浅析土地整理生态风险评价的概念模型构建

1、淺析土地整理生態風險評價的概念模型構建付光輝付光輝（1979 ），男，山東青州人，管理學博士、講師，主要研究方向：土地利用與管理。E-mail: njutfugh 劉友兆2（1南京工業大學管理科學與工程學院 南京 210009；2南京農業大學土地管理學院 南京 210095）摘要：本文首先從景觀生態學角度分析了土地整理與生態環境的關係，認為土地整理各類工程對景觀生態產生了干擾、演替等生態效應，形成了各種生態脅迫因數。從而概括出當前土地整理對生態環境的壓力可以歸納為4個大類，即土地平整、植被破壞、溝渠路建設與零星地的歸併以及作物種植與客土填充，從而構建了土地整理生態風險評價的概念模型。這個模型揭

2、示和描述了土地整理絕大部分可能的風險源和脅迫因數以及這些風險源和脅迫因數可能產生的生態影響，為生態環境友好型土地整理模式的提供了科學依據。關鍵字：土地整理；生態風險評價；風險源分析；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、村進行的綜合整治，在此過程中不可避免地會對專案區及周邊地區的水文、土壤、植被、大氣、生物等環境要素及其生態過程產生諸多直接或間接的不利影響（即生態風險）。在土地整理中引入生態風險評價，構建土地整理生態風險評價的概念模型，找出土地整理中可能產生的不利生態效應，對土地整理過程中規避生態風險、構建生態環境友好型土地整理模式具有重要的理論意義和現實意義。參考國內外生態風險評價的方

7、法 付在毅、許學工、林輝平、王憲禮，遼河三角洲濕地區域生態風險評價J，生態學報，2001年3月第21卷第3期：365373 ，文軍，千島湖國家森林公園區域生態風險源與脅迫因數分析J，中南林業調查規劃，第23期1期2004年2 月：2932，文軍、唐代劍，千島湖旅遊開發的生態風險及管理對策J，商業經濟與管理，2004年5月第5期總第151期：5356，王春梅、王金達、劉景雙、張學林、嚴登華，東北地區森林資源生態風險評價研究J，應用生態學報，2003年6月第14卷第6期：863866，考慮到土地整理生態風險評價的物件特徵，本文基於土地整理與生態環境關係的景觀生態學分析，提出土地整理生態風險評價的概

8、念模型，為土地整理實踐工作的進一步開展提供科學依據。1土地整理與生態環境關係的景觀生態學分析本文在總結前人研究的基礎上，根據景觀動力學原理，從土地整理各類工程對景觀生態環境的影響機理入手，研究土地整理干擾的景觀動力學原理和過程，分析土地整理工程所引起的景觀變化遵循驅動因數景觀變化生態回應模型，找出土地整理對整理區域的景觀生態影響途徑和效應，為辨別和識別出相應的土地整理生態風險奠定基礎。1.1土地整理干擾的景觀動力學原理和過程土地生態系統本身具有逐漸趨於穩定的本能，而且在受到干擾後會進行新的演替（表1）。景觀動態是一系列驅動力共同作用的結果，總體上可區分為人力與自然力。以人類活動為主的土地整理就

9、屬於人力作用力。表1 景觀驅動力強度劃分Tab.1 Classification of Landscape Driving Forces Intensity強度作用力弱景觀水準沒有明顯的變化，生態系統總體上性質無任何改變中可以打破系統的平衡，但系統容易恢復到以前的水準，系統的變化基本上彈性的強系統的平衡不僅被打破而且產生了塑性變形，出現了新的景觀，且新的景觀具有一定的持續性，建立了新的平衡極強原有景觀徹底破壞，產生了全新的景觀類型與景觀格局，發生景觀替代現象據圖1所示，低強度的作用力會使景觀發生波動即較小的環境變化可能導致景觀特性發生變化，但僅僅是圍繞中心位置波動，景觀依然處於平衡狀態。當作用

10、力到達 D 時，就起干擾作用，使景觀特徵發生超出其波動平衡範圍的變化。景觀就不再處於平衡狀態，而處於不穩定狀態。適度的干擾可使景觀恢復到原來的平衡狀態。嚴重干擾會使景觀產生新的動態平衡。在這種情況下，作用力大於 N ，景觀不再恢復到原平衡狀態。極度或突變性干擾可導致景觀替代，當作用力超過 R 時原有景觀消失，並在同一地面範圍為新的景觀代替張茂松、張明娟，景觀生態學原理與方法M，北京：化學工業出版社，2004.5，107108。土地整理中各類工程干擾強度較大，屬於極強範疇，足以徹底破壞原有景觀，形成人工生態系統（農田）。小环境变化RN干扰OD结果景观变化替代原有景观消失为新景观代替景观平衡景观建

11、立一种波动平衡恢复超出平衡的波动，但可恢复到原来的平衡波动围绕平衡的中心位置上下波动极度严重适度微度圖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效應土地整理工程所引起的景觀變化遵循“驅動因數景觀變化生態回應”模型（圖2）。土地整理工程促進景觀變化方式的轉變主要形式：一是工程本身佔用生態系統類型，從根本上改變土地利用的格局；二是農田設施條件的改善促進了區域的社會經濟環境，從而驅動了專案區及其周邊地區的土地利用方式改變，促使景觀格局發生變化。從土地整理中各類工程建設意義來看，

12、土地整理對景觀的影響又可分為開發整理過程中和開發整理完成後2個階段。開發整理過程中的施工工程，直接導致了生態系統面積的減少、景觀破碎化和景觀格局的改變，進而導致植被的生境發生變化、土壤退化、土壤侵蝕和水土流失等，影響較為強烈。開發整理完成後對景觀的影響是長期的、潛在的，如硬質道路網的形成及人類干擾的增大，使得區域土地利用產生變化，同時對景觀安全格局產生了脅迫。圖3刻畫了土地整理各類工程對景觀生態影響及其效應。土地生态系统结构和功能下降：生物多样性下降抗性下降，疾病增加营养循环破坏脆弱性增加r对策者增多水土流失，土壤盐渍化土地整理对生态系统、景观的压力：开发荒草地、湿地施用化肥、农药原有植被移除

13、沟渠路修建废弃物（如煤矸石）系统服务功能下降：水文特征、固沙能力、野生动物、植物、耕地地力、游憩功能人类健康风险土地生态风险人类社会的反应：增强环境管理（风险管理）降低对生态系统与景观的压力圖2 土地整理、生態系統變化與退化、人類健康之間關係Fig. 2 Relation of land consolidation, ecological systems alteration and degeneration, Human health修建斗渠、农渠、水工建筑物等景观破碎化、格局改变土壤侵蚀、水土流失地貌、地形、微气候变化土地平整工程零星田块归并、田块平整、表土剥离荒草地、湿地开发坑塘、洼地填

14、埋耕地地力下降、土壤盐渍化农田景观异质性减少、破碎度减少，破坏自然生态系统的连贯性，景观脆弱性增强污染客土引起土壤二次污染生境破坏，陆地、水生生物多样性下降群落结构改变、土地利用类型变化农田水利工程修筑田间道、生产路田间道路工程边缘效应、累积效应、过滤、源、汇干扰、切割廊道作用干扰、演替、定居等其他工程栽植树木、种草等屏障作用圖3 土地整理對景觀生態影響途徑和效應Fig. 3 The approach and effect of landscape ecology because of land consolidation2 土地整理生態風險源分析“風險源分析”是指對區域中可能對生態系統或其組

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

16、整理的目的之一是追求良好的生態環境效益。然而，土地整理的活動畢竟是強烈的人類活動，它通過一系列的生物、工程措施，改變土地資源的原位狀態，對原有生態系統及其生態過程產生直接或間接的影響，可能使自然生態系統逆向演替，產生負的生態效益。當前在土地整理實踐中有後備資源豐富地區大規模的土地開發，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。這些項目往往由於缺少具體的實施方法與技術支持，難以實現預期的生態環境保護效果。從目前看，土地整理生態風險源與脅迫因數主要如表2所示。表2 土地整理生態風險源與脅迫因數Tab. 2 The table of ecological risk source

17、s and stressors of land consolidation脅迫因數生態風險源土壤侵蝕荒山坡地、荒草地、坑塘等未利用地開發；林地開墾（毀林開荒）；土地利用結構、方式、格局變化土壤鹽漬化河灘、灘塗、濕地開發；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；林草地開墾；零星土地的歸併；溝渠路的建設生物多樣性損失濕地開發；零星土地的歸併；溝渠路的建設土地生態服務功能下降林地、濕地的開發；土地利用結構變化景觀變化（景觀異質性減小、破碎度增加、自然生態系統連貫性破壞）零星土地的歸併；溝渠路的建設；土地平整土地污染土地平整（污染的客土填充）；農藥、化肥、農膜、

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

19、脅迫因數（在自然界中，這些壓力可能是物理的、化學的或生物的）與評價終點之間的關係（U.S. EPA，1998） USEPA，Guidelines for Ecological Risk Assessment REPA/630/R95/002F，1998。概念模型在基於生態學經驗和豐富專業判斷的基礎上，對土地整理對有價值的生態資源（評價終點）進行預報或風險假設。在上述分析基礎上形成如圖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險源和脅迫因數以及這些風險源和脅迫因數產生可能生態影響。所有的壓力或脅迫因數被歸納為4個大類，即土地平整、植被破壞、溝渠路建設與零星地的歸併以及作物種植與客

20、土填充。然而，在土地整理生態風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影響關係最為密切和最重要的方面，這需要結合研究區資源的開發與利用的需要而進行選擇的。這些相對簡單的概念模型非常實用，在實際運用中簡單明瞭，易於理解與掌握，並且容易推測未知的一些資料，便於風險分析。微地貌土壤性状水环境生物、生境与景观各类土地生态系统结构、功能变化荒山坡地、荒草地、坑塘未利用地开发林 地 垦 殖滩 涂 湿 地 垦 殖零星土地的归并沟 渠 路 修 筑地 类 调 整农药、化肥、农膜、灌溉、污染的客土填充土 地 平 整圖4 土地整理生態風險評價的概念模型Fig.4 Conceptual Model of Ecological risk assessment of land consolidation4 結語 本文參照生態風險評價的原理和方法，利用景觀生態學原理分析了土地整理各類工程對景觀生態的干擾、演替等生態效應，並將當前土地整理對生態環境的壓力歸納為：土地平整、植被