城市農業用地開發的生態風險及治理手段研究

關鍵詞：城市農業；用地開發；生態風險；生態治理；風險因素

中圖分類號：X301 文獻標志碼：A

前言

在過去幾十年間，非農建設和農業結構的調整使得農業用地在不斷減少，退耕還林等政策的實施也對其有一些影響，很多城市農業用地面積下降，給農作物、糧食生產帶來了很大壓力。與此同時，農藥化肥的使用也逐漸加重土地污染情況，農業用地質量得不到保證，農業經營的整體效益日漸低迷。面對這種情況，專家學者們在考慮生態風險情況下不斷提出治理措施。農業用地生態風險的分析在生態治理和土地利用上是非常重要的，目前在國外研究中，眾多學者從景觀學、土壤學、植物學等多方面展開研究，在研究初期采集土壤樣本，通過土壤成分、地形、植被之間的相互影響分析生態情況。隨著科技的發展，GIS技術興起，極大地推動了生態風險分析的研究進展。在國內研究中，也借助了一些國外的研究經驗，結合自身的土地資源分布情況和農業發展情況，提出不同的方法和措施，并在農業用地開發上取得了一些成果，但是隨著用地需求的增加、土地污染問題的出現，城市農業用地開發潛在的生態風險愈加復雜，一些常見的生態風險分析方法很難滿足需要的分析精度，在不同的區域尺度上的適宜性存在一些不足。因此，提出城市農業用地開發的生態風險分析及治理手段分析，完善生態風險分析方法，解決上述常見的分析方法中存在的問題。

1城市農業用地開發的生態風險分析

1.1設計生態風險分析框架

城市農業用地開發的生態風險包括對過程的了解和對具體受體的分析等，以此作為依據，設計分析框架。（見圖1）

圖1中顯示的生態風險形成的風險表征信息，通過對風險形成過程的分析可確定風險源和致險因子；生態受體分析主要目的在于量化致險因子，確定風險等級，再執行相應的治理措施。

在分析農業用地生態風險時，需要大量數據支持，因此，以上述分析框架為基礎設計數據庫結構，以便更好的管理空間數據和屬性數據，具體結構見圖2。

由圖2可知，數據庫中包含地理信息、空間信息等不同屬性的數據，在分析時，通過分析框架調用數據庫信息，即可展開針對某個區域的生態風險分析。

2生態風險治理手段分析

對于城市農業用地開發生態高風險區域，主要治理手段包括禁止濫占土地、隨意改變使用性質，加大土地資源的保護力度，對于土地濫占的情況，增加有特色的生態網絡系統，在開發過程中，減少對生態的切割和破壞，同時還要增加植被種植，按照合適的比例整治歸并景觀，兼顧用地與養地，在開發土地的同時保護生態環境健康。對于中風險區域，以適度開發為主，避免出現中風險轉高風險的情況，合理利用零碎閑置地，包括荒棄溝塘等，實現針對性的治理、恢復和改良土壤。對于低風險區域，主要在于加強生態環境的保護和監管，對于物種單一的區域，加強保護，在開發過程中，嚴格控制各種污染物、廢棄物的排放，做好環境規劃和生態保護。

3實驗研究

3.1實驗準備

上一部分的城市農業用地生態分析風險內容偏向理論，提出的一些治理手段實施效果也缺少實際的依據支持。因此，以某個存在不同程度生態風險的城市區域作為研究區域，設計實驗方案，通過對比實驗的分析和驗證，了解提出的分析方法的應用水平和性能。在正式實驗前，采集研究區域的遙感圖像，經過幾何校正、人工翻譯和疊加分析處理后，得到各個子區域的土地利用現狀，同時利用景觀格局分析軟件獲得景觀格局的變化情況，將得到的數據用于后續實驗。實驗分為兩部分，一部分是針對分析精度設計的模擬精度實驗，以不同類型用地作為參考，利用計算機獲得對應的模擬精度；另一部分是分析方法的適宜性概率實驗，經過對不同分析方法的適宜性概率的計算，對比生態風險分析方法在不同生態風險等級的用地條件下是否能夠保持較好的應用水平。

3.2模擬精度實驗結果

在模擬精度實驗中，以耕地、林地、園地和建設用地作為實施對象，以目前比較常見的幾種分析方法作為對比項，使用不同的分析方法分析不同類型的用地，設置迭代次數，利用計算機輸出各個分析方法的模擬精度，能夠利用最少的迭代次數達到最高的模擬精度，即為性能最佳。實驗結果見圖3。

對比觀察圖中顯示的模擬精度實驗結果，從整體上看，提出的分析方法模擬精度高，對于不同的實施對象，依然能保持高水平的模擬精度，均在0.8以上，其他幾種分析方法模擬精度比較低，大部分處在0.8以下。

單獨觀察各組結果，圖3（a）中該方法在建設用地的模擬分析上精度最低，其他幾種方法也存在相同的問題，并且對于不同的實施對象模擬精度之間差距較大，而提出的分析方法對于不同的實施對象，模擬精度十分接近，沒有明顯的差距，對分析結果影響非常小。綜上所述，提出的城市農業用地開發生態風險分析方法分析性能最好，能適應不同的用地情況。

3.3適宜性概率實驗分析

在適宜性概率實驗中，選擇多個風險因子進行分析方法的適宜性概率計算，概率越高說明適宜性越好，反之，適宜性越差，不適合應用到實際項目中。實驗所用的生態風險因子設置見表1。

公式中k表示適宜性概率，α_i表示生態風險因子的權重和，S表示用地面積，n表示風險因子個數。以不同風險等級的用地作為條件，經過計算和統計，得到的實驗結果見表2。

通過表中顯示的數據可知，基于景觀格局的分析方法只有對中風險區域分析時適宜性概率較高，在高風險和低風險區域適應性概率較低，基于GIS的分析方法則整體水平不高，基于空間統計學的分析方法在不同風險區域上也存在與上述相同的問題，而提出的分析方法在高風險、中風險、低風險區域適宜性概率高，說明提出的生態風險分析方法能夠適應不同的生態環境。結合模擬精度實驗結果可知，提出的城市農業用地開發的生態風險分析方法精度高、適宜性強，優于常見的生態風險分析方法。

4結語

近年來，伴隨著城市化進程的發展，非農建設不斷的增多，都對城市農業用地的建設和規劃造成較大影響。為緩解城市農業用地的減少引起糧食減少的問題，推動城市農業用地進一步開發利用，文章以城市農業用地開發作為研究背景，針對用地存在的生態分析展開研究。并針對不同的風險等級的生態環境提出了相應的治理手段。在分析完成后，以某地區為例，采用對比實驗的形式定性分析了不同生態風險等級對用地開發的影響，同時通過對比實驗證明了提出的城市農業用地開發生態風險分析方法的適宜性和可靠性。該方法應用后可在不同條件下對其開發的生態風險進行綜合分析，具有較強的可應用性和研究價值。該分析方法的提出有助于后續生態風險分析的研究，為其提供了一定的理論依據和支持，具有一定的現實意義。