本文以土地整理生態規劃與設計為核心,結合案例進行實證研究,探討了新成陸地區土地整理生態規劃與設計的技術方法和主要措施,可以為新成陸地區土地整理項目提供借鑒和參考。另外,土地整理項目具有地域性特點,不同地區需要針對實際情況進行系統性規劃和設計。