第三章

书名:
自然地理与环境、国土资源研究——彭补拙学术论文选集
作者:
彭补拙等著
本章字数:
519914
更新时间:
2023-09-25 11:44:31

[5] 李庆逵主编.中国土壤[M].科学出版社,1983.

[6] 彭补拙.南迦巴瓦峰地区垂直自然带的初步研究[J].山地研究,1984,2(3),182189.

[7] 么枕生.气候学原理[M].科学出版社,1959.

[8] 彭补拙,倪绍祥.新疆天山托木尔峰地区的垂直自然带[J].南京大学学报(自然科学版),1980(4):131146.

[9] 郑度.西藏西部东喜马拉雅山地区自然分带[R].1975.

SOME PROBLEMS OF VERTICAL ZONATION

IN MT. NAMJAGBARWA AREA

Peng Buzhuo

(Department of Geography, Nanjing University)

Abstract

Mt. Namjagbarwa, 7782 m above sea level, is situated at the southeastern Xizang Autonomous Region and the eastern tip of the Himalaya Range. Some problems of vertical zonation in this area have been discussed, in this paper, as follows:

1. Based on the characteristics of the natural landscape, the basic belt of vertical zones on the southern slope is characterized by quasitropical monsoon rainforest yellowish lateritic red earth.

2. According to the vertical spectra of the Mt. Namjagbarwa area the landscape there might be grouped into types, i.e. (1) quasitropical monsoon rainforest yellowish lateritic red earth; (2) mountain subtropical broad leaved evergreen forest mountain yellow earth; (3) mountain quasisubtropical semievergreen broad leaved forest mountain yellow brown earth; (4) the mixed forest of mountain warmtemperate coniferous leaf and broad leaf mountain brown earth; (5) mountain frigidtemperate dark coniferous forest mountain alpine podzol.

3. The influences of moisture passageway along, the Yarlungzangbo Jiang river, ice and snow cover, the inversion of temperature on vertical natural zones are also described.南迦巴瓦峰地区微量元素景观地球化学迁移特征南迦巴瓦峰地区微量元素景观地球化学迁移特征本文经任美锷、包浩生教授审阅,特此致谢。

本文与窦贻俭、赵培道、刘育民、李春华共同撰写,原载《地理科学》,1987年第7卷第2期,第111120 页。南迦巴瓦峰(简称南峰)位于西藏东南部,喜马拉雅山脉的最东端,海拔7782米。本文根据1982—1983年参加登山科考所获得的资料,探讨南峰地区微量元素在景观地球化学过程中的迁移特征,侧重论述Zn、V、Ti、Pb、Ni、Cu、Cr、Co、Be、Ba等十个元素在各自然景观带中的迁移特点。

描述微量元素在不同景观带及同一景观表生作用带垂直方向的迁移特征,通常用迁移系数等特征值表示,本文选用较不活泼的元素钛作为基准,计算各微量元素的淋出量、淋出率、迁移系数,比较各元素间的迁移能力。

一、 高山灌丛草甸景观带

南峰地区高山灌丛草甸景观带南坡分布于海拔3600~3900米,北坡在海拔4100~4500米。气候寒冷湿润,土壤中季节性冻层明显,因受独特的地质、地貌条件的影响,降水丰富,降雨量可达1000毫米左右。植被属高山灌丛草甸类型。在该景观带发育的高山灌丛草甸上,表层有机质含量较高(5.0%~8.0%),宏量元素的迁移特征是比较稳定,土层发育较年轻 [1,3,4,7]。〖ZP(〗

表1南峰高山灌丛草甸景观带微量元素迁移特征值

Table 1The migration characteristic value of microelements in the alpine scrub and meadow landscape zone of the Mt. Namjagbarwa region

元素岩石含量

(ppm)风化壳

含量

(ppm)以Ti为基

准风化壳

含量(ppm)风化过程

中淋出量

(ppm)风化过程

相对淋出

率(%)风化过程

迁移系数土壤(表

层)含量

(ppm)以Ti为基

准土壤含

量(ppm)成土过程

中淋出量

(ppm)成土过程

相对淋出

率(%)成土过程

迁移系数abca-ca-ca·100%Pb=lncadea-ea-ea·100%Pd=lneaZn56.6265.1874.46-17.84-31.500.27471.8778.23-22.21-39.230.331V117.3120.78137.97-20.67-17.620.162131.60144.37-27.07-23.080.208Ti5484.04800.85484.00.000.000.004999.05484.00.000.000.00Pb26.0428.9833.10-7.06-27.130.24027.0129.63-3.59-13.790.129Ni20.6529.2533.41-12.76-61.800.48131.7334.81-14.16-68.580.522Cu30.3050.1857.32-27.02-89.180.63846.4850.99-20.69-68.280.521Cr68.072.1182.37-14.37-21.140.19279.2086.88-18.88-27.770.245Co12.5517.2019.65-7.098-56.560.44817.9619.64-7.09-56.470.448Be2.732.412.75-0.023-0.840.0082.5402.79-0.06-2.070.020Ba251.61240.51247.73-23.12-9.190.088254.59279.29-27.68-11.000.104〖ZP)〗微量元素在景观带中的分布与迁移特征,既受母岩及母质成分的影响,又受地球化学过程的控制。该景观带中微量元素的迁移特征值列于表1。

经过各特征值的计算,微量元素在风化、成土两个地球化学过程中的迁移系列分别是

风化过程:Ti>Be>Ba>V>Cr>Pb>Zn>Co>Ni>Cu;

成土过程:Ti>Be>Ba>Pb>V>Cr>Zn>Co>Cu>Ni。

由此可见,所有微量元素在该景观带均表现出相当稳定的特征,呈一定的累积现象。在风化壳地球化学过程中,化学性质较接近的元素,如Be与Ba、V与Cr、Pb与Zn、Co与Ni等其迁移系数值也较接近。这些元素均排列在稳定元素Ti之后,迁移系数值一般小于0.5,表现的积累程度不很强烈。这种现象显然是受寒冷气候,生物活动不太旺盛等因素的控制。

成土地球化学过程中,微量元素的迁移系列,除了Pb、Cu与风化过程中排列的顺序稍有差别外,其他各元素的排列基本不变。这种迁移特征,说明高山灌丛草甸景观带的垂直方向迁移能力不强烈,是该景观带的淋溶及生物富集相对平衡的结果。

通过生物累积系数的计算,其累积系列为

Ba>Cu>Zn>Ni>Co>Pb>Be>Cr>V>Ti。

该序列与风化、成土过程中的序列大致相反,所有元素均排列在Ti之前,仅有个别元素的排列顺序与上述两个过程中的顺序略有变动,均表现一定程度的累积。这样生物地球化学过程中的迁移特征与上列两个地球化学过程的迁移特征一致。

二、 山地暗针叶林景观带

山地暗针叶林景观,在南峰地区的南、北坡,因分布高度、带幅宽度、生物群落组成、气候特点不同,微量元素在地球化学过程中的迁移特点存在一定差异,故分别论述。

(一) 南坡山地暗针叶林景观带

南坡山地暗针叶林景观带分布于海拔2800~3600米;气候温寒湿润,降雨量达1500毫米;由苍山杉、墨脱冷杉组成的暗针叶林所覆盖,林内灌木、苔藓类相当发达,地表残落物较厚,滞水性强,土体内有季节性冻层存在,使土壤终年处于湿润状态,在长期〖ZP(〗

表2南峰南坡山地暗针叶林景观带微量元素迁移特征值

Table 2The migration characteristic value of microelements in the mountain dark conifer

forest landscpe zone on the southern flank of the Mt. Namjagbarwa

元素岩石含量

(ppm)风化壳

含量

(ppm)以Ti为基

准风化壳

含量(ppm)风化过程

中淋出量

(ppm)风化过程

相对淋出

率(%)风化过程

迁移系数土壤(表

层)含量

(ppm)以Ti为基

准土壤含

量(ppm)成土过程

中淋出量

(ppm)成土过程

相对淋出

率(%)成土过程

迁移系数abca-ca-ca·100%Pb=lncadea-ea-ea·100%Pd=lneaZn69.661.769.160.440.63-0.06336.970.96-1.36-1.950.019V74.293.3104.58-30.38-40.940.34343.884.23-10.03-13.510.128Ti4729.14219.04729.10.000.000.002459.34729.10.000.000.00Pb35.540.044.84-9.34-26.300.23318.335.190.310.87-0.088Ni11.217.719.84-8.64-77.140.57212.423.85-12.65-11.890.756Cu10.9215.4717.34-6.42-58.790.46215.429.61-18.69-171.180.998Cr41.7952.8459.2317.44-41.830.34941.179.03-37.24-89.120.637Co6.4310.2211.46-5.03-78.160.5784.749.11-2.68-41.750.349Be2.622.773.11-0.49-18.510.1701.623.12-0.495-18.900.173Ba428.2341.9383.2444.9610.50-0.111231.1444.39-16.19-3.780.037〖ZP)〗侧渗及下渗的水分作用下,形成山地漂灰土[1,3,7]。

各种微量元素在生物积累与水分淋溶的共同作用下,该景观带中部分元素表现出淋溶,另一部分元素则表现出富集。通过微量元素迁移特征值计算(表2),也可以看出上述规律,其迁移系列为

风化过程:Ba>Zn>Ti>Be>Pb>V>Cr>Cu>Ni>Co;

成土过程:Pb>Ti>Zn>Ba>V>Be>Co>Cr>Ni>Cu。

比较这些元素在风化过程与成土过程中的迁移顺序,可以发现微量元素在该景观带有两个特征:

1. 除了Be、Zn、Pb呈淋溶状态外,其余各元素均表现出不同程度的积累。

2. 各元素的排列顺序,在风化与成土过程中存在一定的差异。说明该景观带的水、热条件比较特殊,风化过程中淋溶比较强烈,而成土过程中则因受到生物富集的影响,那些亲生物的元素,如Cu、Zn、Ni、Co等均在排列顺序中向后位移,而表现出一定程度的累积。

经过生物富集系数的计算,更进一步看出在该景观带,因气候温湿,生物活动比较旺盛,土壤层中又存在季节性冻层,残落物的分解缓慢,有利各种微量元素的累积,尤其是一些亲生物的元素,如Cu、Zn、Ni、Co等。生物富集系列为

Cu>Zn>Ni>Pb>Co>Ba>Cr>Be>V>Ti。

其中Cu的富集系数达20.03,Zn为13.41,富集能力最强,而Cr、Be、V、Ti的生物迁移能力较弱,其富集系数小于1.0。

(二) 北坡山地暗针叶林景观带

北坡山地暗针叶林景观带,其气候特点比南坡更加冷湿,生物区系相应比南坡更加耐寒。主要由急尖长苍冷杉群落组成暗针叶林,凋落物层深厚,季节性冻层更加突出,表层滞水性强,发育形成的土壤漂灰作用更加强烈,有典型的A、Abg、B层次存在,全剖面呈酸性反应[1,4,7]。

宏量元素在该景观带风化壳—土壤—植物系统中,SiO2表现出富集,其他一些元素除亲生物的Mn、K、Fe等元素外,均表现出淋溶的迁移特征。

微量元素在该景观带地球化学过程中的迁移特征值列于表3。〖ZP(〗

表3南峰北坡山地暗针叶林景观带微量元素迁移特征值

Table 3The migration characteristic value of microelements in the mountain dark conifer

forest landscape zone on the northern flank of the Mt. Namjagbarwa

元素岩石含量

(ppm)风化壳

含量

(ppm)以Ti为基

准风化壳

含量(ppm)风化过程

中淋出量

(ppm)风化过程

相对淋出

率(%)风化过程

迁移系数土壤(表

层)含量

(ppm)以Ti为基

准土壤含

量(ppm)成土过程

中淋出量

(ppm)成土过程

相对淋出

率(%)成土过程

迁移系数abca-ca-ca·100%Pb=lncadea-ea-ea·100%Pd=lneaZn101.6631.8836.3665.2964.23-1.02823.4166.8734.7934.23-0.419V105.7181.7793.2712.4411.77-0.12538.98111.34-5.63-5.320.052Ti6450.35655.26450.30.000.000.002258.36450.30.000.000.00Pd21.2724.7928.29-7.02-32.990.28521.3861.12-39.85-187.41.056Ni39.809.7911.1728.6371.94-1.2719.2826.5113.2933.40-0.407Cu205.69.2610.56195.0494.86-2.9698.8125.16180.4487.76-2.101Cr39.9943.2249.30-9.31-23.270.20918.2552.13-12.14-30.350.265Co19.876.227.0912.7864.30-1.0305.4715.624.2521.37-0.240Be3.302.643.010.298.75-0.0921.253.57-0.27-8.190.079Ba319.7329.7376.05-56.36-17.630.162135.2386.17-66.47-20.790.189〖ZP)〗微量元素在风化过程、成土过程中的迁移系列分别是

风化过程:Cu>Ni>Co>Zn>V>Be>Ti>Ba>Cr>Pb;

成土过程:Cu>Ni>Zn>Co>Ti>V>Be>Ba>Cr>Pb。

从上列的顺序可以看出,10个元素中有5~6个元素表现为淋溶,被排在相对稳定元素Ti之前,其余3~4个元素相对稳定或呈累积状态,比南坡的淋溶程度强。这些元素中Co、Ni在表生作用带常以二价离子状态存在,在酸性介质中Co、Ni是较活跃的离子,因此在该景观带特定的生物气候条件下,强烈的漂灰过程, 其酸性淋溶有利于Co、Ni的淋洗;Cu、Zn也在近似饱和的滞水环境、嫌气还原状态的土体中以二价离子形式迁移,虽然气温较低,分解较缓慢,具有生物富集Cu、Zn的有利条件,然而其速度还远不如淋溶迁移的速度,故Cu、Zn在该景观带仍表现出淋溶特征。这是与南坡暗针叶林景观带的显著不同点。

这些元素在生物地球化学过程中,仍然与该景观的强烈生物条件相适应。Cu、Zn、Co、Ni等元素是亲生物的元素,在生物活动较旺盛,气温较低,分解缓慢的环境中,它们在生物体内的富集能力仍较强。经计算其富集系列为

Cu>Zn>Ni>Co>Pb>Ba>Be>Cr>V>Ti。

其中的Cu、Zn富集系数较高,其值分别为36.48、24.82,比南坡的生物富集系数高。Ni、Co的富集系数分别为4.02、3.11,也高于南坡。这说明北坡暗针叶林带生物迁移仍然较强烈。

三、 山地针阔混交林景观带

山地针阔混交林带是南峰北坡的基带景观,分布于海拔3200米以下的雅鲁藏布江河谷,南坡分布于海拔2300~2800米。该景观带南北坡虽然同属暖温气候带,但水热分配上略有差异,南坡属湿润型,北坡属半湿润型。植被景观较一致,以川滇高山栎、高山松为主要代表种,外貌黄绿,林下灌木较发达[1,3,4]。

在上述气候、植被及水量较丰富的条件下,发育形成的山地棕壤有一定的淋溶强度,使土体呈中性到酸性反应,并有较明显的淀积层[7]。

微量元素在该景观带垂直方向的迁移特征,可从一个侧面反映该景观带的分布特点,经计算,几项迁移特征值列于表4。〖ZP(〗表4南峰山地针阔混交林景观带微量元素迁移特征值

Table 4The migration characteristic value of microelements in the mountain mixed broadleafconifer forest landscape zone of the Mt. Namjagbarwa

元素岩石含量

(ppm)风化壳

含量

(ppm)以Ti为基

准风化壳

含量(ppm)风化过程

中淋出量

(ppm)风化过程

相对淋出

率(%)风化过程

迁移系数土壤(表

层)含量

(ppm)以Ti为基

准土壤含

量(ppm)成土过程

中淋出量

(ppm)成土过程

相对淋出

率(%)成土过程

迁移系数abca-ca-ca·100%Pb=lncadea-ea-ea·100%Pd=lneaZn65.6477.2494.41-38.77-43.830.3667.8469.02-3.03-5.150.050V74.1156.2168.705.417.29-0.07672.9574.22-0.11-0.150.002Ti3698.373025.83698.40.000.000.003635.023698.40.000.000.00Pb33.3544.2654.10-20.75-62.210.48421.5821.9611.3934.16-0.418Ni28.1111.2013.6913.4251.30-0.71928.3528.84-0.73-2.610.059Cu78.7270.1885.78-7.06-8.970.08658.1559.1619.5624.84-0.286Cr50.4923.7028.9721.5242.63-0.55652.6553.57-3.08-6.100.026Co12.5910.0412.270.322.53-0.02612.4712.69-0.10-0.770.008Be2.953.604.40-1.45-49.160.402.973.02-0.07-2.430.024Ba363.66453.02553.72-190.1-52.260.42350.93357.056.611.82-0.018〖ZP)〗风化、成土过程中的迁移系列分别是

风化过程:Ni>Cr>V>Co>Ti>Cu>Zn>Be>Ba>Pb;

成土过程:Pb>Cu>Ba>Ti>V>Co>Be>Ni>Zn>Cr。

从上述元素的排列顺序看,风化、成土过程中微量元素的迁移存在一定差异,主要特征是

1. 由于该景观水热条件的制约,一方面降水丰富,元素在风化、成土两个过程中都受到强烈淋溶;另一方面,雨季气温较高,其生物活动相当旺盛,元素受生物的累积作用亦相当激烈。结果表现出部分元素淋失,部分元素累积;风化过程中的淋溶程度比成土过程的淋溶要强烈,风化过程中属淋溶型的有4个元素,而成土过程中仅3个元素;而且受淋溶与积累的元素种类也不一样,风化过程中属淋溶的元素有Ni、Cr、Co等。成土过程中属淋溶的元素有Pb、Cu、Ba。上述元素在风化、成土过程中的淋溶差别,充分说明风化过程中生物活动干扰较小,水热状况影响较大,因此风化地球化学过程中淋溶较突出,而成土过程中则生物活动加强,制约元素的淋溶迁移,表现出元素的淋溶减弱。

2. 某些元素在风化壳、土壤两个地球化学过程中迁移顺序有较大的差异。元素Pb在风化过程中处在迁移系列的末尾,迁移系数为0.484,表现为积累;而在成土过程中一跃处于迁移系列的首位,迁移系数为-0.418,表现出较强的淋溶。其他几个元素也有类似的现象,Cu在风化过程中为积累,而在成土过程中淋溶;Ni、Cr在风化过程中表现为较强的淋溶,而在成土过程中为积累;其他元素,V、Co、Be、Zn相对比较稳定。这种迁移特征与该景观的水分条件、水化学类型、旺盛的生物活动都有密切的关系。

生物有机体的地球化学作用,使微量元素进行再分配,其生物富集系列为

Ni>Zn>Cu>Ba>Co>Cr>Pb>Be>Ti>V。

将上述顺序,对照成土、风化过程的迁移系列,明显可见,凡是生物富集系数大的,在成土过程中基本表现出积累特征,如Ni、Zn等。但个别元素,如Cu属例外,它在高山栎的茎中富集系数为2.15,处在生物富集系列的稍前序列,而土壤表层Cu的迁移系数较小,表现出淋溶的特征。这种现象可能与生物体的不同部位选择性吸收有关。

四、 山地准亚热带半常绿阔叶林景观带

该景观带是南峰地区独特的一个景观带,分布于海拔1900~2300米,湿度大,处在云雾线以上,最大降水量附近,降雨量达2000毫米,垂直带谱中属热带湿润山地,相当于常绿、落叶阔叶混交林带,但落叶无季相变化[1,3]。

该景观带发育形成的土壤为山地黄棕壤,其剖面发育较成熟、层次分明,在淋溶与旺盛的生物活动双重作用下,土壤表层有机质含量较高,土体呈酸性反应,pH在4.8~5.5。

微量元素的迁移受上列环境条件的制约,各项迁移特征值列于表5。

经计算分析,微量元素的迁移系列为

风化过程:Pb>Be>Ti>Zn>V>Cr>Ba>Ni>Co>Cu;

成土过程:Pb>Be>Ti>V>Cr>Zn>Ni>Ba>Co>Cu。

随着海拔的降低,温湿条件的加剧,富含灰分元素阔叶树种的增加,生物地球化学作用加强,微量元素无论在风化过程或是成土过程中都表现出较强的累积特征,除了Pb、Be两个元素外,其他元素富集均较明显,其中Cu、Co、Ni等亲生物元素更为突出,Cu的迁移系数在风化过程中为2.618,在成土过程中为2.485。

五、 山地亚热带常绿阔叶林景观带

山地亚热带常绿阔叶林景观带,分布于海拔1100~1900米,随着海拔高度的降低,气候湿度降雨量略有减少,而热量增加,生物活动旺盛,相应地有机质分解速度加快,即生物小循环加强。发育形成的山地黄壤,通体呈酸性,代换性盐基量也不高[1,3,4,7]。

该景观带是南峰地区人为活动最集中的区域,原始植被几乎被破坏殆尽,一定程度上也影响元素的迁移状况。

各元素的迁移特征值列于表6。微量元素在风化、成土过程中的迁移系列为

风化过程:Co>Pb>Ni>Cr>Be>V>Ba>Ti>Zn>Cu;

成土过程:Pb>Cr>Co>V>Ni>Ti>Be>Zn>Ba>Cu。〖ZP(〗表5南峰山地准亚热带半常绿阔叶林景观带微量元素迁移特征值

Table 5The migration characteristic value of microelements in the mountain quasisubtropical

semievergreen broadleaved forest landscape zone of the Mt. Namjagbarwa

元素岩石含量

(ppm)风化壳

含量

(ppm)以Ti为基

准风化壳

含量(ppm)风化过程

中淋出量

(ppm)风化过程

相对淋出

率(%)风化过程

迁移系数土壤(表

层)含量

(ppm)以Ti为基

准土壤含

量(ppm)成土过程

中淋出量

(ppm)成土过程

相对淋出

率(%)成土过程

迁移系数abca-ca-ca·100%Pb=lncadea-ea-ea·100%Pd=lneaZn52.9103.186.54-33.64-63.590.492109.494.83-41.93-79.250.584V60.0119.2100.05-40.05-66.750.511106.9792.72-32.72-54.530.435Ti4714.35616.54714.30.000.000.005438.94714.30.000.000.00Pb44.329.224.519.7944.67-0.59239.033.8010.4923.69-0.270Ni11.449.241.29-29.89-262.251.28736.531.64-20.24-177.521.021Cu6.4104.587.71-81.31-1270.52.61888.676.79-70.39-1099.92.485Cr42.999.383.35-40.45-94.290.68479.668.99-26.09-60.830.475Co1.422.118.55-17.15-1224.992.58418.616.12-14.72-1051.592.444Be3.63.432.880.7220.03-0.2232.992.591.0128.01-0.329Ba94.3373.5313.5-219.2-232.451.201354.5307.27-212.97-225.841.181〖ZP)〗〖ZP(〗

表6南峰山地亚热带常绿阔叶林景观带微量元素迁移特征值

Table 6The migration characteristic value of microelements in the mountain subtropical

evergreen broableaved forert landscape zone of the Mt. Namjagbarwa

元素岩石含量

(ppm)风化壳

含量

(ppm)以Ti为基

准风化壳

含量(ppm)风化过程

中淋出量

(ppm)风化过程

相对淋出

率(%)风化过程

迁移系数土壤(表

层)含量

(ppm)以Ti为基

准土壤含

量(ppm)成土过程

中淋出量

(ppm)成土过程

相对淋出

率(%)成土过程

迁移系数abca-ca-ca·100%Pb=lncadea-ea-ea·100%Pd=lneaZn77.2473.278.94-1.69-2.200.02265.596.03-18.79-24.330.218V56.2151.555.540.671.195-0.01236.653.662.554.54-0.046Ti3025.82205.83025.830.000.000.002063.83425.80.000.000.00Pb44.2635.137.856.4114.48-0.15626.538.855.4112.22-0.130Ni11.28.969.661.5413.73-0.1487.5311.040.161.43-0.014Cu70.299.7107.52-37.32-53.160.426149.2218.75-148.54211.61.137Cr23.720.221.781.928.09-0.08414.9821.961.747.33-0.076Co10.047.468.051.9919.87-0.2226.379.340.706.98-0.972Be3.63.153.390.205.64-0.0582.723.99-0.39-10.780.102Ba453.0418.3451.101.910.42-0.004443.1649.64-196.64-43.419.361〖ZP)〗微量元素主要迁移特征是:

1. 微量元素的淋溶强度比准亚热带半常绿阔叶林景观强烈。表现出淋溶特征的元素达6~7个,比上一个景观带(2个)多了4~5个,其中迁移能力较强的是Pb、Co、Cr等。但因活跃的生物循环作用,制约着元素的淋溶深度。上述表现为淋溶的元素,其迁移系数绝对值较小,一般都小于0.20。之所以出现这样的迁移特征,与该景观湿热的淋溶条件、人为破坏因素及生物地球化学过程中的强烈分解作用有关。

2. 该景观中受到积累的元素是Cu、Zn,其中Cu的积累能力较大,迁移系数在风化、成土过程中分别是0.426、1.137。按迁移系数的大小,该景观带的积累强度也不如准亚热带半常绿阔叶林景观带。这种现象也说明该景观的淋溶与生物地球化学过程都是相当激烈的。

六、 河谷准热带季雨林景观带

河谷准热带季雨林景观带,是该地区南坡的重要景观带,分布于雅鲁藏布江河谷,海拔1100米以下,是西藏温暖湿润的地区。植被为准热带季雨林,树种的组成与结构均较复杂,全年雨水丰富,发育形成的黄色赤红壤,表层有机质含量可达6.0%~10.0%,向下过渡,有机质含量迅速减少;全剖面呈强酸性,pH值均在4.5以下;宏量元素迁移明显表现出脱Si富Fe、Al的典型特征[1,3,7]。

微量元素在该景观带的迁移特征值列于表7。

微量元素的迁移系列为

风化过程:Ni>Cr>Co>Pb>V>Cu>Ti>Zn>Be>Ba;

成土过程:Ni>Cr>Co>Pb>V>Ti>Cu>Zn>Ba>Be。

该景观带水、热条件与生物有机体都是活跃而旺盛的因素,对微量元素的淋溶和生物累积起着很大的作用,元素本身的性质,环境的局部变化,都决定着它们在表生作用带的迁移特征。计算结果表明,该景观带大部分微量元素呈淋溶状态。比较风化、成土两个过程的迁移系列,基本顺序是一致的,Ni、Cr、Co、Pb、V均属淋溶特征, Be、Ba、Zn均为积累特征,Cu相对稳定,迁移系数在风化、 成土两个过程中分别是-0.038、0.001,摆动在元素Ti的两侧。〖ZP(〗表7南峰河谷准热带季雨林景观带微量元素迁移特征值

Table 7The migration characteristic value of microelements in the valley quasitropical

monsoon rainforest landscape zone of the Mt. Namjagbarwa

元素岩石含量

(ppm)风化壳

含量

(ppm)以Ti为基

准风化壳

含量(ppm)风化过程

中淋出量

(ppm)风化过程

相对淋出

率(%)风化过程

迁移系数土壤(表

层)含量

(ppm)以Ti为基

准土壤含

量(ppm)成土过程

中淋出量

(ppm)成土过程

相对淋出

率(%)成土过程

迁移系数abca-ca-ca·100%Pb=lncadea-ea-ea·100%Pd=lneaZn203.8198.5212.0-8.22-4.030.040197.4220.8-17.02-8.350.080V137.8123.5131.95.894.27-0.040109.0121.915.8711.51-0.122Ti4492.34205.84492.30.000.000.004015.84492.30.000.000.00Pb52.8546.8049.992.865.42-0.05641.6046.546.3111.95-0.127Ni179.2125.8134.3744.8325.02-0.2991.7102.5876.6242.76-0.558Cu108.898.1104.784.023.69-0.03897.4108.96-0.16-1.440.001Cr234.2168.0179.4454.7623.38-0.267128.0143.1991.0138.86-0.492Co40.8231.6533.817.0117.18-0.18925.4528.4712.3530.26-0.360Be2.312.352.51-0.20-8.660.0832.522.82-0.51-22.040.199Ba331.1369.2394.4-63.25-19.100.175337.9377.99-46.89-14.160.132〖ZP)〗通过微量元素在生物体内的富集系数计算,基本规律与风化、成土过程中的迁移特征相对应,即生物地球化学过程中富集系数大的,在风化、成土过程中也表现为积累,处在迁移系列的后边。该景观带生物富集系列为

Ba>Cu>Zn>Pb>Be>Co>Ni>Cr>Ti>V。

七、 结论

Zn、V、Ti、Pb、Ni、Cu、Cr、Co、Be、Ba等十种微量元素在南峰地区各垂直景观带的分布、迁移规律的分析,表明这些元素随水热条件、生物种群分布的垂直分异,而呈有规律的迁移,概括起来其基本特征是

1. 在风化壳地球化学过程、土壤地球化学过程、生物地球化学过程的综合作用下,元素的淋溶迁移与生物富集平衡,微量元素从高山灌丛草甸景观带,经山地暗针叶林景观带(南、北坡)、山地针阔混交林景观带、山地准亚热带半常绿阔叶林景观带、山地亚热带常绿阔叶林景观带,至河谷准热带季雨林景观带,表现出相对稳定—淋溶强烈、累积较弱—淋溶、累积均强烈的迁移特征。

2. 由于气候、土壤等环境条件的影响,生物选择性吸收,以及元素本身的性质,使各景观带被淋溶的元素与生物富集的元素存在一定的差异。如Cu、Zn、Co、Ni等亲生物元素,生物累积系数普遍较大,而其他一些元素,尤其是Ti、V在各景观带生物富集均较弱。

参考文献

[1] 彭补拙.南迦巴瓦峰地区垂直自然带初步研究[J].山地研究,1984,2(3).

[2] 杨逸畴.南迦巴瓦峰地区地貌的基本特征和成因[J].山地研究,1984,2(3).

[3] 李渤生.南迦巴瓦峰地区植被垂直带谱[J].山地研究,1984,2(3).

[4] 林振耀,等.南迦巴瓦峰地区气候带及气候类型[J].山地研究,1984,2(3).

[5] 严蔚芸,彭补拙,等.天山托木尔峰地区景观地球化学的某些特征[M]//化学地理研究文集.科学出版社,1985.

[6] 章申,于维新,等.珠穆朗玛峰地区过渡元素的表生地球化学特征[M]//珠峰地区科学观察报告(自然地理).科学出版社,1975.

[7] 彭补拙,赵培道,等.南迦巴瓦峰地区土壤类型[J].山地研究,1985,3(4).

[8] 陈传康,等译.景观地球化学概论[M].地质出版社,1958.

MIGRATION CHARACTERISTICS OF

MICROELEMENTS IN PROCESS OF LANDSCAPE

GEOCHEMISTRY IN MT. NAMJAGBARWA AREA

Dou YijianPeng BuzhuoZhao Peidao

Liu YuminLi Chunhua

(Department of Geography, Nanjing University)

ABSTRACT

To provide scientific basis for appraising natural resources in Mt. Namjagbarwa area, the migration characteristics of geochemical microelements, such as Zn, V, Ti, Pb, Ni, Cu, Cr, Co, Be and Ba, in the landscape zones of alpine scrub and meadow, the mountainous dark coniferous forest, the mountainous mixed broadleaf and coniferous forest, the mountainous quasisubtropical semievergreen broadleaf forest, the mountainous subtropical evergreen broadleaf forest, and the valley quasitropical monsoon rainforest have been described in the paper.

Key words: microelement migration; landscape zone; Mt. Namjagbarwa area

西藏南迦巴瓦峰地区水化学特征的研究西藏南迦巴瓦峰地区水化学特征的研究本文承任美锷教授审阅,特此致谢。

本文与李春华共同撰写,原载《南京大学学报》,1988年第9期,第6981页。

摘要本文通过对西藏南迦巴瓦峰地区各种天然水体的水化学成分的分析,确定其水化学类型和基本特征,并阐明水化学成分的季节性变化和区域差异的特点。

南迦巴瓦峰地区各种天然水的矿化度一般较低,多为低矿化度水,矿化度多在200 mg/l 以下,硬度在2.5 m·e/lm·e=毫克当量,l=毫升。以下。各种天然水体的矿化度和硬度的顺序大致为

温泉水>湖水>河水>冰雪水。

水化学类型以重碳酸盐,硫酸盐—钙、镁离子型为主,冰、雪、降水中硫酸根离子含量高,某些泉水为特殊类型,以氯离子为主。

关键词水化学特征南迦巴瓦峰雅鲁藏布江

南迦巴瓦峰(以下简称南峰)地处我国西藏的东南部,喜马拉雅山脉的最东端,海拔7782 m。本文讨论的范围为南峰及周围地区,包括南坡的墨脱及北坡的米林、林芝、波密等县,面积约1.8×104 km2。

本文根据作者1982—1983年参加中国科学院登山科学考察队在南峰进行科学考察所获得的自然地理等多方面的资料和采集的各种类型的水样样品共40个,经室内分析整理,试图阐明该地区各种天然水体的水化学的基本特征和水化学类型及水化学成分的季节性变化和区域性差异的形成和特点,为合理开发利用水资源、为水文和综合自然区划等提供科学依据。

1天然水水化学的基本特征

南峰地区各种天然水的矿化度较低,一般为低矿化度水,其值多在200 mg/l以下(表1)。但本区内自然地理条件的差异,使各种天然水的化学特征依区域而有一定的变化。

河水的水化学成分是各种天然水中变化最为明显的。其中矿化度的变动范围为26.51~187.87 mg/l,平均为70.06 mg/l,硬度的变动范围为0.222~2.379 m·e/l,平均为0.859 m·e/l。矿化度及硬度低的河流多分布于南坡的雅鲁藏布江的一些支流,而温泉补给的某些河流矿化度较高。雅鲁藏布江源出于半干旱地区,它汇集了不同矿化度的各支流的河水,流程又长,故各河段的矿化度多在70 mg/l以上,其平均值为98.23 mg/l。从水化学类型看,南坡湿润地区河流的主要水化学类型为HCO-3、SO2-4—Ca2+、Mg2+型,而北坡及雅鲁藏布江干流的水化学类型为HCO-3·SO2-4—Ca2+型,某些河流水的SO2-4离子含量较高,而另外一些河流的SO2-4离子含量较低,因此,还有SO2-4·HCO-3—Ca2+型水和HCO-3—Ca2+型的河流。

大气降水、雪、冰川冰的矿化度及硬度是各种天然水中数值最低的(表2),其中冰川冰的矿化度为19.99~76.79 mg/l,硬度为0.156~0.853 m·e/l,属HCO-3—Mg2+(Na+)或SO2+4、HCO-3—Ca2+等型的极软水。大气降水(液态水)因采样时间和地点不同,其矿化度差别甚大,米林县雅鲁藏布江河谷海拔2950 m的丹娘,降水的矿化度为27.57 mg/l,而雅鲁藏布江河谷海拔1500 m左右墨脱县加热萨的大气降水,其矿化度为110.38 mg/l。水化学类型也不一致,前者阴离子以HCO-3离子为主,属HCO-3、SO2+4—Na+、Ca2+型,而后者SO2-4离子占优势,属SO2-4、HCO-3—Ca2+、Na+型。这可能是由于受污染的大气从南区工业区沿雅鲁藏布江水汽通道深入,从而影响其降水的矿化度和水化学类型。雪(固态降水)的矿化度与冰川数值相近,为21.71~36.11 mg/l,其水化学类型属SO2-4—Na+或Cl-、SO2-4—Na+、Mg2+型。

湖水的矿化度为30.76~92.15 mg/l,平均值为55.04 mg/l;硬度变动于0.273~1.17 m·e/l之间,平均为0.64 m·e/l。因湖水的补给类型不同,其矿化度和硬度均有明显差异,以冰川补给的湖水低于以河流补给的水。〖ZP(〗

表1南迦巴瓦峰地区水化学组成和类型 最低值~最高值平均值,单位mg/l

Tab. 1Hydrochomical composition and types in Namjagbarwa Region Lowest~HighestAverage value,the unit is mg/l

天然水种类样品

数离子总量CO2-3HCO-3SO2-4Cl-Ca2+Mg2+K++Na+主要水化学类型河

水雅鲁藏

布江847.58~187.8798.23020.37~106.152.8313.10~35.7820.280~0.9410.61810.14~29.9317.0780.936~7.663.2820.184~11.783.047HCO-3,SO2-4—Ca2+南坡626.51~59.5638.465012.38~31.819.752.45~15.759.5002.54~8.095.2750.47~4.622.2570.35~3.171.688HCO-3,SO2-4—Ca2+,Mg2+北坡1326.1~172.7073.470~1.980.76210.61~71.2233.739.94~62.8818.990~2.460.7943.71~39.014.780.468~5.1481.7350.046~5.0372.239HCO-3,SO2-4—Ca2+冰

川冰川冰176.37037.8418.860.72812.412.8544.041HCO-3,SO2-4—Ca2+冰川融水1151.292053.3856.920.92335.103.2761.693SO2-4,HCO-3—Ca2+泉水3252.91~1650.91743.096.66~273.5497.8475.95~373.08188.1153.52~138.1596.465.54~372.75128.460~90.4833.800~1.8720.6240.474~533.83197.80SO2-4,HCO-3—Ca2+

Cl-,HCO-3—Na+湖水330.76~92.1555.04011.16~54.2325.5210.48~19.4614.710.618~0.9230.71974.68~19.509.880.468~2.341.7160.943~3.3582.492HCO-3—Ca2+

SO2-4,HCO-3—Ca2+,Na+降

水雨水227.57~11.03868.98010.18~36.2923.247.488~41.9324.713.0532.34~12.487.410.468~3.2761.8724.039~6.5785.309SO2-4,HCO-3—Na+,Ca2+雪水136.1106.77117.950.6182.340.4687.958SO2-4—Na+〖ZP)〗〖ZP(〗

表2南迦巴瓦峰地区大气降水的化学成分(1983)

Tab.2Chemical composition of atmospheric water in Namjagbarwa Region

样品

编号采样地点

时间离子总量

(mg/l)

(m·e/l)总硬度

(m·e/l)主要离子含量(mg/l,m·e% )HCO+3SO2-4Cl-Ca2+Mg2+K++Na+水化学类型N P213700 m处雪

1983.6.2736.11

1.0050.156 6.771

11.0517.95

37.210.618

1.742.34

11.640.468

3.88 7.958

34.48SO2-4—Na+N P41丹娘降水

1983.7—827.57

0.66320.15610.18

25.187.488

23.523.053

1.302.34

17.640.468

5.88 4.039

26.48HCO-3、SO2-4—Na+、Ca2+N P40加热萨降水

1983.8.28—29110.38

2.9550.89736.29

20.1441.93

29.583.053

0.2912.48

21.123.276

9.23 6.578

19.66SO2-4、HCO-3—Ca2+、Na+嘎龙拉冰川雪崩雪

198221.71Cl-SO2-4—Na+Mg2+〖ZP)〗在各种天然水中温泉水的矿化度最高,达252.91~1650.91 mg/l。化学成分较为复杂,硬度的变化也很大,有的温泉水以Cl-、Na+离子为主,未检出Ca2+、Mg2+离子,而有的温泉水的Ca2+离子数值达4.524 m·e/l,为弱的硬水。从水化学类型看有以SO2-4、Ca2+离子为主的SO2-4、HCO-3—Ca2+型水,也有以Cl-和Na+离子为主的Cl-、HCO-3—Na+型水。

综上所述,南峰地区各种天然水的矿化度和硬度的顺序大致为

温泉水>湖水>河水>冰雪水。

水化学类型以HCO-3、SO2-4—Ca2+、Mg2+型为主,冰、雪、降水中SO2-4离子含量高,某些温泉水为特殊类型,以Cl-离子为主。

2河流的水化学特征

南峰地区河水的离子总量和总硬度偏低,离子总量一般在30~180 mg/l,总硬度一般为0.3~2 m·e/l,水化学类型多为HCO-3、SO2-4—Ca2+型,具有湿润和半湿润地区河流水化学的一般特点。但由于自然地理条件的差异,河流水化学的特征在区域和时间上均具有不同的特点。

南峰南坡的广大地区,除雅鲁藏布江以外的其他支流矿化度及总硬度较北坡地区低,不管是南北坡之间海拔高度相近河段河水的矿化度和总硬度,还是各支流及不同海拔高度河水矿化度和总硬度的平均值,南坡均较北坡低。如南坡多雄曲海拔2700 m处的河水,矿化度为27.96 mg/l,总硬度0.312 m·e/l;而北坡派区附近的支流海拔 2800 m 处的河水,矿化度达46.7 mg/l,总硬度为0.546 m·e/l,水化学类型均属HCO-3、SO2-4—Ca2+、Mg2+型(表3,4)。南坡支流海拔2000 m左右以上河水矿化度平均值为27.66 mg/l,总硬度平均值0.314 m·e/l;而北坡支流河水矿化度平均值为36.4 mg/l,总硬度平均值为0.46 m·e/l。产生这种差异的原因主要是南北坡气候湿润程度不同,南坡气候湿润,降水充沛,降水量大于蒸发量;北坡气候半湿润,降水较少,蒸发量大于降水量[1,3]。因此南坡土壤及风化壳的淋溶作用较北坡强,土壤与风化壳中代换性盐基含量较北坡低,从而南坡土壤及风化壳中进入河流中的盐基离子也较少,河水矿化度偏低。附图南迦巴瓦峰地区水样取样区分布图

Fig.The distribution of water—sampling points of Namjagbarwa Area

南峰地区河流水化学季节变化较为明显。从表3和表4可见,雅鲁藏布江海拔2800 m左右派区附近的河水,夏季(6月)河水的矿化度76.37 mg/l,总硬度0.858 m·e/l,属HCO-3、SO2-4—Ca2+、Mg2+型;而秋季(10月)河水的矿化度高达187.87 mg/l,总硬度2.16 m·e/l,属HCO-3、SO2-4—Ca2+型水。秋季河水矿化度为夏季河水矿化度的2.5倍,总硬度为2.5倍左右。显然,夏季降水量增加,河流的径流量增大,是使雅鲁藏布江河水矿化度和总硬度降低的主要原因。

雅鲁藏布江河水的水化学不仅有明显的季节变化的特点,而且在本区范围的流程内,不同的河段其矿化度和化学组成也具有不同的特征。如秋季雅鲁藏布江派区附近北多雄曲的河水,其矿化度为187.87 mg/l,总硬度为2.126 m·e/l,属HCO-3、SO2-4—Ca2+型水,沿流程随海拔高度的降低,河流达海拔800 m处时,河水的矿化度减少至138.88 mg/l,总硬度为1.268 m·e/l,水化学类型属HCO-3—Ca2+、Na+型水。造成雅鲁藏布江秋季河水矿化度和水化学特征变化的原因是:雅鲁藏布江河水从西至东以较

〖ZP(〗表3南迦巴瓦峰地区河流水(雅鲁藏布江以外河流)化学成分(1983)

Tab.3Hydrochemical composition of river in Namjagbarwa Region(Except Yaluzangbu River)

样品

编号采样地点

时间离子总量

(mg/l)

(m·e/l)总硬度

(m·e/l)主要离子含量(mg/l,m·e%)CO2-3HCO-3SO2-4Cl-Ca2+Mg2+K++Na+水化学类型N P16直白河水

1983.6.21172.70

4.7852.379/64.44

22.0862.88

27.380.923

0.54439.0

40.755.148

8.970.308

0.28SO2-4、HCO-3—Ca2+N P22那木拉东侧支流

1983.6.2934.20

0.9330.4291.98

3.5411.16

19.6111.62

25.940.305

0.9227.80

41.800.468

4.180.863

4.02SO2-4、HCO-3—Ca2+N P23马普拉河水

1983.7.463.36

1.7620.8581.98

1.8725.44

23.6919.82

23.450.618

0.98811.70

33.213.276

15.500.529

1.30HCO-3、SO2-4—Ca2+、Mg2+N P25多雄拉北侧河水

1983.7.642.72

1.1440.3901.98

2.8817.99

25.7910.46

19.060.923

2.276.24

27.270.936

6.824.186

15.91HCO-3、SO2-4—Ca2+、Na+N P26德阳河3500 m处河水1983.7.1082.98

2.2341.0921.98

1.4830.52

22.3827.31

25.471.693

2.1419.50

43.641.404

5.240.577

1.12SO2-4、HCO-3—Ca2+N P28德阳河口

1983.7.1385.98

2.291.014/40.69

29.1221.70

19.740.923

1.1418.72

40.870.936

3.413.013

5.72HCO-3、SO2-4—Ca2+N P30加玉普河水

1985.72.034.0

0.9150.273/13.54

24.2610.46

23.830.618

1.914.68

25.570.468

4.264.232

20.16HCO-3、SO2-4—Ca2+N P31尼洋曲水

1983.7.2156.70

1.5050.6241.98

2.1924.77

26.9814.21

19.670.618

1.1611.70

38.890.468

2.592.953

8.52HCO-3、SO2-4—Ca2+N P34迫隆藏布1900 m处1983.8.18108.23

2.8551.209/57.66

33.1019.82

14.172.46

2.4321.84

38.241.410

4.125.037

7.65HCO-3、SO2-4—Ca2+N P36迫隆藏布2760 m处扎木附近

1983.8.22114.71

2.9631.287/71.22

39.4114.22

10.000.618

0.5921.84

36.852.34

6.588.471

6.57HCO-3—Ca2+N P30倾多河水

1983.9.286.69

2.1061.014/47.48

36.9512.36

12.220.618

0.8318.72

44.440.936

3.700.902

1.86HCO-3—Ca2+表4南迦巴瓦峰地区河流水化学成分(1982)

Tab.4Hydrochemical composition of river in Namjagbarwa Region(1982)

样品

编号采样地点

时间海拔

(m)离子总量

(mg/l)

(m·e/l)总硬度

(m·e/l)pH主要离子含量(mg/l,m·e%)HCO-3SO2-4Cl-Ca2+Mg2+K++Na+水化学类型S P1金珠藏布河水

1982.9.3180029.16

0.7840.3327.4614.15

29.597.68

20.4105.86

36.990.47

4.971.45

8.04HCO-3、SO2-4—Ca2+S P2雅鲁藏布江

1982.9.20800138.88

3.561.2687.2891.98

42.3413.10

7.66016.99

23.865.03

11.7611.78

14.37HCO-3—Ca2+、Na+S P3尼勒曲河水

1982.9.2285026.51

0.6820.2227.6217.69

42.522.45

7.4802.54

19.061.16

13.932.67

17.01HCO-3—Ca2+、Na+S P4地东东侧河水

1982.9.2584057.9

1.5760.6557.4028.3

29.1915.75

20.8107.03

22.213.65

19.043.17

8.75HCO-3、SO2-4—Ca2+、Mg2+S P5多雄曲河水

1982.9.2570059.56

1.6320.7817.3231.8

31.8614.22

18.1408.09

24.514.62

23.280.83

2.21HCO-3、SO2-4—Ca2+、Mg2+S P7多雄曲河水

1982.10.3202029.25

0.8100.3907.3414.15

28.648.30

21.3604.26

25.932.19

22.220.35

1.85HCO-3、SO2-4—Ca2+、Mg2+S P8多雄曲河水

1982.10.3270027.96

0.7640.3127.2012.38

26.578.60

23.4303.87

24.871.45

15.711.66

9.42HCO-3、SO2-4—Ca2+、Mg2+N P10派区附近支河

1982.10.4339026.10

0.7440.3676.9610.61

23.399.54

26.6103.71

25.542.19

24.190.046

0.27SO2-4、HCO-3—Ca2+、Mg2+N P11派区附近支河

1982.10.7285046.90

1.2740.5467.1623.0

29.8312.41

20.1706.72

26.692.57

16.482.00

6.83HCO-3、SO2-4—Ca2+、Mg2+N P12雅鲁藏布江

1982.10.92800187.87

4.9752.1267.54106.1

34.9735.78

15.03029.93

29.957.66

12.668.4

7.44HCO-2、SO2-4—Ca2+表5南迦巴瓦峰地区河流水(雅鲁藏布江)化学成分(1983)

Tab.5HYdrochemical composition of river in Namjagbarwa Region(Yaluzangbu River)

样品

编号采样地点时间离子总量

(mg/l)

(m·e/l)总硬度

(m·e/l)主要离子含量(mg/l,m·e% )HCO-3SO2-4Cl-Ca2+Mg2+K++Na+水化学类型N P29雅鲁藏布江

米林附近1983.7.1947.58

1.2950.62420.37

25.7914.21

22.860.618

1.3410.92

42.160.936

6.030.529

1.78HCO-3、SO2-4—Ca2+N P27雅江鲁霞站

1983.7.374.49

1.9790.7838.31

31.7316.08

16.930.941

1.3412.48

31.541.873

7.884.801

10.56HCO-3、SO2-4—Ca2+N P24雅江派区附近

1983.6.1976.37

2.0680.85836.29

28.7719.82

19.970.923

1.2612.48

30.172.808

11.324.008

8.51HCO-3、SO2-4—Ca2+N P15雅江2750 m处

1983.6.1868.80

1.9460.85825.44

21.4225.44

27.340.923

1.3410.14

26.054.21

18.042.645

5.91HCO-3、SO2-4—Ca2+、Mg2+N P33雅江扎曲附近

1983.8.1794.79

2.5131.24849.84

32.5119.82

16.440.923

1.0422.62

45.011.404

4.660.184

0.32HCO-3、SO2-4—Ca2+S P37雅江加热萨附近

1983.8.2997.03

2.5631.24854.27

34.7117.97

14.610.618

0.6821.06

41.082.34

7.610.768

1.31HCO-3、SO2-4—Ca2+〖ZP)〗高的矿化度和总硬度自半干旱的中、上游地区流入本区北坡的半湿润地区后,经大拐弯折向西南进入南坡的湿润地区,汇集了金珠曲、尼勒曲、多雄曲等矿化度在60 mg/l以下的河水(表4),从而使雅鲁藏布江河水的化学性质发生明显变化。

雅鲁藏布江水体自海拔2850 m左右米林城附近至大拐弯中海拔1500 m左右的加热萨一带的河段,其矿化度及总硬度随海拔高度的降低而增加,矿化度和总硬度分别由47.58 mg/l和0.024 m·e/l增至97.03 mg/l和1.248 m·e/l,主要离子的含量虽随流程也发生一定变化,但水化学类型一般仍以HCO-3、SO2-4—Ca2+型为主。该河段河水矿化度和总硬度增高,可能由以下原因造成:一方面夏季汇入雅鲁藏布江的河水,除矿化度低的大气降水补给以外,更为重要的是冰雪水和冰川融水补给,随着夏季气温的增高,冰雪水和冰川融水补给增加,它们的矿化度和总硬度均较高,从而使雅鲁藏布江的矿化度和总硬度不断增高;另一方面,雅鲁藏布江流经地段温泉较多,而温泉的矿化度和总硬度均较高(表5),作为河流补给之一的高矿化度温泉水,也使该河段河水矿化度增高。

雅鲁藏布江各支流河水的水化学特征,依河流补给类型、河流的大小及流程的长短等而有所不同。从表3和表4明显可见,有温泉补给的直白曲矿化度最高,其值达172.70 mg/l,属SO2-4、HCO-3—Ca2+型水;以冰川融水及冰雪补给的德阳河为主,马普拉河及尼洋曲次之,矿化度在56.70~85.95 mg/l,以HCO-3、SO2-4—Ca2+型水为主;以雨水和冰雪补给为主的有加玉普河、那木那东侧支流及多雄拉山口北侧支流,河水矿化度最低,一般在40 mg/l以下。迫隆藏布沿途汇集了扎木河、顷多藏布(河)及易贡藏布,水量大、流程较长,且以冰川融水补给为主,但途中高矿化度的温泉甚多。因此,其矿化度高达114.7 mg/l,总硬度为1.287 m·e/l,仅次于以温泉补给为主,为数不多的河流,可见,同样的冰川和冰雪融水补给为主的河流,流程愈长,其矿化度一般愈高。

南峰地区河流水化学特征的垂直变化较明显,河流从上游至下游相继流经不同的垂直自然带时,河水中离子含量不断增加,化学组成也不断变化。现以南坡多雄曲,北坡派区附近支流河水化学特征的垂直变化予以说明,南坡的多雄曲是一条以降水和冰雪融水补给为主的河流,多雄拉山口积雪的矿化度为3.08~7.64 mg/l,地表径流的矿化度仅4.38 mg/l,前者可代表该河补给水源的化学特点,后者在一定程度上可以说明河流源出于高山寒带草甸、高山草甸土带时河水的水化学特征。河流流入海拔2700 m左右的山地暖温带针阔混交林山地棕壤土带时,多雄曲河水中的矿化度增至27.96 mg/l,总硬度为0.312 m·e/l,属HCO-3、SO2-4—Ca2+、Mg2+型水。再往下达海拔2020 m左右的山地准亚热带半拔绿阔叶林山地黄棕壤带,河水的矿化度达29.25 mg/l,总硬度为0.390 m·e/l,流至海拔700 m左右的准热带季雨林砖红壤性红壤带后,河水的矿化度达59.56 mg/l,总硬度为0.781 m·e/l。虽然从水化学类型来看均属同一型,但各组成离子含量有所变化,随着海拔高度的降低,流程的增长,HCO-3m·e%不断增加,SO2-4 m·e%不断减少;Ca2+的m·e%虽无多大变化,但Mg2+的m·e%却不断增大。

北坡派区附近的支流也源出于多雄拉山口附近,河流进入海拔3390 m左右的山地寒温带暗针叶林山地灰化土带时,河水的矿化度由4.38 mg/l增至26.10 mg/l,总硬度达0.367 m·e/l,属HCO-3、SO2-4—Ca2+、Mg2+型水。河流达海拔2850 m处的山地暖温带针阔混交林山地棕壤带时,河水的矿化度急增至46.70 mg/l,总硬度达0.546 m·e/l,虽水化学类型无变化,但HCO-3的m·e%增加,SO2-4m·e%不断减少;Ca2+离子的变化不明显,而Mg2+的m·e%却随流程增加而减少。

由此可见,南峰地区河流水化学特征的垂直变化较明显。产生河流矿化度和离子含量顺序关系变化的原因,主要与流经地区自然地理特征的变化有关。高海拔地区气候寒冷,土壤发育年轻,含可溶性盐很少,风化壳多为粗碎屑物质,其可溶性盐也很低,随着海拔高度的降低,气温增高,土壤发育程度增强[4],含有较多的可溶性盐随地表径流和地下径流汇集进入河流水体中,从而使河水的矿化度和硬度增加。离子含量顺序的变化与河流补给水源的化学性质有关,高海拔的河源地段,SO2-4的m·e%接近或高于HCO-3m·e%,这主要由于该河流均以SO2-4离子含量占优势的降水和冰雪融水补给为主(表2)。河流沿途经土壤和风化壳溶滤作用后的地面和地下径流的补给,河水中HCO-3离子的含量不断增加,SO2-4离子的含量相对减少。北坡气候较南坡干燥,土壤中Na+离子含量有所增加,从而进入河流中Na+离子的含量随流程而明显增加;南坡则相反,Mg2+离子的含量(包括m·e%)随流程而相对增加。

3冰、雪水的水化学特征

本地区现代冰川以南峰为中心呈掌状向四周散射,由于各坡向自然地理条件的差异,冰川末端伸进的海拔高度不一,所以冰川水化学成分上的一定差异。从整体上看,南峰地区是我国高山区冰川冰、雪矿化度较低的地区之一,其矿化度为19.99~76.37 mg/l,低于天山托木尔峰地区冰川矿化度(97.64 mg/l)及珠穆朗玛峰地区冰川的矿化度(107 mg/l)[5,6]。

南峰地区冰川冰、冰川融水的化学成分及水化学类型,不同的冰川其特点不一,其中以冰川冰的差异最为明显(表1,6)[2]。则隆弄冰川冰的阴离子以HCO-3离子为主,其水化学类型为HCO-3—Mg2+型或HCO-3—Ca2+、Mg2+型。而嘎龙拉冰川的阴离子以SO2-4离子占优势,HCO-3离子的含量较SO2-4离子要小,水化学类型为SO2-4、HCO-3—Ca2+或SO2-4、HCO-3—Mg2+、Ca2+型。

冰川融水的矿化度较冰川冰的矿化度高,其值达89.34~151.29 mg/l,这与冰川冰转化为水的过程中使表碛中的岩石碎屑、泥土中的盐分挟带或溶解到水中的数量增加有关,同时,本地区新构造运动及强烈的地质地貌作用使表碛较为发育,在一定程度上增强物质的溶解作用。

4湖水的水化学特征

南峰地区湖水的水化学成分及含量与它所处地区的自然地理条件有关,尤其是与湖水补给水源的化学成分紧密相关。

易贡湖分布于海拔2300 m左右的易贡盆地,它是由于冰川泥面流堵塞易贡藏布而成,湖水的矿化度为92.15 mg/l,属HCO-3—Ca2+型水(表7),与易贡藏布河水的化学特征相近,位于南峰西南的那木拉错湖水的矿化度为80.81 mg/l(1982年10月采样),与相距该湖不足1 km的那木拉冰川末端的冰川矿化度值(71.00 mg/l)非常相近,它反映了湖水主要受那木拉冰川补给。湖水的矿化度因季节不同而有所变化,如1983年夏季(6月)那木拉错湖水的矿化度仅有42.21 mg/l,这反映了随降水量的增加,低矿化度〖ZP(〗表6南迦巴瓦峰地区冰川、冰川融水的化学成分*

Tab. 6Chemical composition of glacier and glacial water in Namjagbarwa Region

采样地点样品类型海拔(m)采样时间pH矿化度

(mg/l)硬度

(m·e/l)水化学类型则隆弄冰川冰川冰37001982.105.5921.70HCO-3—Mg2+(Na+)32001983.77.0876.370.8583HCO-3、SO2-4—Ca2+30001982.106.1919.99HCO-3—Ca2+、Mg2+冰川融水35501982.107.21133.62HCO-3、SO2-4—Ca2+、Mg2+32001983.77.20151.2922.028HCO-3、SO2-4—Ca2+、Mg2+嘎龙拉冰川冰川冰37001982.106.2639.36SO2-4、HCO-3—Ca2+冰川融水35601982.107.3889.34HCO-3—Ca2+、Mg2+雪崩雪36401982.104.2521.71Cl-、SO2-4—Na+、Mg2+*1982年资料由本队张文敬提供。表7南迦巴瓦峰地区湖水的化学成分(1983)

Tab. 7Chemical composition of lake water in Namjagbarwa Region(1983)

样品

编号采样地点时间离子总量

(mg/l)

(m·e/l)总硬度

(m·e/l)主要离子含量(mg/l,m·e% )HCO-3SO2-4Cl-Ca2+Mg2+K++Na+水化学类型N P20那木拉湖水

1983.6.2942.21

1.2120.46811.16

15.1019.46

33.460.618

1.445.46

22.542.34

16.083.174

11.38SO2-4、HCO-3—Ca2+,Mg2+N P32易贡湖水

1983.8.1092.15

2.4221.1754.23

36.7114.21

12.220.923

1.0719.50

40.262.34

8.050.943

1.69HCO-3—Ca2+N P38随拉口冰碛

湖水1983.9.130.76

0.8380.27311.16

21.8310.48

26.070.618

2.084.68

27.920.468

4.653.358

17.42SO2-4、HCO-3—Ca2+,Na+表8南迦巴瓦峰地区温泉水的化学成分(1983)

Tab. 8Chemical composition of warn spring water in Namjagbarwa Region(1983)

样品

编号采样地点时间海拔

(m)离子总量

(mg/l)

(m·e/l)总硬度

(m·e/l)主要离子含量(mg/l,m·e%)CO2+3HCO-3SO2-4Cl-Ca2+Mg2+K++Na+水化学类型N P14则隆弄温泉水

1983.6.192850325.459

9.08924.52413.32

2.4475.95

13.70138.15

31.677.085

2.1990.48

49.7800.474

0.22SO2-4、HCO-3—Ca2+N P18直白温泉水

1983.6.172800252.91

6.5440.7026.66

1.70115.29

28.8853.52

17.045.54

2.3810.92

8.341.872

2.3859.11

39.28HCO-3、SO2-4—Na+N P35通麦附近温泉

1983.8.2020001650.91

46.42/273.54

9.80373.08

13.1897.71

4.30372.75

22.6200533.83

50.0Cl-、HCO-3—Na+〖ZP)〗的降水对湖水化学性质的影响。但是这种季节性的变化仅表现在矿化度的高低,尚未引起水化学类型的变化,均为SO2-4、HCO-3—Ca2+、Mg2+型。

随拉山口冰碛湖位于山口东北侧海拔3800 m左右,以冰雪融水补给为主,其矿化度仅30.76 mg/l,属SO2-4、HCO-3—Ca2+、Na+型水,与本地区雪水的矿化度相近,但湖水中HCO-3离子的含量略有增加,水化学类型略有区别。

5温泉水的水化学特征

南峰地区的泉水大多是深层断裂地下水流出的热泉,由于温泉水形成的水文地质条件的不同,其泉水的水化学成分较为复杂,水的矿化度、硬度及各种离子间的比例多种多样。

从所采样分析的温泉水点看(表8),地处南峰以西的则隆弄温泉是则隆弄(冰川)断裂谷地深处地热出露点之一。该泉水的水化学类型为SO2-4、HCO-3—Ca2+型水,矿化度不高,仅有324.46 mg/l,在阴离子中SO2-4离子占63.34%,阳离子中Ca2+离子占绝对优势,其当量百分数高达99.56%。从分析资料看,仅从水具有较高的温度尚不能表明它起源于很深的地方,因为渗入地表水达到相应的深度也将具有高温。此外,上升泉水的温度还取决于它的上升条件。则隆弄温泉的矿化度不高,水型与则隆弄冰川融水大体一致,显然是由于冰川融水的补给。由于南峰是新构造运动强烈抬升的中心,断裂构造多呈张裂状态,泉水亦可能有地下水的补给,Ca2+离子含量很高也可能与水接触的岩石类型有关。

通麦附近的温泉受西北向断裂构造控制,其水化学类型、离子总量及离子含量的百分比与前述温泉有很大差异,离子总量高达1650.91 mg/l,在阴阳离子中,Cl-离子和Na+离子的含量都很高,而Ca2+、Mg2+离子用常规滴定法未能检出,水化学类型为Cl-、HCO-3—Na+型水。从该泉水的离子成分状况看,我们可以观察到天然水所特有的那些变化规律,即随着矿度的增加,阴离子含量按HCO-3→SO2-4→Cl-的次序递增;在盐水的阳离子中Na+离子逐渐地代替Ca2+离子而成为主要离子。

直白温泉位于米林县派区格嘎以北8 km左右处,离子总量低于则隆弄温泉水,只有252.91 mg/l,其水化学类型为HCO-3、SO2-4—Na+型水,Ca2+、Mg2+离子含量虽较通麦附近的温泉水高,但Ca2+离子含量远较则隆弄温泉水低,Mg2+离子含量也不高,Ca2+、Mg2+离子合计只占阳离子的10.72%,这可能与南峰西侧近东西向的断裂带地区,岩石中含Ca2+、Mg2+较少有关。

参考文献

[1] 彭补拙.南迦巴瓦峰地区垂直自然带的初步研究[J].山地研究,1983,2(3).

[2] 张文敬,王平.南迦巴瓦峰地区冰川、雪、水的地球化学特征[J].山地研究,1984,2(3).

[3] 林振耀,吴祥定.南迦巴瓦地区气候基本特征[J].山地研究,1985,3(4).

[4] 彭补拙,赵培道,刘育民,窦贻俭.南迦巴瓦峰地区土壤类型[J].山地研究,1985,3(4).

[5] 彭补拙,李春华,陆根法,赵培道.托木尔峰地区水化学特征[M]//天山托木尔峰地区自然地理.新疆人民出版社,1985.

[6] 章申,于维新.珠穆朗玛峰地区水化学特征[R]//珠穆朗玛峰地区科学考察报告(1966—1986).

ON HYDROCHEMICAL CHARACTERISTICS IN

THE NAMJAGBARWA REGION OF TIBET

Li ChunhuaPeng Buzhuo

Abstract

In this paper, through the analyses of the hydrochemical composition of various sorts of natural water in the Namjagbarwa Region, the types and fundamental characteristics of hydrochemistry can be determined and the seasonal variation and areadiffenence features of hydrochemical composition can be specified. The analyses provides the scientific basis for the development and utilization of water resources, hydrography, and comprohensive physical regionalization, too.

In the Namjagbarwa Region, the mineralized degree of natural water is under 200 mg/l and the hardness is under 2.5 m·e/l. It is a soft water with low mineralized degree. According to the mineralized degree of natural water, the order is as follows:

Warm spring>lake>stream>icesnow.

In general, the water is type of HCO-3.SO2-4—Ca2+、Mg2+. In the icesnow, the content of SO2-4 is high. But the content of Cl- in some springs which are special type is high.

Key words:hydrochemical characteristics, Namjagbarwa Mt., Yaluzangbujiang River西藏高原洞穴堆积物的粘土矿物组合特征及其古地理意义西藏高原洞穴堆积物的粘土矿物

组合特征及其古地理意义国家自然科学基金资助项目。

本文原载《山地研究》,1992年第100卷第3期,第148154页。摘要本文通过对西藏高原洞穴堆积物的粘土矿物组合特征的分析,初步探讨了喀斯特地貌形成的古地理环境。喜马拉雅山北坡旧定日东山洞穴堆积物是较温湿的森林草原环境下的产物,新定日西侧遮普若山北坡洞穴堆积物则是在高寒草甸环境下形成的;拉萨西南曲水大佛后溶洞堆积物形成于湿热的亚热带气候环境,而拉萨西山洞穴堆积物却形成于较温湿的草原环境;唐古拉山南坡安多一带的洞穴堆积物则是在高寒的草甸环境下形成的。并以此研讨了西藏高原喀斯特的成因和时代。

关键词西藏高原洞穴堆积物粘土矿物喀斯特地貌古地理

我国科学工作者自20世纪70年代以来,对西藏高原喀斯特进行了研究[1—8]。但前人大都从地貌形态、植物孢粉、古脊椎动物化石、第四纪沉积特征等论述了西藏喀斯特地貌的类型、成因和分布规律、古地理环境及其与青藏高原隆起的关系等。无疑,这些研究对恢复当时的地理环境,尤其是气候环境起了一定的作用。但由于各自掌握的资料不同,其结论不甚一致。而在这些研究中,却很少有人从洞穴堆积物的粘土矿物组成来研究其形成时的地理环境,所以粘土矿物的分析工作是很有必要的。

本文根据1987年南京大学与英国牛津大学等共同组成的“中英合作西藏喀斯特科学考察队”,对西藏几个地区的洞穴堆积物及洞外堆积物和土壤进行的较为完整而系统的采样,通过粘粒X射线衍射分析、电子显微镜照像等方法所获得的初步结果,试图说明各洞穴堆积物的古地理环境及其演变。

一、 样品的采集及分析方法

西藏高原喀斯特洞穴,在考察区范围内自喜马拉雅山北坡的定日东山至唐古拉山南坡的安多北山等地均有不同程度地分布,但洞穴的规模一般都较小,洞高大多在2米以内,洞深多数小于10米。大多数洞穴中堆积物不发育,洞口和洞壁均较光滑。除少部分样品采自洞穴底部堆积物外,大都采自于洞壁下部裂隙中的堆积物(红土和碳酸钙的填充物)。同时,对新定日西侧的遮普若山、拉萨西北及安多北山等地洞穴外的地表堆积物及土壤,按其性质进行了分层采样,以便于比较。所有分析样品由作者及章典采集。采样点的位置如附图所示。

附图西藏高原洞穴堆积物和土壤采样点分布图

FigureThe distribution of sampling spots of speleothems and soils on Xizang Plateau

样品的处理、分散及粘粒的提取按土壤常规分析方法进行[9]。

X射线衍射分析:粘粒采用镁离子所饱和,用甘油水溶液法在玻璃片上制成约含2毫克/平方厘米的定向薄膜,阴干后放在相对湿度约50%的硝酸钙饱和液的干燥器中,放置一天左右[10],粘粒的X射线衍射图谱用CuKa辐射,在日本D/maxⅢC数字式自动X射线衍射仪上获得。

电子显微镜照像:粘粒分散后用点样法制成试样,在国产Ⅰ级DXA38型电子显微镜上进行。X射线衍射分析和电子显微镜照像均由中国科学院南京土壤研究所土壤物理分析室完成。

二、 洞穴堆积物特征及粘土矿物组合

西藏高原喀斯特洞穴堆积物、土壤等的特征及粘粒(<1微米)部分的粘土矿物组合如附表所示。

三、 粘土矿物组合与古地理环境

粘土矿物的形成与分布深受古地理环境,特别是气候环境的影响。因此洞穴堆积物中粘土矿物组合的特征及变化,可作为反映古地理环境变迁的重要标志之一。现就西藏高原各洞穴堆积物中粘土矿物组合与古地理环境的关系分别加以探讨。

(一) 喜马拉雅山北坡洞穴堆积物与古地理环境

定日东山海拔4350米左右的洞穴堆积物(TK1)中粘土矿物组合以水云母(伊利石)为主,含少量的高岭石、蛭石、绿泥石、三水铝石和蒙脱石。从电子显微镜中尚可见到水云母部分向蒙脱石过渡。目前,洞穴处于半干旱的草原环境,在这种自然条件下形成的亚高山草原土,其土壤粘粒部分的矿物组成,以水云母、夹层水云母为主,伴存的粘土矿物有高岭石、蛭石、绿泥石,BC层有少量长石等,很可能有三水铝石和针铁矿[11],可见洞穴堆积物的粘土矿物组合与目前亚高山草原土中BC层十分相近。少量三水铝石的存在,表明其形成过程中曾经受到较强的风化作用,且风化作用很深,不像是目前亚高山带水热条件下应有的产物[11],而是较目前略为暖湿条件下形成的结果。由此,我们可以推测洞穴中棕红色亚粘土堆积物不是在目前高寒的草原环境中形成的,而很可能是较目前略为暖湿的森林草原环境下形成的产物,洞穴堆积物中含少量的蒙脱石,表明它在一定程度上受到流水的作用[12]。附表西藏高原洞穴堆积物、土壤及粘粒(<1微米)部分的粘土矿物组成

TableThe speleothems, soils and clay mineral composition on Xizang Plateau

地区样号采样地点堆积物及

土壤特征主要粘

土矿物次要粘土矿物附注喜马拉雅山北坡TK1定日东山海拔4350米处的洞穴棕红色亚粘土水云母三水铝石、高岭石、绿泥石、蒙脱石侏罗系黑色中厚层灰岩,水云母部分向蒙脱石过渡TK2新定日西侧遮普若山北坡海拔4800米处的洞穴洞壁下部裂隙中的棕红色粘土,含少量碎石块水云母高岭石、三水铝石、石英始新统灰岩11高山草甸土、棕灰色的表层、壤质,厚10厘米高岭石、三水铝石、绿泥石、蛭石、长石12遮普若山北坡海拔4600米左右中层、黑色壤粘土、厚约16厘米水云母部分蛭石、高岭石、黑云母、少量三水铝石、长石、绿泥石13灰棕色的底土层、砂壤质,厚约37厘米高岭石、绿泥石、蛭石、三水铝石、长石、石英TK6遮普若山北坡海拔4900米的洞穴红棕色亚粘土水云母绿泥石、高岭石、石英、长石拉萨地区TK17拉萨西山海拔3800米处的洞穴浅灰色、砂壤质堆积物蒙脱石高岭石、绿泥石、蛭石、水云母、长石石炭系灰岩、采样层有动物遗骨TK19拉萨西南曲水大佛后,洞口离公路20米左右棕红色亚粘土高岭石水云母、针铁矿、石英、少量蒙脱石、长石TK21拉萨西郊水泥厂北海拔3800米左右洞内裂隙中红棕色亚粘土蒙脱石蛭石、高岭石、水云母(极少)唐古拉山南坡TK11安多10公里西侧山地海拔4800米处洞穴内裂隙中棕红色粘壤土水云母高岭石、绿泥石、长石、少量针铁矿TK13安多北山海拔4900米处洞穴红棕色亚粘土水云母高岭石、较多绿泥石、蒙脱石、长石、少量针铁矿中侏罗系灰岩TK23安多北山海拔4700米处石灰岩裂隙中棕红色粘质土水云母高岭石、长石、蛭石TK16当雄南水电站附近的一级阶地上红棕色粘壤土水云母、

石英高岭石、绿泥石及其混层长石新定日西侧遮普若山北坡海拔4800米与4900米处的洞穴堆积物(TK2,TK6),其粘土矿物组合以水云母占优势,含少量的高岭石、三水铝石、绿泥石及石英等,海拔4900米处的洞穴堆积物中绿泥石的含量较多。这些洞穴堆积物的粘土矿物组合与我们在洞外海拔4600米处采取的高山草甸土(11,12与13)的粘土矿物组合十分相近。此土壤表、中层中均含有少量三水铝石,其成因可能与黑云母和绿泥石等矿物在风化初期所释放出大量的低价铁在高原的特殊水热条件下,导致铁的氧化和水化作用有关[11];同时,在土壤形成过程中可能不断有强烈风化作用产物通过淋溶和泻溜作用进入土壤中。显然,这两处洞穴堆积物是在高寒草甸环境中,经强烈风化作用堆积而成。

(二) 拉萨附近洞穴堆积物与古地理环境

拉萨西南曲水大佛后溶洞堆积物(TK19)的粘土矿物中,高岭石的含量占绝对优势,其伴生粘土矿物中含有一定量水云母,较多针铁矿、石英及少量蒙脱石和长石。高岭石类矿物是热带、亚热带土壤的一种指示矿物。针铁矿一般也分布于亚热带及热带土壤中,且含量较多,我国北方及高山土壤中虽含有少量氧化铁,但不易从电子显微镜中见到,而此溶洞堆积物的粘土矿物中氧化铁(针铁矿)却在电镜中明显可见。因此该堆积物的粘土矿物组合不同于我国北方及高山地区的土壤。但它不含三水铝石,则又与我国热带及南亚热带的土壤不同。由此可以推测,该洞穴堆积物很可能是在比较湿热的环境中形成的,其湿热程度大致相当于我国东部地区的北亚热带,相当于目前西藏高原东南部地区山地准亚热带半常绿阔叶林环境[13]。

拉萨西山洞穴堆积物(TK19,TK21)的粘土矿物组合均以蒙脱石为主,伴生的粘土矿物有蛭石、高岭石和少量水云母。蒙脱石类矿物一般分布于草原土壤中,而成为草原土壤的一种指示矿物[12]。虽然蒙脱石也或多或少存在于其他类型的土壤中,但无论如何难以成为一种特征性的矿物,湿度高和排水不良是形成蒙脱石的有利条件[14],我国东北中部草原地区气候温湿,对蒙脱石的形成很有利,因此黑土中的粘土矿物以蒙脱石为主。拉萨西山洞穴堆积物的粘土矿物组合类似于黑土,而不同于目前拉萨一带土壤中粘土矿物以水云母为主的半干旱的高原草原土[15],因此我们可以推测其洞穴堆积物可能是在一种对蒙脱石`形成极为有利的温暖半湿润的高原草原环境下形成的,显然,堆积时的气候较目前温暖湿润些。

(三) 唐古拉山南坡洞穴堆积物的粘土矿物组合与古地理环境

安多北山10公里处西侧山地的洞穴堆积物(TK11)及安多北山的洞穴堆积物(TK13)和石灰岩裂隙堆积物(TK23)中粘土矿物组合均以水云母为主,伴随的粘土矿物有高岭石、绿泥石和蛭石,前两种洞穴堆积物中含少量针铁矿,蒙脱石仅出现TK13的洞穴堆积物中。大量水云母的存在显示堆积时期的古地理环境只适合于原生矿物风化到初步阶段。并且,它们的粘土矿物组合特征与西藏高原的高山草甸土颇为相近[11],因此有理由认为这些堆积物可能是在目前高寒的高山草甸环境下形成的。

四、 从洞穴堆积物粘土矿物组合特征初探

西藏高原喀斯特地貌的成因和时代据研究,青藏高原上新世时的海拔约1000米,自然景观的面貌接近亚热带类型;高原强烈隆起的时代始于上新世末,自此至今青藏高原平均隆升了3500~4000米。无疑,第三纪时青藏高原的湿热环境对喀斯特地貌的发育极为有利,因此人们认为目前青藏高原的喀斯特地貌大都经过长期的溶蚀作用,并于上新世以后残留下来的,它是一种与目前环境条件很不适应的古喀斯特[1—6],很显然,这里有些问题是值得进一步商讨的。

据研究,新构造运动活跃的南迦巴瓦峰地区,平均上升速度为2.47毫米/年,平均侵蚀速度为0.95~1.26毫米/年,上升全盛期的侵蚀速度达3.10~4.10毫米/年[16],我们取侵蚀平均速度的下限1毫米/年作为西藏高原的年平均侵蚀速度是较为合理的。显然,这种侵蚀速度一般是代表寒冻风化作用强烈的高寒地区。如果中更新世以来喜马拉雅山北坡抬升量(绝对)达450~500米,唐古拉山中部地区抬升量达300~350米[3],那么,上述喀斯特地貌分布地区的海拔,在喜马拉雅山北坡定日一带已达4000~4400米;唐古拉山一带则达4300~4800米,喀斯特发育的山脊地区寒冻风化作用已较强烈,平均侵蚀速度至少也有1毫米/年,经历中更新世以来约72×104年长期强烈风化剥蚀作用,其侵蚀厚度可达720米左右,地上部分的喀斯特正地形,如“峰林”、“石墙”等早已剥蚀殆尽,夷为平地或坡地,恐怕难以残留至今。因此认为目前西藏高原喀斯特地貌主要是上新世晚期残留下来的解释是难以令人信服的。

目前西藏高原的喀斯特地貌类型几乎都沿着石灰岩地层的层面、节理面、断裂破碎带或岩层褶皱转折部位,经寒冻风化等作用发育而成。因此西藏高原的喀斯特是一种特殊的类型,可称为“高海拔冰缘塔状喀斯特”M.M. Sweeting: Bao Haosheng and Zhang Dian, 1988.。根据高纬冻土地区喀斯特研究的结果,在多年冻土区或冬季时间很长的地区,岩溶多分布深处,因此西藏高原地区的溶蚀作用及泉华堆积在地下是比较活跃的,在各地均可见流量较大的喀斯特泉及溶洞[3]。

喜马拉雅山北坡定日一带的喀斯特地貌,从洞穴堆积物粘土矿物组合特征来看,分布的海拔不同,其形成时的环境略有差异,海拔4600米以下的喀斯特正地形多形成于从寒温带森林向高寒草甸(或草原)过渡的山地森林草甸环境;海拔4600米以上的喀斯特正地形多形成于亚高山寒冷的草甸环境。因此我们可以推测,它们很可能发育于晚更新世末期或全新世初期。目前该地区所表现出来的喀斯特正负地形,其形成的时代在西藏高原强烈隆起和剥蚀的特殊地区,可能是不一致的。一般来说,负地形的形成时代要早于正地形,目前所见到的洞穴、喀斯特泉等负地形在地下开始形成发育时,其地上部分的“塔状”或“锯齿状”等喀斯特正地形逐渐剥蚀殆尽,而目前所见到的喀斯特正地形则是在原来的基础上,经晚更新世末或第四纪初期以来的长期寒冻风化作用逐步继承发展起来的。原有规模较小的溶洞暴露出地面以后,自晚更新世末期以来的强烈寒冻风化等作用,形成目前规模大小不一的洞穴。

拉萨附近一带的喀斯特地貌形成的时代,从洞穴堆积物的粘土矿物组合特征来分析,海拔4000~4100米塔状和锯齿状的石峰或石墙的形成时代较新,很可能是全新世以来发育而成的;中层海拔3750~3900米的洞穴则可能形成于更新世时的温暖半湿润的草原环境;海拔3650米左右的下层溶洞,其洞穴堆积物的粘土矿物组成以高岭石占绝对优势,含量达80%以上,形成的时代很可能属于上新世,当时青藏高原大都处于暖润的亚热带气候环境。

安多一带海拔4700~4900米处洞穴堆积物,从粘土矿物组合特征来分析,它们均是在高寒草甸环境下堆积而成,但洞穴中的灰华尚保存草原或较温湿的草本半灌木高原草原环境的孢粉成分。因此洞穴形成的时间可能始于第四纪的初期或中期,那时它们已在地面的一定深处开始发育,露出地面的时间最早也恐怕是在晚更新世的后期。海拔5000~5100米处的塔状喀斯特则是全新世以来强烈的寒冻风化作用形成的。

由此可见,在同一地区从山麓至山顶,喀斯特地貌发育的时代越来越新,某些残存的特征愈来愈少,乃至绝迹。

参考文献

[1] 崔之久.珠穆朗玛峰地区的喀斯特[R]//珠穆朗玛峰地区科学考察报告(1966—1968),现代冰川与地貌.科学出版社,1975:169179.

[2] 崔之久.青藏高原的岩溶[C]//中国地理学会一九七七年地貌学术讨论会论文集.科学出版社,1981:123133.

[3] 崔之久.古岩溶与青藏高原抬升[M]//青藏高原隆起的时代、幅度和形式问题.科学出版社,1981:4051.

[4] 李吉均,等.青藏高原隆起的时代、幅度和形式的探讨[J].中国科学,1979(6):608616.

[5] 徐叔鹰.应用地貌分析法探讨唐古拉山地区隆升的时代与幅度[M]//青藏高原隆起的时代、幅度和形式问题.科学出版社,1981:6477.

[6] 马素达.西藏中部奇林湖北岸的岩溶地貌[J].地质评论,1981,27(3):274276.

[7] 杨逸畴,等.西藏地貌[M].科学出版社,1983:155165.

[8] 杨逸畴.对西藏喀斯特地貌的疑议[M]//喀斯特地貌与洞穴.科学出版社,1985:3948.

[9] 中国土壤学会土壤农化分析专业委员会.土壤常规分析方法[M].科学出版社,1965:3234.

[10] 唐诵六,熊毅.X射线衍射仪鉴定开展式粘土矿物的甘油处理法[J].土壤学报,1964,12(4):461464.

[11] 中国科学院南京土壤所珠峰组.珠穆朗玛峰地区土壤的粘土矿物[R]//珠穆朗玛峰地区科学考察报告,自然地理(1966—1968).科学出版社,1975:5770.

[12] 熊毅,许冀泉.中国土壤中粘土矿物的分布规律[J].土壤学报,1964,12(3):266274.

[13] 彭补拙.关于西藏南迦巴瓦峰地区垂直自然带的若干问题[J].地理学报,1986,41(1):5158.

[14] 熊毅,许冀泉,等.中国土壤胶体研究工作[J].土壤学报,1958,6(2):8998.

[15] 高以信,等.西藏土壤[M].科学出版社,1985:6676.

[16] 刘东生.南迦巴瓦峰地区科学考察成果[J].山地研究,1985,3(4):193195.

CHARACTERISTICS OF CLAY MINERAL COMPOSITION

IN THE SPELEOTHEMS ON XIZANG PLATEAU

AND ITS PALAEOGEOGRAPHIC MEANING

Peng Buzhuo

(Department of Geo and Ocean Sciences, Nanjing University)

Abstract

Based on an analysis on the characteristics of clay mineral composition in the speleothems on Xizang Plateau, the palaeogeographic environment in which the karst landforms were formed have been studied.

Speleothems in the karst caves at Tingri with cold and dry steppe environment at present on the northern slope of the Mt. Himalaya were formed in warmer and wetter forest steppe environment. Speleothems in the karst caves on the northen slope of the Mt. Zeberi at New Tingri were formed in the cold alpine meadow environment. The brownred light clay deposits in a karst cave at Qüxü of southwest Lhasa indicate that they may be formed in warmer and wetter environment, corresponding to that of the present northern subtropical zone in East China in terms of its humidity and temperature. The cave diposits of the mountain area at the west part of Lhaza were formed in a rather warm and semiwet steppe environment which was warmer and wetter than the present. The cave deposits on southern slope of the Mt. Tanggula at Amdo may formed in the cold slpine meadow environment. Based on these results, the formation and ages of the ancient karst landforms on Xizang Plateau are discussed.

Key words:Xizang Plateau, cave deposit, clay mineral, karst landform, palaeogeography关于古土壤研究中的几个问题关于古土壤研究中的几个问题本文与周生路、涂成炎共同撰写,原载龚子同主编:《土壤环境变化》,北京:中国科学技术出版社,1997年,第121124页。研究古土壤在恢复古地理环境方面具有一定的意义,已引起国内外学者的日益重视。本文从土壤属性的可变性和不可逆性入手,初步探讨了古土壤与现代土壤的概念、古土壤与现代土壤的关系、古土壤在古地理环境研究中的意义等问题。

一、 土壤属性的可变性和不可逆性

古土壤一般以埋藏土、残遗特性的土层形式存在。当埋藏的古土壤处于一定的深度时,不易受当代成土过程的影响而保存了。原成土过程的一些特征,如碳酸钙及养分等的含量、粘土矿物的种类与组合、硅铝铁比率、土壤微形态等,可作为恢复当时地理环境的依据之一。当埋藏古土壤离地表较浅时,或出露地表成为具有残遗特性的土层时,深受现代成土过程的影响,某些土壤属性具有可变性的特点,从而逐步发生相应的变化,如土壤有机质含量、碳酸钙含量以及养分元素的含量等;但是,古土壤的某些属性具有不可逆的特点,如粘土矿物的种类与组合、硅铝铁比率等,从而可以将古土壤的这些不可逆的残遗特征,作为恢复古地理环境的依据之一。

例如,我国部分森林土壤中硅铝铁比率及粘土矿物组合特征,是成土过程的产物,具有明显的地带性规律[1](表1)。表1我国部分森林土壤中硅铝铁比率及粘土矿物组合特征

土壤类型粘粒分子率SiO2/Al2O3SiO2/R2O3特征性粘土矿物暗棕壤2.86~3.262.02~2.49水云母棕壤3.18~3.272.10~2.88水云母、蛭石黄棕壤2.49~2.611.90~2.10水云母、蛭石、高岭石红、黄壤1.69~2.471.15~1.93高岭石、蛭石赤红壤1.78~1.901.43~1.64高岭石砖红壤1.49~1.901.12~1.88高岭石、三水铝石、赤铁矿由表1可见,自温带的暗棕壤至热带的砖红壤,随气温增高,降水增多,淋溶作用增强,土壤中SiO2/Al2O3和SiO2/R2O3的比率逐步减少;粘土矿物由以水云母为主,逐步演变至以高岭石、三水铝石和赤铁矿为主。它们在其形成演替过程中具有不可逆的特点,这些重要的特性已成为广泛用于恢复我国东部古地理环境的重要特征之一。

二、 古土壤与现代土壤的概念

地球上自从生物有机体,特别是植物出现以后,岩石圈经受生物有机体的长期作用,以及大气和水等的相互作用和深刻影响而形成土壤,它们在地球历史中起着重要的地球物理和生物地球化学的作用。

由于成土条件的差异,土壤形成过程多种多样。如果成土条件发生明显的质的变化,则土壤形成过程的方向产生质的变化,由一种成土过程转变为另一种成土过程,原来成土过程中的某些特征则保留在现今的土壤中,这种与现代成土过程不相符的、具有残遗特征的土壤称为古土壤。在现代成土条件下,进行某些成土过程的土壤则称为现代土壤。

各种古土壤形成的年龄差异甚大,长者可达几百万年乃至千万年,有些古老地台上的高岭土矿、铝土矿等矿床实为深厚的古土壤,其年龄可上溯至前寒武纪;短者仅几百年至数千年的历史,如苏北里下河地区水稻土中残存的原草甸过程形成的黑灰色的腐殖质土层,仅数百年的历史。

现代土壤形成的年龄区域差异也很大,在高纬和部分高山地区只有在全新世初期冰川后退后才形成现代土壤,其形成时间一般不超过1万年,大部分土壤仅几千年的历史。滨海的盐土只有几十至几百年的历史。我国南方亚热带地区的红壤,第四纪以来虽然经历了多次气候的波动,但一直处于进行红壤化过程(富铝化过程)的湿热气候条件下,因此,这种现代红壤的年龄可逆溯到第四纪的中期,甚至更早的地质历史时期。热带地区砖红壤覆盖层形成的时间可长达几千万年之久。

三、 古土壤与现代土壤的相互关系

当成土条件发生质的变化时,土壤形成过程由一种转变为另一种成土过程以后,古土壤便成为现代土壤的成土母质。如宁镇山地至宜漂北部的山丘地区,局部残存的第四纪红色粘土(又称网纹红土),其SiO2/Al2O3和SiO2/R2O3一般都近于2和1.8,粘土矿物以高岭石为主,显然,它不可能是目前北亚热带黄棕壤所具有的粘化和弱富铝化过程的产物,而是中更新世湿润的中亚热带生物气候条件下富铝化过程的残存的古土壤[2]。因此,它不宜作为黄棕壤剖面B层的组成部分,而属黄棕壤的成土母质之一。

广泛分布于长江下游地区的黄土,它是在晚更新世较干冷生物气候条件下形成发育的,属现代黄棕壤的一种成土母质,其上发育的黄棕壤与非黄土母质发育的黄棕壤,它们的性态特征具有一定的差异。黄土母质上发育的黄棕壤,pH为6左右,阳离子交换量一般都大于17毫克当量/100克土,盐基饱和度高达80%以上,中层粘粒含量达29%左右,硅铝铁比率2.13以上,均明显高于非黄土母质上发育的黄棕壤,特别是黄土母质发育的黄棕壤粘粒聚积明显,较表层高1~2倍。由此可见,黄土对黄棕壤成土过程中的粘化作用起着加强的作用,对已经较弱的富铁铝化过程则起着一定的阻碍作用。

四、 古土壤在古地理环境研究中的意义

研究古土壤(包括埋藏土、残遗特征的土层)对于了解整个土壤发生发展的历史过程,以及恢复和判断古地理环境的特点及其演变均具有重要的意义。同时,在构造运动活跃的山地和高原地区,通过古土壤的研究,恢复古地理环境,探讨山地和高原上升的幅度等,均已引起我国学者的关注。

但是,通过古土壤来探讨因构造运动而上升或下降的幅度时,还应特别注意古土壤形成的地质历史时期古气候带的变动,否则,对升降幅度的估算将会产生一定的误差。

据研究[3],庐山海拔1000~1200米分布着第四纪网纹红土,这种埋藏于山地黄棕壤之下的古土壤,不少地区已出露地表。一般认为,第四纪网纹红土是湿热的亚热带生物气候条件下形成的产物,具有红壤化过程的特点。目前庐山地区的红壤仅分布于海拔400米以下的地区,海拔900米(或800米)至1200米(或1100米)则分布山地黄棕壤,庐山卢林盆地海拔1000米左右的第四纪网纹红土与庐山山麓地区广泛分布的第四纪网纹红土,其SiO2/Al2O3,一般都在1.96~2.26,SiO2/R2O3大多在1.63~1.80。可见,它们的硅铝和硅铝铁比率基本相近,同时,差热分析表明,它们均含有较多的高岭类矿物,充分说明它们都是在中更新世间冰期同一湿热气候条件下形成的。如果不考虑中更新世时期我国东部气候带的移动,那么,我们可以推算中更新世以来,庐山地区新的构造运动上升的幅度达600~800米。但是,中更新世时,我国东部的气候较现代湿热,各方面的研究均已证明适合于网纹红土发育的中亚热带生物气候,其北界可达北纬34°左右,即大致相当于当今北亚热带的北界。水平生物气候带的向北扩展,无疑将引起山地垂直生物气候带的向上移动。庐山地区适宜于网纹红土发育的上限估计可达海拔800~900米。据此推算,中更新世后期以来庐山地区上升的幅度为300~400米。

西藏高原自上新世末以来,由于构造运动的影响产生了大幅度的隆起,成土条件的不断改变引起成土过程的频繁变化,古土壤广泛分布。我国学者对该地区的古土壤进行了较深入、详尽的研究,并对西藏高原的古土壤与高原隆起的关系进行了较深入的探讨,通过典型埋藏褐红壤、褐土及棕毡土等古土壤的研究,推算了西藏高原自中更新世、晚更新世及全新世以来分别上升>2000米、1300~1500米和300~500米的幅度[4]。目前,平均海拔5000米的西藏高原除边缘和内部高大山地表现为明显的生物气候垂直地带性规律以外,整个西藏高原还表现为水平地带性规律。大量研究资料表明,中更新世间冰期时,全球气候偏暖,平均高度已达3000米左右的西藏高原,气候较目前湿热,生物气候的纬度地带性规律更为明显。因此,适合于褐红壤发育的水热条件较现今优裕,中更新世间冰期时褐红壤分布的界线较目前1900~2700米(或2900米)为高,如果不考虑中更新世时西藏高原气候带的移动,以此来推算高原上升的幅度恐怕偏大。

笔者于1982—1983年参加西藏南迦巴瓦峰地区登山科学考察时,于北坡海拔4100~4500米的亚高山灌丛草甸中,几次发现残存的灰化层(Abg)。据对米林县派区那木拉西北海拔4350米处的亚高山灌丛草甸土剖面分析,A1层之下残存灰白色的灰化层,厚15~20厘米,砂壤质,片状结构,SiO2的含量高达60%以上,明显高于A1层50.8%和B层48.7%的含量。其性态特征与目前海拔3200~4100米处的山地灰化土(或称山地漂灰土)的Abg层十分相近。显然,这是由于新构造运动将山地灰化土由较低处抬升至现今的高处,并以残遗特征土层形式局部保存于亚高山灌丛草甸土中。

从南迦巴瓦峰地区第四纪地质及古土壤特征分析,它形成于距今1万年以来的全新世。此期间的气候曾发生数次波动,而气候的冷暖波动必然导致冰雪作用和森林线海拔高度产生变化。全新世气候明显好转开始于9500年前,距今8000~3000年为气候较温湿期间,那时的气候较当今高3~5℃,森林线较目前升高200~400米,距今3000年前时,气候又开始变冷,林线高度至少下降了200米。消除这种气候波动的影响,全新世3000年前以来,南迦巴瓦峰地区上升的幅度达200米左右,这与该地区上升全盛期隆起速度达7.50~8.03毫米/年是基本相符的。按此推算,全新世以来本地区隆起幅度可超过500米,南迦巴瓦峰地区作为喜马拉雅山东段隆起的中心,如此上升的幅度不是不可能的。

参考文献

[1] 熊毅,李庆逵主编.中国土壤(第二版)[M].科学出版社,1987.

[2] 彭补拙,黄瑞农.试论新构造运动在土壤形成演化中的作用[J].土壤学报,1982,19(4):323329.

[3] 彭补拙,赵培道,李春华,陆根法.庐山地区古土壤与构造运动关系的初步研究[M]//中国第四纪冰川冰缘学术讨论会文集.科学出版社,1985:158160.

[4] 王富葆,张厚生.南迦巴瓦峰地区第四纪地质拾零[J].山地研究,1985,3(4):321324.

SOME POINTS IN THE STUDY OF PALEOSOIL

Peng BuzhuoZhou Shenglu

(Department of Geo and Ocean Sciences,Nanjing University)

Tu Chengyan

(Hubei University)

Abstract

Based on the analysis of the variability and nonreversibility of soils properties, a preliminary discussion on the concepts of paleosoils and modern soils as well as their relationship was made in this paper. Moreover, the importance of paleosoils in the study of paleogeographic environment was explained.西藏南迦巴瓦峰地区土壤地理分布规律的研究西藏南迦巴瓦峰地区土壤地理分布规律的研究本文与濮励杰、蒋建军共同撰写,原载《土壤学报》,1995年第32卷第3期,第278283页。摘要西藏东南部的南迦巴瓦峰地区,面积约6.43×104 km2。文章探讨了土壤垂直带谱的性质和结构特点,土壤水平地带与垂直带的关系,土壤垂直带的结构类型;论述了湿润程度、逆温、人类活动对土壤垂直带的影响,以及山体高度和大小与山地土壤分布的关系。

关键词南迦巴瓦峰土壤垂直带结构类型区域分异

西藏南迦巴瓦峰(以下简称南峰)是喜马拉雅山东端的最高峰,海拔7782 m。本文研究的范围包括南峰及其周围的墨脱、林芝、米林及波密等县,面积约6.43×104 km2。境内山高谷深,发育了十分完整的土壤垂直带谱。探讨该地区土壤地理分布规律,有助于摸清青藏高原边缘山地土壤垂直地带性变化规律及生态效应,为发展我国山区土壤地理学提供基本资料,也为土壤及土地和生物资源的开发利用提供科学依据。

一、 土壤垂直带谱的性质和结构

普遍认为,无论是植被垂直带,还是土壤垂直带及垂直自然带,其带谱的性质决定于基带的特征。

南峰南坡墨脱附近的雅鲁藏布江河谷,海拔自1200 m降至700 m左右的地区,全年≥10℃的活动积温在5300℃以上,最冷月均温10~13℃,极端最低温0℃左右,偶有轻霜,年降水量可达2000~3000 mm,积温的有效性高,基本上符合准热带的标准[1—3]。同时,植被的组成成分和结构特征更富有明显的热带向亚热带过渡的特点。在这种生物气候条件下,土壤的形成过程也同样具有过渡性的特点。土壤湿度较大,水化作用明显,但土体部分的硅铝比率在2.7~2.8,硅铝铁率在2左右,发育了较典型的赤黄壤[3]。因此,南峰南翼土壤垂直带的基带应为河谷准热带赤黄壤,其山地土壤垂直带谱的性质属海洋性湿润型。土壤垂直带的结构相当复杂,随着海拔高度的增加,生物气候条件发生明显的垂直分异,自下而上依次出现赤黄壤(海拔500~1100 m)、黄壤(1100~1900 m)、黄棕壤(1900~2300 m)、灰棕壤(2300~2800 m)、灰壤(2800~3600 m)、寒毡土(3600~3900 m)、寒冻毡土(3900~4300 m)、高山寒漠土(4300~4800 m)。上述山地土壤类型中,以各种森林土壤占优势,其中山地黄壤与黄棕壤所构成的土壤垂直带成为其优势带,这对于南翼土壤垂直带的组成和结构具有重要的作用。

南峰北翼降水减少,海拔2920 m左右的丹娘年降水量仅512.1 mm,年均温7.9℃,极端最低温-17℃,干燥度1.0~1.5;典型植被为山地温带针阔混交林,其下发育的土壤为棕壤,具有轻度粘化现象,全剖面呈中性至微酸性反应。因此,北翼土壤垂直带谱的基带为棕壤,其性质属海洋半湿润型。带谱较南翼简单,它由五个土壤垂直带组成,自下至上依次为棕壤(海拔2800~3200 m)、灰壤(3200~4100 m)、寒毡土(4100~4500 m)、寒冻毡土(4500~4700 m)、高山寒漠土(4700~5000 m)。其中以山地灰壤带的带幅最宽,成为十分明显的优势带。

二、 土壤水平地带与垂直带的关系

南峰地区地处西藏高原的东南边缘,地貌急剧转换地带,不仅土壤的垂直分布极为明显,而且还具有一定的水平分布规律。

前人对南峰地区土壤的水平地带性规律进行了一定的研究[4—7],大致都以东喜马拉雅山脉山脊线为界划分为两个水平地带,尽管水平地带的名称有所不同,但对南峰南翼土壤的归属基本一致;而对北翼土壤水平地带的看法不尽相同。一种意见认为北翼土壤属棕壤、褐土地带;另一种意见认为应属藏南亚高山草甸土地带。意见分歧的原因固然很多,但主要是对地带性概念的不同见解,以及在这块被强烈切割的高原地区,如何划分水平地带,并正确处理水平地带与垂直带的关系,存在着不同的看法和缺乏妥当的处理办法。

有人在研究高原边缘地区植被的水平地带时,曾把河谷底部的水平分布变化,看成是当地植被水平地带的变化[8—10]。南峰地区南北跨纬仅1.5度左右,因纬度差而引起土壤水平分异现象不甚明显。但是本地区正处于西藏高原向其南部低山过渡地区,雅鲁藏布江及其支流河谷由海拔3200 m左右,急剧下降至海拔600 m左右,来自印度洋的湿润气流沿河谷进入本区,并向高原内部输送,随距离加大,输送的水汽逐渐减少,干旱程度增加,生物条件及其下发育的土壤表现出水平地带性规律,同时此规律不受到谷底海拔高度增加,而表现出垂直地带性规律的影响,可以说是这两种地带性规律共同作用的结果,有人称这种水平地带性规律为“垂直水平复合地带性规律”[11]。

图1南峰地区土壤水平地带分布示意图

Fig.1The horizontal distribution of soils in the Mt.Namjabarwa region

因此,将土壤垂直带谱的基带及其特征作为划分土壤水平地带的主要依据,南峰地区可以划分四个主要的土壤地带,自南至北依次为:赤黄壤地带、黄壤地带、黄棕壤地带,以及灰棕壤(南翼)、棕壤(北翼)地带(图1)。

三、 土壤垂直带的结构类型

本地区山地土壤垂直带依其基底海拔高度的变化,水热条件和生物条件的差异,以及带谱整体特征的不同,可分为以下主要结构类型:

(一) 赤黄壤基带的结构类型

此类型主要分布于南峰南翼山地,其基带土壤为赤黄壤,土壤特征以及以此为基带的山地土壤垂直带谱前文已述,它们构成了我国乃至世界山地相当完整的土壤垂直带谱。

(二) 黄壤基带结构类型

雅鲁藏布江河谷及其支流金珠藏布和帕隆藏布河谷海拔1100 m至1900 m地区,局部地区可达海拔2000 m左右,水热条件优越,森林郁闭度大,林内阴湿,土壤表层有机质含量高达50~80 g/kg;全剖面pH值在5.5左右,表层交换量为41.58 cmol(+)/kg土,交换性酸为2~3 cmol(+)/kg土,以交换性铝为主;Fe2O3和Al2O3含量A1与B层之间有一定的差异,淋溶淀积现象较明显。其上自黄棕壤带至高山寒漠土带,与前述土壤垂直分带相雷同,仅分布的幅度略有差异。

(三) 黄棕壤基带结构类型

墨脱县格当以上的金珠藏布及波密县帕隆藏布、易贡藏布河谷等地,海拔1900 m(或2000 m)至2300 m常见有此种结构类型。温度较高,湿度大,土壤发育程度好,层次较明显;枯枝落叶层较厚,一般可达5 cm;腐殖质层厚度不一,一般在5~10 cm之间,表层有机质含量高达100 g/kg左右;土壤pH值4.8~5.5,交换量较高;交换性盐基表层为5.47 cmol(+)/kg土,盐基成分以钙为主;交换性酸含量达34 cmol(+)/kg土,其中以交换铝为主;Fe2O3、Al2O3及SiO2在剖面中分异现象不明显,脱硅富铝作用较弱,具有山地黄棕壤的典型特征。其上的土壤垂直带与前述结构类型基本相同。

(四) 棕壤基带结构类型

此结构类型广泛分布于东喜马拉雅山及岗日嘎布山北翼半湿润地区的米林、林芝及波密一带。气候温暖,针阔混交林的郁闭度较小,土壤有机质累积不明显,含量低,表层一般在30 g/kg左右;淋溶作用较弱,土体呈中性至微酸性反应;交换酸仅0.5~0.9 cmol(+)/kg 土,其中交换性氢和铝大致相等;代换性盐基含量1.84~3.4 cmol(+)/kg土,以钙、镁为主。其上的灰壤带分布幅度宽达800~900 m,成为此结构类型中十分明显的优势带,此带以上依次过渡到高山寒漠土带。

此外,以灰壤为基带的结构类型在本区分布虽不甚广泛,但它却是南峰北侧高海拔河谷地区的主要结构类型之一。

四、 土壤垂直带的区域分异规律

(一) 湿润程度对土壤垂直带的影响

从印度洋而来的湿润气流,沿雅鲁藏布江谷地北上,自大拐弯处至易贡藏布形成藏东南向西北伸展的舌状多雨区,向东西两侧降水逐渐减少,湿润程度也随之降低,干燥度增大,即由舌状多雨区的干燥度<1.0,至波密、米林一带增至1.0~1.5。从而对土壤垂直带产生以下影响:

1. 土壤垂直带谱的性质发生相应的变化,由海洋性湿润型渐变为海洋性半湿润型。

2. 某些土壤垂直带中的土壤特性也产生明显的差异。如灰壤,南翼湿润地区土壤灰化作用较普遍,带内区域差异不大;北翼灰壤带内,随海拔高度增加,降水增多,湿度增大,土壤的灰化作用普遍而较典型。同时,自舌状多雨向东西两侧,随干旱程度增加,灰壤的灰化作用愈来愈弱,土壤的发育程度愈不典型。

3. 土壤垂直带的界限发生明显移动,其带幅也有所不同。如前文所述,灰壤在南北翼的带幅虽均在800~900 m,北翼灰壤的上下限均较南翼灰壤低400 m左右,这固然与湿润程度有关,但坡向却起了更为重要的作用。同处于北翼的灰壤带,自米林县格嘎向西至与朗县交界处的金东,随着干旱程度增加,其带的下限自海拔3200 m上移至3500 m;上限由海拔4100 m上移至4300 m左右,界限上移的幅度达200~300 m;带幅由900 m缩至800 m。显然,这是由于随海拔高度增加,降水增多,气温降低,蒸发减少,湿度增大,从而迫使对湿润程度有一定要求的土壤带的界限发生移动。

(二) 山体大小与山地土壤垂直带的关系

南峰地区山体的平均海拔不及6000 m,山地哑口均较低矮,一般在海拔4500 m以下。山体大小与海拔高低区域差异较大,在很大程度上影响到冰雪覆盖面积。同时,地貌特点和降水多少在一定程度上影响到现代冰川发育的规模。它们与山地土壤分布的关系主要表现在以下几方面:

1. 山体高大,相对高差大,山地土壤垂直带谱结构完整;反之则结构较简单。如南峰主体南侧相对高差达7000 m,由8个土壤垂直带构成完整的带谱;北坡相对高度差小于5000 m,其带谱仅由5个土壤垂直带构成。又如南峰北翼雅鲁藏布江河谷北岸,广泛分布着海拔4200~4500 m山地,为一残存的夷平面,相对高仅1400~1700 m,其带由棕壤、灰壤、寒毡土构成,更为简单。

2. 山体愈高大,冰雪覆盖面积愈大,现代冰川发育对土壤垂直带的结构和分布界限产生一定的影响。现今,永久冰雪的覆盖和现代冰川大都集中于南峰峰体周围地区,在南峰西侧及拉木拉一带,灰壤带的上限,在山体内部近冰雪覆盖地区仅在海拔4000 m 左右;而前山及无冰雪覆盖的其他地区,在坡向和地形相似的情况下,其上限可达海拔4100~4150 m。寒毡土带的上限,在山体内部近冰雪区为海拔4400 m;而前山及无冰雪覆盖的其他山区可达4500~4600 m。

产生这种区域差异的原因,一则,冰雪覆盖邻近地区,日温差大,物理寒冻风化作用强烈,永久冰雪带以下的高山寒冻风化作用带完整,由此而引起的岩屑锥、倒石堆和泥石流相当发育,它可以迫使某些土壤垂直带上限下移,甚至可使寒冻毡土带中断。二则,冰雪面的气温较其他相等条件下的非冰雪覆盖地区要低,形成所谓“冰川风”的局地环流,在其长期作用下,使邻近地区的气温较相等条件下的其他地区气温偏低。这是迫使某些土壤垂直带界限下移,甚至使有些土壤垂直带消失,而仅以类型的形式零星分布的更为重要的原因。

(三) 逆温对山地土壤垂直带的影响

本地区的易贡盆地是一个宽阔的河谷盆地,受北北西构造控制的易贡藏布流经其间,河谷最宽处可达2~3 km,盆地底部海拔2200 m左右,周围山地相对高度达3000~4000 m,河谷口狭窄,有利于逆温的形成和发展。

据研究[1],易贡于7—8月份低层逆温可达250~300 m,即逆温层的高度一般可达海拔2450~2500 m,温度递增率为0.59℃/100 m。易贡7月多年平均气温18.1℃,按此估算逆温层上部7月均温可达19℃左右。冬半年本区处于高空西风范围内,易聚积来自高原的冷空气,同时仍可受西伯利亚西部侵入我国寒潮的影响,从而加强了高原冷空气在盆地内的聚积作用。加之,冬半年夜长,地面辐射冷却更盛,逆温层厚而持久,估计其高度可达海拔2500~2600 m。易贡1月均温3.3℃,逆温层上部1月均温4.5~5.0℃。南峰地区山地黄棕壤带一般分布于海拔1900~2300 m,最热月(7月)均温17~19℃,最冷月(1月)均温4~6℃。由此可见,易贡盆地逆温层上部海拔2500~2600 m,其谷坡适宜于半常绿阔叶林生长,在这种生物气候条件下发育了黄棕壤,它较其他地区黄棕壤带的上限上移了100~200 m。这对于农作物的合理布局、亚热带经济作物的引种发展均有重要的意义。

(四) 人类活动对土壤垂直带的影响

南峰南翼雅鲁藏布江及其支流金珠曲等,河谷深切,两岸阶地不甚发育,墨脱县人均耕地仅0.09 ha左右,为了解决粮食和燃料的不足,人们甚至采取刀耕火种的耕作方式,乱伐森林,滥垦土地。放火毁林之后,一般仅耕种两三年,后又弃荒。由于开垦地区的坡度可达35℃左右,加上暴雨的冲刷,水土流失较为严重,表层变浅,土壤肥力急剧下降,表土有机质含量由原来的50 g/kg左右下降至10~20 g/kg[12]。但并未根本改变原来土壤属性,同时,弃荒后,由于水热条件优裕,逐步恢复为季雨林或常绿阔叶林景观,土壤又终将恢复其原貌。

北翼的雅鲁藏布江及其支流尼洋曲和帕隆藏布,河谷较宽,洪积冲积扇、阶地较为发育,居民点及耕淀棕壤的分布主要集中于上述地区。本地区是西藏的主要林区,棕壤上生长的针阔林被采伐以后,水土流失加重,土壤肥力降低,土层由原来的70~80 cm,表层灰黑色,有机质含量40~50 g/kg,减至40~50 cm,呈浅灰色, 表层有机质含量降至10~20 g/kg,但仍保留有棕壤的基本属性。灰壤上生长着阴暗针叶林,被砍伐后,常为山杨、白桦林所代替,土壤肥力虽有所降低,但仍具有灰壤的基本特点,特别是灰化层仍较明显。但是,在与棕壤带相接处,却产生灰壤土带下限上移的现象。如在米林县的鲁霞附近,灰壤带的下限达海拔3300 m,向阳坡竟上移至海拔3400~3500 m,甚至更高。究其原因,固然与坡向有关,同时,在半湿润向半干旱过渡的雅鲁藏布江河谷地区,阴暗针叶林被砍伐以后,加剧了气候干旱的程度,使得对湿润程度有一定要求的山地阴暗针叶林的界限发生上移,从而使灰壤带的下限发生移动。由此可见,人类对森林土壤生态系统的干扰和影响,不能超过其阈限,特别是半湿润向半干旱过渡的地区,否则难以恢复其原貌,从而迫使其土壤垂直带的界限发生移动,这是不难理解的。

参考文献

[1] 彭补拙.关于西藏南迦巴瓦峰地区垂直自然带的若干问题[J].地理学报,1986,41(1):5158.

[2] 彭补拙.南迦巴瓦峰地区垂直自然带的初步研究[J].山地研究,1984,2(3):182189.

[3] 彭补拙,赵培道,刘育民,窦贻俭.南迦巴瓦峰地区土壤类型[J].山地研究,1985,3(4):258265.

[4] 中国科学院南京土壤研究所珠峰组.珠穆朗玛峰地区土壤地理分布特点[R]//珠穆朗玛峰地区科学考察报告(1966—1968),自然地理.科学出版社,1975:3040.

[5] 张荣祖,郑度,杨勤业.西藏自然地理[M].科学出版社,1982:87107.

[6] 中国科学院《中国自然地理》编辑委员会.中国土壤地理[M].科学出版社,1981.

[7] 高以信,陈鸿昭,吴志东,孙鸿烈,李明森.西藏土壤[M].科学出版社,1985.

[8] 张新时.西藏植被的高原地带性[J].植物学报,1978,20(2):140149.

[9] 姜汉侨.云南植被分布的特点及其地带规律[J].云南植物研究,1980,2(1):2232.

[10] 李渤生.南迦巴瓦峰地区植被垂直带谱[J].山地研究,1984,2(3):174181.

[11] 熊毅,李庆逵主编.中国土壤(第二版)[M].科学出版社,1987:2728.

[12] 彭补拙.西藏南迦巴瓦峰地区的土壤资源及其合理开发利用[J].地理科学,1992,12(3):237244.

SOIL GEOGRAPHIC DISTRIBUTION PATTERNS IN

MT. NAMJABARWA AREA

Peng BuzhuoPu LijieJiang Jianjun

(Department of Geography, Nanjing University, 210008)

Summary

Mt. Namjabarwa, 7782 m above sea level, is situated at the eastern tip of the Himalaya Range. The regularities of soil geographic distribution in this area are summarized as follows:

1. The vertical zones of soil on the southern slope belong to a marine humid type, the vertical spectrum are composed of latored yellow earth (5001100 m), yellow earth (11001900 m), yellow brown earth (19002300 m), grey brown earth (23002800 m), podzol (28003600 m), greysod soil (36003900 m), frostsod soil (39004300 m), and alpine frost desert soil (43004800 m). Owing to the difference in heat and moisture, the spectrum on the southern slope differs from that on the brown earth (28003200 m), podzol (32004200 m), greysod soil (41004500 m), frostsod soil (45004700 m) and alpine frost desert soil (47005000 m).

2. From south to north along the Yarlung Zangbo river valley, there are four soil zones in horizonal direction, namely latored yellow earth, yellow earth, yellow brown earth and grey brown earth, brown earth, According to the vertical spectrum of the Mt. Namjabarwa area, the soils there might be grouped into five types.

3. The influeces of moisture degree, mountain altitude, the inversion of temperature and human activities on the vertical soil zones are also discussed.

Key words:Mt. Namjabarwa, vertical zones of soil, structuretype, regional differentiationVertical Zonation of Landscape Characteristics in

the Namjagbarwa Massif of Tibet, China

Vertical Zonation of Landscape Characteristics

in the Namjagbarwa Massif of Tibet, China本文与濮励杰、包浩生、D.L.Higgitt共同撰写,原载《Mountain Research and Development》,1997年第17卷第1期,第4348页。ABSTRACTChina has a rich variety of mountain vegetation and soil types, displaying characteristic zoning at different altitudes. Vertical zonation of landscape characteristics is also influenced by longitude, latitude, aspect, and microclimate. Namjagbarwa Feng (7,782 m) is situated in the eastern Himalaya and has a relative relief of over 7,000 m. It has a range of vertical landscape zones from quasitropical to snow and ice conditions and the characteristics and structural pattern of these zones are described. Factors that account for regional variation in landscape characteristics within the Namjagbarwa massif are discussed.

RSUM Zonation verticale des caractéristiques du paysage dans le massif du Namjagbarwa au Tibet, Chine. La végétation et les sols de montagne de la Chine sont très variés, présentant une zonation caractéristique  différentes altitudes. La zonation verticale des caractéristiques du paysage est également influencée par la longitude, la latitude, lexposition et le microclimat. Le Namjagbarwa Feng (7,782 m) est situé dans lHimalaya de lEst et a un relief relatif de plus de 7,000 m. Il présente une gamme de zones verticales du paysage sétendant du semitropical aux conditions de neige et de glace; les caractéristiques et la configuration structurale de ces zones sont décrites. Les facteurs déterminant la variation régionale des caractéristiques du paysage au sein du massif du Namjagbarwa sont examinés.

ZUSAMMENFASSUNGVertikale Zonierung von Landschaftsmerkmalen im Namjagbarwa Massiv von Tibet, China. Für die ausserordentliche Vielfalt der Gebirgsvegetation und der Bodenarten in China knnen charakteristische Merkmale in verschiedenen Hhenlagen bestimmt werden. Bei der vertikalen Zonierung der Landschaftsmerkmale sind ausserdem geographische Lnge, Breite, Lage und Mikroklima wichtig. Das Relief erstreckt sich über mehr als 7,000 m, wenn der NamjagbarwaFeng (7,782 m) im stlichen Himalaya als Bezugspunkt dient. Das vertikale Landschaftsbild reicht von quasitropischen bis zu Eisund Schneezonen. Die Merkmale und der strukturelle Aufbau in den Zonen werden beschrieben. Auβerdem werden die Faktoren, die die regionalen Abweichungen im Landschaftscharakter innerhalb des Namjagbarwa Massivs ausmachen, diskutiert.

INTRODUCTION

The classification and analysis of altitudinal variation in landscape characteristics in mountain areas has long attracted the attention of physical geographers. In western geographical tradition, observations of the relation between vegetation and altitude can be traced to von Humboldt in the early nineteenth century (Huggett, 1996). Following a century or more of montane vegetation mapping associated with expeditions, contemporary research in altitudinal zoning is focused on themes such as the interplay of elevation, latitudinal and climatic variables (e.g., Neilson and Wullstein, 1983; Ives, 1992), the continuity of individual species and their plant community associations over elevation ranges (e.g., Auerbach and Shmida, 1993), and the systematic variation of soil properties (e.g., Alexander et al., 1993).

Vertical zonation has developed as a popular theme in Chinese physical geography, not least because of the extensive areas of montane environments within Chinese territory. Emphasis is given to the derivation and description of landscape zones, classified in terms of climate, vegetation, and soil characteristics. Indeed, classification as a research objective is far more prevalent in Chinese geography than in its western counterpart (e.g., Ren Meie et al., 1985). In part, this reflects the relatively larger spatial dimensions of study and the requirement to provide general landscape characteristics for applied environmental management rather than detailed discussion of interboundary complexity. Vertical zonation provides a basis for characterizing geomorphological process environments, soil, and vegetation properties, which in turn can be applied in landuse capability assessment or resource management. It can also be attributed to the paucity of information available in some mountain regions, such as the present study area, where descriptions of the overall structure of the vertical landscape have not been attempted previously.

There has been comparatively little research on vertical zonation in the high mountain environments of Tibet because of the logistic difficulties imposed by access and weather conditions. An expedition of the Chinese Academy of Sciences to the Mt. Namjagbarwa area in the late 1980s provided an opportunity to investigate vertical zonation of soil and vegetation characteristics across a relative relief of 7,000 m. The Namjagbarwa massif in the eastern Himalaya (Figure 1) is deeply incised by the Yaluzangbu River (the Chinese name for the Brahmaputra) and had not been subject to any detailed scientific investigation before the expedition. The characteristics and structural pattern of the vertical zonation are described here, following a general description of the evolution of the Namjagbarwa landscape.FIGURE 1Location of the Namjagbarwa Massif and Yaluzangbu River in the eastern Himalaya.

TABLE 1Summary of climatic variables for the Namjagbarwa Massif

South slopeNorth slope Valley altitude (m)70011002800 Mean annual precipitation (mm)2277510 Mean annual temperature (℃)16.17.9 Mean January temperature (℃)8.10.3 Mean annual accumulated temperature ≥10℃(℃)50002600 Frost free period (days)330170 Aridity index<111.5THE NAMJAGBARWA MASSIF

The largescale geomorphology of the Mt. Namjagbarwa area results from its recent tectonic history. The upper Yaluzangbu valley lies along the collision margin of the Eurasian and Indian Plates (Zhang Xilan and Chang Changfa, 1979). The trend of the mountain ranges is controlled by a series of tectonic arcs, faults, and fold belts, that result from intense concentrated pressure stress at the eastern end of the suture line associated with the plate boundary. Himalayan movement started during the Oligocene epoch; by the Late Pliocene the surface elevation of the QinghaiTibetan Plateau was about 1,000 m with some parts of the northern slope of the protoHimalaya reaching 2,000 m (Yang Lihua and Liu Dongsheng, 1974). Quaternary neotectonics have had a profound impact on the landscape. Since the Late Pliocene the QinghaiTibetan Plateau has risen 3,5004,000 m (Li Jijun et al., 1979) and the Yaluzangbu River has undergone intense incision. The rapid rate of uplift accomplished by neotectonic movement and accompanied by fluvial incision has generated unprecedented relative relief of more than 7,000 m over horizontal distances of about 40 km. The enormous range of altitude within a small area provides an ideal test site for the investigation of vertical zonation of landscape characteristics (Peng Buzhuo, 1984).

The upheaval of the QinghaiTibetan Plateau also resulted in an enhancement of monsoon circulation. The arcate ridges of the eastern Himalaya protruding southwards force the southwest monsoon to bypass the eastern rim of the Plateau. The incised valley of the Yaluzangbu River provides a natural passage for the monsoon to transport moisture and energy. It has been suggested that the funneling of the southwest monsoon along the Yaluzangbu valley could extend lowvalley tropical conditions as far north as 29° North (Peng Buzhuo, 1984). Furthermore, the QinghaiTibetan Plateau prevents the invasion of northern cold air masses during winter, promoting an notable difference in climate and associated landscape between the southern and northern slopes of Mt. Namjagbarwa.

On the southern flank of the massif, the Yaluzangbu Valley in the vicinity of Moto has an elevation of 7001,100 m and annual mean precipitation of 2,276 mm (Peng Buzhuo, 1984). On the northern flank of the massif, the altitude of the Yaluzangbu valley is around 2,800 m and mean annual precipitation is 510 mm. Summary climate data are provided in Table 1. The aridity index, widely used in China, is a variant of the Penman formula, adjusted to consider the growing season defined by a continuity of mean daily temperatures in excess of 10℃, as:

AI=0.16∑T/∑R

FIGURE 2Schematic crosssection of landscape zones of the Namjagbarwa Massif.

where ∑T=accumulated temperature ≥10℃ for stable period when mean daily temperature ≥10℃(℃) and ∑R=precipitation over same period (mm).

Due to the moisture and heat conditions of the Yaluzangbu Valley in the south the typical vegetation is monsoon forest. The dominant species are mostly of tropical families and genera, such as Elaeopcarpaceae, Moraceae, and Sterculiaceae but do not include typical tropical species such as Dipterocarpaceae. Many plants are cauliflory (flowers and fruits form on leafless woody stems). Lianas, woody vines germinating in soil but clinging to other plants, are abundant. Ligneous ferns are also found. Most plants belong to the pantropical flora but are not the most typical encountered in true tropical environments. For this reason, the landscape assemblage is best classified as a 〖ZP(〗TABLE 2Vertical landscape zonation in the Namjagbarwa Massif

Landscape zoneSoil typeVegetationElevational

range

Northern slope

(m) Elevational

range

Southern slope

(m)Difference in

lower boundary

height

(N-S)Approximate

gradient of

lower boundary

(m·km-1)1 valley quasitropical zoneyellowish lateritic red earthmonsoon forest(500)2 mountain subtropical zonemountain yellow earthevergreen broadleaf forest8003 mountain quasisubtropical zonemountain yellow brown earthsemievergreen broadleaf forest4004 mountain warmtemperate zonemountain acid brown earthmixed forest of coniferous and broadleaf(400)500(500)5 mountain frigidtemperate zonemountain bleached podzoldark coniferous forest9008004000.86 subalpine frigid zonesubalpine shrub meadow soilshrub4003005001.37 alpine frigid zonealpine meadow soilalpine meadow 200400600 2.08 alpine freezeweathered zonealpine colddesert soilalpine ground cover, lichens3005004001.39 snow/ice2001.0〖ZP)〗quasitropical or marginal tropical zone (Ren Meie, 1962; Ren Meie et al., 1985). The Yaluzangbu Valley to the north of the massif is in the warm temperature zone and its vegetation assemblage is typical of semihumid marine conditions (Zhang Yongzu et al., 1982). To some extent, valleys on the northern flank of the Himalaya experience the ‘Troll Effect’ with subsiding air limiting valleylevel precipitation totals but humidity increasing upslope.

VERTICAL ZONATION OF LANDSCAPE CHARACTERISTICS

The spectrum of vertical landscape characteristics on the southern and northern slopes of Mt. Namjagbarwa area is displayed in Figure 2, and further details of the characteristics of each zone are given in Table 2. Generally, the southern slope comprises a complete array of landscape zones from quasitropical in the valley to ice or snow conditions above 4,800 m. On the lower slopes, warm and humid conditions enhance biochemical weathering and consequently soils are subject to leaching, and have acid or strong acid reaction. Soils are generally thin because of the steep gradients. With an increase in altitude, there is a transition to dark conifer forest and above to alpine meadow vegetation. Accordingly, the degree of aluminum translocation decreases and the tendency for podzolization increases. Further up the mountain slopes, palaeoarctic flora and fauna become progressively more abundant and the degree of soil mineralization declines.

The main feature of the northern slopes is the wide belt of dense coniferous forest up to 4,100 m. Although climatic conditions are less humid here than on the southern slope there is some evidence of biochemical weathering. Soil profiles are leached with high levels of Fe and Al accumulations down profile and an absence of CaCO3. Water quality measurements from streams on both sides of the Namjagbarwa massif indicate that HCO-3 and SO2-4 are the dominant anions and Ca2+ and Mg2+ are the dominant cations. Solute loads are generally higher on the northern slopes.

STRUCTURE AND REGIONAL DIFFERENTIATION

OF VERTICAL ZONATIONIn broad terms, the landscape characteristics of the Mt. Namjagbarwa area can be divided into two structural groups: a humid structural group on the southern slopes and a semihumid structural group on the northern slopes (Zhang Yongzu et al., 1982; Zheng Du et al., 1985). These are further divided as follows:

Humid Structural Group

1. Valley quasitropical zone with monsoon forest and yellowish lateritic red earth

2. Mountain subtropical zone with evergreen broadleaf forest and mountain yellow earth

3. Mountain quasisubtropical zone with semievergreen broadleaf forest and mountain yellow brown earth

Semihumid Structural Group

4. Mountain warmtemperate zone with mixed forest of conifer and broadleaf and mountain acid brown earth

5. Mountain frigidtemperate zone with dark coniferous forest and mountain bleached podzol.

The apparent difference in vertical zonation on the northern and southern slopes can be explained in terms of variations in the passage of moist air masses along the Yaluzangbu River, the effects of the area of snow and ice cover, and the development of temperature inversions.

EFFECT OF MOISTURE PASSAGE ALONG

THE YALUZANGBU RIVER ON VERTICAL ZONATION.Precipitation totals are strongly influenced by the passage of moist air along the Yaluzangbu River during the southwest monsoon. Upstream of the major turn in the Yaluzangbu at Zhaqu, rainfall decreases gradually westward along the Yaluzangbu valley and also declines in an eastward direction along the Polongzangbu valley. Higher precipitation totals extend northwestward along the Yigong valley. This pattern of humidity influences the species composition of forests. The mountain warmtemperate mixed forest on the southern slope of the Namjagbarwa massif and the northern slopes as far as the bend in the Yaluzangbu River is dominated by Tsuga dumosa, Acer caudatum, and other species demanding high humidity. Indicative of high humidity, the epiphytic lichen Usnea longissima is ubiquitous. The soil of these areas is classified as mountain acid brown earth and has a considerable humus accumulation, strong leaching, and eluviation. On the northern slopes beyond the bend in the river, the dominant species of the mixed forest are certain drought resistant sclerophyll plants, such as Quercus aquifolioides and Pinus densata. The soil is mountain brown earth with a litter humus accumulation, weak leaching, and neutral reaction. The decrease in humidity westward along the Yaluzangbu River has the effect of lowering the altitude of the lower limit of the mountain frigidtemperate zone from 3,500 to 3,200 m. Similarly, its upper limit is reduced from 4,300 to 4,100 m, narrowing the altitudinal range of forests by about 100 m.

IMPACT OF SNOW AND ICE COVER

ON VERTICAL ZONATIONProximity to ice and snow fields in mountainous terrain leads to two sets of processes which influence vertical landscape zones. First, the prevalence of physical weathering combined with steep gradients results in abundant rockfalls, debris cones, and other mass movement activity. Slope instability can locally interrupt soil development and he establishment of alpine meadow vegetation. Secondly, snow cover has an influence on microclimate. A local circulation, known as “glacier wind” develops on the margins of snow cover and can significantly reduce the boundary layer temperature on land adjacent to snow patches. Local variations in the transition between vertical zones result. In the central part of the Namjagbarwa massif where mountain tops are snow covered, the upper limit of the mountain frigidtemperate zone with dark conifer and mountain bleached podzol is typically 4,000 m. By contrast, in the front range mountains which do not have snow cover this zone extends to altitudes of 4,1004,300 m. This is further exemplified by the Suila Pass in the Gangrigabo Ridge; here, in the absence of snowcovered peaks, the dark conifer forest extends to 4,300 m, such that any separate subalpine shrub zone is highly compressed and soon gives way to an alpine frigid meadow zone.

INFLUENCE OF TEMPERATURE INVERSIONS

ON VERTICAL ZONATIONThe nature of the topography contributes to the formation of temperature inversions. The tectonic basin is widest in the Yigong area and has a relative relief of 3,0004,000 m from the basin floor to the surrounding mountains. The height of inversion layer may extend up to about 2,4002,500 m in summer and about 2,5002,600 m in winter. The mean temperatures in the Yigong basin for January and July are 3.3 and 18.1℃ respectively, and the temperature gradient above the inversion increases at 0.59℃ per 100 m. Therefore, the warmest mean monthly temperature of the inversion layer exceeds 19℃ and the coldest is about 4.55.0℃. Although the mountain quasisubtropical zone with semievergreen broadleaf forest and mountain yellow brown earth is commonly distributed between altitudes of 1,900 and 2,300 m in the Namjagbarwa area, its upper limit in the Yigong basin increases to 2,5002,600 m due to the influence of inversion. However, there is no inversion of actual landscape characteristics.

SPATIAL DISTRIBUTION OF LANDSCAPE CHARACTERISTICS

In general terms, the effects of the monsoon, tectonic action, and altitude control the distribution of landscape characteristics on either side of the Namjagbarwa massif. Smallerscale variation is enhanced by microclimate and by aspect, exposure, relief, and the nature of surface materials which further accentuate differences in moisture and heat balances, and lead to distinct vegetation assemblages.

The most notable impact of exposure on the distribution of landscape characteristics is observed in the semihumid conditions of the northern slopes and also at high altitudes on the southern slopes. In the mixed forest zone with mountain acid brown earths, for example, slopes exposed to sunny conditions support a variety of shrub species reflecting somewhat arid ecological conditions. By contrast, the shaded slopes in this vicinity are chiefly covered by a mixed forest of conifer and broadleaf species. At high altitudes on the southern slopes, such as at Nage (3,800 m), various shrub landscapes are found on sunny slopes in contrast to alpine meadow in shaded locations.

Variations in substrate materials further enhance local differences in heat and moisture conditions, and consequently in soil properties. In the vicinity of Yidian, located within the warmtemperate mixed forest zone, sandy loam moraine terraces are covered with a shrubassemblage of Leptodermis sp., Caragana sp., and Sophora moorcroftiana, whereas flood plain and moraine terrace sediments composed of fine sand mixed with debris and gravel, support a poplarbamboo vegetation assemblage. Aspect and surface materials further complicate the pattern of vertical zonation and give rise to a series of secondary landscape features; these are complex but retain a number of characteristic features, especially in soil properties. Further work is required to examine the altitudinal range of individual species and the nature of transition between vegetation communities and soil properties. Nevertheless, general classification of landscape characteristics and their interpretation in terms of vertical zonation provides a means of examining the relative importance of controls on soil and vegetation properties and a means of predicting or reconstructing shifts in ecological or geomorphological process boundaries as a result of past or future environmental change.

REFERENCES

Alexander, E. B., Mallory, J. I., and Colwell, W. L., 1993: Soilelevation relationships on a volcanic plateau in the Southern Cascade Range, northern California, USA. Catena, 20: 113128.

Auerbach, M. and Shmida, A., 1993: Vegetation change along an altitudinal gradient on Mt. Hermon, Israel—no evidence for discrete communities. Journal of Ecology, 81: 2533.

Huggett, R. J., 1996: Geoecology: An Evolutionary Approach. Routledge, London.

Ives, J. D., 1992: The Andes: Geoecology of the Andes. In Stone, P. B. (ed), The State of the Worlds Mountains: A Global Report. Zed Books, New Jersey, pp. 185256.

Li Jijun et al., 1979: On the time, magnitude, and form of uplift of the QinghaiTibetan Plateau. Scientia Sinica, 6: 608616 (in Chinese).

Neilson, R. P. and Wullstein, L. H., 1983: Biogeography of two southwestern American oaks in relation to atmospheric dynamics. Journal of Biogeography, 10: 275297.

Peng Buzhuo, 1984: Preliminary study on the vertical zonation in the Mt. Namjagbarwa region. Mountain Research, 3: 182189 (in Chinese).

Ren Meie, 1962: Quasitropical zone in China. Journal of Nanjing University (Natural Science), 1: 2935 (in Chinese).

Ren Meie, Yang Renzhang, and Bao Haosheng, 1985: An Outline of Chinas Physical Geography. Foreign Languages Press. Beijing.

Yang Lihua and Liu Dongsheng, 1974: On the neotectonic movement in the Mt. Jolmolungma region. Scientia Geological Sinica, 3: 209220 (in Chinese).

Zhang Yongzu, Zheng Du, and Yang Qinye, 1982: Physical Geography of Xizang (Tibet). Science Press, Beijing (in Chinese).

Zhang Xilian and Chang Changfa, 1979: A preliminary note on the tectonic features of the lower Yaluzangbu River region. Scientia Geological Sinica, 2: 116126 (in Chinese).

Zheng Du and Yang Qinye, 1985: Some problems on the altitudinal belts in southeastern QinghaiXizang (Tibet) Plateau. Scientia Geographical Sinica, 1: 6069 (in Chinese).Progress in the Study on Mountainous Vertical Zonation in ChinaProgress in the Study on Mountainous

Vertical Zonation in China本文与陈浮、濮励杰共同撰写,原载《Chinese Geographical Science》,1999年第9卷第4期,第297305页。Abstract: There are many mountains in China.About 33% of the terrestrial parts of the country are mountainous region. Himalayan movement establishes the lay out of the mountains in general. Circulation of Eastern Asian monsoon settles the horizontal structure of physical zonation. They lay the groundwork of the mountainous vertical zonation.The authors think there are 18 principal types that belong to the system of monsoonary zonal spectra and the system of mainland zonal spectra according to the features of the base of the mountainous vertical zonation. The paper discusses the regular pattern of the mountainous vertical zonation and provides a lot of forward problems of the mountainous vertical zonation that is very significant.

Key words: mountainous vertical zonation, structural type, regional difference

The arrangement of earth surface in China mainly consists of mountains and plateaus. About 33% of the terrestrial parts of the country are mountainous region. Himalay an movement establishes the layout of the mountains in general. The arrangement of mountain range has apparent directivity and regularity, and is strictly controlled by geologic structure. Also, with the disappearance of paleoTethys, the formation of the Eurasia, the change of climatic zonation distribution and the Asian monsoon circulation set up between ocean and continent, the present structure of horizontal physical zonation has been formed in general (Ren et al., 1992; Zhang et al., 1985), which has influenced the characters of basic zonation and the structure of zonal spectra of mountainous vertical zonation.

Many scholars have made deep study on the structural types of the mountainous vertical zonation, such as, the structural types of vertical zone of mountains in temperate zone in Eurasia (Huang et al., 1959; Huang, 1962), the class, the category and the type of zonal spectra of mountainous vertical zonal structure in the west of Sichuan Province and the north of Yunnan Province (Jiang, 1964), the structural types of mountainous vertical zonation in Henan Province (Zhang et al., 1964), the mountainous vertical structural types in Tianshan and in Xizang (Peng et al., 1980; Zheng et al., 1985; Peng et al., 1997; Peng, 1986), and so on. They have made important contribution to the study of the structural types of mountainous vertical zonation in China, but there is not a whole national outline of the division of the mountainous vertical structural types.

1THE STRUCTURAL TYPES OF MOUNTAINOUS VERTICAL ZONATION The difference of temperature and moisture in basal zonation decides the division of mountainous vertical zonal spectra. The types can be divided into two different systems of zonal spectra, which are the monsoonary system and the continental climatic system, according to the character of basal zonation, the structure of vertical zonation, superior zonation, temperature and moisture (Zheng et al., 1990).In general, Xinjiang, the middle part of Qaidam Basin, the hinterland and northwest of the Xizang (Tibet) Plateau, some area of Inner Mongolia that is located outside the Yinshan Mountain and the Helan Mountain belong to the continental climatic area (Zhang et al., 1985).Their mountainous vertical zonations belong to the system of continental zonal spectra, the other areas belong to the monsoonary area, and their mountainous vertical zonations belong to the system of monsoonary zonal spectra.

1.1The System of Monsoonary Zonal Spectra

Temperature condition occupies a chief position in altitudinal division. There can be three kinds of structural type groups in condition of humidity of base zonation, and then according to the change of basal zonal longitude or altitude, the difference of moisture and heat, and the whole characters of zonal spectra, each group can be divided into several main structural types (Peng, 1986; Zheng et al., 1990).

1.1.1The structural typegroup of Humectation

This group is mainly distributed over the east of China and southeastern parts of QinghaiXizang (Tibet) Plateau. Mountain forest is the main body of each zonation, vegetation forms mainly belong to mesotype, climate is humid, biochemical weathering is in the ascendant, soil eluviation performs strongly, forming different kinds of mountain forest soil. According to the characters of basal zonation, from south to north there can be several main structural types as follows (Liu, 1981; The committee of Chinese botany, 1980; Zhao et al., 1991):tropical monsoon rain forest and rain forest, quasitropical monsoon rain forest, evergreen broadleaf forest in the south of subtropical zone, mixed deciduous and evergreen broadleaf forest in the north of subtropical zone deciduous and broadleaf forest in warm temperate zone, mixed coniferous and deciduous broadleaf forest in temperate zone and coniferous forest basal zonal structural type in cool temperate zone.

The mountain altitude, decides the number of vertical zonation structure styles of the same basal zonation, the higher the mountain, the greater the relative distance of the height, the more integral the mountainous vertical zonal spectra. For example, Mt. Namjagbarwa a in the east of Himalay as is located in the quasitropical zone, 7782 m above sea level, and the relative distance of height is 7000 m. The mountainous vertical zonation includes:the river valley quasitropical monsoonary rain forest, the mountainous subtropical broadleaf semievergreen, mountainous quasisubtropical broadleaf semievergreen forest, mixed coniferous and broadleaf forest of mountainous warm temperate zone, coniferous forest of mountain cool temperate zone, bush and meadow of subalpine cold zone, meadow of alpine cold zone, cold alpine lichen and alpine icesnow zonations. All aforementioned form very integral vertical zonal spectra (Peng, 1986; Peng, 1984; Peng et al., 1984). But the Yu Mountain in Taiwan, of which the altitude is 3950 m with the same basal zonation and the zonation spectra are simple, only consist of five vertical zonations (Liu, 1981).

1.1.2The structural type group of semihumectation

This group is mainly distributed over warm temperate zone, temperate zone, cool temperate zone in the east of China and the southeast of QinghaiXizang Plateau. The mountain located in warm temperate zone based on the bush and meadow, its superior zonation is mountainous deciduous broadleaf forest. The structural spectra are simple, up forward in turn are deciduous taiga coniferous forest and larch forest zonation, subalpine deciduous bush and meadow zonation, showing the characters of mountainous vertical zonal spectra in humectation warm temperate zone. The basal zonation of in semihumectation temperate zone mountain is bush and meadow zonation. In general, the superior zonation is mountain deciduous broadleaf forest, the vertical zonal spectra are also simple, and the features of the aforementioned vertical zonation are very similar to those of warm temperate zone mountain. The semihumectation group is fairly great, the basal zonation is mixed coniferous and broadleaf forest in general, the superior zonation is mountainous taiga coniferous forest, above it in turn are: subalpine bush, alpine meadow, alpine weathering lichen, alpine icesnow zonations (Peng, 1986).In several deeply cut valleys there mainly exist xerophilous deciduous bush, develop mountain drab soil and mountain carbonate drab soil, compose special division and basal zonation (Peng, 1986; Zheng et al., 1984).

1.1.3The structural type group of alpine semihumectation

This group is mainly distributed over Nagqu, Yushu and Aba area in the middle and east parts of QinghaiXizang Plateau. Alpine meadow is the basal zone; the spectra are simple, consisting of alpine meadow, alpine cold weathering lichen and alpine icesnow zonations, and showing that the influence of mainland coldness and aridity is streng thened gradually (Zheng, 1992).

1.2The System of Continental Zonal Spectra

This system is widely distributed over the hinterland in the northwest of China and in the north and west parts of QinghaiXizang Plateau. The division zonation of arid and semiarid parts in the northwest of China are mainly steppe, desert steppe, desert and mountain forest, mountain meadow, and QinghaiXizang Plateau is characterized by mountain steppe, mountain desert, alpine steppe and alpine desert. Limited by the regional difference in temperature and moisture, it can be divided into groups as follows.

1.2.1The structural type group of semidrought

This group bases on the drought steppe or mountain steppe, mainly lying in the west of the Loess Plateau, the Inner Mongolia Plateau, the eastern part of the Qilian Mountain and mountainous area of the southern part of Xizang. According to the characters of basal zonation, this group can be divided into semidrought structural type of warm temperate zone and semidrought structural type of temperate zone. The former includes drought steppe basal zonation (or mountain steppe basal zonation), mountainous deciduous broadleaf forest zonation (south slope)/mountainous taiga coniferous forest zonation (north slope) and subalpine bushmeadow zonation. The latter includes mountainous drought steppe basal zonation, mountainous forest and steppe zonation, mountainous taiga coniferous zonation (north slope)/mountainous meadow zonation (south slope), mountainous meadow zonation or subalpine bushmeadow zonation and alpine meadow zonation (Peng et al., 1980; Zhao et al., 1991).

1.2.2The structural type group of drought

This group is widely distributed over Gansu, Qinghai, Xinjiang and the west of Ningxia, basing on the desert or mountainous desert. According to the characters of basal zonation, it can be divided into structural type of warm temperate zone and structural type of temperate zone. The former includes desert, mountainous desert steppe, mountainous drought steppe, mountainous steppe, alpine steppe, alpine meadow, alpine matted vegetationlichen, and alpine icesnow zonations.The latter includes desert of temperate zone, mountainous desert steppe, mountainous steppe, mountainous taiga coniferous forest (south slope), mountainous meadow (north slope), subalpine bush and meadow, alpine meadow, alpine matted vegetationlichen, and alpine icesnow zonations (Zheng et al., 1985).

1.2.3The structural type group of high and cold semidrought

This group is distributed over innermountainous region of QinghaiXizang Plateau. In general, the basal zonation is xerophilous high and frigid steppe, the vertical zonation of natural landscapes is simple, from the bottom to the top there are alpine meadow or alpine meadow steppe, alpine matted vegetationlichen and alpine icesnow zonations.

1.2.4The structural type group of high and frigid drought

This group is widely distributed over high and frigid drought area, such as the Kunlun Mountains region in the north of the QinghaiXizang Plateau and the Karakorum Mountains. It can be divided into two types. The former spectra, existing in the eastern parts of the Kunlun Mountains, include alpine desert steppe base zonation, alpine matted vegetationlichen zonation and alpine icesnow zonation. The latter spectra, existing in the north of Qiangtang Plateau, the western part of the Kunlun Mountains and the Karakorum Mountains region with much colder and drier climate, include high and frigid desert, alpine meadow steppe, alpine matted vegetationlichen and alpine icesnow zonations.

2THE REGIONAL DIFFERENTIAL LAWS OF MOUNTAINOUS VERTICAL ZONATION The characters of the basal zonation mainly depend on the attribute of horizontal zonation of mountain , there are different mountainous vertical zonal structures in different mountainous horizontal zonations.Their base, numbers of vertical zonations, the distributed altitude of each zonation and superior zonation are different with each other. The relative altitude, direct of slope, alignment and structure of mountain also have influence on the structure of zonation spectrum (Ren et al., 1992; Zheng et al., 1990; Liu, 1981).From the aspect of integrity, objectively, the structure of mountainous vertical zonation has apparent latitudinal change in humid forest region in the east of China, and in western nonmonsoon drought region, the spectrum has apparent longitudinal changes.

2.1The Latitudinal Zonal Laws of Mountainous Vertical Zonation

The latitudinal change of mountainous vertical zonation is mainly shown by the fact that the structure of spectra becomes simpler from low latitude to high latitude, and the zonation numbers decrease gradually. For example, the vertical zonal spectra of the Mt. Namjagbarwa a have the characters of quasitropical natural landscape. Its types are most integral, having nine vertical zonations, so scarce in the world (Peng, 1984). Northward to subtropical zone, the number of vertical zonations decreases to six or seven. There is not high mountain in warm temperate zone, so the mountainous vertical zonal spectra are not integral. The number of mountainous vertical zonations decreases to four or five in temperate zone. The mountainous vertical zonal spectra consist of only two or three vertical zonations in the Da Hinggan Mountains of cool temperate zone.

The altitude of mountainous vertical zonation decreases gradually from south to north along with the latitude. For example, the limitation of mountainous taiga coniferous forest in tropical or quasitropic reaches to 2900(3100)3900(4100)m above sea level, decreases to 30003600 m in the south of subtropical mountain. The altitude in the north of subtropical zonal mountain is 26003400 m, decrease to 18002100 m in warm temperate zonal mountain, to 11001800 m in temperate zonal mountain. The highest limit is less than 1000 m in cool temperate zonal mountain. Not only the limit of natural zonation decreases, but also the zonation amplitude decreases from 10001100 m to 600700 m. According to computation, the movement of about one latitudinal degree northward can make the lower limit decreases by 100 m or so. The quantity of heat (the active accumulated temperature of ≥10℃)decreases from ≥ 7000℃(eastern parts)or ≥6500℃ (western parts) of the tropic zone to about 1700℃ of the cold zone in the eastern China humectation region, this is the main cause of changes of mountain vertical zonation in structure and nature.

2.2The Longitudinal Zonal Law of Mountainous Vertical Zonation

In China vapor mainly come from the Indian Ocean and the Pacific Ocean, the amount of precipitation decrease rapidly from southeast coastal region to northwest hinterland. According to the average dryness, there can be humectation, semihumectation, semidrought, drought regions and so on. This climatic change of longitude has great influence on the longitude zonal laws of basal zonation, which is, from east to west, the climate becomes drier, and the base take turn as follows: forest zonation, forest and steppe zonation, dry steppe zonation, desert steppe zonation, and desert zonation. This law occurs apparently in Chinese warm temperate zone and temperate zone regions (Ren, 1992).Moreover, East Asian monsoon and South Asian monsoon circulation influence the eastern and western parts of wide tropical and subtropical regions in China respectively. The former is under the control of strong Mongolia frigid and high pressure in winter. The low temperature brought about by frequent activities of strong cold air and cold wave results in that the winter temperature is fairly lower than western parts. Although the annual precipitation concentrates in summer relatively, there is not an apparent dry season. But influenced by southern Asia tropical monsoonary circulation in most parts of western region, under the control of tropical southwest warm air current, it is fine and dry warm in winter, and influenced by southwestern warm monsoon circulation, the precipitation concentrates relatively, the drought and wet season is apparent in summer. The difference of water combining with heat has great influence on the formation and development of mountainous vertical zonation (Zheng et al., 1985). The following will show the regional difference of mountainous vertical zonation in Chinese subtropical zone and temperate zone.

In Chinese subtropical region, the base has developed typical temperate broadleaf evergreen forest in eastern part; there is apparent foehn phenomenon in the deep Dadu River valley, the basal zonation of the eastern slope of the Gongga Mountain in western part has landscape like savanna and develops Yunnan pine forest, which only grows under drywarm circulation; the piedmont belt of the southern slope of Mt. Namjagbarwa, enclosed by Great Bend Gorge of the Yarlung Zangbo River which is nearly equal to the latitude of Hunan (29°12′29°30′N), is subtropical monsoonary forest landscape because of the void of cold wave in winter.

In mountainous vertical zonal spectra, the basal zonation in eastern parts of China is the apparent superior zonation, and its width is about 800 m. The mountainous taiga coniferous forest is always the apparent superior zonation in western parts, its width is 600800 m, some even to 1000 m, especially in Mt. Namjagbarwa region indicating that the cold and wet district occupies the main position. There is apparent difference in the altitudes of mountainous vertical zonations between the west and the east. In general, the altitude of the upper limit in the west is higher than that of the east. For example, the upper limit of the mountainous broadleaf evergreen forest is 10001100 m in the Huanggang Mountain in the east part, 13001400 m westward to the Fanjing Mountain, about 2000 m westward again to the Gongga Mountain, and about 3300 m in the western slope of Biluo snow mountain because of dryness increasing. Moreover, there are some differences in vertical zonal landscape ingredient, structure and so on. The former not only shows the difference of waterheat situation between eastern mountain region and western mountain region, but also shows the difference of regional development of natural landscape and paleogeographical environment (The Committee of China Botany, 1980; Yong et al., 1987). Although the latter has some influence on the difference in waterheat situation between eastern and western mountain region, its more important that most of the eastern mountain are middle mountain type, the relative and absolute altitude are not great, the mountainous vertical zonal spectra are much simpler than that of western mountain. In general, there are four or five vertical zonations in eastern mountains. But there are eight or nine vertical zonations in western mountains, showing the very integral vertical zonal spectra.

The longitudinal zonal law of mountainous vertical zonation in temperate zone and warm temperate zone includes as follows: firstly, from east to west the characters of mountainous vertical zonation consist of aforementioned humectation→semihumectation→semidrought→drought. The difference in vertical zonation structure is also great. For example, mixed coniferous and broadleaf forest grows well in the Changbai Mountains, occupies the altitude of 5001600 m and becomes the superior zonation. To semihumectation and semidrought region, the broadleaf and coniferous forests respectively occupy the altitude of 14001700(1900)m and 1700(1900)2100 m in the Daqing Mountain region. To drought region of Gansu and Qinghai, the broadleaf forest disappears, the coniferous forest only appears on the north slope, the spectrum range retract to 400500 m, even all of the forest disappear. More westward to the north slope of Mt. Tomur in the Tianshan Mountains region, influenced by western and northwestern humid air current, deciduous broadleaf forest and mountain coniferous forest appear again. Secondly, the altitude of mountainous vertical zonation, from west to east, is increasing gradually. For example, the upper limit of mountain coniferous forest in the eastern humid mountain is only 17001800 m. The upper limit of coniferous forest in the north slope of Mt. Tomur is 2900 m. The upper limit of mountain drought steppe is 1500 m in semidrought and semihumectation area and increases to 2600 m in Mt. Tomur region. Moreover, the difference level of vertical zonation between south and north slope is become greater. In view of this situation, from east to west, the more faraway from ocean, the greater the continental level is, the characters, spectra composition and structure of mountainous vertical zonation change relevantly, the upper limit of vertical zonation that demands certain humid degree rises greater. In another word, there is brand of longitude zonation laws in mountainous vertical zonation spectrum.

3SEVERAL FRONTIERS OF RESEARCH ON MOUNTAINOUS VERTICAL ZONATION3.1The Influence of Human Activities on Mountainous Vertical Zonation

In order to meet the increasing demand of food and fuel because of increasing population, people fell forest and reclaim land disorderly, even take the cultivation form of slashandburn method, thus making much land be reclaimed and forest decrease rapidly, so the spatial pattern of mountain landuse is changed (Peng et al., 1995). Firstly, the landscape becomes more unanimous. The mountain pattern composed of various vegetation is replaced by single cultivation agriculture; this trend not only led to simplicity of landscape but also cripple the whole ecological advantage. Secondly, it has menace to biodiversity and soil quality (Peng et al., 1981). The longtime exploitation and use of mountain resources lead to decreasing of mountain pasture, the marsh becoming drought, the vegetation degenerating or replacing by other populations. This rapid decreasing of biodiversity by agriculture expansion is permanent. Also, the decreasing of forest aggravates the mountain soil and water loss, soil erosion and exhaustion of soil productivity. Human activity even increases the risk of natural disasters such as landslide, debris flow and avalanche (Peng et al., 1981). Finally, it is the control of pollutants discharge. A great amount of pollutant made by human production and life pollute the mountain air, surface water, underground water and soil, also influence the mountain ecoenvironment, even change some manner of mountain prevention (Peng et al., 1996).

3.2The Cycle of Material and the Flow of Energy Inside and Among Mountainous Vertical ZonationThe types of mountainous vertical zonations can be classified mainly according to the biological and climatic characters, but there is apparent difference in composition and the content of ecological environment element of different zonation (Huang, 1982; Huang et al., 1982).So studies on the features of the physical, chemical and biological processes and laws of transference and transformation of the cycle of material and the flow of energy inside and among mountainous vertical zonations are very important. The basic zonation always decides the initial features of mountain landscape. With the increasing of mountain altitude, the feature of landscape is pushed northward gradually, but the vertical difference of landscape is not like the change of landscape feature caused by latitude difference, such as biological abundance process, leaching and weathering, and laws of transference and transformation, which are very important to mountain landscape dissimulation, and landscape arrangement (Peng et al., 1997; Peng et al., 1996; Yan Weiyun et al., 1985; Dou et al., 1988; Dou et al., 1987; Peng, 1992; Dou et al., 1992).

3.3The Influence of Temperature Inversion and Icesnow Cover on Mountainous Vertical ZonationAlthough there have been studies on temperature inversion and icesnow cover for years, it has not gone deeply (Peng et al., 1980; Peng, 1986). Temperature inversion is a general phenomenon under the condition of natural special terrain. Mountain temperature inversion in China has the characters of various types, wide distribution, apparent season change, apparent regional difference and so on. In general, the bigger, the higher and the steeper the mountains the greater temperature increase in daytime; the stronger the top radiate in nighttime, the thicker the temperature inversion layer. On the contrary, the temperature inversion layer is thinner. At the same time, the ratio of the appearance of inversion layer has some relation with the slope direction and distance from ocean (The committee of the project about agricultural climate resource and its rational exploitation and use in the hill and mountain region of East Chinese subtropical zone, 1990; He et al., 1989).The main influence of temperature inversion is making the mountainous vertical zonation move (Peng et al., 1980; Peng, 1982). But it does not lead to the phenomenon of inversion of mountainous vertical zonation. This upmoved phenomenon of vertical limit caused by terrain situation of mountain, exists in eastern Chinas mountain and hill territory (Huo et al., 1993). It proves advantage of developing mountain pasture.

In northwestern and southwestern high mountain territory in China, the higher the mountain body above icesnow line, the wider the area covered by icesnow. There are hanging glaciers, regenerated glaciers and valley glaciers. The temperature between day and night has great difference. Physical weathering and coldfreezing weathering is strong. Below the permanent icesnow zonation, coldfreezing weathering zone in the high mountain is integrate, debris cone, and talus debris flow develop well. Its possible to force the uplimit of some vertical zonation to move down. Its more important that between icesnow covering territory and nonicesnow covering territory, there is local circulation of glacier wind because of different bases. Influenced by aforementioned wind for long time, the temperature of nearby nonicesnow covering territory is lower compared with other territories in the same condition, thus forcing the limit of some zonat ions which demand certain temperature condition to move down. Even some zonations disappeared and are sparsely distributed landscape type.

3.4How to Exploit Sufficiently and Use Reasonably the Natural Landscape in Mountainous Vertical ZonationNatural resources are abundant and the production potency is great in mountainous area, how to exploit sufficiently and use reasonably them is an important project with which mountainous sustainable development must be faced. At various altitudes we can cultivate many kinds of crops and economic forests, forming a kind of overall arrangement of threedimensional and integral great agriculture. Although people have strong interest in threedimensional agriculture, a kind of exploiting pattern fit for mountainous ecological situations was not set up. There is broad study space in how to exploit sufficiently and use reasonably production potency of mountainous vertical natural zonation. In order to make good use of the mountains advantages, authors have put forward some ways and measures as follows: Firstly, adjust the land use structure of cultivation, forest and pasture reasonably, construct irrigation work, meliorate soil and increase the production ability. Secondly, cultivate by rotation reasonably, develop sources of fertilization and improve soilproductivity. Thirdly, strictly forbid deforesting and reclaiming, warm up the terrace, and prevent the soil and water loss. Finally, introduce science and technologies and good varieties, use the mountain resources fully.

3.5The Mode and Management Strategies of Mountainous Sustainable DevelopmentMany of the socioeconomic and environmental problems of mountain regions result from the “exaction” models used in the exploitation and processing of natural resources. Exploiting mineral resources and construction materials, use of hydropower and forest resources and the management of lands and tourist resources are carried out in nonsustainable ways, which ignore mountain environment and the interests of the mountain communities. The regional policy which supports the sustainable development should consider some of terms and principles in priority. Firstly, setting up the pattern of mountain development management, detection of development process and correcting model based on economy, environment and social indexes. Secondly, setting up the strategy of security of mountain economy and environment, eliminating backward production, changing the extensive pattern of economy development with modern science, considering the social future environmental demand. Thirdly, using inclined financial and investment policy, carrying out the environmental plan supported by fax and budget policy. Finally, setting up the mountain management institution, social policy and legislation mechanism, working out methods to solve the environmental and economical problems and the possible declination in the future, improving the structure of economy and industry in mountain region.

REFERENCES

Dou Yijian et al., 1987. Migration characteristics of microelements in process of landscape geochemistry in Mt. Namjagbarwa area. Scientia Geographica Sinica, 7(2):5968. (in Chinese)

Dou Yijian et al., 1988. Superficial geochemical characteristics of the transitional elements in the Namjagbarwa mountain area. Journal of Nanjing University(Geography), 5968. (in Chinese)

Dou Yijian et al., 1992. Migration characteristic of microelements in process of landscape geochemistry in Mt. Namjagbarwa. Chinese Geographical Science, 2(3):245255.

He Xiaoquan et al., 1989. Analysis on the characters of heat quantity resource and its rational use. In: Studies on Agricultural Climate Resource in the Eastern Mountain Region of Chinese Subtropical Zone. Beijing: Science Press, 4755. (in Chinese)

Huang Xichou et al., 1959. Natural landscape zones in the north slope of Changbai Mountains. Acta Geographica Sinica, 25(6):435446. (in Chinese)

Huang Xichou, 1962. The structural types of temperate zone mountain vertical zonation in Eurasian. In: The Collected Works of 1960 Geographical Annual Academic Symposium. Beijing: Science Press, 6774. (in Chinese)

Huang Xichou, 1982. The chemical structure of ecological environment in the Changbai Mountains nature reserve. Acta Geographica Sinica, 37(1):6574.(in Chinese)

Huang Xichou et al., 1982. Analysis on environmental settings in Changbai Mountains region. In: Environmental Setting of Some Elements and Its Analytic Methods. Beijing: Science Press, 149158. (in Chinese)

Huo Shiguo et al., 1993. Evaluation of the inversion resource in subtropical mountainous areas of China. Journal of Natural Resource, 8(3):238246. (in Chinese)

Jiang Shu, 1964. Physical geographical vertical zones and horizontal difference in the west of Sichuan Province and the north of Yunnan Province. In: The Collected Works of Natural Regional Division Symposium. Beijing: Science Press, 6269. (in Chinese)

Liu Huaxun, 1981. The vertical zonation of mountain vegetation in China. Acta Geographica Sinica, 36(3):267279. (in Chinese)

Peng Buzhuo et al., 1980. On the vertical zonation of Mt.Tomur area of the Tianshan in Xinjiang Uygur Autonomous Region. Journal of Nanjing University (Natural Science), 26(4):131148. (in Chinese)

Peng Buzhuo et al., 1981. Soil types in Mt. Namjagbarwa region. Mountain Research, 3(4):258265. (in Chinese)

Peng Buzhuo, 1982. On the climatological features and vertical climatic zones of Mt. Tomur area of the Tianshan in Xinjiang Uygur autonomous region. Journal of Nanjing University(Natural Science), 28(1):179190. (in Chinese)

Peng Buzhuo, 1984. Preliminary discussion on the vertical zonation in the Mt. Namjagbarwa region. Mountain Research, 2(3):182189. (in Chinese)

Peng Buzhuo et al., 1984. The vertical zonations of Mt. Namjagbarwa region. In: The Expedition of Mt. Namjagbarwa. Beijing: Science Press, 7881. (in Chinese)

Peng Buzhuo, 1986. Some problems of vertical zonation in Mt. Namjagbarwa area. Acta Geographica Sinica, 41(1):5158. (in Chinese)

Peng Buzhuo et al., 1991. Analysis on landscape ecological characters in Mt. Namjagbarwa region, Tibet. Journal of Nanjing Forest University, 15(5):5968. (in Chinese)

Peng Buzhuo, 1992. Soil resource and its rational utilization in Mt. Namjagbarwa region. Scientia Geographica Sinica, 12(3):237244. (in Chinese)

Peng Buzhuo et al., 1995. Soil geographic distribution patterns in Mt. Namjagbarwa area. Acta Pedologica Sinica, 32(3):278283. (in Chinese)

Peng Buzhuo et al., 1996. Physical Geography and Natural Resource in Mt. Namjagbarwa Region. Beijing: Science Press, 239285. (in Chinese)

Peng Buzhuo et al., 1997. Vertical zonation of landscape characteristic in the Namjagbarwa Mountain massif of Tibet, China. Mountain Research and Development, 17(1):4348.

Ren Meie et al., 1992. Natural Regional Division, Development and Renovation in China. Beijing: Science Press, 151. (in Chinese)

The Committee of Chinese Botany, 1980. Chinese Botany. Beijing: Science Press, 859. (in Chinese)

The committee of the project about agricultural climate resource and its rational exploitation and use in the hill and mountain region of East Chinese subtropical zone, 1990. Agricultural Climate in the Eastern Mountain Region of Chinese Subtropical Zone. Beijing: Meteorology Press, 101105, 259332. (in Chinese)

Yan Weiyun et al., 1985. Some geochemical characteristics of landscape in the Tomur mountain region, Tianshan. In: The Collected Works of Chemical Geography. Beijing: Science Press, 5968. (in Chinese)

Yong Wanli et al., 1987. A comparison of the vertical Natural zones between the Namjagbarwa mountain region and the mountain regions in other parts of China at the similar latitude. Journal of Nanjing University (Geography), 6471. (in Chinese)

Zhang Guangye et al., 1964. Types and basic characters of mountain vertical zonation in Henan province.In: The Collected Works of 1963 Geographical Annual Academic Symposium. Beijing: Science Press, 3138. (in Chinese)

Zhang Jiacheng et al., 1985. Chinese Climate. Shanghai: Shanghai Science and Technology Press, 3234. (in Chinese)

Zhao Qiguo et al., 1991. Soil Resource in China. Nanjing: Nanjing University Press, 2092. (in Chinese)

Zheng Du et al., 1985. Some problems on the altitudinal belts in Southeastern QinghaiTibetan Plateau. Acta Geographica Sinica, 40 (1):6069. (in Chinese)

Zheng Du et al., 1990. Evolution and difference of the physicogeographical environment of QinghaiXizang Plateau. Geographical Research, 9(2):110 (in Chinese)

Zheng Du, 1992. Research on physical geography in QinghaiXizang Plateau. In: Physical Geography and Environmental Research. Guangzhou: Zhongshan University Press, 2329. (in Chinese)

Zheng Yuanchang et al., 1984. Trial Discussion on the vertical natural zone of the mountains in west Sichuan. Mountain Research, 2(4): 237244. (in Chinese) 南峰地区与我国同纬度山地垂直自然带比较及其在全国自然区划中的地位南峰地区与我国同纬度山地垂直自然带比较

及其在全国自然区划中的地位本文与雍万里共同撰写,原载杨逸畴主编:《南迦巴瓦峰自然地理与自然资源》,北京:科学出版社,1997年,第276285页。一、 南峰地区与我国同纬度地区山地垂直自然带比较

我国自然环境十分复杂,地区差别异常显著,自然景观发展历史不一。因此,在我国境内纬度基本近似,山地海拔高度大致相仿,山地垂直自然带谱有的相当复杂,有的却相对简单;垂直带谱中的同一自然带,其分布高度不尽相同,带幅也有宽有窄;景观成分,如代表性的生物种属在不同的山地有不同程度的变异,或为别的种属所代替;山地坡向不同,垂直分带状况也有明显的差别,等等。

(一) 与南峰同纬度山地垂直自然带基本特征

我国热带亚热带山地分布很广,东部地区除台湾岛上的玉山外没有高山类型分布;西部地区高山类型广布。现以东部地区的黄岗山、梵净山,西部横断山区的贡嘎山、碧罗雪山和西藏南部的南峰、珠穆朗玛峰山地垂直自然带彼此加以比较:

黄冈山地处我国东南沿海闽赣边境上,为武夷山脉最高峰,海拔2158米,相对高度约1800米,呈北东—南西走向;梵净山地处贵州高原东北部边缘,为武陵山脉主峰,海拔2572米,相对高度约2100米,呈北东—南西走向。两者同属于我国亚热带东部湿润地

〖ZP(〗表1黄岗山、梵净山、贡嘎山、碧罗雪山、珠穆朗玛峰垂直自然带对比

黄岗山

(117°E,28°N)1)梵净山

(108°E,29°N)2)贡嘎山

(101°E,29°N)3)碧罗雪山

(98°30′E,27°30′N)4)珠穆朗玛峰

(86°E,28°N)5)垂直自然带东南坡

(米)垂直自然带东南坡

(米)垂直自然带东坡

(米)垂直自然带东坡

(米)垂直自然带南坡

(米)北坡亚热带常绿阔叶林—红壤黄壤带(基带)上限

1100亚热带常绿阔叶林—红壤黄壤带(基带)上限

1400干热河谷灌丛云南松林—褐土、红壤带(基带)1000~

1600干热河谷灌丛云南松林—褐土、红壤带(基带)1600~

2700准热带半常绿季雨林、雨林—砖红壤性黄壤带(基带)1200

以下山地暖温带常绿与落叶阔叶混交林—黄棕壤带1100~

1600山地暖温带常绿与落叶阔叶混交林—黄棕壤带1400~

1900山地亚热带常绿阔叶林—红壤、黄壤带1600~

2000山地暖温带常绿阔叶林混交林—黄棕壤带2700~

3100山地亚热带常绿阔叶林—黄壤带1200~

2500山地温带落叶阔叶林、针阔混交林—棕壤带1600~

1900山地温带落叶阔叶林—棕壤带1900~

2240山地暖温带常绿与落叶阔叶林混交林—黄棕壤带2000~

2400山地温带针阔混交林—暗棕壤带3100~

3250山地暖温带针阔混交林—暗棕壤带2500~

3100山地温带黄山松疏林草甸—草甸土带>1900山地寒温带暗针叶林—山地灰壤带2200~

2350山地温带针阔混交林—暗棕壤带2400~

2800山地寒温带暗针叶林—山地灰壤带3250~

3500山地寒温带暗针叶林—山地灰壤带3100~

4100山地寒温带杜鹃灌丛草甸—草甸土带>2350山地寒温带暗针叶林—山地灰壤带2800~

3500高山寒带杜鹃灌丛草甸—高山草甸土带>3500高山寒带杜鹃灌丛草甸—高山寒带草甸—高山草甸土带4100~

4500黄岗山

(117°E,28°N)梵净山

(108°E,29°N)贡嘎山

(101°E,29°N)碧罗雪山

(98°30′E,27°30′N)珠穆朗玛峰

(86°E,28°N)亚高山寒带杜鹃灌丛草甸—草甸土带3500~

4200高山寒带草甸—高山草甸土带4500~

50004300~

5000

(基带)高山寒带草甸—高山草甸土带4200~

4600高山寒带垫状植被—高山寒漠土带5000~

54005000~

5600高山寒带垫状植被—高山寒漠土带4600~

4900高山寒带壳状地衣—高山寒漠土带5400~

56005600~

6000高山永久积雪冰川带>4900高山永久积雪冰川带>5600>6000注:1) 陈希荣等,武夷山植被研究,第一卷.1984年。

2) 贵州省科委、环保局,梵净山综合考察报告,1983年。

3) 中国科学院成都地理研究所,1982。

4) 中国植被编委会,中国植被,1982。

5) 侯学煜,中国植被地理及优势植物化学成分,1982。〖ZP)〗区,受东亚季风环流控制,山地垂直自然带谱中的基带,同属中亚热带常绿阔叶林—红壤、黄壤地带。贡嘎山是横断山脉最高峰,海拔7556米,东侧为大渡河深切,相对高度超过6500米,西坡相对高度只有4000多米。东坡受到东南季风影响,西坡受西南季风影响,东西坡基带差异非常显著。介于怒江和澜沧江之间的碧罗雪山,相对高度约2400米,受西南季风影响。贡嘎山与碧罗雪山两者地貌与水热条件不同,垂直带谱差异鲜明。珠穆朗玛峰位于喜马拉雅山主脊中段,南坡相对高度巨大,受西南季风影响,降水丰富,垂直自然带谱与南峰类似,北坡相对高度只有3000多米,降水稀少,垂直带谱不及南峰北坡复杂。

上述各山地所处纬度地带基本相似,由于山地各自所处的地理环境不同,山地垂直自然带谱彼此差异。兹列简表对比(如表1)。

(二) 南峰与我国同纬度山地垂直自然带比较

从纬度带来说,以上列举山地都处于我国低纬度,但各山地垂直自然带谱既有其共同的一般规律,也有各自的特殊表现,南峰尤为突出。若将上述各山地垂直自然带加以连接,可以得出我国境内热带、亚热带地区十分完整的山地垂直自然带谱模式,而从热带雨林、季雨林—砖红壤带,直到高山永久积雪冰川带依次都有出现;如果对各个山地加以比较,又可看出它们之间的明显差异。在分析比较南峰与我国同纬度大致相同的东西部山地垂直自然带差异时,注意以下几方面的因素是十分重要的。

首先,我国热带和亚热带地区,分别受到东亚季风和南亚热带季风环流的影响,它是我国热带亚热带内部划分东部和西部地区的主要依据。受东亚季风环流影响地区,冬季受强大的蒙古冷高压控制,由强冷空气和寒潮频繁活动带来的低温,导致我国东部广大地区冬季温度明显偏低;由于冷暖气团活动频繁交锋,年降水量虽相对集中在夏季,但并不存在明显的干季。受南亚热带季风环流影响的西部地区,冬半年绝大部分地区受到热带西南暖流控制,冬春多晴天,干而暖;夏半年,受到来自热带印度洋的西南季风影响,降水相当集中、丰沛,形成明显的雨季,即西部地区冬春温暖、年内干湿两季分明。东西部地区这种水热结合状况的差异,显然对山地垂直自然带的形成和发展有着极为重要的影响。

其次,我国境内地貌格局表明,东部地区除台湾岛外,没有巨大的隆起,山地以丘陵低山和中山为主,基带海拔低下,山地相对高度一般不大,坡向对山地垂直自然带的影响不占主要地位,而纬度因素起着支配作用,地形对山地垂直自然带谱的形成与发展干扰并不显著。西部地区与东部不同,西部地区既存在着巨大的隆起,又有强烈切割的高山深谷,地貌条件相当复杂,山地相对高度一般较大,基带海拔普遍偏高,山地两侧基带海拔高度不同现象也比较普遍,地形对水热状况起重新分配过程相当显著,纬度与地形同时起着重要作用,在某些局部地区,地形甚至起着主导作用。

再次,东部和西部地区古地理环境不同,自然景观发展历史不一。例如,东部地区地表形态,早在燕山运动已奠定了基础,西部青藏部分地区还没有脱离海洋环境;白垩纪到早第三纪,受到高气压笼罩,气候干热,但到上新世开始,季风环流因青藏隆起而增强,东部亚热带变得比较湿润,逐渐发展为常绿阔叶林景观(侯学煜,1982);西部青藏自上新世开始大幅度抬升,高原主体向高寒环境演变,高原东侧和南侧向垂直系列发展。第三纪后期以来,地球上出现过几次冰期,研究资料表明,我国秦岭—淮河一线以南的东部地区海拔低于2500米山地很难产生冰川(侯学煜,1982);武夷山三港自然保护区和梵净山第三纪及其以前古遗留植物种多达数十种,由此可见,东部地区自然景观发展历史较早。青藏高原隆起,新构造运动影响,导致西部地区地表产生巨大高度,有些地区河流深切,造成巨大相对高度;青藏高原隆起,导致西南季风加强,并迫使西南气流由高原南侧绕过高原东侧循河谷北上,输送大量能量和水汽,以至自然景观在垂直方向上发生相应的急剧变化、景观成分发生某种程度的变异,或与目前自然环境显得不相适应。例如,南峰与珠峰森林带之上出现川滇高山栎常绿矮林等,说明西部地区山地自然景观发展历史较晚。

上述三个基本因素,制约着我国低纬度地区东西部山地垂直自然带谱的形成与发展的基本方向。我们以上述三个基本因素为依据,分析、对比南峰与其同纬度山地垂直自然带主要差异如下:

(1) 南峰与东部地区的梵净山、西部地区的贡嘎山,纬度基本相同,三者垂直自然带基带景观特征差异悬殊。如前所述,南峰地处雅鲁藏布江大拐弯处,其下游河谷成为暖湿的西南气流通道,向河谷山地输送丰富的能量和水汽,又有青藏高原和高山重重阻挡,这里冬季不受寒潮影响,热量比较充足,降水丰富,据推算,南峰南坡坡麓年平均气温大致与东部地区华南的广州(23°08′N)年平均气温(21.8℃)近似,故南峰南坡基带出现准热带或热带北缘季雨林景观。这在东部同纬度地区山地是没有的。贡嘎山东坡,大渡河深切,谷底焚风效应显著,且冬季不受寒潮影响,谷底形成干热环境,从而基带出现类似“萨王纳”景观和在干暖环境下形成的云南松林,这在东部山地区域未曾发现。东部地区的梵净山,冬季受到冷空气与寒潮的侵袭,基带发育着典型的亚热带湿性常绿阔叶林景观。这在西部地区同纬度山地的基带内不可能出现。

(2) 在山地垂直自然带谱中,西部地区暗针叶林带(山地南坡或西坡更为突出),往往成为带谱中的明显优势带,带幅宽达600~800米,有的甚至宽达1000米左右,以南峰与珠峰尤为明显,表征那里的山地以冷偏湿生境地段占有重要地位;贡嘎山、碧罗雪山的暗针叶林带西坡优于东坡,反映水热状况因坡向而有一定的差异。东部地区黄岗山和梵净山则以基带湿性常绿阔叶林为垂直带谱中的明显优势带,带幅宽达800米左右。而梵净山暗针叶林带,带幅宽只有150米上下,黄岗山则因山地高度不大而不出现此带。

(3) 由于东西部山地水热状况不同,垂直带谱中相同自然带的分布高度存在着明显差别,一般规律是:西部高于东部。例如,山地亚热带常绿阔叶林带分布上限,东部的黄岗山1000~1100米,至梵净山升高为1300~1400米,到西部的贡嘎山则升高到2000米左右,而碧罗雪山西坡更升高到3200米上下。但南峰南坡因水热条件更为优越,尤其是水分条件更好,常绿阔叶林带分布上限则下降到1900米左右,而珠峰则升高到2500米。同样,山地寒温带暗针叶林带分布上限,东部梵净山为2350米,西部贡嘎山东坡为3500米,西坡高达4000米,而南峰南坡为3600~3700米,珠峰南坡高达4100米。

(4) 从垂直带谱中的景观成分来看,东西部山地也存在着明显的地域差异。例如,常绿阔叶林带的代表成分,东部黄岗山、梵净山以大叶栲、南岭栲、米槠和棉槠等为代表,西部横断山以元江栲、滇青冈为代表,而南峰则以印度栲、瓦山栲为代表。东西部山地常见的为针叶林,东部以马尾松、黄山松为代表,西部则以云南松、高山松为代表。这既反映东西部山地水热状况的不同,也表征自然景观发展历史与古地理环境的地域差异。

(5) 在垂直自然带谱结构中,东部地区山地在常绿阔叶林带或常绿与落叶阔叶混交林带之上,往往出现一个山地温带性落叶阔叶林带,其建群种以壳斗科落叶栎类为主,以山毛榉属为代表。西部山地垂直带谱中,一般不出现典型的落叶林带。这主要是由于东部山地冬春偏冷湿,西部山地冬春干而暖。东西部山地垂直带谱中都有针阔混交林带出现,如铁杉与阔叶林混交,但东部铁杉以南方铁杉等为主,阔叶林以山毛榉属的落叶成分为主;西部则以云南铁杉等为主,落叶阔叶林以多种槭树和桦为主,并含有较多的常绿阔叶成分。

(6) 森林带以上,东部地区山地常有山地苔藓矮曲林出现,西部山地常有川滇高山栎矮林分布,尤以南峰和珠峰为典型,表征东西部自然景观发展历史差异;东部山地上部灌丛草甸带,其草甸成分以禾草和杂草类为主,西部山地上部高山草甸则是以蒿草为主的草甸。这同样反映东西部山地水热状况的差异。

(7) 南峰、珠峰与贡嘎山,同属极高山类型,但前两者南坡相对高差巨大,北坡高差较小;后者,东坡高差很大,西坡高差较小,加以各自所处的地理条件不一,以至三者垂直自然带谱同样存在着差异。例如,南峰北坡基带为针阔混交林带、珠峰北坡基带为山地草原带,而贡嘎山西坡基带划为暗针叶林带。这主要是三者基带海拔差异,又以珠峰为最高的缘故,同时,地形影响也不可忽视,例如珠峰对其北翼屏障作用比南峰对其北翼屏障作用要强得多,以致珠峰北冀更为干冷,而南峰北翼多少受到大拐弯水汽通道的有利地形影响,水热状况比珠峰北坡要好得多。

按全国山地等级划分标准,上述东部山地为中心类型,基带海拔虽较低下,但因山地相对高度和绝对高度不大,所以山地垂直自然带谱远不如西部山地复杂多样,地形对山地垂直自然带谱形成的影响,也远不及西部区显著。

(8) 南峰与珠峰,虽同属西部和同一山系,但两者自然地理条件不尽相同,山地垂直自然带同样存在着差异。例如,两者雪线高度南峰比珠峰要低800米左右;同一个自然带,其分布上限南峰比珠峰要低300~500米;南峰南坡常绿阔叶林带与针阔混交林带之间,有一个带幅宽约500米的常绿与落叶阔叶混交林带,而珠峰南坡则不明显。南峰南坡受雅鲁藏布江及其支流深切,山前受布拉马普特拉河切割,地面与河谷海拔低下,例如,墨脱附近雅鲁藏布江谷底海拔只有600米左右,至国境巴昔卡海拔只有150米上下。因此,在一定水平距离内,南峰相对高差大,有利于山地垂直带的建立与发展。南峰基带虽属准热带,如果往河谷下游更伸至国境,那里就是比较典型的热带河谷雨林、季雨林景观了。

综上所述,我国低纬度地区(热带亚热带)山地垂直自然带谱,东部与西部地区存在着明显的地域差异,呈现某种程度上的经向分布与变化规律。南峰因其所处的地理位置特殊、优越,在大气环流与有利的地形相配合下,成为我国同纬度地区山地垂直自然带谱最为完整的一座山地。南峰虽处于我国西部地区,却不像与之邻近的碧罗雪山、贡嘎山那样干湿季分明,谷底没有出现类似“萨王纳”景观。南峰所具有的某些特殊性,显然与南峰所处的地理位置、特定的地貌条件有重要联系,从而为南峰垂直自然带谱的形成和发展,提供了更为优越的自然地理环境。

二、 南峰地区在全国自然区划中的地位

南峰地区在地域划分中究竟归属哪一个高级地域单位比较合理?中国科学院自然区划工作委员会(1959年),将西藏东南角包括雅鲁藏布江大拐弯以下地区,划属亚热带湿润地区西部亚地区常绿阔叶林—红壤地带,并分属滇西山地和横断山脉两个三级地域单位。席承藩(1984年)将南峰地区包括雅鲁藏布江下游地区直至国境,划属中亚热带云南高原—察隅区。张荣祖、郑度等(1872年),将喜马拉雅山南翼划为雨林与山地常绿阔叶林地带(暖热、湿润),并将南峰地区划属本地带东喜马拉雅自然区的一部分。赵松乔(1983年),将南峰地区划入青藏高寒青藏高原地区喜马拉雅山南翼热带亚热带山地森林区。任美锷(1980年)将南峰地区划入青藏(自然)区藏南谷地与喜马拉雅高山亚区喜马拉雅山南翼小区。

从自然景观发展历史来看,青藏高原自然景观形成的历史较晚。它是自上新世以来受强烈构造运动而隆起上升的大高原,随着高原大幅度隆起,气候变冷,改变了隆起之前原来的热带亚热带景观。第四纪以来,喜马拉雅山与大高原强烈抬升,阻挡了低空南北气流交换,加强了高原内部干冷程度,从而形成大范围高寒草原、草甸和高寒荒漠景观。高原边缘,尤其是高原南侧和东南侧,随着大高原和边缘山地强烈抬升,地表风化侵蚀作用大大加强,流水的切割大大加剧,地表切割破碎、起伏明显增大。南迦巴瓦峰垂直自然景观带谱,正是伴随着喜马拉雅山与青藏大高原自上新世末以来强烈上升而形成和发展起来的,即南峰地区自然景观的形成与喜马拉雅山、青藏高原抬升有着发生上的联系。

如前所述,喜马拉雅山和青藏高原大幅度抬升,虽然增强了高原内部干冷程度,但却大大加强了喜马拉雅山南翼降水,而南峰所处的优越地理位置,获得更加丰富的能量和水汽,以致在低海拔和河谷发育了准热带季雨林、山地亚热带常绿阔叶林、山地暖温带混交林、针阔混交林……热带山地垂直自然景观系列,与大高原内部高寒草原草甸、高寒荒漠景观形成鲜明的对照。

青藏高原某些景观成分是在大高原隆起后才产生的,有些则是随着高原抬升而逐步产生变异而得以保存下来。例如,南峰山地森林带以上的川滇高山栎林的存在,人们认为正是随着山地急剧抬升而逐步矮化了的常绿林,而这类矮林原是在较低海拔、气候较目前为温暖的环境下形成的,只是随着高度增高,适应了新的生境。由此可见,喜马拉雅山与大高原抬升,大高原向着高寒环境演变;喜马拉雅山南翼及边缘山地,则向着垂直系列方向迅速发展,从热带北缘季雨林发展为热带山地森林景观系列。

南峰地区自然景观、自然环境与横断山脉地区、云南(滇中)高原存在着明显的地域差异。

例如,云南高原、横断山区大部分地区有明显的较长干季,冬春干旱突出;南峰地区水热条件优越,河谷湿热或暖湿,没有明显的干季。南峰地区山地垂直自然带,南坡基带为准热带季雨林,这在横断山区和滇中高原包括河谷是没有的。例如,云南元江谷地、金沙江谷地、澜沧江和怒江中上游谷地,在干热环境下形成类似“萨王纳”景观,这在南峰地区谷地却没有出现。

综上所述,根据南峰地区自然景观发展历史,南峰地区山地垂直自然带基带属性,南峰地区与滇中高原、横断山区水热状况与自然景观地域差异,在地域划分中,我们认为南峰地区应归属青藏自然区,在青藏区内划为次一级地域单位。

三、 南峰地区的综合自然区划

(一) 区划的原则、单位系统和方案

南峰地区的综合自然区划采用中国自然地理纲要中的区划原则,即综合性原则、发生性及地域完整性原则(任美锷、杨纫章、包浩生,1979)。其方法是全面综合分析各个自然地理因素的基础上,寻找地域分异的主导因素,以及各自然地理因素的分布特征,找出区域的依据和指标。区划的等级单位系统采用:区、亚区、小区及亚小区等四级。亚小区的划分主要反映小区内部的区域差异,依小区内部区域分异规律进行划分。如东喜马拉雅小区内依雅鲁藏布江水汽通道而引起降水量的多寡,从而表现出湿润程度的差异,同时也主要是海拔的差异,而产生水热量状况的不同,可划分为湿热的墨脱亚小区、暖湿的加热萨—格当亚小区和易贡亚小区。东念青唐古拉南翼小区内亚小区的划分,除依上述原则外,还考虑到自然景观的形成演变地质历史,而将波密亚小区与其他亚小区区分开来。

据此,南峰地区可以划分为两个亚区,两个小区及七个亚小区。各级自然区域的命名一律以主要的地域或地区名称为主,其具体方案如图2所示。

图2南迦巴瓦峰地区综合自然区划图

Ⅰ. 喜马拉雅南冀亚区Ⅰ1东喜马拉雅小区:Ⅰ1(1)墨脱亚小区;Ⅰ1(2)加热萨亚小区;Ⅰ1(3)易贡亚小区。Ⅱ. 藏东川西山地高原亚区Ⅱ1东念青唐古拉山南翼小区:Ⅱ1(1)米林—林芝亚小区;Ⅱ1(2)东久亚小区;Ⅱ1(3)波密亚小区;Ⅱ1(4)南峰亚小区。

关于本区喜马拉雅南翼亚区(Ⅰ)与藏东川西山地高原亚区(Ⅱ)的界线,可根据南峰地区南北两侧自然景观的特征来确定,前者以准热带季雨林和亚热带常绿阔叶林景观为其主要特点;后者却以山地暗针叶林景观为其主要特征。正如前所述,南峰地区南侧山地准亚热带半常绿阔叶林山地黄棕壤带以上的垂直自然带,其上的垂直自然带的景观特征,南北坡之间虽存在一定的差异,但随着海拔高度的增加,其差异逐渐缩小;同时动物区系逐渐以古北界的成分占优势;植物区系也逐渐以中国喜马拉雅的成分为主。总之,它具有更多的西藏高原自然景观的特征,因此,以山地准亚热带半常绿阔叶林的上限作为亚区的界线是比较妥当的。

各自然小区的自然地理特征,前文已详述,现将各亚小区的自然地理特征概述如下。

(二) 各亚小区自然地理特征概述

1. 墨脱亚小区〔Ⅰ1(1)〕

本区河谷深切,海拔高度大都在1100米以下,河谷两侧交错分布3~4级阶地或平台。河谷出露岩层以片麻岩为主,节理发育,河谷走向基本上与地层走向一致。气候湿热,具有典型的准热带的气候特征,季雨林生长茂密,发展热带果木和经济作物具有较为优裕的水热条件。可耕地较少,以农业为主,作物种类较多,主要有水稻、旱稻、蔓稼、玉米、荞麦、谷子、芝麻等。

2. 加热萨亚小区〔Ⅰ1(2)〕

本区主要包括稚鲁藏布江大拐弯峡谷及支流金珠曲两侧的广大地区。区内地形复杂,谷坡峻,雅鲁藏布江河谷两侧阶地和平台不甚发育,加热萨的居民点分散建立在阶地和平台狭小的谷坡上。金珠曲自兴凯至下巴河谷较宽,阶地和洪冲积扇发育,一般可见3~4级阶地和平台,多为崩积、洪积和冲积的复合结构。雅鲁藏布江河道江面窄,落差大,水流湍急,最窄处不到80米,有的河段不到8公里,落差达350米,水力资源十分丰富。年降水量1500~2000毫米,年均温可达12~16℃,冬有降雪,霜冻现象不严重,属较典型的亚热带气候,常绿阔叶林生长茂盛,亚热带的野芭蕉、柑橘等广泛分布。经济作物有甘蔗、烟草等,农作物以玉米、蔓稼、水稻为主,可一年两熟。

3. 易贡亚小区〔Ⅰ1(3)〕

易贡盆地是一个构造河谷盆地,谷底大都在海拔2100~2200米,谷宽可达2公里,两侧洪积、冲积扇发育,有些支谷为典型的冰川槽谷,谷底较平坦,尚保存有较完整的冰碛垄和羊背石等冰碛和冰蚀地形。气候暖热湿润,年降水量可达1000毫米左右,盆地内逆温现象明显,尤以冬季更为显著。亚热带常绿阔叶林以青冈为主,林内藤本及附生植物较发育。山地黄棕壤发育较好,土层厚可达70~80厘米,层次较明显,表层有机质含量可达3%左右。局部地区有棕色石灰土的发育。河谷两侧多以辟为耕地,主要作物有小麦、玉米、青稞等,一年两熟。有些地方已垦为茶园,生长良好,已成为西藏主要的产茶地区之一。

4. 米林—林芝亚小区〔Ⅱ1(1)〕

本区包括格嘎以上的雅鲁藏布江中游河谷,以及支流尼洋曲河谷和两侧山地的广大地区,河谷较为开阔,阶地、平台及洪冲积扇发育,山地的海拔高度一般在4500米以下。主要由各种类型的变质岩所组成,林芝附近亦有花岗岩体的出露。气候温暖较湿润,年降水量500~600毫米,山地的上部可达800~1000毫米,由东向西逐渐减少,干燥度>1.0。具有半湿润型的垂直自然带谱,对湿度有一定要求的若干垂直自然带的界限,由东向西逐渐升高。由高山松和川滇高山栎组成的山地针阔混交林,不少已遭破坏,演变成为各种类型的次生灌丛。本区的森林生长良好,覆盖率27.2%左右;森林资源丰富,是西藏重要的林区之一。这里也是西藏重要的农业区,主要作物有小麦、玉米、青稞等。果树主要有苹果、梨、野桃、核桃等,品质良好,产量较高,具有很大的生产潜力。

5. 东久亚小区〔Ⅱ1(2)〕

帕隆藏布的支流东久河流经本区,拉月以上河谷宽广,明显可见2~3级阶地,海拔4000~4500米级的夷平面保存较完整,山坡较缓。气候温和半湿润,年降水量800~1000毫米,优于波密,河谷地区有霜冻。具有从山地准亚热带半常绿阔叶林山地黄棕壤带至高山寒冷草甸高山草甸土带的垂直自然带谱。种植的作物主要有冬小麦、青稞、玉米等,暖温带的苹果、梨等果树生长良好,拉月一带的亚热带地区已种植茶树。牧业生产有一定的发展,是林芝县的主要牧业区之一。

6. 波密亚小区〔Ⅱ1(3)〕

本区包括帕隆藏布河谷海拔2400米以上,岗日嘎布山脉与东念青唐古拉山脉之间的广大地区。帕隆藏布及其支流波堆藏布贯穿本区,河谷较宽坦,一般可见二级阶地,洪冲积扇广泛分布,冰川泥石流较发育,是西藏最主要的泥石流爆发区,爆发时常毁坏村庄和农田,阻断交通,堵塞河道。现代冰川相当发育,其冰川前端可伸入到山地森林带之中,古冰川遗迹分布也相当广泛。气候温和半湿润,年降水量800毫米左右,高山地区的年降水量可超过1000毫米,局部地区达1500毫米以上。山地垂直自然带属半湿润型,自山地暖温带针阔混交林山地棕壤带至高山冰雪带组成较为完整的垂直自然带谱。以农业为主,作物主要有冬小麦,青稞、豌豆、油菜、玉米等。牧业生产有一定的发展,河谷地区草场缺乏,畜牧业主要集中于松宗多吉及玉仁等地,高山草场资源较丰富。森林资源丰富,覆被率达27.5%,波密县森林总蓄积量可达9251万立方米,是西藏重要的林区之一。

7. 南峰亚小区〔Ⅱ1(4)〕

主要包括海拔4500米以上的高山地区,境内7000米以上的高峰除南峰外,还有加拉白垒(海拔7151米),地形崎岖,山坡陡峻,现代冰川发育,以这个峰为中心呈掌状分布。冰雪覆盖面积虽较小,但雪崩作用强烈,冰川以冰雪补给为主,冰川规模不大。寒冻风化作用十分强烈。年降水量在1500毫米以上,最热月平均气温低于5℃。裸岩地区生长着各种冷生壳状地衣,发育着高山寒漠土。岩石缝隙间,土层较厚,生长着疏稀的高山草甸和垫状植被。极少受人类活动的影响。

天山托木尔峰地区环境背景值的研究天山托木尔峰地区环境背景值的研究本文承黄瑞农、刘育民审阅;新疆环境保护科学研究所国盾等参加了补充调查;马跃贤、赵成林、刘岩参加了部分样品的分析工作,特此致谢。

本文与赵培道、李春华、陆根法、袁国映、刘鹤、张晓黎共同撰写,原载《环境科学》编辑部:《环境中若干元素的自然背景值及其研究方法》,北京:科学出版社,1982年,第165170页。中国科学院托木尔峰科学考察队于1978年5月至9月对天山托木尔峰(简称托峰,下同)地区进行了多学科的综合考察。环境科学工作者首次参加了该考察工作,对该地区进行了环境科学方面的研究,本文是其中成果之一。

托峰位于我国新疆天山山脉的西端,海拔7435.3米,是天山的最高峰。研究范围为东起南、北木扎尔特河,西至国境,南及阿克苏以北的低山山麓地带,北达特克斯河。位置约介于东经80°~81°,北纬41°40′~42°40′。面积约1.5万平方公里。该区远离工业、农业和城镇地区,基本上可以反映未受污染的托峰地区几种重金属的自然本底值含量及其分布情况。

一、 样品的采集和分析方法

土壤样品按野外调查方法分层采集;植物样品分全株或部分采集;河流底质、土壤和植物样品,采集后室内风干分别用塑料袋包装,以免污染;水样用聚乙烯塑料瓶野外采集后加浓硝酸(测汞用)或加1∶1 HCl(测其他重金属用)固定,控制pH值在3.5左右,将聚乙烯塑料瓶密封。共采集土壤样品98个,植物样品65个植物中的Hg,As只测了部分样品。,水样46个,河流底质样19个。土壤、底质样品风干后过100目尼龙筛,用硫酸、硝酸、高氯酸混合液消煮。植物用硝酸、高氯酸(5∶1)浸泡一昼夜后加热消化,二者均用火焰原子吸收法测定Cu,Zn,Cd。水样中的Cu,Zn,Cd除部分样品直接测定外,其余均用有机溶剂DDTCMIBK萃取后,用火焰原子吸收法测定。土壤、底质及水样经硫酸、高锰酸钾热消化后,用590型测汞仪测定Hg,用硫酸、硝酸消化后,用DDC银盐法测定As。

二、 结果和讨论

根据我们对托峰地区的自然地理考察,将本区划为如下自然景观:高山冰雪景观(南、北坡)、高山寒冻垫状植被景观(南、北坡)、高山寒冷草甸景观(南、北坡)、亚高山寒带草甸景观(北坡)、亚高山寒温带针叶林景观(北坡)、山地寒温带草甸景观(北坡)、山地温带草原景观(北坡)、亚高山寒温带草原景观(南坡)、山地寒温带干草原景观(南坡)、山地温带荒漠草原景观(南坡)、温带荒漠景观(南坡)。现将本区土壤、植物、水和底质的重金属本底值以及按自然景观类型重金属本底值分别列于表1和表2。从表1和表2可以看出,本区各自然要素重金属的平均含量在各自然景观中是不同的,但总的说来,水体中重金属含量极微,除Zn外,各种重金属平均含量均低于地面水平均含量。土壤、植物、底质中重金属含量则相对较高,其中,Zn,Cd,Hg均以植物含量为高,Cu的含量以土壤为最高,As的含量以底质为最高。土壤中重金属平均含量大多在世界土壤平均含量范围之内,底质中重金属平均含量也在世界土壤含量范围,除Hg,As外,其他重金属的平均含量均较本区土壤重金属平均含量略低。植物中重金属平均含量一般比世界植物重金属平均含量偏高。

由于托峰地区各景观类型形成条件的差异,即由于基岩岩性、土壤类型、植被类型和水热条件等的不同,反映在各类景观中重金属的环境本底值某些方面也有差异。

〖ZP(〗表1托峰地区重金属元素的环境本底值(ppm)

CuZnCdHgAs土壤样品数9892949898含量范围6.20~63.214.0~4890.018~0.5500.001~0.0770.86~18.47平均值27.21102.90.15250.021716.69标准差8.9787.40.09340.012633.96变异系数0.3300.8490.6120.5820.592底质样品数1919191919含量范围2.40~5521~1120.038~0.230.01~0.090.80~34.84平均值15.8450.630.10090.04189.944标准差11.4426.210.05940.02397.987变异系效0.7220.5180.5890.5720.799世界土壤含量范围2~10010~3000.01~0.700.01~0.30.1~50平均值20500.060.035植物样品数6465543925含量范围2.28~10713.12~62.50~2.20.0001~0.3560.06~8.35平均值19.62118.630.32190.05501.809标准差25.55127.420.44050.074031.975变异系数1.3021.0741.3681.2811.092世界植物平均含量230.050.0050.3水含量范围<0.010.0027~0.080.000016~0.000420.00005~0.006未检出平均值<0.010.020.000170.00041未检出地面水平均含量0.010.010.000050.0010.01地壳平均含量751250.200.071.5岩石圈平均含量70800.180.55表2托峰地区各自然景观中重金属元素环境本底值含量范围平均值(单位:ppm)

景观类型环境类别样品数*CuZnCdHgAs高山冰雪景观(南北坡)水1<0.010.0450.000150.0004未检出高山寒冻垫状植被景观(南北坡)土壤325.4~52.840.3382.0~142105.70.13~0.200.15670.011~0.0310.014675.43~5.945.72植物38.20~40.020.8126.68~43.032.840.11~0.360.250.016~0.3560.1861.6~1.61.6高山寒冷草甸景观(南北坡)土壤1516.6~57.826.7735~489116.30.036~0.440.16770.009~0.0410.024332.43~11.96.299植物242.28~5411.5829.4~36089.600.02~0.600.24780.000~0.1130.03770.12~3.141.195底质26.8~2415.430.0~68.049.00.089~0.200.1450.035~0.060.0483.33~8.485.90亚高山寒带草甸景观(北坡)土壤1919.4~63.231.3959.0~378.0110.70.051~0.390.19330.001~0.04410.016951.15~15.184.656植物52.28~4.993.8913.12~147.552.670.038~0.960.2310.006~0.200.056亚高山寒温带针叶林景观(北坡)土壤176.20~42.225.7314.0~18887.060.05~0.2900.14050.002~0.0770.02450.86~12.264.882植物122.4~19.018.5621.5~122.7653.660.024~1.260.170.016~0.160.069水1<0.010.020.00010.0004未检出底质46.4~5525.3521~9760.250.038~0.0600.0520.02~0.0350.0285.35~21.2113.15山地寒温带草甸景观(北坡)土壤414.6~29.424.5579~1481030.14~0.340.21250.011~0.0170.013252.92~6.984.90植物54~218.8717.51~18968.370.037~0.620.290.02~0.0380.0300.47~6.183.33水2<0.01<0.010.01~0.080.0350.000016~0.0000340.0000250.0004~0.00060.0005未检出底质120.047.00.0410.017.47山地温带草原景观(北坡)土壤730.8~54.635.7784~705250.20.11~0.550.24710.006~0.0250.016712.97~9.245.30水1<0.010.010.0000470.00005未检出底质213.0~23.018.032.0~64.048.00.040~0.0560.0480.02~0.030.0257.37~12.329.85亚高山寒温带草原景观(南坡)土壤1517.2~29.625.2436~13280.850.05~0.140.1010.006~0.0410.02152.35~11.427.403植物210.7~50.130.43.20~332.8326.4未检出0.012~0.0220.017底质210~141228.0~34.031.00.075~0.1200.0980.035~0.0500.0432.02~8.485.25山地寒温带干草原景观(南坡)土壤519.6~26.624.4847.0~72.061.80.035~0.1200.07740.008~0.0560.02529.19~18.4711.44植物66~83.739.748.7~625285.70.13~2.20.8320.0245~0.0440.03361.28~2.051.67水30.0021~0.0080.00440.0027~0.00490.00410.000022~0.000420.000320.00005~0.00030.00015未检出底质56.2~2112.0830~8449.60.079~0.190.1600.01~0.080.0490.80~34.8413.40山地温带荒漠草原景观(南坡)土壤621.2~32.026.0152.0~103.078.600.074~0.18000.12280.003~0.0410.0237.48~14.0711.05植物519~10350.337.2~361.9250.20.007~0.410.2350.039~0.0390.039底质32.4~169.4722~11256.70.074~0.130.0960.03~0.090.0674.14~8.686.63水10.00390.00430.000240.0008未检出温带荒漠景观(南坡)土壤718.8~25.622.3453.0~137700.0180~0.18000.10960.023~0.0380.0319.22~14.2812.0植物268.6~10787.842.0~353.2197.60.001~0.0130.0170.0075~0.0390.023*样品数为分析项目中最高数,计算时按各项目实际分析样品数。〖ZP)〗铜在各景观类型中差异较小,土壤中铜的含量范围为6.2~63.2 ppm,平均值为27.21 ppm,各类景观的平均含量范围为22.34~40.33 ppm。以高山寒冻垫状植被景观的原始土壤中的含铜量最高,其次为山地温带草原景观的黑钙土和亚高山寒温带草原景观的山地草原土和亚高山寒带草甸景观的草甸土。荒漠景观的荒漠土壤中含铜量为最低。植物中含铜量差异极大,其含铜量在各景观中差异也较大,以温带荒漠景观及山地温带荒漠草原景观的植物含铜量为最高,亚高山草甸景观植物含铜量最低。

锌在本区各类景观中含量均较高,以山地温带草原景观的黑钙土含锌量及亚高山寒温带草原景观的植物含锌量最高。各类景观平均含量范围为:土壤61.80~250.20 ppm,植物32.00~326.40 ppm。一般说来,土壤含锌量以北坡比较湿润的山地寒温带草甸景观的黑钙土、亚高山草甸景观的草甸土以及南坡较冷湿的高山寒冷草甸景观的草甸土为高。南坡比较干旱的寒温带草原景观、山地寒温带干草原景观、山地温带荒漠草原以及温带荒漠景观的植物含锌量较其他景观为高。

镉在各类景观中含量均较高,土壤平均含镉量高于世界土壤平均含镉量1~4倍。托峰南北坡水热条件的差异,引起有机质累积不同,致使南北坡各类景观的土壤含镉量不一。一般说来,土壤含镉量北坡高于南坡。植物中的镉在各景观中差异较大,以山地寒温带干草原景观的植物含镉量最高,而温带荒漠景观的植物含镉量最低。但总的趋势是,草本植物含镉较高而且一致。

本区各类景观中土壤及植物汞的平均含量接近世界平均含量,但各类景观含量也有差别。土壤含汞量以山地温带干草原景观的栗钙土及温带荒漠景观的棕漠土为最高,而植物含汞量以高山寒冻垫状植被景观的植物为最高,高于其他各类景观的植物含汞量5~10倍。

砷在各类景观的土壤中平均含量略高于世界土壤平均含量。土壤中的含量也与岩石圈比较接近。南北坡各景观类型的土壤中含砷量有所差异,南坡土壤含砷量高于北坡土壤含砷量。本区以南坡的温带荒漠景观的棕漠土和山地温带荒漠草原景观的棕钙土含砷量最高。

各类景观中的河流、底质重金属含量大多低于土壤中重金属的含量,但汞、砷在底质中的含量多高于土壤的含量。各景观类型的河流、底质中重金属含量差异较大,其主要原因是土壤和基岩的性质不同。例如,亚高山寒温带针叶林景观的灰褐色森林土中铜、锌含量较高,受雨水淋洗或林下湿度较大,致使河流、底质中含量相应增高。又如,从干旱向湿润过渡,土壤中汞的含量有减少的趋势,而底质中的汞也有减少的趋势。

综上所述,托峰地区各景观类型形成条件的不同,特别是母质、水热条件和土壤性质的差异,引起了各景观重金属含量的差异。因此,我们认为,对一个地区环境中本底值的研究,不能只强调或注意一方面,而忽视该地区其他条件的影响和制约。例如,本区土壤本底值,除受母质影响外,也受水热条件及生物的影响。这反映了生物、气候、水热条件对本区环境地球化学的长期影响所引起的重金属在环境中的富集、迁移转化特点,导致了托峰地区各景观类型环境本底值的分布特征。人类活动与山地环境相互关系的初探人类活动与山地环境相互关系的初探

——以西藏南迦巴瓦峰地区为例本文与窦贻俭、吴平生、周生路共同撰写,原载《贵州科学》,1992年第3期,第1316页。人类社会的发展对地理环境的作用范围不断扩大,作用深度不断加深, 依赖和依存关系也在逐步加深。深入探讨其相互关系,特别是探讨在人类各种不同的生产活动影响下,环境发展和变化的规律,可为探索调节、控制和改善人类与环境系统的质量提供科学依据。

本文根据1982—1983年参加中国科学院南迦巴瓦峰地区登山科学考察所获得的资料,探讨该地区环境的特征及其对社会经济发展的影响;自然地理过程及人类活动对环境系统的影响。该地区自然环境独特,有些严峻的环境条件在一定程度上制约了人类的生产和生活活动;同时,人类的生产活动却又对环境系统产生了深刻的影响,是研究人类活动和环境相互关系的理想场所。文中不妥之处,希批评指正。

1自然环境的特征及其对社会经济发展的影响

1.1区域自然环境的特征

南迦巴瓦峰(下简称南峰)位于喜马拉雅山脉的最东端和雅鲁藏布江大拐弯的内侧,海拔为7782 m。南峰地区范围包括北侧的波密、林芝和米林县及南侧墨脱县的部分地区,总面积约为36300 km2。

据研究,本地区的自然环境可概括为以下特征:① 构造运动活跃,地貌类型多样;② 水热条件优裕,区域差异明显;③ 自然环境系统组成结构较复杂,垂直分异显著。

1.2经济发展的主要特征

本区人口约5万余人,主要是藏、门巴、洛巴及汉族等。人们从事的工农业生产活动及其经济发展的特点深受自然环境特征的影响。

1.2.1北坡农牧业历史悠久,工业在工农业总产值中所占比重不断提高

北坡的波密、林芝和米林等县素有“西藏粮仓”之称。自1956年西藏民主改革以来,该区的农牧业生产有了很大的发展,林芝和米林两县从1959年到70年代末,分别增长5.1倍和4.8倍,平均每年分别增加8.95%和8.61%。波密县从1974年到1982年增加2.61倍,平均每年增加10.1%,三县平均农业产值占工农业总产值的87.86%,其中林芝县占71.64%,米林县占95.94%,波密县占96.5%。农业总产值中,粮食和畜牧业占有很大的比重,如米林县1980年粮食和牧业分别占农业总产值的50.72%和48.07%,波密县1982年也分别占农业总产值的76.67%和15.55%。

工业生产增长的速度更快,林芝县从1960年至70年代末,其工业产值增加了100倍,平均每年增加29.16%;米林县增加了35.27倍,平均每年增加20.63%;波密县从1974年至1982年间增加18.6倍,平均每年增加44.11%。这么快的发展速度,在我国其他地区也是少有的。

1.2.2南坡农牧业较发达,工业生产尚未起步

南坡的墨脱县自然环境优越,自然资源丰富,除发展粮食和牧业生产以外,还适合于发展热带和亚热带经济作物。甘蔗、烟叶、辣椒、叶菜等作物已有一定的基础。粮食生产有了很大发展,1968—1981年粮食总产量从36.39万斤增至65.37万斤,亩产从128公斤增至263公斤。牧业生产也有了较大发展。该县至80年代初几乎没有什么工业,仍处于一种半封闭的农业经济状态,辣椒等农产品成为墨脱门巴、洛巴族人进行物质交换的主要物质。

1.2.3人类的生活和生产活动深受自然环境和自然资源的制约

北坡的雅鲁藏布江及其主要支流尼洋曲和帕隆藏布,河谷较宽广,洪积冲积扇、阶地及河谷盆地较为发育,农牧业用地及居民点的分布主要集中于上述地区。林芝县的八一镇位于尼洋曲沿岸,充分利用当地资源发展毛纺工业,成为全国毛纺工业中心之一,其他工业也有一定的发展,是西藏自治区新兴的工业基地之一。北坡的森林面积达92.7×104 ha,覆盖率达27.3%以上,森林总蓄积量达1.98×108 m3,是我国森林资源最丰富的地区之一,发展林业生产极为有利但尚未充分开发利用。1982年米林和波密两县林业产值分别仅占农业产值的0.85%和3.95%。同时,森林资源的开发仅局限于公路沿线。

南坡雅鲁藏布江及其主支无珠曲等,河谷深切,两岸阶地不甚发育,墨脱、格当、得心、格林、地东等居民点分布于河谷两侧阶地,并成为人们从事农牧业生产和生活的主要地区,同时,部分谷坡、夷平面等缓坡地也被开发利用,如邦辛就建在这种缓坡地上。

2地质和自然地理过程及人类活动对环境系统的影响

2.1地质和自然地理过程对环境系统的影响

2.1.1地震

现代新构造运动活跃,地震活动频繁而强烈。其中1950年2—8月察隅连续发生过6~8级地震9次,特别是8月15日大地震,震级高达8.5级。这次大地震把南峰周围山地的居民点几乎全部毁灭,许多村庄被抛入江中。地震造成的山崩地裂使冰川发生大的跃动,水平位移达4.8 km。雅鲁藏布江大峡谷中原有河床瀑布消失,河床堵塞,山河面貌大为改观,对自然和社会环境系统均产生了明显的影响和严重的后果。

2.1.2山崩和岩屑崩落及其对环境的影响

山崩和岩屑崩落的原因除地震以外,断裂构造极为发育,高山强烈的寒冻风化作用也是重要原因。如波爱古乡沟由于山崩和岩屑崩落所形成的固体物质可达520×104 m3 以上,阻塞或破坏山区的公路,摧毁建筑,特别是峭壁谷底的村庄,伤害居民,甚至伤害行人等事时有发生。

2.1.3泥石流对环境的影响

南峰地区是我国泥石流最活跃、规模最大、危害最严重的地区之一。对环境的影响主要表现在以下几个方面:

2.1.3.1对交通运输的影响本区川藏公路沿线有著名的古乡沟特大泥石流和拉月大坍方,活动十分频繁,几乎每年都有发生,造成公路桥涵被毁、淤埋、溃决、冲毁路基,断绝交通。如1983年7月29日凌晨前帕隆沟爆发泥石流,冲毁公路水泥桥一座,淤埋推土机二台,汽车一辆,房屋十间,川藏公路中断半个月之久,造成严重的经济损失。

2.1.3.2堵塞河道,形成湖泊,改变环境泥石流沟大多沿雅鲁藏布江及其支流发育,它将大量的巨砾石块输入江河,造成河道堵塞,或形成急流险滩,有的甚至形成湖泊、改变自然环境的组成和结构。如1950年察隅大地震造成雅鲁藏布江沿岸数条泥石流齐发,巨大的固体物质堵塞该江,形成堵塞湖。加拉恩打弄卓沟泥石流堵塞雅鲁藏布江后,至今仍保留回水约3 km的堵塞湖。又如1990年章龙弄巴沟特大泥石流堵塞易贡曲,形成环境优美的易贡湖。

2.1.3.3推毁和淤埋森林、农田及村庄本地区泥石流对森林的破坏方式有沟岸崩坍和淤埋。因此,在泥石流堆积扇上常见粗大的树木,或泥石流冲进沟口森林地带,使大片森林淤埋。如原波墨公路54 km附近约1 km2的森林被泥石流淤埋而死亡。冲毁和淤埋农田及村庄的现象也时有发生,如1983年7月29日帕隆沟特大泥石流冲毁沟口的农田、区政府派出机构的部分建筑物及养路段的全部房屋。1973年6月墨脱背崩沟爆发特大泥石流,堵塞雅鲁藏布江近15分钟,嗣后溃决,毁坏下游两岸的农田和村庄,造成严重损失。

2.2人类活动对自然环境的影响2.2.1人类活动对植被的影响南峰地区人类日益扩大对植被的干预主要表现在森林的乱砍滥伐和草原的过度放牧方面。据林业部门调查,民用烧材平均每人每年1吨左右,不少工厂以燃烧木材作为能源,仅林芝毛纺厂每年要消耗3×104 m3,再加上其他方面的用材,自1963至1982年的20年内,采伐森林在500×104 m3以上。关键的问题是乱砍滥伐,伐而不育,致使公路沿线及村庄附近的大片森林殆尽。毁林开荒及森林火灾也是森林面积减少的重要原因。如1981年红卫林场一次火灾,焚毁森林1700 ha之多。由于过度放牧,各种类型的灌丛草原逐步演变为灌丛,草木植被显著减少,覆盖率由60%~70%下降至20%~30%,有的甚至寸草不生。草场退化除管理不善外,也与优良的春秋草场被开垦及牲畜迅速增长有关;目前平均每头牲畜占有草场面积仅二十年前的1/2左右。

所带来的环境问题明显地表现在植被类型和结构等的变化。如材质优良、木材蓄积量高的林芝云杉林被砍伐后,被高度低、结构有规则和一致的杨柳林所代替,林内树种大为减少。其次是水土流失加剧,土壤肥力降低。如易贡湖由水土流失而引起淤积作用加剧,其蓄水量为原来的2/3至3/4,防洪和灌溉均受影响。有些地区土壤的土层由原来的70~80 cm,表层灰黑色,有机质含量4%~5%,毁林开垦后土层减至40~50 cm,呈浅灰色,表土有机质含量降至1%~2%。再次,珍贵的药材、油料植物等减少或被消失。如林芝县20世纪60年代平均年收购贝母为445 kg,虫草400多公斤,但70年代收购量极少。

2.2.2人类活动对野生动物的影响

南峰地区茂密的森林及高山灌丛草甸,栖息着种类繁多的动物,其中不少是国家一二类保护动物。由于栖息条件的改变(如去恳、筑路、采伐森林、兴修水利等),以及为了获取食物和商业目的任意捕杀,其动物数量显著减少。如属于国家二级保护动物的马麝,由于滥捕乱猎,过去马麝群经常出没的地方再也看不到它的足迹。据调查,林芝县收购麝香的数量显著减少,60年代平均达4400余两,70年代急剧降至20两左右,这在一定程度上反映马麝数量的减少。本地区的长尾叶猴、羚羊、灰腹角雉、棕颇犀鸟等一类保护动物和猕猴、马熊、小熊猫、红胸角雉等二类保护动物不少濒于灭绝,有的数量下降也很快。

2.2.3人类活动对水体和大气环境的影响

森林砍伐后不仅使河水含沙量增加,湖泊淤塞加速,同时将增大地表径流,易引起山洪暴发。如尼洋曲洪水泛滥的频繁增多,1980年淹没耕地1700多亩,1982年为1669亩。森林砍伐、抽水和引水灌溉等引起的河流水文和地貌效应是极为明显的。本区工农业生产活动引起水体和大气环境的污染,仅限于厂矿的局限地区(如林芝毛纺厂等附近)。但从全区范围来看,调查表明,本区水质优良,大气洁净,基本上保持原始的自然环境的背景值。虽然本区大气中Cl的含量较高,在5.29~6.58 mg/L之间;雪崩雪的pH值达4.245,呈强酸性,海拔3700 m处降雪SO2-4含量高达17.95 mg/L和37.21 mg/L,为SO2-4—Na+型水加热后的降水SO2-4的含量竟高达41.93 mg/L和29.58 mg/L,属SO2-4、HCO-3—Ca2+、Na+型水。显然,这不是由本区工业污染所造成的,而很可能是由南亚地区受污染的大气经西南气流沿着雅鲁藏布江水气通道伸入本区所致。可见,大气的污染已是全球性的环境问题。自然资源开发中的环境影响评价问题自然资源开发中的环境影响评价问题本文与吴平生、窦贻俭共同撰写,原载国家环境保护局自然保护司编:《自然资源的合理利用与保护》,北京:中国环境科学出版社,1993年,第4548页。近几十年来,随着人口的急剧增长和科学技术的进步,加之消费水平的提高,人类对自然资源的需求以空前的速度递增。而人类对自然资源不合理的开发利用所造成的生态环境问题,已从局部扩至整体,成为人们最为关切和急待解决的问题之一。因此,探讨自然资源合理开发的标准,建立各种自然资源开发的环境评价体系和基本方法就具有极为重要的意义。

我们提出一种多因素的综合的自然资源分类系统。首先按地球表面的基本形态特征分为陆地资源和海洋资源两个高级单位。陆地资源又按其可更新性进一步分为可更新性自然资源和不可更新性自然资源。可更新性资源再细分为气候资源、水资源、土地资源、生物资源及可再生的能源资源;不可更新性资源系指矿产资源(包括金属矿产和非金属矿产资源)。海洋资源进一步分为海洋矿产资源、海洋生物资源和海水化学资源等。这种分类虽然不甚完善,但易被采用,具有较广泛的实用性。

一、 主要自然资源的环境评价体系

1. 自然资源合理开发的标准

自然资源系统作为生产体系开发利用时应具备什么样的环境评价标准呢?总的来说,它应具有高功能的、结构合理的资源系统,能实现生态环境的良性循环,具体有以下几点:

(1) 资源系统能流、物流、经济转换的效率高。

(2) 自然资源,特别是可更新资源能不断增殖,不可更新资源高效综合利用。

(3) 充分利用现代科学技术、资源的生产力较高且稳定,基本实现无污染、无废物的生产。

(4) 生态环境的相对平衡。

当然,在不同的科学技术和生产力水平的地区,其标准内容亦有不同。

2. 主要自然资源合理开发的环境评价指标体系

按照前述资源合理开发的环境标准,必然要有一套环境影响评价的指标体系。根据自然资源的特点及已有的实践经验,我们分别提出一套可更新与不可更新资源合理开发的环境影响评价的指标体系。

(1) 可更新资源合理开发的环境评价指标体系(如图1所示)

图1可更新资源合理开发环境评价指标体系

这种指标系统的建立,首先考虑作为一种自然生态系统的土地、生物等可更新资源,在进行农林牧等生产活动时,要尽可能在一段时间内保持其组成结构的相对稳定性;或通过改造自然生态环境,使其组成成分和结构更为复杂多样;在利用的同时,保护和发展系统的组成结构是维持和发展资源潜在生产能力和资源的更新能力的关键,当前利益与长远利益结合起来。

为了确切地估算和评价可更新自然资源开发利用对生态环境影响的生态和环境评价,还必须考虑以实现自然生产的自然资源系统的能量转化和物质循环,维持和创造优化的人类生存的生态环境,以及优质高产的生产率。协调人类对自然资源的开发活动与生态环境间的关系,使自然资源的开发对环境的不利影响尽可能地缩小到最低的程度则是资源环境学研究的核心。自然资源的开发在充分考虑环境生态效应的同时,还不能不考虑价值流的增值。价值流是以价值形式体现能量转化和物质循环的生态系统的运动,它以进行农林牧等各种生产活动而进行资源开发为最终目的。因此合理开发利用自然资源,使其创造尽可能多的使用价值,是建立环境评价指标体系的重要内容之一。(2) 不可更新资源合理开发的环境评价指标体系(如图2所示)

图2不可更新资源合理开发环境评价指标体系

矿产资源的开发利用中,矿产资源以及土地、水资源的利用率愈高,一般来说,对周围生态环境的直接和间接的影响愈小。此观点有待讨论。因此资源利用率的高低是环境影响评价必须要考虑的指标。

矿产资源开发、加工和利用过程中所排放的各种污染物质及其对周围生态环境和人群健康的影响和危害的程度,应该是环境评价指标体系中的中心内容。当然,各种矿产资源开发加工和利用特点的不同,其环境指标的选取及评价的重点应有所区别,同时,预测同矿产资源开发和开发区建设对环境的影响,还必须进行环境影响损益分析和价值流的研究,以便运用环境系统工程的原理和方法,选择工矿开发区的设计、规划和建设的优化方案,达到环境、经济和社会效益的统一。

二、 自然资源开发利用中环境评价的基本方法和程序

自然资源开发利用中环境评价的方法应以现代自然资源科学、生态和环境科学的基本理论和方法为依据,并贯穿于整个评价过程中。由于资源的特点不同,开发利用的规模和程度不一,以及开发区的区位条件差异,其评价的内容和指标应有所区别,但环境影响评价的基本方法,通常采用重叠法、矩阵法和环境评价系统分析法等,并按其评价的具体内容进行选择。环境影响评价的过程,大致可以分为以下程序:

1. 前期准备阶段

首先要了解或提出自然资源开发的计划,明确开发活动将对环境产生何种不利影响;掌握目前环境质量的现状,并提出预测评价的项目,以便预测自然资源开发后,其环境系统组成、结构和功能的变化趋势;找出影响环境系统的主要因素,讨论并确定拟采用的环境保护目标和措施。

在这个阶段中,确定自然资源开发和建设的各种参数(包括资源退化参数,污染参数等)是一项重要的工作。可在同类资源开发后的地区或行业,选择典型的地段或代表性的企业,研究有关因素之间的系数关系,这是环境影响评价的重要基础。

2. 环境影响的预测阶段

在前阶段的基础上,可采用研究人员与领导及群众相结合的方式,利用系统分析等方法建立环境影响评价的数学模型,以预测资源环境退化的趋向,以及环境污染的未来趋势及其影响。一般先建立各种子系统的数学模式,然后组装成总的模型,或一个系统中列出一系列的分析模型,然后综合成一个总的模型,并不断进行评价、检验和修改。

3. 分析决策阶段

根据前述预测模型,可能有许多不同的方案,选择最优方案进行决策,亦即选择最优的实施方案,以满足多种效益的目标,并对自然资源开发利用和建设过程所出现的各种环境问题,提出解决的措施。总之,完成环境影响报告书并经上级有关部门审议批准后,便着手进行自然资源的开发。

我们在“江苏大丰滩涂开发合理生态经济模式”的研究中,就是基于上述方法和程序进行的。首先对大丰滩涂开发现状、今后发展速度和规模,及其对生态环境影响趋势进行分析。其次通过线性规划、系统动力学模型和投入产出表等模型的构筑,分析了大丰滩涂经济发展与生态环境之间的关系。最后提出了大丰滩涂开发的合理生态经济模式。江苏宜兴茶园若干元素的生物循环江苏宜兴茶园若干元素的生物循环中国科学院南京土壤研究所“土壤圈物质循环开放实验室”基金资助项目。

本文与濮励杰、李春华、胡志燕,高翔、陈复振、黄来明共同撰写,原载《地理科学》,1995年第15卷第3期,第259265页。茶树为多年生常绿叶用植物,原产热带、亚热带地区,具有喜温、喜湿、喜漫射光和喜酸性土壤等生态特性,对我国不同地带茶园生态系统的物质循环已有不少研究[1—4],但多局限于以下几方面:茶树的生长品质与生态环境的关系;茶叶生产的适宜区域和地理分布规律;黄棕壤地区茶园人工生态系统中Al、F的含量,每年归还量,以及土壤中的存在形态,转化机制及其对土壤与茶叶品质的影响等,而对多种元素生物循环的特征尚缺乏全面、系统的研究。本文通过半定位研究成果,重点探讨了江苏宜兴茶园生态系统中F及Al、Fe、Mn、Cu、Pb、Zn、Cd、Ni、Cr等金属元素的生物循环过程和特点。这对于丰富生态系统的理论,改善茶园生态环境,提高茶园生态系统的生产力均具有重要意义。

1研究区概况与样地描述1.1研究区概况宜兴丘陵山区是江苏省的主要产茶区,茶园面积占全省1/4,茶叶产量占全省1/3。该区位于宜兴市南部,地处天目山脉北端,逐步向太湖平原过渡,总地势由南向北降低,南部山地海拔一般在350~500 m,最高峰黄塔顶海拔611.3 m。北部丘陵起伏,海拔多在300 m以下,呈北东—南西走向,其间分布着湖汶、张渚、太华等构造盆地,盆地边缘为相对高度10~20 m的岗地,面积甚广,是宜兴茶叶主要产区。

该区属亚热带季风气候,热较丰富,全年平均气温15~16℃,无霜期220~240天,日均温高于15℃的茶树生育期达175~185天,≥10℃积温为5000℃左右,年日照时数平均为2000~2200小时,年日照百分率45%~50%,年降雨日120~130天,年降雨量1000~1200 mm。因此,光、温、水等条件适宜茶树生长,但有时春茶期低温连阴雨,夏秋高温干旱对茶叶的产量品质有一定的影响。

1.2样地描述

本研究半定位观测是在无锡市茶叶研究所茶园内进行的,土壤为黄棕壤,茶树品种为槠叶群体种,栽于1976年,花龄15年,树冠整齐,平均高度90 cm,基本情况见表1。表1观测地茶园的基本情况

Table 1Basic conditions in observed tea garden

地点土壤剖面

pH值

(H2O浸)多年平均

干重

(kg/ha)研究年(1990)

产鲜叶重

(kg/ha)茶树高度

(cm)树冠幅度

(cm)表层(土壤)

有机质

(%)观测地点3.90~4.8021007275901201.032研究方法2.1生物量测定茶树的净第一性生产量随着时间的推移,逐渐累积,日益增加,到任一观测时间为止所累积下来的数量,称为生产量,当年净第一性生产量的一部分通过采茶被人们所利用,一部分以枯枝落叶的形式返回给土壤,当年余下的是现存量,通常将现存量的多年积累视为生物量[5]。

在观测样地内,取三株(丛)茶树全样,经处理后,分别称取根、茎、叶重,每株茶树的现存量等于茶树各部分平均值之和。

2.2生长量的测定

茶树的年生长量包括地上部分的叶、茎和地下部分的根系。地上部分的生长量,按下式求得[6]:

ΔW=a+b<A

式中ΔW——地上部分生长量(kg);

A——叶总面积(cm2)。

根系的生长量按文献[6]的方法计算。

茶树的寿命一般在100年左右,经济寿命20至30年。研究区茶龄15年,根据茶树的生学特性,此时生长较为稳定,属壮年期,采用一年内采摘鲜叶的重量代表新增的茶树叶的生长量。按上式求得的茶树地上部分生长量扣除叶的生长量,即树茎的年生长量。鲜叶的采摘从茶季开始至结束。并将鲜叶刹青固定后分析。

2.3凋落物测定

茶树为常年落叶,但落叶量较少,其季节分配以4、5月份落叶最多。据研究[3],茶龄越大,落叶越多,28年和80年茶龄的茶树,凋落物重量分别为4579 kg/ha和5888 kg/ha。本研究以观测地内选定的3株茶树作为观测样株,定期收集枯枝落叶,测定凋落物重量为0.25 kg/(株·年),交收集的凋落物测定水分及元素的含量。

2.4茶树淋洗水样的测定

有关茶树叶、茎淋洗水样的收集,目前尚无十分有效的办法,本研究采用模拟测试的方法,分别用强(15 mm/h)、中(8 mm/h)、弱(2 mm/h)3种不同强度的降水对茶树进行淋洗,收集淋洗水样分别测定其元素含量。并同时进行对照水样的分析,采用ICP分析手段,对水样过滤和消煮后分别进行分析。根据相应的含量差值,再结合降水、降尘样的分析,计算茶树淋洗水样一年内化学元素的含量。

2.5样品的采集

根据研究需要,采集了植株和土壤样品。在22.5 m2(4.5 m×5 m)样地内,选取3株(丛)茶树作为研究样本,另在区内选取3株(丛)与样株基本相似的茶树,作为定位观测的对照植株样。土壤样品分别在所取3行茶树下及第3、4行间分层取样,按土壤剖面特征,采样的深度分别为0~20 cm、20~45 cm、45~75 cm。

2.6样品分析方法

样品采用以下方法分析:植株样(包括茶树的根、茎、叶及枯枝落叶),分别烘干,过35目重筛,经消煮(用H2SO4—H2O2消化),用Spectraspan Ⅲ A直流氩离子直读光谱仪测定;土壤样品经处理后过100目筛、烘干,用HClO4—HF消化,测定仪器同上;水样采用电感耦合等离子直读光谱仪(ICP)分析测定;所有样品中的F用F电极法测定。样品分析的项目为F、Al、Fe、Mn、Cu、Pb、Zn、Cd、Ni和Cr等10种元素。

3结果与讨论3.1植株的化学元素含量与分布特征茶树根、茎、叶及枯枝落叶中化学元素的含量列于表2。表2茶树不同部位化学元素含量(mg/kg)

Table 2Content of chemical elements in different parts of tea plants(mg/kg)

化学元素FAlFeMnCuPbZnCdNiCr根6.401508.20250.65249.0911.505.4560.220.664.702.64茎20.90738.92209.25633.508.7311.7728.100.524.602.75叶1307.807029.53477.572844.518.6921.5524.270.936.382.34枯枝落叶301.501087.6479.621188.3311.525.0526.230.356.180.97从表2结果可见,茶树叶中F、Al的含量分别是茎中含量的60倍和9.5倍,根中含量的204倍和4.7倍,枯枝落叶中的含量大于根和茎中的含量,表明F、Al主要富集于叶中。Fe、Mn等重金属元素在茶树不同器官的含量变化是:Fe、Mn、Pb、Cd、Ni元素在叶中也存在着不同程度的富集,元素在叶、茎含量的比值,Fe为2.3,Mn为4.5,Pb为 1.9,Cd为1.8,Ni为1.5,Cu、Cr元素在根、茎、叶中含量变化不明显;Zn元素在茶树中含量变化则从根至茎、叶依次减少,即根>茎>叶。

3.2土壤的化学元素含量与分布特点

土壤样品的化学分析结果列于表3。表中茶树下各土壤层次化学元素的含量为所选3株茶树下土壤分析结果的平均值。

分析资料表明,在茶树下与茶树间土层中,几乎所有元素的含量均有明显的差异,特别是在土壤的表层更为明显,这充分说明茶树有机体对化学元素在土壤中的分配、累积、迁移等具有重要的影响;茶树下的土壤表层大部分元素含量较高,其中F、Al、Pb、Zn、Cd等元素更为明显,尤以F最为突出,表土为下层土壤的近3倍,显然,这与茶树的富F作用有关,对其他元素也有一定程度的富集作用;非茶树下行间中的土壤,各种元素几乎都随土壤深度的增加,含量呈增加越势,尤以F、Al、Fe、Mn元素更加明显,这种现象是这些元素淋溶至下层累积的结果,在一定程度上反映了黄棕壤形成过程的特征。表3茶树下及行间土壤各层次化学元素含量(mg/kg)

Table 3Contents of elements in different depth of the soils between and beneath the tea plants(mg/kg)

化学元素FAlFeMnCuPbZnCdNiCr0~20

(cm)茶树下12.4446750.8926649.42417.4217.3929.07162.362.2816.7355.22行间4.3530139.0116864.17256.3816.9219.7180.331.5210.6535.6720~45

(cm)茶树下4.9240630.3724536.25394.2716.8429.88138.091.7714.7147.62行间4.7661566.6331025.97328.9720.5031.56462.102.9222.4063.4045~75

(cm)茶树下5.2245598.7728488.25592.0819.6726.87116.951.8118.0653.12行间7.1759666.6033350.17693.9320.4930.50177.242.7421.5262.263.3茶树—土壤系统中化学元素的垂直变化

茶树—土壤系统中化学元素的垂直变化是物质迁移转化过程的结果。结合表2与表3,现就化学元素在土壤剖面中垂直变化的特点分析如下。

土壤中元素的含量受多种因素的影响,其中,母质对土壤物质的含量起决定性作用,环境污染会造成局部地区某些元素含量过高。本研究区化学元素在茶树—土壤系统中的分布,大体可分为6种类型:① F和Pb的含量变化为叶>茎>根;土壤上层>中层>下层,呈下降趋势;② Al和Fe含量变化为叶>根>茎;土壤上层>中层<下层;③ Mn和Cr的含量变化为叶>茎>根,土壤上层>中层<下层;④ Mn和Zn的含量变化为叶<茎<根,Zn在土壤表层>中层>下层,Cu含量土壤上层>中层<下层;⑤ Cd的含量叶>茎<根,土壤上层>中层<下层;⑥ Ni的含量变化为叶>根>茎,土壤上层>中层<下层。

从以上分析可见,茶树对土壤中上述元素均有一定的吸取富集作用,但在茶树各器官中富集作用的程度不同,叶中明显富集的元素有F、Al、Fe、Pb、Cd和Ni,而Cu、Zn和Cr主要富集于根部。茶树有机体的富集作用对土壤剖面中元素含量的垂直分异产生重要的影响,它通过枯枝落叶及根系凋落物等形式返回土壤,从而使茶树下土壤上层元素的含量均高于中层或下层。当然,土壤中元素的迁移转化较为复杂,除植物残留有机体的累积作用以外,还受淋溶、风化等作用的影响,但是,这种植物—土壤系统中元素的动态特征在一定程度上反映了元素生物循环的强度。

3.4茶树淋洗水中化学元素的含量分析

茶树淋洗水样采集后,对水样进行过滤,测定元素含量,对照水样也做并行分析,其差值表达了3种淋溶强度下茶树淋洗水中各元素含量,其结果列于表4。

从表4可以看出,通过淋洗形式归还到土壤的元素的绝对量,在强、中淋洗的情况下,以Mn为最高,F、Al、Fe、Ni、Zn、Cu、Cr依次减少;在弱淋洗的条件下,以F为高,依次为Al、Cu、Fe、Mn、Ni;在任何淋洗情况下,Pb、Cd基本未被淋出。如果从被淋洗出的量占叶、茎元素总量的百分率来看,在强淋洗的条件下,以Cu为最高,依次为Cr、Ni、Mn、F、Fe、Zn、Al;弱淋洗的情况下,仍为Cu最高,依次为Ni、F、Fe、Al、Mn。表4茶树淋洗水祥的化学含量(过滤水样,mg/kg)

Table 4Contents of elements in the drip washing water of the tea plants(filtered water,mg/kg)

化学元素FAlFeMnCuPbZnCdNiCr淋洗水

(强,15 mm/h)0.490.190.192.650.035未检出0.004未检出0.010.005占叶茎总量(%)0.0370.00240.0280.0760.200—0.008—0.0910.098淋洗水

(中,8 mm/h)0.440.180.081.680.032未检出未检出未检出0.01未检出占叶茎总量(%)0.0330.00230.0120.0480.184———0.091—淋洗水

(弱,2 mm/h)0.370.130.020.0180.026未检出未检出未检出0.01未检出占叶茎总量(%)0.0280.00170.0030.00050.149———0.091—3.5茶树鲜叶中化学元素含量分析

茶树鲜叶测定的结果列于表5。从表5可见,鲜叶中化学元素含量最高的是Mn,依次为Al、Fe、F、Zn、Cu、Ni、Cr和Cd。如将表5与表2进行比较,便可看出,随着茶树有机体在其生长发育过程中,F迅速不断地在叶中富集,老叶中F的含量为鲜叶的27.5倍,远远高出其他的元素,充分说明F在茶树叶中具有高度富集的特点。表5茶树鲜叶中化学元素含量(mg/kg)

Table 5Contents of elements in fresh leaves of the tea plants(mg/kg)

化学元素FAlFeMnCuPbZnCdNiCr鲜叶47.60580.90170.261101.9612.528.3634.050.459.402.533.6茶园人工生态系统化学元素的生物循环

物质的生物循环系统指各种化学物质经植物吸收后,一部分作为植物新增的生物量储存起来,一部分又以植被落叶、根系凋落及雨水淋洗等形式返回土壤,这一部分经土壤微生物分解后又被植物吸收。现以茶园人工生态系统为例,探讨F、Al、Fe、Mn等10种元素在茶树—土壤之间的生物循环过程的特征。

茶树现存量按前述方法测定,其结果列于表6。其中茎的重量占65.25%,根系约占34.75%,叶仅5.5%。各化学元素的现存量结果列于表7。

F、Al、Fe、Mn等元素的年吸收量是指一年内茶树群落新增在植物体内的总重量,按前述方法获得茶树各部分的年生长量,以及它们的化学元素的含量,便可计算出各化学元素的年吸收量(表7)。

F、Al、Fe、Mn等元素的年归还量是指通过枯枝落叶根系的部分衰老脱落和降水淋洗等形式归还于土壤的元素的总量[7]。枯枝落叶的年归还量按实例数据统计;降水淋洗的归还量,按前述强、中、弱3种强度的降水模拟所取得的数据,然后,将在观测地实测的年降水量1511 mm,按淋洗强度的标准,属强、中淋洗的降水达1058 mm,属弱淋洗型的降水量453 mm。按淋洗水化学元素的含量,便可计算出通过降水淋洗各化学元素的年归还量。

根系脱落归还量。采用Aber[6]模式推算:

Y=0.789-0.0191X+0.000211X2(R2=0.095)

式中Y——归还量;X——氮有效度。

最后,将这三种形式的年归还量相加,其计算结果列于表7。表6茶树的干物质重量(kg)

Table 6Weight of the net matter of the tea plants(kg)

植物部分第一株第二株第三株平均值根0.5100.5400.5870.5456±0.0388茎0.9550.7301.1250.9367±0.1981叶0.09260.08620.08740.0875±0.0050表7茶园人工生态系统中各元素的生物循环特征

Table 7Characters of each elements biological cycle in the artificial tea garden ecosystem

元素FAlFeMnCuPbZnCdNiCr元素吸收量

[kg/(ha·a)]7.9723.365.0046.200.690.220.960.0120.360.058元素原留量

[kg/(ha·a)]1.0312.553.6823.800.270.180.740.0090.200.05元素归还量

[kg/(ha·a)]6.9410.811.3222.400.420.040.220.0030.160.008元素现存量

[kg/(ha·a)]4.6071.0212.4932.610.510.532.040.030.250.14表土全量*

[kg/(ha·a)]27.37102851.9558728.25918.3238.2563.95357.195.0236.80121.47吸收系数0.292.3×

10-48.5×

10-50.050.023.4×

10-32.7×

10-32.4×

10-39.8×

10-34.8×

10-1利用余数1.730.330.401.421.350.470.470.401.440.41循环系数0.370.460.260.480.610.230.230.250.440.41循环期0.666.579.461.461.2113.259.27101.5617.50*研究区土壤容重:1.10 g/cm3。F、Al、Fe、Mn等元素的年存留量是指这些元素一年内茶树群落净累积在植物体内的总量[7]。根据物质循环的计算式:

吸收=存留+归还

可以推算出茶树中各化学元素的年存留量(表7)。

F、Al、Fe、Mn等元素的生物循环,根据循环期和流动系数的概念[4,7],进行了F、Al、Fe、Mn等元素循环期(元素现存量/元素归还量)、吸收系数(元素吸收量/表土全量)、利用系数(元素吸收量/元素现存量)及循环系数(元素归还量/元素吸收量)等的计算,其结果列于表7。

4结论

1. 茶园系统中,年吸收量最大的是Mn,依次为Al、F、Fe、Zn、Cu、Ni、Pb、Cr和Cd;年存留量最大的是Mn,依次为Al、Fe、F、Zn、Cu、Ni、Pb、Cr和Cd;年归还量最大的是Mn,依次为Al、F、Fe、Cu、Zn、Ni、Pb、Cr和Cd。

2. 吸收系数最大的是F,依次为Mn和Cu;利用系数和循环系数最大的都是F,说明F在研究的10种元素中,尽管其吸收量和归还量绝对值不及Mn,但吸收、利用程度为最高,因此,其循环系数也较大;和Mn在土壤中为大量元素。

3. 循环期最短的是F,这是茶树为叶用植物,而F又大量富集于叶中的缘故,依次为Cu和Mn,最长的是Cd,说明在众多元素中,F循环周期最短,最活跃,而Cd最缓慢,具有相对惰性。

徐琪研究员、包浩生教授对本文提出宝贵意见,特此致谢!

参考文献

[1] 宋木兰,丁瑞兴,诸敏.江苏宜兴丘陵山区茶园土壤肥力特性的研究[J].南京农业大学学报,1985(4):5057.

[2] 丁端兴,黄骁.菜园—土镶系统铝和氟的生物地球化学循环及其对土壤酸化的影响[J].土壤学报,1991,28(3):230236.

[3] 肖永绥.陕南茶树栽培区域生态与地方品种分布[J].生态学报,1989,9(1):100105.

[4] 陈灵芝,D.K.Lindley.英国Hampsfell的蕨菜草地生态系统的营养元素循环[J].植物学报,1983,25(1):6774.

[5] 黄瑞农,彭补拙,李春华,等.环境土壤学[M].北京:高等教育出版社,1987.

[6] Aber J D, et al. Forest litter decomposition in relation to soilnitrogen dynamics and litter quality[J]. Ecology,1985,66(1):266275.

[7] 莲玉武,林鹏.九龙江口红树林研究(V):秋茄群落的氯的累积和循环[J].植物生态学与地植物学丛刊,1986,10(2):345352.

A STUDY ON THE ELEMENTS BIOLOGICAL CYCLE

OF ARTIFICIAL TEA GARDEN ECOSYSTEM IN

YIXING COUNTY, JIANGSU PROVINCE

Peng BuzhuoPu LijieLi ChunhuaHu ZhiyanGao Xiang

(Departmemt of Geo and Ocean Sciences, Nanjing University, Nanjing 210008)

Chen FuzhenHuang Laiming

(Institute of Tea Research of Wuxi, Yixing 214200)

Abstract:The biological cycle characters of ten elements in the artificial tea garden ecosystem in Yixing County, Jiangsu Province is studied in this paper. The results obtained from experiments and analysis reveal that: (1) the contents of ten elements are different among various parts of the tea plant, and F, Al,Mn, Fe have the characters of accumulation in the leaves;(2) in all elements, Mn has the largest absorption amounts and return amounts annually; (3) F has the largest utilization coefficient and cycling coefficient;(4) F has the smallest turn period and Cr has the longest.

Key words: Yixing, Tea Garden, Artificial ecosystem, Biological cycle江苏宜兴茶园人工生态系统中物质生物地球化学循环研究江苏宜兴茶园人工生态系统中

物质生物地球化学循环研究本文与濮励杰、李春华、高翔、胡志燕、陈复振、黄来明共同撰写,原载《土壤学报》,1995年第32卷增刊,第4957页。摘要本文以江苏宜兴茶园为研究区,并建立观测地,于1990年4月至1991年4月进行为期一年的半定位观测。重点分析了F、Al以及Fe、Mn等若干重金属元素一年内通过大气降水、降尘和人工施肥等途径输入茶园系统的含量和总量,以及通过土壤径流水、鲜叶采摘的形式输出茶园系统的含量和总量,以此探讨该地区茶园人工生态系统中F、Al以及Fe、Mn等若干元素生物地球化学循环的某些特征,对于改善茶园生态环境、提高茶园系统生产力、更好地指导茶园生产和合理布局具有理论和实践意义。

关键词宜兴茶园人工生态系统生物地球化学循环

茶树以及茶园生态(或人工生态)系统的研究已有颇多[1,3—5],但多限于茶树的生长品质与生态环境的关系;茶叶生产的适宜区域和地理分布规律;黄棕壤地区茶园人工生态系统部分组分中F、Al的含量及动态变化;F、Al在土壤中存在形态、转化机制及其土壤发生的影响等方面。而对茶园人工生态系统中物质循环的特点则缺乏全面、系统的研究。

本文重点探讨江苏宜兴茶园人工生态系统中F、Al以及Fe、Mn等若干重金属元素生物地球化学循环过程的特点。这对于茶园生态环境的改善,生产力的提高,土壤资源的合理利用及土壤污染的防治,有一定理论与实践意义。

一、 研究区域的自然环境概况(一) 研究区域概况宜兴丘陵山区是江苏省的主要产茶区,茶园面积占全省茶区面积的四分之一,茶叶产量占全省三分之一。该区位于宜兴市南部,属亚热带季风气候区,热量较丰富,全年平均气温15℃~16℃,无霜期220~240天,≥10℃积温约5000℃,光照尚优越,年日照平均为2000~2200小时,年日照百分率45%~50%。雨量较充裕,年雨日120~130天,年雨量1000~1200 mm。

该区地处天目山脉北端,逐渐向太湖平原过渡,总地势由南向北降低,南部山地海拔一般在350~500 m,最高峰黄塔顶611.3 m;北部丘陵起伏,海拔多在300 m以下,唯铜官山屹立群丘之上,海拔521 m。丘陵地呈北东—南西走向,其间分布着湖汶、张渚、太华等含煤的构造盆地,盆地边缘为相对高度10~20 m左右的岗地,面积甚广,为宜兴茶叶主要生产区。

该区地带性土壤黄红壤,主要分布在海拔100 m以下的岗丘上,土层较厚(一般超过80 cm),表层厚10~15 cm,有机质含量20~30 g/kg,全剖面呈酸性反应,pH为5.0左右。而发育在黄土母质上的土壤,一般认为具有黄棕壤的特征。海拔100~400 m的山地为山地黄棕壤,土层厚60 cm左右,表层呈棕灰黑色,有机质含量丰富,一般在30 g/kg以上,海拔400 m以上的山地,主要是生草黄棕壤,土层在50 cm以下,表层呈灰黑色,有机质含量亦较高,质地中壤,呈酸性反应。

(二) 样地选择与样地描述

半定位观测地属无锡市茶叶研究所茶园,位于江苏宜兴石龙山东侧山麓缓坡地和冲积扇上,母质为黄土,土壤为黄棕壤,pH在4.0左右,土壤表层有机质10.3 g/kg,茶树品种为槠叶群体种,栽于1976年,茶龄15年。茶园内茶树垄行分明,树冠整齐,平均高度90 cm,树冠幅度120 cm。茶园多年平均产干茶2100 kg/ha,1990年产鲜叶7350 kg/ha。

在树龄和经营管理水平基本一致的茶园内,选取一长5 m,宽4.5 m(包括三行茶树),面积为22.5 m2的矩形样地,作为半定位观测地。在观测地的四周挖一深至障碍层(1 m以下)的深沟,将不透水的薄膜垂直置于沟内,将样地土体包裹其中,以防止土体和茶园周围的侧渗和下渗,另在样地的一角,制作一20 cm×40 cm面积,深为100 cm的三角堰,用于收集和测定观测地降雨径流量,见图1。

图1半定位观测地基本情况

Fig.1Basic conditions in observed tea garden

二、 研究内容和方法

(一) 研究内容

1. 茶园人工生态系统内部各组成部分中F、Al以及Fe、Mn等若干重金属元素的含量分析,包括上述元素在茶树的根、茎、叶等以及土壤剖面不同层次中的变化。2. 茶园人工生态系统营养元素的收支平衡定量关系分析,包括F、Al以及Fe、Mn等若干重金属的输入和输出。

输入:指通过大气降水、大气降尘两种形式输入系统的化学元素的含量及一年内的总量。

输出:指流出系统的化学元素的含量及一年内的总量,即一年内采摘鲜叶和从三角堰中收集到的径流中测得的上述元素的含量和一年内的总量。

(二) 研究方法

1. 茶树鲜叶的收集和测定

茶树为多年生常绿叶用植物,研究区茶龄为15年,属壮年期。本研究对所选样地中的三株茶树进行定点定样采摘,然后称重并固定鲜叶样进行分析测定。根据一年内采其鲜叶量(三株平均值)为647.9 g/(株·年)。

2. 凋落物及植株样测定

茶树常年落叶,但量较少。以4、5月份落叶最多,据有关报道[1],茶龄越大,落叶越多。据分析,28年和80年茶龄的茶树凋落物重量为4579~5888 kg/ha。本研究以观测地内选定的三株茶树作为观测样株,定期收集落叶枯枝,测得研究区的凋落物重量为250 g/(株·年)。枯枝落叶(混合样)和落叶分别予以测定含量。观测的三株样株,取全株样分别测定。

3. 大气降水、降尘和径流量的测定

在观测地旁的茶园及样地上分别放置雨量器和降尘收集器。记录每次降雨量并测定其化学元素含量;定期收集大气降尘量,并选择春天和夏天采样两次,分析和测定其含量;每次降雨后,测定三角堰内产生的径流量并测定其化学元素含量。

为修正降尘中化学元素含量,本研究采用模拟强、中、弱三种强度的降雨淋洗茶树,分别测定淋洗样中化学元素含量,同时进行对照水样的分析。采用ICP分析淋洗水样过滤样和消煮后的水样,根据其结果差值,修正降尘样中化学元素的含量。

4. 土壤样品的测定

土壤样品分别在三行茶树下和第三、四行间分层取样,采样深度为0~20 cm、20~45 cm、45~75 cm,分别进行测定。

5. 样品的分析方法

上述各项目测定F、Al以及Fe、Mn、Cu、Pb、Zn、Cd、Ni、Cr共十种元素含量,还部分测定N、P、K的含量。分析方法为:① 植物样:包括茶树的根、茎、叶、枯枝落叶、落叶,分别烘干,过35目筛,经消煮(用H2SO4—H2O)消化,由中科院南京土壤研究所开放实验室Spectraspan ⅢA直流氩离子直读光谱仪测定,N用蒸馏法,P用钼锑抗比色法,K用火焰光度法测定;② 土壤样品:经处理后过100目筛,烘干,用HClO4—HF消化,测定仪器同上;③ 水样:全部由南京大学分析中心采用电感耦合等离子直读光谱仪(ICP)分析测定;④ F由江苏省卫生防疫站采用F电极法测定。

三、 结果与讨论

(一) 植株和土壤中化学元素的含量分析

在本试验区的不同行内选取三株有代表性的茶树(取全株样),分别对其根、茎、叶及落叶、枯枝落叶进行测定和收集,然后取各分析样品的平均值,其含量结果见表1。表1研究区茶树不同部分化学元素含量(μg/g)

Table 1Content of chemical elements in different parts of the tea plants

FAlFeMnCuPbZnCdNiCr根6.40150825124911.55.4560.20.664.702.64茎20.97392096348.7311.828.10.524.602.75 叶13070304782845 8.6921.624.30.936.382.34落叶301108879.61188 11.55.0526.20.356.180.97枯枝落叶 21.1123055002040 22.028.855.20.4541.355.51. 茶树不同部位化学元素含量分析

茶树是一种富F、Al元素的植物。茶树叶中的F、Al含量分别是茎中含量的60倍和9.5倍。枯枝落叶中的含量大于根和茎中的含量,但小于叶中的含量;同时,茶树落叶中F的含量明显高于根、茎和枯枝落叶中的含量,表明F主要富集于叶中;而Fe、Mn等重金属元素在茶树不同部位中的含量变化,以前研究得不多,本研究结果表明:Fe、Mn、Pb、Cd、Ni元素在叶子中也存在着不同程度的富集,其叶子和茎中上述元素的含量比分别是:Fe 2.3、Mn 4.5、Pb 1.9、Cd 1.8、Ni 1.5;Cu和Cr元素在根、茎、叶中含量基本恒定,变化不明显;Zn元素在茶树中的含量变化则从根、茎、叶依次减少,即根>茎>叶。

2. 土壤不同层次中化学元素含量分析

土壤样品的采集,是在试验小区布设的同时,分别在三株茶树下及行间按0~20 cm、20~45 cm、45~75 cm等层次进行的,取各分析层次结果的平均值,结果如表2所示。表2研究区茶树下及行间土壤各层次化学元素含量(μg/g)

Table 2Content of elements in different depth of the soils between and beneath the tea plants

FAlFeMnCuPbZnCdNiCr茶树下土壤9~20 cm 12.4467512669541717.429.11622.2816.755.220~45 cm4.92406302453639416.830.01381.7714.747.6 45~75 cm5.22455992848859219.726.91171.8118.153.1第三行间土壤9~20 cm4.35301391686425616.919.780.31.5310.735.720~45 cm 6.76615673120632920.531.64622.9222.463.445~75 cm7.17590073335069420.530.51772.7421.362.3 (1) 土壤不同层次中化学元素含量差异分析。表2结果表明,大部分物质以表层土壤的含量为高。说明土壤中的物质,特别是重金属与粘粒、有机质等的吸附、沉淀等作用有关。其中,F和Pb、Zn随土壤深度的增加,含量呈下降趋势,尤以F下降最为明显,表土层为下层的3倍;而Al、Fe、Mn、Cu、Cd、Ni、Cr均以中间层偏少,上层和下层含量相差不大为特征。可以推断,造成这一差异的原因是,上述元素上层含量与植物的生命活动有关,而中间层与亚热带降水丰富,上述元素遭淋溶下移有关。

(2) 茶树下和行间土壤中化学元素含量比较。从表2还可分析说明,第一层即0~20 cm中,所有元素含量茶树下明显高于行间土壤;从第二层即20 cm以下,茶树下土壤中所有元素的含量均逐步低于行间土壤,并随深度的增加,行间土壤中各化学元素含量高于茶树下土壤。这说明,茶树根际部位的元素含量与其行间是有差异的,这种现象与茶树的生命活动密切相关。

(二) 茶树—土壤系统径流量中化学元素含量分析

从半定位观测得知,茶树—土壤系统的径流量仅仅在降雨量非常大且持续一定时间,才能形成。表3是观测地三角堰中采集的径流量的化学成分分析,其中Cu、Pb、Cd、Ni和Cr等重金属元素的含量均在仪器检出范围之外,说明上述元素含量极小,同时,也表明径流水中上述元素基本未参加茶树—土壤生态系统的生物地球化学循环;而作为茶树中尤其是叶子中的大量元素F、Al、Fe、Mn、Zn等均参与了大循环。表3茶树—土壤系统径流量中各化学元素含量分析

Table 3Content of elements in runoff of the tea ecosystem(μg/ml)

FAlFeMnCuPbZnCdNiCr样地径流量0.900.270.050.003——0.003———(三) 大气降水、降尘中化学元素含量分析

1. 大气降水中化学元素含量

大气降水收集的方法前已介绍,其分析结果见表4。说明其化学元素含量较少,特别是重金属元素化学含量大部分属检出范围之外。表4研究区茶园人工生态系统大气降水中化学元素含量分析

Table 4Content of elements in precipitation of the tea ecosystem(μg/ml)

FAlFeMnCuPbZnCdNiCr大气降水0.03

(包括降尘)未检出未检出未检出未检出0.01351.66未检出0.014未检出2. 大气降尘中化学元素含量

大气降尘中化学元素测定方法前已述。茶树淋洗水样的采集,分别采用强、中、弱三种强度的降水模拟取得,对采集到的三个样品和对照水样,分别进行过滤水样和消煮水样的测定,其结果见表5和表6。经比较分析,得表7,其结果可认为主要是降尘中所含化学元素的含量。表5研究区茶树淋洗水样的化学元素含量(过滤水样)(μg/ml)

Table 5Content of elements in the washing water of the tea plants(fitered water)(μg/ml)

FAlFeMnCuPbZnCdNiCr淋洗水样(强)0.490.190.192.650.035未检出0.004未检出0.010.005淋洗水样(中)0.440.180.081.680.032未检出未检出未检出0.01未检出淋洗水样(弱)0.370.130.020.0180.026未检出未检出未检出0.01未检出表6研究区茶树淋洗水样的化学元素含量(ppm)(混合消煮水样)(μg/ml)

Table 6Content of elements in the washing water of the tea plants(mixed boiled)(μg/ml)

AlFeMnCuPbZnCdNiCr淋洗水样(强)18.79.813.260.0390.340.39未检出0.0190.036淋洗水样(中)15.08.342.450.010.310.34未检出0.0140.023淋洗水样(弱)2.901.480.49未检出0.030.13未检出0.0140.019表7研究区茶园大气降尘中化学元素含量分析(μg/g)

Table 7Content of elements in air of the tea ecosystem

FAlFeMnCuPbZnCdNiCr测(Ⅰ)18.59.620.600.0040.340.386未检出0.0090.031测(Ⅱ)14.98.260.77未检出0.310.34未检出0.0140.023测(Ⅲ)2.771.460.47未检出0.030.13未检出未检出0.019(四) 茶树鲜叶、枯枝落叶中化学元素含量分析

茶树鲜叶,采用鲜叶固定,进行分析。枯枝落叶,采用混合样测定。两者结果见表8。结果表明,枯枝落叶中F的含量明显低于鲜叶,仅为其一半,而其他元素含量均明显高于鲜叶。表8研究区茶园人工生态系统鲜叶和枯枝落叶中化学元素含量(μg/g)

Table 8Content of elements in fresh leaves and litters of the tea ecosystem

FAlFeMnCuPbZnCdNiCr鲜叶47.6581170110212.58.3634.10.4239.402.53枯枝落叶21.1123005500204022.028.855.20.44941.355.5(五) 茶园人工生态系统生物地球化学循环

生物地球化学循环是生物循环的基础,只有通过生物地球化学循环的研究,才能真正确定生态系统内各种营养元素的循环状况和特征。茶园人工生态系统中物质和能量的输入和输出,是实现茶树(农业)社会功能的前提,研究系统中物质和能量的输入、输出关系,从系统外输入肥料和微量元素,维持土壤肥力的长期稳定和调整茶园生态系统的结构和功能,提高整个系统茶叶产品的生产能力,具有重要意义。

本研究区茶园人工生态系统的输入有大气降水、降尘和人工施肥三部分;输出主要为土壤的径流输出和鲜叶采摘两部分。

1. 系统输入

(1) 大气降水和大气降尘输入。据前分析,大气降水和降尘输入本系统的各元素一年内的重量见表9和表10。表9说明大气降水中,重金属元素不仅品种少,而且含量极低,仪器检测范围内的仅Pb、Zn和Ni三种。表10为大气降尘中各元素的年输入量,其含量亦不高,但是,它和大气降水一样,均对系统补充了一部分元素。表9研究区茶园人工生态系统大气降水中各元素年输入量[公斤/(公顷·年)]

Table 9Input of elements in precipitaiton of the tea ecosystem[kg/(ha·a)]

FPbZnNi年输入量

(大气降水)0.453

(含降尘)0.20425.10.212表10研究区茶园人工生态系统大气降尘中各元素年输入量[公斤/(公顷·年)]

Table 10Input of elements in air of the tea ecosystem[kg/(ha·a)]

FAlFeMn大气降尘(见表9)0.00980.00520.0005CuPbZnCdNiCr3.2×10-61.8×10-42.3×10-409.32×10-61.97×10-5(2) 人工施肥输入

根据每年输入本区系统的肥料的品种、数量及含量。

2. 系统输出

系统输出主要为观测区土壤的径流量和鲜叶采摘,经测定,分析结果见表11和表12,表11表明输出的各元素中,以F的流出量为最大,Al次之,而部分重金属如Cu、Pb等均在检出范围之外,说明含量极低。表12为茶园一年通过采摘鲜叶输出系统的各化学元素含量。表11观测地三角堰径流中各元素含量及一年内流出的总量

Table 11Content and output of elements in runoff of the tea ecosystem

FAlFeMnCuPbZnCdNiCr样地径流水中化学元素含量(mg/L)0.900.270.050.0030.003*****样地一年内流出径流水中化学元素总量[kg/(ha·a)]0.1290.0390.0070.00040.0004******未检出。表12一年内采摘鲜叶中各化学元素的总量[公斤/(公顷·年)]

Table 12Output of elements in fresh leaves of the tea ecosystem[kg/(ha·a)]

FAlFeMnCuPbZnCdNiCr鲜叶0.344.101.207.770.090.060.240.0030.070.020.153. 系统输入与输出分析

研究区茶园人工生态系统中各元素的年输入和年输出见表13。可以得出以下结论:

(1) F的系统输入和输出大致平衡。从分析数据看,系统输入主要为降尘和大气降水,而F的输出通过径流形式其量甚微,主要通过鲜叶采摘流出系统,但由于茶树是富F植物,尤其鲜叶含F较高,因此,从长远看,系统的输出略大于输入,但基本上F的流动趋向平衡。

(2) Al、Fe元素均可属土壤中的大量元素。从分析数据看,Al、Fe元素的系统输出远远大于输入,而输出量尤以Al为高,从远期看,系统流失部分可由土壤予以补充,维持茶树—土壤系统的良性循环,但随时间推移,系统中的Al和Fe元素将会逐渐减少。表13研究区茶园人工生态系统中各元素年输入、输出表

Table 13Analysis of input and output of elements of the tea ecosystem

FAlFeMnZnCuPbCdNiCr输入0.4530.00980.00520.000525.133.2×10-50.204未检出0.2121.97×10-5输出0.4694.141.217.770.2400.090.060.0030.070.02(3) 从系统输出量看,Mn元素最大。其输出远大于输入,且Mn元素在土壤中的含量并不太多,因此,随时间推移,系统内Mn元素将显著减少而失去平衡。

(4) Zn、Pb、Ni三种元素其输入大于系统输出,其中Zn元素的输入量最大,因此,随时间的推移,这三种元素在茶树和土壤中逐渐富集,同时,由于Pb为有毒元素,因此应注意其在系统中的含量变化。

(5) Cu、Cd和Cr三种元素,尽管系统输出大于输入,但其输出和输入的量均不大,可以认为,这种变化参与了系统的生物地球化学循环,但不会影响系统的动态平衡。

参考文献

[1] 丁瑞兴,等.茶园—土壤系统铝和氟的生物地球化学循环及其对土壤酸化的影响[J].土壤学报,1991,28(3).

[2] 包浩生,等.宜兴南部山地丘陵地区土地资源及其合理开发利用[J].南京大学学报(自然科学版),1989(10).

[3] 张福珠,等.怀柔山地油松林氮、磷、硫生物地球化学循环的研究[J].环境科学学报,1991,11(2).

[4] 杨居荣,等.重金属在土坡—植物系统的迁移、累积特征及其与土壤环境条件的关系[J].生态学报,1985,5(1).

[5] 李培芝,等.日本落叶松人工林针叶中矿质营养元素的季节吸收特点及其相互关系[J].应用生态学报,1991,2(3).

[6] Levine J. S.. Global Biochemistry Cycles[M]. 1988.

[7] Lindsay, W.L.. Chemical equilibria in soils[M]. New York:AwileyIntersci. Publ John Wiley and Sons,1979.

A STUDY ON BIO—GEOCHEMICAL CYCLE OF

ARTIFICIAL TEA PLANTATION ECOSYSTEM IN

YIXING COUNTY, JIANGSU PROVICE

Pu LijiePeng BuzhuoLi Chunhua Gao Xiang

Hu ZhiyanCheng FuzhengHuang Laiming

(LMCP. Institute of Soil/Science, Academia Sinica, Nanjing, 210008)

Summary

Biogeochemical cycles of ten elements (F, Al, Fe, Mn, Cu, Pb, Zn, Cd, Ni and Cr) were investigated in a tea plantation in Yixing County, Jiangsu Province from April, 1990 to April, 1991. The investigation focused on the inputs of ten elements into the plantation by wet and dry precipitation and fertilization and output by runoff and removal of fresh leaves.

Key words:Yixing, tea plantation, artificial ecosystem, biogeochemical cycle用动态的观点进行环境综合质量评价用动态的观点进行环境综合质量评价本文与窦贻俭、张燕共同撰写,原载《中国环境科学》,1996年第16卷第1期,第1619页。摘要强调用动态的观点进行环境质量评价,着重对如何从方法上体现这种观点进行了探索,提出了“变权”思想,设计了“权”调整公式,并依此对新疆库尔勒市环境综合质量进行了评价,其结果表明该方法在实际应用中是可行的,也是较合理的。

关键词变权环境综合质量动态变化

环境影响评价,首先由美国1970年作为制度开始推行,并在以后的实践中提出多种类型的评价方法[1,2],如图形叠置法、网络法、环境影响综合评价模型,等等。但是这些影响分析模型均为影响趋势预测加上现有环境条件的静态描述。Holling则认为环境和社会系统始终在变化,影响分析应考虑这种动态变化,从而提出将影响分析作为动态环境和社会管理的一部分。

在我国自1977年颁布《环境保护法(试行)》以来,随着环境评价的深入,环境影响评价不再局限于单个工程建设项目,而是扩展到区域的范围[3]。

纵观国内外环境影响评价的发展,可以看出这种趋势,这就是由单项目标向多目标、由单环境要素向多环境要素、由单纯的自然环境向自然环境与社会环境的综合系统方向发展,同时由静态评价转向动态评价。那么,如何从方法上体现影响评价的这种整体性、动态性,作者对此做了一些探讨。

1指标体系与研究方法

1.1指标体系

影响区域环境综合质量的因素很多,包括自然、社会、经济和人民生活等诸多方面。在综合考虑整体、健康及动态性原则的基础上,本文从人口—资源—经济—环境这一生态经济系统的思想出发,选用了五类24个数据齐全,代表性强,能比较综合、客观地反映环境质量优劣的评价指标,建立了我国干旱、半干旱地区城市区域环境多层次评价指标体系(图1)。

图1区域环境综合评价层次结构

1.2研究方法

1.2.1基本方法

区域环境综合质量的研究方法很多,其中以多目标评价方法最为常见。此法是采用一定方法将多目标综合为单目标,使原不具备可比性的事物可以在时间或空间上进行比较。

1.2.2“变权”法

研究区域环境综合质量的目的之一是了解区域环境综合质量的动态变化情况。既然环境综合质量逐年随区域经济的发展、人类自身的繁衍、自然环境的变迁、人类生活条件的改善而改变,即具有动态性,那么在研究中就必须反映这种动态性,本文采用的动态研究方法就体现在“变权”的运用上。

在一个区域内,各环境要素对环境质量的影响或引起的环境效应是不同的,进行环境综合评价时,各要素便不能同等看待,“权系数”即表示它们的不同重要性及各污染物所产生的不同环境协同效应,此概念是对各要素间由于非线性产生的交互作用的一种近似反映。因此,在区域环境综合评价中,各级权值的确定是一项重要的内容。但又因各要素的数值随着时间的流逝而改变,且变化速率不完全一致,所以各要素间的比例也在不断改变,即它们各自对区域环境综合质量的影响是随时间而变化的,故在进行动态研究时,采用“变权”方法就具有必然性。该方法的主要思路是,先采用层次分析法(AHP法)确定某一时期各因子的相对权,以此作为“基础权”;然后根据不同时期各因子的变化引起各自比重的改变,对“基础权”做出调整,定出相应时期各因子的权,这样,对应不同时期,各因子的权重就不一样,由此更合理地反映出各因子在不同时期重要性不一样的客观事实。具体步骤如下:

第一步,在明确所要解决问题的基础上,运用层次分析法(AHP)基本原理和设计思想,根据各类指标及各类指标诸因子在环境中的相对重要性(包括负向作用和正向作用),经过层次结构、构造判断矩阵、层次单排序、层次总排序、一致性检验等步骤,分别算出区域环境综合质量五类指标(环境污染、环境灾害、环境条件、人类开发强度及居民生活水平)之间的相对重要性(权系数Wn0),以及五类指标中每个因子在所属指标类中对区域环境综合质量影响的相对重要性(权系数Wni0),以此作为“基础权”。

第二步,考虑到各因子对综合环境的影响贡献与其所占的份额(比例)有关,并兼顾“归一化”的要求,作者设计“变权”的计算方法如下:

Wt=Wi0+ΔWt(1)

ΔWi=Ii/∑ji=1Ii-It0/∑ji=1It0/J(i=1,2,…,j)

式中:Wi0——基础年某环境因子的权重,即前面第一步算出的“基础权”;ΔWi——某年某环境因子的权重变化量,以因子(指标)的级别值(Ii)所占比例的变化量的平均值作为各因子(指标)的权重变化量;综合考虑基础权与权重变化量,即得某年某环境因子(指标)的权值Wt。

上述两步的结合既能反映某因子(指标)在评价中的相对重要性,又能综合体现某因子(指标)权重未来的变化,这是变权思想的具体运用。

1.2.3加权综合指数法

为了避免加法不能反映各个指标之间得分差距的大小,尤其指标过差时,不能通过此法立即得到否定,以及乘法不能反映各个指标之间的重要程度的缺陷,故采用“加乘混合法”进行加权综合评价。即

EQ=EQ加+EQ乘=(1/j)∑ji=1Wt·It+jΠji=1Wt·It(2)

式中:EQ——某类指标的综合指数;EQ加——某类指标的加法分数;EQ乘——某类指标的乘法分数;Wi——某年某环境因子的权重值;It——某指标的级别值;j——某指标的总数。

然后按图1所示层次依次加权综合,最后得到区域环境综合质量指数。

运用上述方法分析了新疆库尔勒市环境质量的动态变化趋势及污染环境现状,分析结果表明“变权”法在实际应用中是可行的。

2新疆库尔勒市环境综合质量动态变化趋势分析

根据库尔勒市历年环境、社会经济等统计资料,对库尔勒市的各环境要素分别利用回归方法、灰色预测方法和指数法进行预测,然后按自然环境和社会环境归类算出污染环境质量及社会环境质量的综合指数,并计算了库尔勒市的环境综合质量的综合指数。计算综合指数是在前文论述的“变权”观点指导下进行的。为使计算结果直观明了,绘出了1982—2000年库尔勒市环境质量动态变化趋势图(图2),作为对比,图中同时画出了定权与变权两种曲线。

图2库尔勒市环境质量动态变化曲线

由图2可见,用两种评价方法得到的库尔勒市环境质量动态变化曲线形状大致相同。两种方法均显示社会环境质量逐渐好转,污染环境质量则趋于变差,而环境综合质量受社会环境与自然环境质量的共同影响,随波动大的曲线起伏。这说明“变权”方法的评价结果是可信的,能够反映环境质量的动态变化趋势,不会因权重的调整而丧失可比性。

正因为环境综合质量全面反映了自然与社会各方面的情况,所以环境综合质量曲线随环境污染质量曲线与社会环境质量曲线的波动而起伏也就不奇怪了。更由于本文采用的“变权”计算突出了变化因素的影响,结果就有了环境综合质量曲线随变化剧烈的因素而变化的特点,图中表现为综合质量曲线波动处与另两条曲线中波动大的点相对应的现象。相比之下,“定权”方法就容易掩盖住这种变化,使得“权”大的因素的小变化被放大,“权”小的因素的大变化又被缩小,从而扭曲了实际情况。

3新疆库尔勒市污染环境现状综合评价

综合指数法除可用于从时间角度进行环境质量评价外,还可用于从空间角度进行环境质量评价。

对区域进行空间评价时,常用的方法是“网格法”,即用直线将待研究区域划分成若干个面积相等的方格,再用综合指数法评定各单元的环境质量(指数值或等级值),然后综合各单元的环境质量,最后得到环境综合评价结果。本文对新疆库尔勒市污染环境进行现状评价时采用了这种方法。由于用“网格法”要求知道每个小区的各种参数,需要的数据量大且细,在缺乏资料的情况下,作者对此法进行了变通,即采用环境功能区代替“网格”作为评价单元。

通过分析、计算得到各功能区污染环境综合指数:工业区2.396,商业区1.532,居民区1.532,文教区1.300,交通稠密区1.010。由此得到的结论是污染环境以工业区为最严重,其次是商业区及居民区,各功能区中以交通稠密区(火车站附近)的综合质量最好。这固然与库尔勒市铁路运输不太繁忙,火车站地处上风向,又位于新开发区,工业污染少,对地下水的开采强度低,地下水污染轻有关,但更重要的原因在于所用的方法隐含着重大的缺陷,即在进行环境质量的空间评价时,采用了掩盖差异的手段来描述有差异的问题。因为,确定“权”值时,出于综合考虑,看重的是区内不同要素间的差异,忽略了同一要素的区内差别,将各要素数值在区域内“平摊”,即采用的是“平均化”的处理方法,因而定出的“权”只能适用于整个区域,不能用其反映区内各部分的差异;而以功能区划分评价单元又是为了突出各区的差异。于是就产生了研究方法与研究目的的矛盾。具体来说就是,综合评价中各因子的权重在各功能区定的一样就不合理,比如噪声的权重都定为0.30就抹杀了各功能区间的差别,实际对交通稠密区,噪声污染对环境的影响常常超过其他因素的影响,考虑这样的地区各因素的权重时,理所当然应以噪声权重最大,而噪声对其他功能区环境的影响也许相对较小,权重也相应可小些。另外,像库尔勒市交通稠密区中无地表水经过,环境污染评价中便少了一评价项目,水的权重却仍是各区相同,这也是造成评价结果不太说明问题的原因之一。

此例说明进行环境质量空间比较时,也应采用“变权”的方法,即按各区实际情况规定不同的权重。比如,可采用与本文讨论环境影响变化趋势时类似的方法,对不同区域统一按某一方法定出权重,作为“标准权”,然后考虑各区域间的差异,设计一调整公式,依此调整标准权,以得出符合实际情况的权重。

4小结

区域环境系统是一个动态变化的复杂生态系统,影响综合质量的各因素也始终在改变,并且它们的变化速率一般是不同步的,这就要求反映各因素对综合质量不同影响的“权”也随着自己联系对象的改变而改变,否则势必出现权重大的因素的小变化被放大,权重小的因素的大变化被缩小的失真现象。

参考文献

[1] R. Bisset. Methods for Environmental Impact Assessment [D]. University of Aberdeen, 1983

[2] Thomas R. Detwyler, Melving G. Marcus. Urbanization and Environment, Dnxbury Press[M]. A Division of Wadsworth Publishing Company, Inc. Belmant, culiforria, 1972.

[3] 中国科学院三峡工程生态与环境科研项目领导小组编.长江三峡工程对生态环境影响及其对策研究论文集[M].北京:科学出版社,1987.

ATTEMPT TO EVALUATE THE ENVIRONMENTAL

COMPREHENSIVE QUALITY WITH

A DYNAMIC VIEWPOINT

Peng BuzhuoDou YijianZhang Yan

(Department of Urban and Resource Sciences, Nanjing University, Nanjing 210093)

Abstract:In this artical, the writers stress the importance of evaluating the environmental quality with a dynamic viewpoint, focusing on the research of methodology. Then, they put forward a idea of “alterable weight” and design a formula adjusting the weight. Based on the study, the writers analyse and assess the environmental comprehensive quality in Kueler City, Xinjiang Uyger Autonomous Region. The result of research shows that the actual application of the method is reasonable and practicable.

Key words: alterable weight, environmental comprehensive quality, dynamic change城市人居环境与满意度评价研究城市人居环境与满意度评价研究作者简介:陈浮(1974—),男,江苏射阳人,南京大学城资系在读博士,研究方向为房地产经济与土地管理研究。

本文与陈浮、陈海燕、朱振华共同撰写,原载《人文地理》,2000年第15卷第4期,第2023页。摘要从安全、舒适、和谐、方便等原则出发,选择建筑质量等5个准则,房型设计等56个因素作为调查与评价因子,建立城市人居环境满意度评估的基本框架,运用社会调查统计法对城区代表居住地域进行综合评价,指出南京市区人居环境总体处于发展阶段,并提出各居住地域人居环境优化措施和方案。

关键词人居环境指标体系满意度评价南京市

长期以来住房短缺一直是困扰城市居民生活的主要问题[1]。传统研究大多从住宅单元本身出发,很少关心周围环境,主要原因是居住选址行为的第一决定性因素是住房面积[2,3]。随着市场经济变革,城市开发和住宅建设飞速发展,20世纪90年代中后期商品住宅出现大量空置,住房供给告别短缺,进入相对过剩阶段[4]。引起上述问题的原因固然是多方面的,但是房地产理论研究,尤其是面向市场的经营决策研究滞后也是一个重要因素[5]。市场已经彻底地转型,可供选择空间扩大,城市居民购房亦从“解困”向追求“品质”过渡,尤其是1998年7月1日停止福利分房,实行货币化分配,住房不计成本的“免费搭车”现象消失,居民购房日益注重周围环境,加强城市人居环境评价研究已非常必要。

1城市人居环境质量评价指标体系的建立

城市人居环境质量评价研究最早的是“家庭环境”和“邻里质量”,包括层高、庭院、区位、卫生条件、建筑与环境协调、空气质量、街道规划和公共设备[6]。70年代扩展至社区范畴,引入满意度概念[7—11]。国内80年代已提出发展“人居环境科学”[12],但有关人居环境质量内涵、评价方法及优化原则尚缺乏系统和全面的研究,更达不到从“公众视角”出发来评价城市人居环境质量与满意程度。“人居环境”是从居民本身出发,一切为居民使用、服务的各种设施和心理感受的总和,既包括住宅质量、公共设施、交通状况等硬件设施,又包括住区和谐、安全和归属感、社会秩序、人际关系等心理感受[13]。人居环境质量评价指标是描述、评价城市居住地域是否安全、舒适、和谐、方便的一套可感知的参数集合,是评价地域可居性、持续性的重要依据。本文研究的人居环境从“公众视角”出发,创建一套具有“人文关怀”的可持续评价指标,使得居住地域满足人们日益增长的物质生活和精神生活需要,从而实现城市可持续发展。由于人居环境质量评价指标既包括建筑质量等硬件设施,又包括生活情趣等心理感受,具有一定的复杂性和不可度量性,使用的方法和手段与一般评价大不相同,这是引入满意度评价的初衷,在评价指标体系设定上并不一味追求定量化,一般遵循四点原则:① 全面性原则,所选择的指标尽可能覆盖人居环境的方方面面,避免遗漏;② 层次性原则,所选择的指标尽量反映不同层次的人居环境质量;③ 针对性原则,选择的指标要针对人居环境的特征,真实反映居民心理,使得评价结果具有真实性、可靠性;④ 可比性原则,尽量选择具有相对意义的指标,即评判上优、良、中、差、劣。在上述原则指导下,选择了建筑质量、环境安全、景观规划、公共服务、社会文化环境等一级评价准则,结构健全、卫生设施、娱乐设施、空气质量、户外保持、风景院落、邻里和谐等二级单项指标,构成城市人居环境评价指标体系(表1)。表1城市人居环境质量评价指标体系基本框架

Table 1Foundamental frame work of evaluating index es system on the residential quality

一级准则单项指标建筑质量

(Ⅰ)房型设计(X1)

通风状况(X2)

结构健全(X3)

贮藏充足(X4)容易维修(X5)

电力稳定(X6)

楼层高度(X7)

防火材料(X8)隔音设施(X9)

充足光线(X10)

内置橱柜(X11)

绝缘防护(X12)室温控制(X13)

管道良好(X14)

卫生设施(X15)

方便厨房(X16)独立通道(X17)环境安全

(Ⅱ)空气质量(X18)

饮水水质(X19)噪声污染(X20)

洪水淹没(X21)交通要道(X22)

垃圾堆场(X23)化学工厂(X24)

污染水体(X25)易燃易爆(X26)景观规划

(Ⅲ)风景院落(X27)

住区小品(X28)建筑密度(X29)

自然景色(X30)户外保持(X31)

建筑保持(X32)住宅间距(X33)

绿化草坪(X34)休闲广场(X35)

建筑样式(X36)公共服务

(Ⅳ)商业网点(X37)

医疗保健(X38)蔬菜市场(X39)

供电系统(X40)电信服务(X41)

给水系统(X42)排水系统(X43)

各类学校(X44)公共停车场(X45)

文化娱乐(X46)社区文化

环境(Ⅴ)邻里和谐(X47)

社区治安(X48)住宅特色(X49)

住区荣誉(X50)紧邻亲朋(X51)

紧邻高校(X52)流动人口(X53)

远离棚户(X54)市民广场(X55)

心理归属(X56)2单项指标权重的确定与评价方法

传统人居环境评价以定量化为先决条件,所选指标均要求可以进行定量计算。因此,无法全面反映城市人居环境质量,硬件设施可以定量化,但是信息交流、归属感和人际关系等心理感受却无法定量。公众反馈信息是评价人居环境的最佳途径[5],为了克服非定量化问题,研究采用问卷调查形式,公众反馈满意度代替标志值评价。调查对象是近期购房的市民,在房屋产权登记部门帮助下要求居民购房后产权登记时协助完成问卷调查。1998年9—12月,先后发放调查表1500份,回收1436份,回收率高达95.7%,有效问卷1187份,占回收总数的82.7%。同时,参阅1993年3月和1998年5月江苏省建设委员会与扬子晚报联合调查的结果。

2.1评价的基本步骤

首先,在调查表中要求居民回答各单项指标对人居环境质量的重要程度,采用5分制降序方式,即5为最重要,4次之,依次类推,1为最不重要;其次,要求居民回答对本次所购得住房的各单项指标的满意程度,亦采用5分制降序方式,即5为最满意,4次之,依次类推,1为最不满意;再次,建立样本Visual FoxPro 3.0数据库,采用因子分析法对调查结果进行统计分析,剔除了部分贡献率极小的指标,如“台风侵害”、“地震”等。并对单项指标的统计特征进行分析;最后,对样本进行分区,综合评估南京市具有代表性的居住地域人居环境,提出各居住地域人居环境调控和优化措施。

2.2指标权重的确定与评价模型

权重确定一般有两种方法,即Delphi法和AHP法。本次采用公众评判来确定权重,实质是一种变形的Delphi法,计算公式如下:

Wj=∑nj=1,i=1Yji/∑ni=1,j=1YjiXj

j=1,2,…,56;n=1,2,…,1187(1)

式中:Wj是第j个单项指标的权重或总体满意度,Yji是第i个样本对第j单项指标的重要程度或满意程度打分值,Xj是第j个单项指标。

为了简单、准确、可行,评价模型是在一级准则评价的基础上,采用加权求和方法进行城市人居环境的综合评价。具体的评价模型如下:

Q=∑56j=1∑nj=1,i=1Zji5·Wj

j=1,2,…,56;n=1,2,…,1187(2)

式中:Q是居住地域人居环境质量综合指标,Wj是第j个单项指标的权重,Zji是第i个样本对第j单项指标的满意程度打分值。

3调查样本统计特征分析

根据公式1分别计算调查样本中各指标权重和总体满意度,一级准则Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ的权重分别为28.16%、15.37%、28.43%、19.32%和8.72%,具体统计结果见表2。表2单项指标权重与满意度的统计特征

Table 2Statistic character of single index value and satisfaction evaluation

指标权重满意度指标权重满意度指标权重满意度指标权重满意度X14.26%4.06X151.92%3.80X292.88%3.41X431.93%3.43X21.46%3.01X161.82%3.55X302.65%3.37X442.18%3.27X32.89%3.78X171.57%3.45X312.54%3.26X451.49%3.01X41.02%3.42X181.44%3.85X322.59%3.30X461.98%3.03X50.91%3.08X192.20%3.80X333.15%3.39X471.17%3.38X61.52%3.75X202.13%3.78X343.03%3.51X480.99%3.37X71.44%3.12X211.37%3.76X353.23%3.51X491.02%3.54X81.14%3.08X221.59%3.42X362.86%3.42X500.57%2.79X91.45%3.80X231.64%3.54X371.89%3.47X510.60%2.84X101.52%3.81X241.58%3.63X381.69%3.32X520.80%3.07X111.64%3.42X252.01%3.60X391.97%3.43X530.83%3.12X121.31%3.01X261.41%3.81X402.16%3.51X540.88%3.11X131.12%3.05X273.23%3.94X412.06%3.13X550.98%3.48X141.18%3.12X282.27%3.68X421.96%3.54X560.88%3.51根据调查问卷统计显示:① 景观规划的重要程度最高,反映居民对住房认识已根本改变,不再是短缺时期“有房就行”的传统消费观念。建筑质量次之,比1993年江苏省建设委员会的调查下降了10个百分点(当时仅调查居民购房考虑的因素,调查内容并不一致,但能反映一定变化趋势)。通过部分居民访谈,发现广大居民认为建筑质量是一项硬件指标,质量好是理所当然的,否则根本不纳入考虑范围内。目前购房主要比较各物业的软环境,如周围环境、物业管理等,但并不表示建筑质量被忽视。这一点在单项指标中有所体现,房型设计在整个56项单项指标中重要程度最高,居民满意程度也最高,从而反映房型设计对购买力的影响。② 居民的环境安全意识日益提高,环境安全对居民购房的影响力越来越大。大部分居民对饮水水质、空气质量、水体污染和噪声污染相当敏感,要求也相当高,只有达到一定满意程度才形成有效购买力。建筑质量与景观规划的总体满意程度高,这从另一个侧面反映居民对购房时考虑的因素,亦为房地产开发商把握市场需求和公众消费心理提供佐证。③ 住宅已经从只讲究面积、地段的传统“解困型”向追求周边环境、房型、环境安全、人文环境、功能配套的“品质型”转变。供需双方逐步成熟,在欧陆风、错层风等之后人们逐步注重物业品质、功能与价格比,不再对某一单个特征显示过分的偏爱,如追求欧式建筑、阁楼等。④ 普通居民对是否有公共停车场、紧邻亲朋、住区荣誉并不十分关注,尽管满意程度很低,但并不影响居民购买欲望。这与面向高收入阶层或涉外物业有着本质的差距,公共停车场和住区荣誉是购买住宅的前提条件。⑤ 对被调查者进行分类统计,显示不同年龄对公共服务要求相差很大,60岁以上者对医疗保健、商业网点、蔬菜市场、市民广场等要求极高;45岁以下者对各类学校、文化娱乐设施要求极高,主要原因是子女入学、享受;此外,住宅区位选择趋向中心区域是所有居民的共同偏好,许多居民以减少住宅面积为代价向中心区域高价位住宅倾斜,但减少的幅度是有限的,经济状况已成为住宅分异的最主要原因。

4城市人居环境综合评估与优化措施

城市人居环境质量评价体系中的每一个单项指标都是从不同侧面反映人居环境的发展状况,要准确、客观、公正地反映人居环境状况,必须进行综合评价。根据公式2,对具有代表性的5个居住地域进行统计分析(表3)。

南京市区人居环境总体尚处于发展阶段,但很接近飞跃阶段。龙江新区、梅花山庄、雨花新村、大桥花园、五台山庄分别位于市区西部、东部、南部、北部和中部,龙江新区代表的西部地区总体处于飞跃阶段,基础设施相对滞后,文化氛围淡薄,且环境安全不能令人满意;梅花山庄代表的东部地区基本达到优化阶段,各方面比较均衡,是南京的高尚居住地域;雨花新村代表的南部地区总体处于发展阶段,社区文化环境恶劣,景观规划落后,基础设施水平不高;大桥花园代表的北部地区人居环境质量最差,人口密度高,建筑间距小,户外保持等景观规划因素水平低,建筑破旧,设施难以配套,传统居住地域的社区文化等亦受到市场经济浪潮的冲击,许多居民正在实施外迁计划。

从事物的不断发展论和发展阶段论出发,城市人居环境可划分为起步、发展、飞跃、优化等4个阶段(表4)。把实现城市人居环境优化目标分割成若干可操作的阶段性目标,有助于城市人居环境质量优化的分步实施和重点突破。表3南京市区各居住地域人居环境评价结果

Table 3Results of residential quality in various areas in Nanjing

居住地域评估项目建筑质量环境安全景观规划公共服务社区文化环境综合评价

结果龙江新区(131)21.8111.4621.0413.196.5774.07梅花山庄(41)24.9613.1123.8516.587.3185.81雨花新村(73)20.4912.8517.6310.834.6666.46大桥花园(49)17.8710.2716.3912.144.9261.60五台山庄(78)24.3711.3120.4415.497.0378.64全部样本(1187)19.9511.3419.8812.825.7069.69表4南京市区各居住地域人居环境评价结果

Table 4Results of residential quality in various areas in Nanjing

综合评估(%)<6060~7070~85>85评判标准起步阶段发展阶段飞跃阶段优化阶段公众反馈信息反映了市场需求,也是人居环境优化的基本目标。然而,人居环境优化是一项涉及面广、问题复杂的工作,是居住可持续发展的一项重要内容。因此,不能仅从一项功能出发来解决问题,必须对各项事业统筹安排、协调发展、配套建设,才能取得良好的经济效益、社会效益和环境效益。首先,配套化建设。一方面,提高和加强住区供电、供水、供气、交通、电信、学校、文化娱乐和防灾能力等建设,满足居民日益增长的物质文化生活需求;另一方面,建立一套行之有效的组织管理和服务机构,既做好住区内各种关系和矛盾的协调工作,又为居民提供方便的服务。其次,社区化建设。一是和睦的邻里关系,人们相互关怀,表现出浓厚的生活气息;二是认同感和归属感,即人与人的认同感,人对环境的认同感和人对居住环境的归属感等;三是方便感与安全感,各类设施齐全,周围环境安全;四是良好的组织管理系统,在住区内建立各种组织、管理与服务机构,维持社区稳定,丰富居民的精神文化生活。再次,网络化建设。突出强调住区生活网络的建设,从多个层次、多个侧面,根据住区的地域特点、历史演化特征和居民结构,设计并建设出自身的特色,增加居民交往的机遇,丰富生活的内涵。最后,休闲化建设。

作为住宅建设主角的房地产企业在从“解困型”开发向“品质型”开发转化中必须注重人居环境的建设和优化,创建具有人文精神的高品位住区。首先,积极地进行详细的市场调查,掌握市场动态、消费倾向、个体偏好,有目标、有计划地向消费主体推出全新理念的住宅。注重物业的建筑样式、房型设计、社区布局等。其次,依靠工程监理监督,严格控制建筑质量。加强住区绿化美化,建立多层次、多结构、多功能的稳定的人工植物群落,积极参与污染产业布局调整,减少水体、大气、噪声等污染,创造宁静、舒适、安全、优美的生活环境。再次,必须做到基础设施、公共设施配套,形于资本流动总是先集聚后扩散,先沿城市体系和交通干线作蛙跳式、点线式推进,后向农村面状扩散。因此,区域开发前期应以沿海地区和内陆中心城市为重点,吸引外资集聚;中期逐步向沿海中小城市和中西部交通干线沿线地区推进;后期应引导外资向农村地区扩散。目前广东省外资流动处于集聚性扩散阶段,以集聚为主。外资将继续在珠江三角洲地区,尤其是穗深集聚,边远地区外资增长缓慢,甚至负增长;同时,珠江口东岸外资开始从南向北扩散,东莞、惠州外资流入持续快速增长。对于成熟和衰退的产业,应通过财政、信贷、税收等调节机制,引导其向外围扩散转移。并以外资扩散转移为契机,推动产业结构高度化。外围地区要加快基础设施建设、投资软环境建设,突出地区比较优势,增强引资能力。由于外围地区发展水平低,引资能力弱,在经济资源有限的情况下,引资工作应选择少数中心城市和优势地区如地级市、京广铁路沿线地区、潮汕平原、雷州半岛等地进行重点培育,形成外资集聚中心, 迎接外资的空间转移, 促进外资结构合理化。

参考文献

[1] Cook P, Kirkpatrick. Globalization, Regionalization and third World Development [J]. Regional Studies, 1997, 31(1): 5556.

[2] HenriClaude de Bettignies. Trade investment in the AsiaPacific Region [M]. International Thomson Publishing Inc., 1997.

[3] James O Wheeler. A Spatial and Temporal Model of Foreign Direct Investment in the United States [J]. Economic Geography, 1989, 65 (3):113127.

[4] Florida R, Kenny M. Restructuring in Place: Japanese Investment, Production Organization, and the Geography of Steel [J]. Economic Geography, 1992, 68(2): 174187.

[5] Clive Collis, Dvid Noon. Foreign Investment in the UK Region: Recent Trends and Policy Issues [J]. Regional Studies, 1994, 28(8): 843848.

[6] Stephen Hill, Max Munday. The UK Regional Distribution of Foreign Direct Investment: Analysis and Determinates [J]. Regional Studies, 1992, 26(8): 535544.

[7] 李小建. 香港对大陆投资的区位变化与公司空间行为[J]. 地理学报,1996,51(5): 213223.

[8] 许学强,李胜学.改革开放以来广东省利用外资的时空差异特征[J]. 地理学报,1995.

[9] 焦华富.中国外商投资的地域结构研究[J].地理研究,1997.3.

[10] 李小建. 跨国公司对区域经济发展影响的理论研究[J]. 地理研究,1997,16(3).

[11] 广东省统计局.广东统计年鉴(1992—1998年)[R]. 中国统计出版社,1992—1998.

ANALYSIS ON EVALUATION OF URBAN

RESIDENTIAL QUALITY AND SATIS FACTION

Chen FuChen HaiyanZhu ZhenhuaPeng Buzhuo

(Department of Urban and Resources, Nan jing University,

Nanjing 210093, China)

Abstract:Based on the principles of safety, comfort, harmonies and convenience, the authors put forward the basic frame work of evaluating indexes system including physical quality of housing, environmental safety, landscaping plan, public services and socicultural environment and make comprehensive evaluation on urban residential quality in Nanjing city by the method of social investigating statistics. The results show the residential quality of Nanjing city is in the developing phase. At last, the authors put form ard the optimistic measures and projects of residential quality in aforementioned dwelling areas.

Key words: residential quality, index system, satisfaction evaluation, Nanjing city河岸带研究及其退化生态系统的恢复与重建河岸带研究及其退化生态系统的恢复与重建基金项目: 安徽省水利厅“九五”课题资助项目; 安徽省教育厅自然科学研究资助项目(2001KJ102)。

本文与张建春共同撰写,原载《生态学报》,2003年第23卷第1期,第5663页。摘要河岸带是指水陆交界处的两边,直至河水影响消失为止的地带。河岸带是湿地的重要组成部分,在流域生态系统中发挥着重要的作用,具有较大的生态、社会、经济和旅游价值。河岸带研究以生态学、水文学和地貌学为基础,涉及多种学科和技术方法。由于自然和人为因素的影响,退化河岸带的生态恢复与重建较为复杂,通过安徽潜山县潜水退化河岸带滩地近6a的生态恢复与重建试验,研究结果表明: 恢复与重建后的河岸带滩地生态系统的生物多样性和稳定性增加;土壤结构和养分条件得到改善,其中,小于0.002 mm的粘粒含量的平均值由恢复前的4.53%,上升到恢复后的11.71%,土壤容重由恢复前的1.455 g/cm3下降到恢复后的1.2 g/cm3,土壤有机质的平均值由恢复前的1.25 g/kg上升到恢复后的9.44 g/kg;河滩地泥沙淤积量增加;植物抗风浪作用增强,有效地保护了河岸,改善了河岸带地区的小气候。河岸带研究在我国起步较晚,因此,今后应加强河岸带的管理和对退化河岸带生态系统的恢复与重建工作,使河岸带生态系统可持续地为人类提供丰富多样的生产、生活和观光旅游产品。

关键词河岸带生态恢复与重建功能内容方法潜水

随着人口的激增和工农业生产的发展,河流生态系统,特别是河岸带生态系统由于受人类活动的干扰而严重退化,世界20%以上的河岸带植被已不复存在,剩余部分也在极迅速地消失[1]。退化河岸带往往造成植被破坏,生物多样性下降,小气候恶化,河床及河岸遭受侵蚀,洪涝灾害频繁,严重威胁着人民的生命财产安全。因此,与湿地恢复密切相关的退化河岸带生态系统恢复与重建已成为当今恢复生态学研究的重要内容之一。1997年Science杂志设专栏连续发表了6篇关于恢复生态学的论文[2—7],美国和中国生态学会均将恢复生态学作为生态学五大优先关注或资助的领域之一[8]。

国际上河岸带研究起步较晚,直至20世纪70年代末,河岸带才被正式定义为:河水—陆地交界处的两边,直至河水影响消失为止的地带[9]。80年代中期,由于全球气候变化,生物多样性损失和可持续发展研究问题的提出,特别是湿地的损失、河流生物多样性减少以及农业非点源污染问题,使河岸带研究的重要性凸显,河岸带已成为流域生态学各专业之间相互影响的焦点。

Brinson[10]将湿地分为6类,即河边地、洼地、坡地、沼泽地、港湾边缘地以及湖泊边缘地。湿地的功能取决于各类湿地在湿地景观中的位置、湿地的主要水源以及湿地内部水的运动方向。作为湿地的组成部分之一,河岸带具备湿地几乎所有的功能,如湿地的调节气候,涵养水源,蓄洪防旱,控制土壤侵蚀,促淤造陆,降解环境污染,净化水质,维持生物多样性和生态平衡,保持地下水资源平衡以及调节区域乃至全球C、N等元素的生物地球化学循环等功能。河岸带较其他湿地类型生物多样性更加丰富,但同时河岸带也最易遭受人类活动的影响。Whigham[10]认为:湿地的损失及其生物多样性和生态系统功能降低的两个主要原因之一,就是河岸带不断遭到破坏,致使生物多样性减少、湿地环境发生变化(如水质下降等)以及使湿地作为重要的景观价值能力降低。

1河岸带研究概述

1.1河岸带功能

综合Mander和Smith等人的研究成果[10,11],河岸带生态系统功能可以归纳为:① 滞纳颗粒物质,过滤来自高地和地表径流所带来的污染物;② 维护遭受侵蚀的河岸;③ 改进邻近地区的微气候并过滤受污染的空气;④ 维持地表水的蓄积和地表及地下水的循环变动;⑤ 产生并保持新的水陆交错植被群落;⑥ 维持生境的离散和湿地之间的连接;⑦ 维持无脊椎动物的丰富性和多样性;⑧ 避免由于树寇阴影的影响而使水生巨型植物疯长;⑨ 维持湿地内部的生境结构及其食物链。河岸带的功能可以简化为河岸带的廊道,缓冲带和护岸功能三大类。

1.1.1廊道功能

廊道是组成景观的结构单元之一,指景观中与相邻两边环境不同的线状或带状结构。廊道具有生境、传输通道、过滤和阻抑作用以及可作为能量、物质和生物(个体)的源或汇的作用[12]。河岸带廊道功能及河流廊道功能的研究是景观生态学廊道原理具体运用的一个典型范例。根据河流廊道及其溶解物原理、宽度原理、连接度原理,具有宽而浓密植被的河流廊道可控制来自景观基底的溶解物质,为两岸内部种群提供足够的生境和通道,并能更好地减少来自周围景观的各种溶解物污染,保证水质;不间断的河岸植被廊道能维持诸如水温低、含氧高的水生条件,有利于某些鱼类生存;沿河两岸的植被覆盖,可以减缓洪水影响,并为水生食物链提供有机质,为鱼类和泛滥平原稀有种提供生境。

Burger[13]认为:河岸带生境既作为生物多样性的潜在危险区,也可作为连接分散生境斑块的廊道。Lima[14]等人在研究了南美亚马孙地区热带植物后指出:植物的线性残存,如河岸带廊道,灌木林带和山谷中的森林长廊带,均有助于一定水平森林破碎景观的连接。适当宽度的河岸带(140~190 m)残林,具有重要的保护价值,至少对于一些小动物(<2 kg的森林脊椎动物)是这样的;而宽度在200~300 m的热带残迹林,更有利于一些敏感动物种的迁移,甚至大于5 km的河岸带走廊都是不为过的。

1.1.2缓冲带功能

Mander[11]在研究了爱沙尼亚和美国的河岸缓冲带功能后指出:河岸缓冲带是指直接生长在河岸的林地、灌丛(5~50 m宽)或草地(50~200 m宽)。河岸缓冲带的宽度依据土壤和邻近地区5~50 m范围内的景观条件而定。参照通用水土流失方程(USLE),Mander提出缓冲带的有效宽度与在相应时段内地表径流强度、流域坡长和坡度成正比,而与流域地表的粗糙度系数(自然草地为1.2,开发强度较大的土地为1.0)、缓冲带内渗入的水流流速及缓冲带内土壤的吸附能力成反比。Mander发现灌丛和树龄小的林地较树龄大的林地具有更大的去除N、P等营养物质的能力,这是由于在这类河岸缓冲带中植被和土壤及土壤微生物的活动能力和吸附能力更强。此外,Mander还发现森林中圆木的运输量与N、P在河岸缓冲带中的滞留量相关性极强,其相关系数分别达到0.99和0.997,这表明林地中植被的数量及其郁闭度大小对河岸缓冲带的功能影响极大。Peterjohn和Correll认为河岸带可滞留89%的N和80%的P[15]。由此可见,河岸缓冲带去除非点源污染的有效性受许多因素的影响,包括缓冲带的大小尺度,带内植物的组成、土地利用情况,土壤类型、地貌、水文、微气候和其他农业生态系统的特性,因此,设计河岸缓冲带是一个十分复杂的过程。

1.1.3护岸功能

河岸侵蚀是一个复杂的现象,受多种因素的影响,通常与水流、泥沙、河岸性质(物质组成与质地、切向力和抗张力、地下水水位、渗透力、地层、河岸几何形态及其上生长的植物等)有关。河岸植被覆盖的密度与类型对河岸侵蚀的防护作用影响较大。Zierholz[16]在研究了沼泽湿地对河流和流域泥沙输移时指出:沼泽植被通过保护河岸,覆盖河谷和河床,降低了河床中水流速度,防止了水流侵蚀,促进了泥沙沉积;反之,孤立的植被在河床中极易遭受洪水侵蚀,影响河床形态和泥沙输移。沼泽湿地每年沉积的泥沙量是其他河段沉积泥沙量的4~20倍,同其他保护河流、防止泥沙侵蚀的措施相比,在河边建造篱笆、树木和其他土木工程是最经济、最自然和最有效的方法。当然,植物的护岸作用也是有条件的,Smith通过试验研究认为[17]:在河岸较低时,由于植物根系可以垂直深入河岸内部,故植树可以加强河岸的稳定性;但当河岸较高时,由于植物根系不能深入到河堤堤脚,植树则会增加河岸的不稳定性,特别是当河岸易遭受河水侵蚀和底蚀时;当短期的洪水侵蚀河堤并且水位经常发生变化时,草本植物可以有效地发挥防洪和防侵蚀作用,但如果水位较高,淹没时间较长,这时就需要寻求更好的护岸方法。

1.2河岸带研究的内容

1.2.1河岸带植被及其影响因素研究

河岸带植被是陆地和水生生态系统的活动边界,是环境活力和变化的敏感标志。河岸带植被在形成河流物理和生物特性的过程中起着重要的作用[18];河岸带植被群落是动态的,地形的差异、微气候的变化、地段的生产力和内外因素的扰动均在较大程度上影响着森林结构、种群的丰富度和外来植物的占有情况[19]。河岸带廊道的高度多样性是与洪水的干扰破坏、粗木质残体(CWD)在河流的空间不均匀分布和当地受高度影响的气候紧密联系;经常的洪水影响和地貌形态的空间不均匀性,通常是植被种群丰富程度的标志。此外,河岸带廊道在流域中穿过了不同的高度,这样就造成了一系列的适应地区植物群落需要的温度和降水条件[17]。此外,自然环境和河岸带森林具有时空变化特征,在较大的尺度范围内,河谷形态影响沉积地形的发展和类型,比如,泛滥平原、高低阶地、山丘斜坡;在较小的尺度,在河床之上不同高度的沉积地形调节着河流对河岸带所产生的影响,影响着植被的组成和CWD的产量,所有尺度的这些生物物理因素的综合影响以及河流的干扰作用,决定了河床的类型和结构形态[20—22]。

1.2.2河岸带小气候及其影响因素研究

河岸带森林对河流小气候产生较强的影响和控制,河岸带林地的空气状况、地表温度、相对湿度和太阳辐射都表明了河岸植被群落的影响;流域环境与河岸植被之间的相互作用,同样也影响着河岸带的生物多样性、生物化学循环和其他系统水平的过程[23,24]。

1.2.3河岸带动物及其影响因素研究

由于河岸带植被群落为野生动物提供了许多特有的栖息地以及可为来自受到较大干扰的高地动物种迁移提供避难地,故河岸带具有较高的动物多样性。河岸带野生动物群落的组成主要受两个重要因素的影响,一是与河流尺度大小有关的河岸带特有的生境;二是与影响河岸带植被群落演替阶段的干扰的类型、频率、持续时间和严重程度有关。很多研究案例表明,河岸带动物不仅仅被动地适应河岸带生态系统,而且对河岸带生物地球化学过程、植被的演替和景观变化均有影响[25]。

1.2.4潜水层变化与河岸带过程

潜水层是位于河床和河岸带下部,充满来自地表河床水的饱和沉积层。由于潜水层是地表水和地下水的混合体,截然不同的化学组分,可以更有效地保持和处理溶解的营养物质,以及成倍地提高河流去除有机废物的能力,大大促进了生物活动。潜水层和河岸带相互作用的强度既受到河谷形态等大的地理因素的影响,也受到诸如沉积物、河床岩石、浅滩等表征单个河流特性的因素的影响。比如,在河溪尺度情况下,地形可产生广宽的浅层水流,而这种水流可以很容易地与河岸带植物的根系和土壤保持接触,从而有利于河岸带植被的生长发育[26]。

1.3河岸带研究的方法

1.3.1生态系统的方法

河岸带生态系统系指河岸带地区生物和环境通过物质循环和能量的流动,相互作用、相互依存而构成的一个狭长的水陆生态交错带。故生态系统学是河岸带研究的重要方法。流域内的水生态系统、陆地生态系统、草地生态系统、农田生态系统以及人工生态系统它们之间的相互影响和相互作用是河岸带研究的重点[27]。

1.3.2景观生态学方法

景观生态学是研究景观单元的类型组成、空间配置及其与生态学过程相互作用的综合性学科。它以景观的结构、功能及其动态变化为研究对象和内容[12]。研究的目的是合理利用自然资源和保护生态环境。流域生态系统是以流域的地理特征划分的,是宏观生态学研究的一个新领域,而河岸带是属于流域生态系统的一部分,故在研究中需大量借助于宏观生态学(景观生态学和区域生态学)的研究方法[28]。

1.3.3“3S”技术在河岸带研究中的应用

遥感、地理信息系统和全球定位系统是景观生态学研究中的重要技术工具,结合地面观测,从而实现了景观中的组分或过程的具体地理位置的空间数据的收集、存储、提取、转换、显示和分析。同时,“3S”技术在河岸带景观格局分析和模型中的作用也愈来愈重要[29]。

1.3.4自然地理学的研究方法

自然地理学是研究特定空间范围内的物质形态、结构、性质和运动规律的科学。河岸带研究涉及水文学、地貌学、气象气候学、土壤学、动植物学等自然地理学研究的分支学科,故自然地理学的定性和定量研究方法是河岸带研究的基本方法[30]。

1.3.5环境科学的研究方法

由于环境污染的日益严重,因此,研究环境中污染物质迁移转化规律,寻求解决环境污染的途径和方法,改善环境质量,已成为河岸带生态系统功能研究的重要内容之一。故环境科学的研究方法,特别是水环境和土壤环境研究的方法构成了河岸带研究方法的一部分[31]。

1.3.6恢复生态学研究的方法

近年来恢复生态学已成为国际生态学研究的新领域,特别是湿地退化生态系统的恢复和重建愈来愈受到国外学者的重视;国外大量的河岸带退化生态系统的恢复和重建实验研究工作主要是通过利用恢复和重建后的湿地岸边植被,发挥河岸带生态系统的功能[32—34]。

2河岸带退化生态系统恢复与重建及其实践研究

Vitousek[2]指出:目前物种灭绝的速度是人类史前的100~1000倍,地球上11%的鸟类,18%的哺乳动物,5%的鱼类和8%的植物种正面临灭绝的威胁。因此,在生物多样性大量减少或生物灭绝之前进行恢复是至关重要的,恢复被认为是当前应对世界环境问题的最为关键的因素,生态恢复学科的出现为加速退化土地的恢复和人类持久地认识生物群落和生态系统功能提供了重要的方法和途径[6]。

湿地是地球上最脆弱的生态系统之一,同时湿地也是自然界最富生物多样性的生态景观和人类最重要的生存环境之一,湿地在维持自然平衡中起着重要的作用。全球约80%的湿地资源丧失或退化,严重影响了湿地区域生态、经济和社会的可持续发展[35];因此,退化湿地的恢复极为重要。河岸带是湿地景观中生物多样性最为丰富的地区之一,河岸带植被在形成河流物理和生物特性的过程中起着重要的作用。湿地恢复的重要方法之一就是采用工程和生物措施,以生态演替为理论基础,根据湿地退化原因及不同湿地,选择最佳位置恢复和重建生物群落及其生境要素,以保护自然的和恢复的湿地。

在这一理论的指导下,选择了皖西潜山县境内的长江支流潜水河漫滩地作为恢复和重建退化河岸带部分功能的实验地。其主要原因是潜水属北亚热带湿润地区季风型河流,河谷滩地发育,宽窄差异较大,滩窄的仅5 m,宽的达120 m,汛期河床水位上涨,经常毁坏河堤,造成洪水泛滥。同时,河滩地多为砂土,有机质含量低,结构松散,浅层含水量低和贮水能力差,枯水期干旱时土壤供水能力不足,植物生长所需的最低水分无法得到满足,难以生长,汛期又遭受水淹,生境条件差,植被稀少,河滩地生态系统退化严重,原有湿地生态系统结构与功能退化或丧失。因此,如能恢复或重建河滩地植被及其生态要素,则不仅河岸得到了保护,而且生境条件较河滩地优越的整个河岸带生态系统结构和功能的恢复就会迎刃而解。

实验从1994年春季至2000年春季,在潜水六公堤区段河滩地进行了长达6a的河滩地植被生态重建试验示范研究,通过植被重建后的河滩地生态功能与荒滩地对比研究,重建后的生态效益明显。

2.1河岸带滩地生态系统的生物多样性和稳定性增加

原有的河岸带滩地多为砂石裸露的荒滩或由零星、稀疏的单一树种枫杨和元竹林组成,经过多年的河岸带滩地生态重建,采用先锋物种引入技术和生物工程措施,在试验地组成了以本地优势树种枫杨(Pterocarya stenoptera)、河柳(Salix chaenomeloides)为主的落叶阔叶林,以紫穗槐(Amorpha fruticosa L.)为主的灌木林,以河岸坡地上的苔草(Carex)为主的草本和元竹林(Phyllostachys congesta)共同构建的河岸带滩地生物群落,形成了从河滩—岸坡—高地,由乔、灌、草共同组成的面积约为16 hm2的试验研究河岸带滩地生态系统;明显地提高了河岸带生物多样性和生态多样性,促进了河岸带生态系统的稳定。

2.2改善了河岸带滩地的土壤结构和土壤养分,增强了河岸缓冲带功能

Dobson[6]认为:生态系统的功能存在于地球表面的每一个部分。虽然生境的基本特征是理化特征,但生物过程特别是营养物质的积累对支持生态系统功能发挥的生境的发展至关重要;而这一过程依赖于贮存在土壤有机物质中的氮的缓慢分解,在气候温暖的地区,氮的分解速率小于10%,而每年每公顷土壤至少要积累1000 kg的氮,才能满足生态系统每年的需要量(大约100 kg/hm2)。由于最初的退化物质很可能含有极少量的氮,因此,氮的累积量通常是控制生态系统发展的限制因素。

为了提高河岸带滩地重建后植物的存活率,改善河滩地土壤结构及其氮、磷等养分条件。对河岸带滩地防护林树种元竹、意杨(Populus Canadensis. Moench.)、枫杨、河柳和紫穗槐等树种进行了树种引入、选育和培植,依据植物固滩、护坡、防冲机理和河岸带本地树种的生物学特性,设计了两种河岸带滩地植物群落结构优化配置模式:模式A是元竹—枫杨—苔草类型,模式B是意杨—紫穗槐—河柳—苔草类型,从滩缘至岸坡到河岸高地依株行距3 m×3 m的密度形成长4 km,宽30~60 m不等的河岸植被带,土壤的理化性质发生了较大的变化(见表1)。土壤养分及其理化性状和其他生态要素的改善,必然会增强河岸缓冲带的功能。

2.3抗蚀促淤,保护河岸

由于采用“元竹—枫杨”和“意杨—紫穗槐—河柳”两种河岸带滩地生态重建措施护坡,河岸带滩地横向冲蚀显著减弱,淤积增加,固滩防冲效能显著(表2);位于铁路桥的模式A河岸带滩地植物护坡布设段,当年最大洪峰每米冲蚀量仅1.1 m3,没有出现崩塌现象,而距其上游滩高基本相同的对照段鹰家嘴河岸带荒滩每米冲蚀量达5.3 m3,为护坡段的4.8倍,且洪水造成崩塌105 m。

2.4防风消浪,改善小气候

由于试验河岸带滩地植被宽度有限,尚不足以对地方气温、湿度等产生影响,故试验仅对河岸带植被对风速和洪峰产生的影响进行了测定;试验结果表明:模式A河岸带滩地试验观测段和模式B河岸带滩地试验观测段林后风速分别下降82.5%和40.0%;波高衰减系数分别为0.77和0.39(表3、表4)。河岸带植物防风减浪护坡效能显著。

此外,作为湿地的组成部分,河岸带还具有多种功能和价值,不仅表现在生态环境功能和河岸带产品(竹子、木材等)的用途上,而且河岸带还具有众多的美学、旅游和科研价值。〖ZP(〗

表1不同生态重建模式河岸带土壤养分和理化性质对比

Table 1Comparison of riparian soil physical and chemical properties in different rebuilding measures

实验地

Site措施

MeasurespH有机质

OM

(g/kg)全N

TN

(g/kg)全P

TP

(g/kg)速效磷

AP

(mg/kg)全K

TK

(g/kg)速效钾

AK

(mg/kg)阳离子交换量

CEC

(cmol/kg)容重

Density

(g/cm3)粘粒(%)

Clay content

(<0.002 mm)铁路桥①恢复前③6.51.40.380.132.80.897.06.481.575.12(Type A)恢复后④5.312.71.070.271326.52011.81.1614.27野寨②恢复前6.61.10.520.225.11.1012.09.171.343.94(Type B)恢复后5.86.180.960.841424.21811.31.249.15① Railway bridge,② Ye zhai,③ Before restoration,④ After restoration.

表2造林地与对照地河岸带冲蚀情况对比

Table 2Comparison of flood erosion between fores tation land and edge of bottomland

场地

Site措施

Measure林宽

Forest width

(m)岸长

Bank length

(m)表面破损

Slope erosion

(m)滑坡

Slide

(m3)崩塌

Sloughing

(m)冲蚀

Erosion

(m3)每米冲蚀量

Erosion ratio

(m3)最大沉积厚度

Max deposition

(m/a)鹰家嘴对照

Control7021021011510511135.3-0.32铁路桥Type A5835024073133851.10.09野寨Type B85170130——2551.50.05

表3不同植物重建措施护坡防风效能对比

Table 3Function of wind protection under different rebuilding measures

地段

Site措施

Measures林宽

Forest

width(m)株行距

Plant gap

(m)枝下高

Cladode

highness(m)透风系数

Permeable

wind factor空地风速

Wind speed

(m/s)林后风速

Wind speed behind

forest(m/s)比降

Ratio of

slope(%)铁路桥A5831.00.94.00.782.5野寨B483.3—0.64.02.440.0

表4不同植物重建措施护坡消浪效能对比

Table 4Function of energy dissipation under different rebuilding measures

地段

Site措施

Measures林宽

Forest

width(m)深水深度

Depth

water(m)浅水深度

Shallow

water(m)波高

Wave

height(m)波长

Wave

length(m)波浪周期

Wave

cycle(s)林内波高

Wave

height(m)衰减系数

Damping

ratio鹰家嘴Control701.100.330.091.501.300.0890.99铁路桥A752.301.500.243.201.700.1850.77野寨B402.180.600.182.501.800.070.39〖ZP)〗3结语

河岸带退化的原因是多方面的,但只要克服或消除自然的或人为的干扰压力,并且在适宜的管理方式下,由于生态演替的作用,退化河岸带最终是可以被恢复的。故河岸带功能的恢复与重建不仅在于恢复和重建河岸带生态系统,还应包括对洪水的管理,地表和地下水交换功能的恢复,以及改变人为的影响因素(如放牧、伐木、筑路等);同时还应关注社会对河岸带资源的需要。因此,今后要加强对河岸带重要性的认识,制定切实可行的河岸带保护的政策和法律法规,加强河岸带的植树造林和河岸带保护的宣传教育;科学合理的制定流域河岸带规划,对上游河岸带应侧重于自然生态环境的保护和生态旅游资源的开发利用,在不影响交通、通信和人民生产、生活的前提下应尽可能恢复河流的自然过程,即减少河坝、河堤等人为因素的干扰,加强河道与周围泛滥平原的天然联系,尽可能地恢复与重建原有自然泛滥平原和湿地景观,保护和提高生物多样性,改善小气候,美化环境,在有条件的地方可以发展林牧副业生产;中下游地区河岸带,除继续加强河岸带的防洪工程建设外,应尽可能地重建河岸带生态系统,重建河岸植被,充分发挥河岸带植被的缓冲带功能和护坡效应,减少非点源污染物对河流的污染,正确认识特大山洪暴发所造成的洪水泛滥,在沿河地区农业推广稻田与河塘养殖相结合的复合农业生态模式。总之,尽可能保护、开发和利用好河岸带的各项功能,使河岸带生态系统可持续地为人类提供丰富多样的生产、生活和观光旅游产品。建设一个功能齐全的、贯穿整个流域的河岸带生态系统,是21世纪自然资源管理的重要内容之一。

References

[1] Naiman R J, Decamps H, Pollock M. The role of riparian corridors in maintaining regional biodiversity. Ecology, 1993, 3: 309 212.

[2] Vitousek P M, Mooney H A, Lubchenco J, et al. Human domination of Earths ecosystems. Science, 1997, 277(25): 494499.

[3] Chapin S Ⅲ F, Walk er B H, Hobbs R J, et al. Biotio Control over the functioning of ecosystems. Science, 1997, 277(25): 500504.

[4] Matson P A, Parton W J, Power A G, et al. Agricultural intensification and ecosystem properties. Science, 1997,277(25): 504509.

[5] Botsford L W, Castilla J C, and Peterson C H. The management of fisheries and marine ecosystems. Science, 1997,277(25): 509515.

[6] Dobson A P, Bradshaw A D and Baker A J M. Hopes for the future: restoration ecology and conservation biology. Science, 1997, 277(25): 515522.

[7] Noble L R, Dirzo R. Forests as humandominated ecosystems. Science, 1997, 277(25): 89.

[8] Peng S L. The Restoration of degraded ecosystems and restoration ecology. China Basic Science, 2001, 3: 1824.

[9] Chen J Q. Riparian vegetation characteristics and their functions in ecosystems and landscapes. Chinese Journal of Applied Ecology, 1996, 7(4): 439448.

[10] Whigham D F. Ecological issues related to wetland preservation, restoration, creation and assessment. The Science of the Total Environment, 1999, 240: 3140.

[11] Mander U, Kuusemets V, Krista L, et al. Efficiency and dimensioning of riparian buffer zones in agricultural catchments. Ecological Engineering, 1997, 8: 299324.

[12] Wu J G. Landscape ecology: pattern, process, scale and hierarchy. Beiging: Higher Education Press, 2000:1258.

[13] Burger J. Landscapes, tourism and longervation. The Science of the Total Environment, 2000, 249: 3949.

[14] Lima M G D & Gascon C. Theconservation value of linear forest remnants in central Amazonia. Biological Conservation, 1999, 91: 241247.

[15] Peterjohn W T, Correll D L. Nutrient dynamics in an agricultural watershed: Observations on the role of a riparian forest. Ecology, 1984, 65: 14661475.

[16] Zierholz C, Prosser I P, Fogarty P J, et al. Instream wetlands and their significance for channel filling and the catchment sediment budget, Jugiong Creek, New South Wales. Geomorphology, 2001, 38: 221235.

[17] Margaret S P. River engineering. New Jersey: Inc. Englewood Cliffs, 1986. 1331.

[18] Boon P J, Calow P and Petts G E. River Conservation and Management. John Wiley & Sons Ltd., England, 1992:1304.

[19] Naiman R J, Robert E B and Peter A B. Riparian ecology and management in the Pacificcoas talrain forest. Bioscience, 2000(11): 9961011.

[20] Joan M L, Anthony P E and Miller D E. Riverbank stabilization program. Journal of Water Resources Planning and Management, 1997(9): 292294.

[21] Thomas A R, Jeffrey B. Geomorphic survey of eastern cascadestreams before and after 19951996 floods. Forest Ecology and Management, 2001(143): 5764.

[22] DENG H B, XIAO B Y, DAI L M, et al. Advances in ecological studies oninstream coarse woody debris. Acta Ecologica Sinica, 2002, 22(1): 8793.

[23] Jean C R. Factors influencing windthrow in balsam fir forests: from landscape studies to individual tree studies. Forest Ecology and Management, 2000(135): 169178.

[24] Chehbouni A, Good rich D C, Moran M S, et al. A preliminary synthesis of major scientific results during the SALSA program. Agricultural and Forest Meteorology, 2001(105): 311323.

[25] Brian R S. Amodel of wetland vegetation dynamics in simulated beaver impoundments. Ecological Modelling, 1998(112): 195225.

[26] Lowrance R, Hubbard R K and Williams R G. Effects of a managed three zone riparian buffersystem on shallow ground water quality in the Southeastern coastal plain. Journal of Soil and Water Conservation, 2000(21): 212219.

[27] Ervin H Z, David Sand Steven F. Desert riparian landscapes:Values and Change, 198196. Landscape and Urban Planning, 1998(42): 8189.

[28] SHANG Z B, GAO Q. Watershed ecologya new research area of ecology. Acta Ecologica Sinica, 2001, 21(3): 468473.

[29] Sunil N, Zhou Y C and John R J. Application of remote sensing and geographic information systems to the delineation and analysis of riparian buffer zones. Aquatic Botany, 1997(58): 393409.

[30] Julie C F Z, Laura E D, Peter G R. Vegetation diversity in an interconnected ephemeral riparian system of northcentral Arizona, USA. Biological Conservation,1999(90): 217228.

[31] Sandra S P, Nancy R D. Mountain. Maryland, the power plant research program, and the chesapeake Baywatershed. The Science of the Total Environment, 1999(240): 171188.

[32] Ravindra N C, Chen H J. From gene shuffling to the restoration of riparian ecosystems. Trends Plant Science,1999(4): 337338.

[33] Dennis F W. Ecological issues related to wetland preservation, restoration, creation and assessment. The Science of the Total Environment, 1999(240): 3140.

[34] Molles J, Mannel Cand Crawford C. Managed flooding for riparian ecosystem restoration. Bioscience, 1998, 48(9):749.

[35] Ren H, Peng S L. An introduction to restoration ecology. Beijing: Science Press, 2001:142.

参考文献

[1] 彭少麟.退化生态系统恢复与恢复生态学[J].中国基础科学,2001,3:1824.

[2] 陈吉泉.河岸植被特征及其在生态系统和景观中的作用[J].应用生态学报,1996,7(4):439448.

[3] 邬建国.景观生态学——格局、过程、尺度与等级[M].北京:高等教育出版社,2000:1730.

[4] 邓红兵,肖宝英,代力民,等.溪流粗木质残体的生态学研究进展[J].生态学报,2002,22(1):8793.

[5] 尚宗波,高琼.流域生态学——生态学研究的一个新领域[J].生态学报,2001,21(3):468472.

[6] 任海,彭少麟.恢复生态学导论[M].北京:科学出版社,2001:142.

STUDY ON RIPARIAN ZONE AND THE RESTORATION

AND REBUILDING OF ITS DEGRADED ECOSYSTEM

Zhang Jianchun1,2Peng Buzhuo1

(1. Department of Urban & Resources, Nanjing University,

Nanjing 210093,China;

2. College of Terristorial Resources and Tourism,

Anhui Normal University, China)

Abstract: Riparian zone is the area extending from the two edges of a river to where the influence of the river disappears. As an important part of wetland, riparian zone functions as a corridor, a buffer zone and a revetment in the rivervalley ecosystem, and has a high ecological value, in addition to its social, economical and travel values. The study on riparian zone is based on ecology, hydrology and geomorphology, involving multiple disciplines and technology. It mainly studies riparian microclimate, creatures, groundwater, and the correlation between riparian zone and the mass and energy in the surrounding environment. The methodology used in the riparian zone study includes those in landscape ecology, remote sensing and geographic information system, natural geography, environmental science and restoration ecology. Most of the riparian zone and the wetlands therein have been impacted and are no longer fully functional. Changes in riparian vegetation may be driven by natural or humanforces. There are numerous examples of natural forces that cause shifts in the composition of riparian vegetation including climate, geology, wind, floods, gravity, and disease. The restoration of degraded bottomland communities to more native species compositions is a complex and challenging problem. As shown in the sixyear longitudinal study on ecosystem restoration and rebuilding carried out on the bottomland in Qianshui degraded riparian zone in Qianshan County, Anhui Province, the biological diversity and stability in the degraded riparianecosystem increased after the restoration and rebuilding. The soil structure and nutrient conditions was improved,with the mean of clay content less than 0. 002 mm rising from 4.53% before the restoration to 11.71% after restoration, the soil density decreasing from 1.455 g/cm3 to 1.2 g/cm3, and the mean of organic matter rising from 1.25 g/kg to 9.44 g/kg. In addition, the restoration and rebuilding resulted in the increase of the silt deposit on the bottomland and the reinforcement of plants antistorm ability. This,in consequence, effectively safeguarded the riparian zone and improved the microclimate in the riparian zone In summary, there is abundant evidence that planting are successfuliy restoring riparian condition. The riparian vegetation plays a significant role in relation to soil erosion and channel stability.

There is no simple answer on how to restore degraded riparian ecosystems. The challenge for the restorationist is to find a way to restore more desirable conditions. The study on riparian zone is quite new in China. This paper suggests the efforts in the administration of riparian zone and in the restoration and rebuilding of degraded riparian ecosystem, so that riparian ecosystem can continuously provide people with various kinds of products in daily life, trade and industries.

Key words: riparian zone, ecosystem restoration and rebuilding, function, content, methodology, Qianshui人类干扰对土壤侵蚀及土壤质量的影响人类干扰对土壤侵蚀及土壤质量的影响

——以苏南宜兴低山丘陵区为例基金项目:国家自然科学基金重点项目(49831070)和国家自然科学基金项目(49973027)资助。

作者简介:张燕(1962—), 女, 江苏南京人, 南京大学博士生, 主要从事资源与环境研究。Email:dad @elong. com。

本文与张燕、高翔、唐翔宇、杨浩共同撰写,原载《地理科学》,2002年第22卷第3期,第336341页。摘要以苏南低山丘陵区茶园土壤侵蚀与土壤质量改变为研究对象,并取自然状态的杂木林为参照,用137Cs法估算土壤侵蚀速率;以土壤粗化度、土壤有机质含量及土壤含水量描述土壤质量;在绝对数值的基础上,用变化量探讨研究对象的变化方向与幅度。对比耕作土与非耕作土的土壤侵蚀与土壤质量改变及将它们结合起来研究表明,人类活动有可能加剧土壤侵蚀,加快土壤质地粗化;合理的农业措施虽可减缓土壤质量下降,但防治侵蚀方可治本。

关键词土壤侵蚀土壤质量耕作土非耕作土描述指标

引言

土壤侵蚀将导致土壤退化,降低土壤的生产能力和对环境的调控能力,这已引起人们的广泛关注,在侵蚀的机理、侵蚀量的估算以及防治土壤侵蚀方面已有大量的研究成果和成功的实践活动[1—3]。近年来,土壤退化又成为新的研究热点,国外学者的研究多集中在定量分析土壤营养元素的流失[4—5],我国学者也开始定性地研究土壤退化问题[6—8],并逐步转向定量地探讨N、P等营养元素的流失特征及水分变化[9,10]。但目前还甚少涉及对土壤侵蚀引起的土壤质量改变的定量研究,对苏南地区的此类研究尤为缺乏。为此,我们选择了人工栽培茶园的耕作土壤不受或少受人类活动扰动的自然状态土壤(以杂木林的非耕作土为代表)作为研究对象,通过对比分析,定量地揭示人类活动对土壤侵蚀与土壤质量改变的影响程度。

1研究方法

1.1研究区域

研究区域是位于具有悠久土地开发历史的江苏省宜兴市湖镇。该区域地处太湖流域,为低山丘陵区,气候为海洋季风气候,四季分明,年平均气温15.6℃;年降水136天,年均降水量1385.8 mm;无霜期239天,雨热同期,有利于作物的生长。作为研究对象的茶园土壤为红黄壤,呈酸性;杂木林土壤为多砾质黄砂土。

1.2采样与137Cs测试方法

按照从坡顶到坡脚大致沿直线布设采样点,采样方式是依土壤剖面分层采集土样。具体采样地点为岗下附近的乌龟山杂木林与阳羡茶场场部正对面的茶园。

将采集的土样在室内风干、研磨过筛后,取部分样品在105℃温度下烘至恒重,用美国EG & G ORTEC公司生产的、配有多道分析仪的GEM—25210高纯锗γ谱仪测量土样中的137Cs活度。

1.3土壤侵蚀量估算方法

1.3.1原理

研究土壤侵蚀时采用了137Cs示踪法。该法是借助20世纪中叶大气核试验产生的人工放射性核素137Cs的特殊物理化学性质[11,12],即沉降到地表的137Cs立即被土壤胶体颗粒强烈吸附,且主要随土壤颗粒做机械移动,而其自身的化学迁移能力及被植物吸收的能力极弱的特点;并假定137Cs在区域内均匀沉降,以此作为背景值(Cref);当某研究剖面中的137Cs含量(Ct)大于背景值,表明该剖面有土壤沉积,而小于背景值,意味着该剖面存在土壤侵蚀;然后利用人们已建立的模型来估算土壤的侵蚀或沉积速率[13]。

1.3.2研究区137Cs背景值的确定

我们选择了位于一坡地上基本处于自然状态的竹园,在坡顶一块面积较大的平整地段采集了土样,测得其137Cs含量为2169.41 Bq/m2;平坦的旱地可以认为既无侵蚀也无沉积,较接近137Cs背景值,故我们还在研究区附近平坦的旱地里采集了若干土样,其137Cs含量在2100~2200 Bq/m2;考虑到土壤发生微量侵蚀的可能和测量误差,我们确定研究区域137Cs的背景值为2200 Bq/m2。为确保该值的可靠,又在离竹园不远的一块平整的二级阶地上的板栗林中采集了土样,该林地自1950年以来未曾受到扰动,其137Cs含量为2010.18 Bq/m2,可见所定背景值是较可靠的。又因为137Cs沉降与降水有关[13],而江南降水远多于黄土高原,江南的137Cs沉降量自应较大,参照张信宝先生的研究[14](黄土高原137Cs背景值为2008 Bq/m2),取2200 Bq/m2为研究区域的背景值亦符合137Cs的沉降规律。

1.3.3茶园土壤侵蚀量估算

茶农每年沿垄沟松根施肥两次,受此类耕作活动的扰动,茶园土壤属于耕作土,137Cs在耕层中呈均匀分布,因此本文借用估算耕作土壤年侵蚀厚度h(mm)的简化模型[14]:

h=H×[1-(Ct/Cref)1/(T-1963)](1)

求出土壤侵蚀厚度h后,相应的土壤侵蚀速率即土壤侵蚀模数Er[t/(km2·a)]便为

Er=1000×D×h(2)

式中:H为犁耕层厚度(mm);

T为采样年份(T>1963年);

D是土壤容重(g/cm3)。

1.3.4杂木林土壤侵蚀量估算

杂木林土壤未受人类活动扰动,属非耕作土壤。测试结果表明137Cs在土壤深度方向z(mm)的分布具有指数形式,垂直分布函数f(z)(Bq/kg)为

f(z)=ae-bz(a,b>0)(3)

式中:a为土壤表层(即z=0时)的137Cs质量活度(Bq/kg);

b为137Cs垂直衰减系数(mm-1)。

本文按文献[15]提供的北半球137Cs年沉降分量及实测各剖面137Cs含量,利用MATLAB软件求解高幂方程[16],得到各剖面的137Cs年损失率λ值;依据非耕作土壤流失量模式[17](4)估算杂木林的土壤年流失厚度。再由式(2)求出土壤侵蚀速率。

h=-1bln1-bCrefλDa(4)

1.4土壤质量衡量方法

土壤是在一定时期内在一定气候与地形条件下,活有机体作用于成土母质而形成的。土壤具有一定的肥力,可供植物生长。因此,从农业角度看,土壤质量的综合表现即土壤肥力,它与土壤理化性质密切相关。我们以土壤质地、含水量以及有机质含量的改变来标志研究区土壤质量的变化。

1.4.1土壤质地测算方法

土壤质地也称土壤机械组成,表示土壤颗粒的粗细程度,由土壤中砂、粉砂和粘粒的相对百分比决定。质地适中利于土壤水分与养分的保持,植物生长所需的物理与化学条件也容易得到满足;过于粗化则将使其蓄水保肥能力减弱;过于粘重,虽增加了土粒的表面积,却降低了土壤有效含水量及土壤通气性,也不利于植物生长。因此,土壤质地可以作为衡量土壤质量的一个指标。测量土壤质地采用的是比重计法[18]。

土壤侵蚀会引起土壤机械组成的分选,可采用(石块+砾石+砂粒)/(粉粒+粘粒)来说明受侵蚀后土壤质地的变化,本文称该比值为土壤质地粗化度。该值越大,表明土壤机械组成中粗颗粒越多,粉、粘粒越少。文中对石、砾、砂、粉、粘粒的划分按我国标准[19],石块及砾石的直径分别为>10 mm,10~1 mm,砂粒为1~0.05 mm,粉粒为0.05~0.005 mm,粘粒为<0.005 mm。

1.4.2土壤含水量测试方法

植物生长需要的水分与营养物质及温度主要由土壤提供,其中适当的土壤含水量有利于土壤肥力的形成与土壤温度的调节。土壤含水量过少植物将枯萎,但含水量过多也不利于植物根系的呼吸与发育,土壤含水量还能反映土壤蓄水保肥能力。因此,土壤含水量也可以作为测度土壤质量变化的一个指标。土壤含水量由烘干法测定[18]。

1.4.3土壤有机质测试方法

土壤有机质含量常作为反映土壤潜在肥力的指标。它不仅取决于自然因素,如母质、气候、地形与土壤质地、生物条件、成土年代,而且取决于人类生产活动,如开垦年限、耕作方式、施肥与灌溉等管理措施;水土流失将导致土壤中的有机质流失,使土壤有机质含量减少,而土壤有机质含量也可控制或减少土壤侵蚀。因此,土壤有机质含量还可作为表征人类活动与土壤侵蚀对土壤质量影响的一个指标。土壤有机质采用重铬酸钾测定法[18]测量。

2结果与讨论

2.1不同土地利用类型土壤的侵蚀状况

根据实测的137Cs含量及分布,通过拟合得分布函数f(z)=196.48e-0.085z;土壤平均容重取1.3 g/cm3,犁耕层厚度取200 mm。利用式(1)~(4)求出杂木林及茶园的土壤年侵蚀厚度及土壤侵蚀速率列于表1。表1杂木林和茶园各剖面137Cs含量及土壤侵蚀速率

Table 1The content of 137Cs and the soil erosion rate in miscellaneous forest and in tea plantation

剖面海拔高度

(m)坡度

(俯角°)坡长

(m)137Cs活度

(Bq/kg)137Cs含量

(Bq/m2)土壤侵蚀厚度

(mm)土壤侵蚀速率

[t/(km2·a)]C1224.115.059.17***49.971397.500.100130.0C2208.821.537.30**56.781476.280.087113.5C3195.110.5137.71*24.351582.750.07394.4C4170.023.0013.42872.300.203264.3E164.5385.8716.331061.453.7994939.2E262.9355.3116.571077.053.7244841.2E361.7331.9821.231379.952.4403171.7E460.00025.801675.051.4301858.6E562.2620.7227.791806.351.0351345.4E663.0628.7111.12941.854.4165740.3注:C剖面采自杂木林,E剖面采自茶园;*表示C3~C4间距离,**表示C2~C3间距离,***表示C1~C2间距离。对湖镇两种不同土地利用方式的土壤侵蚀状况的分析表明:

(1) 杂木林地形属自然状态,坡面起伏不一,且坡度较陡,坡长也长,微地形多变,在C2、C4采样点处为凸形,在C3处为凹形;茶园地形经过人工改造,坡面坡度均一,且较平缓,两坡面的坡度分别为3°与6°,在E4采样点处汇水,形成凹形。土壤侵蚀在不同的地貌部位存在差异,总的趋势是坡的上部侵蚀量高,坡的下部及坡脚处侵蚀量较少。未受扰动的杂木林土壤还受坡度影响,坡度大的剖面土壤侵蚀量较大,如坡度与土壤侵蚀量均存在C4>C2>C1>C3。微地形也对侵蚀有影响,凹形坡有利于迁移物滞留沉积,侵蚀量相对减少,而凸形坡侵蚀增加,如C3处于凹形坡,土壤侵蚀量比凸形坡上的C2小,C4处坡度最大、地形最凸,尽管是最下部的剖面,侵蚀量却最大。茶园土壤侵蚀除受地形影响外,还受人为干扰的控制,土壤侵蚀速率在整个坡面上呈有规律的变化,从坡顶至坡脚土壤侵蚀量在逐步降低(E1>E2>E3>E4,E6>E5),这是因为均一的坡面使土壤侵蚀相对均一,但在坡的下部除自身的土壤侵蚀外,还接受来自坡上部流失土壤的沉积,因而坡下部的土壤侵蚀量比坡上部的低。

(2) 人类对土壤的扰动方式(如耕作方式)不同,土壤侵蚀量也不同。例如,土壤样品E1~E3采自顺坡种植(茶树种植平行于坡向)的茶园,E5~E6采自横坡种植(茶树垂直于坡度种植)的茶园,E4是在两块茶园坡底共用过道采集的,虽两坡面的坡度不同,E1~E3为3°,E5~E6为6°,但土壤侵蚀量却是坡度小的较坡度大的高(除E6外),说明耕作方式对土壤侵蚀起重要作用,横坡种植较顺坡种植有利于防止土壤侵蚀。E4由于处在两坡地的汇水处,可能汇水增加的径流导致了土壤侵蚀的增加。

(3) 杂木林坡度比茶园陡,坡长也长,然土壤净流失却少,茶园土壤的净流失量为1858.6 t/(km2·a),而杂木林仅为264.3 t/(km2·a),表明土壤侵蚀除与自然地貌(坡度与坡长)及自然植被的覆盖度有关外,受人类生产活动的影响很大,人类活动干扰强度加大,可能使土壤流失加剧。

茶园及杂木林土样的机械组成及土壤质地粗化度、含水量和有机质含量列于表2、表3。〖ZP(〗表2茶园及杂木林土壤样品的机械组成(%)及粗化度

Table 2The particlesize distribution(%) and the ratio of the coarseparticle to the

fineparticle in the soil of tea plant ation and of miscellaneous forest

剖面号>1 mm土壤机械组成(%)≤1mm土壤机械组成(%)>10 mm10~3 mm3~1 mm<1 mm1~0.5 mm0.5~

0.05 mm0.05~

0.01 mm0.01~

0.005 mm0.005~

0.001 mm<0.001 mm粗化度C1000.03499.9661.09621.24430.25012.85814.96619.5860.288C23.0832.0040.42294.4912.04324.69933.14011.78516.32912.0040.445C3000.20999.7913.97518.69834.81213.92516.38812.2020.296C412.33322.3322.27663.0591.6187.18036.06216.71919.32719.0940.739E100.5580.39799.0452.55914.49133.03111.14815.68923.0770.217E200.3270.20099.4730.6947.46037.06512.11815.93726.7270.095E3000100.000.4189.59133.63711.79217.37027.1930.111E400.0520.22699.7221.31819.16537.53610.26615.83615.8790.261E500.0420.05399.9050.43913.69234.33211.35914.19525.2020.166E600.9250.58098.4950.72612.64231.71010.90816.64327.3720.172表3茶园及杂木林土壤样品的含水量及有机质含量(%)

Table 3The content of water and of organic matter in soil of tea plantation and of miscellaneous forest(%)

剖面号C1C2C3C4E1E2E3E4E5E6含水量4.7563.5682.4003.6323.2084.0593.8302.5013.4053.976有机质3.7162.1573.5682.8144.4013.1144.9034.1195.3154.672〖ZP)〗2.2土壤侵蚀与土壤质量变化关系

为了进一步了解土壤侵蚀、土壤质地、土壤有机质及土壤含水量的迁移、累积、流失的方向与幅度,我们采用单位坡长各指标的变化量作为描述指标,其计算方法为

I(i,j)=[R(i,j)-R(i,j+1)]/|L(j,j+1)|,(i=1,…,4;j=1,…,p-1)(5)

式中:I(i,j)为第i个指标从j至j+1剖面单位坡长的变化量;

R(i,j)为第i指标在第j剖面的测量值;

R(i,j+1)为第i指标在第j+1剖面的测量值;

L(j,j+1)为第j与第j+1剖面间的坡长;

i为指标代号,i=1~4分别代表土壤侵蚀,土壤质地粗化度,土壤有机质含量及土壤含水量;

j表示土壤剖面号;

p为土壤采样线上采样点的总数。

I(i,j)>0表明从j到j+1剖面单位坡长上第i指标的值在减少;I(i,j)<0则表明单位坡长上第i指标值在增加;I(i,j)=0则表明单位坡长上第i指标值不改变。I(i,j)的绝对值越大,表明单位坡长上第i指标的变化幅度越大。杂木林及茶园各指标的变化量见表4。表4杂木林及茶园采样剖面线上各指标单位坡长的变化量

Table 4The change amount of indexes perunit slope length along the longitudinal

section of soil sampling in miscellaneous forest and in tea plantation

土壤性质

(利用方式)区间土壤侵蚀量

[t/(km2·a·m)]

(i=1)土壤质地粗化度

(×10-3)(1/m)

(i=2)土壤有机质含量

(%/m)(i=3)土壤含水量

(%/m)(i=4)非耕作土

(杂木林)C1~C20.3-2.6530.0260.020C2~C30.53.995-0.0380.031C3~C4-1.2-3.2170.005-0.009耕作土

(茶园)E1~E23.23.9920.042-0.028E2~E371.6-0.686-0.0770.010E3~E441.1-4.6900.0250.042E4~E524.84.610-0.058-0.043E5~E6-550.1-0.7510.081-0.071(1) 从单位坡长的土壤侵蚀变化幅度看,耕作土比非耕作土变幅大很多,耕作土最高达550.1 t/(km2·a·m),且单位坡长土壤侵蚀的变化量是坡上部高于下部;而杂木林土壤侵蚀的变化方向在整个坡面不定,在不同部位时增时减,变幅小得多。

(2) 土壤质地随土壤侵蚀而发生分选。从杂木林来看,土壤侵蚀增加,土壤质地明显粗化,侵蚀量减少,土壤中细颗粒物质增多,土壤质地变化趋势与土壤侵蚀量的增减一致,相关系数为0.922,表明在自然状态下,土壤侵蚀将导致土壤质地粗化。而茶园土壤质地改变却与杂木林不同,除侵蚀增加,土壤颗粒变得粗糙外,还存在侵蚀减少,土壤质地仍继续粗化的现象,如从E3至E4,单位坡长土壤侵蚀减少了41.1 t/(km2·a),但土壤质地粗化度却增加近0.005/m,原因可能在于人类活动改变了自然地貌,如在两块茶园间开掘了排水沟,虽有利于水的排泄,却加大了水的流速与流量,使水流携沙能力增强,加大了水流对土壤颗粒的冲刷和分选,结果直接加剧排水沟及其两侧坡面下部的土壤侵蚀,并可能因侵蚀基准面降低反而加大坡面水流速度,间接加剧坡面侵蚀;另外,位于坡面下部的剖面,除本处的土壤被水流冲刷流失外,还接受来自上部的土壤沉积,冲刷与沉积共同作用的结果是净侵蚀相对减少,但由于来自坡上部的土壤以细颗粒为主,而细颗粒易于为水流携带,结果是坡下部土壤中的较细颗粒被水流带走,在原地留下较粗土壤颗粒;再加上人类耕作活动对土壤的经常搅动,如松土培根,使土壤细颗粒不断被带至表层,有利于水流将细颗粒土壤带走,长期作用的结果,便出现了E3、E5 的土壤侵蚀并未增加,土壤质地却明显粗化的现象。

(3) 土壤中的营养元素也会随水土流失而迁移。由表4可见,杂木林土壤有机质含量与侵蚀量负相关,表明侵蚀量增加,富含有机质的肥沃表土将流失,或者有机质溶解于径流中丧失;且因为有机质易于被土壤中粉、粘粒吸附,故土壤有机质含量亦与土壤质地粗化度有一定程度的负相关,相关系数为-0.552。然耕作土并非如此,人类通过收获与施肥等活动改变着土壤养分的组成与循环,收获使本应回归土壤的养分丧失,使土壤肥力减退,施肥在弥补养分损失的同时也遏制了土壤侵蚀造成的有机质含量降低,因此茶园中土壤有机质含量受到土壤侵蚀与人类活动的双重控制,有机质分布呈多样,表现为E3、E5、E6剖面土壤有机质含量与侵蚀量之间呈反向变化;E4剖面土壤有机质含量低与此处大量汇水径流将营养物带走,土壤质地粗化密切相关;另外,施肥与植物生长的差异也会导致有机质含量分布出现异样,如E6剖面的土壤侵蚀量高达5740.3 t/(km2·a),有机质含量却为4.672%,而E2剖面的土壤侵蚀量则为4841.2 t/(km2·a),有机质含量只有3.114%,这可能与此处土壤含水量较多,增加了营养物的淋溶以及施肥不均一有关。这也说明,人为添加营养物质改变了土壤肥力状况,使土壤肥力减退进程得到缓解,常掩盖了土壤侵蚀的危害。

(4) 影响土壤含水量的因素很多,除受土壤质地影响外,还受地形的影响,当坡度小坡长长时,水流速度相对小,水流在坡面停留时间延长,水流入渗土壤的能力加强,土壤含水量便较高;而坡度陡坡长短的坡面,土壤排水能力强,土壤含水量相对较低;另外,粘重的土壤有效含水量较少。因此,处于自然状态的杂木林非耕作土壤含水量呈现C4比C3高,而C2含水量低于C1,可能是随土壤侵蚀量增加,土壤质地粗化造成的。耕作土壤中的土壤含水量则受人类干扰使得土壤含水量与自然状态不一致,如排水沟的开掘使得沟内及两侧坡地下部排水通畅,出现E4及E3土壤含水量较低,与土壤侵蚀正相关,却与土壤粗化度反相关的异样情形;坡度对含水量也有相当影响,E5~E6的坡度比E1~E3大,E5~E6土壤含水量相应较低,但大概因横坡种植易截留水分的缘故,含水量变化要小些。茶园土壤含水量变化状况表明,人类开挖排水沟可能会导致排水沟两侧坡地土壤含水量降低,引起土壤缺水干旱。

3结语

土壤质量变化的一个主要原因是土壤侵蚀,人类干扰则可能使之加剧;施加肥料弥补养分损失等做法可缓解土质退化的进程,对侵蚀引起的土壤质地粗化过程却难以克服,因为,不易使被侵蚀的土壤颗粒返回原地,细颗粒不断损失,粗颗粒风化分解过程又较长,留下的土壤将持续粗化。尤其若侵蚀速率大于成土速率,土壤终将损失殆尽,改善肥力以提高土壤生产力的努力也将无果而终。何况补救措施使用不当还会引发诸多不利于环境的后果。

针对研究区耕作土流失的具体情况,可考虑采用的办法有:① 用横坡种植方式减少源头土壤流失;② 在排水沟两侧种草来阻止土壤颗粒进入水体;③ 于小流域适当地点设置沉淀池滞留坡地流失的土壤,并定期将淀积土壤回返坡面;④ 仿自然状态的凹形坡改造坡面微地形,增加粗糙度,以利于流失的土壤沉积,使其不致远离生成区域;⑤ 其他有效的办法。

总之,保护土壤资源,改善环境的一项重要工作是调整人类行为,以适当的干扰方式来防止和整治土壤侵蚀,在此基础上,其他改善土壤质量的措施才可能有长期实效。

参考文献

[1] Onstad C A and Foster G R. Erosion modeling on a watershed [J]. Transactions of the American Society of Agricultural Engineers,1975,18:288292.

[2] 王晓燕,高焕文,李洪文,等.保护性耕作对农田地表径流与土壤水蚀影响的试验研究[J].农业工程学报,2000,16(3):6869.

[3] 卜兆宏,孙金庄,周伏建,等.水土流失定量遥感方法及其应用研究[J].土壤学报,1997,34(3):235245.

[4] Sharpley A N. The enrichment of soil phosphorous in runoff sediments[J]. J. Environ. Qual., 1980, 9(3):521526.

[5] Cihacek L J. Effects of erosion on soil chemical properties in the north central region of the United States [J]. J. Soil Water Cons.,1994,49(3):259265.

[6] 万勇善.南方花岗岩侵蚀区土壤退化研究[J].水土保持学报,1991,5(3):8087.

[7] 孙波.红壤退化中的土壤质量评价指标及评价方法[J].地理科学进展,1999,18(2):118128.

[8] 张兴昌,邵明安.水蚀条件下不同土壤N素和有机质流失规律研究[J].应用生态学报,2000,11(2):231234.

[9] 杨文治,邵明安,彭新德,等.黄土高原环境的旱化与黄土中水分关系[J].中国科学(D),1998,24(4):357365.

[10] 李松.土壤酶和养分流失的关系研究[J].水土保持学报,1990,4(2):7074.

[11] Tamura T. Selective sorptive reactions of cesium with mineral soils[J]. Nuclear Safety, 1964, 5: 263268.

[12] McHenry J R, Ritchie J C. Physical and chemical parameters affecting transport of Cs137 in arid watersheds[J]. Water Resour. Res, 1977, 13:923927.

[13] Jerry C Ritchie and McHenry J Roger. Application of radioactive fallout cesium137 for measuring soil erosion and sediment accumulation rates and pattems: Areview[J]. J. Environ. Qual., 1990, 19(2):215233.

[14] Zhang X B, Higgitt D L, Walling D E. A preliminary assessment of potential for using cesium137 to estimate rates of soil erosion in the Loess Plateau of China[J]. Hydrol. Sci J., 1990,35:243252.

[15] Yang H, Qing C, Du M Y, et al. Quantitative model of soil erosion rates using137Cs for uncultivated soil[J]. Soil Sci. 1998, 63(3):248257.

[16] 张志涌,刘瑞桢,杨祖樱.掌握和精通MATLAB[M].北京:北京航空航天大学出版社,1997:81.

[17] 杨明义,田均良,刘普灵,等.137Cs示踪研究小流域土壤侵蚀与沉积空间分布特征[J].自然科学进展,2001,11(1):7175.

[18] 中国土壤学会农业化学专业委员会.土壤农业化学常规分析方法[M].北京:科学出版社,1983:44,55,68.

[19] 李天杰,郑应顺,王云.土壤地理学(第2版)[M].北京:高等教育出版社,1983:21.

IMPACT ON SOIL EROSION AND SOIL PROPERTIES

BY HUMAN DISTURBANCE

—Case of the Low Mountains and Hills of Yixing, South Jiangsu Province

Zhang Yan1Peng Buzhuo1Gao Xiang1Tang Xiangyu2Yang Hao2

(1. Department of Urban and Resources Sciences, Nanjing University,

Nanjing, Jiangsu 210093;

2. Institute of Soil Sciences, the Chinese Academy of Sciences,

Nanjing, Jiangsu 210008)

Abstract: The soil erosion and the soil properties change in the low mountains and hills of South Jiangsu Province are chosen as a target of study. And the uncultivated soil that is hardly disturbed in the miscellaneous forest is used as a reference. The soil erosion rates in the study area are estimated based on the redistribution of cesium137 tracer element. Then the change amount of soil properties are discussed by means of some description indexes of the ratio of the coarseparticle to the fineparticle, the content of organic matter, the content of water and the change amount of indexes per unit slope length and by comparison between the cultivated soil and the uncultivated soil. The results of research show that human disturbance may increase soil erosion and raise the ratio of the coarseparticle to the fineparticle. Although some rational measures are available to slow down the pace of soil properties degradation, it is best way to control the soil erosion.

Key words: soil erosion, soil properties, cultivated soil, uncultivated soil, description indexes昆山市农业生态环境质量评价昆山市农业生态环境质量评价国家自然科学基金重点项目(编号:4983107);江苏省国土资源厅项目“昆山市农用地定级”专题成果。

本文与喻建华、张露、高中贵共同撰写,原载《中国人口·资源与研究》,2004年第14卷第5期,第6467页。摘要农业生态环境是保证农业生产的基本条件,本文在昆山市农业生态环境评价时选取了农业生产自然环境、农业生产投入、环境响应三个一级指标以及气候、降水等共18个二级指标,对1983年和2002年的农业生态环境进行了评价。结果表明:昆山市的农业生态环境总体上处于良性状态,基本符合当地农业生产的实际情况;2002年的农业生态环境较之1983年有了一定程度的改善;主要是在农业生产投入方面更加的科学合理;生态系统的响应状况一般,土壤的重金属污染已经开始显化。

关键词农业生态环境评价昆山

生态环境质量评价在某种意义上也就是环境质量综合评价。即根据选定的指标体系,运用综合评价的方法评定某区域生态环境的优劣。对未受到人为干扰的区域,生态环境评价主要是将评价区域的自然条件因子作为主要评价对象;农业生态系统是以农业生物为主体而言的各项环境因素的总和[1],具有自然和社会两重属性:农业生态系统的发展既要有良好的自然条件,为人类提供基本的物质资料来源;又在很大程度上受到土地利用方式、农业投入的制约。因此,农业生态环境的评价是对复杂系统的综合评价。

1研究区概况

昆山市总面积921.3 km2,处于长江下游,太湖以东的水网地区、北亚热带和中亚热带的过渡地区,四季寒暑分明,雨量充沛,气候温和,具有海洋性气候的特征,自然条件比较优越。该市地势平坦,自然坡度小,平均海拔在1.5 m左右,湖泊众多,微域差异明显。昆山市2002年人口为60.69万,其中农业人口29.46万。近些年来,昆山市经济发展迅速,2002年国内生产总值达到314.3亿元,同比增长32.8%。

2研究方法

2.1评价指标的确定

区域农业生态系统是一类复杂的巨系统,是由几个同一层次、不同作用和特点的功能团以及不同层次的复杂程度、作用程度不一的功能团组成的。根据农业生态环境评价的目标,设置的是描述系统不同角度特征,具有层次结构的功能团指标[2](见表1)。

农业生态环境的评价是可持续性评价的重要组成部分,因此,参评因子的选择应满足可持续性评价因子参选部分基本原则,即科学性、可操作性、相对独立性、主成分性[2]。但是农业生态环境评价是为农业的可持续发展服务的,它的评价更加注重的是农业生态系统的自然生产力状况、系统的稳定性、农业投入—产出的经济性。而为描述系统可持续性特征时必须要考虑的公平性(如收入差距、收入增长差距)、社会协调性(如农业产品的供求)因素,不会直接影响农业的生产环境,而只是间接地通过人改变用地结构、土地的投入—产出,因此设定指标体系时不考虑这几个方面的因素,不作为参评因子。

结合农业生态系统处于城市生态系统和自然生态系统之间的特点,选取农业生产自然条件、农业生产投入、生态系统响应三个一级指标来评价昆山市的农业生态环境。在选取二级指标时,综合考虑到农业生产的大背景和区域自身的特点。农业生产的先决条件是要保证光、温、水、土的状况,因此,选取日照、积温、降水、无霜期等农业生产的一般性因素。该区地处太湖以东的低洼平原,地势平坦自然坡度小,平均海拔在0.2~5.6 m,地势的微弱变化就能影响到农业生产时的排涝等抗灾能力的大小。在一般情况下,作为一个生态系统应尽量保持生态系统的多样性,而该区从历史上就受到人类活动的强烈改造,景观上较为单一,森林、草地几乎消失,而水面的比例超出我国的其他地区,因此,在评价时不选取常用的用来表示景观多样性的林地、水域面积比,而用林网化率作为农业生产自然条件的一个评价因子。表1农业生态环境评价指标体系

Table 1The indices of agricultural ecoenvironment evaluation

一级系统指标分级阈值一级

(90分)二级

(70分)三级

(50分)四级

(30分)五级

(10分)农业生产自然

环境系统(0.4)年日照时数(0.15)30002500200015001000年降水量(0.15)16001200800400200>10℃活动积温(℃)(0.15)60005000350020001500全年无霜期(d)(0.1)300250200150120林网化率(%)(0.1)9895908580海拔(m)2.01.51.310.8土壤有机质含量(%)(0.06)3.53.02.521.5土壤速效N含量(×10-6)(0.05)150120906030土壤速效P含量(×10-6)(0.07)20151052.5土壤速效K含量(×10-6)(0.07)150100755025农业生产

投入系统

(0.3)产量与光温潜力比(0.25)0.880.810.740.660.58灌溉保证率(0.2)9080706040每公顷化肥用量(折纯)*(kg)(0.2)300400500600700每公顷农药用量*(kg)(0.2)305080100120人均耕地(hm2)(0.15)0.330.270.200.070.05环境响应系统

(0.3)土壤环境质量*(0.4)11.522.53水质量(0.3)10095908580大气环境质量(0.3)100959085带*标志的为逆向指标,水质量和大气环境质量的阈值指农田灌溉用水和农田大气达标率。括号内为因素因子的权重。2.2参评因子数据的获得

在获取参评因子的数据时,尽量使用已有的各部门数据,保证操作的可进行性。大部分的数据来源是昆山市统计年鉴,而土壤养分和土壤环境等时间上不稳定、空间上差异大的数据,则通过实地调查的采样进行室内分析的方法。为尽可能地反映出评价区的总体状况,采土壤样时尽量保证采样点在区域内平均分布(共采土壤样254个,随机抽取其中的100个进行重金属元素含量分析),然后所有土壤养分和土壤微量元素数据取平均作为该市的数据。

2.3参评方法的确定

在参评方法的选取时,考虑到定性和定量研究各自的优缺点,在确定参评因子权重时,将定论与定量方法相互结合。在确定农业生态环境参评因子及其权重时,首先由研究人员紧扣前述农业生态环境的概念、内含、目标和作用,以层次分析法为基础,在实地充分调查的基础上初步拟订评价的因子体系,然后邀请有关专家分别采用Delphy法(定性分析方法)确定权重。再结合昆山市农业的自身特点,最终确定农业生态环境评价的因子及其权重体系。

2.4参评因子分级与评分

对于各参评因子,通过野外调查和室内分析处理的方式获取原始数据后,再将原始数据转换到评价的分级数据,即原始指标数据到因子得分数据的读取。在确定分级标准时,根据相关的标准[3],首先做初始标准化,即确定分级的阈值,将每项指标分为5级,每个等级赋值分别为:1级90分,2级70分,3级50分,4级30分,5级10分(见表1)。对于处于阈值之间的数据,则再进行参数标准化,这样既可以消除参数之间的差别,又可以最大程度上体现小区域内时间和空间上的农业环境差别。具体方法如下:

假定某一指标的5级指标原始阈值分别为Xi(X1、X2、X3、X4、X5),阈值得分为Ai(90、70、50、30、10),X为某指标的原始值,对于正向指标:

当X>X1时,Xj= 90+ 10(X- X1)/X1,当Xj>100时,取Xi= 100;

当Xi-1<X<Xi时,Xj= Ai-1+ 20(X-Xi-1)/(Xi-Xi-1);

当X<X5时,Xj= 10X/X5。

而对于逆向指标,则采用以下的方法读取其指标值:

当X<X1时,Xj= 90+10(X1-X)/X1,当Xj>100时,取Xi=100;

当Xi<X<Xi-1时,Xj=Ai-1+20(X-Xi)/(Xi-1-Xi);

当X>X5时,Xj=10(X-X5)/X5。

需要说明的是土壤环境的指数的读取,本次研究采用土壤污染指数进行评价。具体步骤是① 先计算土壤单项污染指数,按下式计算:Pi=Ci/Si,其中Pi表示土壤污染物i的污染指数,Ci表示土壤污染物i的实测值,Si表示污染物i的评价标准[4],② 土壤综合污染指数(Pf)按内梅罗污染指数法计算:Pf=P2imax+P2iave2,其中Pimax为单项指数的最大值,Piave为单项指标的平均值。

3昆山市农业生态环境变化的综合评价

将选取的农业生态环境评价的状态值指标进行标准化,得其分值见表2。表21983年和2002年农业环境质量评价得分

Table 2The total score of agricultural

一级系统指标19832002状态值分值状态值分值农业生产自然环境系统年日照时数(h)2307621895.045.8年降水量(mm)112666.31190.769.5>10℃活动积温(℃)4888.468.55495.479全年无霜期(d)23964.524366.5林网化率(%)85509570海拔1.5701.570土壤有机质含量(%)3.1475.63.0572土壤速效N含量(×10-6)123.372.6148.3688.9土壤速效P含量(×10-6)6.435.612.3954.8土壤速效K含量(×10-6)78.05294.3367.4农业生产

投入系统产量与光温潜力比0.60415.10.84678.5灌溉保证率100100100100每公顷化肥用量(kg)4207449151每公顷农药用量(kg)963213.2100人均耕地(hm2)0.10835.80.06727环境响

应系统土壤环境质量0.97931.2078水质量1009010090大气环境质量1009010090资料来源:参考文献[5]、[7]、[8],昆山市1983年土壤环境质量指数数据由于资料不足,采用1982年吴县土壤志测定的吴县土壤微量元素背景值计算得出。3.1综合评价

选用模糊综合评价方法,设定一级指标的权重分别为X1,X2,X3,某一二级评价子系统有n个评价因子,它们的权重分别为W1,W2…Wn,二级指标的得分分别为B1,B2…Bb,则总得分为

S=∑3j=1Xj·∑ni=1Wi·Bi

评价结果为该地区的农业生态环境得分值,1983年,昆山市农业环境的综合得分值为67.37,2002年的综合得分为74.57。经过20年的发展,农业生产环境质量有了一定程度的提高。根据相关的研究[3,7]以及本次评价中的评分标准,可以把农业生态环境质量划分为以下的5个等级(见表3)。表3农业生态环境质量分级表

Table 3The classification of agricultural ecoenvironment

等级优良中差劣得分80~10065~8055~6540~55<40近20年来,昆山市的农业生态环境基本上处于良性状态,并且农业生态环境质量在不断地提高。从各一级子系统上来看,体现农业自然生产力系统得分1983年和2002年分别为62.27和67.11,该项中的各个因子基本上反映了农业生产所必需的自然条件状况的变化。从1983年到2002年的波动较小,各方面均适合农作物的生长。农业气候的变化不是造成昆山市农业生态环境变化的主要原因。而反映人类对农业生产的自然环境改造和人类驱动则有了较大的变化。1982年农业生产投入系统的得分为50.34,而2002年却达到了73.86,得分提高了近50%。得分的提高主要是在于产量的提高和农药施用量的迅速减少,1982年全国第二次土壤调查中,昆山市的中低产田面积达78.55%,而在2002年的调查中,只有极少数的村水稻产量在7500 kg/hm2以下,这与近20年的农业水利建设和农业机械化建设是密不可分的。虽然化肥用量有一定程度的增加,但农药的用量却在逐年下降,以2002年为例,每公顷农药的用量为13.2 kg,仅为2001年用量的78.7%,农业生产由单纯注重数量到质、量并重。但是,从人均土地资源和粮食的安全角度来看,昆山市的人均耕地面积下降迅速,从1983年的0.108 hm2降为现在的0.067 hm2,虽然还没有低于长江三角洲地区人均0.0477 hm2的警戒值[6],但是昆山市近些年来工业发展迅速,农用地的非农化形势也较为严重,耕地面积迅速减少。1983年,全市耕地面积为5.81万hm2,而2003年仅为4.1万hm2。民营、外资企业分布于各个乡镇,不但占用了大量的高质量耕地,而且对农业生产的土壤、大气、水环境都造成一定程度影响。虽然水和大气环境质量还没有明显的变化,农业生态系统自身有一定的自净协调能力。但是土壤中检测出一些样点土壤重金属污染较为严重,由此也可以看出工业发展对农业生态环境的负面影响。

3.2对昆山市农业生态环境建设的几点建议

昆山市农业生产的自然环境总体说来较好,生态环境的建设主要是从人类活动驱动、生产投入角度着手,对环境的变化以预防为主。具体说来如下:

(1) 昆山市的地势低平,降水过多时,易发生涝灾,在实地调查时发现,许多被当地居民称作“低产田”的,并不是由于土壤肥力不够,而是由于地势过低而造成产量不稳定。对此,应加大农业结构调整和土地整理的力度,因地制宜,将低地改鱼塘。同时加强环湖地区的沟、渠等的水利建设。

(2) 均衡各土壤养分,从评价得分可以看出,昆山市土壤的有机质、速效N、速效P、速效K的得分差别较大。1982年的调查中土壤速效P含量贫乏,经过20年的改造,土壤养分的均衡状况有了很大的好转,但和有机质含量、速效N含量相比,相对仍然贫乏。为充分利用土壤的自身条件,在土壤培肥时应注意N、P、K的比例。

(3) 对新增工业企业采取集中分布,既可以集约利用土地,又可以控制土壤的点源污染,控制农业生态环境的恶化。

参考文献

[1] 芦伟,周寅康,彭补拙.广西柳城县农业生态环境的定量评价[J].农村生态环境,2003,19(4):4548.[Lu Wei, ZhouYinkang, Peng Buzhuo. Quantitative Evaluation of Agricultural Ecoenvironment in Liucheng, Guangxi Zhuang Autonomous Region[J]. Rural Ecoenvironment,2003, 19(4):4548.]

[2] 曹利军.可持续发展评价理论与方法[M].科学出版社,1999.[Cao Lijun.The Theory and the Method of Sustainable Development Evaluation[M]. Beijing: Science Press, 1999.]

[3] 昆山县土壤普查办公室,等.江苏省昆山县土壤志[M].1984.[The Soil Survey Office of Kunshan County.The Soil Records of Kunshan,Jiangsu Province[M]. 1984.]

[4] 土壤环境质量标准(GB15618—1995).[Environment Quality Standard for Soils(GB15618—1995).]

[5] 李红鹰,王戬,孟昭明.层次分析法在农业生态环境质量评价中的应用[J].环境保护,2000(7).[Li Hongying, Wang Jian, Meng Zhaoming. Application of AHP Method in Agricultural Ecosystem EQA [J]. Environment Protection,2000(7):3031.]

[6] 彭补拙,程烨,濮励杰,等编著.长江三角洲地区耕地可持续利用研究[M].北京:地质出版社,2003.[Peng Buzhuo, Cheng Ye,Pu Lijie, etc. The research on the Sustainable Use of the Arable Land of Yangzi Delta[M].Beijing:Geology Press,2003.]

[7] 昆山市统计局编.昆山市统计年鉴(2003)[R]. [Kunshan Statistics Bureau,The Year Book of Kunshan[R]. 2003.]

[8] 昆山市统计局编,昆山市社会统计资料(1949—1990[R]).[Kunshan Statistics Bureau,The Statistics of Kunshan from 19491990[R].]

EVALUATION OF AGRICULTURAL

ECOENVIRONMENT IN KUNSHAN,

JIANGSU PROVINCE

Yu JianhuaZhang LuGao ZhongguiPeng Buzhuo

(Urban and Resources Department,Nanjing University,

Nanjing Jiangsu 210093, China)

Abstract:Agricultural ecosystem environment is one of the most basic factors of agricultural Industry. To evaluate the ecosystem environment, three aspects,which include 18 indices, such as temperature, precipitation, are selected.The results suggest the ecosystem environment is in good condition both in 1983 and 2002. Compared with 1983, the ecosystem environment condition has ameliorated to a certain extend. The regulation of agricultural investment contributes extraordinarily to the amelioration.The response shows the pollution of the soil begins to influence the agriculture ecosystem.

Key words:agriculture ecosystem, evaluation, Kunshan 国土资源 国土整治与自然资源研究国土整治与自然资源研究本文与包浩生、倪绍祥共同撰写,原载《地理学报》,1987年第42卷第1期,第6268页。摘要国土整治是保障国民经济与人类社会持续进展的必要措施,以自然资源为主要研究对象。以谋求人类与自然相互适应的地理系统为指导思想,讨论了国土整治研究的目的、任务、方法等问题,以此阐述了自然资源研究在国土规划和国土管理工作中的重要性。

关键词国土整治自然资源地理系统国土规划国土管理

国土整治是社会经济发展到一定阶段时,为了保障经济日益繁荣、人类社会持续前进而采取的必要措施。20世纪50年代以来,世界人口急剧增长,城市迅速扩展,自然资源的社会需求量大幅度上升。在掠夺式开发和不合理使用状况下,自然资源本身遭受极大的浪费和消耗,同时地理系统的稳定状态不断破坏,人类生态环境日趋恶化,从而严重地阻碍了世界经济的发展,甚至危及人类的生活和生存。当人们感受到这种灾难性危害及其潜在威胁时,必然要采取相应的对策,以维护社会经济的繁荣和发展,这就是当前国土整治的时代背景。因此,国土整治是一项新的研究工作,应具有时代的特征。换言之,国土整治研究必须应用现代科学的观念、理论和方法,才能符合时代的需求,满足社会经济发展的需要。

国土整治是指对国土资源进行合理开发、利用、治理和保护,以及为此目的而进行的国土规划、国土立法和国土管理等项工作。国土资源应包括一个主权国家管辖下的领土、领海、领空范围内的全部资源,可分为自然资源和社会资源两大部分,就国土整治而言,主要是自然资源[1]。据此分析,国土整治的研究对象应是自然资源为主的国土资源,其核心问题是自然资源的合理开发利用与治理保护,与国土资源有关的规划、立法和管理等项工作乃是国土整治研究的重要组成部分。例如京津唐地区国土整治,首先针对这一地区严重缺水的自然特点,对水资源进行详细调查研究,经过分析论证,肯定了河北平原的缺水问题,提出发展节水型工农业和区外引水并举的方针。其次,在这方针指导下,研究京津唐地区工业的合理结构和布局,城市的性质、功能与分工,以及资源的综合开发利用等问题。

应该指出,自然资源开发利用与治理保护是一项极为复杂的综合性研究工作,涉及自然、经济、社会、工程技术、法律等多种学科。因而,国土整治研究人员应具有广博的知识,与其他专业人员相互配合,进行综合研究方能胜任。但是,最根本的问题还在于建立新的科学观念,应用新的科学理论与方法。

国土整治的目的是为人民谋利造福,满足国民经济与社会事业发展的需要,以及协调人与自然的关系。长期以来,人与自然各自分属两个系统研究,彼此缺乏应有的联系,从而造成人类可以绝对控制自然的错误观念,任意掠夺和滥用自然资源,破坏人类生态环境,其结果则受到自然界的报复。耗散结构理论创立者普里高津(I. Prigogine)指出:从牛顿到现在三百年来,人与自然界的关系发生了深刻的变化。人本来是自然的一部分,人和自然有一个古老的同盟,但是随着经典科学的建立,人与自然的同盟破裂了,形成两个世界、两种科学、两类文化。现代科学正在把两者重新统一起来,建立人与自然的新同盟[2]。根据这一新的科学观念,国土整治研究应把人类和自然统一在同一体系内,重点研究人类开发利用自然资源所产生的环境影响,力图使人类与自然达到相互适用的状态,以此作为国土整治工作的指导思想。

土地、水、气候、生物等资源本质上是人类自然环境(地理系统)的组成要素,与人类同处于一个物质体系内进行着物质、能量的流动、转换和信息的传递,力图使整个系统保持稳定的状态,并向着更为有序化方向发展,为人类社会提供更多的物质财富,创造更适合于人类生活与生产的良好环境。因此,为了使地理系统保持稳定的结构和正常的功能,人类与自然处于相互适应的状态,国土整治研究必须全面地综合考虑合理开发利用自然资源,以及综合治理保护人类生态环境问题。还应该指出,根据现代系统理论,系统的宏观结构系由子系统(组成要素)之间的协作与竞争所决定,但系统内部组成要素之间的关系是非线性的,从而系统的宏观结构总是通过偶然的随机因素所对应的微观结构不断调整而实现。据此原理,为自然资源合理开发利用与治理保护而编制的国土规划,不仅要拟定合理的宏观规划,而且还需做出切实可行的微观规划,以保证规划总目标实现。举例来说,在南方山地建立速生高产林业基地,除选择良好的立地条件以外,必须考虑运输条件,否则即使林木生长良好也无法外运,失去高产的意义,林业总体规划也难以实现。其次,造林品种的选择也非常重要,大面积营造人工马尾松林或杉木林,不仅土质日益酸化、板结,肥力下降,从而影响土壤的生产潜力,而且大面积的针叶林不利于水土保持,特别是觅食、栖居的鸟类减少会导致病虫害发生,抑制林木生长,甚至大片森林死亡。据福建省沙溪流域林业工作者的经验,杉、松、阔的比例以7∶2∶1为宜,可取得植树造林的良好效果。

由于自然资源具有多用性特点,开发利用时往往发生矛盾,而矛盾的解决仅从经济效益来考虑,极少顾及生态效益和社会效益。据有关资料[3],森林的生态效益价值远远超过本身提供木材和林副产品的经济效益价值,两者之比在荷兰为3∶1,美国为9∶1。日本林业厅估算森林生态效益的经济价值占1978年国民经济总产值的11.4%,为农林水产值的2.48倍。由此可见,对于自然资源的评价应遵循经济效益、生态效益和社会效益相结合的原则,才可能做出合理的国土规划,供决策参考。例如福建省永安市,有林地面积达80%以上,石灰石储量也相当丰富,已建有年产70×104 t的水泥厂,城市性质确定为以木材、建材为主的工业城市。1984年年底,对自然资源进行详细考察,在城区西北13 km处大湖乡发现了景观奇特的“鳞隐石林”,是非常宝贵的旅游资源,科学研究方面也有重要价值。但是,这片石林已规划为兴建125×104 t水泥厂的采石基地,从而产生了利用的矛盾。若从经济效益考虑,毫无疑问应建立水泥厂开山取石,但市委领导根据经济效益、生态效益和社会效益相结合的原则,并考虑到资源永续利用和保护生态环境,决定撤销原定计划,投资建设石林风景区,与以丹霞景观为特色的桃源洞景区进行统一规划,初步建成闽中的重要旅游中心。仅仅一年,随着旅游事业的发展,大湖乡经济面貌发生迅速变化,劳动力得到安排,社会治安改善,当地群众自觉地维护风景资源,生态效益和社会效益十分明显,从而永安市的城市性质也改为工业、旅游城市,使人与自然的关系更趋协调。

在当前国土整治工作中,自然资源研究所面临的任务主要是:

(一) 继续参与自然资源的调查与考察,进一步摸清资源的家底

开展国土整治,首先要搞清自然资源的数量、质量、分布规律,以及利用现状和存在问题,这是一项十分重要的前期基础工作,直接关系到国土整治工作的进展与质量。但是,这项任务极为艰巨,尚须付出很大的代价才能完成。新中国成立以来,自然资源的调查与考察确实取得了大量有价值的成果与资料,为当前开展国土整治工作奠定了基础。然而,我国面积广大,自然条件复杂多样,不仅边远的高山高原地区仍有部分未经考察,缺少可资应用的资料,即使已经调查研究过的地区,也由于缺乏现代的调查和分析手段,所得资料的精度尚不能满足国土整治的要求,亟待补充和更新。以土地资源为例,京津唐地区实际调查的耕地面积比统计数为大,山区相差25%~30%,平原远郊区为20%~25%,近郊区相差15%左右[4];江苏吴县的实际耕地面积亦较统计数高15%左右由中国科学院江苏分院余之祥院长提供。。

就国土整治工作来衡量,不仅要求全面弄清资源的数量及其分布,还应该根据土地利用现状等情况,对各种自然资源类型进行质量的分析和评价。很显然,在面积相同的土地上,由于坡度、坡向、热量、水分、土层厚度、有机质含量等条件的不同,土地的生产潜力就有明显的差别。因此,对于自然资源的评价必须同时考虑数量与质量两个方面,这样才能使国土规划适用于生产建设。诚然,近几年来我国各地开展了土地利用、土地类型、土地资源评价等大量研究工作,取得了许多宝贵经验和资料。但是,类型的划分和评价的指标等尚无公认的原则和标准,有待进一步探讨。尽管如此,根据以往的工作经验,自然资源的评价应该是综合性的,从而在开展资源的调查和考察时,就应该注意摸清各种资源的家底,不能满足于单项的资源调查。对于为农业服务的规划来说,以水、土资源为中心的综合调查考察尤为重要。因此,澳大利亚联邦科学与工业研究组织(CSIRO)下属的“土地处”,曾改名为“土地利用处”,现已重新调整改称为“水资源与土地资源处”,以下再分设水资源组、土地资源组和资源管理组[5]。其中心任务是以水土资源为中心的自然资源综合评价和规划,以适应当前资源综合研究的新趋向。

(二) 深入研究自然资源的开发、利用、治理和保护,为拟定国土规划提供科学论据国土规划是一定地域范围内资源的综合开发、生态环境的保护改善、生产总体布局的长远总体规划[6]。毫无疑问,深入研究自然资源的合理开发利用和治理保护,对于编制国土规划有着头等重要意义。

就各省市开展国土整治所取得经验来谈,自然资源合理开发利用与治理保护,不仅决定于自然资源本身的自然属性,还取决于社会、经济、工程技术等条件,以及投资后所能取得经济效益、生态效益和社会效益。因此,在国土整治中,自然资源研究具有高度综合性特点。党中央提出我国国土开发的三个地带(即东部、中部和西部)的战略思想和开发程序,以及“开发新疆、开发大西北,使新疆和整个大西北成为二十一世纪时我国一个重要基地”等重大战略方针,都是对自然资源、自然条件、经济实力、科技水平、信息交换、国际贸易,以及投资效益等进行综合分析和论证后的决策。

鉴于国土规划的目的是在自然资源合理开发利用与治理保护的基础上,设计一个生产力布局结构,并进而规划出一个相应的经营管理体制,为发展国民经济服务[7]。因此,自然资源研究对于国土规划的拟定有着特殊重要的意义。很显然,设计一个合理的生产力布局及其相应的经营管理体制,应该遵循客观的自然规律,否则将会造成经济上的重大损失,使资源本身也遭受浪费,以及生态环境的恶化。例如,江苏省苏北沿海东台县的一个社办盐场,设置在淤长速度很快的岸段,并且岸外尚有巨大的辐射沙洲群发育,几条重要的潮汐通道在此汇合,水动力条件极为复杂,海岸冲淤多变。1979年10月,10号台风把纳潮闸冲垮,盐场全部报废,两万亩良好的滩地资源从此变成一片不毛之地,经济上损失惨重[8]。相反地,遵循客观的自然规律来考虑自然资源的开发利用问题,有利于国土规划方案的实现。这方面的研究,在农村产业结构的调整、土地利用结构的战略性布局等方面均有实例表明取得显著的效果[9—10]。

(三) 为制定国土资源管理的法令和条例提供科学依据

为实现国土资源的合理开发利用,制止和防止掠夺式的开发利用方式,进行有效的治理保护,对国土资源实行严格的科学管理,并保证实施,就必须进行立法。国土立法应包括拟定综合性的国土资源法规和专门性的国土资源法规,到目前为止国家已陆续颁布了森林法、环境保护法、海洋环境保护法、矿产资源法及土地法等全国性的法令和条例,草原法、水法、海岸带管理法等也正在拟定之中,其目的是尽快改变自然资源开发利用上的混乱,资源的破坏和浪费,使之在治理和保护方面有法可循。

立法是一项极为复杂的工作,必须在掌握大量调查研究的资料和数据基础上,结合社会、经济情况和国情,进行深入细致的综合考虑、分析和衡量,才能达到行之有效的目的。鉴于立法工作既涉及社会科学(社会、经济和法律,以及宗教信仰等),也涉及自然科学,因此必须采取党的领导、科学工作者和人民群众三结合的方式才可能顺利进行,其中科学工作者应包括自然的、经济的、法律的、工程技术的科学工作者任美锷:《海岸带国土整治中的若干问题》,1983。。经济工作者的任务在于保证立法内容在经济上的合理性;法律工作者的任务是使立法内容概念明确,逻辑性强,并符合立法依据;工程技术和自然科学工作者的任务是为立法内容提供可行性论证和确保立法内容的高度科学性。

在有关法令和条例中,其内容通常涉及自然资源研究的范畴。举例来说,在我国南方山地退耕还林的坡度上限问题,目前一般采用25°坡度值为标准,但是按此标准来确定,将使我国南方亚热带低山丘陵区的耕地面积大量减少,这在群众中不易被接受,难以贯彻实施。根据我们在福建省闽江上游沙溪流域调查,上述规定与自然界的实际情况亦不相一致,这是因为水土流失不仅与坡度有关,而且与地表物质的性状、植被覆盖程度亦有密切关系。如在变质岩、火山岩和石灰岩地区,地表坡度在25°左右时仅发生轻微的土壤侵蚀,而在粗粒花岗岩、花岗闪长斑岩和紫色砂页岩地区的25°坡度上则出现明显的水土流失情况。因此,南方山地退耕还林的坡度极限,还需根据具体情况确定,不宜一概而论。另外,林业部门规定:胸径大于5 cm的植株属国家统购物质,私人不得随意砍伐出售。因此,南方山地幼树屡遭砍伐,森林更新大受影响,而且大口径木材经常锯割成木条出售,资源遭受极度浪费。类似这样的政策法令,也应重新修订。

关于自然资源与国土整治的研究方法等,目前尚缺乏完整的经验,尚须继续通过实践逐步丰富和完善。为此提出如下建议:

(一) 加强各学科的合作,综合研究自然资源的开发利用与治理保护

国土整治是一项涉及多种学科的更高层次综合性、整体性、多部门和多层次的研究工作,为此,要求各专业人员互相配合,协同作战。1984年年初在南宁召开自然资源、地理、生态、环境和国土经济等五个学会(或研究会)联合讨论国土整治战略问题,对于各学科的协作研究提供了思想基础,建议有关领导部门扩大这种合作,组织水利、土壤、农业、林业等单位参加,进一步研究自然资源的合理开发利用与治理保护,使国土整治研究深入发展。

(二) 应用现代科学思想和方法,加强自然资源管理研究

为了充分发挥自然资源研究在国土整治工作中的作用,应用现代科学思想和方法进行自然资源的科学管理,已是当务之急。

1. 建立新的人地关系观念,把人类和自然统一在同一体系内研究,应用系统理论来探讨人类与自然相互协调的关系,以达到充分合理利用自然资源的目的。

2. 设置自然资源系统定位研究站,为自然资源管理提供理论数据。其研究内容主要是

(1) 自然资源系统的类型及其结构特征,以及生产潜力,找出妨碍生产潜力发挥的限制因子,探求自然资源系统与生态环境、社会经济的联系性;

(2) 了解自然资源系统的内部结构,能量、物质的流动与转换,信息的传递,进行定量的系统分析,建立自然资源系统的动态模型,以供国土整治决策参考。

3. 广泛应用遥感技术,监测自然资源的动态变化与地域差异,进行分析对比,因时因地拟定自然资源管理措施,并为研究全球性资源问题创造条件。

4. 积极筹建国土资源信息系统,储存自然资源和社会资源的大量数据,以供国土整治研究应用。显然,国土资源信息系统不仅应便于资料数据的检索和更新,还应具备数量的分析和统计、综合评价、多种数据输出,以及提供多种应用程序的功能[11],使国土资源管理提高到一个新的水平。

目前,国外已建立的数据库,仅地学系统已有数百个,正在筹建一些全球性的数据库,其中包括全球性资源数据库。鉴于这项工作的建立需要大量的人力、财力和较长的时间,为此应根据我国实际情况,拟定规范、研究分类和实用标准,有计划、有步骤地逐步筹建。

5. 改进管理体制,设立统一的资源管理机构,这是一项极为重要的措施。我国自然资源丰富多样,但人均数量往往低于世界水平,如何合理利用这些有限的资源,无疑是发展我国国民经济事业中的重大问题。当前,各级行政、地区和农、工、交等生产部门各自对自然资源的开发利用有着不同的计划,彼此间存在着一定的矛盾,难于协调统一使用,也妨碍了资源的统一管理。为此,建议尽快设置统一的资源管理机构,从事协调和管理自然资源的开发利用工作,使自然资源发挥最大的经济效益、生态效益和社会效益,为人类社会进步做出应有的贡献。

(三) 大力开展自然资源合理开发利用与治理保护的宣传工作

普及这方面的知识,举办电视讲座,提高广大干部和群众的思想认识。同时,积极开展国内外学术活动,交流科研成果和经验,逐步建立多层次教学系统,培养从事自然资源管理人才和国土整治研究工作者。

参考文献

[1] 中国地理学会,等合编.首届国土整治学术讨论会文集[C].1982.

[2] 沈小峰.耗散结构理论中的哲学问题[J].哲学研究,1982(1).

[3] 陈陆圻.世界林业的发展趋势[J].百科知识,1985(3).

[4] 徐志康.京津唐地区耕地合理利用问题[J].自然资源,1985(2).

[5] CSIRO. Division of Water and Land Resources[J]. Research Report, 1982—1983.

[6] 刘东海.基层国土规划的性质和任务[J].地理学报,1985,40(4).

[7] 陈传康.国土整治的理论与政策研究[J].自然资源,1985(1).

[8] 任美锷,吴评生.海岸带管理的内容和程序——以江苏海岸带为例[J].自然资源,1984(3).

[9] 陈传康.从发展商品生产角度讨论黄土高原的生产建设方针[J].地理学报,1981,36(1).

[10] 李孝芳,等.内蒙古乌兰察布盟后山农业交错带土地利用结构的战略布局[J].自然资源,1985(3).

[11] 孙九林.国土资源信息系统的研究与建立[J].自然资源,1986(1).

TERRITORIAL DEVELOPMENT AND MANAGEMENT

AND RESEARCH ON NATURAL RESOURCES

Bao HaoshengPeng BuzhuoNi Shaoxiang

(Depariment of Geography, Nanjing University)

Abstract

Territorial development and management means a rational development, utilization and protection of territorial resources. The main task of territorial development and management includes territorial planning, regulation and management.

The territorial resources consist mainly of natural resources and socioeconomic resources. In terms of territorial development and management natural resources are a major concern. In other words, the principal research objective of territorial development and management is territorial resources in which natural resources are dominant.

In the research on territorial development and management, mankind and its natural environment should be put into an interrelated and coordinated system. Meanwhile, emphasis should be placed on environmental stress resulting from unreasonable utilization of natural resources and a major effort should be made to adapt mankind to its natural environment. Moreover, when territorial planning with the purpose of rational development, utilization and protection of natural resources is carried out not only rational macroscopic planning, but feasible microscopic planning should be considered in oder to achieve overall planning goals.

Researchers in the field of territorial development and management should have a wide range of knowledge and keep a close relationship with researchers from other disciplines. The key problem, however, is to develop new scientific concepts and make better use of new scientific theories and approaches.

From the point of view of territorial development and management the main tasks of natural resources research at present are as follows:

1. Carry out further survey and investigation on natural resources in order to have a thorough understanding of their quantity, quality and distribution.

2. Study the development, utilization and protection of natural resources in oder to provide a scientific base for territorial planning.

3. Provide a scientific base for territorial regulation.

Finally, the following proposals with respect to natural resources research and territorial development and management have been put forward:

1. Expand cooperation with researchers from other disciplines and carry out more comprehensive research on natural resources and their development, utilization and protection.

2. Carry out more research on natural resources management with the aid of modern scientific theories and methods.

3. Launch a popularized education and information effort about the rational development, utilization and protection of natural resources.

Key words:territorial development and management; natural resources; geosystem; territorial planning; territorial management

西藏东南部国土整治中几个战略问题的初步探讨西藏东南部国土整治中几个战略问题的初步探讨本文原载中国地理学会自然地理专业委员会:《自然地理学与国土整治》,北京:科学出版社,1988年,第8488页。国土整治包括国土资源的考察、开发、利用、治理、保护以及为此目的而进行的国土规划、立法及管理等项工作,开展这一工作的研究是国家经济建设中一项长期的重大战略任务。西藏东南部包括雅鲁藏布江下游的林芝、米林、墨脱及波密等县,面积约6.43×104 km2。本文根据1982、1983两年参加中国科学院西藏南迦巴瓦峰地区登山科学考察所收集到的资料,试就西藏东南部地区国土整治中的若干战略问题等做初步的探讨。

一、 本区在全国和西藏国土整治中的地位和作用问题

西藏东南部地区自然资源丰富,仅米林、林芝及波密三县,森林面积达92.7×104 ha,覆盖率达27.3%以上,森林总蓄积量达1.98×108 m3,不仅是西藏森林资源最丰富的地区,而且是全国森林资源最丰富的地区之一;年平均径流量约1768.7×108 m3,占西藏外流区年平均径流量的48.2%,水资源也相当丰富,它不仅是西藏,而且是全国水资源最丰富的地区之一;野生动、植物资源相当丰富,有不少珍禽异兽和名贵药用植物,前者列为我国保护对象的动物就有40多种,药用植物达千余种,其中名贵药材也有数十种之多;在6.43×104 km2的范围内,土地类型多样,生产潜力较大。

如此丰富的资源,以往开发利用程度却很低,而且已开发利用又很不合理,存在程度不一的环境生态问题。同时,本地区国民经济基础相当薄弱,新中国成立后经济发展的速度虽较快(如米林、林芝两县的工农业总产值1980年为1960年的9倍),但较之我国东部地区生产水平仍很低,1980年工农业总产值约5000万元(包括自治区的企业),按人均产值远远低于全国的平均水平;农业人口约4.6万,人均耕地面积3.2亩左右,超过全国(每人1.5亩)的平均水平,但粮食亩产平均仅217.5 kg,低于全国平均水平。由此可见,本地区既有国土整治的问题,更有资源待开发的问题,在全国国土整治区划中属于待开发地区或未开发地区[1—2]。

本地区在西藏是一个资源丰富,经济较为发达的地区。本区人口5万余人。占全自治区总人口的1/25左右,耕地面积占全区耕地面积的1/23左右,森林面积占全区森林总面积的1/5多,工农业总产值占全区总产值的1/10左右,是西藏新兴的工业基地之一。上述数字表明,本地区资源的开发利用,工农业生产在西藏国民经济中占有十分重要的地位。然而,资源开发利用不合理以及工农业污染所造成的环境生态问题,部分地区较为明显,有待于整治。本地区是省、区一级国土开发和整治的重要地区之一,加强本地区国土整治研究将对该区的资源开发、工农业基本建设,以及对开辟新的、长远的生产基地(尤其是林业和水力),改善全国生产力布局,建设新西藏都具有重要意义。

二、 国土整治的战略目标问题

根据本地区国土资源情况,其国土开发整治的重大项目主要有两项:

1. 雅鲁藏布江及支流水资源的合理开发利用

本地区是西藏最湿润的地区。南迦巴瓦峰(海拔7782 m)地区南侧的年平均降水量一般可达1500 mm以上;北侧的年平均降水量一般在600 mm以上[3],且随海拔增加而增多。多年平均径流深度可达1000 mm以上,多年平均产水量约1082.3×108 m3,竟占西藏外流区多年平均产水量的32.9%。如考虑过境水量时,其年平均流出的水量达1768.7×108 m3。如此丰富的水资源,目前仅用于发展灌溉事业。有效灌溉面积占耕地总面积的50%~70%,水利灌溉事业的发展,在防涝抗旱中起了非常重要的作用。除继续兴修水利,修整原有渠道,增加有效灌溉面积,扩大旱涝保收的高产稳产农田的面积外,更为重要的是,有计划、有步骤地充分开发利用极为丰富的水能资源,特别是雅鲁藏布江下游河段。雅鲁藏布江自米林县海拔2800 m左右的派区至墨脱县海拔500 m左右的希让,全程200余公里,落差竟达2300 m左右,平均坡降10‰左右,当开凿40 km的隧洞时,可兴建装机容量约4×107 kW的巨型水电站[4]。如再加上各支流的水能资源,其蕴藏量达9×107 kW,约占全西藏自治区水能蕴藏量的一半,占全国的1/7以上。从长远的观点来看,本地区水能资源的开发利用,不仅对于西藏而且对于全国工农业生产的发展具有极为重要的战略意义。

近期内,应以中小型水电工程为主,以满足本地区工农业生产日益发展的需要。

2. 森林资源的合理开发利用

本地区森林资源十分丰富,组成森林的主要树种是墨脱冷杉(Abies delavayi var motuoensis)、苍山冷杉(Abies delavayi)、林芝云杉(Picea likiangensis var. linzhiensis)及急尖长苞冷杉(Abies georgei var. smithii)[3]。气候适宜,土壤较肥沃,林木生长较迅速,林木的平均蓄积量通常不少于800 m3/ha,最高可达1500 m3/ha。本地区的森林大部分已属成、过熟林。云杉、冷杉林虽然生长尚旺,但有不同程度的病腐危害。据米林、林芝、波密等县调查,目前森林每年净生产量可达200多万立方米,年采伐量大大低于年净生长量。如果不考虑森林的生长和更新,按现有速度采伐,其现存量足可供采伐数百年,开发的潜力大。但是应考虑制定长远的合理开发利用规划,有计划地修建林区公路,建立新的林场;在林业工作中应坚持育林重于采伐,采伐量应低于生长量的原则;建立一定规模的薪炭林基地,解决本地区的燃料问题;保护水源涵养林;加强林业队伍的建设,提高科学技术和管理水平;提高森林资源的综合利用率。同时,应在适当的地方建立各种森林类型的自然保护区。

开发利用本地区的森林资源,对于全国经济的发展具有重要的意义。但是,这一战略目标的实现,恐怕不是近二十年的事,而是更长远的时间才能达到,虽然本地区森林资源的开发,具有一些有利的条件,如水能资源丰富,粮食、副食品基本能自给等,但劳力和财力不足,尤其是受到交通运输的限制。

基于本地区水资源(特别是水能资源)和森林资源在全国占有十分重要的地位,近期可列入西藏自治区的重点整治区,长期应列为全国重点整治区,以充分发挥其资源优势和经济潜力。

三、 关于农牧业合理结构及合理布局问题

本地区农业生产的自然条件优越,是西藏重要的粮、油生产基地。1981年粮食总产达2250×104 kg,为1959年的4.1倍;油料总产增长6倍左右。粮食按人口平均在450 kg以上,除了粮食自给以外,还可支援其他地区。

本地区的畜牧业一般与农业相结合,仅少数乡村进行专业化经营。畜牧业的发展缓慢,近几年不但牲畜总数没有增加,而且还略有减少,其原因是草场不足,尤以冬初饲草缺乏更为严重;经营管理相当落后,品种不是采用淘汰办法而是让其自然死亡;原始放牧现象普遍。因此,牲畜不但发展缓慢,而且病多、瘦弱,质量差,商品率低,甚至每年还需通过交换从其他地区进口牲畜,以满足需要。

根据自然地理条件,土地资源的特征及经济发展的特点等,本区应以发展农业作为主要方向,并成为“西藏粮仓”。目前西藏粮、油虽已基本自给,但一遇上严重自然灾害就减产,需从内地调进,运输的压力很大,调进几十万斤,就要五六十辆汽车运一年,每斤粮食运费需1元左右。因此,加速发展本区粮、油生产,建设成为西藏的商品粮、油生产基地,具有重要的战略意义。

本区农牧业结构合理调整及开发整治的主要途径:

(1) 控制畜牧业的发展规模,提高牲畜质量。从本地区自然条件考虑,不宜大力发展畜牧业。考虑到本区的牧业生产已有一定基础和藏族人民生活习惯需要,牧业的生产还不宜放松。应在稳定现有牲畜总数的前提下,加强草场的管理,提高其载畜量。还应充分利用高山草场,以逐步解决饲料不足的问题;另外重点要搞好科学养畜,调整畜群结构,合理淘汰老弱病畜,加速牲畜周转,适当提高畜群中母畜的比例,大力发展犏奶牛。

(2) 加强农田基本建设,提高防御自然灾害的能力。充分利用本地区水利资源丰富的优势,发展灌溉事业,增加有效灌溉面积(其增产效果非常显著),水浇地的平均亩产可成倍增加。米林县的耕地面积4.4万亩,1960年以前水浇地面积仅1.3万亩,近几年增至3.78万亩;波密县的耕地面积约5万亩,有效灌溉面积占全县耕地面积的50%左右;林芝县的有效灌溉面积2.8万亩,占全县耕地面积的70%左右。水利灌溉事业的发展,在防涝抗旱中起了非常重要的作用,对土壤生产能力的提高提供了重要的条件,为农作物产量的提高,打下了良好的物质基础。但是,有些渠道年久失修,排灌能力减弱,有效灌溉面积仅占70%左右;旱涝保收的高产稳产农田较少,林芝县占总耕地面积的30%左右,米林县仅占15%左右,因此修整原有渠道,增加有效灌溉面积和旱涝保收的高产稳产农田的面积,才能使农业生产不断持久地发展。对河谷两岸,尤其是尼洋河沿岸的农田,要提高其治涝标准,增强抗灾的能力。要用地养地结合,提高地力。坡耕地应修筑梯田或台田,以保持水土,提高抗御旱、涝灾害的能力。

(3) 加强农田的科学管理,提高单位面积产量。由于耕作粗放,粮、油的单位面积产量很低,加强科学种田,合理轮作是提高该区粮食产量重要途径。米林、林芝、波密等地轮作方式主要为青稞、豌豆或蚕豆、青稞三年一轮,或小麦和豌豆混作、青稞三年一轮;青稞、豌豆和青稞混播,春小麦(或油菜)四年一轮,促进了粮食生产的连年增长。20世纪70年代初期冬小麦播种面积逐年扩大,1978年达历史最高水平(占播种面积60%),但休闲地、豌豆单种或豌豆青稞混种面积压缩过多。冬小麦的多年连作,虽对粮食的增产在短期内起了一定作用,但达到一定限度以后,土壤肥力明显降低,加之劳力、肥料等的不足,因而自1978年以后,不少地区的粮食反而减产。可见,合理轮作是培养地力和持续增产的一种重要耕作制度,也是充分利用土地资源促进农业高产稳产的有效措施。

合理轮作对提高作物产量固然重要,但开辟肥源,增施肥料,亦为作物的增产提供了可靠的物质基础。本地区肥源广,主要有羊粪、驴马粪、牛粪、猪粪尿、草木灰、杂草及林区的枯枝落叶、淤泥,等等。但群众除牛羊粪肥以外,其他肥料基本不用;有些地区虽施用化肥,但科学技术落后,施用化肥不甚合理,从而直接影响作物产量的提高。因此,推广先进农业科学技术,逐步改变落后耕作方法,增施各种有机和无机肥料,提高土壤肥力,可使目前作物产量由平均亩产150~200 kg,提高到更高的水平。同时优选良种,积极防治病虫害,加强科学田间管理等,对提高粮、油作物的单位面积产量,提高经济效益也具有重要的作用。

(4) 根据西藏少数民族的特点,进一步放宽经济政策,因地制宜地实行各种形式的生产责任制,必将促进农业生产的进一步发展。

四、 建立经济作物基地问题

雅鲁藏布江及其支流海拔2400 m左右以下的河谷地区,年降水量达1000~3000 mm ,最热月均温在17℃以上;海拔1100 m以下的地区,年均温在16℃以上,冬季很少霜冻,分属于亚热带和准热带气候[3]。优越的水热条件,适合于发展热带和亚热带的经济作物。墨脱县种植甘蔗、烟叶、辣椒、茶叶等经济作物已有一定的基础,尤其是辣椒种植面积较广,且成为墨脱门巴、珞巴族人民进行物质交换的主要物质之一,宜大力发展。墨脱县及波密、林芝县的部分地区,新中国成立后茶叶的生产发展较快,据不完全统计,茶园面积达300多亩,年产茶叶3万多斤,已有一定的基础。从茶叶生产的自然条件分析,仍有一定的生产潜力,可逐步建成西藏茶叶生产的基地之一。

本地区墨脱县境内,野生的香蕉和菠萝等热带果木满山遍野;野生的芭蕉、柠檬、柑橘等亚热带水果亦到处可见。香蕉和橘子已开始人工种植,目前产量不高,但发展的潜力较大,宜大力发展,以满足西藏人民对热带、亚热带水果的需要。

米林、林芝及波密的河谷地区,大都处于暖温带的气候之内,适宜于核桃、苹果、桃和梨等经济果木的生长。新中国成立30多年来已有较大的发展,苹果从无到有,至1982年产量达到13.105×104 kg;核桃由1974年的1.5×104 kg,至1984年发展到5.5×104 kg左右。其他水果也有一定的发展。目前,正在采取各种措施,大力发展核桃等经济果木的生产。今后应在发展粮、油作物的基础上,大力发展经济作物,把本地区建成西藏重要的经济作物区。

西藏东部虽然在西藏工农业生产中具有重要的作用,是经济较发达的地区之一,但较之我国东部经济发达地区,却仍相当落后。开展本地区的国土整治工作,目前最为重要的是:首先,进行国土资源的调查研究和综合考察工作,尤其是自然资源的调查和考察工作,虽然中国科学院先后两次对该地区进行多学科的科学考察,但由于范围广,时间短,原调查研究工作显然是不够的;其次,在此基础上进行国土规划工作,提出开发、利用、治理和保护的具体方案。发挥本地区的经济和资源优势,目前亟待解决的问题是交通,尤其是修建波密至墨脱的公路。墨脱是全国唯一不通公路的县,修建此公路不仅对开发墨脱的热带和亚热带资源、发展地方经济作用很大,而且在国防上具有十分重要的意义;其次是科技人才的严重缺乏,应积极采取各种途径和措施逐步解决。

参考文献

[1] 程鸿.我国国土整治分区部署的初步探讨[M]//中国国土整治战略问题探讨(第二集).能源出版社,1985.

[2] 陈传康.中国国土整治区划方案[M]//中国国土整治战略问题探讨(第二集).能源出版社,1985.

[3] 彭朴拙.南迦巴瓦峰地区垂直自然带的初步研究[J].山地研究,1984,2(3).

[4] 关志华,陈传友.西藏河流水资源[J].自然资源,1980(2).宜兴南部山地丘陵地区土地资源及其合理开发利用宜兴南部山地丘陵地区土地资源及其合理开发利用本文是“宜兴县南部山地丘陵区自然资源开发利用研究”的部分成果。参加调查的还有汪承杰、褚维德、潘瑞鸿,宜兴县人民政府的潘彬华、吴岳南,以及自然资源管理专业部分研究生和1983届学生。

本文与包浩生、倪绍祥、李春华共同撰写,原载《南京大学学报》,1989年第9期,第115页。摘要本文将研究区域的土地类型划分为5个土地系统和29个土地单元,阐述了其资源特性,并对土地单元分别做出以毛竹、茶叶为对象的适宜性评价。同时,探讨了土地资源利用现状的特点、存在问题及合理开发利用的主要途径和措施。

关键词宜兴土地类型土地资源评价合理利用

我系于1986年9月至1987年6月在宜兴南部山地丘陵区(以下简称宜南山丘区)进行了土地类型、土地资源评价及土地资源合理开发利用的研究,为宜兴县政府拟定经济发展战略建设方案提供决策性的科学论据。

研究范围包括丁蜀、张渚两镇,西渚、元上、太华、茗岭、善卷、归径、横山、湖、洑东、川埠、新街、铜锋、张泽等13个乡,以及芙蓉寺茶场、阳羡茶场、大贤岭林场、宜兴林场等,总面积745.6 km2,占全县总面积的42.7%。全区人口208647人,人均土地5.36亩,人均林地2.9亩,人均耕地仅1.3亩,为以林业为主的多种经营经济区。

本区地质构造复杂,地貌类型多样,水热条件优裕,土壤类型复杂。由于人类经济活动历史悠久,自然植被几乎破坏殆尽,仅局部地区残留有亚热带常绿阔叶林,毛竹林广泛分布。上述复杂的自然地理条件,为土地资源的多种利用提供了基础。

1土地类型及其资源特性

土地类型是由相互作用、相互制约的自然地理要素,及人类活动影响组成的自然地域综合体,它是土地资源评价的基本单元。

宜南山丘区土地面积不大,南北相距仅25 km,区内地带性因素引起的水平分异不明显,但地势高差所引起的气候、植被和土壤的垂直分异却有显著的表现。因此,地貌类型、海拔高度、地表物质组成对于本区土地类型的区域分异起着主导作用,可作为土地类型划分的主要依据。

参照英澳学派的方法[1],并根据为农业生产布局服务的目的和制图的要求,本区土地类型的划分包括两个等级,即土地系统和土地单元。土地系统是根据以引起土地类型区域分异的中等地貌类型,并结合农业生产特点的差异进行划分,以地形的绝对高度与相对高度作为主要的划分依据和指标。据此,可划分为低山、丘陵、盆地、低洼圩田、湖积平地等五个土地系统。土地单元,主要是在土地系统内部,根据地貌特征、地貌部位及地表组成物质的差异加以划分的,它们与农业生产布局的关系更为密切。

1.1低山土地系统

山体海拔高度一般在400 m左右,相对高度大于200 m,主要分布于本区南部及北部的铜官山一带,面积442485.5亩,占总面积的39.57%。山坡较陡,多深切沟谷。水分条件比较优越,但热量条件稍差,尤其是沟谷中日照较少。大部分低山由砂岩所组成,地表覆盖着残积、坡积物质,其上发育山地黄棕壤,或生草黄棕壤。天然植被主要是次生的常绿落叶阔叶灌丛,绝大部分坡地上分布着人工种植的毛竹林,以及少量的杉木、马尾松林,为主要的用材林、薪炭林等林业用地。

1.2丘陵土地系统

海拔高度300 m以下,相对高度50~200 m。主要分布于本区中部及张渚、太华盆地的边缘,面积304552亩,占总面积的27.23%,它多数由砂岩、灰岩组成,地势起伏平缓,地表坡度10°~15°,与低山相接地段有明显的转折,但与盆地则往往是逐渐过渡,难以确定其间的分界。丘陵地区热量条件比较优裕,局部地区灌溉条件较差,土壤主要是黄红壤、棕色石灰土,天然植被几无保存,在长期开发利用下,水土流失比较严重,普遍种植茶树和毛竹林,以及松、杉为主的薪炭林。

1.3盆地土地系统

主要分布于张渚、太华、湖等山丘间的构造盆地。面积234201亩,占总面积的20.94%。地势比较平坦,堆积着深厚的冲积、洪积碎屑物,其上多辟为水稻田,为丘陵山区主要的农业地带。盆地边缘分布着残丘和黄土岗地,具有深厚的风化残积层,发育黄红壤或棕色石灰土,土壤肥沃,水热条件好,大部利用为茶、果园地。

1.4低洼圩田土地系统

主要是分布在北部的冲积平原和湖积平原,面积121076亩,占总面积的10.83%。

河渠纵横交错,地势低平,地下水位1 m左右,汛期地面低于河湖水面,虽有河堤保护,但常受内涝渍害影响。土壤多为乌泥土和黄泥土,质地粘重,耕性较差,潜在肥力较高,主种水稻。池塘水面较多,适宜发展养鱼,是农业与渔业综合发展地区。

1.5湖积平原土地系统

位于太湖之滨,海拔10 m以下,水热条件良好。面积16044亩,仅占总面积的1.43%。土壤主要是白土和夜潮土,土层深厚,壤质,有机质含量一般在3%以上,土质肥沃,呈中性至微酸性反应,适宜水稻及其他经济作物生长,是重要的粮食和经济作物产区。

上述五个土地系统,进一步划分出29个土地单元,其土地特性、分布、土地利用现状及改造措施和利用方向,参阅表1,因篇幅有限,不予重述。

2土地资源评价

土地资源评价是从生产利用对土地的要求,全面衡量土地生产潜力,评定不同土地类型的质量、数量,阐明土地利用现状的合理程度和土地用途转变的可能性,以及提高生产能力的必要措施,为土地规划提供科学依据。〖ZP(〗表1宜南山丘区土地类型资源特征表

Tab. 1Characteristics of the land types of the mountainous and hilly region in the southern Yixing County

土地类型面积(亩)分布地区岩性地貌土壤植被与土地利用改造与利用意见Ⅰ. 低山土地系统低山顶部(Ⅰ1)11201.7茗岭,太华,善卷,归径,宜兴林场主要由石英砂岩和花岗斑岩组成的山地顶部,坡度10°~30°生草黄棕壤,剖面呈灰黑色,质地为中壤,土层厚度30~60 cm,pH值4.5~5.0以次生灌木林为主的薪炭林基地宜继续用作薪炭林基地,土层薄,不宜营造毛竹林砂岩低山坡地(Ⅰ2)274796.2除渚东、西渚、元上、张泽外的其他各乡基岩为泥盆纪细粒石英砂岩,地面波状起伏山地黄棕壤,剖面呈黄棕色,中壤至重壤,土层厚度50~100 cm,pH值4.8~5.5以毛竹、马尾松、杉木等为主的用材林应以发展用材林(毛竹林)为主,不宜在山坡上开垦梯田,低山下部可适当发展茶叶等经济林木,严禁乱砍滥伐,注意水土保护山前砂岩残丘(Ⅰ3)4793太华,洑东,铜锋,丁山由石英砂岩组成的残丘,出露于低山前部,呈馒头状,坡度5~10°土层厚为70 cm以上,其他基本同上种植旱作,如红薯,板栗也有分布,有的地方还存在荒地防止水土流失,坡度较陡的草原坡地,应予封禁,坡度较缓,土层较厚处在正确垦殖方式和加强管理的条件下,可发展茶叶等经济作物。山前石灰岩残丘(Ⅰ4)677茗岭由薄层灰岩组成的山前馒头状残丘,坡度4°~8°石灰土,重壤,pH为7.0~7.5,土层厚度<40 cm以马尾松为主,有少量杉木,毛竹。有采石场分布注意营造马尾松和常绿阔叶树的混交林低山坳沟地(Ⅰ5)17491.6太华,茗岭,善卷,归径,洑东,铜锋,新街,丁山,川埠,湖,宜兴林场由石英砂岩、石灰岩组成的低山沟谷;坡度3°~20°主要是山地黄棕壤,剖面呈黄棕色,有机质含量高,土层厚度>80 cm pH为5.0~5.5是毛竹的最佳生长地,毛竹占绝对优势土地利用合理,注意加强管理低山河谷地(Ⅰ6)11895太华,茗岭,洑东,湖,宜兴林场由冲积物组成的河漫滩坡度<5°耕作冲积土,剖面呈灰—灰棕色,轻壤,pH 4.8~5.5,土层厚度>60 cm土地利用率较高,土地利用复杂,以旱作为主应注意开沟排水,宜继续以旱作为主,光照条件好的地方可种植水稻Ⅰ. 低山土地系统洪冲积台地(Ⅰ7)110772太华,茗岭,善卷,归径,芙蓉茶场,洑东,铜峰,新街,丁山,川埠,湖,宜兴林场由第四纪冲积物组成的洪冲积扇,坡度小于5°黄红壤,剖面呈棕红色,中—重壤,土层厚>100 cm,pH值为4.5~5.5茶叶树栽培基地最宜栽培茶树,坡度较小处,健全灌溉与排水措施,加强茶树管理洪冲积台间低地(Ⅰ8)10859太华,茗岭,归径,洑东,铜峰,新街,丁山,湖洪冲积扇间低地坡度1°~2°以潴育型水稻土为主,重壤,土层厚>30 cm,深处有细砂,pH>5.5主种水稻开沟排水,增施有机肥,提高土壤肥力Ⅱ. 丘陵土地系统砂岩高丘(Ⅱ1)62340太华,善卷,归径,渚东,元上,西渚,横山,宜兴林场由石英砂岩组成的高丘,高度在50~200米之间,坡度15°~30°黄棕壤,剖面呈黄棕色,中—重壤,土层厚60~100 cm, pH 4.8~5.5以毛竹、马尾松、杉木为主的用材林宜继续用作用材林基地,坡度较小,土层较厚处可发展茶叶等经济林木石灰岩高丘(Ⅱ2)49718太华,茗岭,善卷,归径,渚东,元上;芙蓉茶场由薄层灰岩组成的丘陵高度50~200米,坡度10°~20°石灰土,剖面呈红棕色,重壤,土层厚<40 cm,pH为7.0~7.5树木生长不良,主要是杂木,有少量用材林宜用作薪炭林基地,注意营造阔叶树砂岩低丘(Ⅱ3)17110大华,茗岭,善卷,归径,渚东,西渚横山有石英砂岩组成的丘陵,高度小于50米,坡度5°~20°红黄壤或黄棕壤,质地为中壤,土层厚度80~100 cm,pH 5.0~5.5以毛竹、杉木、马尾松为主的用材林,有的地方有旱作物分布在发展用材林同时,可因地制宜栽种茶叶、毛竹等经济作物石灰岩低丘(Ⅱ4)23599善卷,渚东,元上,川埠,丁山由薄层灰岩组成的矮丘,相对高度在50米以下,坡度5°~15°石灰土,剖面呈褐色,中壤,土层厚度60~80 cm,pH为7.0~7.5主要为杂木林,也有少量旱作物分布宜用作用材林和薪炭林基地火成岩低丘(Ⅱ5)4201西渚,元上,横山安山岩和凝灰岩组成的矮丘,相对高度低于50米,坡高5°~12°黄棕壤,剖面呈灰棕色,质地为重壤,土层厚度50~100 cm,pH为4.5~5.0果林和用材林混合利用宜以发展用材林为主Ⅱ. 丘陵土地系统粘土低丘(Ⅱ6)63436茗岭,善卷,渚东,西渚,元上,横山,铜峰,张泽,川埠,宜兴林场下蜀黄土组成的低缓丘,坡度小于5°红黄壤,剖面呈棕红色,质地为重壤,土层厚度70 cm,pH为5.0~5.5以经济林为主,如桑树,苗圃、茶叶树等,也有杉木分布注意防止水土流失丘间低地(Ⅱ7)63482太华,茗岭,善卷,归径,西渚,横山,铜峰,张泽,川埠丘陵之间或丘陵内部的低洼地,比较平缓潴育型水稻土,重壤,土层深厚,pH为5.0~5.5大部分为水稻田,也有旱作分布健全灌溉与排水措施,改造望天田和烂泥田洪冲积台地(Ⅱ8)19409太华,茗岭,善卷,归径,渚东,西渚,横山由第四纪洪冲积物组成的洪冲积扇,坡度3°黄红壤,剖面呈棕红色,质地为中—重壤,土层厚>100 cm,pH为4.5~5.8以茶树为主,也有少量其他旱作物,茶树长势良好基本同Ⅰ7洪冲积台间低地(Ⅱ9)1257太华,善卷,渚东,西渚洪冲积扇间凹地,坡度1°~2°潴育型水稻土,重壤,土层深厚,在30 cm深处有细砂层,pH为5.5以种植水稻为主基本同Ⅰ8Ⅲ. 盆地土地系统高平地(Ⅲ1)101312太华,茗岭,归径,善卷,渚东,西渚,元上,洑东,横山,铜峰,新街,丁山,川埠,湖河流高阶地,坡度1°~2°潴育型水稻土,重壤—粘壤,pH 5.5~6.0以种植水稻为主,有少许旱作注意土地的用养结合,增施有机肥,提高土壤肥力,提倡水旱轮作,改善土壤理化性质和养分状况低平地(Ⅲ2)81889善卷,归径,渚东,西渚,元上,洑东,横山,铜峰,新街,张泽,丁山,川埠,湖河流低阶地,坡度<1°潴育型或潜育型水稻土,重壤,pH为5.5~6.5以种植水稻为主基本同上Ⅲ. 盆地土地系统河滩地(Ⅲ3)32485茗岭,渚东,西渚元上,横山,湖由河流堆积物组成的低河漫滩耕作冲积土,剖面呈灰棕色,透水性强,质地较轻,厚度一般大于80 cm,pH为4.3~5.5以板栗为主,土层稍厚处还有少量旱作分布注意土壤培肥,尤其是增施有机肥,可大力发展板栗等经济作物低洼田(Ⅲ4)4017元上平整的盆地低洼地水稻土,质地为粘壤,pH为6.0~6.5以种植双季水稻为主健全排水设施,改造烂泥田和冷浸田砂岩残丘(Ⅲ5)9442太华,渚东,洑东,横山由石英砂岩组成的孤丘红黄壤或黄棕壤,质地为中—重壤,土层30~100 cm,pH 5.0~5.5以毛竹林为主的用材林以发展用材林和薪炭林为主,可因地制宜发展茶叶石灰岩残丘(Ⅲ6)2833渚东,湖由石灰岩组成的孤丘石灰土,剖面呈褐色,中壤,土层厚80 cm,pH约为7.0多为次生杂木林宜用作薪炭林基地,注意水土保持火成岩残丘(Ⅲ7)896元上由安山岩、凝灰岩组成的低矮残丘黄棕壤,剖面呈灰棕色重壤,土层厚50~100 cm,pH值为4.5~5.0以薪炭林为主的灌丛,有少量马尾松宜继续用作薪炭林基地,土层深厚处可种植茶树粘土岗地(Ⅲ8)1327太华,西渚,元上冲积扇前绿地带,坡度<5°红黄壤剖面棕色,重壤,土壤厚度80 cm,pH值为5.2~5.5种植水稻和旱作,以后者为主宜以旱作为主,增施有机肥,提高土壤肥力Ⅳ. 低洼圩田土地系统高圩地(Ⅳ1)67177善卷,归径,洑东,铜峰,新街,张泽,丁山,川埠山前低洼圩地,坡度极小,海拔3~10 m水稻土(灰黄泥土),质地为壤粘土,pH值为6.0~6.8以种植水稻为主宜继续种植水稻,注意土地的用养结合低圩地(Ⅳ2)53899洑东,张泽,丁山平原低洼圩地,相对高度更低,海拔<3 m水稻土(乌底青泥土)质地为壤粘土,pH值为6.0~6.8同上宜继续种植水稻,更要注意用养结合,须健全排水设施Ⅴ. 湖积平地土地系统低平地(Ⅵ1)11902丁山平原低平地,地面十分平整,一般海拔5~8 m水稻土(湖成白土)属潴育型,质地为中壤,含砂量较高,pH约为6.5种植水稻,也有旱作注意提高土壤肥力荡地(Ⅴ2)4142洑东,丁山湖边荡地,地面平整,海拔3~5 m旱作夜潮土,质地为轻壤,pH值为6.0~6.3以山芋、大豆为主的旱作注意改良土壤性质〖ZP)〗 按评价的目的不同,土地资源评价通常分为综合评价和单项评价两类。土地资源综合评价是以发展农林牧业生产进行合理利用土地资源为目的的,着重于说明土地对农林牧业发展的适宜程度、限制因素及其发展潜力,以及各类土地的合理利用方向和改造措施。土地资源单项评价仅为某一种特定的土地利用目的而进行的,其评价内容侧重于针对某种作物生长的自然属性进行适宜性评价。实践证明,土地资源单项评价的目的性明确,评价成果比较实用,有助于生产的发展。

根据宜南山丘区“竹海、茶洲”的生产特点,重点研究以毛竹、茶叶为对象的土地资源适宜性评价。

2.1评价的基本原则

为特定目的而进行的土地资源单项评价,往往涉及土地的生产能力是否适合特定生产目的的要求,其适宜程度通常取决于限制性因素种类的多少及其限制程度的大小。显然,限制性因素种类愈多,或限制性程度愈大,则适宜性程度愈低。因此,限制性因素及其强度是评价土地资源质量的一种重要指标,可作为确定土地资源等级的依据。

目前,盆地、低洼围地、湖积平地等土地系统的土地,大都是以种植水稻为主的高产农田,没有必要将其调整为林业或茶叶用地,何况这些土地类型并不适宜毛竹、茶树的生长,对此不必进行毛竹、茶树的土地资源适宜性评价。同时,低山土地系统中的洪冲积台地(Ⅰ3)、洪冲积台间洼地(Ⅰ9),丘陵土地系统中的洪积台地(Ⅱ8)和洪积冲积台间洼地(Ⅱ9),目前都已辟为茶园或农业用地,故仅作茶树生长的土地资源适宜性评价。相反地,低山顶部(Ⅰ1)和砂岩低山坡地(Ⅰ2)主要是毛竹林,今后也不可能调整改种茶树,也没有必要进行茶树生长的土地资源适宜性评价。

2.2评价的方法与步骤

参照联合国粮农组织(FAO)的评价方法[2],首先选取限制性因素。这项工作要依据毛竹、茶树的生态习性及其对外界环境的要求,并根据区域自然环境的差异性来确定,这就需要进行实地调查和分析,选取最主要的限制性因素用于评价。诚然,毛竹、茶树对光照、温度、雨量、湿度等气候条件有一定的要求,但评价的土地范围不大,气候的地域差异不明显,故未将气候因子列入评价因素之中。鉴于本区毛竹和茶树的生长和分布主要受制于地形、土壤等自然因素,因此所选取的限制性因素主要是有效土层厚度、表土pH值、土壤质地、有机质含量、土壤含石量、水源条件、渗排能力、坡度。此外,在毛竹的适宜性评价中,还选取了经营管理水平,茶树的适宜性评价中选取了障碍层深度作为评价的限制性因素。

其次,确定评价的指标。在选取限制性因素以后,必须对这些限制性因素根据毛竹、茶树的生长要求分别确定适宜等级的界限值,即评价指标。表2中列出的坡度、含石量、水源条件、渗排能力等等级指标值均根据实地抽样调查分析获得,经营管理水平则根据距离居民点远近、劳力状况、运输条件,以及产量指标等确定的。离居民点较近,劳力投入较多,运输方便,管理水平一般均高,亩产在1500斤以上;离居民点远,劳力投入少,运输不方便,管理水平则差,亩产一般在700~1000斤。介于两者之间,其水平中等,必须指出,产量的高低不仅决定于管理水平的高低,同时还决定于其他因素的优劣,因此,它仅作为一个参考指标来考虑。其他限制性因素的等级指标值主要是参考县农业局提供的土壤普查资料而定。表2宜南山丘区毛竹、茶树适宜性评价指标

Tab. 2Indices of the land suitability evaluation for mao bamboo and tea of

the mountainous and hilly region in the southern Yixing County

用地类型

适宜等级限制性因素毛竹茶树一二三四一二三四有效土层厚度(cm)>8080~5050~30<30>8080~5050~35<35表土pH值4.5~5.55.5~6.54.0~4.5

6.5~7.0>7.04~53.5~4,

4~4.55.5~6.5>6.5土壤质地砂壤土,

砂土,

壤土粘壤土

壤粘土粘土

粗骨土

砂壤土,

壤土壤粘土,

粘壤土粘土,

砂土砾石土,

粗骨土有机质含量(%)>44~1<1/>33~1<1/土壤含石量(%)<55~3030~40>40//1~30>30障碍层深度(cm)//50~30<30渗排能力好一般差积水好一般差易积水水源条件好一般差极差好一般差极差坡度(°)<1515~3535~45>45<1010~2525~30>30交通条件好一般差极差经营管理水平高一般差/2.3土地等级及其评定结果

根据评价指标将本区毛竹、茶叶用地分为以下四个等级:

一等地(高度适宜)这类土地一般没有限制因子,可长期用于毛竹、茶叶生产而不受重要限制,或者限制较小,不致降低土地生产力,不需增加超出承担水平以上的费用。

二等地(中等适宜)有一定限制性因素,长期用于或适宜于毛竹、茶叶生产,已出现或将出现局部性土地生产力的降低,但通过一定的技术措施改造较易克服,仍可获较好的效益,维持土壤生产能力。

三等地(临界适宜)土地有较严重的限制性因素,对毛竹、茶叶生产的持续利用是严酷的,生产力和效益均低,需投入较多的人力、物力,增加投资方可克服不利因素,这种开发利用属勉强合理。

四等地(不适宜)土地的限制性因素多且强,在可能提供的技术和经济条件下也无法克服,从而投资大,收益少,不宜于毛竹或茶叶的生产。

必须指出,上述土地资源用地等级系根据限制性因素中最低适宜等级确定的。换言之,一等地的各项限制性因素都应属于一等,若出现某一限制性因素属于四等,则该土地资源应评为四等地。这种用地等级的评定方法有利于明确土地资源改造利用的主要方向,以及充分发挥土地生产潜力。

根据上述原则和方法,对本区有关土地单元逐个进行评定,编绘了1∶5万的毛竹、茶叶用地等级图,并应用1∶1万地形图作为工作底图进行了面积量算。现将其评价结果分述如下:

2.3.1毛竹用地

一等地面积17942亩,占整个山地丘陵区面积的1.6%,主要分布于低山坳沟地。坡度和缓,土层深厚,土壤肥沃,水源条件好,且不积水。同时,由于海拔相对较低,交通便利,便于人工管理,因此毛竹生长极佳,通常杆高10~15米,胸围25~40厘米不等,亩产在1500斤以上。

二等地面积319706亩,占全区面积的28.6%,主要分布于砂岩低山坡地、砂岩低丘、石灰岩低丘、粘土低丘等。其共同特点是:毛竹生长的立地条件基本满足,但坡度较大,或土层较薄,或水源条件欠佳,或土壤pH值较高,有时两种限制性因素兼而有之。从而在一定程度上影响毛竹生长,亩产1000~1500斤。

三等地面积195623亩,占全区总面积的17.5%,主要包括低山顶部,石灰岩高丘、砂岩高丘、山前砂岩高丘、山前石灰岩残丘等。土层薄,坡度大,水源条件差,或渗排能力差,毛竹生长不良,亩产仅700~1000斤。

四等地面积约6348亩(不包括未评级的土地类型),占本区总面积的0.6%。除小面积零星分布于丘间低地等少数土地单元以外,在所评的各土地单元中很少有这类土地。因条件甚差,不宜发展毛竹生产。

2.3.2茶叶用地

一等地面积约107973亩,占全区总面积的9.6%,主要分布于山地和高丘的洪冲积台地及一部分缓坡地。土层深厚,质地适中,有机质含量高,呈酸性反应,排水及水源条件好,为茶树生长提供良好的立地条件,人工管理水平高。另外,在山地及高丘周围还零星分布一等茶园地。在新街、湖、茗岭、洑东等乡以及阳羡茶场等处呈连片分布,是宜兴的重点产茶区。

二等地面积约85886亩,占全区总面积的7.7%,主要包括砂岩低缓丘、火成岩低缓丘、山前砂岩残丘、砂岩残丘、火成岩残丘等土地单元。丘坡一般超过10°,或土层厚度中等,或质地偏粘,水源条件一般,酸碱度偏低或偏高,这些限制性因素中一种或两种限制而降为二等地。其分布较广,许多乡和茶场均有一定面积的分布。

三等地面积约330912亩,占全区总面积的29.6%,主要包括砂岩低山坡、砂岩高丘、粘土低缓丘、粘土岗地,以及部分砂岩低缓丘等土地单元。砂岩低山地和砂岩高丘主要是坡度较大,土层较薄,水源条件较差;而后三种类型则主要由于质地粘重,通气透水性差而成为三等地,只能勉强种茶,且产量低。这类土地常连续分布于中部砂岩高丘及南部低山坡地的下部。

四等地面积约217382亩,占全区总面积的19.4%。主要包括砂岩山坡地的上部、石灰岩高丘。石灰岩低丘、山前石灰岩残丘等土地单元。前者主要是由于坡度太大,水源条件差;石灰岩地区的土地类型中主要是由于pH值高而不适宜茶树生长。

3土地资源的合理利用问题

土地资源的开发利用程度受自然环境、经济、生产技术和政策的影响,一定时期内土地资源的利用特点是上述诸因素综合作用的结果。本区土地资源利用现状具有以下特点:

3.1土地资源利用类型多样,利于综合发展

在现有几种主要土地利用类型中,耕地占24.18%,园地占7.72%,林地占53.90%,居民点占6.20%,池塘水面占5.50%,交通用地占1.40%,工矿用地占1.10%。其中,北部丘陵地区集中了全区约81%的耕地和74%的水域,而林业用地则集中在南部山地,这种山地、丘陵、平原、湖滨俱全的土地类型是天赋的最优环境,对生产、经济的综合发展极为有利。

3.2土地利用程度和水平均较高

本区的土地利用程度较高,土地利用率达95%以上。凡能辟为耕地的土地几乎都已被开垦,垦殖指数达50.12%。1984年耕地的复种指数达214%,比全国平均复种指数高68%,镇郊蔬菜每年复种4~5次,这对于发掘土地的生产潜力,提高作物产量具有重要意义。土地的集约化程度和生产水平均较高,1984年农机总动力18.9万匹马力,有效灌溉面积和机耕面积都在80%以上,为全国的一倍左右。化肥总用量达1.03万吨,水稻亩产1100斤左右,小麦亩产达500斤,油菜亩产218斤,高于国内其他的山地丘陵地区。

3.3非农业用地比重较大

非农业用地包括城镇、农村居民点、工矿用地及特殊用地(旅游、营房)等共10.017万亩,占土地总面积的8.96%,比全国非农业用地相对比例高4.81%。随着城镇的扩大和乡镇工业及第三产业的迅速发展,其非农业用地的比率还将不断增大。

3.4土地利用中生态农业不断发展

农业生产过程是生物与其生态环境间不断进行物质和能量交换的过程,生态农业有利于提高农业生态系统的综合功能和环境、经济及社会效益。本区群众因地制宜地创造了不少合理的农业生态结构,使土地资源的利用日趋合理。如周墅乡“粮、桑、畜、禽”的生态农业结构,利用河堤栽桑,桑田套种蚕豆,以桑产茧,取桑枝作为燃料,以便有更多的稻草还田,并利用废叶、蚕沙作畜、禽饲料等。这种生态农业模式,对经济的发展和生态环境的保护具有重要的意义。生态农业在其他的乡村以各种不同的结构模式正在不断涌现,这是目前土地资源利用中一个重要特点。

宜南山丘区目前土地资源利用中存在的主要问题是

(1) 缺乏长远的土地利用规划,农业结构简单

长期以来,忽视对山地丘陵地区自然资源的综合开发利用,缺乏科学的长远土地规划,从而形成目前土地利用结构不甚合理,全区农业结构仍是以种植为主的单一经营状态。1985年农业总产值1.24亿元,其中种植业的产值9826.45万元,占79.2%,而畜牧、水产养殖业仅2567.92万元,占20.8%。在种植业内部,林业用地占全区总面积的53.9%,但其产值仅占种植业总产值的18%,其直接的经济效益较低。在林业内部,用材林、竹林和薪炭林面积达49.82万亩,占林地总面积的82.2%,而产值仅590.41万元,占33.4%,而茶、果、油和其他经济林面积仅8.06万亩,产值却达1177.19万元,占66.4%,其经济效益明显较高。由于受“以粮为纲”“左倾”思想的影响,经济林木的面积由1955年的5.4万亩减至1985年的3.36万亩。目前难以看到成片的果园地,果品产量较低。如板栗,这是本区的特产之一,年产量在50年代为11000吨左右,1985年仅485吨,远远不能满足市场的需要。在畜牧业中,粮食转化型的家畜产值占全区畜牧业总产值的98.1%,食草型家畜产值占1.1%,表现为一种极不合理的畜禽养殖结构。水产养殖业刚刚起步,还很不发达,全区共有大小水库21座,塘堤500多处,大多数仅作蓄水防洪、灌溉抗旱之用,养鱼的水库仅4座,而且放养量少,管理水平差,产量和效益均很低。而可作为鱼类饵料,又可作为家畜饲料的水生植物的种植面积更少,全区仅1.3万亩。这种农业生产结构既不适应城镇和经济发达的需要,也不利于充分合理利用多种多样的土地资源,影响整个农业生产的综合发展和经济效益的提高,对良性农业生态平衡的建立产生一定的影响,需做长远的科学规划进行相应的调整。

(2) 耕地数量减少,质量日趋下降,耕作较粗放,粮食产量增长较慢

据本县农业自然资源调查资料分析:宜兴县近三十多年来平均每年减少耕地面积5000亩左右,目前仍呈下降趋势,本区也不例外,尤以洑东、太华、湖等更为明显。造成耕地减少的原因主要有:① 城乡居民点、工业、交通及农田水利基本建设等占地增加;② 管理土地没有一个统一的部门,更没有用地的总体规划,一些单位和部门乱占滥用,浪费大量耕地;③ 由于第二、三产业的收益远远超过农业收益,对耕地的保护很不重视,只知“无工不富”,忘掉“无农不稳”。在耕地数量减少的同时,其质量也正在逐渐下降,主要反映在:所占用的耕地大多是良田,耕地的质量相对下降;耕地重用轻养,有机肥和无机肥比例失调,草塘泥已趋于绝迹,土壤肥力下降;工业“三废”的污染和化肥农药的大量使用,使土质恶化。耕地重用轻养,用养不当,致使土壤理化性变差,特别是N,P,K养分严重失调,缺K的耕地面积逐年增大,自1982至1984年速效钾每年平均下降10.3 ppm。

耕地质量的下降,和乡镇工业的不断发展,使大量劳力转向工业,农业明显出现劳动力不足现象,在工业发达的乡镇尤为严重。另外耕地管理粗放,也造成粮食产量偏低。诚然,目前农民种田的积极性不高也有价格和政策方面的原因。

(3) 林地利用不当,生态平衡失调

长期以来,在造林绿化工作中“重栽轻养”,管理水平低,死苗率较高,林木生长缓慢,幼年林、中年林和成熟林三者发展不协调。现有34万亩用材林和薪炭林中,成熟林地的面积仅占4.7%,中龄速生林占25.5%,而幼年林占69.8%,其中30%的面积生长着发育不良的“小老头树”。同时,由于林业承包制中某些不合理的制度,使全区约3万亩的次生林作为薪炭林经营,长期得不到改造,部分荒山尚未绿化。据调查,林农不愿把次生林改造为用材林的原因是怕政策改变,积极性较低,而且经营薪炭林比用材林对自己更为实惠,薪柴价格较高,也不受林业管理制度的约束。

经济林中的茶园面积近几年有较大的发展,1986年全区已达5.7万亩,相对本区的劳动力来说已近饱和。但茶叶生产中突出的问题是高质量的茶园面积少,许多茶园有待改造,在茶叶质量和单产上都有很大的潜力。

由于片面强调造林是为了用材之需,乱砍伐未能彻底制止,同时在不适当的地方开辟茶园,从而在一些地区水土流失加剧,生态平衡失调,自然灾害时而发生。如1985年9月13日洑东和湖两乡之间山洪暴发,洪水遍及14个村庄,冲倒房屋133间,毁坏桥梁32座,淹没稻田403亩,造成的经济损失达250万元。

(4) 资源利用不够充分,经济效益不甚明显

如前所述,本地区土地类型多样,利用形式多种,农产品资源丰富。但是,未能充分利用这些资源,大部分仅仅作为初级产品出售,相对地影响了经济效益的提高。如能充分利用本区毛竹、木材、果品、山草药等资源优势,则可发展一些相应的加工工业。目前本区引进外来资源如钢铁、电子等材料的工业企业较多,却忽视对本地资源的深度加工,这种不合理现象应予改变。

为了合理利用宜南山丘区的土地资源,发挥土地资源潜力,提高农业生产水平,繁荣经济,现提出以下几点建议。

(1) 加强土地资源的管理与利用的总体规划

在充分利用农业自然资源调查与区划中获得的土地资源的数量、质量和评价等成果的基础上,根据本区国民经济发展的需要,考虑各部门生产发展的用地规划,以及改善生态环境和保护农业用地的原则,统一制定城乡各部门土地利用总体规划。为此,需要建立统一的土地管理机构,把土地资源的调查、利用规划、土地征用、转让、登记、统计等,依国家颁布的土地法进行统一管理,并以经济手段保护现有耕地。

(2) 进一步调整农业结构,建立“立体型大农业”,充分发挥山丘区优势

根据本区土地类型及其特点,进一步调整农业生产结构,建立多层次、多形式的“立体型大农业”结构模式,其目的是把现有农业生产结构改变成为一个协调运转、富有活力,对土地资源进行深度开发利用,从而使在单位体积内,以最小的成本获得最大的生态、经济、社会的综合效益的立体型动态农业结构。

在低山顶部和陡坡山地建立豆科牧草和马尾松的双层次单形式立体生产结构;在低山中部和下部按不同土地类型建立以杉木、毛竹、笋竹林和豆科牧草为主的双层立体型生产结构;在缓丘、低坡地、山麓和洪冲积扇台地区,土层厚,土壤肥力高,结构较好,透水性良好,交通方便,利于管理,建立果品林、特种经济林、茶园、木本油料等经济林木的多层次形式的主体型生产结构;在盆地和圩地的平田地区,应以种植水稻为主,在稳定粮食生产的情况下,逐步发展多种经济作物;在水域地区,拟建立放、养、种多层次形式的主体型生产结构,水面放养水浮莲、水花生、菱角等浮水植物,水层内放养鱼虾等,水域周围种植藕莲、菱白等,变单一的抗旱防洪为多结构、多功能的抗旱、蓄水、发电、养殖、种植相结合的人工复合生态系统。

(3) 加强集约经营,挖掘现有耕地潜力,提高粮食单产水平

粮食是一项极为重要的生活必需品,又是一项消费量最大的物质,没有充足的粮食供应,就难以充分开发、合理利用本区的资源。新中国成立以来,水利建设和农业机械化有一定的发展,有效灌溉和机耕面积分别达50%和60%以上,粮食亩产比新中国成立初期提高了两倍,但仍低于全县平均水平。如果改造和建立良好的农田生态环境,提高管理水平,其耕地的生产潜力还很大,粮食仍可增加。

提高现有耕地的生产力水平必须着重解决以下问题:① 充分合理利用农业水资源。水是影响作物增产的最重要因子之一,为此要完善灌溉系统,并对现有灌溉设施逐步进行更新和技术改造,进行渠道衬砌和地下管道建设,改进灌水技术,发展节水型灌溉农业,降低灌水定额,提高水的利用率。对严重缺水的“望天田”,宜发展旱作农业,或退耕还林,发展经济林木。② 大力提高土壤肥力,在适当施用化学肥料的同时,应大力增施有机肥,积极发展红花草、苕子、蚕豌豆等绿肥;建立合理的轮作制度,扩大粮肥、粮豆、粮油等轮作比重;通过发展食草型畜牧业,实行农牧结合,“过腹还田”;努力解决农村燃料,肥料矛盾,增加秸秆还田,搞好堆肥和沤制好草塘泥;对土壤理化性质不良的低产田,则应采取相应的改土措施,以提高其肥力水平。③ 合理轮作。本区双季稻种植虽然有一定的基础,但因地处典型亚热带北缘,热量条件勉强适宜于双季稻的种植,易受低温而影响其产量;肥料不足,地力衰减;费时太多,劳力严重不足。因此,本区不宜发展双季稻,应将一定数量的肥料和劳力集中用于种植单季稻。④ 乡镇工业的不断发展,使得大量的劳动力转向工业,劳力不足,且素质较差,田间管理粗放,必须采用先进的技术装备,提高耕作的管理水平,实行科学种田。

(4) 发挥山区资源优势,积极开展多种经营,发展商品生产

本区发展多种经营,门路广阔。可根据各种土地类型的特征及社会经济条件,选择发展多种经营的种类,建立各种商品生产基地。选择的原则是:有资源优势,增产潜力大,有可供采用的技术,而且投资少,见效快,收益大。目前,本区可考虑建立以下商品生产基地:

① 板栗生产基地板栗是本区传统的优势果品,也是全国年产100万斤以上的基地之一,现有面积1.6万亩,在“七·五”期间计划发展到2.5万亩,根据板栗适应性强、耐瘠、耐湿等特点,可向各种类型的山丘缓坡地发展,适当扩大板栗园面积。在对现有园地进行改造的基础上,加强管理,提高其产量。

② 青梅生产基地青梅是内外销都很紧俏的果品,营养丰富,具有药用价值,目前已有青梅面积1万多亩,以后可逐步发展到5万亩。

③ 用材林基地用材林的生产已有一定的基础,但由于经营粗放,现有林地生产力不高,必须进行科学造林,提高成活率;对幼林加强抚育,促其快速生长,提高材积率;对中龄树及时间伐和合理采伐;对天然林加强管理改造;对宜林荒山加速造林绿化,扩大和建设好用材林基地。

④ 毛竹和笋竹林基地本区自古以来就有“竹海”之称,毛竹和竹笋生产已有相当的基础,目前竹林面积15.1万亩,而本区适宜毛竹生长的一、二等地达33.76万亩,仍有发展余地,但目前更为重要的是加强竹林管理,增加其单位面积产量,提高经济效益。

⑤ 茶叶生产基地本区茶园面积近几年已有较大的发展,1986年已达5.7万亩,成为我省重要的茶叶生产基地。虽然适宜茶树种植的一、二等地面积将近20万亩,具有继续发展的土地资源条件,但相对于本区的劳动力来说已近饱和,不宜继续扩大茶园面积。应集中力量建设好现有茶叶生产基地,加强集约经营,尽可能建立集中连片的茶园,将坡式茶园改为梯式茶园,并培育良种,选择壮苗,合理密植,改造老茶园。此外,增施肥料,中耕除草,防治病虫害,发展灌溉,增加喷灌面积,以提高茶的单产和质量。

此外,在桑蚕生产有一定基础的张渚区应逐渐建立桑蚕生产基地,东部太湖渎区建立百合等经济作物生产基地,以及利用草场和丰富的饲料资源建立分散小型的畜牧业基地;利用广阔的水面建立水产基地等。

在这些基地的基础上,建立不同类型各具特点、多层次的农、林、牧、副产品加工工业,发展商品生产,提高其经济效益。

(5) 调整乡镇用地结构,控制非农业用地

乡镇和工矿用地应根据“节约用地,少用农田,不占农田”的原则,控制用地规模的扩大,并尽量向丘坡地区发展,尤其要注意保护高产的菜地。农村居民点的规划应遵循“有利生产、方便生活、节约用地”的原则。当前,农村建设占地严重,应严格控制,并纳入土地总体规划之中,做到布局合理,用地节约。有条件的地区可考虑向坡地发展,如红卫村在山坡上建立居民点群,节约了许多良田,其经验应予推广。

参考文献

[1] Colin Mitcholl. Terrain Evaluation[M]. Longman,1973.

[2] FAO. A Framework for Land Evaluation[J]. Soils Bulletin,1976,32.

LAND RESOURCES AND ITS RATIONAL UTILIZATION

OF THE MOUNTAINOUS AND HILLY REGION

IN THE SOUTHERN YIXING COUNTY

Bao HaoshengPeng BuzhuoNi ShaoxiangLi Chunhua

Abstract:Based on the data collected in the field survey the land resources of the study region are divided into 5 land systems and 29 land units and their characteristics are described in this paper. Then, the suitability evaluation of all land units for mao bamboo and tea are carried out. Besides, the main characteristics and problems in the land uses, their rational exploitation, and the main directions and measures of the land utilization are discussed.

Key words:Yixing, land type, land resources evaluation, rational utilization

西藏南迦巴瓦峰地区的土壤资源及其合理开发利用西藏南迦巴瓦峰地区的土壤资源及其合理开发利用本文承任美鄂教授、龚子同研究员、高以信副研究员提供宝贵意见,特此致谢。

本文原载《地理科学》,1992年第12卷第3期,第237244页。 西藏南迦巴瓦峰(以下简称南峰)海拔7782m,它位于雅鲁藏布江大拐弯内侧,喜马拉雅山脉的东端。根据作者于1982—1983年对南峰地区进行登山科学考察所获得的大量资料,我们曾对该地区的自然地理环境、土壤性状及分布特征进行过研究[1—4]。南峰地区土壤类型多样,垂直结构明显,土壤资源十分丰富,具有一定的生产潜力。探讨本地区土壤资源结构及利用特点,分析土壤资源利用过程中所存在的主要问题,提出合理利用该地区土壤资源的主要途径和措施,对发展农、林、牧业生产,保护生态环境,促进本地区经济的发展均具有重要意义。

1土壤资源结构及利用的特征

1.1土壤资源类型多样,垂直结构明显,为农林牧业的综合发展提供了广阔的前景 南峰地区自然地理条件复杂,土壤资源类型多种多样,垂直结构明显。南坡从河谷海拔500~1100m的砖红壤性黄壤,向上依次为山地黄壤(1100~1900m)、山地黄棕壤(1900~2300m)、山地棕壤(2300~2800m)、山地灰化土(2800~3600m)、亚高山灌丛草甸土(3600~3900m)、高山草甸土(3900~4300m)、高山寒漠土(4300~4800m);北坡从河谷海拔2800m至3200m为山地棕壤,向上依次为山地灰化土(3200~4100m)、亚高山灌丛草甸土(4100~4500m)、高山草甸土(4500~4700m)、高山寒漠土(4700~5000m)。上述八种土壤资源的数量达3.30214×104 km2,其中以山地灰化土资源分布最广,占全区土壤资源面积的22.78%,依次为高山草甸土、山地棕壤、亚高山灌丛草甸土、山地黄棕壤、高山寒漠土、山地黄壤,砖红壤性黄壤资源数量最少,仅230.59km2,占全区土壤面积的0.69%(表1)。表1南峰地区各类土壤资源的面积

Table 1The areas of the soil categories in Mt. Namjagbarwa region

土壤资源类型面积(km2)占各区土壤总面积(%)砖红壤性黄壤230.590.16山地黄壤1023.063.10山地黄棕壤3738.1611.12山地棕壤5722.9517.33山地灰化土7522.0222.78亚高山灌丛草甸土4798.5914.53高山草甸土6483.9019.64高山寒漠土3502.1310.61合计33021.40100土壤资源的垂直分布形成了山地特殊主体结构的大农业土壤生态环境,为本区农林牧业生产的立体布局及综合发展提供了十分有利的条件。

雅鲁藏布江河谷海拔1100m以下的砖红壤性黄壤地区,沿河谷的陡坡及远离居民点的地方尚保存有准热带的季雨林,热带经济果木十分丰富;部分河谷地区已被破坏而演变成为次生林地,不少山坡略缓之处基本上已开垦为旱地,种植鸡爪谷、玉米、高粱和荞麦等农作物;沿江阶地及坡度平缓的台地都已辟为农田,种植水稻等粮食作物;缓坡处的土壤,其土层较厚,结构良好,表层有机质含量颇高,一般可达30~50g/kg;气候湿热,雨量充沛,土壤资源的生产潜力较大。

雅鲁藏布江及其主要支流金珠曲和帕隆藏布河谷海拔2300m(局部2500m)以下的山地黄壤和山地黄棕壤地区,水热条件优裕,土壤结构良好,表层有机质含量高达80~100g/kg,全氮量在3.5g/kg左右,土壤资源的质量一般较高。目前,大部分地区仍保存着亚热带的常绿阔叶林;局部河谷阶地和缓坡地已辟为耕地,种植水稻、旱稻、鸡爪谷、玉米、青稞、谷子、高粱及大豆等农作物;墨脱县的达木、旁辛、加热萨及格当等地的阶地和缓坡地种植有棉花、甘蔗、烟叶和麻等经济作物;波密县易贡盆地的山地黄棕壤不少已开垦为茶园;野生的广柑、芭蕉、橙子和橘子等亚热带水果广泛分布,其中橘子已开始人工种植。

雅鲁藏布江及其支流尼洋曲和帕隆藏布河谷和坡地的海拔2300m(局部2500m)至3100m左右地区,广泛分布着山地棕壤,土壤较肥沃,表层有机质含量30~50g/kg;水热条件尚好,是西藏的主要农业区之一。河谷两侧海拔3100m的坡地尚保存有山地暖温带的针阔混交林,河谷中广泛分布3~4级阶地,以及大小不一的洪积、冲积扇,大都已开垦种植水稻、小麦、青稞、玉米和油菜等多种农作物,素有“西藏粮仓”之称。野生的桃和核桃分布广泛。近十多年来,苹果、梨、核桃等亦有一定的发展,已逐步成为西藏水果生产的重要基地。

南峰地区海拔2800m(南坡)至3100m(北坡)以上的山地灰化土带,为森林集中分布的地区,它是西藏重要的林业基地,在我国林业中也占有极为重要的地位。再往上依次为亚高山灌丛草甸土和高山草甸土,其上牧草丰富,是发展畜牧业的良好场所,目前仍处于待开发利用之中。

1.2耕地土壤资源少而分散,且肥力不均

南峰地区的墨脱、波密、林芝及米林四县耕地总面积共0.976×104 ha,远远低于全国耕地占总土地面积10%的水平。由于地形复杂,山高谷深,坡度大,现有耕地仅零星分散于雅鲁藏布江及其主要支流尼洋曲、帕隆藏布及金珠曲等狭长河谷地区。

自米林县宜淀以上的雅鲁藏布江中游及支流尼洋曲河谷,帕隆藏布自通麦以上的河谷地区,河谷较为宽广,两岸阶地及洪积扇甚为发育,其上主要分布山地棕壤,且多已开垦为耕地,形成山地耕性棕壤,为西藏主要农业区之一,这里也是居民点集中分布的地区。各级阶地上的山地耕性棕壤,土层较厚,一般都在1m以上,土壤肥力较高,有机质含量达40g/kg左右;洪积冲积扇上发育的山地耕性棕壤,土层较薄,一般不超过60cm,质地砂壤,砾石含量较多,肥力较低,有机质含量一般在20g/kg左右。

墨脱境内的山地耕性黄壤和山地耕性砖红壤性黄壤,交错分布于雅鲁藏布江深切河谷两岸的阶地和平台上,其中大部分已修为梯田和台田,土壤肥力差异明显。此外,在山坡略缓之处,刀耕火种地分布仍较广泛,种植几年后,土壤肥力急剧下降,表层有机质含量由原来的80~90g/kg减少到20~30g/kg,一般以种植玉米、鸡爪谷为主。

2土壤资源利用中存在的主要问题2.1农业土壤耕作粗放,利用程度不高,粮食作物单位面积产量低本地区的耕作土壤中,虽有不少土壤肥力较高,但利用程度不高,一般是一年种一季;一部分耕地一年种二季,一季冬青稞或小麦,另一季为晚玉米;不少耕地实行轮休。再加上耕作粗放,田间管理很差,因此,粮食作物的单位面积产量低,平均仅3000kg/ha左右。墨脱县境内耕地处于热带和亚热带,水热条件优裕,但粮食作物每公顷产量仅超过3765kg;米林县粮食作物每公顷产量最低,平均仅2250kg。水温偏低也是影响作物产量的一个重要因素。本地区河流主要是以冰雪融水补给为主,水温偏低,用这种河水灌溉,降低土温,影响作物产量。墨脱县地东、背崩一带,海拔在800m以下,从水热条件来分析,宜种植双季稻,但由于早稻种植时,本地区仍处于降水较少的干季,利用高山冰雪融水补给的河水灌溉,水温低,影响作物的正常生长,种双季稻的产量与种单季稻的产量相差无几。因此,目前该地区基本上都种植单季稻。从土壤条件来看,南峰地区农业生产的潜力是很大的,提高单位面积产量,不仅对本地区,而且对西藏全区都具有重要的意义。

2.2毁林开荒、水土流失加剧,土壤衰退,肥力降低

南峰地区山多耕地少,人均耕地仅0.21ha左右,低于西藏其他地区的水平,尤以墨脱县耕地最少,人均耕地仅0.09ha左右。在生产水平低和缺乏科学技术指导的情况下,为了解决粮食和燃料的不足,人们甚至采取“杀鸡取蛋”、“竭泽而渔”的掠夺式办法,乱伐森林,滥垦土地。这种刀耕火种的耕作方式,以墨脱县最为严重。放火毁林以后,一般仅耕种二、三年,后又弃荒,又毁林开辟新的耕地,且毁林开荒的山坡可达35°左右,少数地区竟达45°左右,以种植玉米、鸡爪谷等作物为主。新垦地种植作物后呈浅绿色,放弃后的耕地生长着野芭蕉林或次生的灌木林,呈一片绿色,与邻近未开垦的暗绿色的常绿阔叶林或季雨林呈鲜明的对照。由于开垦的坡度较大,加上暴雨的不断冲刷,水土流失较为严重,表土层变浅,土壤肥力急剧下降,表土有机质含量由原来的50g/kg左右下降至10~20g/kg,农作物产量显著减少,不得不弃荒。这种以牺牲自然环境和生态平衡为代价去换取眼前短暂利益的做法,造成极为严重的恶果,有的地区水土流失致使土层侵蚀殆尽,基岩裸露,生态环境日趋恶化。

2.3河谷土壤资源利用不甚合理,易受水旱灾害影响

如前所述,河谷土壤成因不一,土壤性状与肥力亦有一定差异,其利用方向应有所区别。但是,过去在“以粮为纲”的指导下,重农轻林牧的现象较为普遍而严重。不宜开垦的谷坡地和洪积冲积扇上的灌木林和草地,大都已开垦种植,从而造成农牧比例失调,农牧争地矛盾突出,牧业生产不但未能发展,反而有所下降,牲畜总数略有减少(如波密、林芝县),米林县则在每年8×104头(只)左右徘徊。其关键问题是草场不足,尤以冬春饲料缺乏更为严重,在一定程度上影响畜牧业的发展。

本地区降水的季节分配不够均匀,尤以北侧半湿润地区较为明显,降水主要集中于5—9月,占全年降水量的70%以上,且多暴雨、大雨,暴雨的日数较多,易发生水旱灾害,处于谷坡和洪积冲积扇上的耕地更易受这种灾害的影响。如米林县德阳河口洪积冲积扇上的耕地土壤,常受洪水的危害,1983年的洪水毁坏了几乎整片农田。其他地区的洪积冲积扇上的土壤也经常遭受洪水的危害。而在干旱的年份,这些耕作土壤也易受干旱的影响,在无排灌设施的地区旱情尤为突出,粮食产量每公顷仅两千多公斤,有的甚至颗粒无收,抗御自然灾害的能力弱。

2.4森林土壤尚未充分利用,森林采伐不合理

本区热带和亚热带土壤,除已开垦利用的以外,其上植物种类繁多,生物资源丰富,尤其是名贵的药用植物、野生的果木、大型的真菌等资源更为丰富,有待开发利用。山地灰化土多生长着阴暗针叶林,组成森林的主要树种有墨脱冷杉(Abies delavayi var. motuoensis)、苍山冷杉(Abies delavayi)、林芝云杉(Picea likiangensis var. linzhiensis),及急尖长苞冷杉(Abies georgei var.smithii)[1]。土壤肥力及森林生产率的区域差异较为胆显,自湿润至半湿润再过渡至半干旱地区,其土壤肥力和森林生产率逐渐降低。林木的平均蓄积量一般可达500~800m3/ha,最高可达1500m3/ha,低者仅220~350m3/ha。目前,除沿公路部分地区已采伐利用以外,绝大部分尚未开发利用,而这些森林不少已属超过采伐年龄的过成熟林,环境冷湿,生物分解缓慢,病腐率较高,急待合理开发利用。而已采伐及正在采伐的森林又很不合理,乱砍滥伐及伐而不育现象普遍。如波密县扎木林场伐木10多年,仅育林4.67多公顷;米林县红卫林场近20年砍伐木材约100×104~120×104 m3,仅在1983年育林100多公顷。伐后森林常为山杨、白桦林所代替,土壤肥力降低,森林生态系统的生产力减低,水土流失加剧,河水泥沙含量增加,河床不断抬高,湖泊淤塞加速,蓄洪能力减退,河湖沿岸耕地易遭受洪水的危害。

2.5草甸土壤利用不平衡,草场建设与牧业生产发展不相适应

南峰地区的草甸土壤主要是亚高山灌丛草甸土及高山草甸土,此外,雅鲁藏布江及其主要支流河谷两侧局部地区零星分布着发育程度较差的山地灌丛草甸土,其上生长着各种类型的灌丛和草甸植被。这些都是本地区重要的草场资源。亚高山灌丛草甸土与高山草甸土上形成的草场,牧草的盖度达80%~90%,鲜草产量1950kg/ha左右;河谷地区的山地灌丛草甸土上形成的草场,盖度可达60%~80%,鲜草产量1950kg/ha以上。此外,林区内及其边缘地区的土壤生长着各种灌木、禾草和莎草等,也是河谷地区的草场资源之一,有的甚至是一种重要的牧草资源。但是,对于这些土壤及其上草场的利用很不平衡,亚高山及高山地区土壤除局部地区已辟为夏牧场外,绝大部分地区尚未利用,河谷地区的草场及作物茬地一般作为冬春牧场而过度地利用,从而产草量减少,草场不断退化。如米林县派区一带的阶地和平台上,各种类型的灌丛草地遭受牲畜的过度啃食,逐渐演变成为锦鸡儿、栒子木为主的灌木林,草本植被显著减少,盖度由60%~70%下降至20%~30%,草质变坏,牧业生产受到一定威胁。由于很少进行草场的基本建设工作,发展牧业生产与草场不足的矛盾已较为突出。

3土壤资源的合理利用与保护

根据南峰地区山地土壤的特点及利用中存在的问题,为了充分发挥土壤资源较丰富,水热条件较优裕的优势,克服目前土壤资源利用中所存在的问题,以提高其生产潜力,提出以下合理利用与保护土壤资源的途径和措施:

3.1合理调整农牧业用地结构,兴修水利,改良土壤,提高耕地土壤生产能力

根据本地区自然地理条件、土壤资源特点及经济发展的特征等,适宜于耕作的土壤已基本上被开垦利用,少部分地区从自然和社会等因素来考虑,仍以作为牧场发展畜牧业为宜。因此,其耕地规模大致保持目前水平为妥。

本地区沿雅鲁藏布江及其支流河谷阶地上的耕地土壤,尤其是高阶地上的耕地土壤,质地多为砂壤至壤质,适耕性良好;但洪积冲积扇与高河漫滩上的耕作土壤,泥少沙多,土质差,漏水漏肥严重,且易受水旱灾害的影响。对后者除部分退耕还牧外,应增垫粘土,或施老墙土,以达到改良土壤质地,提高土壤肥力的目的。为了加速发展本区粮、油生产,建设成为西藏的商品粮、油生产基地,主要在于提高耕地土壤的单位面积产量。兴修水利、改良土壤是提高耕地土壤生产能力的重要措施之一。

南峰北侧的半湿润地区,农用耕地的灌溉效果非常显著,水浇地的平均产量可成倍增加。米林县的耕地面积0.29×104 ha,1960年以前水浇地面积仅867ha,近几年增至2524ha;波密县耕地面积约0.33×104 ha,有效灌溉面积占全县耕地面积的50%左右;林芝县的有效灌溉面积1867ha,占全县耕地面积的70%左右。水利灌溉事业的发展,在排涝抗旱中起了极为重要的作用,对提高土壤生产能力提供了重要的条件,为提高农作物产量打下了良好的物质基础。但是,目前不少渠道年久失修,排灌能力减弱,旱涝保收的高产稳产农田较少,林芝县占总耕地面积的30%左右,米林县仅占15%左右。因此,修整原有渠道,兴修新的渠道,增加有效灌溉面积和旱涝保收的高产稳产农田的面积,才能使农业生产不断持久地发展。

3.2合理轮作,开辟肥源,提高土壤肥力

本地区的米林、林芝和波密县等地作物轮作方式主要是青稞、豌豆或蚕豆、青稞三年一轮,或小麦和豌豆混作、青稞三年一轮;青稞、豌豆和青稞混播、春小麦(或油菜)、休闲四年一轮。雅鲁藏布江下游的墨脱县除水稻一年一季以外,旱作有一年二季,冬青稞或小麦和晚玉米;海拔较高的地区也有三年或四年一轮。20世纪70年代初期冬小麦面积逐步扩大,1978年曾达历史最高水平,而对休闲地、豌豆单种或豌豆、青稞混种面积压缩过多,冬小麦的多年连作,虽在短期内对粮食的增产起一定的作用,但土壤肥力显著降低,加之劳力、肥料等不足,随后,不少地区粮食减产,从而又提出减少冬小麦播种面积,其减少程度达60%左右,并实行轮作。可见,合理轮作是培养地力和作物持续增产的一种重要的耕作制度,也是充分利用耕地土壤资源,促进农业高产稳产的有效措施。

此外,开辟肥源,增施肥料,对作物的增产也是有重要意义。本地区肥源广,主要有各种牲畜的粪尿、草木灰、杂草及林区的枯枝、落叶、淤泥等。但群众很少使用,除牛、羊粪肥外,其他肥料基本不用;有些地区虽施用化肥,但科学技术落后,施用方法不甚合理,从而直接影响作物产量的提高。因此,推广先进农业科学技术,逐步改变落后的耕作方式,增施有机和无机肥料,提高土壤肥力,可使目前作物产量2250~3000kg/ha,提高到较高的水平。南峰地区太阳辐射较强,热量有效性高,水热配合适当,喜凉作物生长期长,是麦类等旱作的高产区。就整个青藏高原而言,春小麦一季最高产量每公顷曾高达15000kg,冬小麦13065kg,青稞达9000kg 以上。目前本地区麦类等粮食作物产量远远低于此水平。因此提高粮食单产的潜力是较大的。

3.3严禁毁林开荒,修筑梯田、台田,防止水土流失

本地区森林开发利用不合理的现象较为普遍,尤以墨脱较为严重。其原因是:毁林开荒,刀耕火种;燃料问题难以解决,以木材作为燃料;更为重要的是无人管理。为此,必须严格执行国家“森林法”,严禁毁林开荒,刀耕火种的原始耕作方法应坚决予以制止;建立一定规模的薪炭林基地,以解决本地区燃料问题;加强政府对森林的管理。

该地区的人们早就在山坡上开垦耕地,生产粮食,以满足生活需要。墨脱县加热萨一带坡度达40°左右的山坡均早已开垦为耕地,但在山体的顶部仍保存有部分森林,以防止水土流失,这固然可起到一定的作用。然而,由于山坡陡,且暴雨多,水土流失仍较为严重。类似加热萨地区的情况也较为普遍。林芝、米林、波密县等地采用固定和改造坡耕地而修筑梯田和台田的办法,将坡耕地变为保水、保土和保肥的三保田,既防止了水土流失,也加强了抗御旱、涝灾害的能力。因此,加强农田基本建设,有计划、有步骤地将耕地修筑成梯田或台田,必将提高作物的产量,获得良好的生态环境效益和经济效益。

3.4合理采伐,提高土壤资源的利用率

就自然地理条件而言,亚高山灌丛草甸土带以下的广大地区,均适宜于各种不同类型森林的生长。但从本地区农林牧业生产全面发展来考虑,显然,适宜而已被开垦的耕地,以及牧地不宜发展林业。目前的关键问题是,宜加速森林的采伐,提高现有森林土壤资源的利用率。本地区的森林大部分已属成、过熟林。据米林、林芝等县调查,目前森林每年净生产量可达200多万立方米,但年采伐量大大低于年净生长量。按现有的采伐速度,其现存量足可以供采伐数百年,必须加速和合理采伐利用,应考虑制定长远的合理开发利用规划,有计划地建立新的伐木基地;坚持育林重于采伐;保护水源涵养林;对那些生长正处于旺盛时间的森林,可适当择伐,以提高土壤温度,降低其湿度,减少病腐率;加强林业队伍的建设,提高科学技术和管理水平。这样,既充分利用了森林资源,又将大大提高土壤资源的利用效率。

3.5加强牧业生产,充分利用高山草场

南峰地区是西藏重要的农业区之一,牧业生产并不占有重要地位。20世纪80年代初期,牲畜总数约8×104头,草场面积约0.844×104 ha,平均每头牲畜仅占草场0.106ha。从自然条件、社会经济特点及本区今后发展方向等全面分析,可将原来是草地,现又不宜耕种的耕地,退耕还牧,以扩大草场面积;高山草场由于交通等问题,目前还难以充分利用。因此,本地区草场适宜的规模可在1×10 ha左右。

由于本地区牧业生产已有一定的基础,而目前畜产品尚不能满足当地藏族人民的需求,靠与邻近地区用粮食交换来解决畜产品(尤其是酥油)不足的问题。因此,在大力发展农业生产的同时,还必须加强牧业生产,适当地发展畜牧业。宜采取加强草场的基本建设,建立天然饲料生产基地和人工饲料(栽培牧草)生产基地,实行封山(滩)育草,作为冬春季饲料基地;增施有机肥和进行水利灌溉,以提高土壤的生产能力;调整畜群结构,合理淘汰老弱病畜,加速牲畜周转,适当挺高畜群中母畜比例,等等。同时,在不断解决交通、畜害等的前提下,逐步充分利用亚高山和高山草场。

参考文献

[1] 彭补拙.南迦巴瓦峰地区垂直自然带的初步研究[J].山地研究,1984,2(3):182189.

[2] 彭补拙.关于西藏南迦巴瓦峰地区垂直自然带的若干问题[J].地理学报,1988,41(4):5158。

[3] 彭补拙,赵培道,刘育民,等.南迦巴瓦峰地区土壤类型[J].山地研究,1985,3(4):258265.

[4] 赵培道,彭补拙,窦贻俭,等.南迦巴瓦峰地区土壤性状及分布特征[J].南京大学学报(地理学),1987:7282.

SOIL RESOURCE AND ITS RATIONAL

UTILIZATION IN MT. NAMJAGBARWA REGION

Peng Buzhuo

(Department of Geo and Ocean Science,Nanjing University,Nanjing 210008)

Abstract:Mt. Namjagbarwa,7782m above sea level,is situated at the eastern tip of the Himalayas Range. Based on the survey carried out in Mt. Namjagbarwa region in 1982 and 1983,the following problems are discussed:

1. Mt. Namjagbarwa region with a total area of 33021.4km2,is composed of a number of soil types which could be divided into 8 soil categories with the evident vertical distribution. It is estimated that the mountain podzolic soil accounts for 22.78% of the total soil area. At present,the agriculture,forestry and animal husbandry in the region are arranged generally according to the vertical utilization of soils.

2. The main problems of the soil resource utilization have been found. For example,the degree of agricultural soil utilization is low,the deforestation has led to soil erosion,the soil in valley is not utilized rationally,the forest soil still has great utilization potential,and the utilization of meadow soil is unbalanced.

3. On the basis of the characteristies and major problems of the soil resource utilization,in order to rationally utilize the soil resource in the region,five aspects have to be stressed: 1) build water conservancy works;2) carry out rational cropping rotation and search new fertilizer sources to increase soil fertility;3) stop deforestation and make terraced fields in order to conserve water and soil;4) fell rationally and increase the efficiency of forest soil utilization; and 5) strengthen animal husbandry production to make full use of alpine grazing land.

Key words: Mt.Namjagbarwa,soil resource,structural features, rational utilization江苏省宁镇扬山地丘陵地区农业资源的综合开发利用江苏省宁镇扬山地丘陵地区农业资源的

综合开发利用本文与周生路、叶先前共同撰写,原载《山地研究》,1993年第11卷第3期,第161166页。摘要宁镇扬山地丘陵地区土地面积133.9万公顷,农业资源丰富,是江苏省开发潜力很大的地区之一。本文从气候资源、水资源、土地资源和生物资源,阐述了它们的区域优势;探讨了农业资源开发利用中的主要问题,提出了综合开发利用的建议和对策,制定农业资源综合开发的总体规划;建立农业资源综合开发治理试验区;发挥山丘地区资源优势,建立商品生产基地。

关键词江苏省宁镇扬山地丘陵地区农业资源综合开发

宁镇扬低山丘陵地区位于江苏省的西南部,包括镇江市、南京市的郊县、扬州市大部分县市及宜兴、溧阳的部分地区。本区农业资源丰富,农林牧副有一定的基础,增产潜力大,综合开发利用有广阔的前景,是江苏省的一块“宝地”。

全区土地面积133.9万公顷,其中耕地51.7万公顷,占江苏省耕地面积的10%。人口约860万,其中农业人口522万,占全省农业人口的11.4‰。按农业人口计,人均土地0.26公顷,人均耕地0.1公顷,分别比全省人均水平高31%和10%,比相邻的太湖地区高40%和24%。

本区与长江三角洲的经济区紧相毗连,该经济区内的上海、南通、南京等城市是重要的国际贸易港口。长江三角洲经济区固然是我国国际贸易的重要基地,而与之相邻的经济相对欠发达的山地丘陵地区也将成为国际贸易的重要后盾。因此加速本区乃至沿江山丘地区农业资源的开发和整治,使资源优势尽快转化为产品优势,对振兴江苏及沿江经济,发展国际贸易,具有极其重要的战略意义。

一、 农业资源的优势(一) 气候资源优裕,作物的增产潜力较大宁镇扬低山丘陵地区的南部地处暖亚热带的北缘,中部和北部属凉亚热带[1],光热水资源较丰富,年日照时数2100~2500小时,年总辐射量451~480千焦/平方厘米,北部高于南部,低值区在宜兴一带。年均温14~16℃,无霜期220~240天,≥10℃积温4740~4950℃,年降水量940~1200毫米,为江苏光热水等资源较丰富的地区之一,利于多种农作物和亚热带多种经济林果的生长,及多品种优势的发挥。

本区耕作制度多样,复种指数高,作物的增产潜力较大.据计算[2],小麦、中稻、玉米的气候生产潜力分别为9750~10500公斤/公顷、11250~12750公斤/公顷、11250~12000公斤/公顷。只要水肥条件适宜,管理得当,作物的实际产量能接近或达到气候生产潜力水平。

(二) 土地资源类型多样,适宜于农林牧副多业的发展

本区土地面积虽不很大,但南北间的自然条件仍有一定差异,南部的宜溧山地为暖亚热带的北缘,中北部则为凉亚热带地区,这样,本区的土地资源首先可划分为两个高级的类型。同时,本区地貌类型较复杂,低山、丘陵、岗地、冲地、河谷平原、湖积平原广泛分布;土壤类型多样,仅土属就达20余种;人类活动的影响显著,土地利用类型多样。气候、地貌类型、土壤种类及人类利用状况对本区土地资源类型的区域分异起着重要作用,是划分土地资源类型的主要依据。根据为农业生产布局服务的目的,本区土地资源可划分为50余种类型,为农林牧副多业的发展提供了重要的条件。特别是连续交错而广泛分布的岗、塝、冲地。为各种土地类型的分布格局奠定了基础,其坡度在10°以内,土层深度达60~200厘米,微酸性,肥力中等,限制性因素不明显,农、果、牧业的开发潜力较大。

(三) 水资源丰沛,利于工农业生产的发展

本地区多年平均径流深的变化幅度在250~400毫米,其分布特征是:南部大于北部,山区大于河谷平原。南部的宜溧低山丘陵地区径流深达400毫米左右,河谷平原及北部的山丘地区在250~270毫米。多年径流总量约50亿立方米,人均占有量为580立方米左右,高于全省人均占有量369立方米的0.57倍,是全国2632立方米的22%。虽远低于全国平均水平,但长江多年平均过境水量高达9815亿立方米,是当地径流的196倍[3]。因此本区当地水资源总量虽然有限,但外来过境水资源丰富,加上地下水资源有一定的潜力,水资源自然环境比较优越,为发展工农业生产提供了十分有利的水资源条件。

(四) 生物资源较丰富,利于特色商品生产基地的建设

本地区生态条件优越,生物种类多,资源较丰富。中部和北部的自然植被以凉亚热带的常绿阔叶林和落叶阔叶林为主,南部山丘地区则为暖亚热带北缘的常绿阔叶林为主,其组成种数达150多种,占江苏全省树种的80%以上。目前残存的次生林中,落叶阔叶树有栎、、黄檀等;常绿阔叶树有青冈栎、石栎、冬青等;在用材林中以杉木、毛竹面积最大。其中毛竹面积约2.9万公顷,占江苏的90%以上。

亚热带的经济林木有茶、油桐、油茶、蚕桑等;果树有21个树种,260多个品种,是江苏野生果树资源最丰富的地区,但有待开发。野生的中药材资源也很丰富,目前国内外对中药材需求日增,急待重点开发。

本地区牧草资源较丰富,草本植被种类多样,如北部盱胎草场植被隶属11科20属。以禾本科为主,占植被构成的82.7%;其次是豆科,占4.5%,蔷薇科占1.8%,其他科占2.6%。宁镇扬地区的草场面积达27.4万公顷,是江苏成片草场面积最大的区域,为畜牧业的发展提供了一定的条件。

二、 农业资源开发利用中的问题

(一) 缺乏长远的农业资源综合开发规划,农业结构较简单

1949年以来,虽然对本区农业资源进行了不同程度的开发,但由于缺乏统一的领导和长远的综合开发规划,同时在指导思想上对山丘地区农业资源类型多样性等认识不很明确,所以农业结构较简单,且不甚合理,农业资源的优势未能充分发挥。

山丘地区,特别是山区林业优势明显,宜大力发展。然而现尚有四分之一的宜林山地仍处于未利用或半利用状态,已有的林地经济效益也不显著。丘陵地区,特别是岗塝地按其自然条件宜发展经济果林,但过去由于受“以粮为纲”思想影响,目前难以看到成片的果园地,许多当地传统品种诸如茶叶、板栗等均有减少或衰退现象。如板栗是宜溧山丘地区的特产之一,年产量50年代为1.1万吨左右,1985年仅485吨,近几年虽有所恢复,但仍远不能满足市场需求[4]。畜牧业中。食草型家畜产值占畜牧总产值不足10%,其发展速度不及平原农区,表现出一种很不合理的畜禽养殖结构,山丘地区草场资源优势基本上未被利用。近几年本区水产养殖业有较大的发展,特别是城郊地区发展较快,但起步较晚,数量仍有限。上述这种农业生产结构既难以适应经济发展的需求,也未充分合理地利用农业资源,急需做长远的科学的开发利用规划,建立多种农业资源综合开发利用的模式。

(二) 农业资源利用不合理,农业生态环境日趋恶化

山丘地区生态环境相对于平原地区较为脆弱,农业资源开发利用应遵循其自然规律,否则将导致资源破坏,农业生态环境恶化,生态平衡失调,经济流通不畅,经济效益低下等。

如北部盱眙低山丘陵地区,牧草资源丰富,是国家148个商品牛基地县之一。过去片面强调“以粮为纲”不合理开荒,致使岗地牧场面积不断缩小,牛群转向山区草场,而山区草场因植树造林等,其草场面积急剧下降。同时载畜量却明显增加,由50年代初的0.5万头增至目前的1.3万头以上,严重超载,从而导致草场严重退化,鲜草产量由每公顷15000多公斤,降至目前的每公顷6525公斤。

同时,由于乱垦滥伐和过度樵采,林草植被破坏,导致水土流失加剧。江宁县方山1966年后盲目开垦达33.3公顷,造成大量水土流失,20年来在5°左右的缓坡上,平均每年每公顷流失表土100立方米,年总流失达5万立方米以上。目前本地区水土流失面积达48.7万公顷以上,严重流失农田近6.7万公顷,农业生态环境日趋恶化。

(三) 耕地面积不断减少,重用轻养,地力普遍下降

1949年以来,由于经济建设的发展,非农业用地大量增加,耕地连年减少。据调查分析,本地区耕地面积由50年代初的60万公顷减少到1985年的50万公顷,人均耕地面积由0.16公顷减至不足0.07公顷。《中华人民共和国土地管理法》颁布后,耕地减少趋势有所缓解,但近两年随着经济开发区热的兴起,乱占耕地的现象又有所发展。更有甚者,占而不用长期荒废。耕地减少给本地区农业生产带来不良影响,直接减少农产品产量,导致人地关系日趋紧张。

本地区耕地多年用养结合较差,土地得不到必要的休整和建设。豆类和绿肥等养地作物甚少,有些地区多年未种植,大量秸秆不能还田,草塘泥已趋于绝迹,提高土壤施肥水平主要靠氮素化肥,导致有机肥与无机肥,以及氮、磷、钾比例失调。同时工业“三废”污染及化肥农药的大量施用,使土质性状变差,地力下降。据仪征市704个土壤样品分析数据谢潮生等:《仪征市土壤肥力状况及其开发利用》,1990。,土壤有机质平均含量由1973年的1.61%降至1983年的1.49%,每年平均下降0.02%,以每公顷耕地225公斤土计,每年土壤有机质减少270公斤,以稻草腐殖化系数0.25计算,每年减少的有机质相当于1030公斤稻草还田。1983—1989年,通过一系列措施才控制其下降趋势。但是土壤速效磷含量由8.27ppm下降至6.02ppm,速效钾由90.99ppm下降至67.88ppm。有机质和钾肥不足,磷肥甚缺,与作物稳产高产的肥力要求存在着较大的差距。

(四) 农业投入不足,农民科学文化素质较低

1949年以来,国家对本地区的农业进行了大量的投入,农业生产条件有了较大的改善。近些年来,政府用于农田水利方面的投资减少,原有农田水利工程长久失修少管,损坏严重;堤防失修;田间渠系淤塞,渠系灌溉水的利用率低,抗灾能力减弱,易受旱涝灾害的危害。同时,在经济利益的驱动下,地方投资和农户投入明显向乡村工业倾斜。集体农业公积金的提留也在逐年减少,有的县市减少达50%以上。这样,山丘地区原经济基础较差,农业建设难度较大,必然使其农业资源开发难度更为加大。不仅如此,更为重要的是农民科学文化水平较低。如句容县文盲、半文盲人数占全县人口的32%左右,盱眙和高淳两县高达46%,为江苏省文化水平最低的地区。经营意识和开拓精神一般较差,专业技术人员严重不足,给本地区农业资源开发带来很大困难,粮、棉、油生产徘徊,有些地区甚至有所下降。

三、 农业资源合理开发利用对策

(一) 加强农业资源管理,制定综合开发规划

由于农业资源的开发和管理涉及面广,省农业资源综合开发管理局应在省政府的统一领导下,联合农、林、水、畜牧、土地等部门行使自己的管理职能;并在充分利用和综合研究有关成果的基础上,运用先进的科学技术,实行多学科、多部门的协作,尽快制定科学的,以近期和中期为重点,近中远期相结合的农业资源综合开发规划,其内容包括:

1. 农业资源现状分析

1) 农业资源的类型、数量、结构特征及质量评价;

2) 农业社会经济状况分析;

3) 农业生态环境的现状研究。

2. 农业资源的生产潜力及供需关系研究

1) 农业资源生产潜力及综合利用分析;

2) 荒地、未利用水面、中低产田等综合开发潜力分析;

3) 人口、社会经济发展、生态环境保护等及其对农业资源需求趋势分析与预测。

3. 农业资源综合开发总体规划

建立各种功能的数学模型,形成若干可供选择的系统规划方案,并进行方案的分析、综合评价及方案优化等。规划方案初拟三个层次:开发利用的总体规划、地域综合规划、项目性开发的规划。

(二) 建立农业资源综合开发治理试验区,带动整个区域农业经济的发展

根据本地区自然条件和农业资源特点,建立宜溧、宁镇、盱眙3个代表性强,具有试验示范与推广辐射综合功能的先导农业资源综合开发治理试验区。试验区要做到治理与发展相结合,科技攻关与区域开发相结合,中长期项目与短期项目相结合,现有技术装备与新技术开发研究相结合,经济效益与生态环境效益、社会效益相结合,实现农业资源综合开发、产品结构优化及产品多级开发。

试验区开发的资金、人才是其经济振兴的关键问题。要采取国家、地方和群众相结合的办法,多渠道筹集资金。要组织科研单位、高等院校及农业部门的科技力量,采取多种形式支援试验区建设并为地方培养人才。

在制定具体的农业资源综合开发时,应围绕增产粮、棉、油、林果、畜产品这一主要发展目标,进行产品的深度开发,以提高其经济效益;抓住山、水、田、林、路综合治理及农业生态环境保护和中低产土壤改良培肥等重要环节,通过农、林、牧的合理配置,采用先进的科学技术,逐步建立农业资源利用合理、产业结构优化、农林牧副渔业及其产品加工业协调发展,商品经济比较发达,高产、稳产、高效的持续农业生态系统。以此带动整个区域农业资源的综合开发及农业经济的发展。

(三) 发挥山地丘陵地区资源优势,建立商品生产基地

根据区内各地农业资源的优势和特点,以及经济和社会条件,选择和建立各具特色的商品生产基地。基地的选择和建设需遵循因地制宜、发挥优势,综合开发,适当集中,投资少、见效快、效益高的原则。全区宜建设以下商品生产基地:宜溧低山丘陵区用材林、毛竹、竹笋和经济林果生产基地;溧水、高淳苎麻生产基地;宜溧、宁镇丘陵茶叶生产基地;盱眙低山丘陵草食畜禽生产基地;各大中城市郊区的蔬菜、农副产品生产基地等。

上述基地有的正在建设;有的已有一定基础,规模正在扩大;有的已有相当规模,且仍在发展,但其中不少产品面临市场的激烈竞争,今后在采取各种措施努力提高单产的同时,应增进品质、提高质量、降低成本、提高效益,占领和扩大产品市场,尤其是国际市场,从而稳固和发展基地的建设。

参考文献

[1] 任美锷,包浩生.中国自然区域及开发整治[M].科学出版社,1992:196199.

[2] 龙斯玉,等.江苏省农业气候资源及其开发利用(江苏资源与环境)[M].江苏教育出版社,1989:3238.

[3] 孙颔,凌启鸿.江苏农业资源与综合区划[M].江苏科学技术出版社,1989:5861.

[4] 包浩生,等.宜兴南部山地丘陵地区土地资源及其合理开发利用[J].南京大学学报(地理学专辑),1989(10):115.

THE SYNTHETIC EXPLOITATION OF AGRICULTURAL

RESOURCES IN THE MOUNTAIN AND HILL AREAS

OF NANJING—ZHENJIANG—YANGZHOU,

JIANGSU PROVINCE

Peng BuzhouZhou ShengluYe Guangqian

(Department of Geo and Ocean Sciences,Nanjing University,Nanjing 21008)

Abstract:The mountain and hill areas of Nanjing—Zhenjiang—Yangzhou,Jiangsu Province,with land of 13389km2 and rich agricultural resources,is one of the areas whose developing potentiality is very large. The advantages and main problems in the exploitation of agricultural resources are discussed in the paper. Moreover,some proposals and countermeasures are put forward:drawing up the general exploitation planning of agricultural resources,and founding the commodity producing bases by the advantage of the resources in the mountain and hill areas.

Key words: Jiangsu Province,NanjingZhenjiangYangzhou Mountain and Hill Areas,agricultural resource,synthetic exploitation中亚热带北缘青梅土地适宜性评价方法探讨中亚热带北缘青梅土地适宜性评价方法探讨参加野外工作的还有南京大学大地海洋科学系自然资源管理专业1987级的部分学生。善卷乡人民政府的丁菊生、赵金云、黄福善、王金生、余庆初、郭兴民等同志参加了部分工作。

本文与李春华、濮励杰、周生路共同撰写,原载《自然资源》,1994年第2期,第1321页。摘要本文在对宜兴市善卷乡进行土地类型划分,选择影响青梅生长发育的相应因子的基础上,采用逐步回归分析法探讨了中亚热带北缘青梅土地适宜性评价的方法,并据评价结果提出了发展该地区青梅生产的一些措施。

关键词土地类型土地适宜性青梅

1前言

宜兴市善卷乡地处我国经济发达的太湖流域。地势东南高、西北低,地貌类型有盆地、低山、丘陵、低圩田等。本乡属中亚热带北缘季风气候区,四季分明,雨热同步,光、温、水配合较好,历年平均气温15.7~16.0℃,年均降水1236mm,无霜期232d,>0℃生长季节341d,≥0℃保证率80%的活动积温5650℃。地带性植被是常绿阔叶林,但由于人类影响已破坏殆尽,替之出现马尾松林、杉木林,盆地、圩田则为农业植被。地带性土壤为黄红壤,成土母质类型较多,山地丘陵区主要是砂岩、灰岩,其余地区多为下蜀黄土及现代洪冲积物。土壤地域分异,海拔100m以上的土地多为山地黄棕壤,局部有石灰土分布;海拔100m以下为黄红壤;盆地和圩田则以水稻土为主。

本乡农业多种经营出色,积累了丰富的发展多种经营的经验。多种经营年产值达1000万元。现已建成4个多种经营基地:用材林基地,以松、竹为主要产品;茶叶基地,品种有绿茶、红碎茶等,共167ha;果品基地,以青梅为主,面积120ha,板栗次之,面积30.7ha,此外还有少量桃、梨、白果等;水产品基地。本乡青梅果品生产主要为出口创汇,因此具有很高的社会经济效益。善卷乡丰富的多种经营经验及青梅生产高额的社会经济效益有力地推动着青梅在本乡的发展。

青梅是典型的中亚热带果树品种,但善卷乡却处于中亚热带北缘。同时,本乡地形、土壤和土地利用类型等比较复杂。因此,在本乡进一步发展青梅种植,应先对本乡进行土地的青梅适宜性评价,弄清本乡土地对青梅生长发育适宜程度的高低情况及其分布状况。

土地适宜性评价是将某种土地利用对土地的要求与某土地质量进行比较,从而得出该土地对该种土地利用的适宜程度。土壤、地形、气候等土地组成要素对任何一种土地利用方式均有深刻的影响,而且这些影响是可以加以量度或估计的。土地质量可以通过对这些土地组成要素的分析而演绎出来。特定的土地组成要素组合即构成特定的土地类型。因此,通过划分土地类型入手,确定善卷乡各种土地类型的主要土地要素性状,然后比照青梅对这些土地要素性状的要求,最终得出青梅的土地适宜等级(图1)。

图1善卷乡土地青梅适宜性评价流程

2善卷乡青梅适宜性评价的方法和步骤

2.1划分土地类型

善卷乡土地类型分异,主要由地貌类型多样所致。划分本乡土地类型时,要全面分析土地因素。同时也兼顾土壤特性和土地利用现状等。采用英澳学派土地类型分类系统,将善卷乡土地按土地系统、土地单元、土地点三级进行分类,其结果如下:

Ⅰ低山土地系统Ⅰ21粗骨黄棕壤低山坡地

Ⅰ1低山顶部地Ⅰ3低山河谷地

Ⅰ11生草黄棕壤低山顶部地Ⅰ31黄棕壤低山河谷地

Ⅰ2砂岩低山坡地Ⅰ4洪冲积台间低地

Ⅰ41耕型黄红壤洪冲积台间低地Ⅱ7洪冲积台地

Ⅱ丘陵土地系统Ⅱ71黄红壤洪冲积台地

Ⅱ1砂岩高丘地Ⅱ72耕型黄红壤洪冲积台地

Ⅱ11粗骨黄棕壤高丘地Ⅱ8洪冲积台间低地

Ⅱ2石灰岩高丘地Ⅱ81侧渗型水稻土洪冲积台间

Ⅱ21厚层棕色石灰土高丘地低地

Ⅱ22薄层棕色石灰土高丘地Ⅱ82潴育型水稻土洪冲积台间

Ⅱ3砂岩低丘地低地

Ⅱ31耕型黄红壤低丘地Ⅲ盆地土地系统

Ⅱ32黄红壤低丘地Ⅲ1高平地

Ⅱ4石灰岩低丘地Ⅲ11侧渗型水稻土高平地

Ⅱ41棕色石灰土低丘地Ⅲ12潴育型水稻土高平地

Ⅱ42耕型厚层石灰土低丘地Ⅲ2低平地

Ⅱ5粘土低丘地Ⅲ21潴育型水稻土低平地

Ⅱ51粘质黄红壤低丘地Ⅲ22脱潜型水稻土低平地

Ⅱ52耕型粘质黄红壤低丘地Ⅲ23潜育型水稻土低平地

Ⅱ6丘间低地Ⅲ3粘土岗地

Ⅱ61侧渗型水稻土丘间低地Ⅲ31粘质黄红壤岗地

Ⅱ62潴育型水稻土丘间低地Ⅲ32耕型粘质黄红壤岗地

善卷乡青梅土地适宜性评价以土地点为基本单元,因此本评价着重考虑各类土地点土地组成要素特征(表1)。

2.2确定评价因子和评价指标

青梅生长发育对环境有一定的要求。在气候方面,要求温暖湿润。年平均气温13.7~23℃的地方才可进行经济栽种。善卷乡年平均温度为15.7~16℃据《宜兴县农业气候手册》。下文气温、降雨量、风速等数据均引自该手册。,能够满足青梅生长要求。青梅有较强的抗寒冷能力,在0℃以下仍能开花。但盛花期对温度要求很高,最低温度要在10℃左右,达到15℃时才对授粉结实有利。本地区青梅盛花期在3月下旬到4月初,而善卷乡这一时期的多年平均极端最低气温为5.4℃。可见本乡青梅盛花期时气温往往偏低,且常低于临界值。因此盛花期温度对青梅在本乡发育结果起极其重要的限制作用,应予高度重视。

青梅生长期需要有充足的土壤水分供应,年降水量要求>1000mm。本乡多年年均降水量>1100mm,且境内分异不大。盛花期多雨或大雨会影响授粉,梅雨期久雨不停容易造成落果。善卷乡3月份月均降雨量为84.7mm,占全年的6.8%;4月份117.4mm,占全年的1.03%;5月份128.8mm,占全年的11.4%。因此,善卷乡3月份雨水偏少,4月和5月雨水正常,这有利于青梅开花结果的正常进行。可见,善卷乡在正常年份,降水情况能够满足青梅生长发育需要。但遇雨水偏丰年份,要注意田间排水;偏旱年份,则要保证灌溉。

在土壤方面,青梅生长发育要求土层深厚,地下水位低,排水条件好,表土疏松,底土稍带粘质。土层浅易受旱害;保水力过强的粘重土,常使梅树枝叶徒长,并可能营养过度消耗而导致落果。梅树对土壤酸碱度要求严格,pH值6左右为宜;pH<4.5或>7.5,梅树生长显著不好,甚至死亡。本乡土壤多数偏碱,因此土壤pH值应作为一个重要因子考虑。

〖ZP(〗表1宜兴市善卷乡土地类型土地组成要素特征

土地

类型地貌水分土壤地貌类型坡度

(°)水源

条件渗排

能力土壤

类型母质土层

厚度

(cm)耕层

厚度

(cm)表土

pH水分

状况障碍

层深

(cm)质地有机质

(%)全氮

(%)速效磷

(ppm)速效钾

(ppm)ⅠⅠ11低山顶脊30~40一般好生草黄棕壤残积物30254.5润25砂壤5.340.272513.875113Ⅰ21低山坡地20~30一般一般山地黄棕壤、

黄壤残积坡积物80305.2潮30壤土1.6210.236411.22106.3Ⅰ31河浸田<5好好耕作冲积土冲积物60±404.8~5.5润40轻壤2.6830.13856.16775.917Ⅰ41洪冲积扇

间低地<5好好水稻土冲积物<3040<5.5润40重壤1.7660.10682.6583.9833ⅡⅡ11丘陵46差好黄棕壤残积坡积物60606.2稍干60砂壤1.6050.0920.679.5Ⅱ21丘陵20差好石灰土残积物60~100404.8稍干15壤土0.6100.0701.9188.0Ⅱ22丘陵20差好石灰土残积物20154.8稍干15壤土2.0500.1114.0186.0Ⅱ31丘陵30差好黄红壤残积物80~10077.0稍干70砂壤1.7390.08085.72105.42Ⅱ32丘陵30差好黄红壤残积物70507.0稍干70砂壤1.5440.08581.788.8Ⅱ41丘陵10差好石灰土残积物15157.0~7.5稍干15壤土1.4480.09231.97184.7Ⅱ42丘陵10差好石灰土残积物15157.0~7.5稍干15壤土2.6850.081.3134Ⅱ51丘陵5~10差好黄红壤残积物20155.2湿15壤粘土1.940.08355.725107.25Ⅱ52丘陵5~10差差黄红壤残积物20155.2湿15壤粘土1.7450.1021.25119.5Ⅱ61冲地和阶地<1一般好小粉土冲积物60306.8稍干30砂壤2.1140.13183.978.8Ⅱ62冲地和阶地<1一般好灰黄泥土冲积物60306.8稍干30砂壤2.8460.1042.895Ⅱ71山间阶地2~3一般一般小粉土冲积物100706.4稍干30壤土1.4980.09462.1104.3Ⅱ72山间阶地2~3一般一般黄红壤冲积物100706.4稍干30壤土1.7660.08803.3104.3Ⅱ81阶地2~3好好水稻土、黄棕壤冲积物60306.4稍干30砂壤2.1140.13183.978.8Ⅱ82阶地2~3好好水稻土、黄棕壤冲积物60306.4稍干30砂壤2.8460.1042.895ⅢⅢ11河流阶地<1好一般水稻土冲积物30166.8湿16粘壤2.6200.15738.862.5Ⅲ12河流阶地<1好一般水稻土冲积物30166.8湿16粘壤2.8460.1042.895Ⅲ21河流阶地<1好一般水稻土冲积物20167.0湿16粘壤2.7130.11932.96492.791Ⅲ22河流阶地<1好一般乌泥土冲积物20167.0湿16粘壤2.1660.13423.34103.36Ⅲ23河流阶地<1好一般乌泥土冲积物20167.0湿16粘壤2.690.1633.2122Ⅲ31冲积扇前缘5差差黄棕壤冲积物80305.3稍干重壤1.940.08355.726107.25Ⅲ32冲积扇前缘5差差黄棕壤冲积物80305.3稍干重壤1.7450.1021.25119.25〖ZP)〗在地形方面,以缓坡斜地或土层较深的山坡地方为好,坡向以南或东南为宜。阳坡易避开强劲冬季风造成的平流霜害。西南或西向昼夜温差大,开花期花器易受冻,不利于青梅生长发育。

在风速方面,梅树无论是开花期,还是生长期都忌大风。盛花期时,风速在3m/s 以下的微风最有利于昆虫传粉;风速达5m/s时,访花昆虫明显减少;风速达 8m/s 后,访花昆虫几乎没有,传粉受抑。善卷乡多年平均风速为3.4m/s,这对传粉有利。本乡一般阴坡迎风,风速较大;阳坡背风,风速较小。因此可用坡向反映风速大小状况。

根据上述分析,依照选取对青梅生长发育起主要限制作用的因子;尽量避免选取易变因子;尽量从现有资料中选取;对作用相同的几个因子,只选取其中一项等原则农业用土地质量标准化的研究,中国农业科学院农业区划研究所资源经济生态研究课题组报告,1988年12月。,在善卷乡青梅土地适宜性评价中共选取了11项评价因子,即盛花期温度、土壤pH值、降水量、有效土层厚度、土壤质地、土壤水分、坡向、坡度、有机质含量、渗排能力、水源条件等。参考有关资料得出各评价因子适宜性评价的指标体系(表2)。表2善卷乡青梅土地适宜性评价指标

适宜等级

评价因子一等地

(高度适宜)二等地

(中等适宜)三等地

(临界适宜)四等地

(不适宜)盛花期温度(℃)≥1515~1212~10<10土壤pH值5.5~6.55.5~5

6.5~75~4.5

7~7.5<4.5及>7.5降水量(mm)1400~16001200~1400

1600~17001000~1200

1700~1800<1000及>1800有效土层厚度(cm)≥8080~5050~30<30土壤质地壤土、砂壤土粘壤土、轻壤土粘土、壤粘土、砂土砾石土、粗骨土土壤水分稍干润潮湿坡向南东、东南西、西南北、西北坡度(°)<55~1515~35>35有机质含量(%)≥2.52.5~1<1—渗排能力好一般差积水水源条件好一般差极差交通条件好一般差极差2.3评价原理和方法

由于善卷乡地处中亚热带北缘,气温对青梅生长发育有较强的临界性,这主要体现在盛花期温度常低于临界值。因此盛花期温度能否满足要求对青梅能否正常生长发育关系重大。同时青梅对土壤pH值要求严格,而本乡土壤pH值常达到临界值而不能满足青梅生长发育的要求。为突出盛花期温度及土壤pH值对青梅生长发育的重要限制作用,同时也为强调中亚热带北缘气温和本地区土壤理化性质的特殊性,评价时对这两项因子的适宜等级宜采用最小因素原理(极限条件法)进行等级归总,即以最低等级的单项因子适宜等级为总的适宜等级。

图2逐步回归分析法其余参评因子青梅适宜等级评价流程农牧渔业部土地管理局、中国农业工程研究设计院编印:《土地评价参考资料》,1986年第7期。

所选其余评价因子虽不具盛花期温度和土壤pH值两项因子那么大的限制作用,但它们作用大小不同,有些甚至非常小而可忽略。为此,本文采用逐步回归分析方法对这些因子进行分析,确定它们的作用大小,做必要的因子剔除,再得到它们的总适宜等级(图2)。

以土地类型青梅单位面积产量作为因变量(y),土地组成要素(评价因子,包括盛花期温度和土壤pH值)为自变量(xi),建立多元线性回归方程:

y=b0+b1x1+b2x2+…+bpxp

式中b1、b2、…、bp为回归系数。为排除自变量单位量纲不一致的影响,各评价因子xi值分别取其等级得分值。一等地(高度适宜)、二等地(中等适宜)、三等地(临界适宜)和四等地(不适宜)的得分值分别取4、3、2和1。计算机根据已知的自变量x1、x2、…、xp和因变量y的几组观测数据,进行各个自变量方差贡献的显著性检验,对它们逐一选入和剔除,使最终的回归方程只保留重要自变量(即最终参评因子),并得出其回归系数。剔除盛花期温度和土壤pH值的回归系数,按下列公式计算

pi=bi∑mi=1bi×100(i=1,2,…,m)

其余最终参评因子的权重pi。

逐步回归分析后,所得到的其余最终参评因子及其权重为:有效土层厚度,31;坡向,17;坡度,8;有机质含量,19;渗排能力,25。将其余最终参评因子的权重与其在各土地类型的等级得分相乘,求和即得到各类土地类型其余最终参评因子适宜等级权宜指数和。然后根据各适宜等级权重指数和范围得出每种土地类型其余最终因子青梅适宜总等级。

进行各土地类型盛花期温度和土壤pH值青梅适宜性评价,得出各自的单项评价等级。然后与其余最终参评因子总适宜等级按最小因素原理(极限条件法)进行归总,即三者之中适宜等级最低者为该土地类型青梅总的适宜等级,从而得出各土地类型青梅适宜等级。

3评价结果和建议

一等地(高度适宜)。善卷乡无一等地。说明本乡不是种植青梅的最佳地区,特别是盛花期温度和土壤pH值限制最为显著。

二等地(中等适宜)。主要包括丘陵土地系统中的Ⅱ61、Ⅱ62、Ⅱ72、Ⅱ81、Ⅱ82等类土地点。总面积约621.2ha,占全乡总面积的13.8%。这些土地土层较厚,质地为砂壤、壤土;坡度较缓,一般在3°以下;渗排条件较好,水源有保证;土壤呈微酸性,有机质含量较高。主要限制因子是难以人为改变的气温因素。目前主要利用方式是耕地(包括茶园)和冲田。

三等地(临界适宜)。面积大,分布广。主要包括低山、丘陵和盆地土地系统中的Ⅰ11、Ⅰ21、Ⅰ31、Ⅰ41、Ⅱ11、Ⅱ21、Ⅱ31、Ⅱ32、Ⅲ31、Ⅲ32等类土地点,约占总面积的29.5%。上述土地除盛花期温度偏低外,还受1~2个其余因素(尤其是土壤pH值)的限制,需要进行一系列的人工改良,才能保证青梅正常生长发育。

四等地(不适宜)。面积达2542.2ha,占总面积的56.7%。主要包括丘陵和盆地土地系统中的Ⅱ41、Ⅱ42、Ⅲ21、Ⅲ22等类土地点,土层较薄,尤其是土壤pH值大,呈微碱到碱性,非常不利青梅生长。

根据评价结果,本乡暂不宜大面积种植青梅,对已种植地区应努力提高青梅的产量和质量。为此,必须特别注意以下问题:

(1) 目前种植青梅的地区,部分属中等适宜性土地。但也有一部分青梅种植在不适宜地区,其主要限制因素是土壤pH值偏高。应采取改良措施(如施用酸性肥料)提高地力,并使pH值逐步降至微酸性。

(2) 改良品种,加强经营管理。本乡青梅刚刚栽种,品种抗逆性还不强,应不断加强品种精选。本地区4月上旬温度明显回升,4月月均温达14.9℃,正是青梅授粉的最佳温度。如果能将盛花期推迟至4月上旬,则可大幅度提高挂果率。因此,选取开花较迟的品种,对提高本乡青梅产量具有一定的意义。

同时,可通过加强经营管理以弥补生态条件的不足。7月中旬前后,梅树花芽开始形态分化,9月下旬至10月中旬花芽形态分化结果,之后利用贮藏营养充实花芽形成性器官。此时,如落叶过早,贮藏营养不足,易使雌蕊不充实,而易开不完全花。因此,每年9月中下旬应施足肥料。另外,应控制梅树合理结果量。结果过多也会影响花芽分化的数量和质量。

(3) 加强果品加工,努力开拓国内外市场。本乡没有青梅规模种植的历史,果品加工环节尚薄弱。为增强本乡青梅生产经营的竞争实力,今后应不断加强,加深青梅果品加工。同时,广泛收集市场信息以开拓国内外市场。

4初步认识

通过对善卷乡青梅土地适宜性评价,可以得到以下几点认识:

(1) 在某种土地利用临界适宜地区作其土地适宜性评价时,为突出主要限制因子的临界性特征,体现各土地构成要素的不同贡献,提高评价结果的科学性、合理性,宜采用权重指数和法与最小因素原理相结合进行评价,即把主要限制因子的单项适宜等级与其余因子权重指数和法适宜性评价总等级,用最小因素原理进行等级归总,得到该土地利用方式的土地适宜性等级最后评价结果。

(2) 多元回归方程采用线性方程,但在实际中,因变量和自变量之间主要是非线性关系,且往往非常复杂不易确定。在某种土地利用新发展地区,为提高自变量与因变量之间关系的真实性,应根据该种土地利用方式有较长历史的临近地区系统实验数据,进行各种分析并做必要修正,最后才得到自变量和因变量之间的回归方程。

(3) 农用土地评价中,理论上讲回归方程的因变量应该是排除了对产量影响大的非土地构成要素的基本产量,它能反映出土地固有(自然)生产能力;自变量应该是能反映土地固有特征的土地构成要素。但是,现实中的土地构成要素已不能完全排除人为的影响(如土壤有机质包括了自然和人为两部分),也难以获取排除人为影响的基本产量。因此,在实际评价中,可用反映中等管理水平条件下的土地生产能力——平均产量作为因变量。这种回归方程中的因变量和自变量都在一定程度上反映了土地自然和人为特点,更符合逻辑关系。

(4) 由于本乡青梅刚刚种植,只有一年的产量数据,据此所得的青梅土地类型产量并不能真实地反映该土地类型真正的平均产量。因此,今后应根据更多年份、更多样点的平均产量,对评价结果进行修正。

参考文献

[1] 包浩生,彭补拙,倪绍祥,李春华.宜兴南部山地丘陵地区土地资源及其合理开发利用[J].南京大学学报,地理学专辑,1989(10).

[2] 徐樵利,等.宜昌地区茶园地评价[J].自然资源,1984(3).

A DISCUSSION ON THE ESTIMATION OF LAND

SUITABILITY TO GREEN PLUM ON THE

NORTHERN EDGE OF MIDDLE SUBTROPICS

Peng BuzhuoLi ChunhuaPu LijieZhou Shenglu

(Department of Geo and Ocean Sciences,Nanjing University,210008)

Abstract:On the basis of land type classification and selection of related factors which influence the growth and development of green plum in Shanjuan Township,Yixing County,this paper explores the land suitability evaluation method for green plum on the northern edge of middle subtropics by means of progressive regression analysis. Moreover,some measures on the development of green plum production in this area were put forward.

Key words: land type,land suitability,green plum荒漠绿洲农业区土地分等定级模式研究荒漠绿洲农业区土地分等定级模式研究

——以新疆石河子市为例本文与余旭升、褚维德、王嘉陵、何天山、李宗义共同撰写,原载《南京大学学报》,1994年第30卷第4期,第679688页。摘要本项研究为国家土地管理局的试点。根据石河子市区域特点及土地利用方式,建立了以农用土地级差收益为标准的土地分等定级模式。该模式从土地的区位因素、质量因素及集约化利用因素出发,按5种主要作物的适宜性以及标准理论产量的差异,并综合考虑土地的经济系数和利用系数,对土地进行综合性的质量评定,划分出8个土地等级。

关键词土地评价土地管理新疆石河子市

农用土地分等定级是对土地的自然属性和经济属性进行综合性的等级划分。由于土地客观存在多宜性的特点,农用土地分等定级的技术方法随目的不同而有所差异。目前,国内外对农用土地的评价着重于土地自然属性的评定或土地的经济评价[1—4]。

石河子市位于天山中段的北麓,准噶尔盆地的南缘。此次农用土地分等定级是作为国家土地管理局的试点,研究的重点在于探索一套适合于我国西北干旱和半干旱地区农用土地分等定级的方法,提供一套可借鉴的合理模式。这对于推进土地使用制度的深化改革,科学合理地确定农用土地的承包转让、征地补偿;土地税收制度的建立、调整农业用地结构,以及鼓励土地使用中用地与养地相结合等具有重要的意义。

1绿洲农业土地利用的特点

本项研究的范围主要包括石河子总场、152团及石河子乡,总面积5.522×104hm2,其中农地4.918×104 hm2,成为石河子灌溉绿洲的重要组成部分。它们多分布于山麓平原和玛纳斯河的沿岸,前者多呈串珠状,后者则呈长条状。其土地利用具有以下特点:

1.1农业用地比例高

研究区内土地总面积5.522×104 hm2,农用地占89%,其他仅占11%。在农业用地中,耕地2.667×104 hm2,占全部农业用地的54.2%。绿洲人工林面积约1.8×104 hm2,占36.7%,已经做到“无径不绿,无荫不杨”,明显地改善了石河子垦区的农业生态环境。

1.2水的限制作用明显

本区具有典型的温带大陆性气候的特征,气温变化大,干旱少雨,年降水量仅110~200mm,年蒸发量高达1700~1800mm,农业用水主要靠河水和地下水,成为绿洲灌溉农业的主要水源。河川径流总量是12.45×108 m3,占农业灌溉用水量的90%以上,区内泉沟分布于洪积冲积扇的前缘,泉水年溢出量约2×108 m3。区内灌排沟渠纵横交错,无灌溉就没有农业生产,水成为限制土地农业利用的最重要的因素。

1.3集约化经营程度高

本区单位面积土地的农业投入水平较高,农业的物质技术装备较好,机械化的程度达60%左右,石河子总场高达78%,排灌、脱粒、耕种几乎全部实现机械化;农产品的商品率在36%~43%,集约化经营程度高。

2模式的建立

农用土地分等定级模式的建立包括区域分析、参评作物的选择、参评因子的选取及评价单元的确定,数据的采集与整理,理论产量的计算,土地利用系数及土地经济系数的计算,标准粮总量的计算,土地等级的确定等6个环节过程,它们各自都构成一个系统;但从宏观的角度看,这6个环节又是密不可分的,构成一个统一的系统,才能达到确定土地等级的目的(图1)。

图1石河子市农用土地分等定级模式图

Fig. 1Flowchart graph of agricultural land classification of Shihezi City

2.1区域宏观分异分析与评价单元的确定2.1.1区域宏观分异分析

本市农用土地分等定级是以联合国粮农组织(FAO)推荐的“农业生态区域法(AEZ法)”为基本理论依据,不同的农业生态区其土地质量评价的指标体系是有差异的,农业生态区之间的差异可以通过农用土地等之间的差异予以反映。因此,在进行农业土地定级之前,必须进行农业生态区域的宏观分异分析,划分农业生态区域。

本区气温变化大,夏季酷热,极端最高温达43.1℃,冬季寒冷,极端最低温为-42.8℃,年均温在6.0~6.6℃;干旱少雨,年降水量仅110~200mm,年蒸发量高达1500~1900mm;≥10℃积温2400~3500℃,同属于准噶尔盆地南缘温带干旱气候区,对农业生产的优势和限制性因素基本相同。地貌上同属于玛纳斯河日冲、洪积扇及山前倾斜平原,所引起的水热差异在同一作物组合的生态变动范围之内。区内土地利用方式也有很大的一致性。因此,本区的农用土地可视为同一农业生态区域。

2.1.2参评作物与参评因子的选择

参评作物的选择一般考虑:反映本区农业生态特征,能进行生态区域间对比的“标准作物”;区内广泛种植的主要作物。为此,选择小麦、棉花、玉米、甜菜及油葵为参评作物,并选取小麦为标准作物。

参评因子的选择主要考虑以下几方面:选择的因子必须对土地的生产力及级差收益有明显的作用;被选因子的指标值在土地分级区域内有明显的差异,且因素指标值的变幅较大;被选因子之间的相关程度小;被选因子数据的可获取性等。

按上述原则,并结合本区的实际情况,初拟了5大类17种因子作为预选因子。然后采用专家打分法进行参评因子的选取,经专家二轮打分和离散度分析,最终确定3大类20个因子选为参评因子(图2)。

图2石河子市农用土地分等定级参评因子层次构成图

Fig. 2Evaluation factors of agricultural land classification

2.1.3土地评价单元的划分

评价单元的划分是将区域内的土地按其特征的差异性、土地利用特点及地块的权属划分成若干空间单元,每个单位内部属性基本一致,且分布较均匀。就应用而言,划分土地评价单元一般有3种:一是按行政辖区划分,二是按自然属性划分(如土壤类型界线),三是按使用界线划分(如田块界线)。3种界线在空间上的分离,应用其中任何一种界线为评价单元划分的依据,往往都会给成果的应用带来许多不便。为此,以这3种界线叠加所得到的公共多边形作为基本评价单元,即以村(连队)级行政图、土种类型图及土地利用图3者叠加得到基本评价单元。这不仅便于各种不同类型的要素属性资料的输入和取值,更重要的是便于输出应用,可以满足不同部门用户的需要。按此方法,研究区域内2.667×104 hm2耕地被划分为4000多个基本单元,每个评价单元的面积平均不足6.667hm2,小于条田的平均面积13.333~16.667hm2,也小于农业承包组的平均用地规模20~26.667hm2,其精度可以满足规定的要求。

2.2数据的采集与整理

在每个评价单元内选择具有代表性的诊断点,并根据各参评因素的特点,分别对时间不稳定性的因素(如土壤有机质含量等)、空间不稳定性因素(如地下水埋深等)、面状因素(如条田平整度等)的数据采集,采用相应的方法进行处理,并用不同的指标来反映。

将选择的20个参评因素,按其性质的不同划分为直接指标因素与综合性指标因素。对土壤有机质含量、速效性磷含量、土层厚度等具有明确性指标的因素,直接以测定数据为指标进行取值。对于灌溉设施完善度、排水设施完善度、条田平整度、农田林网化程度、有机肥施用量、绿肥播种率、轮作周期、水质等综合性因素,分别设计了相应的计算方法进行取值,以综合指标来表示。

2.3理论产量计算

作物产量能综合地反映土地对作物生态要求的适应和满足程度,即土地质量。土地的理论产量是指土地在平均投入水平和平均利用率的前提下,由土地的各种质量属性推算出的作物产量。它是土地分等定级最主要的依据,其计算流程如图3所示。

图3土地理论产量计算流程图

Fig. 3Calculation of potential output

2.3.1理想理论产量的计算

理想理论产量相当于气候产量,它综合地反映了荒漠中绿洲灌溉农业方面光、温、水资源的综合潜力。其计算公式为

YL=Ymp·∑ni=1[1-Kyi(1-Qi/ETmjS)]

式中:YL——作物的理想理论产量;

Ymp——作物在j生育期的光温生产潜力;

Kyj——j生育期作物产量(水分反应系数);

Qj——j生育期区域农业用水总量;

ETmj——j生育期作物需水量;

S——该作物的平均播种面积。

石河子市主要作物的理想理论产量计算结果见表1。表1石河子市主要作物理想理论产量表(kg/hm2)

Table 1Potential output of main crops of Shihezi City(kg/hm2)

作物小麦(籽粒)玉米(籽粒)甜菜(糖)棉花(皮棉)油葵(籽粒)理想理论产量684011070619514703405图4分级因素—基础产量关系建立的步骤图

Fig.4Foundation of relation between

classification factors and elementary output

2.3.2分级因素与基础产量关系模拟

土地的生产力除受光、温、水等气候因素影响以外,还受土壤、生态及社会经济方面的共同影响。为了达到计算土地理论产量的目的必须建立各参评因素与产量之间的关系,建立此关系的步骤如图4所示。

由于参评因素与产量之间的关系较为复杂,在进行因素与产量相关分析之前,必须先对因素进行筛选,其原则是:① 根据本市的专家征询,该因素在决定土地生产力上权重居前;② 该因素与产量的关系具有时间上的同步性;③ 因素在空间上的变化较为明显;④ 因素的指标值较为直接且易于获取;⑤ 因素的指标值必须是数值型。据此原则,选取土壤有机质含量、土层厚度、土壤速效磷含量、土壤速效钾含量、地下水埋深、土壤含盐量等6个因素进行相关模拟,其他9个因素利用特尔菲法(即专家打分法)所得到的权重,进行指数计算得到每个评价单元的分值,然后将这二部分分值相加,得到各评价单元的总分值。其计算式为

In=In1+In2

In1=∑ni=1Hri(n=1,2,…,6)In2=∑ni=1Iri·Bi(n=1,2,…,9)

式中:In——评价单元总分值;

In1——利用数学模型计算的6个因素的分值之和;

In2——根据特尔菲法计算的9个因素的分值之和;

Hri——利用数学模型计算的单因素分值;

Iri——特尔菲法的单因素分值;

Bi——特尔菲法因素的权重系数。

2.4理论标准粮总量的计算

各评价单元土地级别最终是以理论产量的高低来衡量的。理论标准粮总量的计算,首先必须进行评价单元分值频率分布的分析,通过计算机绘制了5种农作物分值频率分布直方图,可见8个较为明显的转折处,可分别代表5种作物土地质量的8个梯度变化,以此为依据,可将本区土地划分为8个等级。其次,建立分值—理论产量对照表(表2),按此对照表,只要求得评价单元的分值,便可查得其理论产量。最后,按以下公式进行评价单元理论标准粮总量的计算:

Bt=∑ni=1Yi·Si(n=1,2,3,4,5)

式中:Bt——t图斑的理论标准粮总量;

Yi——i种作物的理论产量;

Si——i种作物的产量比。表25种主要作物分值—理论产量对照表(kg/hm2)

Table 2Comprision of grades of main crops and ideal output(kg/hm2)

棉花油葵甜菜玉米小麦分值理论产量

(皮棉)分值理论产量

(籽粒)分值理论产量

(糖)分值理论产量

(籽粒)分值理论产量

(籽粒)3351575355345032566753009000320625535014703753105340564031578003355880360136539527603504935330720035055053751260415241536042303456600365514539010504302070375352535560003804410400840445138039028203704800395367542563046010354152115400300041029404654204906904401365430240045022052.5土地利用系数、经济系数及区位条件的计算

此次农用土地分等定级不单纯依据土地的自然肥力属性,还决定于土地的产出、效益等因素。因此,在综合反映评价单元土地自然属性的理论标准粮的基础上,还应考虑土地利用系数、土地经济系数及土地区位系数,这样,可以更确切地反映土地单元之间的等级差异。

2.5.1土地利用系数的计算

土地利用系数反映土地现有利用水平与平均开发程度下的土地利用水平之间的关系。它是通过初步划分土地利用系数等值区、采集与分析样点数据,在此基础上进行利用系数等值区修订,以及土地平均利用系数的计算等几个步骤完成的。土地利用系数采用下式计算:U=1n∑ni=1YrYi(i=1,2,3,…,n)式中:U——土地利用系数;

Yr——实测标准粮总量(kg/hm2);

Yt——理论标准粮总量(kg/hm2);

n——样点数。

计算结果表明,土地利用系数在0~1变化。系数越大,其土地发挥的潜力越高;反之,则反映土地开发利用的程度越低,进一步提高土地产出的潜力就越大。

2.5.2土地经济系数的计算

由于投入的不同,即使是同样的产出量,其收益是不相同的。通过土地经济系数的计算,对土地的产出进行修正,从而反映土地收益的高低,并以此作为土地定级的依据之一。通过投入产出的调查、产量—成本综合系数的计算、经济系数等值区的划分等来进行土地经济系数的计算。土地经济系数采用下式计算:E=1n∑ni=1YciYcmax式中:E——土地经济系数;

n——样本总数;

Yci——i样本的产量—成本指数值;

Ycmax——区内产量—成本的最高值。

经计算,本研究区内2个土地经济系数等值区,其系数分别为3.8和2.9。

2.5.3土地区位系数

土地的区位条件不仅对土地级差收益,而且对农用土地使用权转让、农用地的补偿及使用变更管理均具有重要影响。影响土地区位的因子主要有交通通达系数、中心影响系数。前者包括道路类型指数和路网密度;后者包括中心等级指数和相对距离指数。其计算公式为Ri=Rti+Rdi+F(1-Hi)i式中:Ri——i地块的区位系数;

Rti——i地块的道路类型指数;

Rdi——i地块的路网密度指数;

Fi——i地块的中心等级指数;

Hi——i地块离中心的相对距离。

2.6土地等级的划分

土地等级的划分过程主要包括计算土地单元的分级指数、建立指数分级标准和确定单元的土地级别等3项内容。

2.6.1土地单元分级指数的确定

土地单元的分级指数按下式计算:

Gi=Bi·Ei·Ui·Ri

式中:Gi——i地块的土地分级指数;

Bi——i地块的理论标准粮总量;

Ui——i地块的土地利用系数;

Ei——i地块的土地经济系数;

Ri——i地块的土地区位系数。

2.6.2指数划分标准的建立

为了使土地分等定级的结果具有区域之间的可比性,此次土地分级指数划分标准考虑了以下几方面:必须与本区土地等的变化相吻合;土地级的差异较明显;应能随时与国家或者区级的高级分等体系相衔接。为此,必须进行土地分级指数的频率分析。建立本区的等级指数范围。通过土地分级指数频率直方图(图5)分析,可以看出有8个较为明显的突变点,从而可以确定木区域内的土地等级可以分为8级,其级别间的指数符合等比逆变规律,从而有利于不同级别间的差别计算。

图5石河子市土地分级指数频率直方图

Fig. 5Frequency histogram of land classification index of Shihezi City

表3石河子市农用土地分级指数与土地等级对照表

Table 3Classification index of agricultural land grades of Shihezi City

土地等级分级指数上限值下限值一级50000二级5000030000三级3000020000四级2000014000五级1400010000六级100007000七级70005000八级50002.6.3建立指数—等级对照表

通过上述分析,可以建立反映本区内部相对差异的土地级别系列(表3)。

3结果分析

农用土地分等定级的模式建立以后,各种数据的处理、频率分析及级别的划分均通过计算机完成,其土地定级的结果列于表4和表5。表4石河子市农用土地等级构成

Table 4Areas of agricultural land grades of Shihezi City

农用地等级净面积(hm2)毛面积(hm2)占总面积(%)一级1869.0532196.2474.5二级4726.8735590.22711.3三级9384.70710932.06722.3四级7902.4079120.45318.6五级7370.1008625.06717.5六级7273.4678305.36716.9七级2271.0802542.2935.2八级1635.5331838.9403.7合计42433.22049150.646100〖ZP(〗表5石河子市各团场(乡)农用土地等级构成表(hm2)

Table 5Areas of farms(townships) of Shihezi City acoording to agricultural land grades

单位名称石河子总场直属单位一分场二分场三分场四分场五分场六分场石河子乡152团合计净面积739.5735744.9601206.2204401.2276983.7801607.5277542.92310964.7133242.42742433.220毛面积884.7276760.1731415.8735352.2278259.2131943.7138798.14712072.2673663.97349150.647一级地407.607542.4400.00.0257.007119.667810.50069.0270.02196.247%46.18.00.00.03.26.29.00.50.04.5二级地149.5531405.473349.487194.407548.627495.507176.2272231.8530.05551.133%16.920.824.63.66.625.52.018.50.011.3三级地230.0202081.873318.140118.907733.953488.9131552.5873995.266422.01310941.667%26.030.822.520.98.925.218.033.111.522.3四级地35.187609.540296.8001359.207811.153441.1602015.3932674.547906.9609149.947%4.09.021.025.49.822.623.022.224.818.6五级地62.360737.607161.4401217.8072440.980164.9201743.0471381.973714.9338625.067%7.010.911.422.829.68.520.011.419.517.5六级地0.01041.927246.640964.5132332.540233.547826.1471729.607930.4338305.353%0.015.417.418.028.212.09.014.325.416.9七级地0.0240.14043.367393.200817.3270.0635.2400.0413.0202542.293%0.03.63.17.49.90.07.00.011.95.2八级地0.0101.1730.0104.187317.6270.01039.3400.0276.6131838.940%0.01.50.01.93.80.012.00.07.53.7〖ZP)〗从上述农用土地定级的结果,可以得出以下重要结构:① 本区中等质量的土地(三、四、五、六级)达3.698×104 hm2,占总面积的75.3%,而高产地(一、二级)和低产地(七、八级)分别为0.44×104 hm2和0.78×104 hm2,分别占8.9%和15.8%,中低产地占全区土地的90.1%。可见,今后中低产地的改造任务是十分艰巨的。② 中等地分布较集中的团场(乡)有总场的三分场(占87.1%)、二分场(占7.23%)、六分场(占69.0%)、石河子乡(占81.0%)。此成果揭示了本区农用土地资源的质量级别及其分布特征,为合理开发利用土地资源提供了重要的科学依据。

参考文献

[1] S.G.麦克雷,C.P伯恩翰(厉为民译,郑振源校).土地评价[M].北京:中国展望出版社,1986.

[2] 李孝芳.土地资源评价的基本原理和方法[M].长沙:湖南科学技术出版社,1989.

[3] 倪绍祥.土地类型与土地评价[M].北京:高等教育出版社,1992.

[4] FAO. A framework for land evaluation[J]. Soils Bulletin,1976,32.

AN APPROACH TO THE FARMLAND EVALUATION

IN DESERT OASIS AGRICULTURE REGION

—A CASE STUDY IN SHIHEZI OF XINJIANG

Peng Buzhou1Yu Xusheng1Chu Weide1Wang Jialing1

He Tianshan2Li Zongyi3

(1. Department of Geo & Ocean Science,Nanjing University,

210008,Nanjing,PRC

2. Bureau of Land Management of Xinjiang Production and Construction Corps,

830002,Wulumuqi,PRC

3. Bureau of land management of Shihezi,832001,Shihezi,PRC)

Abstract:In order to set up a rational land taxation system in China,a farmland classification and evaluation system claims precedence over all others. As one of the experimental study regions,Shihezi city is situated in the centre of the northwest arid desert area of China. Its annual precipitation is little than 200 mm,and oasis agriculture is the main characteristics of the land use. The authors proceed from the specific land evaluation purpose and the regional features,and set up a farmland classification and evaluation system which has the following distinguishing features:

1. Formulate the calculation of the theoretical standard crop yield,thus providing scientific basis for differentiating of the farmland quality,accordingly we can avoid the errors caused by taking actual crop yield of every place of farmland as the basis of the land quality evaluation.

2. Separately put 20 land quality influencing factors under three subsystems:the soil nutriment subsystem,water condition subsystem and the environment and technology subsystem,by this we can accordingly introduce the model of soil nutriment equilibrium,the model of water circulation and the model of bioecosystem and social development into the process of farmland evaluation,thus greatly raising the quantitative extent of the evaluation.

3. Attach great importance to the analysis of water condition of each land unit. During the formulation of water condition index,we considered not only the normal factors which influence the balance of annual circulation of water resource,but also the factors,such as the water—yield reaction coefficients of each growth period of the standard crop,which influence the equilibrium between the water requirement and water supply in each different growth period in the life time of the crop.

Finally,by comparing the integrated land quality index with the established standard,the farmland of Shihezi is classified into 8 different levels; the quality levels showed good correspondence relations with the differential land rent which were calculated by random sampling investigation. The result has also showed the usefulness in the land use planning and management.

Key words: land evaluation, oasis agriculture,Shihezi of Xinjiang新疆生产建设兵团农垦城镇土地等级体系研究新疆生产建设兵团农垦城镇土地等级体系研究参加本课题研究的还有兵团土地估价所张秉良、王兴辉、廖军和徐华等人,在此特表谢意。

本文与周寅康、徐梦洁共同撰写,原载《自然资源学报》,1997年第12卷第1期,第4754页。摘要本文建立了新疆生产建设兵团农垦城镇类、等、级及基准地价的城镇土地等级体系,为兵团农垦城镇不同层次的土地管理提供了科学依据,对深化我国土地有偿使用制度改革,建立健全合理的土地市场,实现土地资源资产化等具有较好的理论和实践探索意义。

关键词城市土地等级体系基准地价兵团农垦城镇

土地有偿使用制度改革以来,我国许多城市开展了土地定级估价工作。然而,各城市土地定级估价在资料要求、参数选择等方面存在一定的差距,定级估价结果的可比性较弱;而大量中小城镇尚未进行城镇土地定级估价工作,在土地使用权出让、转让,土地联营、入股等经济活动中,缺乏必要的地价参考,甚至存在盲目制定、故意抬高或压低地价水平的现象,造成国有土地资产的流失。因此,随着土地有偿使用制度改革的深入,迫切需要建立满足不同管理层次要求的区域性城市土地等级体系,以建立健全合理的正常发育,确保土地国家所有权在经济上的实现。

本文对新疆生产建设兵团(以下简称兵团)农垦城镇土地等级体系进行了初步研究,旨在区域性城镇土地等级体系的研究和建立方面做一些理论和方法上的探讨。参加这次研究的农垦城镇 (提供有关资料 )有134个,约占全部农垦城镇的80%。

1基本概况

新疆生产建设兵团成立于1954年,经过40年的开荒、开垦、开发和建设,目前已拥有17个农业建设师,3个农场管理局,下辖 20多个垦区,共172个农牧团场,分布在全自治区15个地(州、市)的 63个县(市)内。

作为兵团各农牧团场政治、经济、文化、交通中心的团场部——农垦城镇,经多年建设,已初具城镇规模。但受自然环境、交通条件、历史基础、服务腹地等因素影响,农垦城镇独具特色。主要表现为

(1) 分布广阔而相对集中兵团农垦城镇随农牧团场而分布。不论是城镇近郊、交通线旁,还是偏远地区、内陆腹地,抑或天山南北、荒漠戈壁、国境沿线,都有兵团农垦城镇的分布。区位条件差异颇大。此外,农垦城镇往往集中分布于一个个相对独立的垦区,如石河子垦区(农八师)、阿克苏垦区(农一师)等。农垦城镇分布广阔而相对集中。

(2) 城镇建设初具规模经过40年的艰苦创业,兵团农垦城镇已初具规模。它们不仅是农场自身政治、经济、文化、交通的中心,而且和周围广大农村建立起多渠道的经济、文化联系,发挥着一定范围内的中心地作用。如被誉为戈壁明珠的石河子市,原是一片荒漠,经过多年艰苦奋斗,目前已形成56 km2、 25万城市人口的农垦城市。

(3) 城镇规模较小,经济发展相对滞后农垦城镇占地面积一般在1~6 km2,人口3000~10000人,规模较小。各农垦城镇以加工所在团场农副产品、服务所在团场正常生产生活秩序为主要任务,商服业、工业企业较少、较单一,尚未形成功能分区,交通、城建等基础设施仍较薄弱,经济发展水平相对滞后。

(4) 地理区位独特由于新疆在全国的特殊地理位置,兵团农垦城镇也具有独特的区位,尤其是部分边境沿线口岸附近的农垦城镇,随着口岸的开放,对外贸易的加强,区位发生重大转变,发展前景十分广阔,如农四师 (伊犁垦区) 62团团部等。

(5) 土地有偿使用正在逐渐形成随着我国土地有偿使用制度改革的不断深入,兵团农垦城镇土地有偿使用制度正在逐渐形成。截至1994年年底,农垦城镇共收取土地使用费 1000余万元,出让土地面积15.4万m2,有偿出让收入600余万元,其中1994年出让土地面积 10.3万m2,有偿出让收入340.9万元。土地有偿使用使土地资产效益得到了较好发挥,加快了农垦城镇的城镇化建设。

2土地等级体系技术路线

2.1理论基础

一定区域范围内城市土地等级体系的最终表现是地租量的大小或地价的高低,而影响地租量大小或地价高低的最重要因素是区位。因此,我们认为建立区域性城市土地等级体系的理论基础是地租理论和区位理论。

2.1.1地租理论

地租理论起源于西方古典经济学。西方古典地租理论是一种差额地租理论,如李嘉图(David Ricado)明确区分了两类差额地租,即土地沃度和耕作集约程度不同而形成的差额地租。马克思在批判、吸收古典地租理论的基础上,根据劳动价值学说,创立了科学的地租理论。认为资本主义地租的本质是剩余价值的分配形式之一,资本主义地租主要有绝对地租、级差地租和垄断地租3种。

绝对地租是土地所有者凭借土地所有权垄断所取得的地租;垄断地租是由产品的垄断价格带来的超额利润;级差地租是指租用较优土地所获得的归土地所有者所占有的超额利润。根据形成基础的不同,级差地租又有两种存在形式,即级差地租Ⅰ (级差地租第一形式 ): 土地肥沃程度不同和位置的差异,等量资本投资在相同面积不同地块上产生的超额利润;级差地租Ⅱ(级差地租第二形式): 在同一地块上连续再加投资,使该土地具有更高的生产率所产生的超额利润。马克思的地租理论,尤其是级差地租理论,是区域性城市土地等级体系建立的理论基础。

2.1. 2区位理论

区位是一个综合的概念,包含两个基本内涵,即① 自然内涵,指地球上某一事物的空间几何位置;② 人文内涵,指区位的自然内涵与人类社会经济活动之间的相互联系和相互作用在空间位置上的反映。因此,尽管某一事物的空间位置是固定不变的,但其区位,受人类社会经济活动的影响是相对的、可以变化的。

区位理论是关于人类社会经济活动的空间分布及其空间中相互关系的学说。在区位理论的形成和发展过程中,如杜能 (J. H. Von Thunen)的农业区位论、韦伯 (A. Weber)的工业区位论、克里斯泰勒 (W. Christaller)的中心地理论等多是在深入考察一个或几个因子的基础上产生的。与地租理论一样,区位理论也是区域性城市土地等级体系建立的理论基础。

此外,系统论、不动产估价理论和方法、生产要素组合理论等也是建立区域性城市土地等级体系的重要依据。

2.2技术路线

根据兵团农垦城镇数量多、分布广、区位条件差异大,以及农垦城镇规模小、经济发展相对滞后等特点,我们提出了以类型为基础,试点农垦城镇土地定级估价成本为参考,建立兵团农垦城镇类、等、级和基准地价等不同层次的土地等级体系。其技术路线如图1所示。

图1新疆生产建设兵团农垦城镇土地等级体系技术路线

Fig. 1The technical line of the landgrade system in ARTs of XPCC

3兵团农垦城镇土地等级体系研究

3.1类型划分

受地理位置、区位条件、所处团场的大小、附近大中城市的规模等多方面的影响,兵团农垦城镇呈现出多样性和复杂性。为了选择具有代表性的试点农垦城镇,建立客观合理的兵团农垦城镇土地等级体系,我们进行了类型划分。

在兵团农垦城镇类型划分中,主要从兵团农垦城镇宏观区位条件出发,考虑城市、交通、口岸等经济区位因素对农垦城镇自然区位的变形作用,将农垦城镇划为城市辐射型、交通干线型、口岸型、垦区中心型和边远型等5个类型(表5)。

3.2试点农垦城镇土地定级估价

3.2.1试点农垦城镇的选择

试点农垦城镇土地定级估价是兵团农垦城镇等级体系的基础,具有参考和标准的作用,直接关系到等级体系的准确性。

在兵团农垦城镇类型划分基础上,我们坚持代表性、综合性和现实性原则,采取各师 (局)自行上报和课题组评审相结合的方法,选择了10个试点农垦城镇(表1)。表1新疆生产建设兵团试点农垦城镇基准地价(元/m2,1995.8)

Table 1The datum land price of the typical ARTs of XPCC

农垦城镇

(团场部) 所属类型代码一级地二级地三级地平均值变幅平均值变幅平均值变幅红星一场城市辐射型 Ⅰ89.2869.2~124.753.2529.31~70.921.386. 0~31.05团交通干线型Ⅱ 114.7270.7~156.1 58.2934.7~78.421.919.87~3583团交通干线型Ⅱ 123.44102.7~14657.8051.0~10417.096.47~54124团交通干线型Ⅱ117. 3659.7~156.351.1127.47~71.617.094.31~3162团口岸型 Ⅲ133. 1789.5~144.465.2950.12~96.024.349. 57~5921团垦区中心型Ⅳ79.7958.97~90.440.9631.48~60.717.167.03~3651团垦区中心型Ⅳ76.6253.79~88.034.1723.21~54.214.794.55~25芳草湖总场垦区中心型Ⅳ107.2156.4~154.840.9023.3~61.3620.468.67~23148团垦区中心型Ⅳ109.8668.3~167.758.1831.5~84.6422.646.74~322222团垦区中心型Ⅳ100.5862.2~136.348.2631.5~75.320.645.67~343.2.2试点农垦城镇土地定级估价

试点农垦城镇土地定级估价以《城镇土地定级规程》和《城镇土地估价规程》为依据。鉴于此类工作已有规程,这里不予赘述,仅列出其估价结果(表1)。

3.3兵团农垦城镇土地分等

城市土地分等是对一定区域范围内城市土地综合质量的等级划分。在缺乏直接土地市场交易资料的情况下,城市土地分等可采用多因素综合评价方法,即在因素分析、选择,指标量化、标准化以及权重确定的基础上,计算城市土地综合质量指数,进而分等。

3.3.1因素分析与选择

影响城市土地综合质量的因素很多,有宏观的、微观的,有静态的、动态的,有直接的、间接的,且因素间相互联系,互为影响。从城市土地分等角度而论,主要有城市规模、区位条件、基础设施、产业结构、特殊自然人文景观等方面。

兵团农垦城镇土地分等中,根据农垦城镇规模小、经济发展相对滞后等特点,本着综合性、现实性和可定量化原则,选择了团场规模等3类因素 8个因子(表2)。表2新疆生产建设兵团农垦城镇土地分等因素体系与权重值

Table 2The factor system and weight values of the land gradation in ARTs of XPCC

因素团场规模集约化程度区位条件因子人口

数量耕地

面积工农业

总产值人均耕

地面积人均国

民收入区域交

通条件距最近城市

(口岸)距离距干线

公路距离权重0.100.100.100.100.100.200.150.153.3.2指标量化与标准化

(1) 指标的量化上述因素体系中,团场规模、集约化程度中各因子由《新疆生产建设兵团统计年鉴(1994)》直接读取;区位条件中,距最近城市 (口岸)、干线公路距离由“新疆生产建设兵团农牧团场分布图 (1∶10万)”量取,以《屯垦戍边四十年》等资料校核,并相对化后以1减之,使距离越近的城镇,距离分值越大。

区域交通条件由交通类型、数量、相应等级分值予以量化。首先,根据新疆境内各主要交通线的客、货流量,确定相应的等级作用分值及有效辐射范围 (影响半径,表3),其次,统计各农垦城镇的评分值。具体方法是:当某农垦城镇邻近某交通线,或作为某交通线的端点时,得评分值1.0分;当穿越某交通线时,在向心方向,即乌鲁木齐方向,得评分值1.0分,在背心方向,得评分值0.5分。最后,将上述各交通线的评分值乘以相应交通线的等级作用分值,并累加,得某农垦城镇区域交通条件指数。表3新疆主要交通线路等级作用分值和作用半径表

Table 3The function values and function radiuses of the grades

of the main communication lines in Xinjing

道路类型道路名称等级分值半径(km)干线铁路兰新线Ⅰ1.010一般铁路乌—库尔勒、乌—阿拉山口线Ⅱ0.55干线公路兰新、乌—伊宁、乌—喀什线Ⅰ1.010次干线公路奎屯—阿勒泰、奎屯—额敏、喀什—和田线Ⅲ0.44支线公路县城或垦区内公路Ⅳ0.32(2) 指标标准化述量化的指标值仍是一组有量纲的数字。为了使指标具有可比性,不受单位或量纲的影响,应对其无量纲化,即数据标准化。数据标准化有极差标准化、方差标准化等方法。兵团农垦城镇土地分等中,采用极差标准化方法,即

Ii=Xi-XminXmax-Xmin(1)

式中: Ii是标准化后i因素的指标值;Xi是标准化前i因素的指标值;Xmin是标准化前某因素(i)指标的最小值;Xmax是标准化前某因素(i)指标的最大值。

3.3.3城镇土地分等

(1) 因素权重值确定兵团农垦城镇分等中,我们以 Delophi法为基础,广泛征求兵团土地管理局、有关团场专家、领导的意见,并经反复讨论而确定。各因素权重值见表2。

(2) 城镇土地综合质量指数根据各因素指标及相应权重值,由下式计算城镇土地综合质量指数:

Ri=∑Iij·Wj(2)

式中: Ri为第i个城镇的土地综合质量指数;Iij为第i个城镇第j类因素的标准化指标值;Wj为第j类因素的权重值。

(3) 城市土地分等由式(2)计算的兵团农垦城镇土地质量综合指数中,排序最前的,如石河子总场、芳草湖总场、124团、 5团等的团场部,都是城镇规模较大、区位条件较好、土地市场相对发育的农垦城镇;而排序最后的,如 42团、 36团、 75团等的团场部,则是位置极偏、相对封闭的农垦城镇。排序结果与理论分析及实际情况一致。据此,按指数高低确定分等区间 (表4),初步分等。表4新疆生产建设兵团农垦城镇土地综合质量指数区间划分

Table 4The division of intervals of the comprehensive land quality index es in ARTs of XPCC

等级ⅠⅡⅢⅣ指数区间Ri≥0.470.39≤Ri<0.470.30≤Ri<0.39Ri<0.30在初步分等基础上,向兵团土地管理局、有关农垦城镇进行结果征询与反馈,根据反馈结果,对个别农垦城镇做了适当调整,最后得出如下分等结果 (表5)。表5新疆生产建设兵团农垦城镇类型划分与土地分等表

Table 5The classification of land types and the gradation of land in ARTs of XPCC

类型一等二等三等四等城市辐射型

(4个)[1] 石河子总场[哈] 红星一场;

[2] 28团[5] 86团交通干线型

(14个)[1] 5团; [2] 9团; [5] 83团;[7] 124、 129、130团;[8] 143团[2] 24、27、30团;

[4] 65、66团;[7] 137团[9] 170团口岸型

(5个)[4] 62团 [9] 163团;

[10] 186团[4] 67、 74团垦区中心型

(98个)[1] 1团; [2] 22团;[4] 71团; [6] 102团、芳草湖总场、新湖总场; [7] 125、 128团;[8] 142、 148团[1] 2、 3团; [2] 21、23、 31、 223团;[3] 51团;[4] 61、 64团;[5] 84团;[6] 103、 107、108、 109团、红星三场;[7] 123、 127 团;[8] 121、 122、 132、133、 134、 144、 147团、玛管处; [哈] 红星二场; [直] 222团[1] 6、 7、 8、 9、 10、 11、13 团、水 管 处; [2] 25、 26、 33团; [3] 41、50、 52、工程团; [4] 63、 68、 69、 70团; [5] 81、 82、 85、 89、 90、 91团; [6] 110团、军户、土 墩子、六运湖、红旗、奇台、团结农场;[7] 126团; [8] 136、141、 149、 150、 151团; [9] 162、 164、 166团[1] 16团; [2] 32、 34、35团; [3] 43、 44、 45、48、 49、 53团; [4] 72、73团; [5] 87团; [6] 105团、共青团农场;[8] 135团、矿区; [9] 167、 168、 169团边远型

(13)个[4] 77团[1] 4、 14、 15团; [2] 36团; [3] 42团、 伽师; [4] 75、 76、 78、 79团; [9]165、 185团注: 方括号中数字为农业师代号,如 [1] 为农一师; [哈] 代表哈密管理局; [直] 为兵团直属农场。3.4兵团农垦城镇土地定级

3.4.1试点农垦城镇土地定级特点

兵团农垦城镇土地定级以类型和试点农垦城镇土地定级为基础。对各试点农垦城镇土地定级成果的分析可以看出,试点农垦城镇土地级别分布有如下基本特点: ① 商服中心形状是土地级别分布的基础;② 交通条件对土地级别分布具有重要的调整作用;③ 基础设施、环境条件对土地级别分布只具局部调整作用;④ 土地权属对土地级别分布具有一定的修饰作用。

各类型试点农垦城镇土地定级又有其自身的特点,可从各土地级别面积比例、形状分布和长短轴方向延伸半径等几个主要方面予以分析。如交通型农垦城镇土地级别具有沿交通干线呈带状分布特点,延伸半径在长短轴间有明显的差异。

3.4.2兵团农垦城镇土地定级

根据各类型试点农垦城镇土地定级成果的分析和比较,兵团农垦城镇土地定级中,本着可操作性原则,提出面积比例、分布形状和延伸半径等几个控制性参数及其变幅。如各类型农垦城镇土地级别在长短轴方向上的延伸半径如表6所示。表6新疆生产建设兵团农垦城镇各土地级别延伸半径(%)

Table 6The extend ed radiuses of different land grades in ARTs of XPCC(%)

级别城市辐射型交通干线型垦区中心型口岸型边远型长轴短轴长轴短轴长轴短轴长轴 短轴长轴短轴Ⅰ14~2012~1620~405~2020~3518~3020~3015~2520~3520~30Ⅱ60~8060~8035~8040~6545~5550~7040~6040~6040~6050~703.5兵团农垦城镇土地等级体系

兵团农垦城镇土地等级体系是在下列基础上建立的,即① 兵团农垦城镇类、等、级;② 试点农垦城镇土地定级估价成果;③ 面上农垦城镇样点地价资料。

通过对134个农垦城镇1746个租赁资料、1134个地价资料和487个农地收益资料的计算、分析和比较,以试点农垦城镇定级估价成果为基础,以兵团农垦城镇类、等、级为控制,建立了兵团农垦城镇土地等级体系(表7)。表7新疆生产建设兵团农垦城镇土地等级体系(1995)

Table 7The land grade system in ARTs of XPCC (1995)

等级城市辐射型交通干线型垦区中心型口岸型边远型ⅠⅠ120~150105~13070~115120~140Ⅱ60~9045~8030~7060~70Ⅲ25~4015~2515~2520~25ⅡⅠ80~10070~10060~90Ⅱ40~7040~6025~50Ⅲ15~2512~2012~20ⅢⅠ70~9060~8050~8050~8050~70Ⅱ30~5030~5020~4020~5020~40Ⅲ12~2010~2010~1810~2010~15ⅣⅠ40~7040~6040~70Ⅱ20~4020~4020~40Ⅲ10~2010~1510~15注: 表中数字为基准地价水平,单位: 元/m2,空缺者为无相应类、等农垦城镇之故。4结语

通过本文研究,可以得到以下几点初步认识:

(1) 随着土地有偿使用制度改革的深入,迫切需要建立一定区域范围内城市土地等级体系。这将有利于不同城市土地等、级和地价水平间的横向比较,为不同层次的土地管理提供科学依据,促进土地市场的健康发育,确保土地国家所有权在经济上的实现。

(2) 在土地市场尚不发育、市场交易资料尚不充分的情况下,区域性城市土地等级体系可以地租理论和区位理论为指导,采用多因素综合评价方法而建立。兵团农垦城镇土地等级体系的研究证明了这一方法的可行性和现实性。

(3) 无论是不同城市间的土地分等,还是同一城市的土地分级,采用多因素综合评价方法中最重要的是有关因素的分析和指标体系的建立。只有深刻分析等级因素,恰当选择指标体系,才能建立合理的城市土地等级体系。

(4) 本研究成果不仅可作为兵团各农垦城镇土地管理及兵团农垦城镇土地宏观管理的依据。同时,对其他区域城市土地等级体系的建立具有一定的参考价值。

参考文献

[1] 董黎明,等.中国城市土地有偿使用的地域差异及分等研究[J].地理学报,1993,48(1):17.

[2] 杨吾杨.区位论原理[M].北京: 科学出版社,1989.

[3] 国家土地管理局.中华人民共和国行业标准,城镇土地定级规程[Z].1989.

[4] 国家土地管理局.中华人民共和国行业标准,城镇土地估价规程[Z].1993.

[5] 国家统计局.新疆生产建设兵团统计年鉴[M].北京:中国统计出版社,1993.

[6] 新疆产生建设兵团史志编纂委员会.屯垦戍边 40年[M].乌鲁木齐: 新疆人民出版社,1994.

STUDY OF THE LAND GRADE SYSTEM OF THE

AGRICULTURAL RECLAMATION TOWNS OF THE XIN

JIANG PRODUCTION AND CONSTRUCTION CORPS

Zhou YinkangXu MengjiePeng Buzhuo

(Department of urbanology and Resources,Nanjing University,Nanjing 210093)

Abstract:In this paper the urban land grade system of the Agricultural Reclamation Towns(ARTs) of the Xinjiang Production and Construction corps (XPCC) is set up. The system includes the categories,grades and ranks of land and the datum land price. This work provides a scientific losis of the land management of different levels for ARTs of XPCC,and has comparatively good theoretical and practical research significance to deepening the reform of the land usewithcompensation system of China,establishing the reasonable land market,and making the land resource a property.

Key words: urban land grade system,datum land price,Xinjiang Production and Construction corps (XPCC),Agricultural Reclamation Town(ART)干旱区土地利用结构调整的SD模型研究干旱区土地利用结构调整的SD模型研究本文系新疆吐鲁番市政府和市土地管理局资助课题“吐鲁番市土地利用总体规划”的一部分。

本文与王良健、何洪林、包浩生共同撰写,原载《经济地理》,1997年第17卷第4期,第4348页。

——以新疆吐鲁番市为例摘要土地利用结构的调整是我国目前土地利用总体规划的两大核心内容之一。我国干旱地区生态环境十分脆弱、稳定性差,土地沙漠化、盐碱化、草场退化等现象十分严重。本文以新疆吐鲁番市为例,分析了该市土地利用现状和存在的问题,运用系统动力学模型,建立了土地利用结构调整的动态模型,为当地制定中长期土地利用总体规划提供科学依据。

关键词土地利用结构调整系统动力学模型吐鲁番市

我国现阶段土地利用总体规划所采用的模式,可以概括为“用地指标调整与规划分区相结合”。该模式包括两大核心内容,一是采用综合平衡法进行用地指标调整,以实现规划期内区域土地资源总供给量与总需求量之间的平衡;二是依据现状及未来土地利用类型组合的空间差异进行规划分区。由此可见,土地利用结构调整是土地利用总体规划的主要组成部分。

干旱地区在自然、社会、经济方面存在许多共同点,可以概括为:气候极端干旱,植被十分稀疏,土地沙漠化、盐碱化、草场退化等现象十分严重。绿洲农业生态系统是在干旱荒漠环境下人为控制下的生态系统,其生态结构简单,生态系统脆弱,稳定性差,加上人类活动造成的水土不平衡,已成为干旱地区农业生产发展的严重障碍。本文根据干旱地区的上述特点和存在的普遍问题,以新疆吐鲁番市为例,运用系统动力学模型,建立一种对于干旱区具有一定普适性的土地利用结构调整的动态模型,为当地制定中长期土地利用总体规划和保护绿洲这一脆弱的人工生态系统,促进绿洲农业的持续稳定发展提供科学依据。

1吐鲁番市土地利用现状分析

吐鲁番市位于新疆东部,天山支脉博格达山南麓,吐鲁番盆地中部,地处东经80°29′~89°54′,北纬42°15′~43°35′。地势北高南低,北面横亘着博格达山,海拔3500~4000 m;南部矗立着觉罗塔格山,海拔600~800m;西有穆托尔乌拉山和蒙古山,平均海拔2000m以上;东南有库姆塔格沙山。其四面环山,地形低洼封闭,城南的艾丁湖,低于海平面154m,是我国最低的内陆洼地,也是世界第二低地。特殊的地理环境造成这里的气候具有气温高、温差大、日照长、降水少、风力强等五大特点。年平均气温13.4℃,年较差42.5℃,极端最高气温达47.7℃,40℃以上的高温时间超过40天,极端最低气温-21℃左右,年≥30℃的日数为120~150天,素有“火洲”之称。吐鲁番市昼夜温差大,日照时间长,全年日照时数达3000~3200小时,≥10℃积温5424℃。丰富的光热资源,给葡萄、棉花、瓜果、小麦、高粱等农作物的生长提供了得天独厚的自然条件,使吐鲁番成为新疆的葡萄、长绒棉、哈密瓜三大农副产品出口基地。这里降水十分稀少,年降水量仅3.9~25.5mm,而蒸发量竟高达2879.3~3821.5mm,水资源短缺已成为当地农业生产的主要障碍因子,主要依靠高山冰雪融水和地下水来发展灌溉农业。这里大风频繁,年平均8级以上的大风日数20~108天,又有“风库”之称。

吐鲁番市土地总面积1488123.185 ha,其土地利用现状构成详见表1。表1吐鲁番市土地利用现状构成(1995)

土地利用类型耕地园地林地牧草地城镇及

工矿用地交通

用地水域未利

用地面积(ha)

占土地总面积的

百分比(%)19989.42

1.347683.99

0.524561.40

0.31226814

15.24197736.53

13.293158.085

0.2110337.71

0.691017842

68.40资料来源:吐鲁番市土地局土地详查和土地变更资料。吐鲁番市土地利用具有以下特点:

1.1土地利用率低,土地利用结构不合理

由于受水资源的制约,目前全市土地利用率仅31.6%,而未利用土地占土地总面积的68.4%。而且土地利用结构不合理,从表1可知,耕地、园地、林地、牧草地、城镇及工矿用地、交通用地、水域、未利用土地之比约为1∶0.39∶0.23∶11.37∶9.92∶0.16∶0.51∶51.04,其耕地、园地、林地、交通用地比重偏少。

1.2耕地面积少,且质量偏低,易受干热风和大风的威胁,粮食单产和粮食自给率低,种植业用地内部矛盾突出目前全市耕地面积19989.42ha,农村人均耕地0.11ha,只有全疆的32%。1995年粮食单产3900kg/ha,目前粮食自给率仅45%。粮食单产低与耕地质量低,易受干热风和大风的威胁有关。其耕地肥力状况如下:有机质1.36%~1.4%、全氮0.0668%~0.0692%、全磷0.064%~0.066%。缺氮严重,少磷、低有机质,属低肥力水平,按全国六级标准,以全氮而言,5~6级耕地占全部耕地面积的68%,无一级地,二级地不足1%:全氮和有机质单项评价中,均以4~5级占优势,分别占耕地总面积的86%和82%,从总体质量而言,耕地属中下低等水平。其次,每年5月中、下旬之后,常出现≥35℃、相对湿度≤20%、风速≥5m/s的干热风,该时期正好是小麦灌浆至乳熟阶段,从而使小麦生产遭受重大损失,一般年份,它可使农作物减产20%~25%;严重时,农作物减产40%以上。吐鲁番市大风多发生在3—10月,而以3—6月尤多,5月份最多,大风期间,常刮起沙砾、刮走田地表土、摧毁庄稼,危害很大。如1993年5月4—5日持续10h的8~9级大风,该市67%的棉花、31%的甜瓜、41%的蔬菜、62%的葡萄受灾。“七五”期间制定了以发展经济作物为主的种植业结构调整方针,至“八五”期间,全市葡萄和棉花的面积扩大了1666.7ha,葡萄和棉花的产值在种植业中的比重由1990年的81.67%上升到1995年的87.44%,但是由于水土资源的限制,这种调整是直接以减少粮食为代价的(主要是小麦),如棉花面积扩大了713.3ha与小麦减少的面积基本相同。目前,由于经济效益的驱动,有继续扩大经济作物减少粮食面积的趋势。粮食问题是关系到国计民生的重大问题,因此,稳定粮食面积,努力提高单产和总产是今后种植业用地调整的一个大问题。

1.3水资源限制作用明显,且利用率低

吐鲁番市属暖温带极端干旱的大陆性气候,农业用水主要靠河水和地下水,成为绿洲灌溉农业的主要水源,无灌溉就没有农业生产,水资源成为限制土地利用的最重要的因素,全市地表水资源总量为3.9036亿m3,地下水资源可开采量为3.1228亿m3,全市地表水多年平均引水量1.6374亿m3,灌溉期引水量1.5143亿m3;地下水多年平均引水量4.0251亿m3(包括坎儿井、机电井及自流井水)。由于农业灌溉技术落后,大水漫灌、串灌、深灌现象普遍,水资源利用率仅50%~55%,渠道水利用系数0.40。全市农业平均毛灌溉定额为15000m3/ha左右,高于全疆12000m3/ha的水平。说明全市水资源利用率低,浪费比较严重,水资源已成为制约全市农业和国民经济发展的“瓶颈”。由此而带来的水土资源开发矛盾十分尖锐,土地的开发利用受水资源的供给制约十分显著。

1.4农业生态环境脆弱,土地沙漠化、盐碱化、草场退化现象严重,并有进一步恶化的趋势,土地开发态式严峻目前,全市有林地面积4561.4ha,仅占土地总面积的0.31%,森林是干旱区防治土地沙漠化、保护绿洲的绿色屏障。据有关单位在该地试验结果韩梦华:《略谈吐鲁番农田防护林体系建设的几个问题》,载《吐鲁番科技》,1980(1).,农田防护林只有占到总耕地面积(包括园地)的10%~15%的情况下,方能达到最佳的防护效果,据此推算,以现有耕地和园地为准,防护林应达到2767~4151ha,而1995年年底,全市实际防护林面积为1480ha,远低于上述要求。由于植被稀少,全市土地受沙漠化威胁严重,现有沙地4666ha而受沙漠化威胁的土地2万多ha,主要分布于火焰山南麓。全市现有盐碱地40559ha。受盐碱危害的耕地面积达8995ha,占耕地总面积的45%。吐鲁番市天然草场大部分处于荒漠戈壁,属常年干旱,夏季牧场出现重干旱的频率达60%,缺水和严重缺水草场占天然草场的51.8%,严重的干旱是造成草场退化的主要因素。

2系统动力学模型的建立

系统动力学方法与模型(SD方法与模型)是建立在描述系统内在机制基础上的结构型预测模型,该模型实际是由一阶微分方程所组成,由于这些方程组带有延迟函数和表函数,加之将控制论中的反馈回路概念引入,可较好地解决较复杂的非线性问题和时变现象;处理问题直观、形象,擅长制定中长期规划研究和政策分析。此外,系统动力学还配备专门的DYNAMO软件(如Professional DYNAMO PD plus等),给模型仿真、政策模拟带来很大方便,更为重要的是,由于系统动力学模型所考虑的是整个系统的最佳目标,而不是追求单个子系统的最佳目标,并且强调大系统中各个子系统的协调,因而适合于用来进行包括人口、种植业用地、林业用地、畜牧业用地、非农业用地等子系统在内的土地利用大系统的综合。

2.1土地利用系统因果关系

系统因果关系见图1。

图1吐鲁番市土地利用结构的系统动力学模型因果关系

2.2模型主要方程的建立

总人口(POP):L POP.K=POP.J+DT·(POPN.JK+POPJ.JK)

式中:POPN——人口自然增长数;POPT——人口机械增长数。

RPOPN.KL=POP.K·M1.KM1——人口自然增长率。

RPOPJ.KL=POP.K·M2.K M2——人口机械增长率。

城市人口(CPOP):ACPOP.K=POP.K·M3.KM3——城市人口占总人口比例。

农村人口(LPOP):ALPOP.K=POP.K-CPOP.K

耕地面积(A):LA.K=A.J+DT·(FZA.JK-AZE.JK-AZT.JK)

式中:FZA——宜农荒地开垦成耕地面积:AZE——耕地被非农业用地占用面积;AZT——耕地退耕面积。

RFZA.KL=YKF·HH.KYKF——宜农荒地面积;HH——年开荒率。

AHH.K=TABHL(M4.Time.K.1995,2010.5)M4——年开荒系数。

RAZE.KL=A.K·LL.K

ALL.K=TABHL(M5,Time,1995,2010.5)M5——年耕地被非农业用地占用率。

RAZT.KL=A.K·M6M6——年退耕系数。

园地面积(B):LB.K=B.J+DT·BI.JK

RBI.KL=B.K·CLIP(M7,M8,Time.K,2000)

M7,M8——不同时期园地面积年增长率。

林地面积(C):LC.K=C.J+DT·CI.JK

RCI.KL=C.K·NN.K

ANN.K=TABHL(M9,Time.K,1995,2010.5)M9——年造林面积增长率。

牧草地面积(D):LD.K=D.J+DT·(MD.JK-TD.JK)

MD——人工草场增加面积,TD——天然草地退化面积。

非农业用地面积(E):LE.K=E.J+DT·(EMIJK+EM2.JK)

REM1·KL=M10·CPOP.K

REM2·KL=M11·LPOP.K

M10、M11——分别为城市人口,农村人口人均用地面积(含独立共矿用地及对外交通用地,根据国家有关中等城市远期人均用地指标结合新疆的实际情况并考虑到少数民族和农村社会经济发展的实际来制订)。

未利用地面积(F)

AF.K=S-A.K-B.K-C.K-D.K-E.K-X

S——土地总面积,X——水域面积(考虑到本市的气候、地质、地貌特点、新增水域难度极大,本文拟定它不变)。

需水量(W):AW.K=IW.K+PW.K+CW.K+DW.K+SW.K

式中:IW——工业用水,PW——种植业用水,CW——林业用水,DW——牧业用水(包括人工灌溉草场及家禽畜用水),SW——居民生活用水。

LIV.K=IV.J+DT·IM.JK

IV——工业总产值(万元),IM——工业产值增长值。

AIW.K=IV.K·clip(N1,N2,Time. K,2000)

N1、N2——不同时期工业耗水定额(m3/万元)。

APW.K=(A.K+B.K)·clip(N3,N4,Time.K,2000)

N3,N4——不同时期种植业耗水定额(m3/ha)。

ACW.K=C.K·clip(N5,N6,Time.K,2000)

N5,N6——不同时期林地耗水定额(m3/ha)。

ADW.K=DW1·K+DW2·K

DW1——人工灌溉草场需水量,DW2——家禽畜饮水量。

ASW.K=SW1.K+SW2.K

SW1——城市人口饮水量;SW2——农村人口饮水量。

3模型运行结果与分析

3.1运行结果

模型中主要参数的确定均参考吐鲁番市历年统计资料和有关文献记载,这样编制了吐鲁番市土地利用结构调整的系统动力学仿真程序。仿真起始时间TIME=1995,终了时间LENGTH=2010,求解区间DT=1,输出数据间隔PRTPER=1,输出图像间隔SAVPER=1,运用多功能专用系统动力系统仿真软件(PD PLUS),在计算机上反复调试运行,得出了一系列仿真结果(如表2)。表2吐鲁番市土地利用调整的SD模型仿真结果

年份人口总人口农村人口城市人口耕地园地林地牧草地非农业

用地未利用

土地水资源

需求量200025820017560082640194709126.25565.62282002349009806003.359亿201029560020100094590198009592.98414.22363003085008952004.035亿注:地类单位ha,水资源单位m3。3.2分析

由表2可知,2000年,耕地、园地、林地、牧草地、非农业用地、未利用土地分别占全市土地总面积的1.31%、0.61%、0.37%、15.33%、15.79%、65.90%,亦即它们之比为1∶0.47∶0.29∶11.72∶12.07∶50.38。到2010年,吐鲁番市的土地利用结构进一步优化为:耕地占总土地面积的1.33%,园地占0.65%,林地占0.57%,牧地占15.88%,非农业用地占20.73%。未利用土地占60.84%,它们之比约为1∶0.49∶0.43∶11.94∶15.59∶45.74,该时期土地利用率达39.16%,与基年相比,增加了近8个百分点。农业人均耕地0.099ha,人均园地0.048ha,人均林地0.042ha,人均牧地1.17ha。通过计算,15年期间,未利用土地平均每年的开发速度是0.85%,基本上符合干旱地区土地开发的特点。

规划期间,基本上稳定耕地面积,今后应在提高作物单产、扩大作物的复播面积上下功夫,力争提高粮食自给率,确保经济的稳定发展。园地面积适当增加,2000年以后基本上稳定园地面积,不再与粮食、经济作物争地,主攻葡萄单产和发展优质品种,进一步提高葡萄的出口率。

林地面积比基年(1995年)增加了3853ha,在保护和改造绿洲生态环境,防止土地进一步沙化方面将进一步发挥其“绿色屏障”的作用。在保护好现有植被的同时,因地制宜,因害设防、林、灌、草结合,大力营造农田林网防护林;在绿洲边缘风沙带及盐碱区,大力栽种沙枣、柽柳、花棒、梭梭、胡杨、紫穗槐等沙生植物。

水资源是土地开发的关键。吐鲁番市共有水资源7.0264亿m3,目前多年平均引水量达5.6625亿m3,因此开源似乎具有较大潜力,但因其季节分配的不均衡,以及山区修建水库的地质地貌条件差,故近期内难以实现。就目前水资源利用情况而言,节流潜力很大。现在农田平均毛灌溉高达15000m3/ha以上,渠道水利用系数仅0.4,灌溉方式仍以大水漫灌为主,而大河水的利用率仅22%~30%,机电井、坎儿井水仅58%~60%。因此,如能推广普及喷、滴、微灌及地灌等先进的灌溉技术,降低灌溉定额,同时改进水利设施,提高水的利用率,则不仅可顺利解决上述问题,同时还可缓解目前农林、农牧争水的矛盾。这样,规划期间土地资源的开发与水资源的供需之间将不会矛盾。

吐鲁番市目前交通用地偏少,交通落后,除兰新铁路、南疆铁路、312国道在此通过外,尚无机场和高等级公路,城乡交通更加落后。今后应充分利用本市大面积的未利用土地,建设好乌—吐—大高等级公路(1996年起兴建),努力改善城乡交通落后面貌,使吐鲁番市丰富的旅游资源、农副产品、矿产资源(石油、煤、铜、铁等)得以充分开发利用。

参考文献

[1] 国家土地管理局规划司.县级土地利用总体规划[M].北京:中国财政经济出版社,1912.

[2] 贾宝全.吐鲁番盆地的生态灾害及其调控[J].灾害学,1995,10(1).

[3] 贾宝全,闰顺.吐鲁番盆地天然草场资源评价及其合理利用[J].干旱区地理.1994,17(1).

[4] 王洪斌.系统动态学教程[M].哈尔滨:哈尔滨工业大学出版社,1991.

STUDY ON THE SYSTEM DYNAMICS ABOUT THE

ADJUSTMENT OF THE LAND USE STRUCTURE IN

THE ARID ZONES

—A CASE STUDY OF TULUFAN CITY,XINJIANG

Wang LiangjianHe HonglinPeng BuzhouBao Haosheng

(Department of Urban and Resources Sciences,Nanjing University,Nanjing 210093)

Abstract:The adjustment of the land use structure is one of the two key contents of the general land use planning in China. The ecological environment in the arid zones is very fragile and not stable. The sandification,salinization and pasture degradation are very serious. This paper take Tulufan City, Xinjiang as an example, analyses the present situation and the problems of the land and establishes the dynamic model about the adjustment of the land use structure by using the system dynamics model. It can provide the scientific policy decision for working out the general middlelongterm land use planning.

Key words: the land use structure,adjustment,system dynamics model,Tulufan city关于土地利用总体规划编制的思考关于土地利用总体规划编制的思考本文与濮励杰、程克坚、周生路共同撰写,原载江苏省土地学会编:《江苏土地管理实践与探索》,北京:中国大地出版社,1998年,第9196页。 随着人口增长,资源枯竭,环境污染等全球性问题的出现,持续发展成为当今世界各国共同关心的主题。土地资源特别是耕地资源是人类赖以生存的物质基础,它的持续利用就是要使土地资源提供足够的粮食和活动空间来保证人类的生存与发展。鉴于我国人多地少,耕地后备资源不足的国情;以及在市场经济迅猛发展的条件下,上一轮土地利用规划后,对土地利用失控,致使耕地资源占用过多过快的现状,土地利用总体规划修编正是要解决土地的不合理利用,以实现耕地总量动态平衡和土地资源持续利用的根本目标。本文就土地利用总体规划编制的理论依据和方法提出一些看法,不妥之处,敬希批评指正。

一、 对土地利用总体规划的再认识

目前我国现行的土地利用总体规划已不能完全适应投资主体日趋多元化的市场经济发展的需要,致使土地利用失控,耕地资源日益减少。因此,在市场经济条件下,重新认识土地利用总体规划的性质、作用及其地位,应是今后土地利用总体规划修编工作实践中值得注意的问题。

(一) 土地利用总体规划具有空间性

土地作为一种生产要素,具有其特殊的经济区位意义。这就要求组织土地利用时,必须合理进行土地利用的布局,以获得最大的经济效益。因此,以土地为其研究对象的土地利用总体规划就具有显著的空间性。我国现行的“指标+分区”的土地利用总体规划模式,在以国家投资为主的计划经济体制下,较好地处理了土地的数量控制和布局控制的关系。但随着市场经济的发展,土地投资主体的多元化,致使现行模式难以用强有力的手段对用地规划分区进行控制,最终丧失规划对土地利用的宏观调控。这就要求采用以空间控制为主、指标控制为辅、定量定位定性定序的规划模式,从而充分体现规划的空间性。

(二) 土地利用总体规划具有动态灵活性

土地利用系统的影响因素,如社会经济发展速度和水平、人口增长、各部门的不均衡发展、土地资源质量、土地利用技术水平等是在不断变化的,要求土地利用规划不断地调整其内容和方案以相对满足实际需要。因此,土地利用规划则表现为规划—实施—修改—规划—实施的动态过程;当然在一定时期内土地利用规划应保持相对稳定,使规划方案得以实施。同时,随着市场经济的发展,土地的产品及其自身的价值必然越来越受市场的影响,那么价值规律和市场调节作用则由县级规划的灵活性来体现。县级规划在分区控制的基础上进行详细的土地用途编定时,应避免把用途划分的过细,必须保持一定的灵活性;既要考虑用途的确定性,又要考虑用途的不确定性,从而为市场调节提供足够的空间。

(三) 土地利用总体规划具有整体控制作用

土地利用总体规划以持续发展的观点,立足全局和长远利益,充分考虑土地利用的整体性,统筹安排各业用地,强调各部门用地规划必须服从其整体控制。其具体操作则一方面利用土地利用结构调整和布局,引导土地使用者按规划的设想来利用土地,以最终实现规划目标;另一方面通过土地用途管制制约土地利用,以确保规划目标的实现。因此,定量指标的宏观控制、定性定位的土地利用布局和土地用途管制的微观管理,正是土地利用总体规划发挥其土地管理的“龙头”、“核心”作用的重要手段。

(四) 土地利用总体规划具有严肃的法律地位

土地利用总体规划的作用是根据国民经济发展对土地的需求和土地资源状况,通过综合平衡,确定土地用途、各业用地指标、用地面积和平面分布,其作为国民经济和社会发展计划的组成部分一经政府审议批准就有法律效力。各部门的土地利用规划,包括城镇、工矿、交通、水利、农、林、牧等用地规划都必须服从土地利用总体规划。土地利用总体规划具有控制土地用途的法律地位,其所确定的土地用途、用地指标、用地面积和平面分布未经法律程序不得擅自修改规划;土地利用行为违反规划就是违法;以维护土地利用总体规划的法律权威性,切实保护有限的耕地资源和保障规划方案的实施。

二、 规划修编的理论基础

(一) 系统动态平衡理论

系统的诸多构成因素随着时间的推移会发生变化,它们的不均衡发展导致系统结构和功能发生变化,达到一定程度时,就会致使系统的平衡瓦解和新的平衡产生。这一动态过程有可能是系统进化的过程,也有可能是系统退化的过程。同样,土地利用系统的平衡状态受到自然条件、社会经济发展速度和水平、科技水平、人口增长等因素的影响,且随着时间的推移而发生变化。因此,规划修编正是针对我国人地矛盾突出、市场经济迅猛发展、上一轮规划对土地利用失控的实际情况,修订规划方案,建立耕地总量动态平衡的宏观调控机制,从而促进土地利用系统良性循环不断发展。

(二) 级差地租理论

级差地租是由于土地肥沃程度不同,距离市场远近和土地经营集约度不同带来收入的差别而形成的。同量投入在不同土地上所得报酬不同,形成的级差地租Ⅰ的收入反映了土地本身的一种自然属性,规划修编中应充分体现该属性,协调用地矛盾,以获得最大级差地租Ⅰ;由于集约的程度不同而形成的级差地租Ⅱ的收入,反映了土地经济供给的弹性,在规划修编中,则要充分体现这一特性,安排适当的土地利用方式和集约度,搞好后备资源的开发、提高土地的生产潜力,以获得最大级差地租Ⅱ。

(三) 人地关系理论

在现代社会发展过程中,人类生存必须有一定数量的资源来保证。土地是人类赖以生存的物质基础和空间场所,它制约着人类社会活动的深度、广度和速度。一定的地理环境只能容纳一定数量和质量的人及其一定形式的活动。另一方面,在人地关系中人居于主动地位,人地关系是否协调或矛盾,不决定于地而取决于人。人与地之间这种客观关系决定了人必须自觉地按照客观的规律去利用和改变土地,以达到使土地更好地为人类服务的目的。协调的人地关系就要谋求人和地两个系统各组成因素之间在结构和功能联系上保持相对平衡,保证地理环境对人类活动的可容忍度,使人与地能长期共存。目前,在我国人地矛盾突出的情况下,人地关系主要表现为土地能够给人类提供多少生活所必需的产品和空间。这就要求规划修编能够引导土地管理方式逐步实现从计划经济体制向市场经济体制转化,引导土地供应由需求决定供给向供给决定需求转化;并确定耕地总量和城乡建设用地规模的双向控制指标,建立耕地总量动态平衡的宏观调控机制。

(四) 可持续发展理论

“持续发展”最早是由世界环境与发展委员会在著名的布朗特兰报告——《我们共同的未来》中提出的,“持续发展”被定义为:持续发展是既满足当代人的需要,又不对后代人满足其需要的能力构成危害的发展。土地可持续利用则是实现土地生产力的持续增长和稳定性,保证土地利用潜力和防止土地退化,并具有良好的经济效益和社会效益,即达到生态合理性和社会可接受性。从生态方面来看,土地持续利用是无退化的开发;从社会经济观点来看,则意味着可开发利用土地为人类提供基本需求,遵循各代人之间的平等性,确保对后代人的足够供给。因此,规划修编应以土地持续利用为出发点,充分考虑土地资源的质量和数量特征,立足全局和长远利益,合理利用土地。

三、 规划编制的方法

(一) 规划编制指导思想、目标和原则

1. 规划的指导思想

应以国家土地管理局有关文件,以及各级政府的国民经济和社会发展“九五”计划和2010年远景规划为指导,全面、认真落实保护耕地的基本国策,协调各业的用地矛盾,实现土地资源的集约利用和优化配置;严格控制建设用地,非农用地以内涵挖潜为主;逐步进行土地整理和整治,加大复垦力度,有目的、有计划地开发荒地资源,为实现耕地总量动态平衡提供保障,保证和促使国民经济持续、稳定和协调发展。

2. 规划的目标

这次土地利用总体规划编制的目标,主要是在实现耕地总量只能增加不能减少,以及不断提高耕地质量的前提下,协调各业用地,并通过多种途径提高土地利用的效率,不断满足经济和社会发展对土地的需求,使土地、人口、资源、环境和经济社会的持续发展相协调。

3. 规划的原则

一是坚持耕地总量动态平衡的原则;二是社会、经济和生态环境相结合的原则;三是坚持土地供给决定土地需求的原则;四是市、县、乡的区域差异明显,应坚持因地制宜的原则;五是领导与群众相结合,各业各部门充分协调的原则;六是宏观控制与微观管制监督结合的原则。

(二) 规划编制的程序(见图1)

规划编制的程序如图1所示。

(三) 规划编制的模式

市场经济的发展,要求我国土地管理必须由“分级限额审批”转变为“用途管制”、土地利用由“粗放型”转变为“集约型”,规划修编则应当适应这种要求,选择适合国情的规划模式。规划修编的模式既要反映规划的目的与内容要求,又必须适应市场经济条件下的经营管理体制。因此,规划修编应放弃现行的“指标+分区”的模式,采用以空间控制为主,指标控制为辅的规划模式。体现在县级规划修编上则为:以上级下达的总量控制指标为控制的基本手段,合理调整土地利用结构和布局,加强土地用途功能分区的作用。通过分区来规定土地的用途(支持的、限制的、禁止的用途)、土地利用强度和程度、生态环境要求等用地规则,从而为用途管制提供基本依据。图1土地利用总体规划编制的流程图

(四) 规划编制的方法与手段

关于规划修编的方法与手段,在目前情况下,仍应以常规的方法与手段为主,模型化方法和微机应用为辅。一方面,模型化方法的运用需要用具备准确性、现势性和完整性的基础资料;另一方面,模型所选取的参数具有不确定性,有可能影响规划的准确性。更重要的是,规划修编比上一轮规划更体现出它是政策性强的工作,特别强调公众参与。在目前用地矛盾突出的情况下,用地指标的平衡与调整、土地利用的布局与用途分区,都需要有关部门参与、部门之间反复协调和多方听取公众意见,才能顺利完成;并非模型化方法能简单处理的。因此,规划修编应以定性与定量相结合的常规方法为主导。

四、 规划编制的重点与难点

1. 省级规划的重点

省级规划的重点应体现全省土地利用的总体布局和规模控制。具体体现在以下几方面:各类土地利用指标的确定及分解下达;明确规定各市(地)城市建设规模和基本农田保护区的界线;确定各市(地)土地整理和整治的目标;提出土地利用管制的有关原则、政策和措施;对省级以上的重点建设项目提出布局意见。

2. 市(地)级规划的重点

确定各类土地利用指标并分解下达;确定城市建设用地的范围,并进行城郊结合部为重点的城市土地利用规划;城市土地合理、高效率利用的分析研究;城郊基本农田保护区的制定和农田绿化隔离带的建立等。

3. 县(市)、乡(镇)级规划的重点

根据区域土地资源的特点,将各类用地指标进行具体的落实,并确定其结构和布局;在一定原则指导下,进行土地用途分区,包括城镇用地区、独立工矿区、基本农田保护区等,制定土地用途管制的具体措施;将土地用途(主要的)分区规划落实到土地利用总体规划图上。

4. 耕地总量动态平衡问题

坚持“一要吃饭,二要建设”的方针,落实“十分珍惜和合理利用每寸土地,切实保护耕地”的基本国策。无疑,这次规划编制的重点是耕地总量的动态平衡。从各省、市、县的实际情况来看,城乡建设用地数量不少,但大多粗放型利用,随着经济增长方式的转变,建设用地集约化程度将不断提高;同时,随着城镇水平的提高,农村居民点的相对集中,可通过土地整理、开发复垦等增加耕地,以弥补交通、水利等所占的耕地。因此,由于各乡镇之间发展水平不一,地域差异明显,因此,在乡镇级土地利用总体规划中不宜过分强调耕地总量的动态平衡,否则,恐怕难以操作。

5. 土地资源数据问题

由于各地土地资源变更调查的数据(变更调查前为土地详查数据)与统计部门的土地资源数据相差较大,采用什么样的基础数据,是关系到土地利用总体规划科学性和权威性的重要问题,也是我们多次参加土地利用总体规划编制工作中最难解决的问题,否则,就失去了这次规划编制的目的和意义。因此,这次土地利用总体规划修编应严格按照国家土地管理局的要求,以1996年4月底土地变更调查的资料作为基础数据。

6. 土地整理和整治潜力分析

土地整理和整治工作是针对我国土地利用现状存在的问题,并借鉴国外,特别是发达国家土地管理的经验而提出的,以适应土地集约利用方式的转变并体现土地利用总体规划的特点;同时,我省人多地少,经济发达,建设用地的需求量大,为实现耕地总量的动态平衡,更应将土地整理和整治作为今后一段时期补充耕地资源的重点。如何进行土地整理和整治在技术上没有大的问题,国内外已有不少成功的经验,在有条件的乡镇,土地整理和整治应逐步做到:零星村落向中心村或小城镇集中,乡镇企业向工业园区集中,耕地逐步连片集中。但是,土地整理和整治还涉及经济(如投资)上的一系列问题(如土地用途的转变,特别是土地使用权的转换等),迫切需要相关政策和法规的配套和完善。

五、 规划编制应强化规划的实施与管理

土地利用总体规划是土地利用管理的重点,为了强化规划的实施与管理,在土地利用总体规划的编制过程中,应注意和强调以下几点:

(一) 规划的科学性和公示制度

土地利用总体规划的指导思想、目的和任务确定以后,土地开发利用的潜力分析及各业用地需求预测,耕地总量动态平衡的分析及规划方案的评价及优化方案的选择等必须采用先进的科学方法和技术手段,以提高规划的科学性。

各级土地利用总体规划初稿完成后,应广泛征求政府及各部门的意见,充分论证协调和修改后,再进行评审、审定和上级政府审批。同时,各级土地利用总体规划均需通过立法机构和相应的立法程序予以报批,然后按公示制度向社会公布,以提高规划的严肃性、权威性和公开性。

(二) 实行规划的用途管制和实施管理

土地利用总体规划中的土地利用分区(或称土地用途分区),应在一定的利用原则和限制条件下,对各类土地用途分区,如城镇用地区、独立工矿区、基本农田保护区、农村居民点用地区等,制定土地用途管制措施。由于土地用途的转变多以个案形式出现,对土地用途符合规划要求的予以支持和引导,对不符合要求的加以限制,因此,建议采用规划许可制度,这是实施规划方案重要的配套管理措施之一。

(三) 建立土地利用的动态监测系统

土地利用总体规划实施的监督、检查必须采用综合的办法,监督管理要依靠法律的措施,以具有法律效力的土地利用总体规划的文件和图件为依据,利用在GIS支持下的高效的土地利用监测系统,监控土地利用总体规划实施管理的全过程。

此外,规划方案的实施,还必须制定配套的法律、法规和政策措施。现行的土地管理体制也存在一些问题,如“分级控制、限额审批”、集体土地进入土地市场问题等。区域城镇土地价格体系研究区域城镇土地价格体系研究本文与陈浮共同撰写,原载《地理科学》,1998年第18卷第5期,第449456页。

——南京市域城镇案例分析摘要建立了区域城镇土地类(型)、等(级)、级(别)和基准地价、宗地地价、商业路线价的城镇土地价格体系,为区域城镇土地管理工作提供了科学依据,并在南京市域城镇土地定级估价工作中得到了较好的实践。

关键词土地价格体系空间地价区域城镇南京

随着土地有偿使用制度改革的深入,许多大中城市土地定级估价工作已经基本完成。然而,区域中小城镇由于经济发展水平较低,土地定级估价工作或可比性较弱或尚未完全展开[1],在土地使用权出让、转让,土地联营、联建、折价入股等经济活动中,缺乏必要的地价参考,甚至存在盲目制定、压低地价水平的现象,造成国有土地资产的流失[2]。因此,迫切需要建立一套完善的区域城镇土地价格体系,将一定区域范围内不同规模、不同类型的城镇、城市置于统一体系中,实现城镇土地价格的网络对比,以保障土地管理工作正常有序进行,确保城镇土地国家所有权在经济上的实现,发挥土地资产对城镇基础设施建设的滚动开发效益,促进区域社会、经济、生态效益的持续发展。

本文对南京市域城镇土地价格体系进行了初步研究,旨在探索区域城镇土地价格体系建立和研究上的一些理论和方法。

1理论基础

区域城镇土地价格体系是指在一定区域范围内,以城镇为单位,分等定级为基础,估价为手段,建立区域城镇土地等(次)级(别)和基准地价、宗地地价、商业路线价等空间地价体系,通过区域范围内不同层次的城镇土地价格的网络对比,反映区域城镇土地质量的相似性和差异性,为科学管理城镇土地提供服务。

城镇土地价值是在经济活动中实现的,直接体现为地租量的大小;市场交易的主体是土地产权的移交;区位条件是影响区域城镇土地质量的最重要因素。因此,地租、地价、产权和区位理论是建立区域城镇土地价格体系的理论基础。

1.1地租理论

地租是直接生产者在使用土地过程中所创造的财富上交给土地所有者的部分,是土地财产权实现的经济形式。因此,地租是以产权为前提条件,与土地利用方式无关,土地利用方式决定了地租数量的大小。马克思认为资本主义地租的本质是剩余价值的分配形式之一,资本主义地租主要有绝对地租、级差地租和垄断地租3种。其中级差地租是最重要的地租形式,是指租用较好土地所获得的归土地所有者的超额利润,是区域城镇土地价格体系建立的理论基础。

1.2地价理论

在市场经济条件下,土地由于存在使用价值(效用)、资源有限性(相对稀缺性)及人类对土地需求(现实购买力)存在,土地价格仍然存在,“无非是出租土地资本化的收入”,即地价=地租/土地资本化率。

由于城镇土地所有权归国家所有,不能直接进入市场。市场交易的产权实质为使用权、租赁权、抵押权等。因此土地价格实质是具有一定年限的土地使用权价格[5]。

1.3产权理论

图1南京市域城镇类型划分

Fig.1The categories of towns in Nanjing region

土地产权是土地财产界定的法律表现形式。土地交易实质是产权的让予,地价是土地产权的交易价格。购买土地不是为获得土地本身,而是相对稀缺性带来的收益,以获取收益的资格和权利,即产权。土地产权是一组权利束,包括土地所有权、使用权、收益权、处分权等,根据各项权利大小、完整程度和构造差异,可以自由分离组合交易,也是社会主义市场经济下土地使用制度改革的理论依据。其外,产权亦决定了土地交易、评估登记才具有法律性。产权理论有助于认识地价的来源及形成机制,有助于区域城镇地价评估的科学性和精确性,有助于城镇土地资产明晰化,促使区域城镇土地价格体系的建立。

1.4区位理论

区位是一个综合的概念,是指土地的自然地理位置在人类社会经济活动中形成的空间位置上的综合反映。区位理论是关于人类社会经济活动的空间分布及其空间中相互关系的学说,旨在探求人类社会经济活动的空间法则和规律[3]。因此,尽管某一事物的地理位置是固定不变的,但其区位受人类社会经济活动的影响是相对的、可以变化的[2]。人们选择经济集聚、城镇规模、交通条件等因素进行分析,考察土地利用合理布局。

此外,系统理论、不动产估价理论等也是建立区域城镇土地价格体系的理论基础。

2技术方案

区域城镇土地价格体系是一定区域范围内不同层次城镇土地质量的类(型)、等(级)、级(别)及基准地价、宗地地价、商业路线价等共同组成的空间地价体系,实际上包括区域城镇分等和城镇土地定级估价等工作内容。为了建立科学的、合理的区域城镇土地价格体系,我们提出了以区域城镇类型划分为基础,试验区区域城镇土地定级估价为参照,样点资料为依据,建立了区域城镇土地类(型)、等(级)、级(别)和基准地价、宗地地价、商业路线价等不同层次的空间地价体系技术方案(图2)。

图2区域城镇土地价格体系技术方案

Fig. 2The technical sketch of the landprice system in a certain region

3南京市域城镇土地价格体系研究

南京素有“虎踞龙盘”之美誉,全市下辖10区5县,面积 6516km2,人口518.30万,本项研究包括南京市域4个郊区和5个辖县,共72个镇。

3.1类型划分

南京市域城镇受集镇规模、经济发展水平、区位条件、商服繁华、基础设施、政策倾向、自然环境、人文景观等多方面的影响,呈现多样性和复杂性。为了建立合理的、科学的市域城镇土地价格体系,我们从宏观区位条件、区域城镇空间布局特征分析出发,运用系统理论,模拟区域城镇空间结构自组织方式,考虑城市、交通、港口等经济区位因素的变异作用,将市域城镇划分为中心城镇型、城市辐射型、地域中心型、一般城镇型。

3.2试验区域城镇土地定级估价

试验区域城镇土地定级估价是南京市域城镇定级估价工作基础。在区域城镇类型划分基础上,以代表性和可行性为原则,采用地方上报与资格评审相结合的方法,选择了8 个城镇;根据国家《城镇土地定级规程》和《城镇土地估价规程》进行定级估价。鉴于此项工作已有国家标准,不予赘述,仅说明估价结果(表1)。表1南京市域试验城镇土地基准地价(1997年5月)

Table 1The datum land price of the typical towns of Nanjing region(元/m2)

南京市域

城镇名称城镇

类型一级地二级地三级地均值变幅均值变幅均值变幅东山镇中心城市1200900~1500720480~960400300~500六城镇中心城市980860~1100650400~900370300~440泰山镇城市辐射1080900~1360700460~940400320~480栖霞镇城市辐射920820~1020600450~850350300~400陶吴镇地域中心600500~700400300~500280240~320竹镇镇地域中心500400~600360300~420260200~320永宁镇一般城镇400350~450300250~350240200~280东屏镇一般城镇360320~400250200~300180160~2003.3南京市域城镇土地分等研究

城镇土地分等是对一定区域范围内城镇土地综合质量的等级划分。土地等级反映了一定区域范围内城镇之间土地区位条件和土地收益水平的差异。城镇土地分等一般采用多因素综合评价方法,即在因素、因子分析、选择,指标量化、标准化、专家打分以及权重确定的基础上,计算城镇土地综合质量指数,进行排序分等。

3.3.1因素、因子分析与选择

影响城镇土地综合质量的因素、因子很多,有宏观的、微观的;有静态的、动态的;有直接的、间接的,且因素、因子之间相互联系、相互影响。在南京市域城镇土地分等中,根据当地实际情况,结合指标可定量化等特点,选择了城镇规模、经济发展水平、交通条件、商服繁华、基础设施、其他因素等6大类因素(表2)。表2南京市域城镇土地分等因素体系与权重

Table 2The factor system and wight values of the land gradation

因素城镇规模经济发展水平交通条件商服繁华基础设施其他因素权重28.1023.6018.6013.0013.303.40离差0.440.800.661.520.780.763.3.2指标量化与标准化

根据上述因素体系,我们设计了特殊的调查表,城镇规模由建成区面积、规划区面积、常住人口、流动人口等四个指标量化;经济发展水平由社会总产值、人均国民收入两个指标量化;交通条件由离重要干线距离、外联道路数、对外交通设施、镇区路网密度、中心城市距离等 5 个指标量化(表 3);商服繁华由营业总额、营业面积、利税总额等 3 个指标量化;基础设施由供电、供水、中学、小学、幼儿园、医院、液化气站等 7 个指标量化;优惠政策、人文景观、自然环境等其他因素则由地方领导、专家打分获得。表3南京市域主要交通线路作用分值和作用半径

Table 3The function values and radiuses of the main communication lines

交通类型干线铁路高等公路支线铁路干线公路支线公路河流运输交通名称京沪铁路沪宁高速、宁合

宁通、宁连一级宁芜铁路

宁镇铁路205、328

314国道等部分省道

县道等长江、滁河等级ⅠⅠⅡⅡⅢⅣ作用分值10010070705030半径(km)20201515105为了使指标具有可比性,我们根据实际情况,对城镇规模、经济发展水平、商服繁华等因素、因子采用极大值标准化;对离主干距离等因子采用极小值标准化;对中小学、幼儿园等因子采用极差标准化;对中心城市影响度等因子采用引力数学模型标准化极大值标准化公式:Ii=αi/ αmax;极小值标准化公式:Ii =0,αi =0或Ii=αmin/ αi,αi >0;极差标准化公式:Ii=αi-αmin/(αmax -αmin);引力数学模型标准化公式:Ii =∑Wj/ α2i αmax,式中:Ii是i因素或因子的标准化指标值,αi是i因素或因子的量化指标值,αmax是 i 因素或因子指标的最大值,αmin是 i 因素或因子指标的最小值,Wj是j中心城市影响度权重,n是中心城市编号。。

3.3.3区域城镇土地分等

根据各指标标准化值和权重值,由下式计算城镇土地综合质量指数:

Fi=∑Iij Wj (2)

式中:Fi是i个城镇的土地综合质量指数;Iij是第i个城镇第 j 类因素的标准化指标值;Wj是j类因素的权重值。

由上述公式(2)计算南京市域各城镇土地综合质量指数;Iij是第i个城镇第 j 类因素的标准化指标值;Wj是第j类因素的权重值。

由上述公式(2)计算南京市域各城镇土地综合质量指数,按指数高低排序,并与理论分析、实际情况结合,建立土地分等、土地综合质量指数界值(表4),进行初步分等。在此基础上,向南京市有关单位进行征询与反馈,根据反馈结果,对个别城镇作适当调整,分等结果如表5。表4南京市域城镇土地分等土地综合质量指数界值

Table 4The division of the comprehensive land quality indexes

等级ⅠⅡⅢⅣ指数界值Fi≥0.800.60≤Fi<0.800.40≤Fi<0.60Fi<0.40表5南京市域城镇类型划分与土地等次

Table 5The classification of land types and the gradation of land in towns of Nanjing region

类型一等二等三等四等中心城镇东山六城珠江在城固城城市辐射泰山栖霞葛塘

孝陵卫雨花沿江盘城西善桥

燕子矶尧化板桥

铁心桥禄口顶山南门长芦

龙潭红花小市

江东摄山马群

营防双闸石门坎

迈皋桥地域中心汤山江宁陶吴

秣陵桥林星甸

淳溪竹镇柘塘淳化丹阳汤泉

洪兰马集横梁

桠溪东坝一般城镇湖熟永宁灵岩

冶山瓜埠八百

明觉新集沧溪麒麟铜井龙都

定埠东沟土桥

周岗程桥玉带

龙袍陆郎砖墙

竹程漆桥东屏注:禄口镇为南京国际机场所在地,城市影响巨大,逐步演化为城市辐射型。3.4南京市域城镇土地定级研究

3.4.1试验区域城镇土地定级规律分析

南京市域城镇土地定级以类型划分和试验区域城镇土地定级为基础。对试验区域城镇土地定级成果分析得出如下结论:① 商业中心繁华度对土地级别和地价影响最大;② 交通条件对土地级别分布具有重要的调整作用;③ 基础设施、环境质量区域差异性弱化,对土地级别只有局部调整作用;④ 土地产权完善度对土地级别具有修正作用。

3.4.2定级因素选择与权重分析

根据主导因素、地域差异、可比性等原则,本文选择商服繁华度、道路通达度、对外交通便利度、基础设施完备度、环境质量优劣度等 5 大类因素,营业利润、利税总额、营业面积、网点数、车站、码头、供水、排水、中小学、幼儿园、医院、菜场、邮局、银行等 16 个因子。权重获取方法同分等因素(Delphi 法),反复讨论,最终确定结果如表6。表6南京市域城镇土地定级因素体系与权重

Table 6The factor system and weight values of the land rank in towns

因素商服繁华

影响度道路通达度对外交通

便利度基础设施

完善度环境质量

优劣度权重41.4019.8013.6015.7010.50标准差2.162.391.512.292.053.4.3南京市域城镇土地级别划分

土地级别表征土地质量的突变,形成级别界线。本文采用综合作用分频率法,将定级区域每10m×10m作为一个样点,依次计算1~100各分值的频率,形成综合作用分频率直方图。分析频率变化特征,删去变化较小的分界点,合并较小的分值区间,初步划分 3 级。并以级差收益测算、市场交易资料和专家评议验证上述结果,确定土地级别。

3.5南京市域城镇土地估价研究

根据国家规程,本项研究共综合13478个商业用地样点,2183个工业用地样点,6734个住宅用地样点和312个农地收益资料本项研究引用了南京市地籍处部分资料,工作范围是城镇建成区,引入农地资料的目的是为了控制城镇土地的最低价格,即农地价格与开发成本之和。农地价格可通过收益还原法或地价比照法计算,限于篇幅不再赘述,特此说明。。运用估价方法、模型测算区域城镇土地等(次)级(别)商业用地、工业用地、住宅用地基准地价,最终确定综合基准地价(表7)。表7南京市域城镇土地综合基准地价 (1997年5月)(元/m2)

Table 7The comprehensive datum land price of towns in Nanjing(1997.5)(元/m2)

等级中心城镇型城市辐射型地域中心型一般城镇型Ⅰ1850~1500800~13602400~960450~9403300~500300~480Ⅱ1720~1120450~7002450~750300~5003300~450240~360Ⅲ1600~900400~600360~5502360~640320~440300~4003240~420200~360200~320Ⅳ1300~5002200~3603160~2403.6南京市域城镇土地价格体系建立

南京市域城镇土地价格体系是由区域范围内不同层次的城镇类(型)、等(次)、级(别)和基准地价、宗地地价、商业路线价共同构成的。根据上述的基础工作成果,我们建立了南京市域城镇土地价格体系(表8)。表8南京市域城镇土地价格体系(1997年5月)(元/m2)

Table 8The land price system of towns in Nanjing region(1997.5) (元/m2)

城镇类型中心城镇型城市辐射型地域中心型一般城镇型城镇等次ⅠⅠ Ⅱ ⅢⅡ Ⅲ Ⅲ Ⅳ土地级别1、2、31、2、31、2、31、2、3基准地价850~1500600~1360400~700360~550400~960360~940320~500200~400300~500270~480200~360160~320宗地地价商业用地700~1500500~1360360~700240~500工业用地300~350270~330240~300160~240住宅用地300~400300~380250~350160~250商业路线价

(最高区段)18001720900700注:地价涉及机密,上述数据已作适当的比例调整,敬请谅解。4结语

在市场经济条件下,建立不同层次的区域城镇土地价格体系有利于进一步深化土地有偿使用制度改革,促进土地市场发育,亦是当前科学地管理城镇土地的理论和现实的要求,有利于区域城镇土地质量的网络比较,促进区域城镇社会、经济、生态效益的持续发展。本项研究成果已经在南京市域城镇土地出让、转让等经济活动中得到广泛的应用,发挥巨大作用,亦为周边地区城镇土地价格体系建立提供借鉴和参考。

参考文献

[1] 董藜明,等.中国城市有偿使用的地域差异及分等研究[J].地理学报,1993,48(1):17.

[2] 周寅康,彭补拙.区域性城镇土地分等方法研究[J].南京大学学报,1997,33(3):99108.

[3] 陆大道.区位论及区域研究方法[M].北京:科学出版社,1987.

[4] 国家土地管理局.中华人民共和国行业标准.城镇土地定级规程[Z],1989.

[5] 国家土地管理局.中华人民共和国行业标准.城镇土地估价规程[Z],1993.

STUDY ON THE URBAN LAND PRICE

SYSTEM IN A CERTAIN REGION

—A Case Study of the Towns in Nanjing Region

Chen FuPeng Buzhuo

(Department of Urban and Resources,Nanjing University,Nanjing 210093)

Abstract:In this paper the urban land price system of a certain region is set up. The system includes the categories,grades and ranks of land and the datum land price,parcel price,commercial street price. This work provides a scientific basis of the land management of different levels for a certain region. This theory has been used with the land grading and appraising of the towns in Nanjing region,and has comparatively good theoretical and practical research significance to deepening the reform of the land usewithcompensation system of China,establishing the reasonable land market,and making the land resource a property.

Key words: land price system, spatial land price,towns of a certain region,Nanjing土地利用总体规划与城市总体规划的协调与衔接土地利用总体规划与城市总体规划的协调与衔接本文与丁建中、梁长青共同撰写,原载《城市问题》,1999年第1期,第2427页。土地利用总体规划和城市总体规划是指导一个地区优化土地利用结构和城镇建设的两个十分重要的规划文件,两者既有联系又有区别。中共中央、国务院、国家土地管理局有关文件中,都一再强调了城市 (建设 )总体规划要与土地利用总体规划相协调、相衔接,用地规模不得突破土地利用总体规划所确定的规模。在当前“十分珍惜和合理利用每寸土地,切实保护耕地”的基本国策指导下,“两规”必须相互协调和衔接。本文试就协调过程中存在的问题及其解决对策作一初步探讨,以期对正在全国普遍开展的新一轮土地利用总体规划修订工作有所裨益。

一、 “两规”相互关系和协调内容

1. “两规”开展的背景

土地利用总体规划在我国全面系统的开展是在 1986年以后。根据《中华人民共和国土地管理法》的规定,土地利用总体规划共分为全国、省 (自治区、直辖市)、市 (地区)、县 (市、区)和乡 (镇)五级,它的任务是:从全国“一盘棋的思想”出发,对本辖区范围的全部土地按照“一要吃饭,二要建设,三要保护生态”,即在切实保护好耕地的基础上,兼顾建设和环境需要的原则,进行统筹安排和合理利用。土地利用总体规划采用的是指标控制和分区控制相结合的方法。指标控制由全国规划对各类用地提出控制指标,逐级下达,层层分解,最后落实到乡镇,在数量上进行调控。分区控制则主要在布局上进行调控,不同层次的规划有不同的要求。全国和省级规划的土地利用分区主要是地域分区,提出各区域土地利用的特点、结构和今后利用方向及措施,进行宏观指导。县乡级规划的土地利用分区根据用途进行划分,并提出具体要求和措施进行管制。市 (地)级规划的土地利用分区,当时要求可根据实际情况,参照省级或县级规划要求进行。在实践中,有不少市的规划既有全市范围的地域分区,又有全市或市区范围内的用途分区。

我国的城市总体规划主要是在20世纪50年代初期随着国家大规模城市开发建设而发展起来的,它的主要任务是为实现一定时期内城市的经济和社会发展目标,提出城市性质、规模和发展方向,合理利用城市土地,协调城市空间布局和各项建设的安排。同时,城市规划法还提出,设市城市和县镇在编制总体规划时,应当包括市或者县的行政区域的城镇体系规划,用以指导城市和城镇规划的编制,避免孤立地就城市论城市。

2. “两规”的相互关系

从城市发展的角度看,“两规”都是在对土地利用现状进行充分的分析和研究的基础上,以国民经济和社会发展计划为基础,以各部门发展规划为依据安排各类用地,并通过制定一系列的实施措施,合理配置城市土地资源、调整用地布局、优化用地结构,以实现城市的持续和健康发展。但城市规划区并非城市整个行政辖区范围,而只是其中的一部分;土地利用总体规划的规划范围则是整个行政辖区内的全部土地,其规划范围比城市规划范围大。从“两规”的空间范围看,城市总体规划是土地利用总体规划的一个专项规划,两者是点和面的关系;从规划内容、手法和成果看,两者各成体系,只是土地利用总体规划在内容上更全面、更具体地体现了一个地区土地资源的合理利用与配置、土地利用结构的综合调整与优化、土地利用的宏观调控与微观管理机制。

此外,城市规划应以国土规划和区域规划作为重要依据,而土地利用总体规划不仅是国土规划的重要组成部分,而且是国土规划的基础,所以,土地利用总体规划毫无疑问地应成为规划的“龙头”。但实际上,由于城市规划编制的时间超前,以及地方利益的驱动而导致城市发展上的局限性和盲目性,土地利用总体规划的“龙头”地位并没有得到应有的体现,有些人甚至将两者的关系对立起来,这些都增加了“两规”进行充分的协调和衔接的难度。

3. “两规”协调与衔接的内容

土地利用总体规划和城市总体规划相协调和衔接的中心内容是城市的用地扩展规模和用地扩展方向,其中城市规模是协调和衔接的重点和核心。城市规模主要包括人口和用地规模,而人口规模又在两者中起决定作用。除此之外,协调的内容还包括: 城市性质的确定、规划人均建设用地指标的确定、城乡结合部的用地安排等。

二、 “两规”协调过程中存在的问题

“两规”协调过程中遇到的核心问题是城市规模的协调问题。过去土地利用总体规划往往听从于城市总体规划,对城市规划没有起到应有的约束作用,造成城市规模迅速膨胀,城市周围的耕地被大量蚕食。目前正在开展的土地利用总体规划修编是为了贯彻执行《中共中央国务院关于进一步加强土地管理切实保护耕地的通知》精神,对非农业建设占用耕地实行严格的指标控制。这使得“两规”在城市发展用地规模上产生较大的冲突。冲突产生的根源可以归纳如下:

1. 城市土地的分类标准不一致

“两规”的分类体系各自一套,虽有一定联系,但又不尽相同,歧义太多 (同名称不同内涵、同一类用地分类方法不一致、用地分类彼此包含或交叉等)。例如,土地利用总体规划编制规程中将城镇村及工矿用地分为城市用地 (建成区)、建制镇用地、村庄用地、独立工矿用地、盐田及特殊用地,而城市规划所指的城市用地不仅包括城市建成区,而且包括城市周围的部分村庄 (作为城乡结合部)、独立工矿 (作为城市工业区),以及特殊用地中的近郊名胜古迹和风景旅游用地。显然,土地利用规划中的城市用地面积要小于城市规划中的城市用地面积,两者为包含关系。又如,土地利用分类中的水域泛指陆地水域和水利设施用地,而城市用地分类中的水域只是指城市用地以外的水面,在城市用地中含有部分河湖和水利设施用地。土地利用总体规划的水域范畴大于城市总体规划中的水域范畴,两者为包含关系。可见,由于分类的差异直接导致了规划结果的差异。

2. 城市人口的统计口径不一致

我国目前缺乏统一的人口统计口径,更缺乏系统的城市人口统计资料,有的以城市非农业人口代替城市人口,有的在常住人口中加上暂住人口或把暂住人口打折计入城市人口。另外,统计范围的差异也造成了人口统计的差异,有的只考虑建成区范围内的人口,有的加上城乡结合部的农村人口和近郊独立工矿的人口,有的甚至将郊区郊县的农村人口全部算作城市的人口。因而不同规划计算的城市人口规模有一定的差异,导致按城市人口和人均用地指标计算的城市用地规模也有差异。

3. 规划期限不一致

新的土地利用总体规划编制规程要求县级土地利用总体规划的期限同国民经济和社会发展长期规划的期限相适应,一般为10~15年,近期规划一般为5年。而城市总体规划的期限一般为20年,而且起始年差异很大,若规划期限不同,所制定的规划目标则不一致。

4. 人均用地标准不一致

首先,“两规”选择城市用地指标定额依据不同。土地利用总体规划的新规程是根据城市现状人均用地指标来确定规划期内所允许采用的人均用地指标等级,规划的城市用地规模受到城市现有人口规模和用地规模两个因素的制约;而城市总体规划则是按城市现有人口规模来确定规划期内城市人均用地指标。其次,二者所采用的指标不同。如一个 10万人口的小城市,城市规划在规划期内可以按人均 100~120平方米来规划用地。假设此城市现状用地8平方公里,人均用地则为 80平方米。若此城市地处人均耕地面积小于 1亩的地区,根据新规程,土地利用总体规划在规划期内只能采用第二级指标,即按人均 75.1~90.0平方米来规划用地。

5. 规划的指导思想不一致

土地规划从土地供给出发,以上级下达的非农业建设用地控制指标为前提,是按计划编制规划,由此出发,指导思想是“以供给制约和引导需求”,重在“控制”;而城市规划从社会、经济、历史、地理、资源、产业政策、人文等多种因素综合分析,按市场经济条件下城市发展的客观规律编制规划,因而指导思想是从需要出发,着眼于“发展”。

三、 “两规”协调与衔接的途径

由于“两规”用地分类标准不一致,现状数据的统计口径不一致,规划内容的侧重点不一致,要达到“两规”的协调和衔接,必须采取以下几方面的措施。

1. 在规划的指导性上要树立正确的认识

根据我国土地利用现状的特点和土地资源的实际情况,城市规划必须正确对待和解决土地的供给和需求的关系——供给引导和制约需求。土地利用总体规划是较城市总体规划更全面、更具体地对行政区域内的全部土地进行分析和研究后编制的,因此土地利用总体规划应对城市总体规划起指导作用,决定城市总体规划的城市用地规模;另一方面,城市总体规划对土地利用总体规划所确定的规模起验核和反馈作用,补充和完善土地利用总体规划的控制指标。只有这样,两者才能相互衔接、相互协调,真正发挥规划的指导作用。

2. 修改有关法律和规程,使“两规”在规划期限、用地分类、用地标准等方面保持一致

“两规”的规划期限最好同国民经济和社会发展五年计划和长远规划的期限保持一致,以便与地方国民经济发展目标相协调。在用地分类上,土地利用总体规划不能只考虑建成区范围,而应将与城市有密切联系的近郊农村居民点和工矿企业的用地和人口一并纳入城市范围。在土地利用分类中,还应将名胜古迹、风景旅游点从特殊用地中分解出来。因为特殊用地一般指有特殊使用和管理要求的用地,如军事、外交用地和墓地、陵园等,它们一般要求单独设置。而名胜古迹和风景旅游用地是供居民参观游览的地方,城市近郊的风景点和名胜古迹可以作为城市绿地纳入城市用地。当然,“两规”用地分类不一致的地方很多,这里不一一述及。“两规”用地分类作相应的调整、补充和完善后,其用地分类便具有可比性和可参照性,这也是协调和衔接的重点和难点。在用地标准上,应协调用地指标的选择依据和具体用地标准。根据现状人均用地水平来选择规划期内的人均用地指标是比较科学的,因为它综合了现状人口规模和用地规模对规划的影响,反映出城市用地的节约程度,有利于促进城市用地的内部挖潜,节约用地。

3. 明确土地利用总体规划对城市用地的管理内容

土地利用总体规划对城市用地的管理并不是对具体用途的管理,而是对城市用地总量规模和占用土地规模的控制,在新增城市用地数量和城市发展方向上应与城市规划协调。土地利用总体规划在预测城市用地规模时,应综合考虑城市现状人均用地规模,城市历年的开发规模和未来地方的投资能力,以及上级下达的规划控制指标,选择合适的规划期内人均用地标准,根据预测的城市人口规模,求出合理的城市用地规模,并根据保护耕地的原则,在选择城市用地时,尽量少占耕地。

4. 协调人口和用地的统计口径

城市人口的本意是指居住城市之中,享受城市基础设施和公共服务设施的人口,即城市驻地范围内的人口,具体应包括城市及其周围工业区的非农业人口,城市周围的农村人口和城市内居住一年以上的暂住人口。城市人口的预测应以城市体系规划和城市规划的预测为主,土地利用总体规划可以对城市规划预测的人口规模进行验证,若二者差距较大,应找出原因,加以协调。

现行的土地利用总体规划的用地数据是以行政区划 (如区、县)为范围进行统计的,而城市总体规划以规划区作为统计各类用地的范围。用地统计范围的不一致,造成“两规”中同类用地量的不同及不可比性。因此,“两规”必须以统一的口径统计各类用地。建议以行政区划作为统计各类用地的范围。统计各类用地的范围保持一致了,要统计某类用地量时,只需将各个行政区划内的同类用地进行累加即得。这样“两规”的城市用地规模才能真正具有可比性,才能真正实现“两规”用地规模的控制和反馈。

5.逐步修编城市总体规划

城市的经济和社会活动是一种在内涵和外延上不断扩展的活动,城市建设也是一种不断发展的过程。这就要求指导城市建设的城市规划和指导土地利用的土地利用总体规划必须通过修编以适应发展的需要。因此,中央 11号文件下发之前编制的城市总体规划在条件适宜时应逐步开展修编工作,在为城市发展留有适当余地的情况下,对于超出地方建设实际需要的规划进行调整。而在目前情况下,则应尽量使城市建设用地规模不突破土地利用总体规划所确定的规模。

四、 “两规”协调和衔接的实施方法

本次土地利用总体规划的修编时间紧、任务重,为了搞好“两规”的协调和衔接,土地管理部门和城市建设部门应密切配合、大力协作。首先,认真做好规划修编的前期和修编过程中的工作。在规划修编前,土地管理部门应邀请城市建设部门的同志参加自己的领导小组或工作组,土地部门要为城建部门提供地域内各类土地特别是城市建设用地的控制指标和布局要求。城建部门要给土地部门提出包括城镇体系布局,城镇性质、规模和布局设想在内的大纲草案。修编的纲要或大纲提出后,城建部门要参与审查和论证。纲要确定的重要原则和主要指标,通过后就成为进一步修编规划的依据,抓住这个环节,就能避免在规划完成后造成大的返工。其次,在规划修编过程中,两部门应经常联系,协调和处理出现的新情况。规划修编完成后进行初审和审批时,应将其送至城建等有关部门征求意见,这样把工作做在前面,就能顺利地通过初审和审批。最后,在土地利用总体规划中应反映出与城市总体规划相协调的内容,不能把城镇建设用地指标放在居民点工矿用地中就了事,而必须要把城镇、村镇、独立工矿区单独分解出来。特别是在市、县级规划中还要把中心城市(镇)的性质、规模、发展方向以及主要用地指标和要求专列一节,为城镇规划提供依据。

参考文献

[1] 何芳.土地利用规划[M].百家出版社,1994.

[2] 国家土地管理局规划司.县级土地利用总体规划[M].中国财政经济出版社,1992.

[3] 同济大学.城市规划原理[M].中国建筑工业出版社,1991.

[4] 萧昌东. “两规”关系探讨[J].城市规划汇刊,1998.

江苏省吴江市土地整理理论与实践研究江苏省吴江市土地整理理论与实践研究在“吴江市土地利用总体规划”项目的基础上完成的,在此向参加此次项目的全体人员表示感谢。

本文与李展共同撰写,原载《资源科学》,2000年第22卷第3期,第7073页。摘要土地整理是对土地现状利用方式的调整和治理。本文从土地整理的内涵出发,对土地整理的理论依据及模式进行了初步研究。而后针对吴江市的土地整理实践,论述了其土地整理的程序、土地整理的实际运作模式,并展望了其土地整理的前景。

关键词土地整理模式吴江市

1前言

吴江市地处东经 120°21′4″~120°53′59″和北纬 30°45′36″~31°13′41″,东与上海市青浦县相连,南与浙江省嘉兴市相接,北与吴县市交界,东南与浙江省嘉善市相连,东北与昆山市接壤,西临太湖,西南与浙江省湖州市接壤。吴江市地处我国经济最发达的长江三角洲地区的中心位置,交通便利,接受上海和苏州的经济辐射,社会经济基础较好,是江苏乃至全国经济发展最有活力的地区之一。吴江市是我国乡镇企业的发祥地之一,改革开放以来,随着经济的快速发展和城镇化步伐的加快,人多地少的形势越来越严峻,“吃饭” 与“建设” 的矛盾越来越突出。目前全市人均耕地仅有 0.06hm2,联合国粮农组织在研究分析的基础上,提出 0.05hm2 是人均拥有耕地的最低限度,吴江市所辖23个建制镇中,有7个镇低于此标准吴江市土地利用详查变更数据,1996.10.。粮食供求也从原来的自给有余变为“紧张的平衡”。土地资源如果得不到有效的保护和利用,将成为制约吴江市今后经济发展的主要障碍。面对严峻的形势,吴江市开展了大规模的土地整理工作并取得了较大的成效,近八年来,耕地不但不减,反而净增 306.67hm2。然而,对土地整理的系统研究在我国尚处于起步阶段,尤其对于经济发达地区的土地整理,可以说是一个全新的研究课题。本文拟从土地整理的内涵出发,对土地整理的若干理论和吴江市土地整理的实践进行初步研究,以期推动该项工作的进一步发展。

2土地整理的内涵

土地整理是对土地利用的调整和治理。它是通过对土地利用生产环境的改善及生态景观建设,消除土地利用中对社会经济发展起制约或限制作用的因素,促进土地利用的有序化和集约化,从而提高土地利用效率的工程技术手段及相应的政策措施。其实质是通过对土地利用环境的建设,不断提高土地质量,来满足社会经济可持续发展对土地资源的要求,也就是保证土地资源可持续利用的土地生态建设措施和手段。其可从以下几方面理解:

2.1土地整理表现为一个持续的动态发展过程

土地整理的主要目的,就是不断地满足社会经济发展对土地及其生产环境和居住环境的需要,为了持续发展的人类生存活动、生产活动和社区活动提供优良的土地生产和居住环境。社会经济的发展在对土地管理提出新的要求,同时也在为土地整理提供新的技术与措施,而新的土地整理又促进社会经济的进一步发展,二者相互联系,不断发展。纵观国外土地整理的历史,土地整理的目的、任务和内容,都随着社会经济的发展不断变化,不同社会经济发展阶段,有不同意义上的土地整理。

2.2土地整理表现为开发、利用、整治、保护的相互结合

土地整理,不论是土地生产能力的提高,还是生活环境的改善,都必须以土地资源的永续利用为基础,而土地资源的永续利用,要有良好的土地生态环境作前提。注重开发,而忽视整治与保护的土地整理,往往会导致土地生态环境的破坏,甚至丧失土地资源永续利用的基本特征,也就不可能体现土地整理的意义,因此,土地整理必须把开发、利用、整治与保护有机地结合在一起。

2.3土地整理的内在表现是不断提高土地资源的经济供给能力

随着社会经济的发展,对土地资源的需求量越来越大,而土地总量是恒定的,有限的土地资源,其自然供给能力是无弹性的。因此,不论是土地生产能力提高,还是景观环境改善的土地整理,只能通过以改进土地利用方式,提高土地利用水平,从而增加土地资源的经济供给能力为目的。

2.4土地整理追求的是生态效益、经济效益、社会效益的相互统一

土地利用系统是典型的自然—经济—社会复合系统,是人与自然环境相互作用的集中体现。就土地利用的基础来看,自然因素(生态因素)是制约土地资源利用的主导因子,追求生态效益是土地整理的基础;就土地利用的服务对象来看,社会因素成为土地利用系统的主导因子,社会效益是土地整理的目的所在;而追求经济效益是土地利用的中心内容,也是土地利用生命力所在。所以,土地整理应追求生态、社会、经济效益的统一,做到生态平衡,经济上有效,社会上可行和可接受。

2.5粮食生产能力的持续提高是我国土地整理的基本要求

这是粮食对人类生存和在国民经济中的基础地位,以及吴江市人多地少,人均耕地占有量低的基本国情所决定的。人类要发展,首先要生存,解决不断增长的人口吃饭问题,是土地整理的首要任务。因此,以扩大耕地面积、提高耕地质量为主要内容的乡村土地整理,应是当今吴江市土地整理的重点。

3土地整理的理论依据

3.1土地经济供给理论

土地的供给通常可分为自然供给和经济供给。土地天生的可供人类利用的部分叫土地的自然供给,包括已利用的土地资源和后备土地资源。土地的自然供给数量是相对固定的,不受任何人为因素或社会经济因素的影响,因此它是无弹性的。土地的经济供给是指在土地自然供给的基础上,投入人类劳动进行开发后,成为人类可直接用于生产、生活的土地的供给。土地的经济供给是有效供给,自然供给变成经济供给后,才能为人类利用。经济供给也是个变量,人类难以或无法增加土地的自然供给,但可以在自然供给的基础上增加经济供给[1]。土地整理是通过改变影响土地经济供给的因素,从而提高土地经济供给的数量,使之表现为动态的有弹性的供给。

3.2可持续利用理论

目前人们对于可持续发展概念的较为一致的看法是:“在不危及后代人需要的前提下,寻求满足我们当代人需要的发展途径”[2],“在支持生态系统的负担能力范围内,提高人类的生活质量”[3]。土地资源是社会经济发展的基础,其合理利用是可持续发展的最基本的核心内容。随着社会经济的发展,土地资源的生产能力和景观环境必须满足人类生活水平不断提高的要求,土地整理作为实现土地资源可持续利用的具体措施和手段,必须遵循可持续发展的基本原理,即立足于人类的持续生存这个核心基础上,保证土地利用在生态阈限之内,坚持以不破坏土地生态经济系统为基本前提。

3.3人地协调理论

“民以食为天”,粮食是人类生存和发展的物质基础,随着人口的增长,粮食问题显得更为突出。而耕地是粮食生产的基础,因此,“粮食—人口” 关系问题,归根到底是人地关系问题。粮食总产量的提高取决于两个因素:一是耕地数量的增加;二是单位面积粮食产量的增加。粮食单产的增加受科学技术水平的制约。从农业发展的历史可以看出,农业技术获得重大突破的机会不多,如在欧洲,粮食产量从100kg 跃至200kg 经历了近120a。耕地面积的扩大也不是以人的意志为转移的,一方面耕地后备资源的数量有限,另一方面随着人口的增加和建设用地规模的扩大,不可避免的还要占用一部分耕地。

3.4景观生态学理论

景观生态学是20世纪70年代迅速发展起来的一门新兴学科,它在结合地理学和生态学的基础上,以景观生态系统结构、功能及其变化作为研究对象。它将人类活动、生物圈、土地圈综合成一个有机联系的整体进行研究。其基本理论包括景观异质性理论、空间格局理论、多样性理论、干扰理论等。景观生态学中的丰富度、均匀度、镶嵌度、连接度、边缘、异质性、尺度、空间格局、多样性等概念在土地整理中具有很大的实践应用价值,同时景观生态学所阐述的景观功能也是土地整理不可忽视的目的之一。

4土地整理的模式

土地整理根据具体内容,可划分为城市土地整理和乡村土地整理两大类。城市土地整理是以城市土地为对象,以旧城区改造为整理内容;而乡村土地整理则以乡村土地为对象,把田、村、沟、路、林、渠、山、水的综合利用作为整理内容。无论是城市土地整理还是乡村土地整理,其基本模式为综合整理和专项整理两种。

4.1综合土地整理模式

综合土地整理模式是指把整理区域内的全部土地作为整理内容,统一进行土地整理规划,侧重土地深层次的整理,强调土地的生态设计与建设。如上海松江县的“三集中”模式(即农民居住向城镇中心村集中、工业向工业园区集中、耕地向集约化经营集中),这一模式见效快,成效显著,但投资大;主要适用于具有良好的社会经济技术条件的经济较发达地区。平原地区往往是把村镇、生活、生产基础设施建设、现代农业、工业园区建设等内容结合在一起。而山地丘陵地区、荒漠地区则是以生态保护为核心,把田、沟、路、林、渠、村、山、水等作为一个有机整体进行统筹整理。

4.2专项土地整理模式

各地都应根据当地土地利用的具体情况,选择制约或限制社会经济发展最突出的问题或挖掘土地潜力最易见效的方面作突破口,开展专项土地整理。常见的专项土地整理有以下几种:

4.2.1中低产田改良及现代农业园区建设

专项土地整理模式。这是适应于广大乡村地区的专项土地整理模式。在社会经济技术条件比较落后,中低产田所占比重较大的农业地区,可采用中低产田改良专项土地整理模式;而在社会经济技术条件较好的地区,可采用现代农业园区建设专项土地整理模式。

4.2.2村镇改造专项土地整理模式

这种模式是以村镇宅基地建设为中心内容,结合退宅还田、生活基础设施建设的土地整理。在村庄建设零散,土地利用水平低的地区,可以把村镇宅基地改造作为突破口。

此外,还有旧城区改造专项土地整理模式、农业土地生态环境治理专项土地整理模式、“三高” 田园建设、立体农业土地开发等专项土地整理模式。专项土地整理模式不是独立存在的单项土地利用工程,而是综合土地整理的分步实施。专项土地整理必须在综合土地整理规划的指导下进行。

5吴江市土地整理实践

5.1吴江市土地整理程序

5.1.1选择土地整理单元

包括收集有关土地利用的自然、社会、经济情况,分析研究土地整理的潜力,确定土地整理的目标与要求。经与初选区域有关单位、个人充分协调,取得理解和支持后,选定开展土地整理的单元,并予以公告。

5.1.2土地整理规划与方案设计

根据选定单元土地利用总体规划的要求,编制实施土地整理的规划和方案,并经广泛征求土地整理参与者的意见,经修改后申请土地管理部门批准。

5.1.3组织土地整理实施

按照批准的土地整理规划和方案,在区域范围内组织人力、物力、财力,开展土地整理活动。土地整理实施通过调查和测量确定权属,最后经登记发证的法律手段,确认整理成果。

5.1.4检查验收

在完成土地整理任务,达到预定目标后,开展地籍更新、资料汇总和归档等工作,形成报告,按规定的程序检查验收。

5.2吴江市土地整理实际运作模式

5.2.1工程建设挖废地的整理

吴江市地势低洼,洪涝灾害频繁。每年冬春在农田水利建设,加修防洪圩堤和汛期排涝抢险中,免不了要挖废不少土地,加上前几年国道、省道拓宽改道,也不可避免地出现了些挖废地。为了使挖废地变为可耕地,主要采取了以下措施:一是结合农田水利建设,挑高填低,将废地填平;二是通过疏浚排水河道,向河荡取泥,复垦公路两侧挖废地。如在1995仅利用挖斗式挖泥船施工,从京行大运河共取泥 70×104 m3,复垦省道沿线土地33.33 hm2,并在公路两旁建成一片绿化带。

5.2.2村镇建设遗留地的整理

结合新农村建设试点,进行农业示范区建设。对村镇建设中的废道路、老宅基地等进行整理改造。对城郊结合部、村镇道路两侧的废地逐段进行治理复垦,建成田、路、桥、林、泵、站综合配套,高产稳产的示范区。

5.2.3湖滩地的整理

吴江市西濒太湖,湖荡密布,河流纵横,水域面积接近吴江市土地总面积1/2。 由于历史的原因,许多荒水面、荒滩尚未得到充分利用。近年来,吴江市结合水利整治有计划地对湖荡地进行开发,先后完成同里镇叶泽湖、九里湖、莘塔镇杨家荡、梅堰镇草荡、桃源镇杜家浜等湖滩地的开发。1994 年经省批准的八都塘孟漾开发工程,在不到两年的时间里,开发出高标准甲鱼池71hm2,将一个杂草丛生的湖滩地改造成一个养殖、加工、出口一条龙的大型养殖基地——中国华鑫基地,取得了显著的社会、经济和生态效益。

5.3吴江市土地整理前景展望

5.3.1农地整理

吴江市农地整理潜力很大。根据对全市农用地的调查发现,有许多零星农地和抛荒农地,部分农田被其他用地不合理分割,还有大块的农田中间却分布着星星点点的小池塘。这些农地都需要整理,经过统计核查,到2010年可对7504hm2农地进行整理。通过整理,不仅可以增加440hm2 耕地,也使农田更加平整连续、规模更大,从而为农业现代化和集约经营创造了必要条件。

5.3.2村庄整理

吴江市农村居民点用地过大,人均达183.1m2,户均占地0.048hm2,这远高于国家规定的农村居民点用地指标;村庄分布散乱,随着城镇化水平的不断提高,农村人口不断向城镇迁移,一些村庄的空置率越来越大,造成了土地的极大浪费。为了节省用地,提高土地集约度和土地产出效益,必须对现有的村庄用地进行整理复垦。但由于村庄用地质量较差,整理复垦难度大,投入相当可观;而且土地自然肥力低,土壤结构和性质也不适合直接垦为耕地,而只能先作林地、园地,再转化为耕地。根据计算,到2010年,可整理村庄用地3495hm2,可增耕地1120hm2。

参考文献

[1] 毕宝德.土地经济学[M].北京:中国人民大学出版社,1993:2125.

[2] 世界经济与发展委员会.我们共同的未来[M].牛津大学出版社,1987(英文版).

[3] 世界环境保护联盟,等.保护地球[M].瑞士:Gland,1991(英文版).

THEORETICAL AND PRACTICAL RESEARCH ON

LAND ARRANGEMENT IN WUJIANG CITY OF

JIANGSU PROVINCE

Li ZhanPeng Buzhuo

(Dept.of Urban and Resources Science,Nanjing University,

Nanjing 210093,China)

Abstract:Land arrangement is the adjustment and management to its current utilization mode. On the basis of connotation of the land arrangement,this paper discusses the theoretical basis and the model of land arrangement.In light with land arrangement practice of Wujiang city,the procedure and practical process of land arrangement is stated along with forecasting prospect of land arrangement in Wujiang city.

Key words: land arrangement,mode,Wujiang cityThe Effect of Land Use Changes on Soil Conditions in Arid RegionThe Effect of Land Use Changes on Soil

Conditions in Arid RegionFoundation item: Under the auspices of SinoBritish Cooperation Project(SHA0992259) and the National Natural Science Foundation of China(49801015).

本文与陈浮共同撰写,原载《Chinese Geographical Science》,2000年第10卷第3期,第226230页。Abstract:Land use change may influence a variety of natural and ecological processes,including soil nutrient,soil moisture,soil erosion,land productivity and biodiversity. In this paper,9 typical land use patterns sustainable 1520 years have been chosen to study the effect of different land use patterns on soil nutrient,soil erosion,soil moisture,saline and so on. We drew conclusions as follows: Firstly,it is clear of the effect of land use change on soil. Land use change results in the decline of soil nutrient and erosion rate,but the increase of land productivity; secondly,the erosion rate and the rate of vegetation cover is the subtractive correlativity. It reflects the effect of soil erosion on land productivity. It is clear of the positive correlativity between land productivity and soil moisture and explains the role of land surface vegetation to preventing aridity in the northwestern China; lastly,it is feasible to develop animal husbandry properly in arid region. The topgallant land use pattern is the combination of forest and meadow in arid region. The rational land use may prevent or weaken the intensity of soil erosion in a certain extent. Therefore,activities accorded with ecological principal such as readjustment of land use structure,rational reclamation along with adoption of prevention and control measures can reverse land degradation process.

Key words: land use change,soil nutrient,soil moisture,soil erosion,land productivity,Korla City

1INTRODUCTION

Land use change may influence a variety of natural and ecological processes,including soil nutrient,soil moisture,soil erosion,land productivity (FU et al.,1999),biodiversity,cycle of biographical geochemistry,and so on(VITOUSEK,1994). So,it is very important that the studies of land use changes understand regional ecoenvironment and global environmental change. At percent,the studies of land use change fasten on the effect and response to global change. For instance,climatological change (SKUKLA,1990),letoff of CH4 and N2O(MASTON,1990),and hydrological change (FUNG,1991; MOONEY,1987; RICHEY,1989; CARPENTER,1992). But the studies of ecological evolvement and physical geographical process in regional scale are relatively lack. Ecoenvironment is quite fragile in arid region and its response is very sensitive. Wind erosion,water shortage,saline and land degradation menaces seriously agricultural sustainable development in arid region,the irrational land use aggravates the aforementioned processes(FAN,1996),the authors choose Korla City as the study area,analyze the effect of land use changes on soil nutrient,soil salinity,soil erosion,soil moisture and land productivity from spacetime transformation and the response of ecoenvironmental sensitivity and suitability to land use changes from landscape security.

2STUDIED AREA

The study area,Korla city with an area of 7209.69 km2,lies in the northeast of Tarim basin and the south foot of branch range (Huolashan Mountain) of Tianshan mountain in the middle of Xingjiang Autonomous Region,China (85°13′ to 86°26′,41°11′ to 42°14′E). Above 80% terrain is alluvial plain with the altitude of 890m to 950m. General terrain inclines from northeast to southwest,its average rate of slope decline is 1/10001/2000. It belongs to warm temperate zone continent climate with the average annual precipitation of 50.1 mm/a,the average annual evaporation of 2788.0 mm/a,the average wind speed of 3.0 m/s,the fastest speed of 22.0 m/s,and the average erosion rate of 3954.06 km2/a (PU et al.,1998). The initial land use types are Gobi,desert and primeval forest of Populus euphratica, the different land use patterns have been formed with reclamation about 40 years(Table 1) (CHEN et al.,1998).

3MATERIALS AND METHODOLOGY

Nine typical land use patterns,including desert,meadow,pasture,upland,crop rotation triennially,fallow,wasteland,orchard,and Populus euphratica,sustaining 1520 years have been chosen to study the effect of different land use patterns on soil nutrient,soil erosion,soil moisture,saline,land productivity and so on. According to field survey and investigation during July,15 to 18,1995,the authors collect the samples in Halayugong countryside of Korla City (Table 2).Table 1The area and percentage of land use patterns in Korla City

Arable landForestMeadowPastureBuiltup landWater areaDesertArea(×104 ha)3.3615.29128.1595.3241.2202.0326.72Percentage(%)4.667.3339.067.381.742.81 37.05The authors collect 90 samples with various depth and measure the soil moisture of 010 cm,1020 cm,3050 cm,5070 cm and 7090 cm depth with postal TDR. 020 cm surface soil were taken from 14 cross sections. The samples were airdried,then sieved and analyzed,the analysis methods are as follows:

Available N(A. N): Available nitrogen is determined by the cornfield method.

Available P(A. P): Available soilP is extracted with 0.5 mol/L NaHCO3 solution (pH 8.5). PhosphateP in solution is determined calorimetrically by the formation of the bluephosphomolybdate complex following reduction with ascorbic acid.

Available K(A. K): Available soilK is extracted with 1mol/L NH4OAc,phosphateK in solution is determined by the flamespectrum method.Table 2The distribution and number of cross sections under different land use patterns

DesertMeadowPastureDrylandCrop

rotationFallowWastelandOrchardPopulus

euphraticaNumber1,23,4,56,78,91011121314Organic Matter(O.M.): Organic matter is determined by the oil bathK2Cr2O7 titration method.

Total N(T.N): The determination of soil total nitrogen is semimicro Kjeldahl method.

Total P(T.P): Total soilP is digested with doubleacids(H2SO4HClO4),PhosphateP in solution is determined calorimetrically by the formation of the bluephosphomolybdate complex following reduction with ascorbic acid.

The 137Cs levels of 010cm,1020 cm,3050 cm,5070 cm and 7090 cm depth were measured the intensity of Yradiation with equipment made by ORTEC Corporation in U.S.A.

It is relative difficult of measuring the NPP. Land productivity was replaced with the weight of soil root and the rate of vegetation cover. The root in 030 cm surface soil was picked up,sieved and weighted up with soil,then calculated the weight of soil root. The authors measure respectively the rate of penetrating light in the open air (Po) and the rate of penetrating light in the vegetation of samples,then calculated the rate of vegetation cover in different land use types according to formula 1.

C=(1-Pv/Po) ×100% (1)

In order to assure the precision of the determinate results,every sample was measured 3 times,then the average value was computed and used.

4RESULTS AND DISCUSSION

Fig. 1 shows the change of soil nutrient and salinity in different land use types. The forest of Populua euphratica has the most abundant nutrient. After 1520 years sustaining use,the soil nutrient of reclaimed land all declined besides the A. N of arable land. The analysis of soil nutrient in different land use types shows that the loss of soil nutrient is meadow 

Fig. 1The change of soil nutrient and salinity in different land use in Korla City

Fig. 2 shows the change of soil moisture in different land use types. Pasture has the most abundant moisture,about 17.2%. The analysis of soil moisture in different land use types shows that the content of soil moisture is pasture>primeval forest>upland>crop rotation triennially>fallow land>wasteland> orhard>desert,the content of soil moisture in desert only is 2.4%. Vertical change of soil moisture in different land use is poles apart. The summit of soil moisture in pasture appears in 2030 cm. The sum mit in meadow,forest of populus euphratica and orchard appears in 3040 cm,the summit in upland,crop rotation triennially and fallow land appear in 4050 cm and the summit in wasteland and desert appears in 5070 cm.

Fig. 2The change of soil moisture in different land use

Fig. 3 shows the change of soil erosion in different land use. According to formula(ZHANG et al.,1994),erosion rate of desert is the highest,about 5987.21. Erosion rate of waste land,fallow land,upland,crop rotation triennially,orchard,meadow,pasture; and forest of Populus euphratica is 5527.19,3833.29,3537.29,3604. 88,3215.56,3171.31,1973.44,and 1647.78t/(km2·a) respectively.

Fig. 3The erosion rate change in different land use

Fig. 4 shows the change of land productivity in different land use. The rate of soil root in pasture is the largest,about 2.21g/kg. The rate of soil root in the forest of Populus euphratica, meadow,upland,crop rotation triennially,fallow land,orchard,and waste land is 2.05,1.58,1.01,1.08,0.88,0.83,and 0.30 g/kg respectively. The rate of soil root in desert is the smallest,only 0.23 g/kg. The rate of vegetation cover in the forest of populus euphratica is the highest,about 94.0%. The rate of vegetation cover in pasture,meadow,upland,crop rotation triennially,fallow land,and waste land is 90.0%,74.0%,49.0%,54.0%,42.0%,and 16.0% respectively. The rate of vegetation cover in desert is the lowest,only 10.0%. The initial land use patterns are Gobi and desert. The area of collecting samples is less,only 360 ha. The type of soil belongs to brown desert soil. We discovered that the distribution of soil nutrient and so on is very equal and the characteristic of change is not very clear when the authors evaluated land quality using GIS and Geostatistic with spatial analysis (CHEN et al.,1998). So from spacetime diversion,current land use patterns are the change of land use types during the time sequence. The paper studies the effect of land use change to soil with the frame of reference of desert and forest of populus euphratica. We draw conclusions as follows:

Firstly,the environment of Gobi and desert is frail very much. Land use change results in the decline of soil nutrient. The A.N of upland and crop rotation ascends because of manmade fertilization. The interference of meadow is least,orchard goes against the protection of soil nutrient,the topgallant approach improving of regional environment is the protection of primeval forest of populua euphratica. Secondly,as a result of land cover change and cultivation,land use change results in the change of soil moisture. The increasing of land cover reduces the evaporation of soil moisture,cultivation transforms soil ventilation and soil structure. Thirdly,the change of soil erosion driven by land use change is clear. The rational land use prevents or weakens the intensity of soil erosion in a certain extent. Lastly,the effect of land use changes on land productivity is very clear. The rate of soil root and the rate of vegetation cover in the forest of populua euphratica and pasture also are higher and by far land productivity of desert. But land productivity of wasteland caused by irrational use is approximate to those of desert. The result shows that land degradation and/or desertification can be combated. Even though its ecoenvironment is very frail in arid region,land use according with ecological principle also is feasible.

Fig. 4The change of land productivity in different land use in Korla City

5CONCLUSION

According to aforementioned analysis,we can draw conclusions as follows:

(1) It is clear of the effect of land use change on soil conditions. Land use change results in the decline of soil nutrient and erosion rate,but the increase of land productivity. (2) The erosion rate and the rate of vegetation cover is the subtractive correlativity. It reflects the effect of soil erosion on land productivity. It is clear of the positive correlativity between land productivity and soil moisture and explains the role of land surface vegetation to preventing aridity in the northwestern China. And (3) It is feasible to develop animal husbandry properly in arid region. The topgallant land use pattern is the combination of forest and meadow in arid region. The rational land use may prevent or weaken the intensity of soil erosion in a certain extent. Therefore,activities accorded with ecological principle such as readjustment of land use structure,rational reclamation along with adoption of prevention and control measures can reverse land degradation process.

REFERENCES

CHEN Fu,LIU Wei,WANG Tiewei et al. 1998. Evaluation on agricultural land price: A ease of Korla City[J]. Journal of Natural Resources, 13 (2): 162168. (In Chinese) CARPENTER S R,S G FISHER,N B GRIMM,1992. Global change and freshwater ecosystem[J]. Annunal Review of Ecological System, 23:119140.

FAN Zili,1996. Research on the Impacts of Land Utilization to Ecology and Environment in Xinjiang and the Correspondent Countermeasures[M]. Beijing: Climatology Press,130140. (In Chinese)

FU Bojie,CHEN Liding,MA Keming,1999. The effect of land use change on the regional environment in the Yanjuangou catchment in the Loess plateau,China[J]. Acta Geographica Sinica, 1999,54(3): 241246.(in Chinese)

FU Bojie,MA Keming,ZHOU Huafeng et al.,1999. The effect of land use structure on the distribution of soil nutrients in the hilly area of the Loess Plateau,China[J]. Chinese Science Bulletin, 44(8):732736.

FUNG I Y,JOHN J,LERNER J et al., 1991. Threedimensional model synthesis of the global methane cycle[J]. Journal of Geo Research. 96(D7): 1303313065.

MASTON P A,VITOUSEK P M,1990. Ecosystem approach to a global nitrous oxide budget[J]. Bioscience, 1990,40:667672.

MOONEY H A,1987. Exchange of materials between terrestrial ecosystem and the atmosphere[J]. Science, 1987,238:2632.

PU Lijie,BAO Haosheng,PENG Buzhuo et al., 1998. Preliminary study on the potential of using 137Cs to estimate soil erosion rates in wind eroded area,China[J]. Acta Pedologica Siniea, 35 (4):441449. (in Chinese)

RICHEY J E,NOBRE C,DESER C,1989. Amazon River discharge and climate variability: 19031985[J]. Science, 246:101103.

SKUKLA J,1990. Amazonian deforestation and climate change[J]. Science, 247: 13221324.

VITOUSEK P M,1994. Beyond global warming: Ecology and Global Change[J]. Ecology, 75(7): 18611876.

ZHANG Xinbao,HIGGITY D L,WALLING D E,1990. A preliminary assessment of the potential for using caesium137 to estimate rates of soil erosion in the Loess Plateau of China[J]. Hydrological Sciences Journal, 35(2): 267276.淮河流域水资源可持续利用分析淮河流域水资源可持续利用分析资助项目:教育部博士点基金资助项目“洪水相空间预报模式研究”(98028432)。

本文与张永勤共同撰写,原载《水土保持通报》,2001年第21卷第2期,第6770页。摘要分析了淮河流域水资源的数量和质量现状及其时空变化特征。通过分析历史上淮河流域水资源的变化情况和原因,探讨了淮河流域水资源可持续利用的影响因素。淮河流域水资源的可持续利用受自然、社会、经济因素的共同影响,多个因素相互耦合,从而导致了水资源数量的增减和水质的突变。因此,淮河流域的治理应作为一项系统工程来进行。针对淮河流域水资源的现状,提出了实现该流域水资源可持续利用的相应措施和建议。

关键词淮河流域水资源可持续利用对策

水资源是社会经济可持续发展中至关重要的基础资源,又是人类良好生态环境的根本基础。随着工农业的发展,各行业对水资源的需求量日益增多,同时水环境问题则加剧了水资源的短缺。近些年来,淮河的水质发生了很大的变化。特别是近10a来,淮河水质急剧恶化,已有 1/2 以上的河段丧失了任何利用价值。水污染使不少水利工程报废,水厂关闭,工厂停产,成为社会不安定因素。由于水的不可替代性和可利用水资源的有限性,以及经济发展和人民生活对水资源的需求量越来越大,各种废弃物对水源的污染也越来越严重,实现淮河流域水资源的可持续利用,将对社会和经济的发展有重要作用。

淮河流域是我国 7 大流域之一,包括河南、安徽、江苏、山东和湖北 5 省的 39 个地(市)、178 个县(市)。淮河上流起于河南省桐柏山,由江苏扬州三江营流入长江,全长1000 km。流域内有淮河和沂沭泗2 大水系,流域面积2.65×105 km2。据1998年统计,全流域有耕地1.2×107 hm2,人口1.59×108人,工业总产值9.66×1012元。

该流域多年平均降水888 mm,多年平均水资源总量为8.54 ×1010 m3,其中地表水为6.21×1010 m3,年人均地表水水资源量为 411 m3,不足全国的1/5。流域内年径流量主要集中在 6—9月,冬春两季干旱少雨,最大月径流量是最小径流量的30倍,年内分配不均、年际变化和地区差异异常明显。在历史上,它是洪涝旱渍自然灾害频繁的流域之一。

1淮河流域水资源现状

1.1水资源数量

关于水资源含义有不同的理解和看法,水利部门认为水资源量是指地表水与地下水资源量之和扣除两者之间重复计算量。淮河流域1997年地表水资源量为 3.41×1010 m3,地下水资源量为2.98×1010 m3,扣除中间重复计算量,水资源总量为 5.46×1010 m3。

淮河流域的供水量包括地表水、地下水及蓄水、引水、提水、水井4类工程供水,还包括污水处理回用量和跨流域调水量,1997年的总供水量为5.75×1010 m3,其中跨流域调入量为8.03×1010 m3,占总供水量的14%[1]。所有供水用于农林牧渔、工业和生活各用水部门。社会经济的迅速发展,使水资源的供需状况不容乐观。

1.2水资源质量

淮河流域水质量状况,仅按年平均值 3 类水评价,全流域超标 10 倍以上的断面达11.5%。按照地面水环境质量标准,1997 年淮河流域枯水期河段评价结果中,无一河段水质符合 Ⅰ类水质标准,水质较好的Ⅱ类水的河长占3%,水质尚可达Ⅲ类水的河长占19.1%,水质已受到严重污染的 Ⅳ类水的河长占12.8%,水质已受到严重污染的Ⅴ类水、超Ⅴ类水的河长占65.1%[1]。当地流传一首民谣“50 年代淘米洗菜,60 年代洗衣灌溉,70年代水质变坏,80 年代鱼虾绝代”。水污染是水环境恶化的主要原因,直接导致水体功能变化。如 1998年年初,山东省临沂地区污水积蓄下泻,污染了中运河水质,造成江苏省徐州市饮用水源恶化并告急。水质恶化导致许多地区水质型缺水,造成严重的经济损失。据不完全统计,到1992年年底,全流域共发生大的污染事故 54 起,造成的直接经济损失超过 2.0×108元。水质量的下降,使水资源将成为国民经济发展的“瓶颈”,危及生态健康、粮食安全、经济发展各个方面。

1.3淮河流域水资源质量的时空变化

淮河流域的水资源质量是随时间、空间同时发生变化的。以 1994 年淮河流域发生突发性污染事故为例。1994 年,淮河上游地区连降暴雨,迫使沿岸各河段开闸放水。由于沿岸经济迅速发展,大量的污水未经处理直接排放到环境中,在闸坝积蓄。开闸放水致使大量的污水下泄,污水团所经之处,水质迅速恶化,造成严重的社会、经济和环境影响[2]。此次污染事故中水质随时空的变化情况如表1所示。表11994年淮河突发性污染水质的时空变化(mg/L)

时间地点CODNH3—NH+4原因或结果-0716鲁台子14.0颍河污水进入干流-0717淮南市18.0自来水供应告急-0719蚌埠18.9125.2居民用水告急-0723小柳巷13.225.0-0727盱眙15.206.1停止供水,患病增加-0729洪泽湖6.921.5渔业严重损失-0804老子山8.791.9资料来源:褚金庭.治淮,1994(9)。由表1可以看出,随着时间空间的变化,各河段的水质发生不同程度的变化。总的情况是水质较原来恶化,各地区的生活用水产生障碍,与此同时,所造成的工农业损失也不断加剧。

2水资源可持续利用的影响因素

图1淮河流域水资源多耦突变示意图

水资源的持续利用一方面是指利用水资源创造财富以满足人类生产和生活之需;另一方面是指改善环境,以满足人类生存的需要[3]。淮河流域水资源的变化,是多种因素共同作用的结果。每个影响因素尽管所起的作用大小不一,但多种因素的耦合结果,可导致水资源量的突增(减)、水质突变。通过细致的分析,可以掌握各因素多耦作用的方式,为防止或促进淮河流域水资源的突变提供依据。淮河流域水资源变化的多耦突变示意图如图1所示。

R1为自然因素,它是不以人的意志为转移的无法调控的因子。淮河流域地处我国北亚热带和暖温带交汇处,其旱涝状况主要受控于亚洲夏季风系统的盛衰和强弱。受气候、地形等因素的影响,洪涝发生频率高,灾害程度重,历来是社会安定、经济发展的重要影响因素。新中国成立后,尽管对淮河流域进行了持久而大规模的综合治理,防洪抗洪能力有了显著的提高,但洪涝仍时常发生,且随着人口的增加,经济的发展,财产的集聚,洪涝灾害呈频度加快、灾害加重、损失加大的共性。气象因素是导致水资源变化的重要自然因素,气候变化对水资源的数量、水资源的供需平衡都有显著的影响[4,5]。以 1994 年淮河水资源突变为例,汛前全流域干旱少雨,旱情严重,径流较小,因而控制径流的各水闸处于关闭状态。7月中旬左右,沙河、颍河上游的平顶山、许昌、漯河地区普降少见的大到暴雨,局部地区出现大暴雨,平顶山西北部地区降雨量超过 100 mm,河水暴涨,洪峰下移,1994年7月13日,沙河漯河段出现洪峰,流量为1100 m3/s,直接威胁着淮河两岸的安全。因此,研究淮河流域的洪涝特性,加强气象预报服务工作,防洪减灾,对水资源的可持续利用、地区经济发展均有重要意义。

R2为水量的调度与管理。淮河属于受人工控制影响很大的非流畅河,淮河流域各区段水闸的调度和管理与淮河水文特征休戚相关。全流域主要跨省河流有100余条,建有大、中、小型水闸4509座。水闸的目的主要是调控淮河水资源的时空分布,充分利用水资源。当枯水期时,关闭水闸,控制流量,以充分发挥水资源的灌溉、航运等效益,当洪水来临时,提闸放水,保证洪水顺利通过。干旱少雨期,淮河流域的水闸基本关闭,因面积蓄了淮河两岸排放的大量污水,当洪水来临时,开闸必然导致污水团的下泄,造成大面积的水资源污染。因此,R2对水资源的耦合突变起着一定的作用。应深入研究开放或关闭水闸对水质的影响。

R3为污染源因素。污染源的存在是导致污染产生的直接原因,它与产业结构相关,也与治理技术紧密联系在一起。据 1997 年统计,淮河流域工业污染严重,污染源多。河南、安徽、江苏、山东 4 省的城镇污染源分别为 69,33,36,31 个,全年入河的污、废水量为 3.35×109 t,年入河化学耗氧量(COD)总量为1.17×106 t,均超过规划目标。1997 年监测的 82 个重点断面中,超 Ⅴ类水的段面占 58.5%,Ⅳ类水断面占18.3%,符合或好于 Ⅲ类水的断面占18.3%。污水如果不经妥善处理,直接排入水体,必然形成巨大的污水团,集聚在闸控河道内,为突发事故的发生奠定污染基础,最终导致淮河水资源突变。随着经济的发展,淮河流域的污染治理任务仍很艰巨。

R4为淮河的水环境容量因素。环境容量是指某一环境在人类生存和自然生态不受害的前提下,所能容纳的污染物的最大负荷量。依据环境容量,可以进行污染物的总量控制,协调经济发展与环境保护的关系,它与制订污染物的区域性环境标准,环境污染的控制和治理、工农业的合理布局以及区域环境影响评价都有直接的作用[6]。淮河流域水资源的污染,就在于污染源排放的污染物超过了水环境容量。特别是众多闸坝,影响了水环境容量。因为闸坝的存在,改变了原来污水的时空分布,且流速减缓,水流紊动强度削弱,河水产氧量下降,污染物不易扩散和溶解,有机质絮凝淤积,河床底部成厌氧状态。同时,由于河床水位的提高,也加速了污水地下入渗,对两岸饮用水构成严重威胁。

R5是经济发展因素。经济发展与环境保护的矛盾源于经济发展排放的废弃物超过环境的自净能力,或者过度索取自然资源,破坏了生态平衡。因此,必须走可持续发展的经济道路,使经济发展和环境保护协调共进。经济增长可以为环境保护的科技投入提供资金和保障,环境保护可以为经济增长创立持续的条件。淮河流域尚未将两者的关系处理好,经济的增长伴随着水资源的污染,最终使水资源成为经济发展的瓶颈。淮河的治理与流域内各省的经济势力相关(详见表2)。表2淮河流域经济发展概况元/人

省份人均国民生产总值人均社会生产产值人均国民收入河南1035.62148.9871.5安徽1068.82148.1876.5江苏1942.45615.11682.1山东1568.53825.31347.3全国1546.93323.31042.2注:据1991年中国统计年鉴整理,表中数据为1990年数据,按当年价格计算。淮河流域除江苏省、山东省的经济水平高于全国平均水平以外,河南、安徽 2 省远远低于全国平均水平。与此相反,近几年淮河大的污染事故都发生在河南、安徽省境内。河南产生的污水流入安徽,增加了安徽治污的压力,要彻底治理淮河,两省不可能拿出巨额资金。表 3 列出了淮河流域防治目标及投资估算。如此巨大的资金,依靠当地的财力是比较困难的。资金短缺是淮河治理污水困难的重要因素。1998 年国家共安排淮河流域水利基建投资1.7×109元,对经济发展发挥了巨大的推动作用。据测算,投入该省的专项资金全部完成后,可拉动该省 GDP增长0.25%,解决1.05×105人的就业问题。治理淮河,使淮河水变“清”,需要进一步加大资金和技术投入。表3淮河流域治理目标及投资估算109元

方案ⅠⅡⅢⅣ控制浓度/(mg·L-1)305070100分散治理投资32282623集中治理投资18181818合计投资50464441说明:① 金立新.治淮,1994;② 防治目标定为地面 Ⅲ 类水标准(GB3838—88);③ 控制浓度指 COD 浓度。R6为技术因素。淮河流域水资源所面临的众多重大问题,有赖于科学技术的突破来解决。我国造纸废水的治理技术还没有成熟的经验,对于难降解的废水缺乏切实可行的技术工艺。同时,还必须进行产业结构调整,推广和应用已经成熟的科技成果。治理淮河必须加大科技力度。

R7为产业结构因素。不同的产业结构耗水量不同,所排放的污水成分差异很大。在淮河流域,造纸和酿造行业比较集中,且小型最为普遍。造纸和酿造行业的污水,如果不经有效的治理排入水体,对水体的影响非常巨大。

R8是协调管理因素。淮河流域主要跨省河流有100 余条,水系复杂,水事、水污染矛盾突出。上游的污染给下游的经济发展带来了严重影响,自然形成水资源矛盾。近10a来,这4省相互协调取得了一定的进展。完成了第1次淮河流域及山东省沿海诸河水质调查评价,对主要河段开展了枯水期的污染联防工作,进行污染物排放的动态监测、水闸调控等工作。但在协调省际、部门间的管理方面还有一定的困难,协调机构缺乏一定的行政管理职能,对水资源保护极为不利。

3淮河流域水资源可持续利用的措施

淮河流域水资源能否可持续利用是多因素相互耦合的结果,既有自然的、社会的原因,也有经济的因素,从耦合因素是否受人类控制的角度来看,既有人类无法控制的因子,也有受人类影响很大的因素。实现淮河流域水资源的可持续利用,是一项系统工程。

3.1提高水资源保护意识,加强水资源管理

水资源观念淡漠是水资源问题存在的认识根源。长期以来,人们把水资源当成具有公益性的自然赋予物,取之不尽,用之不竭。用水严重浪费、水资源利用效率低、水污染和水环境破坏是水资源问题的直接诱因。水问题的各种人文因素提醒人们,必须转变观念和行为方式,节约用水,充分重视保护水资源。必须制定合理的水资源价格管理体系、废水排放量的污染收费标准,实现水资源的优化配置,调整水资源供给、消费和生态环境等各方面的关系,以达到水资源集约利用和环境保护。同时要开展水质监测、水污染防治和废水处理工作,建立水质管理模型来监督管理。淮河流域的水治理需处理好经济发展与环境保护、眼前利益与长远利益、短期行为与可持续发展的关系,克服以牺牲环境为代价换取经济高速发展的短视行为,将水资源保护放在应有位置上,提高群众,特别是领导者的环境保护意识。

3.2强化政策的法律保障,加大污染源的治理

在淮河流域,一些地区不遵守国家的法律和产业政策,盲目发展有严重污染的企业,工业废水及生活污水未经任何处理,直接排入水体。这是淮河流域水资源污染不可忽视的因素。据监测,全流域入河排污口的污水,有60%COD 的污水浓度超过综合污水排放一级标准,有51%的污水超过二级,污水排放超标程度非常严重。执法部门在行使执法权力时,常受到各种阻力,特别是地方保护主义严重。因此,必须加大执法力度,保证政策的实施。

加大污染源治理,使污染物排放控制在可允许水环境容量内。淮河流域4省提出了污染治理措施:1994 年关停并转污染严重、经济效益差的企业,1995年完成点源治理 91 项,1997年完成点源治理96项,1999 年累计完成点源治理项目295个,2000年前完成集中污水处理厂20个。以上3项措施实施后可削减 COD 5.77×109 t/a,削减率为58.2%,它只能满足多年平均流量下的水质目标要求。据测算,在保证率 50%和95%条件下淮河水质达到目标,削减率要达到 63.7%和92.8%(程绪水等,1994)。所以,要发挥市场机制与政府监督作用,加大污水治理力度。

3.3增加治理资金和科技投入

淮河流域治理,主要靠科技投入加大治理力度。治理资金是淮河治理的关键。据估算,全流域需治理资金1.0×1010元(不包括 1993—2000 年增加的污染物治理量)。“七五”期间,流域环保总投入占全流域国民生产总值的0.28%,与全国平均水平0.5%相比低0.22%,5a共欠债6.35×108元。因此,多方筹集资金,保证治理资金到位,用好、管好资金非常重要。

3.4协调关系,实现区域与流域治理相结合

淮河流域内含4省(湖北只占极小一部分),分省治理、流域合作很重要。协调好各方面的关系,是淮河还清的重要手段。根据流域现状,确定流域可容纳的污染物排放总量,并根据区域实际情况划分。各区域依据其辖区污染源情况,进行污染物排放的再分配,实行总量控制,以量定排。同时注意统筹兼顾,提高整体效益。

参考文献

[1] 水利部淮河水利委员会.治淮专刊[J].

[2] 姜文来.水资源价值论[M].北京:科学出版社,1998:104108.

[3] 张寿金,黄巍.中国水资源的可持续利用研究[M].中国人口·资源与环境,1994:2125.

[4] 张永勤,缪启龙,等.气候变化对长江三角洲地区水资源的影响[J].南京气象学院学报,1999,22:513518.

[5] 张永勤,缪启龙,等.气候变化对长江三角洲地区水资源供需平衡的影响[J].南京气象学院学报,1999,22:524529.

[6] 汪承志.水资源计算与评价[M].南京:南京大学出版社,1993:246284.

ANALYSIS ON SUSTAINABLE USE OF WATER

RESOURCES IN HUAIHE RIVER BASIN

Zhang YongqinPeng Buzhuo

(Department of Urban and Resources Sciences,Nanjing University,

Nanjing 210093,PRC)

Abstract:The quantity,quality status,and temporal and spatial change of water resources of Haihe river basin are analyzed. Combining with the analysis on water resources changes and causes of Huaihe river basin in history,the impact factors on sustainable use of water resources are explored. The water resources change is the interaction result of multiple factors,such as natural,social,and economic factors. To realize sustainable use of water resources of Huaihe river basin,people should apply systematic harness and management method. From the sustainable use of water resources and the practical status of Huaihe river basin,some countermeasures are proposed.

Key words: Huaihe river basin,water resources,sustainable use,countermeasures全球变化对长江三角洲土地持续利用的影响及其对策全球变化对长江三角洲土地

持续利用的影响及其对策基金项目:国家自然科学基金重点项目“长江三角洲水土资源环境演变与调控研究”(49831070)专题成果之一。

本文与安旭东、朱继业、陈浮共同撰写,原载《长江流域资源与环境》,2001年第10卷第3期,第266272页。

摘要全球变化对区域土地持续利用的影响表现为其多方面内容从不同侧面直接或间接地对区域土地利用生产性、安全性、保持性、可行性和接受性产生影响。在长江三角洲地区,全球变化对土地持续利用的影响主要表现为不利的方面:(1) 海平面上升导致土地面积减少及土壤性质恶化;(2) 自然灾害增多导致土地利用安全性降低;(3) 酸雨危害加重导致土地生态环境恶化;(4) 地表植被减少及湿润指数降低导致土地退化加剧。针对以上问题,应采取以下对策以促进长江三角洲土地持续利用:(1) 加强全球变化监测与预警;(2) 制定适应于全球变化的土地持续利用规划;(3) 增强土地利用对全球变化的应变能力;(4) 加强全球合作,减缓不利于人类生存的全球变化速度。

关键词:全球变化土地持续利用长江三角洲

随着全球变化研究的不断深入,国际全球变化的研究趋势已转向以陆地生态系统为研究核心的生物—地球—社会之间相互关系的研究。与此相关的核心项目“全球变化与陆地生态系统(GCTE)”、“土地利用/土地覆盖变化(LUCC)”已成为国际全球变化研究中最为活跃和不断扩展的项目[1]。基于全球范围内土地利用对全球变化的响应研究已取得很大进展[2],但在区域层次的土地利用与全球变化互动关系研究方面还很欠缺。

长江三角洲是我国乃至全球最有代表性的地域单元之一,与全球变化关系较为密切。因此研究全球变化对这一区域土地持续利用的影响,进而探讨合理的人类活动响应对策,不仅对区域土地持续利用具有现实意义,而且对广域范围内的全球变化研究具有借鉴作用。

1全球变化对区域土地持续利用的影响机理

全球变化的主要内容包括[3]:(1) 大气组成变化,主要指全球范围内的CO2及 CH4、N2O等温室气体浓度增加以及臭氧含量减少,在过去150a间,大气中CO2浓度由1850年的200mg/ L 上升到目前的350 mg/L,而臭氧的减少则已导致南极上空“臭氧洞”的形成和扩大;(2) 降水变化,包括降水总量及时空分布变化,如据近500a旱涝指数和实测降水资料分析,我国东部地区自1910年来干旱指数呈波动上升趋势,近百年增加了约 1.7倍,长江流域梅雨时间长度减少了近1/3,湿润指数略有减少;(3) 土地利用及土地覆被变化,包括森林的砍伐、牲畜的放牧、土地垦殖、水体利用和水生物捕捞、城市扩张等造成的天然植被破坏和地表物理化学性质改变,恶性后果包括水土流失、土地沙化、土地荒漠化、盐渍化及土壤肥力下降等形式的土地退化;(4) 环境污染导致的环境灾害增强,工业革命以来人类大量排放工业“三废”、燃烧矿物燃料等造成生态环境恶化,环境灾害事件日益增多,最为明显的是全球性酸雨危害加重。

土地持续利用是基于可持续发展的核心内容——资源持续利用而形成的概念,指尽可能减少人类生存所依赖的土地资源破坏与退化,维持一个不变或增加的土地资本储量,保证人类生存质量的长期改善,即在追求经济效益最大化的同时,维持和改善土地资源的生产条件和环境基础[4]。依据 FAO《FESLM:An International Framework For Evaluation Sustainable Land Management》[5],土地持续利用的一般目标包括以下几个方面:(1) 保持和提高土地生产力(生产性);(2) 降低土地生产风险(安全性);(3) 保持土地资源的潜力和防止土壤与水质退化(保持性);(4) 经济上可行(可行性);(5) 社会可接受性(接受性)。

基于这一目标,全球变化对区域土地持续利用的影响表现为其多方面内容从不同侧面直接或间接地对区域土地利用生产性、安全性、保持性、可行性和接受性产生影响(图1)。

图1全球变化对区域土地持续利用的影响机理

Fig.1Influential Mechanism of Global Change to Regional Sustainable Land Use

2全球变化对长江三角洲土地持续利用影响的具体表现

2.1长江三角洲土地资源基本态势

长江三角洲地处我国沿海中部,行政上包括上海、南京、镇江、扬州、泰州、苏州、无锡、常州、南通、杭州、嘉兴、湖州、宁波、绍兴、舟山等15市[6],全区国土面积99610 km2,占全国总面积的1.04%(表 1)。区内陆地主要由里下河平原、长江古代沙嘴(平原)、太湖平原、新三角洲平原、钱塘江冲积平原组成,平原面积约占总面积的80%;低山丘陵孤立于平原之上,主要分布于西部,包括宁镇扬丘陵岗地和浙西中山丘陵等。土壤类型多样,平原地区主要发育在长江冲积物上[7],以水稻土为主;滨海潮滩发育有潮土和滨海盐土;山地则分布有黄壤、红壤和紫色土等[8]。本区气候属我国东部北亚热带季风气候,年均日照时数1800~2200 h,年均温15~17℃,≥10℃年积温在4500~5300℃,无霜期为220~230 d,年降水量1000~1800mm,但季节分配不均,主要集中于5—9月,常有春渍秋涝与台风危害。

本区农业发展已有5000~6000 a 历史[7],1998年有耕地325.4万hm2,占全国的 3.43%(表1),垦殖指数达50%以上,是全国平均的5倍[6],复种指数高达200%以上,耕地中以稻田为主,多稻、麦、棉轮作,系两熟与三熟过渡区,是稻、麦、油料、棉花、桑蚕的著名生产基地。近年由于优越的地理区位,工业及第三产业发展迅猛,城市化速度不断加快,土地利用多元化发展,并表现出“高密度、高强度”特征,土地单位产值和平均负荷远高于全国平均水平(表 1)。表1长江三角洲与全国土地相关情况对比(1998年)

Tab.1Comparison of Conditions Relevant to Land Between Yangtze River Delta and Whole Nation(1988)

人口

(万人)土地GDP耕地粮食产量总面积

(万km2)人口密度

(人/km2)总量

(亿元)单位面积

(元/m2)人均

(元/人)总量

(万hm2)人均

(hm2)总量

(万t)单产

(t/hm2)人均

(kg)长江

三角洲76069.9617641232212.3716200325.40.04328798.84378.5全国124810960130793960.8363929497.10.076514745.42412.4资料来源:据中国、江苏、浙江统计年鉴(1999)和上海经济年鉴(1999)整理测算。因此,本区平原多、山地少、森林少的格局造成其自然环境较易受外界影响,而土地的高负荷则使得外部环境变化形成的灾害往往较为严重。

2.2全球变化对长江三角洲土地持续利用的影响

尽管全球变化对于区域土地持续利用的影响具有有利一面,如二氧化碳含量增加将导致单位面积作物产量提高和植物水分利用效率提高[9—11],但在长江三角洲地区,其影响主要表现在不利的方面。

2.2.1海平面上升导致土地面积减少及土壤性质恶化

根据世界100 多位科学家半个世纪的研究,在过去100a中,全球海面上升速率为1~2 mm/a。而IPCC 1990年的评价报告表明:预计21世纪海平面将加速上升,至2100年,全球海平面将上升31~110 cm,最佳估计值为 66cm;2030年海平面上升最佳估计值为18 cm,2070年为44 cm。长江三角洲及其临近地区处于地壳运动缓慢沉降区。该地区又是由于过量抽取地下水而造成的严重局部地面沉降区[12]。因此,其相对海平面上升速率,实际上远远超出由于全球气候变暖而引起的水动型全球性海平面上升速率。将以上三项因素考虑在内,预计2100年长江三角洲地区相对海平面上升将超过100 cm(表2)。表2长江三角洲地区21世纪相对海平面上升估计值(cm)

Tab.2Estimated Value of Sea Level Rise in the 21st Century in Yangtze River Delta Area(cm)

年份 全球海平面上升本区构造下沉局部地面沉降相对海平面上升20301861236205030918572070441224802100661733116资料来源:据参考文献[12] 整理。这种相对海平面上升对本区土地持续利用的影响表现为两方面:一是海岸后退、潮滩侵蚀和海岛淹没造成土地面积减少。预计在本区海平面上升 30、65和100 cm(即2025、2060 和2080年)时,海岸后退分别为5.15、10.29、13.23 km[12]。本区无海堤保护的海岸长度按50km 计,这样三种边界条件下其土地损失将为 258、515和662 km2。其他岸段,大约340 km,基本都有海堤保护,一段时期内可免受海岸侵蚀,但海堤以外的滩涂和湿地将损失严重,预计三种边界条件下潮滩和湿地损失为:34、74和113 km2[12]。而在此条件下,本区一些海岛将消失,甚至长江口最大的三个岛屿崇明、长兴和横沙都将受到威胁[13]。二是咸水入侵导致土壤性质恶化。长江三角洲地区土地利用特点与脱盐程度休戚相关,脱盐程度增加,土地生产能力增加;反之,随着海平面上升,河口咸水上溯入侵,土壤性质恶化,生产能力下降,同时沼泽化加强,部分土地将不利于耕种和利用。1978 年长江流域遇旱,该年冬到次年春出现一次严重的海水入侵,而未来海平面的加速上升,将使潮水上溯距离加长,沿程咸水强度增加,水体受海水入侵的持续时间更长。据测算,海平面上升 50~100 cm,2 ‰等盐度线将向上游推移 15~30km,盐水入侵持续时间可能由当前的冬半年变为全年[12]。

2.2.2自然灾害增多导致土地利用安全性降低

一方面,长江三角洲地区在台风和热带风暴影响下,常受风暴潮之灾,而海平面上升必然导致风暴潮加重。1981年8114号台风影响下的风暴潮给上海造成经济损失数亿元。未来海平面的上升会导致风暴潮位进一步增高,从而使风暴潮灾的发生频率增加,破坏力增强。据测算[12],海平面上升30、65 和 100 cm 时,其原来极值潮位的重现期将大大缩短,如吴淞口站海平面上升 100 cm 时100年重现高潮位由原来的4.10 m增加为5.10 m(表3)。另一方面,长江三角洲地势较低,夏季降雨强度大,使其长期受到暴雨和洪涝灾害影响,而全球平均温度升高有可能使极端温度事件概率增加[14],导致暴雨发生的频率增高,洪涝风险增加。气温升高导致的伏旱和高温威胁亦将增加,同时使农作物病虫害增多,程度加重。表3吴淞口站海平面上升前后重现期最高潮位(黄海基面)

Tab.3Maximum Tide Level in Recur Period of Sea Level Rise

at Wusongkou Station (by Yellow Sea base level)

P(%)重现期(年)海平面上升(cm)0306510011004.104.404.755.102503.944.244.594.945203.724.024.374.7210103.543.844.194.545023.053.353.704.05资料来源:据参考文献[12]整理。2.2.3酸雨危害加重导致土地生态环境恶化

长江三角洲是我国工业化和城市化快速发展地区,同世界上许多国家的工业化进程中出现的环境问题一样,在经济迅猛发展的同时,环境污染较为严重。工业“三废”的扩散和城市化石能源(煤、天然气等)废气的排放使得大气污染、水污染和土壤污染较为严重。最为明显的就是空气质量变差和酸雨危害不断加重。

受全球性大气环境变化影响及局部地区SO2排放作用,长江三角洲地区尤其是江苏南部地区,酸雨出现频率很高[15],酸度较大,给农业生产和城市生产活动造成极大危害。据 1995—1998 年分年江苏省环境质量公告,1995—1998 年每年苏南各市酸雨发生频率均在30%以上,其中无锡市 4 年酸雨发生频率分别高达 37.9%、54.1%、45.8%和 50.7%,酸雨 pH最不利值(最低值)达3.20。尤其长江三角洲近两年酸雨发生有增强趋势。据南京市统计资料,1998 年全市酸雨出现频率高达32.4%,较上年上升2%,白下和秦淮两区酸雨出现频率分别高达54.3%和53.5%,郊县最高更达63.3%(表4),而酸雨最低 pH 值已达3.55。表41998年南京市酸雨出现频率统计

Tab.4Statistical Figures of Acid Rain Frequency in Nanjing City in 1998

区域年平均值比上年变幅(%)最低pH值最高频率(地点)城区34.2+2.93.7454.3(白下区)郊区28.9+0.13.5543.3(大厂区)郊县32.5+1.83.9463.3(高淳县)资料来源:据南京年鉴(1999)整理。2.2.4地表植被减少及湿润指数降低导致土地退化加剧

一是一些地区过度开垦造成自然植被的破坏,使得植被与土壤之间的物流平衡受到影响,加之湿润指数降低导致的土壤水分供应减少,造成土壤耕作层变薄,土壤出现贫瘠化趋向。据太湖地区的调查,1959年水稻土耕层的平均厚度为18.5 m,到1980年仅为12.2 m,减少了6.3 m[3],而据1998年笔者的实地测量资料,该地区水稻土耕层在 8.6~10.1 m,又有进一步减少。

二是在长江三角洲的丘岗地区,植被破坏造成的水土流失依然存在。长江三角洲地区土壤通透性强,土质较为松散[6],因而缺乏植被固定的土壤较易流失。当前,单纯追求眼前经济利益的乱砍滥伐、过度樵采和由于建设和过度开垦造成的地表植被破坏使得水土流失不容忽视,如南京江宁县方山盲目开垦达300多hm2,土壤年流失量达5万m3以上[16],给区域土地持续利用造成极大障碍。

3全球变化影响下的长江三角洲土地持续利用对策

3.1加强全球变化研究,为土地持续利用提供依据和指导

全球变化对人类生存环境的威胁确实存在,但它是人地关系长期失调的结果[17],作用机理十分复杂,牵涉到自然、人文、社会、经济等多个领域。目前我们对全球变化的运行机制及其将产生的各种生态后果还不完全了解。尤其我国在全球变化研究方面落后于国外,在理论方法、技术手段等方面都有待加强。因此,必须通过自身的努力和积极的国际合作来加强全球变化研究,掌握全球气候变化、海平面上升、污染扩散、生态变异等的规律,利用现有的观测网络和现代科学技术进行长期的定位观测和研究,逐步建立完整的监测和预测系统,并及时地对全球变化做出预警,为长江三角洲地区土地持续利用政策策略的制定提供理论依据和实践指导。

3.2要有超前意识,制定适应于全球变化的土地持续利用规划

由于全球变化所产生的影响可能要在较长的一段时间内表现出来,即所谓的“时滞性”[17],因此,在制定规划和计划时要有超前意识,尤其在长江三角洲地区土地利用规划和城市规划中,要坚持“立足当前,着眼未来”的超前原则,充分考虑全球变化带来的各种直接影响和间接效应。在沿海地区城镇发展、经济区和居住区建设规划中,要充分考虑土地受淹及台风、旱涝加剧的影响,加强海岸带规划与管制,严禁地下水超采,防止盐碱化和土地塌陷及海水倒灌的进一步发展。

3.3采取多种措施,增强土地利用对全球变化的应变能力

在长江三角洲土地利用中要注意以下问题:

(1) 科学耕作,适度围垦,用地养地相结合,本区应注重发展农渔结合的基塘农业和利用有机物还田的有机农业,更应充分利用现代科学技术发展生态农业。在土地耕垦中,可适当轮流休耕,以恢复和保持土壤肥力。在滩涂围垦中,既要挖掘滩涂潜力,更要积极开展滩涂养护,结合防潮工程、海水养殖等,减缓海滩的侵蚀速度。

(2) 加强土地生态环境建设。在山区,应进行封山育林和人工造林,发挥森林综合功能,调节生态环境;在平原地区应加强植树种草,培栽蚕桑。尤其在城市建设中要注重环境绿化,加强城市绿地建设,使城市向“生态城市”或“田园城市”发展。

(3) 加快水利工程建设,在沿海工程(如海堤和防浪墙)规划设计中,要提高设计标准。尤其是沿江堤防和沿海堤防建设,提高防灾抗灾能力。

(4) 依靠科技进步,探索新的土地利用方式,加强适应性作物的研究和推广,培育抗病、抗虫、抗污染等抗逆境能力强的作物新品种。

3.4加强全球合作,减缓不利于人类生存的全球变化速度

全球变化中许多不利于人类生存的方面是由人类自身对于自然资源的掠夺性开采和对自然环境的不自觉破坏造成的。它需要人类自身的努力来解决。而全球变化是一个全球性问题,必须依靠全球共同努力。因此应加强全球合作,采取积极行动和对策,减缓和削弱不利影响。如控制CO2等温室气体排放量,限制生物体和垃圾的燃烧,开发CO2固定转换技术,进行再生能源技术开发,控制污染,等等。我国由于在技术上相对落后,更应注重吸收国外先进经验,引进先进技术,减弱全球变化的不利影响。

参考文献

[1] 周广胜,王玉辉.土地利用/覆盖变化对气候的反馈作用[J].自然资源学报,1999,14(4):318322.

[2] 张志强,孙成权.全球变化研究十年新进展[J].科学通报,1999,44(5).

[3] 叶笃正,陈泮勤.中国的全球变化预研究(第一部分)[M].北京:地震出版社,1992.

[4] 陈美球,刘桃菊.加强对土地资源可持续利用的认识[J].中国人口·资源与环境,1999, 9(4):8284.

[5] Smyth A J,Dumanski J.FESLM:An international framework for evaluating sustainable land management[R].World Soil Resources Reports,1993,73:156.

[6] 董元华,杨林章.长江三角洲耕地资源态势与保护对策[J].长江流域资源与环境,1998,7(2):148154.

[7] 席承藩,徐琪,马毅杰,等.长江流域土壤与生态环境建设[M].北京:科学出版社,1994.

[8] 陈文瑞,朱大奎.长江三角洲土地资源可持续利用研究[J].自然资源学报,1998,13(3):261266.

[9] 王石立.气候变化与持续农业浅析[J].自然资源学报,1995,10(2):140147.

[10] 赵名茶.全球CO2倍增对我国自然区域分异及农业生产潜力的影响预测[J].自然资源学报,1995,10(2):134139.

[11] 气候变化对农业影响研究及对策课题组.气候变化对农业影响研究及对策[M].北京:北京大学出版社,1993.

[12] 孙清,张玉淑,胡恩和,等.海平面上升对长江三角洲地区的影响评价研究[J].长江流域资源与环境,1997,6(1):5864.

[13] 杨世伦,王兴放.海平面上升对长江口三岛影响的预测研究[J].地理科学,1998(6):518522.

[14] 陈泮勤.全球变暖对自然灾害的可能影响[J].自然灾害学报1996,(2):1821.

[15] 黄劲松,周寅康,彭补拙,等.江苏省环境系统特点及环境污染状况[J].长江流域资源与环境,1998,7(4):364368.

[16] 彭补拙,濮励杰,刘伟.试论江苏省土地资源与可持续发展[J].自然资源学报,1999,14(增刊):128132.

[17] 章家恩,徐琪.全球环境变化背景下的持续发展之思考[J].地理学与国土研究,1997,13(1):4952.

IMPACT OF GLOBAL CHANGE ON SUSTAINABLE

LAND USE IN YANGTZE RIVER DELTA

An XudongZhu JiyeChen FuPeng Buzhuo

(Department of Urban & Resources Science,Nanjing University,

Nanjing 210093)

Abstract:The impacts of global change on regional sustainable land use are demonstrated in the several aspects of global change,which affect directly or indirectly the productivity,safety,stability,feasibility and acceptability of land use. In the Yangtze Delta area,the impacts of global change on sustainable land use are mostly harmful. They are as follows:(1) land area decrease and soil propensity deterioration caused by sea level rise;(2) the drop of land use security by the increase of natural disaster;(3) deterioration of land ecological environment by acid rain;(4) land degradation by the decrease of vegetation and humidity index. In the light of these points,the following measures are to take into consideration to improve sustainable land use in Yangtze Delta:① to streng then global change research;② draw up extended planning;③ improve the adaptability of land use by taking reasonable land use action;④ slow down the global change speed by doing beneficial work with global cooperation.

Key words:global change,sustainable land use,Yangtze River Delta我国土地储备制度研究我国土地储备制度研究

——以南通市为例国土资源部重点课题《长江三角洲地区耕地总量动态平衡与土地资源可持续利用研究》中的部分成果。

本文与刑元志、吴素兰共同撰写,原载《经济地理》,2001年第21卷第3期,第341345页。摘要土地储备是一种新的土地管理制度。本文以南通市为例,结合国内其他试点城市的经验,剖析了土地储备制度在我国产生的背景、在土地使用制度改革及国企改革中所起的作用及存在的问题,并提出了建设性的改善意见。

关键词土地储备土地结构垄断市场

土地储备制度是在我国土地使用制度改革、城市土地市场的发展及国有企业改制过程中应运而生的一种土地管理制度。在国外,这种土地储备制度较为流行,我国的香港、澳门也都实行了土地储备制度。目前国内的上海、杭州、南通、合肥等地也开始试行土地储备制度,但由于这项工作在国内开展时间不长,因而许多方面还存在有待探讨的问题。

1土地储备的概念

土地储备制度是政府依法律程序,运用市场机制,按照土地利用总体规划和城市规划,对通过收回、收购、置换、征用等方法取得的土地进行前期开发、整理,并进行储存,以供应和调控城市各类建设用地的需求,确保政府能垄断土地一级市场的一种管理制度。这个定义明确了土地储备的四个要素,即储备主体、对象、手段和目的。储备主体,即政府,这样它就不仅仅是一种市场行为,而且是一种管理制度;储备对象,按中国的现状,可以理解为依法收回的国有土地,可以收购的国有土地,在企业改制、旧城改造、污染企业外迁、城镇规划调整中可置换的土地,征用的集体土地和政府代征的土地;储备手段,可依照法律程序、运用市场机制、按照土地利用总体规划和城市规划;目的就是供应和调控城市各类建设用地的需求,确保政府能垄断土地一级市场。

2土地储备制度在我国产生的背景

2.1建立和完善土地市场,服务社会主义市场经济建设的需要

我国改革开放 20 年来摆脱贫困,解决温饱并走上小康之路的经验有力地证明了一个论断,即只有建立了规范化的市场经济,贫困问题才能逐步消失。我国经济能否继续顺利地发展,完全取决于规范化的市场制度能否建立起来,而整个社会市场是由资金市场、要素市场、产品市场、技术市场和服务市场等所组成的市场体系,其中资金市场是社会市场体系的源头市场,土地市场则更为本源;技术市场、服务市场渗透在其他市场之中,有着提高生产和市场效率之功效,产品市场则为社会生产和市场流的下源,市场体系中的价格体系相互渗透,但我国目前土地价格不合理,致使其他价格体系中都有侵占土地价格或土地利益的可能或事实,从这种意义上讲,我国市场体系与价格体系的合理性构造关键是培育完善的土地市场[2]。

土地的资源属性与空间形态决定了土地市场是一种特殊的要素市场,其市场结构由两方面因素所决定:一是土地作为资源的稀缺状况;二是社会对土地资源的占有形式。从土地的资源属性及其禀赋看,土地是种极为稀缺的经济资源,城市土地更是如此;从土地资源的社会占有形式看,不同历史时期是不同的,同一历史时期或同一社会制度中的土地占有方式也存在差异。我国土地资源尤其稀缺,这也就决定了社会或国家对土地的占有方式,以使稀缺的土地资源能在全社会范围内得到合理的利用和配置。所以从土地市场结构和组织构造看,中国土地资源市场只能是完全垄断的市场结构,而土地储备制度则是既能确保土地市场的垄断性又能让国家调控土地市场的一种制度。

2.2中央1997年11号文、《土地管理法》及《中华人民共和国城市房地产管理法》实施的必然结果土地收购储备制度之所以成为这两年土地管理制度建设的新热点,关键在于中央采取了保护耕地,限制了耕地转为建设用地的总量。中央 1997 年 11 号文通知要求冻结非农建设占用耕地一年,后经国务院批准又延续到 1998年年底,这次冻结对我国土地利用方式的影响是深远的,地方为解决冻结期间建设用地需求问题,加大了对闲置土地和其他存量土地的利用和管理力度,收购储备土地成为增加土地供给必由之路。

《土地管理法》 对新增建设用地严格的总量控制、用途管制、占补平衡和土地有偿使用费中央分成的措施,不仅使新增建设用地的数量大为减少,而且占用耕地的成本有了较大提高,同时《土地管理法》 将用存量土地的权利和收益放在地方,但是利用存量土地涉及多方利益,很多现实的问题特别是利益分配问题仅仅靠行政命令是不可能解决的,只有靠市场手段和行政手段相结合才能解决,而土地收购储备就是这两种手段相结合的产物。

《中华人民共和国城市房地产管理法》第十二条也明确规定,商业、旅游、娱乐和豪华住宅用地,有条件的,必须采取拍卖、招标方式,地方政府和土地管理部门从建立公开、公平、公正土地市场的角度,从反腐倡廉的角度,也应大力推行招标、拍卖方式出让土地,而要招标拍卖土地的先决条件是政府手中要有土地,为此,地方政府推动了土地储备制度的建设。

2.3国有企业改制的间接产物

在企业改制重组过程中,一大批企业或“退二进三”,或被兼并、破产,而土地则是它们“退二进三”能否东山再起,破产兼并中职工能否顺利安置的最后的依赖,而这些企业的问题也是政府的问题,无论从经济还是政治的角度都必须解决好,党的十五大四中全会提出:“非上市企业经批准,可将国家划拨给企业的土地使用权有偿转让及企业资产变现,其所得用于增资减债或结构调整。”但在现实中,企业土地资产变现却有许多问题:首先,目前土地市场发育不完善,土地交易信息不全,企业决策层很能准确了解土地价值;其次,有不少开发商诱使企业与之自行交易,不顾城市规划,造成既成事实,或是从企业取得土地后资金长期拖欠,再怂恿企业以种种理由向政府要求各种优惠,造成国有土地资产严重流失;再次,有的企业领导还利用这个机会与开发商私下交易,以获私利。这种种情况迫使政府寻求一个能解决以上问题的中介,而土地储备机构则扮演了这个角色,它不仅可以收购土地,而且能在对其开发后以较高的价格将其出售,使政府不仅解决了企业改制问题,还获取了一定收益。

2.4对土地资源进行资产化管理的要求

土地资源作为一种资源性资产,不仅是人类赖以生存和发展的自然资源条件,而且通过合理的开发利用,能够为社会带来巨额收益,因此我们要适应我国经济体制改革的需要,从土地的特性出发,在加强资源化管理的同时,对土地进行资产化管理。土地资产管理,是指国家对土地资产的占有、开发、利用、流转和收益分配等经济活动,进行计划、组织、监督和控制的一系列活动。与土地资源管理相比,它主要有以下几个特征:首先,土地资产管理的出发点是确保土地所有者的合法权益。作为资产的土地的基本特征是具有明确的产权关系,能给土地所有者带来一定的收益。《中华人民共和国宪法》明确规定“中华人民共和国实行土地的社会主义公有制,即全民所有制和劳动群众集体所有制”,“城市的土地属于国家所有”,国家作为土地所有者拥有与土地有关的一切权利,在我国,国家土地所有权在经济上的实现主要就是国家通过出让土地使用权,获取一定的经济收益。其次,土地资产管理的目的是优化土地资产配置,实现土地资产保值增值。土地的位置固定性,决定了土地资产在一切社会经济活动中的基本作用是任何一种资产都无法替代的,同时,可资利用的土地数量又是不可增加的,要提高土地的使用价值只有通过不断调整土地资产的用途,动态优化其配置结构,提高土地资产的利用效率来实现。再次,土地资产管理的主要任务是通过促进土地资产的有序流转,实现土地资产的合理配置,不断提高土地资产的利用效益。最后,与土地资源化管理相比,土地资产化管理是以价值管理为主的,因此,要培育完善的土地资产市场体系,就必须运用经济手段来调节土地所有者与土地使用者之间的利益关系,引导土地资产的合理流动,通过公平、公开、公正的市场竞争,实现土地资产的优化配置,不断提高土地资产的利用效率,但仅仅通过经济手段来管理土地资产,在一些情况下会出现片面追求土地资产的当前和局部利益的倾向,而且也难以解决土地利用过程中的“外部不经济”等问题,不利于实现局部利益与整体利益、近期利益与长远利益的有机统一,而土地收购储备制度则是两种手段结合的产物。

3土地储备制度的作用

土地储备制度在我国才刚刚开始,各地做法不尽一样,结果也有所区别,本文以南通市为例,论述土地储备制度在南通市土地管理工作中所发挥的作用。

南通市土地资产储备中心(以下简称中心)成立于1998年6月30日,它的主要职能是受市政府委托,在南通市国土规划局指导和监管下,实施土地储备、出售及土地资产投资工作。它成立两年多来主要在以下几方面发挥了较大的作用。

3.1政府作为土地所有者得到了它应得的权益

传统的土地资源管理体制虽然也坚持和维护土地所有者的地位,法律也规定了土地有偿使用的三种形式,为理顺产权关系和促进房地产市场健康发展与运作奠定了基础。但是,在实际经济活动中,土地的有偿使用远远没有到位,城市土地中原划拨土地的数量仍占 90%以上,这批土地被企事业单位无偿占用,实际上已将国家所有权转变为部门所有,形成了国家所有者权益形同虚设的局面。土地储备制度的建立一方面为政府垄断城市存量土地供应提供了体制和机制的保障,另一方面,政府将收购储备的土地开发以后再拍卖出去,也得到了一定的经济收益。该中心两年来已实施收购并开发、拍卖土地3宗,面积53833m2,共支出资金3477 万元,拍卖所得收入为 6419万元,净收益约为2942 万元,最近拟收回的土地有 12 宗,面积约为240300m2,其余市区内所有划拨土地都由政府规定为政策性储备土地,不得擅自转让或变相转让,这些占据市区好的地段而利用率不高的土地面积约为100万m2,这些土地如经收购储备、开发拍卖后必将产生巨大的经济效益[3]。

3.2使南通市企业改制工作得以顺利进行

中心针对不同的企业采取不同的办法,对政府最为关心的国有特困企业和破产企业,中心通过收购这些企业的土地,利用土地向银行抵押贷款,并向企业支付收购土地费用,用于安置企业职工,从而解决了政府最为关心和头疼的问题。南通市土地储备中心目前已收购和正在收购的土地,基本就属于这种类型;对于其他企业,该中心及时与政府联系并出台相应政策,主要采取租赁制和国有土地使用权作价出资或入股,目前已有 97家企业约930000m2的土地实行了年租制,18家企业约 520000m2 的国有土地以土地使用权作价出资或入股方式进行了处置,为建立产权明晰、政企分开的现代企业制度创造了良好的前提条件。

3.3 土地储备制度优化了南通市土地资产利用结构,调整了土地资产利用方式

土地资产利用结构,是指不同用途的土地资产的比例及相互联系。不同的社会经济发展状况需要以相应的土地利用结构与之适应,土地资产利用结构是否合理,直接决定着土地资产可利用量是否能满足社会经济发展对不同用途土地的需求,从而影响整个国民经济的协调发展。与长期以来整个国民经济的行业发展政策相适应,在南通市土地利用结构中,第二产业占地的比例较高,而第三产业及绿地、住宅、交通、商业、娱乐用地比重与现代城市的发展需要还很不适应。而且大部分生产经营单位在土地利用上,不考虑土地的资产价值,土地利用效率极其低下,浪费了大量的土地资源,土地储备制度实行后,这些单位纷纷利用土地储备制度使这些土地“退二进三”,盘活了大量的存量土地,国家作为土地的所有者,既得到了一定的经济利益,又盘活了土地资产,企业通过“退二进三”也得到了一定的经济利益,并利用这部分利益盘活了企业。其次在土地利用方式上,由于历史原因,南通市的国有土地资产绝大多数仍处于无偿使用状态,1998年前,南通市有偿使用土地面积不到土地总面积的 10%,预计通过中心的收购、储备、开发、出售及租赁、土地使用权作价入股等方式在两三年后将会使南通市有偿使用土地面积达到土地总面积的 20%以上。

3.4土地储备制度使土地市场得以进一步完善

在市场经济背景下,土地市场的实际运行,一方面是土地供求关系作用下的土地使用权产权转移过程;另一方面又是土地资源的市场配置过程。从土地市场的供求与产权交易看,它所形成的是土地的社会经济蕴涵;从土地市场的资源配置看,其市场资源配置效率又构成土地利用的合理与科学意义,二者是内在联系在一起的。土地市场的培育与完善,土地市场运行与资源配置的有效与优化,又是地产业得以充分发展的必然前提和条件。近年来,南通市土地市场建设有了很大的成就,二、三级市场日趋成熟和活跃,辅助性土地市场也得到了规范和发展,但随着《土地管理法》的实施,国家对新增建设用地进行了严格控制,土地一级市场的发展受到了极大的限制,而实行土地储备制度以后,随着违法用地、闲置土地等其他存量土地的不断收回、收购,土地一级市场的供应日趋稳定,政府对土地一级市场的调控能力得到了强化,也满足了城市建设对土地的需求。

4建立健全土地储备制度需解决的问题4.1土地储备制度应有明确统一的政策规定目前国内与土地储备制度有关的法律、法规主要有《中华人民共和国土地管理法》、《中华人民共和国城市房地产管理法》、国务院 55 号令《中华人民共和国城镇国有土地使用权出让和转让暂行条例》、国办发(1999)39号《国务院关于加强土地转让管理、严禁炒卖土地的通知》和国土资源部《国有企业改革中划拨土地使用权管理暂行规定》,但是所有这些法律、法规都没有对土地储备制度做明确的规定,各地只能根据自身实际情况进行探索,所以各地的具体做法都有一定的区域性,因而在实际应用中具有很大的局限性。就目前来看,各地土地收购储备的运行模式各不一样,运行模式主要有三种:一是按市场机制运行的上海模式,这一模式的特点是土地储备机构据自己的收购计划和市政府的要求,通过与被收购单位协商,确定土地收购价格或约定土地收益分成,取得土地并按现行规定办理土地过户手续,储备机构取得土地后在对土地进行拆迁、平整和相关基础设施配套后,由土地管理机构出让给新的用地者。二是行政指导和市场运行相结合的杭州模式,这一模式的特点是,收购土地的范围由政府行政法规定,此范围内的土地由土地储备机构按计划收购、开发,土地管理部门根据用地需求用招标、拍卖方式对储备土地实行统一出让。三是行政指导、市场运作与土地资产管理相结合的南通模式,这种模式的特点是政府规定用于储备的土地范围,对可收购的土地由土地储备机构与原用地者签订《国有土地使用权收购合同》,储备机构按合同约定支付费用后取得土地使用权,另外储备机构还受市政府委托作为国有土地资产代表,对国有企业改革中土地使用权作价出资部分进行管理,收取企业改制中以租赁方式处置的土地使用权的租金。这三种模式的运行机制、手段等各有其侧重点,从结果来看,笔者觉得南通模式比较适合中国国情,适宜在全国范围内加以推广。

4.2要处理好土地资产价值处置问题

土地资产价值处置是指量化后的土地资产价值显化时土地资产利益分配。如何合理分配土地收益,处理国家、地方、用地者三者的利益分配,是关系到土地资产能否盘活、国有企业能否顺利改制的敏感性问题。土地经过开发改造,可以产生新的使用价值,其收益水平会随之提高,城市基础设施的不断完善也会使土地产生巨大的级差收益。笔者认为土地收益的分配要有利于不断提高土地资产收益水平,做到收支有度,从而形成一种国有土地资产不断增值增收的良性发展道路。具体分配可从土地资产的价格构成出发,土地价格由土地原始物质价格和土地资本价格两部分构成,土地资本价格按投入者的不同又分为国家投入资本价格、当地政府投入资本价格和用地者投入资本价格。其中应归国家所有的那部分收益为土地原始物质价值及国家直接投入资本价值,价值量为城市末级土地价值;应归企业所有部分为企业投入土地资本及其利息、利润之和;应归地方政府所有的那部分收益为土地总资产价值(评估价或实际成交价)减去国家收益和企业收益的部分。

4.3土地的收购、储备、开发和利用要充分考虑到城市土地资源的可持续利用

可持续发展的概念是1980年由自然保护国际联盟首先提出来的,“满足当代人需要又不损害后代人满足其自身需要的能力的发展”,1993 年联合国粮农组织颁布的《可持续土地利用管理评价大纲》又明确指出了土地可持续利用的目标在于:一是土地利用方式有利于保持和提高土地的生产能力,二是有利于降低生产风险的水平,三是保护自然资源的潜力和防止土壤与水质的退化,四是经济上可行,五是社会可以接受。土地资源可持续利用,从理论上讲,其科学性是显而易见的,但在实践中却是有很大的难度,目前在收购储备的土地出让中就有片面追求经济效益,利用政府权力把这些土地按最佳用途出让,而不考虑周围土地利用方式或是城市及区域的长期发展的趋势,对此笔者认为土地储备机构在收购、开发、利用过程中要考虑到以下几个方面:在数量上,使土地资源的配置与其稀缺性相一致,把有限的资源投入到生产最需要的用途上;在质量上,使土地利用的用途与土地适宜性相一致;在时间上,充分考虑资源开发的延续性和更新周期,从而减少闲置和避免掠夺性开发;在空间上,充分考虑各区域土地资源的差异,因势利导,在市场竞争过程中,促进区际合作和功能互补,诱发地区活力,使之有序开发,只有这样才能做到城市土地资源的可持续利用,让有限的城市土地资源更好地为当代及后代城市居民服务[4]。

4.4土地的收购、储备、开发和利用要遵循经济、社会、生态效益相统一的原则

城市土地的收购、储备、开发和利用总的说来,是以经济效益为中心进行的,但土地收购储备的经济效益同社会效益、生态效益是密切联系的,土地收购储备的社会效益好,说明这种制度受社会欢迎,生态效益好,则说明这种制度对土地资源的配置有利于形成一个高质量的城市居民生活环境,这样经济效益就有了保障,若只顾眼前的经济利益,而不顾社会效益和生态效益,最终必然会导致土地资源浪费,土地供求关系更加紧张和城市生态环境恶化,从而造成巨大的经济损失[1]。

5结语

目前我国城市土地潜力巨大,城市建成区内因各种原因形成的土地闲置与市场中供求矛盾却长期共存,因此,我国土地储备制度的建立有十分重大的意义。如何通过各地的土地储备试点,及时总结经验教训,尽快建立一个适合我国国情的土地储备制度,让当代与未来共享土地资源,使有限的土地资源得到永续利用是当前进行该项工作所应考虑解决的。

参考文献

[1] 孙陶生,王耀,魏丹斌,等.土地资产管理导论[M].北京:经济管理出版社,1997:8398.

[2] 袁绪亚.土地市场运行理论研究[M].上海:复旦大学出版社,1999:1620.

[3] 钱阔,陈绍志.自然资源资产化管理[M].北京:经济管理出版社,1996:4043.

[4] 刘卫东,彭俊,等.城市化地区土地非农开发[M].北京:科学出版社,1999:4457.

STUDY ON LAND DEPOSIT SYSTEM IN CHINA

—CAES STUDY IN NANTONG

Xing Yuanzhi1Peng Buzhuo1Wu Sulan2

(1. Department of Urban and Resources,Nanjing University,

Nanjing 210093,Jiangsu,China;

2. Land Administrative and City Plan Bureau of Nantong,

Nantong 226006,Jiangsu,China)

Abstract:Land deposit is a new land management system. With a case study in Nantong and other trial citys experiences,the occurrence background of land deposit in China,together with the effects of the land deposit system to land use system and reformation of the state enterprises are analysed in this paper.Meanwhile the problems still remained in the system are also discussed. Based on the analysis,some constructive promoting suggestions are put forward.

Key words:land deposit,land structure,monopoly,market长江三角洲土地资源可持续利用研究长江三角洲土地资源可持续利用研究基金项目:国家自然科学基金重点项目“长江三角洲水土资源环境演变与调控研究”(49831070)专题成果之一。

本文与安旭东、陈浮、濮励杰共同撰写,原载《自然资源学报》,2001年第16卷第4期,第305312页。

摘要在定性分析长江三角洲土地资源现状特征和可持续利用目标基础上,重点对区域土地资源可持续利用进行定量评价:选择36个因素作为参评因子,建立评价指标体系;选用模糊隶属函数和线性加权函数进行综合测算,评判出区域土地资源可持续利用综合水平;引进 “障碍度” 概念进行定量的障碍诊断,并针对主要障碍因素提出可持续利用具体对策。

关键词土地资源可持续利用评价指标障碍度长江三角洲

自20世纪90年代初期开始,包括IBSRAM和FAO在内的国外众多研究机构和学者就全球及区域土地资源可持续利用内涵、目标、定性分析和定量评价等进行了深入研究[1—7]。国内则在90年代中期开始对这一问题进行探讨[8—15],但主要侧重于定性描述(包括其概念、系统分析、问题与对策等),在区域范围内基于定性与定量相结合的系统研究尚很欠缺[16]。长江三角洲本研究区为长江三角洲经济区,行政上包括上海、南京、镇江、扬州、泰州、苏州、无锡、常州、南通、杭州、嘉兴、湖州、宁波、绍兴、舟山等 15市。是我国传统的人口密集区和土地高强度利用地区,人地矛盾尖锐,尤其伴随80年代以来的经济高速增长,土地供需矛盾和各类土地利用问题日益突出;同时,长江三角洲作为东部沿海经济发达地区,土地资源可持续利用问题极具典型性。因此,采用定性与定量相结合的方法,对这一区域土地资源可持续利用进行系统研究,不仅对研究区现状问题的解决具有实用价值,而且对区域土地资源可持续利用研究具有方法论意义。

1长江三角洲土地资源现状特征

1.1土地利用条件十分优越

长江三角洲位居扬子准地台和华南地槽褶皱系(浙闽隆起部)两大构造单元之上[12],区内五大平原(里下河平原、长江古代沙嘴、太湖平原、新三角洲平原、钱塘江冲积平原)面积约占全区陆地总面积的80%,立地条件优越。土壤类型多样,以发育在长江冲积物上的水稻土为主,质地优良、通透性较好,养分充足[17]。区内水、热、光条件较优,是全国著名的农业高产稳产地区[18]。

长江三角洲是我国区位最为优越的大河三角洲[19]和我国最大的经济核心区,1998年全区GDP总量占全国15.52%;工业化水平较高,尤其20世纪90年代以来,乡镇企业发展迅猛,目前第二产业产值已占 GDP的近60%;基础设施,包括高速公路、新机场、港口、桥梁以及电力、电信等较为完备;区内劳动者素质较高。

1.2土地资源数量高度稀缺

长江三角洲是典型的“人多地少”地区(表1)。全区国土面积仅占全国总面积的1.04%,1998年全区人口却占全国的6.09%,因而人均土地拥有量仅为全国平均的 1/6,世界平均的1/23;耕地面积占全国的3.4%,人均耕地仅为全国平均水平的56%,世界平均的约1/7。

本区土地后备资源严重短缺,仅存大约30万 hm2的少量丘陵和沿海滩涂可供开发利用,其面积仅占土地总面积的约3%。表1长江三角洲与全国土地资源相关情况对比(1998年)

Table 1Comparison of relevant indicators of land resource between

the Yangtze River Delta and the whole nation in 1998

人口

(万人)土地耕地总面积

(104km2)人口密度

(人/km2)人均

(hm2/人) 总量

(104hm2)人均

(hm2/人)长江三角洲76069.9617640.131325.40.043全国1248109601300.7699497.10.076资料来源:据中国、江苏、浙江统计年鉴(1999)和上海经济年鉴(1999)整理测算。1.3土地开发强度相对较高

长江三角洲土地面积仅占全国的1%,但1998年GDP总量占全国的15.52%, 表明该区土地开发强度远高于全国平均水平。据 1998年统计资料(表2),本区土地开发利用率超过57%,其中耕地垦殖指数接近全国平均的4倍,超过世界平均水平(12.2%[20])3 倍。从投入产出来看,平均土地固定资产投入强度(以单位土地面积完成全社会固定资产投资总额表示)为全国平均强度的18倍;以单位面积耕地施用化肥量表示的耕地化肥投入强度约为全国平均的 1.3 倍;全区平均土地综合产出率(以单位面积实现GDP 表示)为全国平均的近15倍;粮食单产为全国平均的1.6倍。表2长江三角洲土地开发强度与全国平均对比(1998年)

Table 2Comparison of land exploiting intensity between the

Yangtze River Delta and the average of the nation in 1998

耕地垦殖率

(%)土地固定资产

投入强度

(万元/km2)耕地化肥

投入强度

(kg/hm2)土地综合

产出率

(元/m2)粮食单产

(t/hm2)长江三角洲38.5529.2554.912.378.84全国9.929.6430.20.835.421.4土地利用结构急剧变动

由图1可以看出,长江三角洲土地利用结构变化明显。事实上,自20世纪80年代以来,该区土地利用结构一直处于急剧变动之中。一是建设用地急速扩展,城市化发展 (尤其是小城镇增多和城市建成区扩张)、工业化(尤其是乡镇企业大发展)以及交通等基础设施建设导致建设用地快速增加。以苏州市为例,1994—1998年,该市4年新增建设用地1.0×104hm2,年均递增1.9%,超过全国同期平均增速的两倍。二是耕地快速减少,一方面建设用地占用耕地,另一方面农业内部结构快速调整导致耕地快速向林业、牧业、渔业用地转化。据杨桂山的研究[21],1980—1995年,长江三角洲地区共减少耕地24.7×104hm2,约占全国同期耕地减少面积的5.6%。由表3也可看出该区耕地减少速率十分惊人。

图11986、1996 年长江三角洲土地利用结构对比

Fig. 1Comparison of land use structure in the Yangtze River Delta in 1986 and 1996

表31990—1996年长江三角洲全区及各市耕地年均减少率

Table 3The reduction rate of cultivated land in the Yangtze River Delta from 1990 to 1996

地区全区上海南京镇江扬州苏州无锡常州南通杭州嘉兴湖州宁波绍兴舟山流失率(%)3.32.73.71.83.57.16.55.22.33.42.11.41.53.24.8资料来源:据1991—1997年上海、江苏、浙江统计年鉴测算,舟山为1995—1996年值。2长江三角洲土地资源可持续利用目标

调和人地矛盾是土地资源可持续利用的总体目标[10]。而依据 IBSRAM 召开的两次土地可持续管理国际会议精神,以及 FAO颁布的FESLM,这一目标可进一步表述为:实现土地生产力的持续增长和稳定性,保护土地资源的生产潜力和防止土地退化,并具有良好的经济效益和社会效益,即达到生态合理性、经济有效性和社会可接受性[9]。在研究具体区域土地资源可持续利用中,还应依据区域土地资源现状特征和利用背景,制定出实施性目标。图2表述了长江三角洲土地资源可持续利用宏观—中观—微观的系统目标。

图2长江三角洲土地资源可持续利用系统目标

Fig. 2The systematic objectives of sustainable land use in the Yangtze River Delta

3长江三角洲土地资源可持续利用评价

3.1评价方法

3.1.1指标体系构建

土地资源可持续利用评价标准或指标因素是依据人们对事物或现象的理解与分析,灵活地从土地资源、生态环境、经济和社会各方面构成因素中选择的[6—7]。由于土地资源利用的可持续性是针对特定的利用和地点,土地利用目的的任何微小变化或是为达到目的而采取的手段变化都可能改变这种土地利用的可持续性。因此,评价指标体系的构建不仅应遵循一定的原则,还应该体现区域土地利用的特点和特定目的,否则评价将迷失方向。基于这种考虑,选择3类36个因素作为参评因子,建立长江三角洲土地资源可持续利用评价指标体系基本框架(表4)。

由于以上36个单项指标对于区域土地可持续利用贡献程序不一,因此,采用层次分析法 (AHP)进一步确定三类子目标对总体目标(土地可持续利用)的贡献程度(权重)以及单项指标的权重值(表4)。表4长江三角洲土地资源可持续利用评价指标体系

Table 4The index system for evaluating sustainable land use in the Yangtze River Delta

子目标单项因素权重目标值子目标单项因素权重目标值生态合

理性

(0.31)大气质量指数x1(0~1)0.100.90地面水环境质量指数x2(0 ~15)0.1015土壤汞污染比率x3(%)0.13<5乡镇企业污染治理率x4(%)0.10100环保投入占GDP比重x5(%)0.120.50森林覆盖率x6(%)0.0725有机肥使用率x7(%)0.0830耕地年减少率x8(%)0.100.30地面沉降速率x9(cm/a)0.07<0.20自然灾害成灾率x10(%)0.13<6经济可

行性

(0.45)GDP年增长率x11(%)0.1112.5土地生产率x12(元/hm2)0.1150000全社会第三产业比重x13(%)0.0740农村第二产业比重x14(%)0.0775乡镇企业用地产出率x15(万元/ km2)0.0965000年吸引外资数量x16(万美元)0.07250000土地复种指数x17(%)0.06200农业经营规模x18(hm2)0.085农业机械化水平x19(%)0.0780农业劳动生产率x20(元/ 人) 0.0925000人均年收入x21(元/人)0.109600恩格尔系数x22(%) 0.08<30社会可

接受性

(0.26)人口密度x23(人/km2)0.08600人均粮食占有量x24(kg/人)0.10500人均居住面积x25(m2/人)0.1015.00交通用地比率x26(%)0.063城市商品房空置率x27(%)0.068农业撂荒比率x28(%)0.062万人大学生数x30(人)0.0610农业技术人员比重x31(%)0.062.5每百人拥有电话数x32(部)0.0660后备土地资源占土地总面积比重 x33(%)0.065 文化古迹保存率x34(%)0.06>80土地利用规划的操作性x35(0~10)0.0810 相关规划的协调度x36(0~10)0.0810各单项评价指标目标值,参照国内外的现代化和可持续发展考察标准[22—25]、《中国21世纪议程》以及区域“九五”计划和 2010 年远景规划综合分析确定(表4)。

3.1.2指标量化与综合评判

以上 36 个单项指标基本可以分为两种类型:一是对可持续性起正作用的指标,如土地生产率、人均收入等,该种指标越大越好;二是对可持续性起负作用的指标,如人口密度、城市商品房空置率等,该种指标越小越好,因而应采取不同的量化方法。为此,引入模糊集合的隶属函数进行指标量化[31],设xj和sj分别为某一单项指标的实际值与目标值,则该单项指标量化值为

aj=(xj/sj)c×100%当x为正作用指标时 (1)

aj=(sj/xj)c×100%当x为负作用指标时 (2)

式中,c为刻画模糊度的常数,一般c>1,这里取c=1.1(系统模糊度较低)。

土地资源可持续利用评价指标体系中每一单项指标均是从不同侧面来反映土地资源可持续利用的状况,因而总体状况必须进行综合评价,采用多目标线性加权函数法计算:

U=∑3i=1(∑nj=1aj·rj)·wij=1,2,…,36(3)

式中,wi是第i个子目标的权重;rj是第j个单项因素的权重;aj是第j个单项指标的量化指标值;U为区域土地资源可持续利用综合水平指标,其具体意义如表5所示。表5土地资源可持续利用水平等级标准

Table 5Criterion for judging the stage of sustainable land use

可持续利用

水平等级非可持续

利用阶段可持续利用

起步阶段初步可持续

利用阶段可持续

利用阶段综合水平指标(%)903.1.3可持续利用障碍诊断

土地资源可持续利用评价的目的既在于对区域土地资源可持续利用现状水平进行评判,更重要的是在于寻找可持续利用的障碍因素,以便有针对性地对现行土地利用行为与政策进行调整,因此,需进一步对土地可持续利用进行病理诊断。为简化问题的表达,引入“因子贡献度”、“指标偏离度”和“障碍度”。因子贡献度Rj是单项因素对总体目标的影响程度,即单项因素对总体目标的权重;指标偏离度Pj是单项指标与可持续利用目标之间的差距,即单项指标因素评估值与 100%之差;障碍度是单项因素对可持续利用综合水平的影响值,它是障碍诊断的目标和结果,并有

Rj=rj·wi

其中,rj为第j项单项因素权重,wi是第j项单项因素所属的第i个子目标权重;

Pj=1-aj

其中,aj为单项因素评估值;

Aj=Pj·Rj/∑36j=1(Pj·Rj)×100%(4)

由Aj大小排序可以确定区域土地资源可持续利用障碍因素的主次关系和各障碍因素对可持续利用的影响程度。

3.2实践研究

3.2.1研究区概况

苏州市位于长江三角洲中部、江苏省东南部,东邻上海,西伴无锡,北依长江,土地面积8488km2。土地肥沃、水网交织、光温条件优越,农业发展历史悠久,是传统的“鱼米之乡”,也是我国重要的粮食生产基地。近代,由于优越的地理区位,经济发展迅猛,成为我国最为发达的地区之一,工业发达,尤其乡镇企业的发展为全国典范,外向型经济较为发达,建设有“新加坡工业园区”和“苏州高新技术产业开发区”。

该市土地利用方式多元化,土地开发强度较大,产出率较高;同时土地可持续利用问题突出,在长江三角洲极具典型性和代表性。表61998年苏州市土地资源可持续利用评价单项指标状态值和评估值

Table 6Indicator state value and quantitative value of sustainable land use of Suzhou City in 1998

指标

代码状态值评估值

(%)指标

代码状态值评估值

(%)指标

代码状态值评估值

(%)x10.7581.83x50.3669.67x90.2869.07x2529.87x62286.88x1013.640.65x38.620.10x7617.03x1110.683.41x48583.63x80.3779.40x123160060.37x1336.891.24x21643864.44x290.7333.00x1480.6100.00x2238.276.66x308.583.63x153008515.40x2367887.42x311.4153.26x1622568589.36x24416.591.84x3243.670.38x17198.599.18x2512.481.11x331.650.08x181.322.72x262.0666.13x3490100.00x1962.375.95x2715.647.97x35989.06x20373812.36x2814.531.00x36878.23资料来源:据《苏州市统计年鉴(1999)》、《江苏省统计年鉴(1999)》、《苏州市社会经济统计资料》、《苏州市农业普查资料》、《苏州环境质量年报》 及实地调查资料整理测算。3.2.2指标量化

据以上确定的评价指标体系,针对性地收集了1998 年苏州市与土地利用相关的自然、社会、经济、环境数据,并进行统计、整理,最终确定评价所需各单项指标的状态值,并根据式(1)、式(2)逐一计算评估值(表6)。

3.2.3综合评价

将以上数据运用式(3)进行计算得到:苏州市1998年土地资源可持续利用综合指数为63.10%(表7),表明该市尚处于土地资源可持续利用起步阶段。从子目标评价指数情况来看,社会可接受性较好,已达初步可持续利用水平,经济可行性指数和生态合理性指数均较低,尤其后者仅为 56.01,表明土地资源利用的经济和生态效果较差,尤其生态合理性问题是该市土地资源可持续利用的重要障碍。表71998年苏州市土地资源可持续利用评价结果(%)

Table 7The evaluation result of sustainable land use of Suzhou City in 1998(%)

评价区域评价年份子目标评价指数生态合理性经济可行性社会可接受性综合评

价指数苏州199856.0163.6270.4663.103.2.4障碍诊断

为进一步分析障碍因素,采用式(4)计算单项因素障碍度,并对结果进行排序(表8)。表8苏州市土地资源可持续利用障碍因素排序

Table 8The arrangement of obstacle factors of sustainable land use of Suzhou City

次序12345678910111213~34障碍度8.898.788.596.976.525.935.614.924.013.953.083.05<2.00障碍因素x20x3x15x18x10x2x7x12x27x29x31x28共22项 由上表可知,苏州市土地资源可持续利用障碍因素主要有12项。依次为:农业劳动生产率较低,土地污染严重,乡镇企业用地产出率不高,农业经营规模过小,自然灾害成灾率高,地面水环境恶化,有机肥使用率低,土地生产率较低,城市商品房空置严重,科技投入不足,农业技术人员过少,农业撂荒较为严重。

3.2.5可持续利用对策

针对以上分析,提出以下6点具体对策。

(1) 加大科技投入,转变增长方式。增加科研投入,积极培养、引进人才,大力推广科研成果,重点发展现代农业 (包括立体农业、精细农业等)和高新技术产业,变以资源大量消耗为基础的增长为以知识为基础的增长。

(2) 进行乡镇企业改造,集约利用土地。在兼并改造过程中促使其向中心镇集中,对其用地实行统一组织,可以借鉴山东济阳孙耿镇的“邻村换地、集零为整”的集地开发模式[27],有条件的可以建设工业园,实现土地利用由分散到集中、由粗放到集约的转变。

(3) 加快农业产业化步伐,扩大土地经营规模。政府应重点引导和扶持发展一批农业企业,实行税收、政策等倾斜,并探讨有效的耕地流转机制[21],促进土地规模经营。

(4) 控制环境污染,开展土地生态环境建设。加强防污治污技术和设备改造,政府应严格工业企业达标排放,并重点加强环太湖地区污染物排放的总量控制;倡导绿色工业和生态农业,并促使城市建设向“生态城市”方向发展。

(5) 加强水利工程建设。稳固堤防,清理淤积,疏浚河道,改造河网,提高抗灾、减灾能力。

(6) 注意土地利用规划及相关规划的实施,实现土地资源优化配置。引导公众参与规划,对规划实行动态监测,并以法律手段保证规划的严肃性和实施性。

4结论

(1) 区域土地资源可持续利用研究应该将定性分析与定量描述相结合,定量的可持续利用评价是当前研究的重点,它是考察现行土地利用科学性和持续性的有效方法。

(2) 土地资源可持续利用评价必须具有针对性,即评价应该针对特定区域、特定利用方式和特定时段展开。因此,对于区域土地资源现状特征和利用目标的系统分析是土地资源可持续利用评价的必要前提。

(3) 对于长江三角洲这样的经济快速发展地区,土地资源可持续利用应该强调持续发展能力建设,因而在可持续利用评价指标选取中,应该注重对土地利用发展趋向的能动反应以及对管理调控适宜性的度量,如土地后备资源指标和相关规划协调性指标都是重要因素。

(4) 土地资源可持续利用评价的最终目的不仅仅是确定特定区域土地资源可持续利用状况如何,如苏州市 1998 年处于土地资源可持续利用起步阶段,更重要的是根据评价诊断土地可持续利用障碍因素,进而提出针对性对策,促进可持续利用水平提高。

参考文献

[1] Dumanski J,et al. Criteria for an international framework for evaluating sustainable land management[A].International Workshop on Evaluation for Sustainable Development in the Developing World[C].Bangkok.IBS RAM Proceedings 12,Vol.2,Chiang Rai,Thailand, 1991.

[2] Dumanski J,Smyth A.The issues and challenges of sustainable land management[A].International Workshop on Sustainable Land Management for the 21st Century[C].Canada:University of Lethbridge,Alberta,1993.

[3] Helmut E,et al. Taking action for sustainable land use:results from 9th ISCO conference in Bonn Germany[J].AMBIO, 1996,25(6):480483.

[4] Blume H P,et al. Towards sustainable land use[J].Geoderma, 2000,96(12):155157.

[5] Smyth A,Dumanski J.FESLM:An international framework for evaluating sustainable land management[J].World Soil Resources Reports, 1993,73:156.

[6] Syers J K,et al. Indicators and thresholds for the evaluation of sustainable land management[J].Canadian Journal of Soil Science, 1995,75(2):423428.

[7] Dumanski J.Criteria and indicators for land quality and sustainable land management[J].ITC Journal, 1997(34):216222.

[8] 谢经荣,林培.论土地持续利用[J].中国人口·资源与环境,1996,6(4):1317.

[9] 傅伯杰,陈利顶,马诚.土地可持续利用评价的指标体系与方法[J].自然资源学报,1997,12(2):112118.

[10] 张光宇,刘永清.土地可持续利用的系统学思考[J].中国人口·资源与环境,1998,8(1):1114.

[11] 于静波.我国土地资源持续利用的框架[J].国土与自然资源研究,1997(2):2931.

[12] 陈文瑞,朱大奎.长江三角洲土地资源可持续利用研究[J].自然资源学报,1998,13(3):261266.

[13] 程克坚,彭补拙,濮励杰.干旱绿洲地区土地资源可持续利用初探[J].资源科学,1998,20(4):1418.

[14] 郝晋珉,章德惠.农业—农村发展过程中土地持续利用管理[J].自然资源,1996,18(4):2629.

[15] 陈百明,陈安宁.土地资源持续利用与耕地经营制度建设[J].中国土地科学,1999,13(2):3134.

[16] 刘吉平,等.我国土地持续利用亟待解决研究的几个问题[J].地理学与国土研究,1999,(3):3841.

[17] 席承藩,等.长江流域土壤与生态环境建设[M].北京:科学出版社,1994.

[18] 虞孝感,吴楚材.长江三角洲国土与区域规划研究[M].北京:科学出版社,1993.

[19] 中国科学院学部长江三角洲经济与社会可持续发展咨询组.长江三角洲经济与社会可持续发展若干问题咨询综合报告[J].地球科学进展,1999,14(1):411.

[20] 中国土地年鉴编委会.中国土地年鉴(1994—1997)[Z].北京:中国大地出版社,1994—1997.

[21] 杨桂山.长江三角洲近 50年耕地数量变化的过程与驱动机制研究[J].自然资源学报,2001,16(2):121127.

[22] UNDP.Indicators of Sustainable Development Framework and Methodologies[M].New York:New York Press,1996.

[23] 陈迎.可持续发展指标体系与国际比较研究[J].世界经济,1997,17(6):6268.

[24] 毛汉英.山东省可持续发展指标体系初步研究[J].地理研究,1996,16(4):1622.

[25] 李植斌.城市土地可持续利用理论与评价[M].合肥:中国科学技术大学出版社,1999.

[26] 张林泉,刘照胜.社会发展综合实验区的评估理论和方法[J].中国人口· 资源与环境,1997,7(2):4650.

[27] 曹广忠,周一星.论乡镇企业的集中布局——孙耿模式研究[J].经济地理,1997(1):6569.

A STUDY ON SUSTAINABLE LAND USE IN

THE YANGTZE RIVER DELTA

Peng BuzhuoAn XudongChen FuPu Lijie

(Department of Urban & Resources Sciences,Nanjing University,

Nanjing 210093,China)

Abstract:The comprehension of qualitative and quantitative analysis is the key point of present research on sustainable land use. This paper is intended to do the comprehension work in the Yangtze River Delta.

First,qualitative research is done by analyzing present land use characteristics of the Yangtze River Delta.The result shows that fine land use condition,insufficient land resource amount,high exploiting intensity and quick land structure reform are the main characteristics in this area.And based on this analysis,the systematic objectives of sustainable land use in the Yangtze River Delta,which come from three administrative levels,are put forward.

Second,a new quantitative pathway,social statistical method is established to evaluate the present level of sustainable land use in the Yangtze River Delta.Indicators consisting of 36 factors are selected as the evaluating index system,and weights and target values for indicators are established by using the AHP method and by referring to othersresearch.The method of membership function is selected to quantify the single indicator and the linear weighted function is chosen to compute the comprehensive evaluation index. And a new method is put forward to diagnose the obstacles in sustainable land use,in which the concept of obstacle amount is induced,and the corresponding formulate are used to compute it. Based on ranking obstacle amount of all indicators,what the main obstacles are and what the minors are can be found out.

Then the sustainable land use evaluation practices are made in Suzhou,an important city in the Yangtze River Delta area,with the resultant comprehensive evaluating index of 63.10%. The result shows that the sustainable land use in 1998 in this area is still at a preliminary stage. And there are 12 main obstacles in sustainable land use in Suzhou.In view of the above obstacles,some practical countermeasures are identified.

Through the above analysis,some conclusions are gained:(a) Qualitative method and quantitative method should be combined in sustainable land use research.Quantitative evaluation is the key point of this regional scale research.It is an effective way to survey the rationality and sustainability of current land use.(b) The practices of sustainable land use evaluation should be directed against the specific mode and objectives of land use.So the evaluating pathway must reflect the present features of regional land use.(c) The aims of evaluation lie not only on the determination of present stage of sustainable land use in specific areas,but also on the diagnosis of obstacles of sustainable land use,through which countermeasures could be raised to improve the sustainable level.

Key words:sustainable land use,systematical objectives,evaluating index system,diagnosis of obstacles,obstacle amount, Yangtze River Delta, Suzhou长江三角洲地区耕地可持续利用评价长江三角洲地区耕地可持续利用评价本文与徐梦洁共同撰写,原载《中国土地科学》,2001年第15卷第4期,第1115页。摘要针对土地可持续利用的内涵设置了生态、经济和社会3个尺度的准则层,分别采用了不同类型指标: 生态尺度是单一模型指标;经济尺度是菜单式指标; 社会尺度是定量与定性结合指标。以该指标体系对长江三角洲地区11个城市在1990—1997年的耕地利用状况进行评价,并对评价结果做了进一步分析和讨论。

关键词长江三角洲 耕地 可持续评价

1耕地可持续利用评价指标体系

1.1耕地可持续利用评价的目标和基本原则

1993年 FAO颁布了《可持续土地利用评价纲要》 (《FESLM》) [1],确定了土地可持续利用的基本原则、程序和5项评价标准,即土地生产性(Productivity)、土地的安全性或稳定性 (Security)、水土资源保护性 (Protection)、经济可行性(Viability)和社会可接受性 (Acceptability)。《FESLM》提出的土地可持续利用评价的基本思想和原则,成为指导各国土地可持续利用管理的纲要,但是《FESLM》只是一个高度概括的框架。国际上有关土地可持续利用评价的研究成果集中体现在 1997年8月在荷兰恩斯赫德召开的“可持续土地利用管理和信息系统国际学术会议”上[2],会上土地可持续利用评价指标分为3类: 环境和技术指标、经济指标和社会指标。大多数专家认为,评价一个土地利用系统是否可持续,必须全面分析土地利用在自然资源、生态环境、社会经济、习惯与法制等各个方面的效应,各国、各地区自然、社会经济条件的差异将导致土地可持续利用具体评价指标的差异,而国家、地区和农户等不同尺度(层次)的土地持有者或利益集团对于土地可持续利用的指示因素和评价指标的认识也将存在显著的差异。

耕地作为最重要的土地利用系统之一,其可持续利用评价的基本原则也应当遵从土地可持续利用评价的原则。更重要的是,土地可持续利用评价指标体系的目的是为土地的管理与利用决策服务,就这个意义而言,不同尺度和层次都应当建立土地评价指标体系[3]。在我国,耕地资源的使用者和所有者属于不同的群体,不同群体 (或层次)对耕地持续利用的要求侧重点也有很大的差别,因此,耕地的评价可以从三个层次着手,即耕地利用的生态可持续性、耕地利用的经济可持续性以及耕地利用的社会可持续性,不同的层次对应的主要利益群体不同,或者说不同的利益群体关注的主要内容不同 (表1)。耕地可持续评价指标体系是以实现耕地资源的可持续利用为目标,通过对耕地资源利用方式的空间、过程和动态分析,进行生态、社会和经济可行性论证,以期达到生态、社会和经济三种效益的统一,并以评价结果指导耕地利用方式的变更,即评价指标体系的应用可为生产方式和宏观政策调控提供依据[4],避免耕地资源开发利用的盲目和无序[5]。表1耕地资源可持续利用评价指标体系的不同层次

层次/尺度主要针对群体主要内容经济可持续性农户经济收益平稳增长社会可持续性国家管理部门、政府机构粮食安全生态可持续性全体粮食健康耕地可持续评价指标体系应当涵盖耕地在生态、经济和社会等方面的综合效益,包括耕地使用制度评价、耕地利用效果评价、 耕地管理效益评价等[6]。鉴于耕地利用系统的复合性,耕地可持续利用的要求侧重也不同:在较低的层次,自然—生态因子起决定性作用,而在较高层次上,社会—经济因素起重要作用。因此耕地的持续利用需从生态、经济和社会三方面综合考虑,但在不同的尺度上侧重点会有所不同,对应的指标体系应当能反映这一特点,微观层面侧重的是耕地利用方式的生态可持续性,关注耕地利用方式和耕地生产力之间的关系;中观层面侧重的是耕地利用方式的经济可持续性,针对农户农业行为可持续性的研究;宏观层面侧重的是耕地利用方式的社会可持续性,即重大的政策和方针对耕地利用方式和生产者的影响。这三个层次之间存在紧密的联系。

1.2耕地可持续利用评价指标设立的基本原则

目前国际上在可持续发展研究方面,更注重制定指标体系,这对土地乃至耕地可持续利用指标体系有直接的借鉴意义,大致可分为5类[3]: (1) 单一指标类型: 如联合国开发计划署提出的人文发展指数HDI,其优点是综合性强,缺点在于不够全面;(2) 综合核算体系类型: 如联合国开发的环境经济综合核算指标(SEEA),其难点在于资源、环境和社会指标的货币化计算;(3) 菜单式多指标类型: 如中国科学院可持续发展研究组1999年提出的可持续发展能力总体指标,由208个指标组成其要素层,其难点在于资源的完整和可获取性;(4) 菜单式少指标类型: 这类指标的设置关键在于指标的筛选和确定;(5) 压力—状态—响应(PSR)指标类型: 其缺点在于有部分指标并不严格存在着压力—状态—响应的关系。

综上所述,在确立耕地可持续评价指标时,应通过对耕地利用动态变化过程的分析,选择复合性较强的因子或参数,使评价过程相对简化,这样选择评价指标也符合我国的实际情况。长期以来,我国经济发展的重心围绕城市建成区,许多监测和统计工作也围绕城市建成区开展,如对三废等环境数据的监测,对居民素质的调查等,即使设置了大而全的评价指标体系,也很难取得相关数据。因此,耕地可持续利用评价指标体系的设立原则是: (1) 系统性原则,指标系统应能够全面地反映耕地资源可持续利用的各方面内容; (2) 动态性原则,指标的选取应能反映区域耕地资源利用的发展趋势和空间分别特点; (3) 科学性原则,指标的物理意义明确、测定方法准确,避免重叠;(4) 可操作性原则,指标的确定应当是简易与复杂的统一,指标易于量化,尽量利用现有统计资料和有关耕地资源利用的规范标准。

1.3耕地可持续利用评价指标体系

耕地资源可持续利用评价指标体系是一个由目标层、准则层和指标层构成的层次体系,目标层是区域耕地资源可持续利用,准则层由耕地利用的生态可持续性、耕地利用的经济可持续性和耕地利用的社会可持续性三个层次构成,表2和表3分别列出了不同准则层的指标要素。表2耕地利用经济可持续性评价指标体系

评价项目评价内容耕地生产率单位面积净收益(元/hm2)增长水平

总收入 (元)增长水平耕地投入强度农业机械总动力的年均增长水平

化肥施用量的年均增长水平

农业用电量的年均增长水平耕地利用集约程度地劳比率 (耕地面积/劳动力) (hm2 /人)增长水平潜在退化压力指标多年平均农户收入增长速率/多年平均生产投入增长速率表3耕地利用社会可持续性评价指标体系

评价项目评价内容宏观社会政治环境政策法规的倾向性

总体规划的倾向性

政策的有效性社会需求食物需求与供给的平衡

工业原材料需求与供给的平衡科技进步接受程度科技普及程度城乡差距收入差距

科技普及水平差距

收入增长速率差异耕地利用的生态可持续性评价是一种对耕地质量所进行的评价,如何衡量耕地的质量,是一个非常复杂的问题,在实际操作中,有关的耕地或土壤性状的数据往往不易获取,本文试图通过对耕地主要由自然性状决定的产出能力建立模型,通过不同时段的对比,衡量耕地质量的变化。耕地生产力是在一定的经济和技术条件下,以所生产的物质的产量和质量所表现出的耕地品质。耕地生产力是土壤肥力在一定的耕作制度下的综合反映,它与肥力有密切的联系,但是范畴更广泛,还包括各项管理措施和投入。耕地生产力和人们生产、生活最为密切相关,可以认为耕地由自然性状决定的生产力反映了耕地质量[7]。但是耕地的自然性状的变化是缓慢的,其与自然产量之间的对应关系还存在缓冲区,直接以本文所采纳的时间段 (1990—1997年)为例,在不到10年的时间内,很难判断根据模型计算出耕地的自然生产力变化究竟应当归结于耕地质量的下降还是由于极端事件 (如灾害性气候)所导致的波动[8]。保护耕地问题专题调研组的研究表明[9]: 耕地数量减少引起的质量损失是十分惊人的,突出的表现就是高质量的耕地下降速度高于中等或低质量的耕地下降速度,或者是耕地总量动态平衡所造成的耕地总体质量结构性下降,而这种结构性的下降是可以通过模型的拟合而反映出来的。因此在耕地利用生态可持续性指标选择时,本文采用了单一型指标,即采用耕地的自然生产力和作物品质两个指标。

经济评价是评价一种耕地利用方式所产生经济效益的大小。通常认为定量指标利润、成本、产量和商品率是耕地经济评价指标[10],而对不同指标评价结果的重视程度取决于具体决策者的认识态度。基本上耕地资源的经济评价可以从耕地利用程度、耕地产出率、投入强度和耕地集约度方面着手(表2)。由于掠夺式开发方式存在的可能性,在经济评价指标中还有潜在退化压力指标[4]。潜在退化压力指标最初揭示的是经济较不发达地区开发耕地资源的回报滞后于耕地的投入时,所导致的掠夺式开发的可能性,本文采用了这个指标,是源于经济发达地区农业用地和非农业用地之间比较效益的巨大落差,本文对长江三角洲地区耕地资源可持续性的经济评价表明与经济发达地区与经济不发达地区同样面临耕地利用的潜在退化压力,但其产生原因不同,因而其表现也不同。

耕地利用方式最终将对整个社会产生巨大的影响。首先,耕地的产出应当为全社会提供必需的食物;其次耕地的产出也为工业提供原材料,因此农业是国民经济的基石,而耕地是农业 (种植业)的第一要素。宏观的社会政治环境也能对耕地利用方式施加重大的影响,因此在宏观层面上,不仅有定量评价指标,还有一些定性指标,衡量政策法规是否是向耕地利用可持续方向倾斜的。定量指标则主要是人口对耕地压力、城乡差距以及农业人口对科技进步的接受能力 (表3)。

1.4评价模型与方法

目前可持续评价指标体系往往通过确定指标的权重,最后得出一个总分值,对比不同时段的分值来确定评价对象的可持续性,而权重或贡献率的确定是很困难的技术问题,另外这种评价方法事实上有一个假定,即某一准则层的不可持续性可以被其他准则层的可持续性弥补,而可持续发展的内涵就是环境与经济的共同发展而非互补[11]。因此对于每一个准则层的评价,依据“木桶原理”,只要其中一项指标评价结果不理想,即认为该准则层是不可持续的。而指标的评价则是通过评价年与基准年数据的对比,判断其是否可持续,本文选择的时段是1990—1997年,1990年就是评价的基准年。以耕地收益这项指标为例,如果 1997年耕地单位面积收益高于基期收益 (可比价),则这项指标的评价结果是可持续的,反之,则是不可持续的,而相应的耕地利用的经济可持续性也受到影响。由于食物需求与工业原料需求较难区分,故根据粮食转化产品耗粮系数计算对应不同收入水平时期的人均粮食需求状况[10],按粮食自给率 100%计算总需求量,其中评价基期 (1990年)人均需粮 400公斤,评价末期人均需粮 430公斤。

耕地资源利用的生态可持续评价模型的建立基于几个前提: (1) 耕地的产出可以表述为耕地自然产出和耕地经济产出叠加,前者由耕地自然性状决定,后者由耕地投入决定;(2) 我国种植业的劳力投入表现为隐性失业的状态[13],至少从统计数据看,隐性失业状况仍然是显著现象,在经济发达地区如长江三角洲也是如此,劳力对产量贡献的边际效益为零;(3) 劳力投入在耕地生产力中的份额可以用一个常数项或和耕地基本生产力呈固定的比例的关系式表示,可称之为类耕地基本生产力,虽然它不是耕地自然性状的直接反映,但是可用在时间序列的比较中。对于一个时间序列而言,耕地生产力的增加还应考虑技术进步因素的作用,需要对其进行剥离,可采用用于分析增长根源的新古典SolowNelson模型[14],对农业生产活动进行增长根源分析,剔除技术进步因素的影响,我们的研究显示,在1990—1997年这段时间内,在长江三角洲地区技术进步因素对种植业产量的贡献率是非常低的,其贡献份额甚至远远低于数据本身的波动幅度,在计算时可忽略。在建立模型时,考虑到类生产力模型的建模要求,本文选定了以下模型:

ys=a0×(1+c)T(1)

其中ys是耕地单产;a0是耕地类基本生产力;c是单位耕地面积上的投入标准化后的数据。T是指数,其值在(0,1)。对作物品质的评价由于缺乏相关数据,未能进行。

2耕地利用发展模式

依据耕地生态、经济和社会三个层次的利用状况,可以将耕地的发展模式分为8类 (表4)。从理论的角度考虑,我们追求的是 A模式,即符合生态、经济和社会三重可持续性的耕地利用模式,H模式则是最极端恶劣的一种情况,其他模式均属于过渡模式。如果三重可持续性在短期内不能兼顾,要在决策中有所取舍,该如何决定呢?表4耕地利用可持续性模式

类别生态可持续性经济可持续性社会可持续性A+++B++-C+-+D+--E-++F-+-G--+H---注:“+”表示可持续性强,“- ”表示可持续性差。当耕地利用方式属于生态不可持续时,土地退化导致耕地基本生产力下降,作物的产量和品质受到影响,其逆向恢复过程通常是漫长的,甚至有时不存在逆向恢复的可能;社会可持续性主要涉及粮食安全问题,当粮食供需存在少量不平衡,可以通过国际市场调剂,但是当粮食供需出现较大的缺口,无疑将增加社会不安定因素,其后果难以预料;经济可持续性主要涉及农民的生产积极性,与生态可持续性和社会可持续性相比,受政策调控的影响显著得多,许多经济发达国家都为农业生产提供大量的补贴以保护农户生产的积极性,通过经济杠杆调节农户生产的规模和品种,维持农产品的品质,效果是十分明显的。因此当三重可持续性不可兼顾时,应尽可能地考虑到维持生态可持续性和社会可持续性,而通过其他方式如补贴或税收来调整经济的不可持续性。

3评价结果

3.1研究地区概况

长江三角洲地区是我国东部的经济发达区,包括上海市,江苏省的无锡、苏州、常州、镇江、南通、南京、扬州、泰州和浙江省的嘉兴和湖州共11市。全区自然条件优越,利于农业发展,土地产出率和集约化水平高,经济实力雄厚。长江三角洲具有丰裕的农业自然资源和坚实的农业发展基础,历来是我国重要的农产品商品基地。但是近10年来,农村二、三产业迅速发展,农业在农村社会总产值中退居次要,出现了一系列影响农业持续发展的问题,其中人口增加、耕地面积下降和因此引起的粮食总产不足,供需矛盾突出是制约本区农业持续发展的关键因素。

3.2评价结果

根据前述评价指标体系和评价方法,对长江三角洲地区 11个城市耕地资源在 1990—1997年之间的利用状况进行了评价 (表5)。从评价结果可以看出,评价的 11个城市中,只有三种类型分布。其中主要是 D类,有 7个城市,其次是 C类,有 2个城市,而极端不可持续的发展类型在长江三角洲地区也有分布,就是常州。长江三角洲其中的大部分城市的耕地在 1990—1997/(1998)年表现出生态的稳定性以及经济和社会的不可持续性。表5长江三角洲11市耕地资源可持续利用评价利用

地区生态可持续性经济可持续性社会可持续性类型上海+--D南京+--D无锡+--D常州---H苏州+--D南通+-+C扬州+--D镇江+--D泰州+-+C湖州+--D嘉兴+--D4分析与讨论

首先,在长江三角洲地区,仅有常州出现耕地结构性的质量下降,即优质耕地的下降速度高于中低等耕地的下降速度,但是这一评价结果并不表明其他城市在耕地利用上不存在质量问题,只是由于我们选取的研究时段较短,基于模型计算的耕地类基本生产力系列数据不足以作为判定依据,如有可能应参照加拿大设立区域乃至全国性的土地健康项目,通过土地性状监测判定土地质量状况。

其次,耕地利用均表现出了经济不可持续性,其主要原因在于耕地利用存在的潜在退化压力,农户由种植业所获得的收入增长速度落后于投入增长速度,其直接后果是耕地的撂荒或投入的减少,本文研究表明,发达地区与不发达地区同样面临耕地潜在退化压力,不同的表现在于,不发达地区表现为耕地掠夺式开发,而发达地区表现为更迫切的转化用途的愿望和行为,农业机械总动力、化肥施用量 (折纯)的下降。农业内部用地的调整和种植业在农业总产值中所占的比重持续下降也说明了这一点。其根本原因是非农用地和农用地单位面积效益的巨大落差或者是农业内部比较效益的差别。近年来对种植业效益分析表明种植业处于实质的亏损状态[15],这与本文的结果是一致的。

再次,耕地利用的社会不可持续性主要体现在粮食产量的减少或城乡居民收入差距的增加两个方面。根据以往对长江三角洲地区粮食产量、耕地面积、资金、劳力等因素所做的相关分析表明粮食产量和耕地面积之间极高的相关性[16],耕地面积对粮食总产的贡献率达到 80%以上,因此粮食产量的下降其主要原因在于耕地面积的下降,耕地面积下降的原因就是经济上的不可持续性。粮食产量下降导致粮食的供需缺口加大或者是粮食高产区的供需余额减小,使区间调剂可能性降低。并且种植业总体收入水平的下降也是导致城乡居民收入差距增加的主要原因之一。这种差距的增长加剧了城乡的对立,其后果是难以预料的。

最后,在生态、经济和社会三个准则层次中,耕地利用的经济持续与否对生态或社会是否可持续发展有决定性作用,这符合土地开发和利用活动中“经济人”的假设[17],而我国土地市场逐渐开放加剧了这一影响,但是土地的利用仍然受制于特点的政治经济结构和社会生产方式[18],耕地的利用状态可以通过政府法律和法令加以调控,而调控的切入点应当是围绕经济可行性进行。

参考文献

[1] FAO. FESLM. An International Framework Evaluating Sustainable and Management[J]. World Soil Resources Report, 1993.

[2] ISSS/ITC. Sustainable Land Management & Geoinformation(Abstract)[J]. ITC. Enschede,Netherlands,1997.

[3] 冷疏影,李秀彬.土地质量指标体系国际研究的新进展[J].地理学报,1999,54(2): 177185.

[4] 付伯杰,陈利顶,马诚.耕地可持续利用评价指标体系与方法[J].自然资源学报,1997,12(2): 112118.

[5] 杨发明,陈劲,许庆瑞.对建立我国可持续发展指标的一点思考[J].环境科学进展,1997,5(6): 7882.

[6] 刘吉平,张丽勤,李江峰.我国耕地持续利用亟待研究的几个问题[J].地理学与国土研究,1999,15(3): 3033.

[7] 倪绍祥.土地类型与土地评价概论 (第二版)[M].北京: 高等教育出版社,1999.

[8] J Dumanski. Criteria and Indicators for Land Quality and Sustainable Land Management[C]. GeoInformation for Sustainable Land Management. ISSS/ITC,Enschede,Netherlands,1997.

[9] 保护耕地问题专题调研组.我国耕地保护面临的严峻形势和政策性建议[J].中国土地科学,1997,11(1):211.

[10] 黄裕婕,赵晓丽,香宝.福建省的耕地经济评价[J].资源科学,2000,22(3): 6670.

[11] 黄秉维.区域持续发展的理论基础[J].地理学报,1996,51(5): 445452.

[12] 张锋主编.走向 21世纪的江苏[M].南京: 江苏人民出版社,1995.

[13] 冯海发. 中国农业的效率评估[M]. 北京: 农业出版社,1992.

[14] Malcolm Gills,等.发展经济学[M].北京: 中国人民大学出版社,1998.

[15] 赵其国. 现代土壤学与农业持续发展[J].土壤学报,1996,33(1): 112.

[16] 徐梦洁.区域农业可持续发展评价指标体系初探[J].农业系统工程与综合开发,1998(4): 313318.

[17] 刘盛和,吴传钧,陈田.评析西方城市土地利用的理论研究[J].地理研究,2001,20(1): 111119.

[18] Young K. Urban Politics: An Overview. In: Young(ed.). Essay on the Study of Urban Politics[M].London: Macmillan,1975. 南京地区农业耗水量估算与分析南京地区农业耗水量估算与分析基金项目:由国家环保总局科技发展项目(A—95301)、加拿大 GPIPP、香港研究基金委员会项目(RGC Grant 97/98 Code:338/005/0007)资助。

本文与张永勤、缪启龙、向毓意共同撰写,原载《长江流域资源与环境》,2001年第10卷第5期,第413418页。摘要结合南京地区的农业生产状况,采用 PenmanMontieth 法计算参考作物的潜在蒸散,建立了本地区农业耗水的物理模型,计算了南京地区历年的农业用水量,并根据实际资料对模型进行了检验,结果表明该模型具有较高的精度,能够反映农业用水的实际情况。在分析该地区历年农业用水量变化及其用水现状的基础上,对影响农业用水量的因素和该地区的农业用水效率进行了分析和计算。南京地区农业用水量的大小很大程度上取决于耕地面积和各类作物播种面积的变化,同时也受当年气候状况的影响。南京地区多年的农业用水效率计算结果表明,该地区的灌溉水利用率较低。最后对该地区的水资源可持续利用提出了相应的建议。

关键词南京地区农业耗水估算模型分析

南京地区包括南京市区及江宁、江浦、高淳、六合、溧水5县,由于得天独厚的自然条件,是我国经济较为发达的地区之一,是我国重要的商品粮生产基地。全境土壤类型多样,土层深厚肥沃。长江自西南向东北穿流而过,水热条件好,属于典型的亚热带季风气候区。年内雨水丰沛,年降水量大于1000 mm,事实上本区地表水资源量不大,人均水资源占有量仅为全国平均水资源占有量的1/3。长江、钱塘江的过境水量丰富,但又受引、提水能力的限制(目前仅利用1%~2%)[1]。由于境内气温偏高,蒸发量往往大于降水量。长江过境水量虽然很大,但流量的60%~70%集中在六月至九月的汛期,丰水年不仅本地水量大,而且上游来水量亦大,洪峰集中,极易洪涝。枯水年本地降水少,上游来水亦少,江河水位偏低,又极易形成干旱。

本文建立了农业用水的估算模型,计算了南京地区的农业耗水量,对本区的农业用水现状及未来用水趋势进行分析。

1农业耗水量的估算模型的建立

1.1计算公式

农业用水仅指农业生产用水,不包括农村生活用水和牲畜用水。农作物需水量包括 4 个方面:植物同化过程需水和植物体内包含的水;植物蒸腾;土壤蒸发;植株表面蒸发。其中植物蒸腾、土壤蒸发相对为大项,而植物生理需水、植株表面蒸发相对较小。因此,可以用农田植物蒸腾和土壤蒸发,即农田蒸散近似表示农业耗水量。农田蒸散量一般不容易直接观测而获得资料,通常用气候学公式进行计算,其中利用彭曼(Penman)公式计算蒸发力 E,然后乘以一系数f来计算农田可能蒸散量最为常见。

对具体某种作物的农田可能蒸散量(ETc)由农田可能蒸散量(ETm )乘以作物系数(Kc)而得到[2],即

ETm=f×ET0, (1)

ETc=Kc×ETm=Kc×f×ET0。 (2)

农田蒸散的计算方法很多,本文采用 PenmanMontieth 的潜在蒸散公式求得农田的潜在蒸散量[3],即

ET0 =CΔΔ+γRn+γΔ+γf(u)(ea-ed), (3)

式中,ET0为农田潜在蒸散量;Rn为地面净辐射蒸发当量(mm/d);Δ为温度饱和水汽压曲线的斜率;γ为干湿表常数;Ea为干燥力,Ea=f(u)(ea-ed);这里f(u)为风函数;(ea-ed)为饱和水汽压与实际水汽压的差值。世界粮农组织还给出调整因子 C,C 是相对湿度、净辐射、风速的函数。

1.2公式变量说明及其参数化方案

f(u):风函数

f(u)=C1(1+U/100), (4)

式中:C1为经验系数,U为2m高度上的风速(km/d),如果不观测 2 m高度上的风速,可以用下式将观测高度上的风速Ua转换为2m高度的风速。

U2=Ua(2/a)0.2 (5)

(ea-ed):平均饱和水汽压与实际水汽压的差值(hPa)。

ea=6.108exp17.3TT+239ed=6.108exp17.3TdewTdew+239,(6)

式中:T为平均温度,Tdew为平均露点温度。Δ:温度—饱和水汽压曲线的斜率(hPa/℃)。

Δ=dea(T)dT=25211(T+239)2exp17.3TT+239。(7)

Rn:辐射平衡(mm/d)

Rn=Rns-Rnl,(8)

式中:Rns为净短波辐射;Rnl为净长波辐射。Rns、Rns的计算方案取自文献[3]。

C:调整因子

C=a0+a1RHmax+a2Rns1-α+a3U,(9)

式中:RHmax为最大相对湿度;Rns为净短波辐射;U为 2m风速;ai为系数(i,0~3)

a0=0.6817006;a1 =0.0027864;a2 =0.0186768;a3=-5.89680864。

1.3农业耗水量计算

对于某一具体的作物 j,其整个生育期Wj的需水量等于该作物在各个生育阶段 i 的作物系数与同期参考作物潜在蒸散量乘积的和[4],即

Wj=∑(Kc)(ET0)i。(10)

农业总耗水量Ws为

WS=∑WjSj,(11)

式中Sj为j种作物的播种面积。

这样由(3)、(10)、(11)构成农业耗水估算的物理分析模型,可以用来估算南京地区历年的农业耗水量。

2计算结果与分析

2.1计算结果及模型检验

南京地区全年种植的作物以水稻、小麦、油菜为主。其中,小麦播种面积占总夏粮播种面积的90%以上,产量占总夏粮产量的 93%;稻谷播种面积为总秋粮播种面积的91%,产量占95%以上;油菜播种面积占总经济作物播种面积的86%。可见,分析小麦、水稻、油菜的用水量基本上可以反映出南京地区的农业用水情况。运用建立的农业耗水估算模型计算出南京地区历年的农业耗水量如表1所示。表1南京地区历年主要作物种植面积(万hm2)及用水量(亿m3)

Tab. 1Cultivated Land Area and Water Consumption of Main Crops in Nanjing Region

年份小麦稻谷油菜播种面积用水量播种面积用水量播种面积 用水量耕地

总面积农业总

用水量19818.732.4620.2212.082.750.6722.1715.21198210.603.1120.2710.413.820.9622.1314.48198312.003.5119.3611.063.400.8522.0715.42198413.033.5019.1411.092.990.6721.9315.26198510.422.8218.4011.086.051.4321.8915.33198610.072.9118.1010.215.771.4421.8414.5619879.442.6817.919.625.751.4021.6713.70198810.392.8218.1411.244.250.9721.7615.03198910.792.9418.219.735.051.1221.7113.79199011.023.2118.2611.335.391.3321.6915.87199110.292.9717.6010.276.461.4821.6414.54199210.923.2717.549.955.961.5221.5914.7419939.972.8916.298.875.611.3921.4713.1519948.832.7015.8611.306.581.6921.2815.6919958.672.4815.8010.846.421.5721.2314.89平均10.462.9818.2410.744.991.2121.7814.93由表可看出,该地区农业总用水量平均每年14.93 亿m3,平均每公顷作物耗水6823.7 m3,水稻用水占了总用水量的72%,平均每公顷耗水量为5850.3 m3。小麦、油菜用水量分别占 20%和 8%,每公顷耗水量分别为2848.1 m3和2426.4 m3。

每年的农业用水量既与当年的气候状况有关,也与当年的总耕地面积及各类作物的播种面积的变化有关。年内耕地面积以及各类作物播种面积的变化在很大程度上决定了农业用水量的变化。南京地区在1981—1995年的15a中,年末耕地面积平均以每年700 hm2的速度减少,小麦、水稻、油菜的播种面积每年也有不同的变化。南京地区农业总耗水量的变化与全年耕地面积的变化基本一致,而小麦、水稻、油菜播种面积的变化在作物用水量中也明显地反映出来,这表明一个地区的农业用水总量较大地依赖于各类作物的播种面积和区域的耕地总面积。南京地区1981—1995 年间农业总耗水量因耕地面积的减少而导致用水量平均每年减少0.094亿m3。由于各类作物播种面积的变化,稻谷用水量平均每年减少0.16亿 m3, 小麦用水量1981—1984年平均每年增加0.347亿 m3,从1984年开始每年减少约0.093亿 m3,15a间平均每年减少0.002亿m3。油菜用水量则平均每年增加 0.064 亿m3。

由农业耗水估算模型计算的农业总用水量与 1994、1995 年的实际农业总用水量相比较偏少5.3%~10.6%,这一结果与我们未考虑蔬菜等其他数量较少的作物有关,出现这样的误差是合理的,表明所建立的农业用水估算模型具有较高的精度,能够反映农业用水的实际情况。

2.2农业用水量变化及用水效率分析

根据以上计算的农业耗水量和南京地区历年的粮食产量,可计算其单位粮食产出的耗水量及用水效率。计算结果见表2。表2南京地区历年单位产出的耗水量及用水效率

Tab.2Water Consumption Efficiency of Nanjing Region

年份小麦耗水量

(m3/t)水稻耗水量

(m3/t)油菜耗水量

(m3/t)粮食耗水量

(m3/t)粮食用水效率

(kg/m3)19811029.11206.11870.01171.90.851982831.4916.41340.6895.31.121983805.9897.91520.5873.91.141984806.1831.01412.8824.31.211985838.9847.51668.9845.71.181986786.3813.41834.2807.21.241987850.6770.91648.3786.91.271988789.5931.81993.9899.31.111989856.1754.31557.9775.71.291990866.6892.31448.8886.51.1319911059.2932.61455.4957.01.041992846.0843.81351.4844.31.181993829.0772.41360.4785.61.271994879.4978.01600.3957.31.04平均862.4884.81576.0879.41.14南京地区每生产1t粮食(以小麦、水稻为主)平均耗水量为879.4m3,对不同作物而言,平均每吨小麦耗水862.4 m3,每吨稻谷耗水884.8 m3,每吨油菜耗水1576.0 m3。 1981—1994 年单位产出的耗水量基本上维持稳定的状态。历年小麦、水稻、油菜单位面积耗水量的变化情况与单位产出耗水量的变化一致。农业用水效率15a来变化相对稳定,效率最大年份为1989年,每立方米水能产粮食1.29 kg,效率最低为1981年,每立方米水仅产粮食0.85 kg。南京地区的平均每立方米水能生产粮食1.14 kg。从侧面反映出本地区农业生产技术的改进在减少农业耗水方面并不显著,各类作物种植面积变化是决定农业用水量的主要因素。另外,当年的气候状况也会影响农业用水量的大小。研究表明,每公顷粮食作物用水量与作物生育期内的气温和降水变化存在一定的相关关系[4]。

南京地区的供水主要是地表水,地下水的供水量很少。供水主要通过蓄水工程、引水工程及提水工程供应,引水、提水水源以长江水为主。目前全年依靠蓄水工程供水5亿 m3,引水工程供水32亿m3,提水工程供水约2亿m3,开采地下水0.2亿m3,全年总供水量近40亿m3。农业生产用水约占37%。

3水资源可持续利用策略

3.1节约用水,发展节水农业

水资源是人类生存和国民经济发展的重要物质基础,水资源的可持续利用会影响到区域的社会和经济发展[5]。农业部门是南京地区的用水大户,根据计算,本地区的 1995年农业用水量占该区总用水量的41%。农业用水部门也是浪费大户,发展节水农业势在必行。要提高农业生产中水的利用率和利用效率。根据以上计算,南京地区每立方米水可生产粮食1.14kg,灌溉水的有效利用率较低。而以色列每立方米水生产粮食2.31 kg,灌溉水的有效利用率达到 90%以上。实现这一目标,一是大力推广管灌、喷灌、滴灌、渗灌等节水灌溉技术,以有效地提高灌溉水的利用率,达到节水增效的目的。二是解决水在灌溉过程中输水系统和田间系统的浪费问题。搞好渠系配套、渠系防渗、管道输送等。

3.2加强水利工程建设,提高水资源管理水平

南京地区的当地水资源量不足,又加之旱、涝频繁,为确保农业、工业和生活用水,需加强水利工程建设,增加提、引水能力。如修建中小型水库、引水河渠,以便及时调控水资源供给。同时要提高水资源管理水平,建立统一的水资源管理机构,建立和健全各级用水监测网。健全收费制度,建立合理的以量计费的用水收费标准。

3.3加强污水治理

南京地区 1995 年废水总排放量是8.9亿m3,其中工业废水排放6.78亿m3。据南京地区资料,南京地区污水排放有逐年增加的趋势。污水排放量直接影响水资源总量和质量,这在一些厂矿和小集镇尤为显著。随着经济的发展、人口的增加、城市和工业生产的高速发展,污水排放对水资源的影响日益显著。为保护水资源,保护环境,各级政府、企业及单位必须进一步加大污水治理力度和投入,控制污水排放量,把污水治理纳入城市发展规划、经济发展规划,必须把污水治理经费纳入企业外部成本,以便有足够的经费,保证污水排放对水资源不产生明显的影响。注意研究工业生产中减少污水的新技术、新措施、新产品,调整生产布局,发展排放污水较少的工业,保护水资源,实现社会经济的可持续发展。

4小结

(1) 本文建立了南京地区农业耗水量计算的物理模型,计算了历年农业用水量,并与1994、1995 年的实际农业用水量进行了比较。由于实际计算中仅考虑了小麦、水稻、油菜三种作物,与实际结果相比偏少5.3%~10.6%,出现这样的误差是合理的,说明模型是适宜的。

(2) 分析了南京地区的用水现状和农业用水效率,对水资源可持续利用提出相应的对策。

参考文献

[1] 虞孝感,吴楚材.长江三角洲地区国土与区划研究[M].北京:科学出版社,1993:1327.

[2] 欧阳海,郑步忠,王雪娥.农业气候学[M].北京:气象出版社,1990:4865.

[3] 翁笃鸣.中国辐射气候[M]. 北京:气象出版社,1996:5763.

[4] 缪启龙,张永勤,金龙,等.长江三角洲农业耗水的气候变化影响研究[J].南京气象学院学报,1999,22(增刊):518522.

[5] 王先甲,肖文.水资源持续利用的特性与原理[J].长江流域资源与环境,2000,9(4):458465.

ANALYSES OF AGRICULTURAL WATER

CONSUMPTION IN NANJING REGION

Zhang Yongqin1Peng Buzhuo1 Miao Qilong2 Xiamg Yuyi2

(1. Department of Urban and Resources Sciences,Nanjing University,

Nanjing 210093,China;

2. Department of Environmental Science,Nanjing Institute of Meteorology,

Nanjing 210044,China)

Abstract:This paper adopted PenmanMontieth method to calculate potential evapotranspiration of reference crops,in connection with agricultural production situation in Nanjing region to develop an agricultural water consumption model.This model has higher precision when compared with actual data and can reflect the actual status of agricultural water need.Based on the analysis of agricultural water consuming amount and present water consuming situation,this paper analyzes the impact factors of agricultural water consumption and calculates the efficiency of this regions agricultural irrigation.The result shows that the agricultural water consumption amount is mainly determined by the quantity of cultivated land and plant acreage. This regions agricultural irrigation efficiency is lower when compared with other high efficient region.Then,this paper provides some measures and advices for this region to use water resources sustainably.

Key words:Nanjing region,agricultural water consumption,evaluation and calculation model城市化进程中若干问题的思考城市化进程中若干问题的思考本文与安旭东、杨再贵、梁湖清、李华生共同撰写,原载《南京社会科学》,2001年(增刊),第3944页。摘要我国城市化已步入加速发展阶段,新的城市化问题不断涌现,亟待解决。本文在阐释城市化进程中三类特殊地域单元——乡村地域、城市边缘区及城市中心区农村城市化运行机理基础上,重点论述三类地域单元城市化的现实问题及相应对策,并阐述城市化进程中区域城镇发展模式与空间形态组织选择。

关键词城市化乡村地域城市边缘区城市中心区农村城镇发展

自1860年A.Serdo确立“城市化”概念以来,西方学者重点对城市化与社会经济发展的互动关系进行了研究[1]。国内于20世纪80年代开始关注城市化问题[2],此后众多学者就中国城市化现象的描述与界定[1,3]、城市化动力机制[6—11]、城市化发展模式[4—5,9—11]、城市化进程[12—17]及城市化发展趋向[13—16]等问题进行了系列探讨,至少得到两点共识[3—17]:第一,我国的城市化具有相当的独特性,就其总体进程而言滞后于经济发展,并已成为社会经济发展的重要制约因素;第二,当前我国城市化已步入关键的加速发展阶段,城市化的宏观背景与微观机制都已发生深刻变化,新的城市化问题不断涌现。

因此,城市化在广域范围内的有序推进是社会经济可持续发展的客观需要,而对当前城市化进程中主要矛盾与关键问题的把握及解决则是城市化健康发展的必然要求。基于这一认识,本文对当前城市化进程中三类特殊地域单元的城市化问题以及城乡互动中的城镇发展问题进行探讨,重点研究城市化组织策略。

一、 乡村地域城市化问题

乡村地域,即传统意义上的农村,是指区别于城市地域(包括城市核心区、城市边缘区)的以农业为主,居住较为分散的一类地域单元[18]。受社会经济多因素影响,大量农业人口在乡村地域实行就近的空间转移与集聚,导致农村社会经济结构和地域景观向城市转变,这就是乡村地域城市化。

1. 乡村地域城市化的动力机制

我国乡村地域城市化,表现出一种“自生”[10]或称“自下而上”[11]的特征:城市化围绕乡村地域为核心而展开,经济集聚以农村内部非农产业(乡村工业)发展为主体,人口集聚以劳动力就近转化为特征,空间集聚以农村小城镇发育壮大为表现。这种基于乡村地域的集聚型城市化,是乡村地域内部孕育的城市化内外推力共同作用下的结果(图1)。

图1乡村地域城市化动力机制

通过基层社会筹资和民间集资发展乡镇企业的苏南地区、闽东南地区以及发展民营企业和专业化市场的温州地区、辽中南部地区的城市化都具有典型的上述动力机制。而通常被归结为“自外”的珠江三角洲地区乡村地域城市化,实质上仍是通过乡村地域内部的“聚变”而实现乡村向城市转型,从另一侧面体现了以上动力机制的作用。

2. 乡村地域城市化的经济贡献

其一,促使传统二元经济结构向三元经济结构转换,快速推动了我国从农村经济向工业经济、农业社会向工业社会的转变。在乡村地域城市化进程中,介于传统农业与城市工业之间的农村工业逐步发展成为与农业及城市产业相互联系又相互分离的一支独特的经济力量[19],并在社会经济发展中起到重要作用。统计资料表明:1995年乡镇企业工业总产值已超过社会总产值的40%,增长指数超过60%[20],1997年全国乡镇企业完成GDP达20740亿元,占全国GDP的27.7%,占农村社会增加值的60.3%,其增幅为17.4%,高于GDP增速8.6个百分点[21]。农村工业的飞速发展使我国国民经济中农业份额快速下降,农业就业份额仅经历了24年(1970—1994年)就由80%降至50%,远快于美国(50年)和日本(60年),为我国由农业社会向现代工业社会快速转型做出重要贡献。

其二,乡村地域城市化推动了城乡建设的快速发展和农村生活水平的大幅提高。资料显示:锡山市(原无锡县)1977—1990年间城市化进程中乡镇企业用于小城镇建设的资金达25亿多元,而温州市在最近几年自筹资金达20亿多元,进行城镇建设与改造。完全由农民集资建成的温州龙港农民城,人口由原来的3000多人迅速发展到13.5万人,一跃由原来的小渔村变成一座现代化新兴城镇[18]。与此同时,农村生活水平直线上升,如温州市在1989—1992年短短4年间,农民人均纯收入从56元增加至1413元,增长20倍[5],现代化农民公寓已普遍出现。

3. 新时期乡村地域城市化的战略取向

20世纪90年代的乡村地域城市化,对于推动农村工业化与现代化产生了深远影响,但由其动力机制决定的运行模式随着社会经济的进一步发展,表现出新的问题:一是乡村工业“村村点火,户户冒烟”的分散布局和粗放外延式发展缺乏规模经济效益,严重浪费了资源[10],加剧了环境污染;二是小城镇在人口、产业的集聚上处于低度化水平,其中许多带有相当大的行政干预成分,近年来在市场导向下,它们大多进行了向中小城市集中的“再城市化”过程,而接替占据它们空间的是来自相对落后地区的生产力要素,小城镇面临着一轮普遍性衰退[13]。

针对以上问题,在未来一段时间内,必须确立以下的乡村地域城市化发展道路:进行相对集中、扩大规模、合理分工和统一布局的小城镇结构改造,重点发展中心镇。

中心镇是小城镇中区位较优、实力较强,对周边农村和乡镇具有较大吸引和辐射能力,并能与省、市、县城镇体系有机融合的城镇。其发展对于实现乡村地域城市化水平的巩固与提高具有决定意义。

加快发展中心镇要按照统一规划、合理布局、综合开发、配套建设的原则,坚持社会、经济、生态环境效益相统一,走可持续发展之路。为此,建议实施以下对策:一、 对区域内乡镇进行撤并,确保中心镇的发展空间和资源供给;二、 深化土地、户籍、投资体制改革,为中心镇发展提供政策支撑;三、 对于已具有较强实力的中心镇应考虑其升级发展为中小城市,以实现滚动发展;四、 在中心镇开辟工业园区,在对乡村工业实行兼并改造的同时,引导其进入园区,实现“工业园区化”,使乡村工业走向规模化和集约化道路。

二、 城市边缘区城市化问题

1. 城市边缘区特性及其城市化运行机制

城市边缘区也称城乡交错带或城乡结合部,是介于传统城市与乡村地域之间的独特地域单元。二元(城市要素与乡村要素)复合是其基本特性。这种复合表现为一种梯级过渡和动态演替:受城市与乡村的双向辐射,城市边缘区内城市要素与乡村要素相互渗透[22],致使城市边缘区经济结构、社会结构和地域结构沿城市——乡村方向呈现出城市属性向乡村属性的渐次性过渡,地理景观、经济活动属性和人口形成一种梯度分布状态;同时这种状态并非静止不动,而总是处于动态演变之中,表现为城市属性总是在各梯级不断增强。这种演替实质上就是城市边缘区城市化。

显然,这种城市化表现出一种“自上而下”的特征:无论是城市中心人口、工业、商业与住宅等要素向周边地区的迁移,还是广大农村地区各项要素向城市边缘区的集聚,都体现了城市作为作用主体在城市化进程中的支配作用。城市边缘区城市化进程如图2所示:城市影响力增强导致的城市功能辐射与扩散是城市化的动力源,而城乡一体化发展是城市化的结果。

图2城市边缘区城市化过程

2. 城市边缘区城市化的核心问题

由图2可以看出,城市用地扩展是城市边缘区城市化过程中的重要一环。这种扩展的合理与否直接影响着城市边缘区人地关系演变和城市化发展。而事实上,当前城市边缘区城市化进程中,土地供需矛盾和土地利用问题十分突出[24]。表现为:一、 用地发展缺乏科学规划指导及有效管理机制,致使建设用地乱占农地和房屋,耕地流失、生态环境破坏问题严重;二、 土地征用制度不完善,因而土地多征少用和征而不用现象普遍,造成大量土地资源浪费;三、 土地利用结构不合理,居住和公建用地比例偏低,工业区和居住区混杂,既干扰城市环境,又不利于自身发展;四、 城乡二元管理体制造成管理混乱,城市与乡村互相争地,土地纠纷不断。因此,围绕土地合理置换的土地利用问题是城市边缘区城市化的核心问题。

必须从城市区域整体出发,以城乡协同发展为目标,加强土地持续利用管理。一方面要顺应城市化发展规律,促进土地置换和土地资源合理流动;另一方面,要考虑农业发展需要,保护耕地和保护生态环境。建议采取以下措施:一、 做好城市边缘区土地利用规划,从宏观上对土地利用结构进行控制,划定基本保护区,确保持续土地利用目标下的农业用地和生态用地,对于城市工业、乡镇企业及各类第三产业,分期相对集中地划定聚集区,对于城市边缘区农村居民点进行集中布局规划;二、 培育土地市场,通过土地的资产化管理激发土地利用效率,加强地价管理,对于规划中的非农用地,运用级差收益杠杆,促进土地的合理置换;三、 制定城郊土地整理政策,实现“工业园区化、人口城镇化、土地经营农场化”,以达到集约用地目的;四、 改革城市边缘区土地管理体制,实现城乡管理的二元整合[25],协调城市与乡村的用地矛盾;五、 严格土地审批制度,杜绝“地”出多门,并强化土地部门执法职能,加大对违法用地的查处。

三、 城市中心区农村城市化问题

城市中心区农村又称“城市里的乡村”、“城中村”。近几年来,在经济发达地区,城市建设用地急剧扩张,围绕城市周边的部分村落及其耕地被纳入城市用地范围,大部分耕地性质由集体所有制转化为全民所有制,而在征地过程中返还或保留的乡村用地(村民宅基地、自留地等)则维持集体所有制不变[27],在这些用地上形成的以居住功能为主的社区即城市中心区农村。目前在珠江三角洲地区的广州、深圳最为多见。

1. 城市中心区农村的特性与城市化障碍

城市中心区农村作为我国特定土地制度和社会经济制度下形成的一类特殊地域单元,具有独特的社会经济特性和地理空间属性:一是区域功能属性与社会经济政策背离。由于其优越的区位条件,在这一区域农业活动已退居非常次要的地位,城市中心区农村的功能已转化为商业、服务业等,最为典型的就是村民利用农村建房政策自建私宅出租。但与此同时,在城市中心区农村仍然实行农业政策,区域主体即村民仍然享有国家赋予农民的特权——占地建房、计划生育等方面的特殊政策。二是城市景观显现,但城市文明缺失。这一区域建筑景观已不同于传统农村,而更接近城市,居民住宅、基础设施及公共设施都初步具备了城市属性。但是,区域内大多数村民及在此租住房屋的外来人口文化程度较低,思想意识落后,行为方式与城市景观形成剧烈反差。

正因为此,这一地域内社会经济问题十分突出。土地粗放利用,高强开发与土地资源浪费现象并存;违章建设现象普遍,空间组织极不合理,“脏、乱、差”问题严重[26];村民利用本地特殊的土地所有权状况“坐地收租”,终日无所事事、游手好闲。

无论从城市发展需要出发(这一地区是城市发展的“黄金宝地”),还是就这一地区环境整治而言,城市中心区农村的城市化都势在必行。但事实上这一地区更新改造与城市化发展阻力极大。由于巨大的既得利益,村民不愿意进行更新改造;而城市化必将剥夺村民的现有特权,因此他们在迫不及待地把土地非农化后,却拒绝自身的“城市化”[28]。

2. 城市中心区农村城市化的政策引导

城市中心区农村上述问题的产生,从根本上说缘于一些过去制定的适于农村社会的政策未能及时得到调整[28]。因此,在城市化进程中,必须加强其政策引导。

首先是可持续发展模式重构。必须立足于城市中心区农村及周围城市区域特点,选择适于本区的社会、经济可持续发展模式。在经济发展中,尤其要培养村民的现代文明意识、风险意识和竞争意识[27],消除其“不劳而获”的思想,使其摈弃当前的“以地生财、坐地收租”的生存模式,主动参与到市场经济大潮之中。在社会发展中,要从单纯的发展经济转变到以人的发展为中心,从教育、文化、科技、环境、道德、精神等多个方面促进社会进步。

其次,在土地政策方面,可以采取两种方式:一是将城市中心区农村土地全部收归国有,对村民实行一次性货币补偿,采取自愿的方式实行“就地”和“异地”两种途径安置。土地收归国有以后,除工业园区占用土地之外,其余主要作为居住用地,进行商品房开发与经营。二是清理与压缩农民建房地基,将定额之外的土地收归国有,用于发展城市产业,对于居民以安排其工作作为补偿。

在人口政策方面,对于城市中心区农村居民采取与城市相一致的人口政策,如计划生育政策和人口迁移政策等,并严格对外来人口的管理。

在经济政策方面,逐步取消政府对农村发展经济的优惠,如用地面积宽限、市政配套费减免等,而对于中心区农村的更新改造,政府应给予更新改造优惠政策,如税费减免、市政工程专项补贴等。通过多项政策的配套实施,引导城市中心区农村更新改造和城市化发展。

四、 城市化进程中的城镇发展问题

1. 区域城镇发展模式

区域内城镇发展的基本模式有两种:一是以增加城镇数量,扩大城镇规模为主的外延型发展,通过城镇数量的增加来推动区域城市化;二是以优化城镇结构、提高城镇质量、完善城镇功能为主的内涵型发展,通过城镇系统的结构改进和质量提高来带动和促进区域城市化。上述两种模式具有内在的逻辑关系,对应于工业化、城市化的不同发展阶段,前者适用于工业化、城市化起步阶段,后者适用于城市化发展到一定程度后城镇发展追求质量提高的阶段,但两者并不截然割裂,而是外延发展中有内涵调整,内涵发展中有外延扩张。

我国城市化进程中的城镇发展模式选择,必须充分考虑地域差异,依据区域实际,走内涵与外延发展相结合之路。

对于东部非农化与城市化发展水平较高地区,如广东、福建、浙江、江苏、山东、辽宁等,城镇数量已不是制约城市化发展的主要问题,而追求城镇发展质量则是当务之急。以江苏为例,1997年非农化水平达84.9%,与20世纪90年代初中等发达国家和地区的87%相当,全省城市化水平达30%,步入城市化成发展加速阶段[29],其城镇数量和密度已处于全国前列,1999年全省共有城镇1092个,城镇密度为101个/万平方公里,远远高于全国的19个/万平方公里的平均水平[30]。但是当前城市化进程中表现出城镇规模小、布局分散、管理粗放而导致的资源浪费、投资分散、效益低下、环境恶化等问题[29],这些都必须通过优化城镇空间结构,改善城镇功能模式等内涵发展方式加以解决。

而对于中西部地区,城镇数量不足和密度过小、规模结构断档仍然是制约城市化的主要问题。因此,在今后一定时期内,可以通过适度的城镇数量与规模扩张如利用新的工业布局和交通建设催生和扩展一批城镇,消除城镇辐射“盲区”,增强城镇的带动能力,提高规模效益。但这种外延发展必须伴以资源集约方式,尤其是在城镇内部,对土地、水资源、矿产资源等必须集约利用。而从长期发展来看,内涵型发展无疑是这一地区城镇发展的目标模式。

2. 区域城镇空间形态组织

在不同地区及城市化发展的不同阶段,区域城镇空间形态并非完全一致与一成不变,而是有其自身的发育、演化规律。当前我国城市化进程中,区域城镇空间形态表现为三种形式:一是城镇孤立分散分布;二是城镇沿交通线呈轴向聚合;三是城镇沿核心呈现区域性密集。城镇孤散分布是城市化最初阶段的产物,其时城镇数量少、规模小、实力弱,彼此联系少,城镇以各自积聚为主。我国西部大部分地区目前呈现此种形态。沿交通线城镇轴向聚合是城市化达到一定水平以后,城镇数量增加、规模扩大、实力壮大,城镇彼此之间联系加强并沿成本最小方向(交通线)拓展,功能出现扩散。我国中部沿江地区城镇为典型的轴向聚合。而城镇区域性密集是城市化发展到较高水平时,城镇数量更多,城镇之间、城镇与区域之间形成了紧密的联系,多级各类城镇普遍发育,城镇体系较为完备时的城镇空间形态。我国东部地区已出现若干个城镇区域性密集区,如长江三角洲地区、珠江三角洲地区、京津唐地区和辽中南地区。

从城市化角度出发,一方面,区域城镇空间形态反映了城市化水平;另一方面,城镇空间形态的组合将影响城市化的进一步发展。因此,确定合理的区域城镇空间形态组织方向与策略具有重要意义。

通过对西方城市化经验的分析借鉴,结合当前我国城市化发展特征,我们认为当前对于东部地区构建以城市群为主的城镇空间形态是区域城镇发展的重要方向。所谓城市群,是高层次的城镇区域性密集,是指在一定区域内积聚若干个规模不等、职能互补,彼此保持密切联系又相对独立的城镇组成的群体。城市群是近代世界城市化进程中出现的一种空间组织形式,是区域城市化、城市区域化的必然结果。它对于新时期城市化发展具有积极意义。

当前,应重点组织以上海为中心的长江三角洲城市群和以香港为中心的珠江三角洲城市群建设,即跨越省际界限,从这两大经济区全局着手,在原有的大都市—一级中心城市—二级中心城市—中小城市—小城镇基础上,进一步增强中心城市实力,实行小城镇改造,完善城镇体系建设,促进区域城市化的进一步发展。

参考文献

[1] 周一星.城市地理学[M].北京:商务印书馆,1995.

[2] 吴友仁.关于我国社会主义城市化问题[J].人口与经济,1980(2):1926.

[3] 辜胜阻.非农化与城镇化研究[M].杭州:浙江人民出版社,1991.

[4] 朱通华,孙彬.苏南模式研究[M].南京:南京大学出版社,1994.

[5] 张仁寿,李虹.温州模式研究[M].北京:中国社会科学出版社,1990.

[6] 薛风旋,杨春.外资影响下的城市化——以珠江三角洲为例[J].城市规划,1995(6):2127.

[7] 宁越敏.新城市化进程——90年代中国城市化动力机制和特点探讨[J].地理学报,1998,53(5):470476.

[8] 张庭伟.对城市化发展动力的探讨[J].城市规划,1993(5):5962.

[9] Ma Laurence JC,Fan Ming.Urbanization from below:the growth of towns in Jiangsu[J]. China. Urban Studies,1994,31(10):16251645.

[10] 谢晋宇.中国计划城市化与自发城市化人口对比研究[J].中国人口科学,1993(3):1820.

[11] 崔功豪,马润潮.中国自下而上城市化的发展及其机制[J].地理学报,1999,54(2):106115.

[12] 周一星,曾广忠.改革开放20年来的中国城市化进程[J].城市规划,1999,23(12):812.

[13] 张京祥.对我国城市研究的再考察[J].地理科学,1998,18(6):555560.

[14] 宁登,蒋亮.转型时期的中国城镇化发展研究[J].城市规划,1999,23(12).

[15] 顾朝林.中国城市跨世纪发展若干战略问题[J].城市规划,1997(1):2425.

[16] 胡序威.有关城市化与城镇体系规划的若干思考[J].城市规划,2000,24(1):1619.

[17] 薛风旋,蔡建明.研究中国城市化理论学派述评[J].地理研究,1998,17(2):208216.

[18] 郑弘毅.农村城市化研究[M].南京:南京大学出版社,1998.

[19] 陈吉元,胡必亮.中国的三元经济结构与农业剩余劳动力转移[J].经济研究,1994(4):1422.

[20] 中国乡镇企业年鉴编委会.中国乡镇企业年鉴:1996[M].北京:中国农业出版社,1996.

[21] 中国乡镇企业报,19980602.

[22] 陈佑启,武伟.城乡交错带人地系统的特征及其演变机制分析[J].地理科学,1998,18(5):418424.

[23] 顾朝林.中国大城市边缘区特性研究[J].地理学报,1993,48(4):317328.

[24] 刘伟.城市边缘区土地利用的研究方向探讨[J].城市研究,1998,3(3):5861.

[25] 陈湘满.论我国城市边缘区行政管理体制的区域整合[J].经济地理,2000,20(2):9093.

[26] 杜杰.都市里村庄的世纪抉择[J].城市规划》,1999,23(9):1517.

[27] 敬东.“城市里的乡村”研究报告[J].城市规划,1999,23(9):814.

[28] 房庆方.城中村:从广东看我国城市化进程中遇到的政策问题[J].城市规划,1999,23(9):1820.

[29] 邹军.坚持内涵发展为主,加快城市化进程[N].新华日报,20000124.

[30] 中国房地产报,19991110.新疆库尔勒市土地利用变化对土壤性状的影响研究新疆库尔勒市土地利用变化对土壤性状的影响研究基金项目:中英国际合作(SHA0992259)和国家自然科学基金资助项目(49801015)。

本文得到南京土壤研究所赵其国院士的指导,特此致谢!

本文与陈浮、濮励杰、包浩生共同撰写,原载《生态学报》,2001年第21卷第8期,第12901295页。摘要土地利用与土地覆被变化是全球变化研究的热点问题。在新疆库尔勒市选择土地利用变化后已持续利用15~20a的 9种典型利用方式,11个剖面,与荒漠、原始胡杨林 2种参照利用方式 3个标准剖面进行对比分析。结果显示:土地利用变化对土壤养分、土壤盐分、土壤侵蚀、土壤水分和土地生产力有明显的影响,荒漠开垦后土壤养分呈下降趋势,土壤侵蚀强度也呈下降趋势,土地生产力与土壤水分含量呈上升趋势。同时发现土壤侵蚀强度与土地生产力呈负相关关系,土地生产力与土壤水分呈正相关关系。林、草有利于保护干旱区生态环境,调整土地利用结构,合理开垦,加之预防和治理措施在一定程度上可防止或减弱土地退化 (荒漠化)进程。

关键词土地利用变化土壤养分土壤水分土壤侵蚀土地生产力库尔勒市

土地利用变化可引起许多自然现象和生态过程变化,如土壤养分、土壤水分、土壤侵蚀、土地生产力[1]、生物多样性和生物地球化学循环等[2]。因此,土地利用变化研究对了解区域生态环境乃至全球环境变化是至关重要的。目前,土地利用变化研究集中于对全球变化的影响及响应,如气候变化、CH4和N2O排放和水文变化[3—8]。对区域生态演变和自然地理过程的影响及响应研究比较缺乏 [9]。干旱区生态环境相当脆弱,响应敏感。风蚀、缺水、盐渍化、荒漠化等重要过程威胁着农业生产的稳定和安全,不合理的土地利用进一步加剧了土地退化进程 [10]。因此,本研究选择新疆库尔勒市作为研究区域,从时空转变角度分析土地利用变化对土壤养分、土壤盐分、土壤侵蚀、土壤水分和土地生产力的影响,并从景观安全角度分析土地利用变化对生态环境的敏感和适宜的程度。

一、 研究区域

库尔勒市地处新疆维吾尔自治区腹心地区,天山支脉霍拉山南麓,塔里木盆地东北缘,东经 85°13′至86°26′,北纬41°11′至42°14′,面积7209.69km2,境内80%以上是海拔在 890~950m的冲积平原,由东北向西南倾斜,平均坡降为1/1000~1/2000。本区属于暖温带大陆性干旱气候,年均降水50.1mm,年蒸发2788mm,平均风速3.0m/s,最大风速达22.0m/s。年均气温11.4℃,1月份平均气温-8.1℃,7月份平均气温26.1℃,极端高温40.0℃,极端低温-28.1℃,≥10℃积温为4273℃[11]。平均侵蚀模数3954.06t/(km2· a)[12]。本区初始土地利用方式是戈壁荒漠和原始胡杨林(Populus euphratica),经过近40a的开垦,已经形成新的土地利用格局(表1)。表11996年库尔勒市土地利用格局

Table 1The area and percentage of land use patterns in Korla City in 1996

类型

Type耕地

Arable land林地

Forest天然草场

Meadow人工草场

Pasture建设用地

Buildup land水域

Water荒漠

Desert面积(×105hm2)

Area3.3615.29128.1595.3241.2202.0326.72比重

Percentage4.667.3339.067.381.742.8137. 05二、 样本采集与实验方法

图1库尔勒市采样点分布示意

Fig.1The distribution of samples in Korla City

本研究选择了库尔勒市的荒漠、人工草地、天然草地、旱地、休闲地、轮作地、废弃地、果园和原始胡杨林等9 种干旱区典型土地利用形式,分析不同土地利用方式对土壤养分、土壤侵蚀、土壤水分、盐渍化和土地生产力等的影响。根据 1995年 7月 15日至 18日实地勘踏和调查,在新疆库尔勒市哈拉玉宫乡选择已持续利用15~20a的田块,用内径15cm的不锈钢取样筒垂直打入土层,取出完整土芯 (图1)。

荒漠与原始胡杨林3个初始利用方式样品,作为本研究的标准剖面,分别采集于库尔勒市南部沙漠边缘区和孔雀河下游河谷,采样处无农业生产活动干扰。本区土壤颗粒细小,质地比较均一,大部分剖面疏松,采样深度为0~30cm 土芯的分层间距为10cm,30~90cm土芯的分层间隔为20cm,为不同的测试备用(表2)。表2不同土地利用方式的样品分布与编号

Table 2The distribution and serial number of samples under different land use

类型

Type荒漠

Desert天然草场

Meadow人工草场

Pasture旱地

Upland3a轮作

Crop rotation休闲地

Fallow废弃地

Wasteland果园

Orchard原始胡杨林

Populus

euphraticaNo.1,23,4,56,78,91011121314土芯水分测试采用便携式时域反射测试仪(TDR)分别测定5cm、 15cm、 25cm、 40cm、 60cm、 80cm 和90cm等不同深度的土壤水分含量,总共测试了14个剖面不同深度的土壤水分含量样品 98个,每个样品测试3次,取平均值。土壤养分测试取用0~20cm表层土壤,风干、磨碎、过筛 (60目尼龙筛)后,测试全氮、全磷、速效氮、速效磷、速效钾和有机质,具体分析方法是: 全氮,半微量凯氏法; 全磷,硫酸 高氯酸消煮钼锑抗比色法;有效氮,碱解扩散法;有效磷,0.5mol /L碳酸氢钠浸提钼锑抗比色法;有效钾,1mol/L碳酸铵浸提火焰光度法;有机质,重铬酸钾容量法。每个样品均分析3次,取平均值。

0~10cm,10~20cm,20~30cm,30~50cm,50~70cm 和 70~90cm等6个不同深度的土壤样品风干、磨碎、过筛(100目尼龙筛)后,采用美国ORTEC公司生产的高纯锗(Ge)7600型同轴探测器测试137Cs的γ放射性,经572型24倍前置放大和ADC转换器后,再经S40系列4096多道分析器。高纯锗(Ge)7600型同轴探测器探头的灵敏体积为100cm3,对60Co的1.33MeV的射线的能量分辨率为1.9KeV,峰康比为50∶1,温度漂移<0. 01%/℃。标准源是加拿大贝德福海洋研究所提供的强度为1. 16Bq/g,重65.4g。每个样品测重约为380g,测量时间为30000s,为保证测试精度,每个样品均测试3次,取平均值。

第一性生产力的直接估算比较困难,本研究采用土壤根量和植被覆盖率代替土地生产力。土壤根系取0~30cm表层土样,捡出活根,与土壤分别烘干称重,计算根系含量。根据1995年 3月15—18日正午用便携式光度仪测定露天透光率Po和每一个采样点的植被透光率Pv,计算不同土地利用类型的植被覆盖率(C):

C=(1-Pv/Po)×100% (1)

为了保证测试精度,每个样点均测试3次,取平均值。

三、 结果与讨论

图2显示不同土地利用方式下土壤养分的变化。根据公式(2)计算各样品的土壤质量指数SQI[13,14]:

SQI=EWiIi(i=1~6),EWi = 100 (2)

式中,Wi为各评价指标的权重,Ii为评价指标等级分值 (1、 2、 3、 4)。SQI的最大值SQIm=400,这是理想土壤的质量指数值,实际中很难达到这一数值。本研究引入土壤质量指数的目的是为了把各样点不同利用方式下土壤质量与初始利用方式下土壤质量进行对比,定量化分析不同利用方式对土壤质量的影响程度。

图2不同利用方式下土壤养分和盐分变化

Fig. 2The change of soil nutrient and salinity under different land use in Korla City

原始胡杨林土壤质量指数最高,达240。荒漠2个样品的平均值约为212,经过15~20a开垦利用后,土壤质量指数全面下降,土壤质量指数下降幅度分别为天然草场<人工草场<3a轮作<旱地<休闲地<果园<废弃地,废弃地的土壤质量指数仅为66。果园土壤质量指数下降很大,除了果树生长削弱地力外,也可能与果园经营粗放,农业投入较少有关。在各样品土壤养分中仅有旱地和休闲地中速效氮含量有所上升,主要原因是农业生产施肥所致。土壤盐分变化较大,天然草场和人工草场均呈下降,轮作地、休闲地、耕地略有上升,果园上升明显,废弃地则上升高达6~7倍。这可能与灌溉方式和淋溶作用有关,土地开发利用后一般土壤中盐分呈下降趋势,但是“重灌轻排”引起地下水位上升,导致土壤次生盐渍化而受到废弃。

图3显示不同利用方式下土壤水分的变化。通过对 9个利用方式14个剖面0~90cm 的土壤分层取样,3次测定土壤水分含量,取平均值发现人工草场土壤水分最为充沛,为 17. 2%,天然草场和原始胡杨林的水分含量也达 16.4%、 15.9%。旱地、 3a轮作和休闲地水分含量约 12.6%、 12.0% 和 9.3%。废弃地和果园的水分含量较低,分别为 7.2% 和 6.0%。荒漠土壤水分仅为 2.4%。尽管人工草场、天然草场和原始胡杨林0~20cm表层土壤中水分含量大致相同,但是不同利用方式下土壤水分垂直变化相差悬殊,人工草场土壤水分高峰出现最浅,在20~30cm; 天然草场、原始胡杨林、果园次之,土壤水分高峰在 30~40cm ;旱地、 3a轮作地、休闲地再次之,土壤水分高峰在40~50cm,废弃地和荒漠土壤水分高峰出现最深,在50~70cm。

图3不同利用方式下土壤水分的垂直变化

Fig. 3The change of soil moisture with depth under different land use in Korla City

— ◇—荒漠 Desert — □—人工草场 Pasture — △—天然草场 Meadow

— ×— 胡杨林 Populus euphratica— * — 旱 地 Upland — ◆— 轮 作地 Crop rotation

— |—休闲地 Fallow— ■— 废弃地 Wasteland—▲— 果园 Orchard

图4显示不同利用方式下土壤侵蚀的变化。本研究借助土壤中137Cs变化反映土壤侵蚀强度和空间分布。由于137Cs伴随大气环流和降水分布于地表,因此,在一定区域内,只要不发生土壤的物理运动 (侵蚀、搬运、堆积等),137Cs分布值大致相等。首先,根据公式(3)计算各样品点的137Cs强度值,具体如下:

Cs=∑ni=1Ci×BDi×DIi×1000 (3)

式中,Cs为样品单位面积137Cs的含量 (Bq/m2),i为采样层数序号,n为采样层数,Ci为采样层数序号i的137C浓度(Bq/kg),BDi为采样层数序号i的土壤容重值(Mg/m3),DIi为采样层数序号i的土壤深度值(m);其次,建立137Cs强度值与土壤侵蚀强度之间的相关模型。许多研究表明本研究区土壤侵蚀的空间差异与137Cs的空间分布呈线性相关关系[12,15—18],则可根据公式(4)计算样点137Cs含量的变化率:

Csn=(Css-Csr)/Csr (4)

式中Csn为样品所在区137 Cs含量的变化率,正值说明该区堆积,负值说明该区侵蚀;Css为样品137Cs的强度值(Bq/m2);Csr为标准剖面137Cs的强度值(Bq/m2)。最后,根据土壤侵蚀的空间分布与137Cs含量呈线性相关,建立土壤侵蚀空间分布模型公式(5):

Snt=Csn×BD×DI×1000/T (5)

图4不同利用方式下土壤侵蚀变化

Fig. 4The erosion rate change in different land use

式中,Snt为样品所在区年平均侵蚀模数[t /(km2· a)];BD为样品所在区土壤容重(mg/m3);DI为采样间距(cm);T为本研究区发现137Cs含量最高值的年份与采样时间所在年差值的绝对值。本研究采样时间为1995年,国内外研究认为 1964年禁止大气核试验是土壤中137Cs出现的峰值,则 T=31a[19,20]。根据公式(5)可以计算出各样品所在区的土壤侵蚀模数,荒漠区土壤侵蚀量高达5987.21t /(km2·a);废弃地次之,为5527.19t/(km2·a);休闲地、旱地、3a轮作地再次之,分别为3833.29 t /(km2·a)、3537.29 t /(km2·a)、 3604.88 t /(km2·a);果园、天然草地土壤侵蚀分别为 3215.56 t/(km2·a)、3171.31 t/(km2·a); 人工草场和原始胡杨林的土壤侵蚀最低,分别为1973.44 t /(km2·a)、1647.78 t/(km2· a)。这表明农业生产活动在一定程度上阻止或减弱了土壤侵蚀强度,人工草场和原始胡杨林的土壤侵蚀量仅属于1991年水电部土壤侵蚀强度分级时的轻度侵蚀[5000t/(km2·a)]。

图5显示不同利用方式下土地生产力的变化,人工草场土壤根系含量最高,达 2.21g/kg,胡杨林、天然草场次之,分别为 2.05g/kg、1.58g/kg,旱地、 3a轮作地、休闲地再次之,分别为1.01g/kg、1.08g /kg、0.88g/kg,废弃地为0.30g/kg,荒漠最低,仅为0.23g/kg。原始胡杨林的植被覆盖率最高,达94.0%,人工草场、天然草场次之,分别为 90.0%、 74.0%,旱地、 3a轮作地、休闲地再次之,分别为49.0%、 54.0%、 42.0%,废弃地为16.0%,荒漠的植被覆盖率最低,仅为10.0%。借助Excel 软件,把土壤根系、植被覆盖率与土壤侵蚀模数进行相关性分析,相关系数分别为-0.9377和-0.9289,这显示两者之间是显著负相关。同时,将土壤水分与土壤根系和植被覆盖率进行相关性分析,相关系数分别为0.8642和0.9226,说明两者之间存在着正相关关系,植被覆盖率与土壤水分之间更为显著相关。反映植被覆盖对土壤水分保持有着重要作用,因此,西北地区防止干旱化重要举措是必须努力保持地表植被。

图5不同利用方式下土地生产力变化

Fig. 5The change of land productivity under different land use

本区初始利用方式是戈壁荒漠,且采集样品的区域范围较小(360hm2),土壤类型属于棕漠土,1995年借助地理信息系统(GIS)与地统计学(Geostatistic)的空间分析功能评价了土地质量,土壤养分等因子的空间分异特征极不明显,性状均一[11]。因此,从时空转换角度出发,当前土地利用空间格局可以看作土地利用方式在时间上的转变。本次研究以荒漠和原始胡杨林作为参照系,分析土地利用变化对土壤性状的影响。① 戈壁荒漠生态环境十分脆弱,土地利用变化导致土壤质量下降。经15~20a的开垦利用,土壤质量指数均存在着不同程度的下降,各样品中仅有旱地、3a轮作地的有效氮有所上升,这是人工施肥的缘故。天然草地土壤质量指数下降最少,而果园土壤质量指数下降最多,在一定程度果园是不利于保护土壤养分的。原始胡杨林无论是土壤水分保持,还是防止土壤侵蚀均有明显作用,可以认为是该区保护生态环境的最有效途径。② 土地利用变化导致土壤水分改变,这主要与地表覆被、农业耕作有关。地表覆被增加减少土壤水分蒸发,耕作改变土壤通气性和土层结构。③ 土地利用变化引发的土壤侵蚀变化十分明显,天然草场、人工草场及适当的种植与荒漠相比,在一定程度上防止或减弱了土壤侵蚀强度。因次生盐渍化重新废弃的土地又将加剧土壤侵蚀,必须合理使用水资源,加大水利设施的投入,防止土地次生盐渍化。④ 土地利用变化对土地生产力影响明显。原始胡杨林和人工草场的植被覆盖率、土壤根系含量均较高,远远大于荒漠的土地生产力,因不当利用造成的废弃地土地生产力与荒漠则十分接近。因此,在生态环境相当脆弱的干旱区适度发展牧业仍然是可行的,已经取得防治荒漠化经验也证实上述观点。与此同时,应当利用国内粮食生产相对过剩的有利时机,积极调整土地利用结构,退耕还草,退耕还林,严禁盲目开垦荒地。加大农田水利设施、农田保护林、防风固沙林等基础设施建设,对防止土地退化(荒漠化)是十分有益的。

四、 结论

(1) 土地利用变化对土壤性状的影响及响应十分明显。库尔勒市荒漠开垦后土壤质量总体呈下降趋势,土壤侵蚀总量也呈下降趋势,但土地生产力则有比较明显的上升。

(2) 土壤侵蚀强度与土地生产力的替代指标植被覆盖率和根系含量呈明显的负相关关系,反映土壤侵蚀对土地生产力的负面效应。土地生产力又与土壤水分含量呈明显的正相关关系,反映了植被覆盖对水分保持的作用,说明保持地表植被对防止西北地区干旱化是至关重要的。

(3) 本区适当地发展牧业是可行的,最佳的土地利用方式是林、草。只要积极调整土地结构,退耕还草,退耕还林,严禁盲目开垦荒地,并加以一定的预防和治理,在一定程度上可以防止或减弱土地退化(荒漠化)进程。

参考文献

[1] Fu Bojie,Ma Keming,Zhou Huafeng,et al. The effect of land use structure on the distribution of soil nutrients in the hilly area of the Loess Plateau,China[J]. Chinese Science Bulletin, 1999,44(8):732736.

[2] Vitousek P M. Beyond global warming: Ecology and Global Change[J]. Ecology, 1994,75(7):18611876.

[3] Skukla J. Amazonian deforestation and climate change[J]. Science, 1990, 247: 13221324.

[4] Maston P A,Vitousek P M. Ecosystem approach to a global nitrous oxide budget[J]. Bioscience, 1990,40: 667672.

[5] Fung I Y,John J,Lerner J,et al. Threedimensional model synthesis of the global methanecycle[J]. Journal of Geo Research, 1991,96(D7): 1303313065.

[6] Mooney H A. Exchange of materials between terres trial ecosystem and the atmosphere[J]. Science, 1987,238: 2632.

[7] Richey J E,Nobre C,Deser C. Amazon River discharge and climate variability: 1903—1985[J]. Science, 1989,246:101103.

[8] Carpenter S R,Fisher S G,Grimm N B. Global change and fresh water ecosystem[J]. Annunal Review of Ecological System, 1992,23: 119140.

[9] 傅伯杰,陈利顶,马克明.黄土丘陵区小流域土地利用变化对生态环境的影响[J]. 地理学报,1999,54(3): 241246.

[10] 樊自立.新疆土地开发对生态环境的影响及对策研究[M]. 北京: 气象出版社,1996,130140.

[11] 陈浮,刘伟,王铁卫,等.农用土地价格评估—— 以库尔勒市为例[J]. 自然资源学报,1998,13(2): 162168.

[12] 濮励杰,包浩生,彭补拙,等. 137Cs应用于我国西部风蚀地区土地退化的初步研究[J]. 土壤学报,1998,35(4): 441449.

[13] 王效举,龚子同.红壤丘陵小区域不同利用方式下土壤变化的评价和预测[J].土壤学报,1998,35(1): 135140.

[14] Chen Fu,Pu Lijie. Responses of soil to land use changes in arid region[J]. 南京大学学报 (自然资源学报),2000,36(3): 371374.

[15] Zhang Xinbao,Higgitt D L,Walling D E. A preliminary assessment of the potential for using caesium137 to estimate rates of soil erosion in the Loess Plateau of China[J]. Hydrological Sciences Journal,1990,35(2): 267276.

[16] Sutherland D E,Kowalchck T,Dejong E. Caesium137 estimates of sediment redistribution by wind[J]. Soil Science, 1991,151(15): 387396.

[17] Walling D E,Quine T A. Calibration of caesium137 measurements to provide quantitative erosion rate data[J]. Land Degradation and Rehabilitation, 1990,2: 161175.

[18] 杨浩,杜明远,赵其国,等.基于137Cs地表富集作用的土壤侵蚀速率的定量模型[J].土壤侵蚀与水土保持学报,1999,5(3): 4248.

[19] 张信宝,Higgitt D L,Walling E. 137Cs法测算黄土高原土壤侵蚀速率的初步研究[J].地球化学,1991,(3): 212218.

[20] Prissel M J,Pennders R. Model for the accumulation of 90Sr,137Cs,239,240 Cs and 241 Am in the upper layer of soils. In: P J Coughtrey,J N Bell,T M Roberts. ed[J]. Ecological aspects of radionuclide. Oxford: Black well. 1983. 6372.

THE EFFECT OF LAND USE CHANGES ON SOIL

CONDITIONS IN KORLA CITY, XINJIANG

Chen FuPu LijiePeng BuzhuoBao Haosheng

(Department of Urban and Resoures Sciences,Nanjing University,

Nanjing,210093,China)

Abstract:Land use change may influence a variety of natural and ecological processes,including soil nutrient,soil moisture,soil erosion,land productivity and biodiversity. The 9 typical land use patterns lasted for 1520 years have been chosen to study the effect of different land use patterns on soilnutrient,soilerosion,soil moisture,saline and so on. We drew conclusions as follows: Firstly,it is clear of the effect of land use change on soil. Land use change results in the decline of soil nutrient and erosion rate,but the increase of land productivity; Secondly,the erosion rate and the rate of vegetation cover is the subtractive correlativity. It reflects the effect of soil erosion on land productivity. It is clear of the positive correlativity between land productivity and soil moisture and explains the role of land surface vegetation to preventing aridity in the northwestern China; Lastly,it is feasible to develop animal husbandry properly in arid region. The topgallant land use pattern is forest and meadow in arid region. The rational land use may prevent or weaken the intensity of soil erosion in a certain extent. Therefore,activities accorded with ecological principal such as readjustment of land use structure,rational reclamation along with adoption of prevention and control measures can reverse land degradation process.

Key words: land use change; soil nutrient; soil moisture; soil erosion; land productivity; Korla City区域水资源量的估算及预测分析区域水资源量的估算及预测分析基金项目:由国家环保总局科技发展项目(A—95301)、加拿大GPIPP、香港研究基金委员会项目(RGC Grant 97/98 Code:338/005/0007)资助。

本文与张永勤、缪启龙、何毓意共同撰写,原载《地理科学》,2001年第21卷第5期,第457462页。

——以南京地区为例摘要分析了南京地区的水资源状况,从地表热量平衡、水量平衡的基本理论出发,结合南京地区的气象、水文、土壤等资料建立了区域水资源量估算模型,计算了该地区的地表水、地下水及水资源总量,根据实际资料进行了模型检验,并对未来不同气候变化情景下的水资源状况进行了预测分析,提出了该地区水资源合理利用的方案。

关键词水资源估算模型气候变化预测分析

引言

水资源是人类赖以生存和发展的基本物质之一,是人类生息不可缺少的自然资源。对“水资源”的定义科学界不同领域仍存在分歧,本研究认为水资源是参与自然界水分循环的、可再生的(逐年可得到恢复和更新)、能够提供人类连续使用的淡水资源[1]。

南京地区包括了南京市区及江宁、江浦、高淳、六合、溧水5县,由于得天独厚的自然条件,南京地区是我国经济较为发达的地区之一,农业上是我国重要的商品粮生产基地和主要的农业高产区;工业上讲是我国布局集中、体系完整的重要工业区。全境土壤类型多样,土层深厚肥沃。长江自西南向东北穿流而过,水热条件好,属于典型的亚热带季风气候区。年内雨水丰沛,表面上看水资源丰富,事实上水资源供需矛盾很大。由于水的不可替代性和可利用水资源的有限性以及经济发展和人民生活对水资源的需求量越来越大,各种废弃物对水源的污染也越来越严重,使水资源普遍短缺。南京地区人口密度大,经济发达,水资源更感匮乏。由于境内气温偏高,蒸发量往往大于降水量。长江过境水量虽然很大,但流量的60%~70%集中在6—9月的汛期,丰水年不仅本地水量大,而且上游来水量亦大,洪峰集中,极易洪涝。枯水年本地降水少,上游来水亦少,江河水位偏低,又极易形成干旱。呈现一种“要水水不来、赶水水不走”的局面。本文计算了南京地区水资源量,分析了水资源开发利用状况,给该地区水资源合理利用及保护水资源提供科学依据。

1区域水资源量的估算模型

按定义,区域水资源量W为当地降水形成的地表和地下的产水量,即地表径流量与降水入渗形成的地下水的补给量,对南京地区,可利用的水资源还包括长江过境水量(长江的过境水量达9730×108 m3)。本地区境内无大型调节水库,降水水资源量不足,不仅需要地下水补给,而且需要通过引水工程将过境江河水用于社会、经济的各个部门,最后又有一部分归入江河(图1)。

图1南京地区水资源的流程图

Fig.1Flow chart of water resources in the Nanjing region

评价一个流域的年水资源量一般是根据陆面水量平衡原理,再考虑地貌情况(例如有山间盆地的山区、无山间盆地的山区及平原等)进行计算。在计算水资源量时,还需要对本区的各种耗水(工业、农业及生活用水)、外来水以及回归、渗漏等水量作详细的调查计算,对平原地区还要考虑地下水的埋深等情况。因此,水资源量的评估是一项十分复杂而烦琐的工作,显然有关的实测资料也难以取得。为此,我们从水资源量和水热交换的关系入手,参照刘春蓁提出的一个区域水资源的气候学计算方法[2]建立南京地区的年水资源量估算模型。

长江三角洲地区的当地水资源总量可以用下式表示:

W=R+Wt (1)

这里W为水资源总量;R为地表径流量;Wt为地下水补给量。

1.1地表水资源量计算

地表水资源量即当年降水形成的天然地表年径流量,南京地区多年平均地表径流量为19.6×108 m3,平均径流系数 0.286。一般而言,降水多的年份径流量大。通过对南京地区年降水量和年径流量的统计分析我们发现,径流量与降水量变化存在一定的一致性,两者之间有较好的线形相关,关系式如下:

R=-399.34+0.67×Pr=0.75 (2)

式中,R为年径流量,P为年降水量。式(2)通过置信度5%的检验。由此可见,降水量的增减基本上决定了地表径流的变化。

将陆面的水量平衡及能量平衡方程写成如下形式:

P=E+R+ΔWs(3)

Qn=H+LE+Q(4)

式中,P为降水量,E为地表蒸发量,R为径流量,ΔWs为土壤蓄水量的变化,Qn为陆面辐射平衡,H为陆面与大气间的感热交换项,LE为蒸发耗热项,Q为地中热流量项。

对多年年平均的陆面过程,上两式中的ΔWs及Q为小项,可略而不计,于是(3)、(4)式写成

E=P-R(5)

Qn=H+LE(6)

计算中涉及区域平均辐射平衡值和平均降水量的计算,年平均辐射平衡值按翁笃鸣提出的参数化方案计算[3]:

Qn=Qa(1 -γ)-Qlw (7)

Qa=S0(a+bS1)(8)

Qlw=δσ[T40-T4(1.035-0.295e-0.166w∞)]×(1-0.54e0.02z2n×0.965e0.18z(9)

w∞=(0.1054+0.1513ed)exp(0.06z) (10)

式中,Qa为总辐射(W/m2),γ为地面反射率,Qlw为有效辐射(W/m2),S0为天文辐射(W/m2),S1为日照百分率,z为海拔高度,n为以小数点表示的总云量,σ为辐射定律常数,T为气温,T0为地面温度,ed为空气水汽压(hpa),a,b 分别为经验系数。

对(5)、(6)两式做一定的处理,可得到表征陆气之间水量和热量交换的参数。可将地表径流系数和感热系数写成α=R/P和φ=H/Qn,于是有

α=1-11+(LP/Qn)2(11)

φ=1-LP/Qn1+(LP/Qn)2(12)

应该指出,陆气间的水热交换量的变化,除受气候要素变化的影响外,还受下垫面状况的影响。如地形、地貌、植被及土壤等。但在实测的辐射平衡值与降水量内隐含了它们的影响。(1)和(2)两式中虽然没有流域地形植被等特征的描写,受下垫面状况影响最大的是流域土壤蓄水量变化项ΔW及地中热流量项Q,在多年平均情况下较小,可以略去。可见,(11)、(12)式将描写陆气间水热交换状况的径流系数α及感热系数 φ与气候状况联系起来。当气候状况发生变化时,如辐射平衡与降水量变大变小,将引起径流系数及感热系数的变化。地表径流量R由(13)式计算:

R=P×α=P×1-11+(LP/Qn)2(13)

利用(11)~(13)式计算南京地区 1981—1995年逐年的α、φ、R 及K=α/φ值(表1)。表1南京地区1981—1995 年的降水量及水热平衡分量

Table 1The precipitation and fraction of water and heat of Nanjing region from 1981 to 1995

年份降水量(mm)径流系数α感热系数φK(α/φ)地表径流(mm)1981949.90.2370.3530.671225.319821106.50.3250.2621.241359.7198311240.2950.2911.014331.51984959.90.2480.3410.726237.819851013.30.2800.3060.918284.21986722.50.1600.4580.348115.319871377.90.3620.2301.574498.71988924.90.2270.3660.620209.819891161.30.3400.2491.366394.71990950.40.2360.3550.665224.219911625.80.4640.1562.970753.61992885.20.1620.4550.355143.019931241.50.2990.2871.044375.11994647.90.1220.5210.23479.01995770.70.1690.4440.379129.9多年平均1030.80.2680.3190.841276.1从表1 计算值中可以看出,α、φ基本上能够反映出丰水年及枯水年陆气间水量、热量交换特征,即枯水年 α小、φ大,丰水年 α大、φ小。α与 φ的比值K 与水资源总量具有很高的线形相关关系,有分辨枯水年与丰水年的能力,对于雨水偏多的1991年,K值达2.970,而1994年全地区平均降水仅为647.9 mm时,K的值为0.234。

从南京地区历年的水热平衡分量和水资源总量计算结果来看,南京地区径流量为79.0~753.6mm,径流系数变化在 0.122~0.464,感热系数为0.156~0.521,K值为0.234~2.970,多年平均径流量为276.1 mm,平均径流系数为0.268,感热系数为0.319,K为0.841,表明本地区雨水丰沛,地表径流大,是水资源较丰富的地区。

2地下水资源量的计算

南京地下水归属于长江下游地下水系统、西南低山丘陵亚系统西缘的长江河谷平原区。地下水主要赋存于长江沿岸冲击层及碳酸盐地层,有松散沉积层空隙水、碳酸岩类裂隙岩溶水和基岩裂隙水等三种地下水类型。前者含水层埋藏较浅,多为浅层水,后两者多数浅层承压水,相对稳定,自然补给周期长,一般较少参与以年为周期的水循环过程。

地下水的补给量是指单位时间内流入含水层的地下水总量,它包括天然补给量、开采补给量和人工补给量三个部分。根据水均衡原理,一个地区含水层中的地下水在正常天然情况下处于动态平衡状态,多年平均补给量与排泄量基本相等,即

ΔW =0∑Q补 =∑Q排 (14)

地下水的天然补给是指在天然条件下原始存在的补给量,即在原始天然的排泄基准面的条件下获得的全部补给量。由于地下水的被开采,地下水的原始状态已不存在,因而地下水的天然补给量实际是目前水位条件下的补给量。

南京地区浅层地下水的补给以大气降水补给为主。大气降水入渗补给量Wt用入渗系数法进行计算:

Wt=P×m×F×10-5 (15)

式中,Wt为大气降水入渗补给量(108 m3/年);F为计算区域面积(km2);m为降水入渗系数,该系数与地层的透水能力及地下水位埋深等因素有关。参照有关文献,南京地区以亚粘土为主,地下水位埋深1~3 m,取大气降水入渗系数为0.131[4]。

由式(1)、(13)、(14)计算了南京地区1981—1995年的地下水及水资源总量(表2)。表2南京地区1981—1995年的水资源计算结果

Table 2Calculated result of water resources in Nanjing region from 1981 to 1995

年份地下水补给量

(108 m3)水资源总量

(108 m3)年份地下水补给量

(108 m3)水资源总量

(108 m3)19817.94322.32619899.71125.19619829.25322.96219907.94822.26019839.39921.161199113.59648.10619848.02723.20719927.40216.53119858.47426.616199310.38223.94519866.02413.40219945.41810.461198711.52331.83519956.44514.73719887.73421.127多年平均8.61926.245南京地区地下水补给量为(5.418~13.596)×108 m3,水资源量为(10.461~48.106)×108 m3;多年平均地下水量8.619×108 m3,水资源量26.245×108 m3。降水丰沛的年份,如1987、1991 年,地下水的补给量大,水资源量也大。同时也可看到,南京地区水资源量的年际变化较大,降水丰沛的年份如1991年,水资源量为48.106 ×108 m3,而降水量偏少的1994年,水资源量仅为 10.461×108 m3,这给工农业生产和人民生活带来显著的影响。

南京地区用水量主要是农业用水、生活用水和工业用水,农业用水主要是直接利用自然降水,部分需要灌溉。而工业用水、生活用水则主要依靠供水工程,供水主要为蓄水工程、引水工程及提水工程供应。引水、提水水源以长江水为主。1995年全年依靠蓄水工程供水5×108 m3,引水工程供水32×108 m3,提水工程供水约2×108 m3,开采地下水 0.2×108 m3,全年总供水近 40×108 m3。南京目前尚有数千眼井,开采浅层空隙地下水作为居民生活洗涤用水,日开采量约万余吨,数百眼工厂自备水井开采浅层基岩裂隙水、孔隙承压水和岩溶裂隙水用于生产和职工生活,日开采量约5×108 m3。南京地区每年地下水开采量约 0.22×108 m3,地下水开采量占总供水量的比例不到 0.6%,可见南京地区的供水主要是地表水,地下水的供水量很少。

3模型的检验

将模型计算出的结果与1994、1995 年的实测值相比较,降水径流量相对误差小于10%,地下水补给量的相对误差小于6%,水资源总量的相对误差小于8%,可见,水资源的估算模型较好地反映了南京地区水资源的实际情况,充分表明建立的区域水资源估算模型是适宜的、有意义的。

4未来水资源量预测分析

水资源的估算模型中包含了气温和降水两个气候因子,因此,水资源系统在气温和降水两方面与气候系统存在响应。当降水和温度发生变化时,水资源总量也会发生相应的变化。气温升高导致蒸发量增大、地表径流减少,而地表径流量是地表水资源的主要来源,因此,增温将导致地表水资源的减少。降水量变化直接影响地表径流、入渗补给,同时由于降水也是地下水补给的主要途径,降水的变化对于水资源总量有着决定性的意义。

对未来的气候预测通常用统计学预测和 GCM模式预测。赵宗慈(1997)选用 IPCC 报告中的 GCM模式,建立东亚地区综合方案,计算了大气中 CO2倍增时东亚地区的气候变化状况。她的研究结果表明,当CO2倍增时,我国气温升高幅度在0.8℃~3.0℃,其中江淮地区气温将升高1.4℃~2.7℃[5]。缪启龙、丁裕国等根据南京地区100年来实际平均气温资料的变化趋势,运用统计方法后延,预测到2030年本地区可能增温0.071℃,到2050年增温0.109℃[6]。

考虑到上述预测结果,同时考虑到气候预测的不确定性和精度问题,本文的分析中考虑了未来30种可能的气候情景,即在气温升高0.0℃、0.5℃、1.0℃、1.5℃、2.0℃、2.5℃和降水变化±20%、0%、±10%时,气候变化对水资源的影响。

由水资源总量估算模型计算了未来不同气候情景下南京地区的水资源总量(表3)。其中“-”表示水资源量减少,“+”表示水资源量增加。表3南京地区在未来不同气候情景下的水资源总量(×108m3)

Table 3Total water resources of Nanjing under future different climate scenarios(×108m3)

温度升高降水变化-20%-10%0%+10%+20%0.0℃16.6721.9427.2132.4937.760.5℃15.8221.0926.3631.6336.901.0℃14.9520.2225.4930.7636.031.5℃14.0519.3224.5929.8635.132.0℃13.1318.4023.6728.9434.212.5℃12.1817.4522.7328.0033.27结果表明,南京地区水资源对气候变化很敏感。在不同的气候情景下,南京水资源总量差异很大,当气温升高2.5℃、降水减少20%时,水资源总量与气温不变、降水增加20%时水资源总量相差25.58×108 m3。水资源对降水的敏感大于对气温的敏感。温度升高1.0℃导致的水资源减少仅相当于降水3.3%引起的水资源减少量。

本地区多年平均水资源总量约27×108 m3,随着气候的变化,水资源总量也会有相应的增减,变化幅度在(12.18~37.76)×108 m3 之间。从南京地区的人口、经济状况来看,在一般的水平年处于水资源不足和供需基本平衡之间,但对于大旱年份(例如1994年,当年水资源总量仅10.46×108 m3,而总用水量达到39×108 m3,当年的实际需水量为43×108 m3),产水量显然不能满足需水的要求。随着地区经济的发展、人口的增加,用水需求量会日益增长,这在水资源利用规划中必须充分考虑。

5南京地区水资源合理利用方案

水资源的合理开发利用对区域经济和社会发展全局有重要意义。水资源可利用量包括本地水资源量和过境水资源量,受气候变化的影响十分明显。用水需求量取决于社会与经济发展、城市化程度、人口数量、农作物的种植面积及作物品种,还取决于未来气候变化。充分考虑影响水资源的因素,并制定相应对策,将有利于保护环境和经济的可持续发展。

由于南京地区旱、涝频繁,考虑未来经济发展和气候变化,为了确保农业、工业和生活用水,各地各行业要积极推广节水技术、措施。应加强水资源工程建设,如修建中小型水库、引水河渠,增加引水、提水能力,以便及时调控水资源供给。同时也要提高水资源的管理水平,建立统一的水资源管理机构,建立和健全各级用水监测网,建立合理的以量计费的用水收费标准,健全收费制度。

高度重视污水治理。随着经济的发展、人口的增加、城市和工业生产的高速发展,污水排放对水资源的影响已经引起广泛关注。南京地区 1995年废水总排放量是8.9×108 m3,其中工业废水排放6.78×108 m3。据南京地区资料表明,南京地区污水排放有逐年增加的趋势。污水排放量直接影响水资源总量和质量,这在一些厂矿和小集镇尤为显著。为保护水资源,保护环境,各级政府、企业及单位必须进一步加大污水治理力度和投入,控制污水排放量,把污水治理纳入城市发展规划、经济发展规划,必须把污水治理经费纳入企业外部成本,以便有足够的经费,保证污水排放对水资源不产生明显的影响。注意研究工业生产中减少污水的新技术、新措施、新产品,调整生产布局,发展排放污水较少的工业,保护水资源,实现社会经济的可持续发展。

6小结

(1) 本文建立了区域水资源量的估算模型并进行了检验,定量计算、预测分析了不同气候变化情景对水资源的影响。

(2) 南京地区水资源对气候变化很敏感,未来降水、温度变化都会使水资源总量发生变化。应合理利用和保护水资源,实现社会经济可持续发展。

参考文献

[1] 尚守忠,田世义.水资源及其开发利用[M].北京:科普出版社,1993:5875.

[2] 刘春蓁.华北水文循环特征[M]∥气候变化对西北华北水资源的影响.济南:山东科学技术出版社,1993:8599.

[3] 翁笃鸣.中国辐射气候[M].北京:气象出版社,1996:6680.

[4] 江苏地质矿产局.江苏省地下水资源研究[M].南京:江苏科学技术出版社,1991:75103.

[5] 李晓东,赵宗慈.人类活动对未来东亚地区气候变化的影响[M]∥中国的气候变化与气候影响研究.北京:气象出版社,1997:380382.

[6] Miao Qilong,Ding Yuguo et al.“Preliminary Estimates for the Effect of Climate Change on Environment and Socioeconomic Development in the Yangtze Delta Region”[C]∥Yin Yongyuan,et al(eds.). Climate Change Impact Assessment and Adaptation Option Evaluation:Chinese and Canadian Perspectives. Beijing:Environmental Sciences Press,1995:3539.

CALCULATION AND PREDICTION OF

REGIONAL WATER RESOURCES

Zhang Yongqin1Miao Qilong2Peng Buzhuo1

(1. Department of Urban and Resources Sciences,Nanjing University,

Nanjing,Jiangsu 210093;

2. Department of Environmental Sciences,Nanjing Institute of Meteorology,

Nanjing,Jiangsu 210044)

Abstract:Water resources are the indispensable materials for the existence and development of mankind. The goal of this paper is to analyze the impact factors of water resources amount and exploitation and consume status of Nanjing region,then provide scientific guidance for reasonable use and protection of water resources.

Regional water resources include ground and underground water resources coming from precipitation. To Nanjing region,they also include the water amount coming from the Yangtze River,which passes through and provides water for this region. By analyzing the water resources of Nanjing region,this paper adopts basic theories of land surface heat and water balance,combines with meteorological,hydrological,soil condition and economy development to develop an calculation and evaluation model of regional water resources amount. This model is used to calculate the amount of this regions ground water resources,underground water resources and total water resources.Based on actual data,the paper tests the model. The result shows the model is suitable because the variation between the result and the actual data is less than 8%.

In this model,the temperature and precipitation change are fully considered as important influence factors to the amount of ground water,underground water and regional water resources. The paper also predicts and analyzes future water resources amount in future thirty different kinds of climate scenarios,that is: temperature increasing 0.0℃,0.5℃,1.0℃,1.5℃,2.0℃,2.5℃ and precipitation varying ±20%,0%,±10% respectively. It convinces that climate change can impact the water resources greatly. Precipitation change influences water resources more severely than temperature change does. Decreasing amount caused by temperature increasing 1.0℃ is equal to that of caused by precipitation deducing 3.3%.

Carefully analyzing the actual social and economic development of this region,the paper gives a reasonable proposal of using water resources. The government and each sector should pay attention to constructing hydraulic project,monitoring water resources and harnessing wastewater. These measurements are essential to this regions future economic and social development.

Key words: water resources,evaluation model,climate change,prediction and analysis城市边缘区耕地预警系统的研究城市边缘区耕地预警系统的研究基金项目:国家自然科学基金资助项目(项目编号:49801015)。

本文与魏金、张燕共同撰写,原载《经济地理》,2001年第21卷第6期,第714718页。

——以温州市为例摘要人多地少是我国基本国情,城市边缘区作为农业用地向城市用地转化的过渡地带,耕地与其他建设用地矛盾极为尖锐。本文将有关经济、环境预警的基本方法引入耕地预警研究中,运用统计法与模型法对城市边缘区耕地数量变化进行了探讨,并将其应用于对温州市边缘区耕地数量变化的预警。

关键词城市边缘区耕地预警预警方法警情警兆警度

1耕地预警系统的概念与特征

1.1耕地预警系统的概念

耕地预警的含义是指运用一定的科学方法对耕地的未来状态进行预测,预报不正常状态的时空范围和危害程度,并提出防范措施的一种管理活动。与耕地预警相联系的概念是排警[1]。

耕地预警系统构成要素包括警情、警源、警兆、警度。警情是指耕地利用过程的危机因素或极不正常的种种情况。警源是产生警情的根源。警兆是警情爆发之前的预先征兆。警度是指警情与警兆的严重程度,即“危险点”或“危险区”的危险程度或强度,耕地警度通常可划分为无警、轻警、中警、重警、巨警若干等级[2]。

1.2耕地预警系统的特征

耕地预警作为土地经济预警的一个重要内容,除遵循经济预警的基本规律,具有系统性、层次性、参照性、相关性与灵敏性外,还具有自己的特性[3]。

(1) 耕地预警系统的多因素性。在一切土地利用中,耕地所涉及的因素最多,其中既有自然因素,也包括社会、经济、政治等相关因素。耕地的多因素性导致了耕地预警的多样性,要实现耕地预警的目的,就需要探寻影响耕地的诸多因素,用多指标来反映不同的警情,分别判断各因素的危险点及危险区,从而做到有的放矢。

(2) 耕地预警系统的多功能性。对耕地进行预警,可更好、更完整地刻画耕地的变化趋势,为农业部门和农业管理人员及时调整方略以及政府制定农业调控政策提供信息,使调控措施发挥及时有效的作用,指导农业生产,提高经济效益,避免不必要的失误,减少损失。所以,耕地预警系统具有参照功能、纠错功能、指导功能、调控功能与决策功能等。

(3) 耕地预警系统具有可变性。由自然因素决定的耕地在时间上具有多变性,空间上具有多样性,并且社会、经济、政治等人为因素对耕地的影响也处于不断地变化之中,这些决定了耕地预警不可能固定不变,需要因时、因地、因事调整预警系统,以便使耕地预警逼近现实,更具科学、适用性。

(4) 耕地预警系统的有限性。耕地预警的特点是预测,并进一步对预测结果进行分析,提出“警报”,但影响耕地的因素众多,预警无法对所有因素预测、预报,尤其是一些自然因素,其预报的技术性强,难度大,只能对之进行有条件预警。因此,耕地预警绝非耕地管理的全部,不能替代耕地的其他管理方法。

2耕地预警系统的分类

研究的侧重点不同,可采用不同的标准将耕地预警系统划分成多种类型[4]。

根据耕地预警时间的跨度,可将耕地预警系统分为短期耕地预警系统、中期耕地预警系统、长期耕地预警系统。

耕地是质量和数量的统一体,根据耕地预警内在特性,可将耕地预警系统分为耕地质量预警系统和耕地数量预警系统。

根据耕地预警方法,可分为耕地统计预警系统、耕地模型预警系统、耕地定性预警系统、耕地定量预警系统及耕地综合预警系统。

耕地供给与需求是一对矛盾,既互为动力,又相互制约,与此相对应,耕地预警系统可分为耕地供给预警系统、耕地需求预警系统。

按耕地所处的区位,即城市因素、农村因素对耕地的影响,可将耕地预警系统分为城市边缘区耕地预警系统、城市影响区耕地预警系统、农村腹地耕地预警系统。其中城市边缘区是农业用地向城市用地转化的前沿地带,在土地利用性质、利用强度、土地空间结构及地理景观等方面都表现为城市土地利用类型向郊区农村土地利用类型的过渡,耕地的减少主要源于此地带,故城市边缘区是耕地预警的重点地带,也是本文讨论的重点。

3耕地预警系统建立的目的和原则

3.1耕地预警系统建立的目的

建立耕地预警系统的最终目的是通过寻找耕地警情产生的根源,预报耕地警情、警度,为排警提供决策信息,从而能对耕地进行有效管理,提高耕地的利用率及利用效益。耕地预警主要从耕地数量和质量两方面入手,分析引起耕地数量、质量变化及发展势态的各种相关因素,预报耕地数量增减与质量升降超越临界值的危险状况,为农业、土地等管理部门及时调整战略和制定土地政策提供尽可能早的信息和依据,以便合理利用耕地,保持耕地总量动态平衡,促进整个国民经济持续发展。

3.2耕地预警系统建立的原则

(1) 立足于现有数据,方法简便可行。耕地预警方法很多,在实际运用中,应根据数据的完整性及采集的难易程度,综合运用各种方法,并尽可能采用简单易操作的方法,使耕地预警系统简洁、直观、准确。

(2) 预警指标体系应具有科学性。耕地预警系统的指标体系是否科学,直接影响预警系统能否准确预报警度,因此,所选指标应满足如下要求: ① 能直接反映耕地的现状与发展趋势,以便于对耕地进行调控,并跟踪政策措施的实施效果;② 能大体与耕地变化相关,即同步、先行或滞后;③ 具有一定代表性,能全面灵活地反映耕地数量及质量变化,起“报警器”的作用;④ 所选指标必须有完备的监测统计数据,并应能及时获取这些资料。

4城市边缘区耕地预警系统建立的方法

4.1城市边缘区耕地预警系统建立的基本思路

城市边缘区耕地预警是一个明确警情→寻找警源→分析警兆→预报警度→排警的过程。就警情而言,耕地数量锐减,质量严重下降是我国耕地资源存在的主要问题,城市边缘区更为明显,对其预警尤为必要。而产生我国城市边缘区耕地数量、质量警情的警源主要有自然因素、国内政治、经济、社会等因素[5]。由于自然因素(气象、地质等)的发生偶然性大,可控性差,故本文主要针对引起城市边缘区耕地数量变化的、易于控制的社会经济因素进行预警。

另外,城市边缘区是土地利用结构、方式变化最为活跃地带,边缘区耕地的数量、质量的变化也具高度动态性,预警时段越长,误差越大,一般仅作中、短期预警,并同时采用多种方法,以便互相检验、修正。

4.2城市边缘区耕地预警的基本方法

耕地预警的方法很多,本文主要采用统计法和模型法。

4.2.1边缘区耕地统计预警方法

边缘区耕地统计预警是建立在长序列的统计资料基础上,利用统计分析手段预报警度的方法。具体步骤如下:

(1) 预选警情、警兆指标:根据专家意见、历史经验、统计处理、理论检验选择若干个耕地警情的变量指标及相关的警兆变量指标。

(2) 根据时差相关系数,筛选警情、警兆变量,计算先导长度:利用时差相关分析式,计算第 i个警情变量Yi(t)与第j个警兆变量Xj(t-k)之间的相关系数gYi(t),Xj(t-k),该式为

gYi(t),Xj(t-k)=∑{[Xj(t-k)-EXj][Yi(t)-EYi]}/

{∑[Xj(t-k)-EXj]2∑[Yi(t)-EYi]2}1/2(1)

式中k为第j个警兆变量先于第i个警情变量变化的先导长度(年)(k=0,±1, ±2,…;k >0表示Xj先行于Yik年,k0,在此条件下选择检验较显著的时差相关系数,由此确定警情变量对应的警兆变量及先导长度的k值。

(3) 选择报警点,划分报警区间,确定警情、警兆的警度:耕地预警是要预报耕地有关警情与警兆的警度,而警情警度的判别通过警情警限(L)来进行,警兆警度则依据警兆警区(R)来判定。先利用区间分析、历史分析、数学方法等综合确定耕地警情的无警、轻警、中警、重警、巨警的警限L,再根据L来确定对应的耕地警兆变量的无警、轻警、中警、重警、巨警的警区R。具体方法是,当警兆变量(X)与警情变量(Y)正线性相关时,rn=Xmax-(Ymax-ln)(Xmax-Xmin)/(Ymax-Ymin) (21)当警兆变量与警情变量负线性相关时,rn=Xmin+(Ymax-ln)(Xmax-Xmin)/(Ymax-Ymin)(22)式中Xmax、Xmin分别表示警兆变量的最大值与最小值,Ymax、Ymin分别表示警情变量的最大值与最小值,rn为警兆变量各警区之间的分界值,ln为警情变量各警限之间的分界值,n=1,2,3,4 则对应无警与轻警、轻警与中警、中警与重警、重警与巨警之间的分界。则报警区间(-r1,r1-r2,r2-r3,r3-r4,r4-)以及(-l1,l1-l2,l2-l3,l3-l4,l4-)分别对应警兆、警情的无警、轻警、中警、重警、巨警 5 个警度,且分别用 0,1,2,3,4 代表各警度的等级值。

(4) 检验:用警兆变量对相应警情变量的预警结果进行检验,如预警有效年占预警所有年份的2/3 以上,即为有效,则该警兆变量可用于外推对警情进行预警。

(5) 用扩散指数DI(Lm)预报警情:假定警兆变量对警情变量的影响重要性(权重)为Wj,且∑Wj=1,则有:

DI(Lm)=∑WjA(Rm)(3)

规定警兆变量处于相应的警区Rm中时,A(Rm)=1,否则 A(Rm)=0。当DI(Lm)>0.67时,表示警情变量在t时期处于Lm警限中[6]。与m=0,1,2,3,4对应的Rm、Lm分别为警兆与警情的无警、轻警、中警、重警、巨警区间(警度)。然而,实际情况中,DI(Lm)往往小于0.67,此时需将5种警度对应的DI值由大到小排列,按下述方法进行预警:若两种警度所拥有的DI值之和大于 0.67,则① 两警度是相邻的,基本预警结果介于两种警度之间;② 两警度不相邻,且隔一个或三个警度,预警结果为中间的警度;③ 间隔两个警度,预警结果处于中间的两个警度之间。若三种警度拥有的DI值之和大于0.67,基本预警结果为中间的那个警度。

4.2.2边缘区耕地模型预警方法

耕地的模型预警是对统计预警的补充和丰富,有两种建模途径:途径一是通过警兆变量的警度值RX来预测警情变量的警度值LY,预警模型为LY=f(RX),具体建模方法可利用多元回归技术,此处自变量RX与因变量LY的回归数值均采用反映警度的等级值;途径二是先建立预测模型Y=f(X),由警兆变量值X来预测警情变量值Y,再参照警情变量Y的警限L,将其转化为警度进行预警。

5温州市城市边缘区耕地预警实例研究

5.1温州市概况

温州市地处浙江东南部,界于北纬 27°02′~28°37′,东经 119°37′~121°30′。全市下辖鹿城、瓯海、龙湾3区,瑞安、乐清两市和洞头、永嘉、平阳、苍南、文成、泰顺6县;陆地总面积11784km2;1996年年末,全市人口为704.34万,人口密度为567人/km2,而市区高达1056人/ km2;人均耕地面积 0.024ha,市区仅为 0.015ha,低于全省的 0.037ha 和全国的0.08ha 水平;1996 年人均国内生产总值14756元,是1980年的25倍。随着经济的快速发展,温州的城镇规模也以经济发达的村镇为生长点迅速扩大,温州市区从1988年到1996年建成区面积已由23km2增至74km2,平均每年增加6.38km2。

5.2温州市耕地资源特点

温州市人多地少,不仅在浙江省,在全国也是屈指可数的,其边缘区的人地矛盾尤为突出,边缘区人均耕地只有0.007ha,不到国际规定的耕地危险点(0.053ha/人)的七分之一,就鹿城、龙湾两区而言,从1982至1996年平均每年减少耕地262.86ha,按此速度发展,10年后鹿城、龙湾区的耕地将全部转化为非农用地。同时由于农民为提高作物产量,往往盲目加大农药、化肥用量,忽视病虫害的天敌作用和有机肥施用,加之工业三废的排放使周边地区的耕地遭受污染,导致耕地土壤污染与肥力下降,耕地适宜性下降,边缘区耕地警情不断出现。为此,我们对温州市边缘区耕地预警系统进行了研究。

5.3温州市边缘区耕地预警系统的建立与运行

5.3.1确定研究区域

在综合考虑了温州市边缘区的范围、类型、地理分布、边缘区的演变过程及资料的完整性后,本文选择了温州市鹿城、龙湾两区作为温州市边缘区耕地预警系统的代表区。

5.3.2选取耕地数量预警系统的指标

将城市边缘区耕地面积增长率作为警情指标Y,通过对温州市人口、经济收入及投资情况等指标的时差分析,最终筛选确定如下 4 个指标作为影响温州市边缘区耕地警情的主要警兆变量指标:① 前年的人口增长率X1(t-2);② 去年的非农人口与总人口增长比X2(t-1);③ 大前年的农民收入增长率X3(t-3);④ 去年的农民与非农业职工收入增长比X4(t-1)。

5.3.3确定耕地数量警情变量的警限与警兆变量的警区

耕地面积增长率是温州市边缘区耕地数量警情的主要指标变量。根据实际情况,城市用地增长率与人口增长率之比为 2.12∶1 较合理,而城市边缘区耕地的减少主要为城市建设占用,故边缘区耕地的减少率与人口增长率之比不应高于此值。根据表2第4列计算,温州市14年来人口平均增长率为1.124%,若城镇建设以人口增长率2.12倍的规模扩大,则耕地相应减少2.39%,即耕地面积的增长率不应低于-2.4%,所以,温州市边缘区的耕地面积增长率的无警警限(L0)定为-2.4%;将表2第2列的耕地面积增长率从小至大排列,根据中数原则将中数-4.6%定为轻警警限(L1);由于在温州市边缘区发展中,大多数年份的耕地下降是合理占用,重、巨警的年份应为少数,按少数原则,将数列 1/3 处的数值-6.4%定为中警警限(L2);并把2位数负增长作为重警与巨警的分界值,取-9.9%为重警警限(L3)。

各警兆警区可根据前文所列的公式计算,并结合具体情况加以调整划分,结果见表1。表1温州市边缘区耕地警情与警兆报警区间

Tab.1The warning condition and sign standard of Wenzhou City arable

land forewarning in urban fringe

指标变量无警警区轻警警区中警警区重警警区巨警警区耕地面积增长率Y/%≥-2.24-2.24~-4.6-4.6~-6.4-6.4~-9.9<-9.9人口增长率X1/%≥1.331.33~0.970.97~0.790.79~0.541.27农民收入增长率X3/%≥20.1520.15 ~16.9916.99 ~12.4612.46~3.63<3.63农民与非农业职工收入增长比X4/%≥1.911.91~1.211.21~0.800.80~0.33<0.335.3.4边缘区耕地预警检验与预警

根据上述警限和警区区间,对所选指标进行预警检验(见表2),结果全部通过检验。并依各警兆指标对耕地警情进行预警。

用4个警兆变量指标X1~X4进行外推预警,1997年无警指标2个(X1,X3),轻警指标1个(X4),巨警指标1个(X2)。计算扩散指数DI(0)=0.5,DI(1)=0.25,DI(4)=0.25,DI(0)+DI(1)>0.67,表明1997年警情处于无警与轻警之间,偏向无警。表2温州市边缘区耕地警情与警兆指标检验

Tab.2Examination table of the warning condition and sign indexes of Wenzhou City in urban fringe

年份警情变量指标警兆变量指标YX1X2X3X4实际值警度值实际值警度值实际值警度值实际值警度值实际值警度值1983-0.52401.07010.315020.24503.73401984-0.71301.74401.135210.20430.79431985-6.35222.21500.574047.91701.42311986-4.55010.96120.66701.09540.12141987-5.01121.53100.939132.19802.20801988-2.07701.50800.963127.28300.96621989-1.50201.03211.053212.78720.95421990-0.76200.78931.06820.48940.06841991-2.84210.40941.52249.09132.31101992-10.43140.52740.37906.10130.23641993-8.29130.41640.957110.37930.28841994-10.89640.95421.321427.06500.77231995-11.14441.26601.127240.05001.81011996-3.96011.32001.613420.35001.2121注:实际值资料来源于温州市各年的统计年鉴。另外,作者利用上述 4 个警兆指标作自变量,以耕地面积增长率作因变量,建立回归方程[7],经逐步回归,最终得到预警模型为

Y(t)=-11.5397+3.6896X1(t-2)+0.1174X3(t-3)

复相关系数:R=0.758,样本区间:1986—1996年,F检验:F(2,8)=5.4>F0.05(2,8)=4.46。

本模型复相关系数较大, F检验显著,运用该模型外推预警,算得 1997年耕地面积增长率为-3.6%,位于轻警范围,与前述统计预警结果基本一致。

5.4温州市边缘区耕地预警结果分析

通过对温州市边缘区耕地数量警情的统计预警与模型预警分析,表明温州市边缘区耕地减少速度在变缓,耕地的数量警情正在消除,这与温州市实施的耕地管制、保障耕地动态平衡的政策措施相吻合。

参考文献

[1] 土地利用动态监测方法研究课题组.关于建立我国土地利用监测体系的设想[J].中国土地科学,1993(2):13.

[2] 陶骏昌.农业预警概论[M].北京:农业大学出版社,1994:3237.

[3] 曾声文,苏才森.国民经济统计学[M].广州:暨南大学出版社,1995:1214.

[4] 姜爱林.耕地预警的含义及分类——论耕地的预警制度[N].中国土地报,19960712(2).

[5] 顾海兵,陈障.中国工农业经济预警[M].北京:中国计划出版社,1995:4546.

[6] 于静.宏观经济监测预警系统[J].数理统计与管理,1991(5):55.

[7] 任若恩,王惠文.多元统计数据分析理论方法实例[M].北京:国防工业出版社,1997:4043.

STUDY ON SYSTEM OF ARABLE LAND FOREWARNING

IN URBAN FRINGE:A CASE OF WENZHOU CITY

Peng BuzhuoWei JindiZhang Yan

(Department of Urban and Resources Sciences, Nanjing University,

Nanjing 210093, Jiangsu, China)

Abstract:It is the prime national conditions that the population is enormous and the capital land resources are sufficient in China. As a transition region from rural land to urban land, the contradiction between arable land and building land is particularly sharp. To counter this situation, this thesis applies methods of economics and environment forewarning to try to forewarn on arable land. Based on statistical and model methods, the changes of arable land quantity in urban fringe are studied on. And the changes of arable land quantity in urban fringe of Wenzhou City, Zhejiang Province is carried out.

Key words: arable land forewarning in urban fringe, methods of forewarning, warning condition, warning sign, warning degree发达地区城市土地可持续管理评估实践研究发达地区城市土地可持续管理评估实践研究基金项目:国家自然科学基金重点项目(49831070)

本文与安旭东、周生路共同撰写,原载《南京大学学报〈自然科学〉》,2001年第37卷第6期,第749755页。摘要定量的可持续管理评估是城市土地可持续管理实现的前提和基础。针对发达地区城市土地利用特征,建立系统化的社会统计学方法进行城市土地可持续管理评估实践研究:选取38个因素作为参评因子,构建评估指标体系,选用模糊隶属函数和线性加权函数进行综合测算,评判出南京市城市土地可持续管理综合水平;引进“障碍度” 概念,运用数理统计方法进行定量的障碍诊断,并针对主要障碍因素提出南京市城市土地可持续管理改进措施。

关键词城市土地可持续管理评估指标障碍度南京市

土地可持续管理作为可持续发展的关键问题之一,已引起国际社会的广泛关注[1]。土地可持续管理的实现需要适当的方法,可靠地评估可持续性或达到可持续的可能性[2],因此,土地可持续管理评估作为土地可持续管理实现的前提和基础,成为包括IBSRAM和FAO在内的众多研究机构和学者研究的焦点[3—5]。1993年FAO发表《FESLM:An International Framework For Evaluation Sustainable Land Management》,为土地可持续管理评估提供了基本框架[5],此后,一些学者进一步对评估的准则、指标、阈值和方法进行了研究[6—8],为评估实践提供了指导。国内部分学者在20世纪90年代后期开始对这一问题进行探讨[9—11],取得了一定进展。

城市土地可持续管理评估是土地可持续管理评估的一个分支,是特定于城市土地这一特殊土地范畴而展开的量度城市土地利用方式下土地可持续管理目标能否实现的研究。国内仅有少量学者进行了一些相关研究,相应的评估方法、指标体系、阈值与系统分析尚不完善。因此,选取我国东部典型的经济发达城市——南京市进行城市土地可持续管理评估实践研究,不仅对研究区土地可持续管理现状问题的解决具有实用价值,更对发达地区城市土地可持续管理评估具有方法论意义。

1研究区概况

南京市位于我国东部中心区域,区内地势平坦,仅有少量低山丘陵,立地条件优越。本区气候为亚热带季风气候,夏季炎热多雨,冬季寒冷干燥,年均温15.3℃,降水量1003.3 mm。

该市位于沿海开放地带和长江流域的交汇部,社会经济发达,是我国东部地区重要的综合性工业基地,也是我国最大的经济核心区——长江三角洲中仅次于上海的商埠重镇。1998年全市GDP总量825.13亿元,人均15264元,处于国内发达水平。

该市城市土地利用表现出发达地区典型的“高密度、高强度”特征:1998 年市区人均土地占有面积371.16 m2,仅为全国超大城市平均的约3/5;而土地平均综合产出率(以单位面积实现GDP表示)为全国超大城市平均的2.57倍(表1)。近年土地利用结构与模式变动剧烈,三次产业用地比例稳步上升;城市土地利用中的土地供需矛盾、效率问题尤其是生态环境问题严重,可持续管理问题较多(表2)。表1南京市与全国超大城市土地相关情况对比(1998年)*

Table 1Comparison of land indicators between Nanjing city & the average of the nations large cities

城市人口

(万人)城市土地数量总面积

(km2)人均

(m2/人)土地固定资

产投入强度

(万元/km2)土地综合

产出率

(万元/km2)南京市276.361025.73371.163286.538044.32全国(12个)超大城市(人口≥200万)6033.7436429.01603.751588.163126.01南京市/全国超大城市平均——1/1.632.072.57*据中国城市统计年鉴(1999)和南京统计年鉴(1999)整理测算。表2南京市与全国超大城市土地容量和土地生态环境状况对比(1998 年)*

Table 2Comparison of land hold and land ecological environment between Nanjing

city & the average of the nations large cities

土地容量土地生态环境人口密度

(人/km2)人均居住面积

(m2/人)平方公里SO2

排放量(t)工业废水排放

达标率(%)南京市26949.264833.8全国超大城市平均165612.0314627.1*据中国城市统计年鉴(1999)和南京统计年鉴(1999)整理测算。2评估技术路线

2.1评估框架流程

城市土地可持续管理评估采用社会统计学方法,即在现有统计系统基础上,对社会、经济和资源环境统计信息进行整理测算,通过多指标综合评判计算某些综合指数,以反映城市土地可持续管理现状水平,并通过进一步的分析计算,找出其主要问题及原因。

在发达地区,城市土地利用具有独特的时空演变特征,同时土地可持续管理相关性强,影响因素繁多。具体评估方法要力图反映这一特征。为此,在全面考虑研究区自然、社会经济及城市土地利用特征基础上,对土地可持续管理评估方法进行系统化,制定城市土地可持续管理评估框架流程如图1。

图1南京市城市土地可持续管理评估框架流程

Fig.1The framework for evaluating urban sustainable land management in Nanjing city

2.2评估指标体系构建

可持续管理评估标准或指标因素是依据人们对事物的理解与分析,灵活地从土地资源、生态环境、经济和社会各方面构成因素中选择[8—12]。由于土地利用的可持续性是针对特定的利用和地点,土地利用目的的任何微小变化或是为达到目的而采取的手段变化都可能改变这种土地利用的可持续性[13—15],因此评估指标体系的构建不仅应遵循一定的原则,还应体现区域土地利用的现状特点和特定目的,否则评估将迷失方向。在发达地区,城市土地利用高密度高强度、土地供需与结构模式变动强烈等特征决定了城市土地可持续管理具有相当的特殊性。因此,评估指标体系的构建要反映这种特殊性。基于这种考虑,参照国内外可持续发展评估指标,选择3类38个因素作为参评因子,建立南京市城市土地可持续管理评估指标体系基本框架(表3)。

由于以上38个单项指标对于城市土地可持续管理贡献程序不一,因此采用层次分析法(AHP)进一步确定三类子目标对总体目标(土地可持续管理)的贡献程度(权重)以及单项指标的权重值(表3)。

各单项评估指标的目标值即评估标准,参照国内外的可持续管理考察标准[16—18]、《中国21世纪议程》 、《城市用地分类与规划建设用地标准》[19]、城市现代化指标[20]以及南京市“九五”计划和 2010 远景规划,综合分析确定(表2)。表3南京市城市土地可持续管理评估指标体系

Table 3The index for evaluating urban sustainable land management in Nanjing city

子目录单项因素权重目标值子目录单项因素权重目标值生态环

境合

理性

(213.0)大气质量等级系数x1(0~1)0.111.00地面水环境质量指数x2(0~15)0.1115饮用清洁水比率x3(%)0.12100污水处理率x4(%)0.1290固体废物综合利用率x5(%)0.1090环境噪声达标面积比率x6(%)0.0790建成区绿化覆盖率x7(%)0.0950公共广场及公园用地比重x8(%)0.095环保投资占GDP比重x9(%)0.120.50自然灾害成灾率x10(%)0.07<6经济可

行性

(604.0)GDP年增长率x11(%)0.0712人均GDP x12(元·人-1)0.0920000土地综合产出率x13(万元·km2)0.1016000工业企业资金利税率x14(%)0.0720第三产业增加值比重x15(%)0.0650单位商业用地社会商品零售额x16(亿元·km2)0.0765人均年收入x17(元·人-1)0.0810000人均社会消费品零售额x18(万元·人-1)0.061.50恩格尔系数x19(%)0.06<30城市更新改造投资占总投资比重x20(%)0.0720开发区用地产出率x21(亿元·km-2)0.0650利用外资程度x22(%)①0.0725商品房空置率x23(%)0.08<6交通用地比率x24(%)0.065社会可

接受性

(282.0)人口自然增长率x25(‰)0.06<2.00人口密度x26(人·km-1)0.082000人均居住面积x27(m2·人-1)0.0915每万职工专业技术人员数x28(人)0.062500工业企业科技进步贡献率x29(%)0.1080燃气普及率x30(%)0.06100每万人医院床位数x31(床)0.0650每百人拥有电话数x32(部)0.0635公共设施用地比重x33(%)0.0610城市建设公众满意度x34(0~10)②0.0610文化古迹保存率x35(%)0.1090土地利用规划的操作性x36(0~10)②0.0710相关规划的协调度x37(0~10)②0.0710政策、法规的持续性x38(0~10)②0.0710① 利用外资程度=年利用外资额/年总投资×100%;② 依据从优到劣划分为 11个等级,其值由 Delphi法确定。2.3指标量化与综合评判

以上38个单项指标基本可以分为两种类型:一是对可持续性起正作用的指标,如土地生产率、人均年收入等;二是对可持续性起负作用的指标,如人口密度,城市商品房空置率等。因而应采取不同的量化方法,为此引入模糊集合的隶属函数进行指标量化[21]:

当x为正作用指标时

aj=1xj≥sjxj/sj×100%0<xj<sj0xj≤0(1)

当x为负作用指标时

aj=1xj≤sj(xj-smax)/(sj-smax)×100%smax>xj>sj0xj≥smax(2)

式中:aj为单项指标量化值,xj、sj分别为单项指标统计值和目标值,smax为起负作用的单项指标控制上限。

城市土地可持续管理评估指标体系中每一单项指标均是从不同侧面来反映土地资源可持续利用状况,因而总体状况必须进行综合评价,采用多目标线性加权函数法计算:

U=∑3i=1∑nj=1aj·rj·wjj=1,2,…,38(3)

式中:wj是第j个子目标的权重,rj是第j个单项因素的权重,aj是第j个单项指标的量化指标值,U为城市土地可持续管理综合水平指标,参照 IBSRAM 和 FAO 土地可持续管理评估标准,其具体意义如表4所示。表4城市土地可持续管理水平等级标准

Table 4Criterion for judging the stage of urban sustainable land management

可持续管理

水平等级非可持续

管理阶段可持续管理

起步阶段初步可持续

管理阶段可持续管

理阶段综合水平指标(%)902.4可持续管理障碍诊断

城市土地可持续管理评估的目的既在于对土地可持续管理现状水平进行评判,更重要是在于寻找可持续管理的障碍因素,以便针对性地对现行土地利用行为与政策进行调整和改进,因此需进一步对城市土地可持续管理进行病理诊断。为简化问题的表达,引入“因子贡献度”、“指标偏离度”和“障碍度” 。因子贡献度Rj是单项因素对总体目标的影响程度;指标偏离度Pj是单项指标与可持续管理目标之间的差距;障碍度是单项因素对可持续综合水平的影响值,它是障碍诊断的目标和结果,并有:

Rj=rj·Wirj为第j项单项因素权重,Wi是j项因素所属第i个子目标权重;

Pj=1-ajaj为单项因素评估值;

Aj=Pj·Rj/∑37j=1(Pj · Rj)×100% (4)

由Aj大小排序可以确定城市土地可持续管理障碍因素的主次关系和各障碍因素对可持续管理的影响程度。

3评估过程与结果

3.1指标量化

依据以上评估指标体系,调查1998年南京市与土地利用相关的自然、社会、经济、环境状况,收集大量数据,进行统计、整理,最终确定评价所需各单项指标的状态值,并根据公式(1)、(2)逐一计算量化分值(表5)。

3.2综合评判

将以上数据运用公式(3)计算得到:南京市1998年城市土地可持续管理综合指数为70.46%(表6),表明该市尚处于土地可持续管理起步阶段。从子目标评估指数来看,社会可接受性指数达77.38,表明土地利用的社会可接受性已达初步可持续水平;经济可行性和生态合理性指数均较低,尤其后者仅为66.28,表明土地利用的经济和生态效果较差。表51998年南京市城市土地可持续管理评估单项指标状态值和量化分值*

Table 5Indicator state valus and quantitative values of sustainable land

management of Nanjing city in 1998

指标

代码状态值量化分值

(%)指标

代码状态值量化分值

(%)指标

代码状态值量化分值

(%)x10.6060.00x1410.6853.40x279.2661.73x2640.00x1544.2388.46x28231192.44x38585.00x1654.684.00x2925.632.00x453.6959.66x17944947.25x308585.00x574.9283.24x181.493.33x3143.787.40x66572.22x1935.1692.63x3233.2494.97x739.9979.98x2016.5582.75x338.989.00x84.284.00x2123.647.20x34880.00x90.2142.00x2218.3673.44x356572.22x108.967.78x2310.6248.67x36990.00x1111.898.33x242.1342.60x37880.00x121526476.32x25-0.04100.00x38880.00x138044.3250.28x26269477.20*据《南京市统计鉴(1999)》、《江苏省统计年鉴(1999)》、《南京市环境质量年报》及实地调查资料整理测算。表61998年南京市城市土地可持续管理评估结果

Table 6The evaluation result of urban sustainable land management of Nanjing city in 1998单位:%

评估城市评估年份子目标评估指数生态合理性经济可行性社会可接受性综合评

估指数南京199866.2868.8677.3870.463.3障碍诊断

为进一步分析障碍因素,采用公式(4)计算单项因素障碍度,并对结果进行排序(表7)。

表7可知,南京市城市土地可持续管理障碍因素主要有12项。依次为:环保投入力度不足,地面水环境恶化,土地综合产出率较低,科技进步贡献率过低,人均年收入不高,商品房空置率过高,污水处理不力,交通用地比率较低,空气质量较差,工业企业效益较差,开发区用地产出率较低,人均居住面积低。

针对以上障碍因素,应采取以下对策:(1) 加强环境污染治理,重点加强玄武湖和秦淮河沿岸达标排放和总量控制,加强生活污水集中处理,倡导绿色工业,在新的城市建设中加强土地生态环境建设,努力向“生态城市”方向发展;(2) 加大科技投入,转变增长方式,重点发展高新技术产业,变以资源消耗为基础的增长为以知识为基础的增长;(3) 运用经济杠杆促进土地利用结构调整,集约用地,压缩工业用地,对开发区存量土地实行限期开发等手段提高利用率;(4) 积极推动住宅产业现代化,运用多种手段促进流通,提高居民居住水平;(5) 加强对外和对内交通建设,尤其要进行市内道路改造,提高通达度。表7南京市城市土地可持续管理障碍因素排序*

Table 7The arrangement of obstacle factors of urban sustainable land management of Nanjing city

次序123456789101112障碍度7.356.976.836.505.805.645.114.734.654.484.353.29障碍因素X9X2X13X29X17X23X4X24X1X14X21X27*表中所列为障碍度≥3.00(即主要)的障碍因素。4结论与讨论

(1) 城市土地可持续管理评估是在特定时期、特定地区考察特定方式下土地利用合理性、科学性的有效方法,是城市土地可持续管理的前提与基础。由于任何土地利用目的变化都可能导致评估指标、阈值的变化,使得评估结果不再具有现实意义。因此,这种评估必须具有针对性,在发达地区要针对城市土地利用“高密度、高强度”特征,从评估方法选取、指标体系构建、目标值确定等方面来反映土地可持续管理现状水平与问题。

(2) 对于南京这样的经济快速发展地区,土地可持续管理应强调持续发展能力建设,因而在评估指标选取中,应注重对土地利用发展趋向的能动反应以及对人们管理调控适宜性的度量,如开发区用地产出率指标和相关规划协调性指标都是重要因素;此外,作为历史文化名城,城市土地利用还应考虑文化遗产的保护,因此文化古迹保存率亦是可持续管理重要指标。

(3) 城市土地可持续管理评估的最终目的不仅仅是确定特定区域土地可持续管理状况如何,如南京市 1999 年处于城市土地可持续管理起步阶段,更重要的是根据土地可持续管理状况诊断其障碍因素,进而提出具有针对性的调控与管理措施,促进城市土地可持续管理水平的提高。

(4) 城市土地可持续管理评估是一个随土地利用变化,目标实现程度等不断变化的动态过程,必须进行系统监测、定期评估,诊断不同时期的障碍因素,因此引入地理信息系统(GIS)等技术手段对于适应这种可变性、适时性、快速性和监测性具有重要意义。

参考文献

[1] Pushparajah E. Sustainable land management[J]. Planter,1997,73(1):859860.

[2] Keith S J,Lingard J,Christian P,et al. Sustainable land management for the semiarid and subhumidtropics[J].AMBIO,1996,26(6):484491.

[3] Dumanski J,Eswaran H,Latham M. Criteria for an international framework for evaluating sustainable land management. International workshop on evaluation for sustainable development in the developing world. Bangkok. IBSRAM Proceedings 12,Vol.2,Chiang Rai,Thailand,1991.

[4] Dumanski J,Smyth A. The issues and challenges of sustainable land management. International workshop on sustainable land management for the 21st century, University of Lethbridge,Alberta,Canada.1993.

[5] Smyth A J,Dumanski J.FESLM:An international framework for evaluating sustainable land management[J]. World Soil Resources Reports,1993,73:156.

[6] Syers J K. Indicators and thresholds for the evaluation of sustainable land management[J]. Can J Soil Sci,1995,75(2):423428.

[7] Dumanski J. Criteria and indicators for land quality and sustainable land management[J]. ITC J,1997(34):216222.

[8] Hartemink A E. Soil chemical and physical properties as indicators of sustainable land management under sugar cane in Papua New Guinea[J]. Geoderma,1998,85(4):283286.

[9] 傅伯杰,陈利顶,马诚.土地可持续利用评价的指标体系与方法[J].自然资源学报,1997,12(2):112118.

[10] 程克坚,彭补拙,濮励杰.干旱绿洲地区土地资源可持续利用初探[J].资源科学,1998,20(4):1418.

[11] 李植斌.区域农用地可持续利用评价——以温州市为例[J].南京大学学报(自然科学),1999,35(3):262267.

[12] Velayutham M. Rural communities and sustainable land management and soil survey information dissemination:A common ground to forge[J]. J India Soc Soil Sci,1997,45(4):626630.

[13] Groot R. Spatial data infrastructure(SDI)for planning sustainable land management[J]. ITC Journal,1997(3/4):223228.

[14] Bouma J. The land use systems approach to planning sustainable land management at several scales[J]. ITC J,1997(3/4):237242.

[15] Bie S W. Address:The missing scientific links to plan sustainable land management at farm levelpast and future[J]. ITC J,1997(3/4):284286.

[16] UNDP. Indicators of sustainable development framework and methodologies. New York,1996.

[17] 陈迎.可持续发展指标体系与国际比较研究[J].世界经济,1997,17(6):6268.

[18] 毛汉英.山东省可持续发展指标体系初步研究[J].地理研究,1996,16(4):1622.

[19] 城乡建设环境保护部.城市用地分类与规划建设用地标准.北京:中国计划出版社,1991.

[20] 朱英明,姚士谋,李玉见.我国城市现代化指标体系有关问题研究[J].人文地理,2000,15(4):1619.

[21] 张宏培.经济效益的隶属函数法综合评价与分档[J].系统工程理论与实践,1998(2):8993.

PRACTICE ON SUSTAINABLE LAND MANAGEMENT

EVALUATION IN DEVELOPED URBAN AREAS:

A CASE STUDY ON NANJING CITY

An XudongZhou ShengluPeng Buzhuo

(Department of Urban and Resources Sciences of Nanjing University,

Nanjing 210093,China)

Abstract:Using quantitative method to evaluate the present level is the basis of sustainable land management. Although much work has been done in sustainable land management evaluation,such as what framework for evaluation should be like and what should be selected as indicators,the evaluation practice has not been done effectively on regional scale. This paper intends to construct a structured,systematical pathway for comprehensive evaluation and use it in a developed urban area in China.

Based on the theories of social statistics and quantitative science,a new systematical method is put forward for evaluation. First,a basic framework for evaluation is established,in which the whole evaluating process is divided into three stages. Second,the evaluating index system is established. Indicators consisting of 38 factors are selected. And then weights and target values for indicators are established by using the AHP method and by referring to others researches. Third,the method of membership function is selected to quantify the single indicator and the linear weighted function is chosen to compute the comprehensive evaluation index. Last,a new method is put forward to diagnose the obstacles in sustainable land management,in which the concept of obstacle amount is induced,and the corresponding formulae are used to compute it. Based on the ranking obstacle amount of all indicators,what the main obstacles are and what the minors are can be found out.

Evaluation practices are made in Nanjing city,with the resultant comprehensive evaluating index of 70.46%. The result shows that the sustainable land management in 1998 in this city is still at a preliminary stage. And there are 12 main obstacles in sustainable land management in Nanjing city. In view of the above obstacles,some practical countermeasures are provided.

Through the above analyses,some conclusions are gained:(1) Quantitative evaluation is an effective way to survey the rationality and sustainability of current land use in the specific area.(2) The practices of sustainable land management evaluation should be directed against the specific mode and objectives of land use. So the evaluating pathway must reflect the present features of regional land management. (3) The aims of evaluation lie not only in the determination of present stage of sustainable land management in specific areas,but also in the diagnosis of obstacles of sustainable land management,through which countermeasures can be raised to improve the sustainable level. (4) Sustainable land management evaluation is a dynamic process changing with the land use/cover change and land use objective alteration. The application of GIS and some other advanced techniques in this work is beneficial.

Key words: urban land,sustainable land management,evaluating index system,comprehensive evaluating index,diagnosis of obstacles,obstacle amount,Nanjing city耕地存量临界警戒和耕地非农占用成本的警度修正方法初探耕地存量临界警戒和耕地非农占用成本的

警度修正方法初探基金项目:国土资源部重点项目“长江三角洲地区耕地总量动态平衡与可持续利用研究”(991014)部分成果。

本文与葛向东、张侠、濮励杰共同撰写,原载《地理科学》,2002年第22卷第2期,第166170页。摘要城市扩张实际上是城乡交错带的耕地因子被城市土地系统不断捕获的过程,耕地地价作为城市土地系统对耕地系统感知反应的灵敏度而影响这种捕获力。耕地占用成本偏低、耕地损失造成的社会影响没有纳入市场成本,导致耕地比较效益低下,是耕地丧失的深层次原因。耕地的社会效益体现为其对粮食安全保障能力的状况,从耕地总量动态平衡的角度来看,耕地预警系统判定的耕地警度反映了这种保障能力。在耕地非农化过程中,据此可对耕地存量进行临界警戒,并同时设立警度修正系数,对耕地非农占用成本进行实时修正。耕地存量临界警戒和耕地非农占用成本的警度修正均应建立在耕地分等定级工作的基础之上,给出了耕地警度判定系数和警度修正系数的计算方法。

关键词耕地地价预警

我国耕地丧失的原因除了不可避免的自然变化和合理的城市化进程等因素外,其深层次根源是耕地比较效益低下[1]。耕地不仅是重要的生产要素,而且是粮食安全保障的根基。提高耕地比较经济效益的重要途径即将耕地的社会效益市场化。现存的市场机制只关注经济效益,社会效益作为“外部性”效益,体现不到耕地利用者和保有者身上。目前,在许多地区,政府独立于土地市场的作用不明确,城乡地价体系出现人为地割裂现象。与城镇土地估价的理论、方法日趋成熟相比,农地价格的评估往往对其社会效益缺乏考虑,对土地这一独特生产要素的“外部性” 效益缺乏充分的认识。因此,应充分认识到耕地资源的社会价值,重新建立耕地资源价值评价的指标体系,把耕地损失的外部成本“内化”,把耕地损失造成的社会影响纳入市场成本,建立耕地用途转移的成本核算体系,使耕地占有者付出足够的代价来补偿耕地的损失,并使耕地减少的势头得以遏止。

城市扩张的实质即系统边界的扩张,可以看成城乡交错带[2]的耕地因子被城市土地系统捕获的过程。为使耕地总量动态平衡的目标得以实现,在耕地非农化过程中,必须对耕地系统进行临界警戒监测,找出耕地保护与城市发展的平衡点,分析耕地对粮食安全的保障能力,据此对耕地非农占用成本进行实时修正,使得地价作为系统的感知反应灵敏度[3],能正确反映出耕地资源的稀缺性和耕地系统出现的警情。

1耕地存量的临界警戒

一般地,耕地的社会效益具体体现在其对粮食安全和区域可持续发展的保障能力,从耕地总量动态平衡的角度来看,针对耕地存量临界警戒设立的耕地警度判定系数反映了这种保障能力的状况。

耕地警度判定系数的计算方法如下式:

x=ΔT′ΔT -1

式中:x为耕地警度判定系数;ΔT′=Ti-Tj,为区域耕地产出能力的实际增量,i和j代表监测年份和基准年本研究据耕地总量动态平衡战略的实施要求,以1996年为基础年,亦可据土地可持续利用目标管理要求,由土地管理部门设定。;ΔT=ΔRN,为该指标的计划增量,ΔR为与基准年相比人口增加数量(ΔR >0),N为基准年人均耕地产出能力。

上式可改写成:

x=Ti-TjΔRN-1

耕地产出能力是耕地系统本征量的衡量指标,其变化指示着耕地系统的不同演化阶段,或某一演化阶段内的系统发展趋势。本研究以耕地基础地力作为耕地系统产出能力的状态指标[4]。耕地基础地力是由耕地土壤的地形和地貌条件、成土母质特征、农田基础设施及培肥水平、土壤理化性状等综合构成的耕地生产力,是在土壤自然产出基础上加上长期投入积累形成的,即在实际产量中剔除当年投入激发因素的耕地产出能力。在基层土肥监测工作中,一般以地力贡献率监测耕地基础地力的变化,地力贡献率为耕地基础地力产量(活动无肥区产量)占实际产量(常规施肥区产量)的比值,是耕地高产稳产的重要指标。

区域耕地基础地力总量以粮食产量为衡量指标,故设监测年份和基准年的粮食播种面积占农作物播种面积的比值不变,在目前开展的农业产业结构调整中,这一比值可以做适当调整,但应保持农地的耕作属性和质量水平,耕地的质量状况通过土壤质量指数、耕地投入指数等评价指标监测[5]。区域耕地基础地力总量的测定应建立在耕地分等定级工作基础之上[6]:

T=∑Ii · Li · Mi ·α·β

式中:T为区域耕地基础地力总量,Ii、Li、Mi分别为各等级耕地的地力贡献率、粮食播面单产和耕地面积,α为一定时期稳定实行的耕作制度所对应的复种指数,β为设定的粮食播种面积占农作物播种面积的比值。地力贡献率I与土壤质量指数[7]有显著的正相关,反映了耕地自然性状对耕地产出能力的贡献和耕地产出能力的稳定性,Li·Mi·α·β为一定经济技术条件下各等级耕地可能达到的最大粮食产出能力,故耕地基础地力总量为由耕地自然属性和经济技术条件共同决定的稳定的耕地产出能力,反映了耕地长期不断的物质、能量和信息输入、输出的效果,代表耕地某一发展阶段的稳定产出。

对于没有进行耕地分等定级工作、缺乏长时间序列地力贡献率监测数据的地区,可根据第二次土壤普查时期地力贡献率田间试验数据和土壤质量指数的监测数据,建立两者之间的回归模型,由土壤质量指数的监测值求得区域平均的地力贡献率(土壤质量指数的求法见文献[8])。由于土壤监测样点布局的合理性问题,此种方法全面反映区域耕地地力总量时难免有误差,但可在现有资料数据基础上最大限度地剔除以实际产量作为衡量指标的不确定性因素,反映出区域耕地产出能力的变化趋势,同时具有一定的可操作性。

耕地总量动态平衡战略的终极目的是保障粮食安全,使得存量耕地的产出能力总量及其人均水平只能增加不能下降。耕地存量临界警戒着眼于耕地系统对区域可持续发展的保障能力,针对基准年进行耕地总量动态平衡的预警分析,土地管理部门可据区域内粮食(农产品)输入、输出的具体情况,依据土地利用总体规划确定基准年。在此基础上再参照 FAO 确定的人均耕地的警戒指标,进一步判定耕地系统状态的偏离程度。

据警度判定公式,当xTj,但区域人均耕地产出能力下降;当 x<-1 时,Ti

Table 1Alert degree determination of the cultivated land system

x值耕地系统警度x≥0无警-0.5≤x<0轻警-1≤x<-0.5中警x<-1重警由系统警度判定系数的计算公式,可知耕地系统出现警情的原因在于区域耕地产出能力的下降。导致这种下降的原因除了耕地存量显性递减因素外,也存在着下列情况:即在区域耕地面积不变或增加的情况下,区域耕地质量总体水平大幅度下降,导致耕地存量的隐性减少。如果只从数量上比较耕地面积的增减,不能充分说明此时耕地问题的实质。在耕地占补平衡的实际操作中,新增加的耕地主要是生产力较低的边际土地,这些耕地产量低而不稳,退耕的可能性很大。同时,由于人口与耕地在空间分布上高度相关,损失的耕地,尤其是非农建设占用的耕地,主要是优质的农田,这些耕地往往含有很高的物化资本[9]。因此,维持对耕地高水平的投入以保持耕地质量稳定的同时,加大土地整理和耕地后备资源开发力度、提高耕地产出水平是排除警情的主要对策。高成本将是我国 21 世纪农业发展的重要特征之一,这主要是耕地资源紧缺的瓶颈约束所致,也是对过去滥用资源的成本补偿。土地可持续利用所要求的高水平管理、高技术投入、高素质生产者群体、理性的市场环境等,无一不要求更高额的资本投入。耕地非农占用成本的修正,可有效遏止不合理的需求,同时为以耕地质量建设为核心的土地整理工作提供资金支持,有利于耕地系统警情的排除。

2耕地非农占用成本的警度修正

2.1警度修正系数

在未来我国可持续发展的相当一段时期内,耕地保护和城市发展都是绝对的,也是必然的,然而长期以来,人们在传统认识上往往将耕地保护与城市发展看作一对矛盾。要实现耕地资源的持续利用,就必须找到解决耕地保护与城市发展(耕地非农化)这一对矛盾的平衡点。据对耕地存量的临界警戒分析,警度判定系数x=0表示着这种平衡。现行的耕地转移成本核算体系对耕地保护是不利的,当这种平衡因耕地非农化而打破时,耕地非农化的决策必须考虑耕地粮食安全保障的社会效益[10]。

耕地定级估价是一项十分复杂的工作。耕地定级反映了耕地质量的好坏、生产力的高低和经济效益的差别,同时为耕地宗地地价评估提供基准地价。耕地价格是由它的稀缺性及所产生的效用共同决定的,稀缺性可以通过耕地或其所生产产品的供需关系来描述;效用则主要表现为农用地的收益能力或生产潜力[11]。现行耕地的基准地价应视为耕地基准经济地价,通常反映了农地的收益能力或生产潜力,可作为农用土地承包、转让等使用权流转交易的价格标准,且这个标准一般是由年期和土地种植作物类型等限制的。黄贤金博士曾计算出了耕地稀缺性修正系数[12],但当这种稀缺超过耕地系统临界警戒的阈值的时候,即警度判定系数x<0时,在耕地非农化过程中,则应对耕地非农占用成本进行警度修正,以有效降低城市土地系统对耕地的捕获力。

当x<0时,耕地价格应包含耕地系统为保障粮食安全而牺牲的向高价值转移发展机会的边际效益。因为城市土地的最低价格是以农地价格来控制的(即农地价格与开发成本之和)[13],考虑到城市土地系统对农地系统的感知反应强度,最大修正幅度以城市土地的最低价格和耕地基准价格来控制,据基准地价系数修正法,耕地非农占用成本的计算公式如下:

图1警度修正系数的隶属度函数

Fig.1Subordinate function of alarming

degree correct coefficient

耕地非农占用成本 =耕地基准价格×(1+∑自然环境影响因素层修正系数+∑社会经济影响因素层修正系数)×耕地使用年限修正系数 ×(1 +耕地警度修正系数 ×最大修正幅度)

式中:耕地非农占用成本的最大修正幅度 =(城市土地的最低价格-耕地基准价格)/耕地基准价格。

本研究针对重警和轻警的警度判定阈值,用Fuzzy 评判法,以戒上型模糊分布确定警度修正系数的隶属度(图1),隶属度函数如下式:

μ(x)=1x<-11/[1+n(x+1)2]-1≤x<0,n>00x≥0

式中:x为耕地系统临界警戒的警度判定系数;n值决定了警度修正的最小幅度,可采用专家咨询法或专家调查法(Delphi 法),由土地管理部门经综合测试评判设定,本文对锡山市进行实证分析时,仅作理论探讨和政策建议,n值定为4.0。

2.2锡山市案例分析

江苏省锡山市目前处于经济高速增长时期,1990至1999年GDP平均年增长率为30%;但在经济增长过程中存在着结构不平衡的隐患,同期农业产值平均年增长率仅为4.3%,同时城镇用地扩展,耕地面积逐年减少,区域土地可持续利用面临严峻考验。

锡山市各土种样点土壤质量指数与地力贡献率田间试验数据之间有显著的正相关[6],用回归分析方法建立二项式回归模型如下:

y=22.956+21.965x-0.312x2

(R2=0.879F=18.216)

式中:y为地力贡献率;x为土壤质量指数。

据“锡山市土地利用总体规划”,以1996年为基准年,据此模型和锡山市土肥站土壤肥力监测资料,得出基准年和监测年的地力贡献率;耕地面积、区域人口、粮食单产数据由《锡山市统计年鉴》获取。锡山市耕地警度判定指标见表2。其中,为消除丰灾年份粮食产量的波动,采用GM(1,1)模型对锡山市1980年以来的粮食单产数据进行拟合,表中数据为拟合值。

由警度判定模型,1999年锡山市耕地警度判定系数x=-0.79,耕地系统出现中度警情,将x=-0.79 代入警度修正系数的隶属度函数公式,则μ=0.85,耕地非农化过程中,应据此进行价格的警度修正。

耕地的生态效益价值不在本文讨论之列,南京大学城市与资源学系曾参照 Costanza R.和陈仲新等对不同生态系统类型生态环境效益的研究成果,在广州市天河区农用土地定级估价中有过尝试南京大学城市与资源学系.广州市天河区农用土地定级估价及信息系统开发研究报告.2000.。表2锡山市耕地警度判定指标

Table 2Alert degree determination index for the cultivated land of Xishan City

年份人口

(万人)耕地面积

(ha)粮食单产

(kg/ha)地力贡献率

(%)区域耕地

地力总量(t)人均耕地

地力总量

(kg/人)1996(基准年)98.9850190645359.81251823.4254.51999(监测年)99.1649730679757.33251919.1254.03结论

城乡土地系统是具有控制论意义的限定系统,耕地非农化价格的修正是系统对耕地与其他土地利用类型相互转变过程的有效调控。耕地存量临界警戒反映了耕地保障粮食安全的能力和状况,基于此而设定的耕地非农占用成本的警度修正系数,使耕地价格在一定程度上“内化”了耕地的社会效益,是耕地预警研究的新领域。修正后耕地价格的提高,可使系统边界的耕地因子被城市土地系统捕获的过程得以减缓,同时可为耕地后备资源开发和耕地质量建设提供资金支持。而耕地存量的监测、地价的修正和土地利用类型转变过程的调控,只能通过政府的强制性干预才能实现。政府的管制加上足够高的价格才能有效地约束需求。

致谢:本文承蒙南京大学城市与资源学系黄贤金教授审阅并提出宝贵意见,谨致谢忱。

参考文献

[1] 蔡运龙.中国经济高速发展中的耕地问题[J].资源科学,2000,22(3):2428.

[2] 陈佑启,武伟.城乡交错带人地系统的特征及其演变机制分析[J].地理科学,1998,18(5):418424.

[3] 严广乐,王浣尘.边界沉思[J].管理科学学报,2000,3(1):7986.

[4] 王蓉芳,曹富友,彭世琪,等.中国耕地的基础地力与土壤改良[M].北京:中国农业出版社,1996:617.

[5] 刘小平.县级耕地质量经济评价的理论与方法研究[J].地域研究与开发,1999,18(2):2228.

[6] 张炳宁,张月平,张秀美.基本农田信息系统的建立及其应用[J].土壤学报,1999,36(4):510521.

[7] 江苏省土壤普查办公室编.江苏土壤[M].北京:中国农业出版社,1995.

[8] 秦明周,赵杰.城乡结合部土壤质量变化特点与可持续利用对策[J].地理学报,2000,55(5):545554.

[9] 李秀彬.中国近 20 年来耕地面积的变化及其政策启示[J].自然资源学报,1999,14(4):329333.

[10] 谭仲春,曲福田,黄贤金.耕地资源可持续利用的经济分析与政策启示[J].农业环境与发展.1998,58(4):46.

[11] 黄贤金.农地价格论[M].北京:中国农业出版社,1997,4563.

[12] 王万茂,黄贤金.中国大陆农地价格区划和农地估价[J].自然资源,1997,4:17.

[13] 陈浮,彭补拙.区域城镇土地价格体系研究[J].地理科学,1998,18(5):449456.

CRITICAL ALERTNESS OF CULTIVATED LAND AND

ALARMING MODIFICATION OF CULTIVATED

LAND NONAGRICULTURE COST

Ge XiangdongZhang XiaPeng BuzhuoPu Lijie

(Department of Urban & Resources Science Nanjing University,

Nanjing,Jiangsu 210093)

Abstract:The poignant conflict between the rapidgrowing population and the keepingdecreasing cultivated land has made the research on the dynamic monitoring system of cultivated land receive more and more attention. The earlywarning system of cultivated land is the important portion of the dynamic monitoring system of cultivated land. Its purpose is to forecast the cultivated land system quantity and quality changes which exceed the critical value of spacetime scope and dangerous degree,through analyzing the relevant factors of nature,society,economy and policy,which affect the farmlanddeveloping situation. On the basis of ensuring the safety of food supplies,the earlywarning system of cultivated land can alert the cultivated land situation to meet the need of society and economy development in the area during the period. At the same time it discusses the evolvement mechanism of cultivated land system,puts forward the amending scheme,monitors the system to avoid the grave depravation of the resource of cultivated land,supplies the service of the realtime data and model for the sustainable use manage of land and the actualization of the dynamic balance maintenance of total cultivated land. The strategic ultimate aim of the dynamic balance maintenance of total cultivated land is to ensure the safety of food supplies and to make the output capacity of deposit cultivated land and the output level per person increase.

In fact,the urban expansion is the process during which the urban land system captures the cultivated land of the combination zone between urban and rural area.As the perceptive sensitivity of urban land system and the cultivated land system,the cultivated land price affects the captive force. The occupation cost of cultivated land is low; the social influence of cultivated land loss is not brought into the market cost. Both of these lead to low comparative benefit of cultivated land,which are the deep reasons of cultivated land loss. The social influence of cultivated land reflects the safeguard ability of corn security. From the dynamic balance of the total quantity of the cultivated land,the cultivated land alarming degree,which is judged by the cultivated land earlywarning system,reflects the safeguard ability. During the cultivated land nonagricultural process,the critical alertness is taken for the cultivated land loss; the correct coefficient of the alarming degree is set up to modify the cultivated land price at the same time.The critical alertness of cultivated land and alarming modification of cultivated land nonagriculture cost should be founded on the classifying work of cultivated land. Based on the second general soil survey data,longperiod soil monitoring data and relevant statistical data of cultivated land condition,integrated with the analysis of cultivated land investigation in typical area,an indicator system and warning model of cultivated land earlywarning system of Xishan City are set up. According to this model,the analysis of the earlywarning for the cultivated land of Xishan City is performed. The computation methods of the determinative coefficient of the cultivated land alarming degree and the correct coefficient of the cultivated land nonagricultural price are given in this paper.

Key words: cultivated land, landvalue, earlywarning从资源转移的角度看长江流域水土流失的适度治理从资源转移的角度看长江流域水土流失的适度治理基金项目:国家自然科学基金重点项目(49831070)和国家自然科学基金项目(49973027)资助。

本文与张燕、张洪共同撰写,原载《水土保持学报》,2002年第16卷第5期,第18页。摘要水土流失是自然过程与人为活动叠加的结果,它既可成为祸害的源头,也可构成水土资源转移的方式。就其危害的方面来说,显然应予控制,但从其资源的性质来看,又应加以利用。尤其不可在消除一种生态损害时又在制造另一种新的生态损害。这就决定了对水土流失应实施适度治理。长江流域水土流失适度治理中“适度”的基本标准是冲淤平衡,即着重考虑河道、河口三角洲及海岸线的稳定,且兼顾全流域的利益,将水土流失控制在一个适宜的范围,并采用“补偿”的办法减轻流失区因此继续承受的损失。具体操作中宜实施总量控制,以达到“适度”时的泥沙量作为基本控制量;在总量不变的前提下,适当分配各流失区允许的泥沙流失量,以便各流失区进行符合自己实际的治理。以此实现水土资源的合理配置,获得全流域的利益最大化。

关键词水土流失水土资源适度治理总量控制

一提到水土流失这个词,人们通常就想到了上游水土流失对流失区及下游的损害作用,因而,在进行水土流失治理时,强调全方位地彻底治理水土流失,以减轻流失区及下游的损失。但是,水土流失并非只与损失相联系。正是由于流域上游地区的水土流失,为下游特别是河口三角洲地区的生存与发展提供了物质基础。即水土流失在造成损害的同时,在许多情况下也是一种水土资源的转移。从这个角度来看,上游的损失可能是下游发展所必需付出的代价。将流失的泥沙作为资源对待,对长江流域的水土流失治理尤其具有重要的实际意义。

1泥沙沉积是河口三角洲、河道及海岸线稳定的物质基础

河口三角洲是在河流和海洋的共同作用下,以河流挟带的丰富泥沙为主,在河口地区的陆上和相邻的水下形成的大型泥沙堆积体,快速沉积作用是三角洲沉积的基本特征[1]。它与河道、海岸线都受到来自上游的水土资源的重大影响。

1.1长江三角洲形成历史的简单回顾

长江是一丰水多沙的河流,其入海口是中潮的三角洲河口,在三角洲发育过程中,河口沙洲北部不断并岸,主流持续南移,三角洲陆地逐渐生长,河口逐渐外伸和缩狭,三角洲淤积扩大。江流带来的泥沙对此过程起着主导作用[2]。

长江三角洲的形成可分为几个时期,唐代开始,相当于河口沙坝的崇明岛亚三角洲处在水下发育阶段的各部分相继出露水面形成许多小沙岛,明末清初,各沙岛才相互涨接构成今日崇明岛的基本轮廓。最新的长兴期河口沙坝目前正迅速向海发展,三角洲南北两翼也进一步向海推进。河口南岸三角洲边缘在历史时期平均每40年向海推进约1km,长江前三角洲沉积率为每千年3.1m,从清末以来,长江平均每年新淤成陆面积为9km2。沿岸扩展拓宽约2~5km的潮间浅滩正不断淤高,逐渐转化为滨海平原[3]。在此基础上形成的今日长江三角洲大致范围以镇江为顶点,北至苏北灌溉总渠,南达杭州湾北岸,西界大体在长江以北以大运河为界[4]。可见,长江携带的大量泥沙进入河口地区是引起河口三角洲快速沉积,向海推进的物质基础。

但快速淤积形成的地貌,在外界条件发生改变之后,也可能形成快速侵退。作者认为关注上游水土流失治理对下游的负面影响绝非空穴来风、无病呻吟,也不是杞人忧天,苏北古黄河口在黄河改道之后所发生的情况就是很好的前车之鉴。

1.2苏北废黄河口的侵退

历史上黄河有6次大迁徙,其中自1194年开始了黄河在苏北夺淮进入南黄海的时代,直到1885年黄河由铜瓦厢改道北行重新回归山东境内,在苏北境内留下了长长一段黄河故道,才结束了这个长达700年的时代[5]。由于黄河北归,断绝了泥沙来源,改变了陆地、河流和海洋的相互作用,在废弃的古黄河入海口及附近岸滩地段,海洋动力通过冲刷、研磨、溶蚀等作用使岸滩、河口逐渐后退,海蚀作用明显,形成以侵蚀为主的地貌。黄河改道以来,海岸经侵蚀而渐趋顺直,水下三角洲已逐渐夷平,废河口蚀退近20km,年均后退147m,1988—1989年均侵蚀泥沙545×104 m3。在侵蚀岸滩地段,由于陆源供沙的中断及海洋的强侵蚀作用,使人为保护设施无法与大自然的力量抗衡,尽管建有各种岸滩工程也只能暂时减缓海岸的后退,却无法根本制止此过程,堤下潮滩仍在强烈下蚀,堤脚淘蚀严重,常造成大规模倒堤。1988年1月的一次风暴潮,使废黄河口六合庄处潮滩陡坎下蚀91cm,引起约700m的倒堤[6]。

废黄河口地区的侵退现象提醒我们,在长江流域进行水土流失生态治理时要全面看待泥沙的流失,不能一味追求治理的彻底,对海岸、三角洲的侵退也要未雨绸缪。

1.3泥沙也是维持河床与河岸稳定的基础

上游流失的水土不仅是河口三角洲形成和稳定的物质基础,而且也是河道保持冲淤平衡的物质来源。根据水文学知识[7],如果河水挟沙能力不足,会引起流水冲刷河床沙质。假设长江是一江清水,随之我们一定会看到崩岸、江心洲消失、河流改道等现象,此前景似乎耸人听闻,但现实中已发生的很多现象,不能不引起我们的警惕。如九江附近汇入长江的鄱阳湖水系的沙少水清,就增强了水流的挟沙能力,破坏了输沙平衡,促进了江岸的崩塌[8]。又如局部河道采沙,干扰了河床稳定,进而引起岸崩等严重的问题,威胁水上交通安全,否则政府也不会采取严厉措施严禁在长江上进行采沙活动[9]。这些危害现象今天虽然只是小规模的局部问题,但我们应将它们看作是一种自然过程的预演和对人们的警示,即如果上述假设变为现实,则今天在局部地区发生的危害明天势必将出现于整个长江河段,到那时,局面恐将失控。

1.4泥沙还是河口海岸稳定的物质基础

海岸线稳定是淤积与冲刷平衡的结果,淤积超过冲刷,海岸线外移,反之,海岸线退缩。上海已开始实施人工填海造陆工程,此时更应考虑充分利用河流带来的泥沙能起的作用。海岸线稳定还关系到一个国家的领海范围。各沿海国通常是根据低潮基线或直基线或2种基线兼用来划定领海[10]。无论采用哪种方法,显然都与海岸线有关,当海岸线侵退严重时,便有可能影响到划定领海的基准线,引起领海的内缩即国土面积的减少。

从上述各方面综合来看,研究水土流失时,尤应关注泥沙作为资源的配置问题,不能只局限于上游来沙过量减少。

2对长江流域水土流失应实行“适度治理”

多年来,长江流域上中游的自然植被遭到大面积的严重破坏,加上该地区降水集中且强度大,因而土壤流失严重,既造成长江上中游地区自然环境恶化,生产资源短缺,经济落后和人民生活贫困,也给下游带来了许多环境退化问题,如湖泊、水库淤积等。严重的水土流失造成了长江流域的生态危机,这是不争的事实,因此,人们要求对上中游水土流失进行彻底治理。然而,正如前述,来自上中游的泥沙也是一种宝贵的自然资源,上游的土壤流失是下游生存与发展的必要条件。所以,我们建议对水土流失应实行“适度治理”。

2.1适度治理及其必然性

所谓适度治理是强调在控制水土流失的过程中,并不追求尽善尽美的根治,而是在考虑上、下游需要的基础上,通过治理将上游环境损害控制在一个适宜的范围之内,以便可以用较少的投入获得全流域满意的治理效果,而不强求局部治理最佳。对长江流域的水土流失实行“适度治理”有其必然性。

首先,水土流失是一种自然现象,指土壤在外营力作用下被侵蚀、搬运和沉积的过程,不论是否有人的参与都会发生。治理却是一种人为的自觉行为。就人类目前所达到的水平来看,人类活动只能对自然事件起干扰作用,或是加速或是延缓它的发生,但很难从根本上改变或消除的自然事件。因此,根治水土流失可能并不符合自然规律。其次,为了减轻水土流失的危害,通常需要投入大量的资金进行生态治理,且治理愈彻底,需要付出的成本愈高。然而,由于人类认识的有限性和自然力量的难以抗拒性,常使人类付出的高昂经济代价与换得的治理效果并不成正比。何况人们不可能超越自己的经济承受能力去根治水土流失,而只能实施有限度的治理。因此进行水土流失治理时,需根据现有的经济实力进行核算,使治理程度与现有的经济技术发展水平相适应,只求能减轻重大危害,达到满意标准即可。这样,水土流失有可能得到一定程度的控制,却不会根除。另外,我们不该在消除一种生态损害时,又在制造另一种新的生态损害。水土流失作为一种损害,破坏了上中游的生态平衡,阻碍了这些地区的经济发展与人民生活水平的提高,但这种损害却是下游特别是河口三角洲地区生存与发展的必要条件,彻底根除土壤流失的生态治理也许能改善上中游的生态环境,但上游转移的泥沙资源过量减少甚至枯竭,将会导致沿江及河口三角洲地区的生存危机,尤其目前长江三角洲还在继续下沉,上游泥沙对三角洲的稳定更为必要。因此,水土流失的治理无须愈彻底愈好。在把握治理上中游水土流失的最大限度上,应允许有相当数量的泥沙流失,以保证河口三角洲和海岸线的稳定。

总之,要在长江流域彻底消除水土流失是不现实的,无此可能,也没这种必要,所以,只能进行适度治理。

2.2在考虑下游安全的基础上确定适度治理的“度”

长江三角洲地区人口密集,经济发达,土地肥沃,种植业历史悠久,历来是我国富庶的鱼米之乡,其在全国经济中的举足轻重作用可以从一句古语“江南熟,天下足”中得到反映;这里还是我国工业发展最早的地区,工业基础好,创造的产值高,尤其过去有“东方巴黎”之称的上海市地处长江入海口,是我国东部最重要的国际都会,中国最大的对外开放的国际港口城市和金融中心;此处又是外国人了解中国的一个“窗口”,如果其生存和发展的生态基础被破坏,损失之大是不言而喻的,这个损失可能远远超过水土流失给上中游流失区造成的损失总和,产生的社会及政治影响也是相当巨大的。

若海岸线侵退,将使我们在长江三角洲地区长期经营的成果甚至多年生活的家园毁于一旦。其后果有良田消失,河口区盐水顶托,潮流作用增强,海水倒灌,河口生态系统退化,淡水资源短缺,城市供水困难,城市居民生活用水拮据,工农业生产受损,进而影响经济繁荣和社会稳定。除此之外,过少的泥沙转移可能还会引发其他难以预料的生态问题。

考虑到长江三角洲在我国社会经济活动中的特殊地位,并权衡比较水土流失治理给上下游带来的损益,我们认为,在确定长江上中游水土流失治理目标时,应以保护下游的安全为首。具体治理中要按系统的观点,将长江上中游水土流失区、河道及河口三角洲作为一个整体对待,治理后的水土流失能使河道保持冲淤平衡,河口保持侵蚀与沉积平衡,就达到了最基本的稳定点,此即“适度”,由此“度”决定的流失应予容忍,也是必要的。这个“度”还要使上中游各水土流失区损害最小,且全流域治理费用最小,并以此为基础制定具体的治理规划。

2.3适度治理应与“补偿原则”相结合

适度治理的目的是要兼顾全流域在治理水土流失前后的得与失,使全流域的总体收益超过损失。长江上中游适度的泥沙流失可确保富饶发达的长江三角洲的安全,并减少沿河及三角洲地区建设高标准防护堤坝的费用,使三角洲地区获益。但因此可能使上游局部地区承受许多损失,诸如由于只适度修复受损生态环境,而导致某些区域自然环境退化,生产资源短缺,资源质量下降,生产力水平低下,经济效益不高等问题。为了公平地对待这些地区因顾全大局所作出的牺牲,在经济利益上可以采用“补偿”的办法,由下游受益者对上游受损者进行利益补偿,使其获得至少不低于进行局地最佳治理的收益,以此实现全流域效益的最大化。

3适度治理的基本策略是总量控制

适度治理时可采用补偿的办法使治理中的受损方得到利益补偿。而如何确定这个适度治理的“度”,并将治理的“度”具体分解到各水土流失区的治理活动中,使治理与补偿费用最小,治理后的生态、社会、经济效益最好,可以借鉴环境管理中采用的“总量控制”的方法。先确定需控制的泥沙总量,再合理地分配治理目标,以实现泥沙资源的充分利用与水土流失治理的效果最佳,并使水土流失的生态破坏作用在全流域尺度上影响最小。

3.1总量控制的必要性

长江上中游水土流失区自然环境的差异,决定了治理水土流失的难易程度各不相同,因而在相同的治理力度下,会使治理的效果大相径庭,且为了达到相同的治理效果,所需投入的资源量也不相同。又由于长江上中游各水土流失区经济发展的不平衡,各地区能够用于进行水土流失治理的资金量也存在差异,决定了各区改善生态环境、治理水土流失的效果也迥然不同。而且,各区域的生产、生活传统以及文化习俗也影响着水土流失治理水平。另外,相同的水土流失量对不同区域的社会影响也各不相同。因此,在制定一定的水土流失治理目标时,应统筹全流域,不仅要考虑上下游的利益与损失,而且要因地制宜考虑上中游各流失区的治理能力与治理的难易程度,寻找一个适宜的治理水土流失的平衡点,或者说治理水土流失的“度”。依此确定一个总量,并对之做出一种恰当的分配。

3.2总量控制的含义及实施办法

水土流失治理总量控制是指在全流域水土流失治理中,首先依据河道、河口保持平衡所需的总泥沙量,并以此作为允许流失的最少泥沙量;再将其分摊到上中游各水土流失区,作为它们各自允许输入河流的控制泥沙量。但又不是平均分摊,而是充分考虑各流失区的自然环境、经济实力与治理水平,协调各流失区的治理目标,合理地分摊泥沙的允许流失量,从而在环境允许的水土流失范围内,实现资源的合理配置,获得最佳的生态、社会、经济效益。为了实施长江流域水土流失的总量控制,首先需确定水土流失治理目标。以保持长江河口三角洲、河道及海岸线稳定所必需的最少泥沙量作为依据,确定长江流域水土流失的总治理量。然后找到长江流域水土流失的主要流失源头,了解各流失区在治理前每年向长江输入的泥沙总量,分析各流失区引起水土流失的主要原因,并根据各流失区的自然、社会与经济状况,预计治理的难易程度,以便确定各流失区允许向长江输送的泥沙量,即分解控制总量到各目标控制区。最后,根据各流失区允许的土壤流失量,制定适合各地区的水土流失治理方案并加以实施,达到分区治理的目标,从而最终实现全流域的治理目标。

总而言之,水土流失的“适度治理”与“总量控制”就是要将长江流域作为一个整体,把各流失区管理得更好,消除严重的生态破坏,同时,避免因治理而出现新的生态损害;又要量力而行,争取以较少费用实现较佳治理效果,达到全流域获益最大化。

4结语

理论研究应具有的特点之一是它的超前性。人们之所以要进行理论研究,并不仅是要弄清已发生的事情的来龙去脉,“马后炮”式的滞后研究在许多场合无补于事。只有在对已有事实研究后找到了规律性,从而使人具备“预见”能力的理论研究,才是人们追求的目标,才可能使人们在实践中防患于未然。对水土流失的研究亦应据此进行。

水土流失主要是自然过程与人为活动叠加的结果,在目前水平下很难将其根本消除。况且,流水冲刷下来的物质(泥沙)也是一种宝贵的资源,这种资源的转移,虽会给流失区、河道及河口三角洲带来危害,但河流带来的泥沙也是维持河口三角洲、河道及海岸线稳定必不可少的物质基础,有适量的泥沙供给,才能阻止海堤、江岸及江滩的崩塌,保持河道稳定,防止溯源侵蚀等。因此,治理长江流域水土流失时不可能亦无必要达到“根治”,而应进行适度治理,否则,可能会在减轻或消除一种生态破坏的同时,引起另一类的生态破坏。

水土流失的“适度治理”追求的是既减轻上中游的生态破坏,又允许有一定量的水土流失,以防止下游的另一类生态破坏的发生。为了弥补适度治理给上游流失区带来的继续损失,宜采用“补偿”的方法来进行利益调节。实施适度治理的主要办法是以保护河道与下游安全为基本依据的总量控制。由于经济发展的不平衡,及自然环境条件的差异,在总量不变的前提下,适当分配各流失区允许流失的泥沙量,以协调各流失区的治理水平,获得全流域最佳的社会、经济与生态效益。

参考文献

[1] 刘本培,蔡运龙.地球科学导论[M]. 北京:高等教育出版社,2000:213.

[2] 杨怀仁,徐馨,杨达源,等.长江中下游环境变迁与地生态系统[M] .南京:河海大学出版社,1995.

[3] 许世远,王靖泰,李萍.论长江三角洲发育的阶段性[M]∥ 严钦尚,许世远.长江三角洲现代沉积研究. 上海:华东师范大学出版社,1987.

[4] 任美锷,杨纫章,包浩生.中国自然地理纲要[M]. 北京:商务印书出版,1979.

[5] 任美锷,史运良.黄河输沙及其对渤海、黄海沉积作用的影响[J]. 地理科学,1986,6(1):112.

[6] 陈才俊.灌河口至长江口海岸淤蚀趋势[J]. 海洋科学,1990,(3):1116.

[7] 林承坤.泥沙与河流地貌学[M]. 南京:南京大学出版社,1992.

[8] 中国科学院地理研究所,长江水利水电科学研究所,长江航道局规划设计研究所.长江中下游河道特性及其演变[M]. 北京:科学出版社,1985.

[9] 卢荛.苏皖赣禁采江砂[N].人民日报,20001106(13).

[10] 中国大百科全书总编辑委员会地理学编辑委员会.中国大百科全书·地理学[M]. 北京:中国大百科全书出版社,1988.

FROM RESOURCE TRANSFER ASPECT DISCUSSING

SUITABLE ADMINISTRATION OF SOIL EROSION

IN YANGTZE RIVER BASIN

Zhang YanZhang HongPeng Buzhou

(Department of Urban and Resources Sciences,Nanjing University,

Nanjing 210093)

Abstract:Soil erosion is the joint result of both natural process and mankinds action. It is not only the cause of disaster but also the way of soil resource transfer. Of course,we should control the damage of soil erosion,but as for the soil resource,we should take advantage of eroding silt. We should not create another new ecological damage while one kind of ecological damage is dispelled. Therefor soil erosion should be carried out according to suitable administration. As far as soil erosion in Yangtze River Basin the basic criterion of the “moderate degree” in the suitable administration is the balance between erosion and deposition. That is,we should consider both the stabilization of river course,river mouth delta as well as coastline and profit of entire river basin. For the sake of cutting down the continual loss of upper reaches of river,which is caused by suitable administration,the means of compensation is used. In specific operation the way of the total quantity control of erosion is exercised. The soil erosion quantity that reaches “moderate degree” is used as the basic controlling quantity in total quantity control of erosion. In the fixed total quantity condition,the permitted quantity of soil erosion in each erosion area is distributed, so that the areas can control erosion based on their actual strength. So the resources can be reasonably arranged and the maximum profit in the entire river basin can be achieved.

Key words: soil and water erosion,soil resource,suitable administration,total quantity control of erosion区域耕地总量动态平衡模型研究区域耕地总量动态平衡模型研究基金项目:由国家自然科学基金资助项目(编号:49801015)资助。

本文与徐瑞祥、张永勤、丁建中共同撰写,原载《经济地理》,2002年第22卷第4期,第3539页。

——以温州市为例摘要城市化进程的加速和人口数量的剧增,使耕地数量减少、质量下降,人地关系日益尖锐。本文在耕地总量动态平衡系统分析的基础上,运用系统动力学方法,以温州市为例,建立了耕地总量动态平衡模型,用模型模拟了该地区耕地总量动态平衡的目标,对缓解耕地人口压力、保护耕地和实现区域土地可持续利用进行了探讨,并分析了该地区实现耕地总量动态平衡的可行性,提出了相应措施。

关键词耕地总量动态平衡系统动力学模型温州市

耕地是土地资源的精华,是人类获取粮食、棉花、油料等基本农产品的基础条件之一,也是农业可持续发展的根本保证。然而近年来随着生产力的发展,特别是城镇化、工业化的兴起,人口数量的增加和人类活动范围的扩大,人地矛盾日益突出。据1994年全国统计年鉴,我国人均耕地为0.08hm2,不到世界人均耕地的1/3,其中低于联合国粮农组织确定的人均耕地0.053hm2警戒线的县(区)占1/4[1]。东南沿海一带的一些地区人均耕地甚至不足0.04hm2。解决好耕地和耕地占用之间的矛盾,是实现社会经济可持续发展的重要条件。

温州市是我国东南沿海经济发达地区。由于第二、三产业的发展速度加快,建设用地不断增加,农用地逐年减少,特别是耕地面积不断减少,耕地质量不断下降,利用率和产出率显著滑坡。随着人口的增长,人均耕地水平直线下降,耕地形势极为严峻,不少城镇人均耕地已降到了“保命限”(人均0.08hm2)以下。耕地已成为该市社会经济发展的主要制约因素[2]。因此,分析温州市耕地利用状况和动态变化,运用耕地总量动态平衡模型进行模拟和调控,对该地区的土地可持续利用和经济可持续发展具有重要的现实意义。

1耕地总量动态平衡

1.1含义及目标

耕地总量动态平衡是指耕地总量在不断增减的动态之中保持平衡,其基本内涵是每年耕地的减少量与新开发、复垦的耕地在总量上保持平衡,即占用与补偿的动态平衡。保证现有耕地总量不再减少,并努力做到随着经济发展和人口增长,耕地总量也有所增加[3]。耕地总量动态平衡是为了缓减耕地的人口压力,实现土地、人口、粮食、经济的协调发展,扭转“人增地减”的逆向运动为“人增地也增”的同向运动的一项根本性措施。其实质是在全国范围内实现粮食完全自给,保证供需平衡。它具体包括四方面的含义:

(1) “总体平衡”,即全国要稳定现有耕地面积,保证人均耕地面积和粮食播种面积不再减少。

(2) “地区平衡”,各省、地(市)、县三级行政区都要做到耕地面积的相对稳定,耕地面积增减基本平衡,正确处理好总量平衡和结构平衡的关系。

(3) “时间平衡”,随着人口增加和经济发展,耕地总量有动态变化。因此,保持耕地总量动态平衡应有近、中、长期的规划,有阶段性限制。

(4) 耕地总量动态平衡是耕地质量平衡基础上的数量平衡,耕地的总量是含有质的量,耕地的总量动态平衡以保持一定的粮食生产能力为直接目标[4]。

1.2理论基础

(1) 人地关系理论。土地是人类赖以生存的唯一物质基础和空间场所,它制约着人类活动的广度、深度和速度。一定的地理环境只能容纳一定数量和质量的人及其一定形式的活动。另一方面,在人地关系中,人居于主动地位,人地关系是否协调,不取决于地而取决于人。人与地之间的这种客观关系决定了人类必须自觉地在一定的规律下利用和改变土地,以达到使土地更好地为人类服务的目的。协调的人地关系首先要谋求人和地两个系统各组成要素之间在结构和功能联系上保持相对平衡,保证地理环境对人类活动的可持续性,使人与地能长期共存。

(2) 动态平衡理论。人口、经济与土地之间存在着平衡与不平衡的内在联系,它们之间的平衡状态是相对的、动态的,受自然条件、社会经济条件、科技水平、人口增长等因素的影响,且随着时间的推移而变化。由于人类的一些不合理活动,使得人类与土地之间、人类活动的各组成部分之间开始出现不均衡趋势。随着人口增加和经济发展,要达到人类活动与土地综合体间的平衡,耕地也要增加,使土地、人口、经济、粮食之间协调发展,不断达到新的平衡。

(3) 可持续发展理论。经济和社会的可持续发展要求必须科学、合理地利用各种资源,实现资源的可持续利用。土地资源的持续、高效利用从外延上讲,要从总量一定的土地上产出尽可能多的工业效益和农业效益;从内涵上讲,要尽量延长土地持续使用周期,不使之中断。土地资源的可持续利用既是一个总量问题(一定数量的土地能否持续利用),又是一个质量问题(一定数量的土地是高效益利用还是低效益利用)。实现耕地总量动态平衡正是为了满足土地资源的可持续利用需要。

2耕地总量动态平衡系统分析

根据系统论原理,一个完整的耕地总量动态平衡系统不仅包括耕地的需求和供给,而且还涉及人口、经济、社会、环境及土地政策等其他系统,它们共同组成一个复杂的社会经济大系统。对于耕地总量动态平衡系统,只有建立一个合适的动态分析模型,才可能全面而准确地研究系统中各因素之间的相互作用关系和它们对系统行为的影响。

耕地总量动态平衡研究的主要目的是解决耕地和建设用地的矛盾、耕地和人口增长的矛盾,合理调整土地利用结构,促进经济的持续、稳定、协调发展。根据这一研究目的和要解决的问题,对耕地总量动态平衡系统确定了系统边界(图1)。

图1耕地总量动态平衡系统模型框图

Fig.1The frame for the system of total dynamic balance of cultivated land

本研究运用系统动力学(SD)方法建立耕地总量动态模型。系统动力学方法能方便地处理非线性和有时滞的问题,并能进行长期的动态研究。该方法对数据要求不高,从而减少了由于数据质量差所造成的建模困难,它的另一优点是能确定影响系统的主要变量,便于进行重点控制[5]。

3实例研究——温州市

3.1温州市土地利用现状分析

以1985年全国农业区划委员会等重新公布的土地利用分类系统为依据,根据1994年底的土地详查资料和1994年的土地变更资料,将温州市土地利用现状划分为8大类,42个亚类。1996年底全市土地总面积1225576.69hm2,其中耕地占21.22%,园地占3.04%,林地占50.23%,牧草地仅有44.15hm2,居民点及工矿用地占4.49%,交通用地占0.73%,水域占11.01%,未利用土地占9.28%[6](图2)。土地利用类型面积比例序列为:林地>耕地>水域>未利用地>居民点及工矿用地>园地>交通用地>牧草地。

图2温州市土地利用结构

Fig.2Structure of land use of Wenzhou City

3.2温州市耕地的动态变化

受人口增长、经济发展、农业政策等因素影响,温州市耕地面积变化大致经历了以下几个阶段(图3):

(1) 新中国成立初期到1957年。随着土地改革和国民经济建设的全面开展,农民生产积极性高涨,大规模开垦荒地,以扩大耕地面积,到1955年全市耕地面积达230260hm2,是新中国成立以来最多的一年。人均耕地为0.065~0.077hm2。该时期土地开发处于快速增长阶段。

(2) 1958—1968年。在“大跃进”和“人民公社”政策的驱动下,全民大炼钢铁,大规模兴修水利和修筑公路,加上洪涝灾害冲刷淤积农田,耕地面积不断减少,至1968年全市耕地面积为206173hm2,比1957减少了20287hm2。与此同时,人口处于高速增长阶段,自然增长率为22‰~33‰,人均耕地面积迅速下降,仅为0.048~0.065hm2。

(3) 1969—1977年。虽然曾一度掀起“农业学大寨”的运动,各地大搞造田造地,但由于“十年文化大革命”处于高潮,温州人无力务农经商,温州市的国民经济濒临崩溃的边缘。这个时期耕地面积从1969年的202480hm2下降到1977年的199473hm2,1997年人均耕地为0.036hm2。图3温州市历年耕地动态变化

Fig.3Yearly dynamic change of cultivated land of Wenzhou City

(4) 1978年至今。计划经济向市场经济转变,城乡经济进入新的发展阶段。传统农业正逐步向农副工综合经济方向转变,城市和村镇建设速度加快,农村建房进入高潮,非农建设用地明显增加。90年代以来,受市场经济的冲击,“房地产热”、“开发区热”的兴起,加上工农产品价格剪刀差的拉大,农业生产成本的风险性增强,农民种粮的积极性受到影响,弃耕改园或抛荒的现象普遍发生,出现了第二次耕地速减期,耕地面积由1978年的198680hm2下降到1996年的170133hm2,年均递减1359.37hm2,年递减率为0.684%。人均耕地逐年下降,1996年仅为0.024hm2。

3.3温州市耕地总量动态平衡模型

(1) 模型的建立和调控。建立耕地总量动态模型时,首先在分层次构建子系统的SD模型基础上,构建系统模型群。依据所收集的资料,确立系统的边界,参考有关专家对系统内部因素之间关系的论述,应用SAS等统计分析软件处理数据,确立系统内部因果关系。建立的各子模型,既可以单独运行,又可以和其他模型相连接,构成更高层次的模型。所有的子模型综合构成耕地总量动态平衡模型。在确定各个SD子模型的参数时,选择一元回归、多元回归、生产拉布拉多函数、指数趋势预测和GM(1,1)灰色预测等模型作为确定参数的辅助模型,来弥补参数确定主观性太强的不足。并且将有关的专家预测和规划目标要素的结果作为门槛数据,用以确定参数和检验模型仿真结果。

图4是耕地总量动态平衡SD模型的总体反馈回路,反映了耕地总量动态平衡系统的总体因果关系,其中包含多个正、负反馈回路,它们交互嵌套与制约,能够自我调节构成反馈循环,亦可通过人工调控改变系统运行的反馈机制。总体反馈回路反映了系统中最主要的因果关系,为此,在对耕地总量动态平衡进行系统分析的基础上,可将整个模型划分为耕地增减子块、耕地需求子块、耕地结果子块,在每个子块中对各个变量之间的相互关系进行具体分析。

图4耕地总量动态平衡模型总体反馈回路

Fig.4The feedback figure of the total dynamic balance model for cultivated land

根据所述系统动力学仿真模型,结合温州市的实际情况,运用国家信息中心研制的Professional DYNAMO plus软件,建立了温州市耕地总量动态平衡SD模型,SD模型的时间边界为1996—2020年[7]。在各个SD子模型的建立过程中,关键是模型参数的确定。确定参数可运用多种方法综合进行,本研究以灰色系统方程为例说明如下:

设温州市人口的原始数据序列为{X(0)(T)},

灰色系统基本模型为

X(0)(T+ 1)=a{X(0)(1),X(0)(2),…,X(0)(n)}。

建模步骤:

① 根据原始人口数列建立人口子数列,记作:

X(0)={X(0)(1),X(0)(2),…,X(0)(n)},

② 根据人口数列进行一次累加生成得到:

X(1)={X(0)(1),X(0)(2),…,X(0)(n)},

③ 构造累加矩阵B与常数向量Yn:

B=-1/2{X(1)(1)+X(1)(2)}1-1/2{X(1)(2)+X(1)(3)}1……-1/2{X(1)(n- 1)+X(1)(n)}1,

④ 用最小二乘法解决灰色参数a:

a=ua=(BTB)-1Yn。

本模型中,求得a约为0.016,即人口的年增长率约为16%。与此相类似,模型中的耕地变化率、建设用地增长率等均用同样的方法进行估计,并根据一些规划指标加以适当的修正。将模型对未来年份的仿真与有关专家的半经验半理论数据进行比较,进行模型检验。

(2) 模型运行结果。根据温州市土地资源详查资料、温州市“九五”计划和2010年长远规划、温州市历年统计资料以及相关的政策法规,从耕地总量动态平衡目标出发,主要选取耕地变化率和人口自然增长率作为政策调控变量,通过对控制变量取适当的值,达到了严格控制耕地的征用占用,使耕地总量随时间的变化而逐步增加的目的。通过对SD模型的有效性检验和模拟运行,得到方案的主要指标如表1,可以看出,该方案中耕地面积逐年上升,随着人口增长,粮食缺口虽然扩大,但粮食自给率变化不大,基本上实现了耕地总量动态平衡的目标。表1温州市耕地总量动态平衡系统动力学模型仿真结果

Table 1Simulated results of total dynamic balance model of cultivated land for Wenzhou City

年份人口/万人耕地面积

/103 hm2粮食产量

/104t粮食消费量

/104t粮食自给率

/%1996697.9260.38250.6321.078.082000739.3260.43287.7354.981.062005779.0265.74314.9389.580.842010817.0269.10335.7424.879.022015843.4276.35347.8446.677.882020870.2279.63363.0469.477.314温州市耕地总量动态平衡的可行性分析

4.1温州市耕地总量动态平衡模型

温州市村庄用地及分散居民点用地数量巨大,居住用地占城市建设用地总量的38.22%,远远高于国家规定的22%~32%。由于历史习惯,大部分村庄和分散居民点都位于水土条件好的地段。在经济迅速增长和高速城市化的背景下,农村人口不断向中心村(镇)集中,农民在村镇购买商品房,生活、工作在城镇,住宅双重占地现象严重,农村人口的绝对数量减少,已经出现了许多农村居民点闲置。

因此,可开展农村居民点用地整理,拆村并点,以积聚程度高、规模大的中心村代替布局分散、规模小的自然村落,节约利用宅基地。同时要推动农村城镇化进程,逐步减少农村“双重占地”现象,提高农村居民点用地的集约程度,减少城乡居民点用地总量。

4.2城镇建设用地潜力

20世纪80年代以来,温州市城镇发展主要是外延扩展,占用了大量的耕地。新区土地开发规模大,建筑密度低,许多镇的新区内主街道达50m以上,容积率比较低;而城镇中的旧城区,由于房屋低矮破旧,建筑密度虽高,但容积率低,街道狭窄,又有许多公共大院闲置。因此,要充分挖掘现有城镇建设用地潜力,引导现有城镇建设用地的再开发利用,提高现有城镇土地的利用率,盘活土地存量,通过城镇旧区改造,降低建筑密度,提高容积率,促使城镇建设用地走内涵发展的道路。

4.3土地后备资源开发潜力

温州市有未利用土地113715hm2,其中荒草地占49.25%,裸岩、石砾地占11.8%,田埂占37.85%,其他类占1.1%。大部分待开发土地经科学改善土壤条件和土地环境后可开发为农业用地,如荒草地可开发为耕地、园地或林地;温州市海岸线长,沿海滩涂广阔,海涂围垦是一大优势。1992年,全市“四荒”资源共98127hm2,其中荒山资源62627hm2,占63.8%;荒地资源7733hm2,占7.9%;荒水资源占8%;荒滩资源占20.3%。“四低”资源共271947hm2,其中中低产耕地178300hm2,占65.6%;中低产园地占5.7%;中低产林地占26.6%;中低产水域占2.1%。相对扩大耕地而言,进行中低产耕地的改造,走耕地内涵挖潜之路应成为土地开发的主要方向。应给予合理的政策引导,充分发挥这些资源的潜力。

4.4用地与养地结合,提高耕地产量和质量

随着经济的发展,温州市的人均耕地将进一步减少。因此,必须充分挖掘潜力,提高耕地产量。对于区内的丰产田,可通过品种改良及田间管理技术等措施来增加单产。全区中低产田过半,是挖掘潜力的关键。应加大资金和技术投入,从兴修水利、治水改土、平整田地等方面着手,改善农田生态环境,提高单产。发展设施农业,严禁冬季耕地撂荒,提高复种指数,以增加粮食播种面积和产量。同时要平衡施肥,保持土壤养分,改善土壤结构,切实保护耕地质量。

参考文献

[1] 潘明才.保护耕地是纲,纲举才能目张[J].中国土地,1996,9:1315.

[2] 刘彦随.东南沿海地区城镇化发展与农耕地保护[J].经济地理,1997,17(6):103107.

[3] 邹天川.加深理解耕地总量动态平衡目标,深化土地管理方式改革[J].中国地政,1996,8:311.

[4] 杨开忠.正确把握耕地总量动态平衡[J].中国土地,1996,9:2124.

[5] 王其藩.系统动力学[M].北京:清华大学出版社,1988.

[6] 温州市人民政府.温州市土地利用总体规划(1997—2010)[Z].1998.

[7] 丁建中.区域土地资源可持续利用及其优化配置模式研究[D].南京大学硕士学位论文,2000.

RESEARCH ON MODEL FOR REGIONAL TOTAL

DYNAMIC BALANCE OF CULTIVATED LAND

—— A CASE STUDY IN WENZHOU CITY

Xu RuixiangZhang YongqinDing JianzhongPeng Buzhuo

(Department of Urban and Resources Sciences,Nanjing University,

Nanjing,210093,Jiangsu,China)

Abstract:With the urbanization progress and population increase,the area of cultivated land is decreasing and the quality declining. As a result,the contradiction between human and land is becoming more and more acute. Based on the systematic analysis of the total dynamic balance of cultivated land,this paper applies dynamic method to set up the SD model aims at assuaging land tension; protecting cultivated land and realizing sustainable land use.Taking Wenzhou City as research region,this paper conducts practical study,analyzes the models feasibility and gives some countermeasures.

Key words: total dynamic balance of cultivated land,model, system dynamics,Wenzhou City土地利用的经济生态位分析和耕地保护机制研究土地利用的经济生态位分析和耕地保护机制研究基金项目:国家自然科学重点基金项目(49831070)和国土资源部重点项目“长江三角洲地区耕地总量动态平衡与可持续利用研究”(991014)资助。

本文与张侠、葛向东、濮励杰、黄贤金共同撰写,原载《自然资源学报》,2002年第17卷第6期,第677683页。摘要土地利用变化包括土地利用结构和土地利用强度两个方面,是土地利用类型从低生态位层次向高生态位转变的自组织行为。对不同层次的土地利用生态位进行控制与协调,才能实现一定耕地保有量下土地利用资源场的均衡。而这种均衡正是耕地总量动态平衡得以实现的前提。在生态位势理论与系统边界理论的基础上,研究构建了土地利用经济生态位的模型,并以江苏省锡山市为例定量分析了不同土地利用类型相互作用的强度。研究显示,经济发达区非农用地与农用地生态位差较大,城市化进程加快,使耕地更易损失。从资源流动的场论分析角度,探讨了建立耕地保护机制的途径和方法。在目前的水平上,把土地利用生态位作为土地利用/覆被研究中的一种新方法论更有意义。

关键词土地利用生态位耕地场

1引言

土地利用是人与土地相互作用下由不同利用方式和利用强度组成的动态系统。土地利用的地理空间和需求空间耦合而成的土地利用空间具有场的特征,称为土地利用资源场。土地利用变化可以看作在土地利用资源场中,不同土地利用需求和土地利用类型的耦合。土地利用变化是当今经济社会中最活跃和最普遍的现象,其作为资源流动的一种形式,必然存在着力的作用,资源流动的场论分析正是从力的角度来探讨资源流动的本质和机制。近年来曾有学者尝试用电位、势能等相关概念表述土地利用类型间的相互作用[1]。研究引入“生态位” 的概念,旨在表述不同土地利用类型占用新生境的能力,并试图构建土地利用生态位的理论框架,同时引起同行对这一科学问题的重视及讨论。

土地利用变化的原因来源于土地所有者和使用者对于土地利用类型间边际效用的比较[2]。理想状态下,对于具有均衡的土地利用结构的某一区域而言,不同土地利用类型的边际效用相等。当内生性和外生性驱动力发生作用时[3],一种或多种土地利用类型的边际效用便发生变化,追求效用最大化的动力将促使土地利用结构调整,最终产生新的均衡结构。

在土地利用变化资源场中,土地利用类型的边际效用差异体现为场中不同层次生态位[4,5]的差异,这种差异促使土地利用结构调整的同时,亦使得土地利用强度发生变化,即土地利用类型从低生态位层次向高生态位转变。这是土地利用系统自组织的一大特征,自组织的结果导致了土地利用的变化。

我国正处于经济快速发展时期,加入WTO后,为配合国际资本的流入,城市化进程主要表现为在城市内部空间结构重组的同时,通过改善市政基础设施带动新区开发,从而引发城市向外扩展[6]。在当前的土地利用结构演变过程中,经济发展、 城市扩张对土地需求的增长与粮食安全、 耕地持续减少是最基本的土地供需矛盾。以耕地总量动态平衡为目标的耕地保护机制的建立,是解决这一矛盾的重要途径[2]。笔者的研究是探索性的,试图给出不同土地利用类型相互作用强度的定量表述,进而说明,我国现阶段土地利用资源场中,对不同层次的土地利用生态位进行控制与协调,才能实现一定耕地保有量下的场的均衡,而这种均衡正是耕地总量动态平衡得以实现的前提。

2理论依据

2.1生态位态势理论

生态位态势理论[5],即从个体到生物圈,无论自然还是社会中的生物单元都具有态和势两个方面的属性,态是生物单元的状态,是过去生长发育、 学习、 社会经济发展以及与环境相互作用积累的结果; 势是生物单元对环境的现实影响力或支配力,如能量和物质变换的速率、 生产力、 增长率、 经济增长率、 占据新生境的能力。特定生态系统中某生物单元的生态位即该生物单元的态势与该生态系统中所研究的生物单元的态势总和的比值,体现了该生物单元的相对地位与作用。

由于现实生态位空间和需求生态位空间的不一致性,当两个生物单元利用同一单元资源或共同占有其他环境容量时,必然会产生竞争排斥作用。这种竞争排斥可用生物单元的邻体干扰度来反映。

2.2系统边界理论

图1城乡土地全系统的结构框架

Fig.1Structure of urban and

rural total land system

耕地和城市土地系统均为开放系统,在系统边界即城乡交错带[7]上聚集着关于系统演化的重要特性。系统的复杂性主要是由系统与环境之间的相互作用关系产生的,这种关系决定了系统的结构、 功能和行为的变化和发展。严广乐等根据整体性原理定义了一个全系统[8],它是由系统、 环境以及系统与环境之间的共同边界三部分组成,为了便于区分,称原系统为本体系统,并且把环境也看成一个系统,称为环境系统(图1)。

图1中,X表示本体系统内部要素及其关系的集合,Y+Z表示环境因素及其关系的集合,Z表示位于“边界”上的要素及其关系的集合; 对于城乡土地全系统而言,X、Y+Z和Z分别对应着城市土地系统 (非农用地)、 耕地系统(农用地)和位于城乡交错带的耕地系统。城市土地系统与耕地系统之间除了传统意义上的输出输入关系之外,还存在着感知反应关系,感知强度可以用要素的感知反应灵敏度来定义。

3土地利用类型的相互作用强度

3.1土地利用生态位的理论构建

将城乡土地全系统置于土地利用资源场中分析,生态位即为感知反应的灵敏度。当耕地比较效益低下、 农村剩余劳动力转移困难、 地价偏低时,其生态位处于较低层次,图1中的虚流线转变成实流线,Z被本体系统捕获,这时,全系统中的本体系统为X+Z,环境系统为Y。反之,由于耕地保护机制的作用,对各土地利用生态位进行调整与控制,本体系统X由于对环境系统的感知反应,减弱或隔断了与Z的联系,因捕获力下降而导致系统边界扩张的减缓或终止,图中的虚流线断开,Z游离到环境系统中去,这时全系统中的本体系统为X,环境系统为Y+Z; 从系统边界的角度来看,原来的本体系统转变成新的本体系统,实际上就是系统边界扩张的一个结果。城市扩张的实质即系统边界的扩张,可以看成系统边界的耕地因子被城市土地系统捕获的过程。

生态位综合反映了个体和种群在生态系统中所占有的空间、 所处的地位和所具有的功能,可见,生态位的重要特征是其综合性和相对性。土地利用类型的生态位包括自然生态位(土地质量、 粮食安全)、 经济生态位(比较经济效益) 和社会生态位(人民观念和政策法规)三方面。维持与提高土地质量、 保障粮食安全和减少环境污染等构成了土地利用的自然生态位,是当前耕地保护的理论依据,土地利用的比较经济效益构成了土地利用的经济生态位,是耕地保护实施的手段和工具。人民观念和国家政策等带来的社会影响力,构成了土地利用的社会生态位。显然,土地利用的社会生态位也是土地利用生态位变化的主要驱动力之一。就耕地保护来说,需要借助耕地的社会生态位来协调其经济生态位和自然生态位,从而从总体上提高耕地的生态位,促进土地利用的合理分配和布局。

3.2土地利用经济生态位

笔者的研究是探索性的,对土地利用的自然和社会生态位仅做理论探讨,重点尝试土地利用经济生态位的模型构建和实证研究。在耕地保护的实际操作中,尤其是市场经济日益发达的今天,提高土地利用的经济生态位是一个比较合理的评价和操作目标。

土地利用经济生态位模型如下式:

Ni=Si+AiPi∑ni=1(Si+AiPi)

式中,N为土地利用经济生态位;i=1,2,…,n,为不同土地利用类型;S、P为各土地利用类型的态和势;A为量纲转换系数。理论上,模型应包括所有对土地利用生态位有影响的因子,而限于认识水平与研究手段,只能选取某些起关键作用的因子。令Si=Mi·XiRi,Pi=YiRi。式中,Mi·Xi为土地面积与单位面积收益的乘积,即第i类土地利用的总收益(引入面积因子是为了揭示土地利用结构的变化,同时反映耕地总量动态平衡);Yi为该收益的年增长量;Ri为附着在第i类土地利用类型上的人口(劳动者)数量。该模型表明,在简化了的条件下,不同土地利用方式的人均收益值相等时(其经济生态位相同),土地利用结构是稳定的,此时土地利用资源场处于均衡状态。随着经济发展、 城市化进程加剧,城市(非农用地) 的生态位提高,增强了对耕地的捕获力,凸现出城市化与粮食安全的矛盾。

可见,生态位的差值即可视为不同土地利用类型间的相互作用强度。江苏省锡山市研究案例表明,20世纪90年代以来,经济发达地区农用地和非农用地之间的生态位差持续加大(表1),对应着该区土地利用结构的急剧变动[9]。表1锡山市不同时段农用地与非农用地的生态位

Table 1Niches of cropland and noncropland in different periods in Xishan City

年份199019911992199319941995199619971998农用地生态位0.380.330.290.220.230.250.200.180.11非农用地生态位0.620.670.710.780.770.750.800.820.89注:资料来源于锡山市统计局.锡山市统计年鉴(1990—1998)。研究仅作理论分析,故简单地将土地利用类型分为农用地和非农用地。4土地利用生态位的控制

4.1土地利用变化驱动力分析

生态位差的存在必然影响着农户的行为,社会经济发展水平较低的地区(或时段)经济基本上处于传统的自然经济状态,土地产品商品率低,工商业不发达,土地利用的目的是为了获取土地的直接物质产出,以满足人们的基本生活需要。在人口迁移率较低的条件下,人口自然增长和土地质量的下降往往造成农用土地面积的不断扩张。在市场经济得到充分发展的地区,人们开发利用土地主要是为了市场交换。土地产品或服务的市场供求状况和比较效益是影响土地利用变化的主导因素,故又称比较经济利益驱动。在经济增长和城市化发展较快的地区,由于经济驱动力的作用,耕地被非农产业占用的现象比较普遍[3]。

耕地保护是粮食安全战略得以实施的前提。耕地总量动态平衡战略要求模型中耕地面积不小于设定的基准态[10],政府的农业和土地保护政策构成了土地利用变化的重要影响因素,可视为土地利用变化的社会驱动力。

在市场经济下,生态位差反映了不同土地利用类型间的转化强度和供需关系; 基于供需关系的价格决定了资源的分配,即不同土地利用类型之间的生态位差导致了地价的差异,地价决定了土地资源的配置,不但造成了土地利用结构的现状,也引导了其未来发展的方向。加入WTO后,国际资本的流入影响到城市 (乡村) 土地需求的变化,从而造成地价的变动,对土地利用结构产生影响。伴随着资金流入,导致了城市扩展、 耕地流失和城市用地的重新配置。所以,在土地利用资源场中,地价反映了不同土地利用类型之间的邻体干扰度,即

Ii,j=f(di,j,mi,j)

式中,Ii,j为不同土地利用类型之间的邻体干扰度;di,j、mi,j为不同土地利用类型之间的地价差和面积增减比例。

现行的地价测算中,显然包括了自然、 生态、 经济因素,但未能包含社会因素[1]。为了使社会驱动力对经济驱动力的覆盖易于操作,则必须提高耕地比较经济效益,降低耕地与非农用地之间的邻体干扰度,其重要途径即将耕地的社会效益市场化。现存的市场机制只关注经济效益,社会效益作为 “外部性” 效益,体现不到耕地利用者和保有者身上[2]。目前,在许多地区,政府独立于土地市场的作用不明确,城乡地价体系出现人为割裂现象,农地价格的评估往往对其社会效益缺乏考虑,对土地这一独特生产要素的 “外部性” 效益缺乏充分的认识。因此,应充分认识到耕地资源的社会价值,重新建立耕地资源价值评价的指标体系,把耕地损失的外部成本 “内化”,把耕地损失造成的社会影响纳入市场成本,建立耕地用途转移的成本核算体系,使耕地占有者付出足够的代价来补偿耕地的损失,并使耕地减少的势头得以遏止。

耕地价格应包含耕地系统为保障粮食安全而牺牲的向高价值转移发展机会的边际效益。在耕地非农化过程中,应对区域耕地存量进行预警分析,据此对耕地非农占用成本进行修正[11],以提高非农用地的土地利用生态位,有效降低城市土地系统对耕地的捕获力和干扰度。而耕地存量的控制、 地价的修正和土地利用类型转变过程的调控,只能通过政府的强制性干预才能实现。政府的管制加上足够高的价格才能有效地约束需求。

4.2土地利用生态位的控制

目前对土地利用变化驱动力的研究多停留在土地利用结构的变化上,即以耕地面积减少为主要体现的人地矛盾上。实际上,目前的耕地保护机制仅仅是社会驱动力对经济驱动力的简单覆盖[6],由于土地利用经济生态位差的客观存在,操作上有着很大的难度。其实,生态位差导致的土地利用变化包括土地利用结构和土地利用强度两个方面[12]。对土地利用生态位模型进行分析不难看出,模型中土地利用结构的调整主要表现为各土地利用类型面积的改变,而土地利用强度的变化,则可以在人口迁移、 增加投入、 提高效益和规模等诸多方面得以体现。

然而,对经济生态位而言,表2的数据表明了依靠提高对耕地的投入来降低生态位差的难度,生态位差实际上涵盖了耕地的潜在退化压力[13](潜在退化压力指数=多年平均生产投入增长速率/多年平均农户收入增长速率,反映了土地利用单元对环境的现实影响力)。农户从种植业中取得的收入增长幅度远远落后于对种植业投入的增长幅度,影响到农户对种植业的持续投入,阻碍了农户追加投入的积极性,从长远角度看,不利于耕地利用的可持续性,难以提高耕地经济生态位。潜在退化压力指标最初揭示的是经济较不发达地区开发耕地的回报滞后于耕地的投入时,所导致的掠夺式开发的可能性,研究采用了这个指标,是源于经济发达地区农业用地和非农业用地之间比较效益的巨大落差,经济发达地区与经济不发达地区同样面临耕地利用的潜在退化压力,但其产生原因不同,因而其表现也不同徐梦洁.江苏省耕地可持续利用评价.南京大学博士后出站报告,2001.。表2锡山市耕地的潜在退化压力(1990—1999)

Table 2The potential degradation pressure of cropland in Xishan City(1990—1999).

耕地生产率耕地投入强度ABCDE耕地利用集约程度潜在退化压力87.73%6.58%12.3%7.63%242.55%0.410~0.4163.333注:表中,A表示单位面积净收益增长水平;B表示净收益增长水平;C表示农业机械总动力增长水平;D表示化肥施用量增长水平;E表示农村用电量增长水平;耕地利用集约程度采用耕地和劳力比率的增长水平表示,单位为hm2/人。与此同时,生态位差的存在是城市化发展的契机,但其着力点应在土地利用强度上。模型中不同土地利用类型上附着人口从低生态位 (农用地) 向高生态位 (非农用地) 的迁移,是城市土地利用强度提高的重要标志; 由于附着在农用地上人口的减少,在增加农用地人均收益的同时,使得农业的规模经营与内部结构调整、 补贴等提高比较效益的措施得以有效实行,充分降低耕地潜在退化压力,即可有效地提高农用地生态位。基于这种理解,城市化也是提高农用地生态位的重要途径,城市化和耕地保护是并行不悖的。

另外,城市内部土地利用类型之间的经济生态位差,亦促使城市发展通过利用土地级差地价反映的邻体干扰度来重新配置用地,在推动了中心城内部空间结构重组的同时,改善市政基础设施,带动新区开发以吸引外资,收取土地费,借规模效应提高效率,使城市适度向外扩展。扩展的合理性可在耕地占补平衡的原则下由城镇用地增长弹性系数监测。该系数监测了土地利用经济生态位模型中的人口和面积要素的变化。城镇用地增长弹性系数的计算公式如下:

用地增长弹性系数=建成区增加面积/建成区原有面积建成区增加人口/建成区原有人口。

从集约利用土地的原则出发,应当要求弹性系数尽可能小,即在城市用地规模扩展不大的情况下,尽可能地转移非农人口,以保证农用地经济生态位的提高。但从用地规模合理扩大角度,城镇用地增长弹性系数指标值不超过1。实际上在城市建成区发展过程中,由于原有建成区布局不尽合理,在进行规划、 调整过程中,可能会出现短期内弹性系数较大的状况(图2)。

图2锡山市城镇用地增长弹性系数变化

Fig.2Flexibility coefficient change of urban land use increase in Xishan City

5结论和讨论

在目前的水平上,把土地利用生态位作为土地利用/覆被研究中的一种新方法论更有意义。生态位差可以作为一种尝试描述土地利用类型相互作用的新手段。研究没有考虑耕地的生态效益,但农用地面积的平衡为土地利用的生态可持续性提供了空间基础。由于行为、 价值取向的多元化,加上传统、 社会保障、 技术限制程度等等因素在研究的模型中没有得到反映,故此模型表述的实际上是土地利用的经济生态位,其在土地利用变化的时间序列研究中更具现实性。

研究显示,经济发达区非农用地与农用地生态位差较大,城市化进程加快,使耕地更易损失。此时,耕地的潜在退化压力与不发达区的表现形式不同。城市化本身除导致生态位差、 引起耕地流失外,因其吸纳农村剩余劳动力,也可以相对提高农用地生态位,故城市的内涵发展尤显重要,即驱动力的作用点应放在提高城市土地利用强度上,以引导城市健康发展。在农村,人口的迁移有利于提高农用地生态位,农用地面积的减少则相反。在不改变耕地耕作属性的条件下,农业的规模经营与内部结构调整、 补贴等也可增加其生态位。现行的户籍制度、 社会保障制度、 农地产权制度、 农地价格体系均应按此思路检讨。

当前,我国耕地主要存在两个方面的问题。一方面是在经济落后的内陆地区,掠夺式开发导致耕地退化,从而造成耕地面积的扩展和质量的下降。在这种情况下,耕地的自然和经济生态位均降低。另一方面是在经济发达的东部地区,经济发展和城市化进程导致耕地面积萎缩。在这种情况下,耕地的经济生态位增加但自然生态位降低。如在全国的范围(尺度) 内进行这两者的比较研究,则可揭示土地利用变化更为深刻的含义,从而得出更权威的结论。

参考文献

[1] 董瑜,谢高地.资源场理论及其在资源流动中的应用[J].地理科学,2001,21(5):407411.

[2] 蔡运龙.中国农村转型与耕地保护机制[J].地理科学,2001,21(1):16.

[3] 李平,李秀彬,刘学军.我国现阶段土地利用变化驱动力的宏观分析[J].地理研究,2001,20(2):129138.

[4] 王德利.关于生态场的几点评述[J].应用生态学报,2000,11(3):472476.

[5] 朱春全.生态位态势理论与扩充假说[J].生态学报,1997,17(3):324332.

[6] 张庭伟.1990年代中国城市空间结构的变化及其动力机制[J].城市规划,2001,25(7):714.

[7] 陈佑启,武伟.城乡交错带人地系统的特征及其演变机制分析[J].地理科学,1998,18(5):418424.

[8] 严广乐,王浣尘.边界沉思[J].管理科学学报,2000,3(1):7986.

[9] 彭补拙,安旭东,陈浮.长江三角洲土地资源可持续利用研究[J].自然资源学报,2001,16(4):305312.

[10] 葛向东,彭补拙,濮励杰,等.耕地总量动态平衡的监测和预警研究[J].自然资源学报,2002,17(1):3541.

[11] 葛向东,张侠,彭补拙,等.耕地存量临界警戒和耕地非农占用成本的警度修正方法初探[J].地理科学,2002,22(2):166170.

[12] 摆万奇,赵士洞.土地利用变化驱动力系统分析[J].资源科学,2001,23(3):3941.

[13] 徐梦洁,葛向东,张永勤,等.耕地可持续利用评价指标体系及评价[J].土壤学报,2001,38(3):275283.

A STUDY ON THE ECONOMIC NICHE OF LAND

USE THEORY AND MECHANISMS OF

CROPLAND CONSERVATION

Zhang XiaGe XiangdongPu LijieHuang XianjinPeng Buzhuo

(Department of Urban & Resources Sciences,Nanjing University,

Nanjing 210093,China)

Abstract:Land use change is a selforganized behavior of conversion from low niche level to high level,including two aspects of its structure and intensity. Only under the control and concordance with landuse niche in different levels,the balance of its resource field can be kept in certain arable land maintenance. And this balance is the precondition to keep the dynamic balance maintenance of total arable land. On the basis of the niche theory and the system boundary theory,in this study we made up the model of landuse niche and took the Xishan City,Jiangsu Province as an example to quantitatively analyze interactive intensities in different land use types. The study shows that the cropland loses easily because the niche difference between nonagricultural land and agricultural land is big and the urbanization process gets fast. At last we discussed an approach to set up mechanisms of cropland conservation using the resource flow field theory. At present level,it is more significant that land use niche is as a new method in LUCC studies.

Key words: land use,niche,cropland,field theory中国县域土地利用总体规划的模式研究中国县域土地利用总体规划的模式研究作者简介:朱凤武(1970—),男,江苏新沂人,博士,主要从事土地利用、土地规划、土地评价等研究。Email:zhufengwu@hotmail.com。

本文与朱凤武共同撰写,原载《地理科学》,2003年第23卷第3期,第282286页。摘要近年来,在中国各级土地管理部门主持下,开展了两轮土地利用总体规划编制工作,取得了一定成绩。但现行规划模式在向社会主义市场经济体制转变过程中,显露出与之不相适应的问题。在总结中国经验和不足的基础上,借鉴国外成功经验,试图构建与社会主义市场经济体制相适应的、以土地利用分区下的土地用途管制为核心、以指标控制为手段的县域土地利用总体规划模式。

关键词县域土地利用规划模式

模式是有特定的结构、功能的物理对象或是比较抽象的信息状态,是学说、模型和程式的总和[1]。土地利用规划模式是指编制土地利用规划的标准形式,或是被大家广为采用的形式。土地利用规划的模式既要反映规划的类型、目的和内容要求,又必须与经济管理体制相适应。科学的规划模式,必须使规划要求的原始资料不庞杂、少而精、工作量小、完成的周期短;规划内容能满足对土地利用实行宏观控制与微观控制的要求;规划方案有较强的可操作性、较大的弹性和应变能力,能为土地管理部门和土地使用者所接受,易于实施[2,3]。1当前土地利用规划模式及存在问题分析

1.1市场经济体制国家土地利用规划模式

市场经济体制国家在土地利用总体规划的具体内容上虽然存在着千差万别,但大都采用土地利用分区的规划模式[4],并制定各地域内土地利用规则。这一模式实际上是从两个层次上对规划区范围内的未来土地利用实施控制。一是通过用途地域界线,控制各种主要土地用途空间;二是通过用地规则,控制用途地域内部的土地利用行为。

分区制在对未来土地利用实施控制上的突出特点是位置和范围显示、数量隐含,即它通过分区界线和利用规则直接对特定位置和范围上的土地利用实施控制,而不是直接对各类用途土地的数量实施控制。但分区界线一经确定,各类用途土地的数量也就随之大概确定了。分区制模式与以用地数量为规划对象的模式相比,具有可操作性强、应付未来不确定因素冲击的弹性大等优点,值得借鉴。另一方面,由于大多数市场经济体制国家是以土地私有制为基础的,因此,土地利用规划和控制在解决土地所有者利益与公众利益的冲突上,在促进土地所有者去积极有效地利用土地上都感到十分棘手,常常使规划落空。而中国是土地公有制国家,我们完全有理由创造出适合中国国情、合理有效的土地利用规划模式。

1.2中国的土地利用规划模式

中国现代意义上的土地利用规划始于20世纪50年代,对应于经济体制的变化,资源配置方式和土地利用规划的模式也历经变化。

第一阶段:1949—1978年,中国实行的是计划经济,土地资源的分配以行政划拨方式实现,应用计划手段将土地作为一种资源进行配置,而忽视了土地的资产属性。用地者无偿取得土地,可以无限期使用土地,用地者对所使用的土地仅有使用权,没有处置权,不能通过土地流动把土地处置给其他土地使用者。这一时期的土地利用规划学习苏联的模式,主要是针对企业间和企业内的土地利用规划设计,对土地利用活动的具体组织比较详细,着重为微观管理提供良好的基础,但在宏观的调控上缺乏目标。

第二阶段:1979—1992年,实行社会主义公有制基础上的有计划的商品经济时期,在土地资源的配置上逐步引入市场机制,实行“计划经济为主,市场调节为辅”,在土地使用制度上允许对国有土地进行出让,土地的无偿划拨使用和有偿使用并存,土地资产属性开始凸现。这一时期的土地利用规划从企业间和企业内的土地利用规划设计走向包括县域在内的土地利用总体规划,土地利用的规划模式主要是指标调整和分区结合模式,指标主要依据各部门的土地需求预测确定,经部门间的综合协调平衡后得到区域土地利用规划方案。

第三阶段:1993至今,逐步建立社会主义市场经济体制,要使市场在国家的宏观调控下发挥对资源配置的基础性作用,用经济、法律辅以必要的行政手段进行土地资源的合理配置。运用价格杠杆和引入竞争机制把土地资源配置到效益较好的用地部门和方式中去,实现对土地资源管理和资产管理并重。这一时期土地利用规划从侧重农业用地配置的县域土地利用总体规划走向城乡土地统一管理下的土地利用规划,土地利用规划模式强调规划指标控制,依然是国民经济计划的具体化,适应市场经济要求的规划模式并未确立。表1中国经济体制与规划模式的演变

Table 1The evolvement of economy system and land use planning model in China

阶段经济体制土地配置方式规划模式1949—1978年计划经济行政划拨规划设计1979—1992年有计划的商品经济计划为主市场为辅指标调整1993年至今社会主义市场经济市场为主计划为辅指标控制第一轮土地利用总体规划(1987—2000)采用的模式,可以概括为“用地指标调整与规划分区相结合”[5]。即采用综合平衡法进行用地指标调整,以实现规划期内区域土地资源总供给量和总需求量间的平衡,指标调整所选择的规划变量是中国土地利用现状分类中的8个一级类型和重要的二级类型。用地指标调整的功能是控制区域规划期内土地利用类型的数量变化。指标的选取主要根据各用地部门的用地需求预测,通过综合平衡或数学优化模式,确定各类土地利用在规划期内的用地控制指标和调整指标,包括农业用地控制指标和非农业建设用地控制指标。一般尽量满足建设用地部门的用地需求,对耕地保护的力度不够。分区多采用地域分区方法,在土地适宜性评价的基础上,依据土地利用方向、土地利用政策、措施的相对一致性,划分不同的地域分区,指出各个区域的不同的土地利用主导方向和采取的土地利用措施[6—9]。

在新一轮规划编制和修订中(1997—2010),主要采取指标控制和地类分区结合的模式。即在用地指标控制下的用地指标调整和地类分区相结合的模式。由国家层层下达三大控制指标,即建设占用耕地指标、补充耕地量指标和净增耕地指标,体现国家对土地利用的宏观调控和对耕地的保护。在三大控制指标的调控下进行用地指标调整方案的编制。县级规划进行规划类型分区,各类型区是控制指标在图上的表现。分区类型一般包括农业、林业、牧业、城乡建设等类型区。

从前两轮的规划实践看,现行的规划模式是在非市场经济条件下形成的,没有充分考虑到市场经济对土地利用的作用,仍然以无所不包的总量控制为基本特征,它的基本出发点仍然是试图由单一的计划手段包揽全部土地利用的宏观管理,土地规划依然被视作社会经济发展计划的具体化,根据国民经济计划对未来20年的土地利用进行预测和安排;主要侧重于对土地利用前景的描述,忽视实施过程中的变化,是一种静态的规划模式,带有明显的计划经济的缺陷,一是约束过死,缺乏灵活性;二是由于很难掌握足够信息,难以保证规划方案的最优[10]。现行的规划模式主要存在以下不足:

① 规划方案难以承受未来不确定因素的冲击,由于土地利用总体规划的规划期长,市场经济下影响部门发展规模的许多因素难以在规划编制时确定,特别在经济快速发展地区表现得更为明显,降低了规划预测的准确性和用地指标调整的可信度。

② 规划方案编制的对象是区域内各类土地,忽视了对用地的主要矛盾及其解决途径的研究。如大部分地区主要是耕地紧缺和各类建设占用耕地量大的矛盾。

③ 重视指标方案,轻视分区方案。第一轮规划热衷于规划指标的平衡,规划最终变成各用地部门规划的拼盘。既不能体现国家的宏观控制目标,又做不到对微观土地利用的合理控制,编制和实施的效果均不甚理想。第二轮规划过分强调控制指标,使得规划最后变成了控制指标层层分解的数字游戏,未能充分考虑当地的实际用地需求,导致规划与实际不符,规划评审之日就是规划调整之时,用地频频突破规划。两轮规划都轻视分区方案,分区方案沦为装点门面的附庸。

④ 各级规划的内容趋同。各级规划的范围不同,所要解决的问题相异,其任务各有侧重,各级规划间应进行合理的分工。但目前各级规划内容相近,分工不明,宏观上过细,微观上过粗,影响了规划的科学性和可操作性。

⑤ 缺乏与其他规划的充分协调。虽然在规划编制中也强调要与其他规划协调,但在实际工作中要么全面照搬其他规划(如第一轮规划),要么无视其他规划的用地需求(如第二轮规划);对其他规划有借鉴而无扬弃,究其原因在于土地规划对相关问题缺乏研究。

评价规划模式是否合理的基本标准,是看其能否在技术上保障规划方案编制的合理性和能否按照规划方案对区域未来土地利用实施有效控制,是否能体现对耕地的特殊保护又不阻碍地方的经济发展。由此可见,第一轮规划过分强调地方发展的用地需求,新一轮规划编制修编又过分强调耕地保护,都未能找到地方利益和国家利益的最佳结合点,导致规划的可操作性不够,都不符合市场经济发展的要求,最终影响规划的效益。

2中国县(市)级土地利用总体规划模式的构建

2.1模式构建的原则

从土地利用总体规划模式的基本功能可以看出,土地资源特性、土地利用总体规划的功能和国家经济体制等,是决定规划模式是否合理的主要因素。由于各级规划的分工不同,要想给出一套适应各级规划的模式基本是不可能的,县级规划是土地利用规划最重要的一环,本研究试图给出县级土地利用总体规划的模式。据此,提出规划模式构建应遵循的原则如下:

(1) 系统控制原则

这一原则是区域性土地利用总体规划功能的要求。土地利用总体规划是涉及自然、社会、经济诸方面复杂的自然社会经济复合系统,其操作对象是一个有“人”参与的主动系统。由于人类活动“描述”的复杂性,使得该系统成为确定性与不确定性因素的统一体,其可控性变得复杂和困难。因此,在规划模式构建中要以系统论和控制论为指导,设计出具备有效控制功能的模式体系。

(2) 主导性原则

这一原则是要抓住土地利用的主要矛盾。中国县级土地利用的主要矛盾是保护耕地与城市扩张占地之间的矛盾。

(3) 协调兼顾原则

要兼顾地方利益和国家利益,整体利益和部门利益,经济效益和社会效益、生态环境效益。

(4) 动态规划原则

现行的规划模式,是以一张理想状态的土地总体规划图为标志的静态规划模式,土地利用的前景已被完整地描述出来,土地利用的空间格局和数量格局已被确定在总体规划图上。定期的规划修编虽然在一定程度上缓解了理想与现实之间的矛盾,增加了一定的弹性,但依然是被动的、间断式的、主要由专业人员进行的工作,而不是一个主动的、连续的并由专业人员、管理人员、使用者以至政府决策部门等共同参与的工作。从而导致规划势必不能适应中国社会经济发展的新形势,如何变静态决策为动态决策值得认真研究。

2.2市场经济下土地利用总体规划模式构建

遵循上述原则,借鉴国外经验,分析中国现有土地利用总体规划模式,今后一定时期内中国县域土地利用总体规划模式可采用土地用途分区与指标控制结合的模式。具体地说就是以土地用途分区、分区土地规则、控制指标为宏观控制层,城市扩张控制、耕地保护、土地开发整理为微观实施层,定位、定性、定量相结合,综合考虑国家整体利益和地方局部利益,县乡规划同步编制的土地利用总体规划模式(图1)。县乡规划同步编制有利于县乡规划的协调,增强规划的科学性和可操作性,节约时间和经费,提高工作效率。

图1市场经济下县级土地利用总体规划模式

Fig.1Land use planning at county level in market economy

2.2.1宏观控制层

宏观控制层包括土地利用控制指标、土地用途分区和分区土地利用规则。土地利用分区是指在大的区域层次上进行各业用地的需求预测基础上,划定不同的土地用途分区。土地用途分区不同于地域分区,也不同于土地类型分区,不同的土地用途分区代表不同的规划主导用途。如县级规划可划分为建设用地区、农地区、土地开发复垦整理区等不同的土地用途分区。相同的用途分区类型可以是不连续分布的。每个利用分区的范围可根据土地利用的需求预测、适宜性评价等综合确定,总的来说,土地用途分区主要反映的是地方利益,是从需要出发提出土地利用的需求,特别是建设用地的需求。土地用途分区主要控制了土地利用的位置和性质,其显著特点是位置和范围显示,用地数量隐含。分区在内涵上属土地利用类型组合区,即每种分区都是以某一种或一种以上用地类型为主,兼有少量其他用地类型的组合区,所以,分区界线一经划定,规划区范围内大宗及重要地类的数量上限也就随之确定了。但这种数量确定不是显示确定,而是隐含确定,具有一定的弹性。这种隐含确定,既控制了主导用地的基本走向,也为主导与非主导用地留有一定弹性,以便应付未来不确定因素的冲击[11]。

分区利用规则是对各土地用途区做出土地利用上的限制,如鼓励用途、禁止用途、允许用途等。分区利用规则是土地用途分区不可或缺的一部分。

指标控制的建设用地指标、耕地保有量指标等一般由上一级规划下达,是国家级规划目标层层分解的产物,主要是对土地利用的定量控制。控制指标体现国家意志,是从国家整体利益出发,结合地方实际下达的,控制指标体现国家对地方土地利用的调控作用。

土地利用分区主要从地方的用地需求出发,具有一定的盲动性;指标控制主要从国家的宏观利益出发,保障国家的粮食安全等,注重总体利益,从土地的供给出发,但比较概略,考虑地方实际不够。一般来讲,下达的控制指标小于地方的用地需求量。如何将地方的用地需求量与国家所确定的宏观供给量有机地结合,是土地利用总体规划要解决的核心问题之一。传统的方法是通过“自上而下,自下而上”相结合,反复协调来求得两者的统一。但这种办法费时费力,过于繁复。并且,方案确定后,其规划弹性不足,不能应对经济波动。土地利用分区和指标控制结合,可以实现两者的完美结合,并且最大地减少协调工作量。土地利用分区只是为各利用区提供土地利用的可能,其能否变为现实取决于用地指标的控制。控制指标可以依据经济发展对用地的实际需求做出调整,而无须调整规划,可以维持规划的相对稳定性。在实际操作中可采取依据控制指标划定优先发展区,实现分区控制与指标控制的紧密结合。

2.2.2微观实施层

针对当前中国土地利用总体规划所要解决的主要问题是建设用地的扩张与耕地保护的矛盾这一核心,在土地利用总体规划中应加强对城镇体系布局和城镇用地规模的研究,将基本农田保护区规划、土地开发整理规划纳入土地利用总体规划之中。通过各专项规划落实总体规划的目标与任务,各专项规划是总体规划的立足基石。

土地利用总体规划模式的确定,应解决两大问题,一是在规划编制时保证总体规划功能的实现;二是规划实施时以稳定性和可操作性相统一的技术特征,保证规划方案的顺利实施。在分析国外和中国现行的规划模式的基础上,构建中国市场经济下土地利用总体规划模式。这一模式与非市场经济下的土地利用规划模式相比,确立了土地利用分区制的突出地位;与国外市场经济国家的土地利用规划模式相比,确立了适应中国土地资源和土地管理国情的控制指标的特有地位;初步形成有中国社会主义市场经济特色的土地利用规划模式。

3结论

作者认为土地利用规划变资源主导型规划为市场主导型规划,才能适应建立社会主义市场经济的要求,土地利用规划所需要的不是终极式的蓝图规划,而是一种结构型的和策略型的、能为各种机会和自由选择留有充分余地的规划。由此提出以土地利用分区下的土地用途管制为核心,以指标控制为手段,县级规划为重点,由县级规划为中心上下延伸,县乡规划同步编制的土地利用总体规划模式。并指出土地利用用途分区的面积与规划指标不必强求一致,特别是建设用地区(主要指潜在的城镇建设用地区)的图上范围可以大于指标数,此时图的作用在于确定城镇建设用地的潜在范围,规划控制指标的作用在于控制实际的用地数量,从而较好地解决规划指标的定位问题,增强规划的弹性,并可以通过追加(压缩)指标(用地计划)使规划适应经济发展的波动,使规划具有动态性、灵活性,并增强规划的可行性、实用性,不必因经济发展及布局的波动导致规划的频频调整,从而对土地利用规划的理论与实践进行一次有益的探索。

参考文献

[1] 傅京孙.模式识别应用[M].北京:北京大学出版社,1990.

[2] 董得显.土地利用规划[M].北京:中国展望出版社,1990.

[3] 欧明豪.土地利用规划控制研究[M].北京:中国林业出版社,1999:140150.

[4] FengTyan Lin.GISbased information flow in a landuse zoning review process[J]. Landscape and Urban Planning, 2000(52):2132.

[5] 国家土地管理局规划司.县级土地利用总体规划[M].北京:中国财政经济出版社,1992.

[6] 将旭东,朱凤武.广西柳江县土地资源利用分区研究[J].南京大学学报,1998,34(6):725731.

[7] 国家土地管理局宣教司.土地科技成果精选[M].北京:中国农业科技出版社,1995.145326.

[8] 蔡运龙.中国农村转型与耕地保护机制[J].地理科学,2001,21(1):16.

[9] 秦丽杰,张郁,许红梅,等.土地利用变化的生态环境效应研究[J].地理科学,2002,22(4):508512.

[10] 王卫,郑树桓.中国新时期区域土地利用总体规划模式的实践探索[M]//钱铭.土地利用总体规划的理论与实践.北京:中国农业科技出版社,1996.4450.

[11] 王卫.中国区域性土地利用总体规划模式探讨[J].自然资源学报,1996,11(6):128134.

STUDY ON THE MODEL OF LAND USE PLANNING IN

COUNTY REGION OF CHINA

Zhu Fengwu1Peng Buzhuo2

(1. Department of Land and Resources of Jiangsu Province,

Nanjing,Jiangsu 210024;

2. Department of Urban and Resources Sciences,Nanjing University,

Nanjing,Jiangsu 210093)

Abstract:In this paper,author tries to set up a scientific,feasible and practical county land use planning model. The former land use planning model was steered by resource. The author thinks that only when the former model change to a model steered by market,the model could meet the need of socialistic market economy. The land use planning is not an ultimate blueprint,but a tactic framework that leaves full space for all kinds of chances and choices. This paper advanced a new planning idea:the core is land use control under zone,the means is index control,and the emphasis is county plan. The planning map should not accurately consistent to the planning control index,because the maps purpose is to ensure the potential construction area of town,but the planning indexs purpose is to control the actual use of land. This planning model can make planning index clear and improve the agility of planning. The planning can fit the fluctuation of economic development by super addition or reduction of index. This can avoid the frequent adjustment of land use planning.

Key words: county region,land use,planning model我国农用地分等定级研究综述我国农用地分等定级研究综述基金项目:国家自然科学重点基金重点项目(49831070)和“江苏省农用地分等研究”项目联合资助。

本文与高中贵共同撰写,原载《经济地理》,2004年第24卷第4期,第514519页。摘要农用地分等定级是个较复杂的问题。近年国内虽然在农用地分等定级研究的理论及方法上进行了深入研究,但认识还不统一,在研究过程中往往将分等和定级两个不同概念模糊化。文章对农用地分等定级的概念内涵和分等定级研究的形势要求进行了详细分析,并回顾了国内农用地分等定级的理论和方法研究,总结了我国农用地分等定级的主要方法体系,并对其中模拟作物产量法、限制因素法、综合指数法进行了详细论述。文章最后对农用地分等定级存在的问题提出了一些建议,力图使分等定级方法体系更为完整,为农用地分等定级的实际工作提供切实可行的理论依据。

关键词农用地分等定级综述

1概念和内涵

联合国粮农组织的AEZ(AgroEcological Zones)原理和方法已广泛应用于各国农用地分等定级研究工作。AEZ方法是将气候图和土壤图等图件叠加生成农业生态区,作为评价土地生产潜力的基本空间单元,按照土地评价的方法揭示农业生态区(评价单元) 的土地生产潜力[1—4]。AEZ原理认为在地形和土壤等条件无限制的情形下,耕地的生产力是由气候条件决定的。根据作物气候生产力计算模型,可以计算不同作物在地形、土壤等条件无限制情况下和一定的耕作制度、田间管理技术、劳动投入与物化劳动投入等条件下最大潜在气候生产力。由于地形、土壤、灌溉、排水等条件的限制使作物的气候生产力下降,因此要根据地形、土壤、灌溉、排水等限制因子及其田制程度,对气候生产力进行修正,进一步计算耕地的光温水土潜在生产力。土地的实际产出还受土地的生产投入水平,包括肥料的投入、病虫的防治、机械化水平以及田间管理等条件的限制,在对农用地分等定级时可以用这些限制性因素对生产潜力进行修正,计算出土地综合生产力。

马克思主义的级差地租理论认为土地具有两重性,是自然的产物且打下了人类活动的烙印。马克思级差地租理论对于土地生产力构成有着精辟的解释。从土地生产力构成来说,肥力和位置是稳定的重要因素,作为级差地租Ⅰ形态影响土地生产力;追加投入作为级差地租 Ⅱ形态对土地生产能力做贡献。因而对土地进行评价需从土地的自然属性和经济属性两方面进行[5]。农用地等别反映不同质量的农用地在不同利用水平和经济水平下的收益差异。农用地分等是对由于土地肥沃程度和区位差异,等量资本投在相同面积不同地块上而产生的超额利润的评价。农用地定级是对级差地租 Ⅱ的评定,土地级别反映的是在土地质量相同的条件下,由于投入不同而获得收益差异。

我国多数学者认为,土地分等定级是在特定的用途下,对土地的自然和经济两方面属性进行综合评定下等级划分,它是将土地利用要求与土地质量进行比较的结果,并非土地类型研究的简单重复。根据国土资源部 2001年制定的《农用地分等定级规程》明确规定了“等”的概念,将“等”和“级”视为农用地评价体系中两个不同的层次,认为农用地分等是依据构成土地质量稳定的自然条件和经济条件及其在经济活动中的地位和作用在全国范围内进行的农用地质量差异综合评定并划分等别的工作。它侧重于反映因农用地潜在的(理论上的)区域自然质量、平均利用水平和平均效益水平不同而造成的农用地生产力水平差异。土地级反映土地等内土地的差异,土地级的划分依据是构成土地易变自然条件的差别以及土地等内利用水平、利用效益的细小差别[6]。这样,相对于一些文献中笼统地认为等别和级别分别反映农用地质量“质”和“量”的差异无论是在概念内涵还是在可操作性上都有了极大进步。

2农用地分等定级研究进展

2.1研究历史回顾

农用地是综合体,更是联合体。农用地质量是诸多因素综合影响的结果,且它们之间存在着不同程度的相互关联性。农用地分等定级是个较复杂的问题。不同区域的自然条件和社会经济条件的差异,不同因素对土地质量的影响程度的变化,以及人们认识上的差别等,构成了土地分等定级理论与实践中的复杂局面[7]。农用地分等定级研究既是土地评价的一个重要手段,也是土地评价的结果,因而它的研究是伴随着土地评价研究的深入而进行的。

土地评价在我国有着悠久的历史,它最初是为获取土地赋税依据而开展的,4200多年前的《禹贡》根据土壤肥力及色泽、质地、植被和水分等状况将九州土地评为三等九级,并依其肥力制定贡赋等级。3100多年前的《周礼》依据土壤肥力与地形把全国土地分为五类,并根据土壤色泽与质地分别施用各种粪肥,并指出每种土壤适种的谷类。战国时的《管子·地员篇》系统地总结了我国人民评价土地资源的经验,按土色、质地、结构、空隙、有机质、盐碱等因素,并结合地形、水文等条件,对土地生产力进行分等定级,将九州的土地分为18类,按其性质对于农林生产的差别依次排序,分为上土、中土、下土三等。这也许是世界上最早较系统地对土地分等定级[8—11]。此后在漫长的封建社会历代都有土地评价工作,但由于科学技术局限,我国的土地评价发展一直处于雏形阶段。新中国成立后,土地评价科学研究才广泛开展,1951 年为确定农业税,财政部组织查田定产工作,对全国耕地评定等级,但对耕地的等级和区域差异平衡方法没有科学的规定。20世纪80年代后,随着我国大规模开展土地资源调查工作,土地科学开始形成并得到迅速发展,全国兴起土地评价的热潮。全国性土地评价首推《中国1∶100万土地资源图》的编制。1986年国家有关部门根据有关理论制定了《县级土地评价技术规程(技术草案)》,划分了自然生产潜力的级别。“七五”期间,农科院和农业部共同完成的《我国中低产田分布及粮食增产潜力研究》报告中按土壤肥力、土壤理化性状、土壤障碍因素与耕地生产水平等条件综合比较,把全国耕地划分为5个等级。中国农科院1995年编写的《中国耕地》中以县级为单位对耕地进行了分区评价,并给出了每个县级单位的耕地质量指数[12]。1996年,农业部颁布《全国耕作类型区、耕地地力等别划分》,把全国划分为7个耕地类型区,10个耕地地力等级。我国许多专家学者也对土地分等定级进行了深入研究,如梁朝仪等的农用土地综合评价研究[13];彭补拙等的农用地分等定级模型研究[14];丁生喜的农用耕地分等定级的评价指标选取及其定量化处理研究[15];周明的耕地地力分等定级体系与方法探索研究[16];史清华等的土地分等定级中农用土地经济系数的计算研究[17];陈安庆的兰州市农用土地分等定级的基本理论和方法研究[18];李莹星等的耕地分等定级方法比较及应用研究[19]。从这些研究可以看出,但农用地评价认识还不统一,尤其是对于农用地分等的理论和方法研究,虽然他们在农用地分等研究的理论及方法上进行了深入研究,但在研究过程中往往将分等和定级两个不同概念模糊化,或者干脆将分等定级视为一个概念,只是将差别达到一定程度的“级”人为地规定为“等”。这样造成所谓的“等”只是相对于某范围内农用地质量或价值的比较,不具有大区域的可比性。目前,全国各地在农用地分等、定级的实践中对其相互关系的理解差异很大,大概有以下三种代表类型:① 农用地等别级别合二为一,等别级别不分开,等别评价即级别评价,统称等级;② 先分等后定级,在等别基础上定级,土地级别是土地等别的细分;③ 先分等后定级,等别级别分别划定。

1989年国家土地管理局推荐制定了《农用地分等定级规程(征求意见稿)》,并由土地管理部门在全国几个县以此为依据进行试点研究。此后,国土资源部在总结试点经验的基础上,多次组织有关专家学者对此规程进行研讨和修正,并于2001年正式颁布了《农用地分等定级规程》,它对指导全国农用地分等定级工作起到重要作用,但仍有许多问题需进一步完善。国内学者针对该规程进行了大量的探讨:如张凤荣等的《农用地分等定级规程》土地利用系数的探讨[20];安萍莉等的农用地分等定级中标准耕作制度的确定[21];张凤荣等的制定农用地分等定级野外诊断指标体系的原则方法和依据研究[22];王洪波的农用地分等自然质量分求算方法研究[23];但承龙等的农用土地分等定级和估价理论与技术路线的探讨[24]。

综上所述,农用地分等定级工作已引起政府和许多研究部门的重视,并投入了大量人力物力,评价工作也由定性描述到定量的解析的逐步科学深入的过程[7]。《农用地分等定级规程》出台试图在农用地分等定级研究理论方法体系上有所突破,但理论界和学术界对农用地分等定级的研究仍存在很大争议:① 农用地分等中在对影响农用地质量因素进行分析时,往往过多考虑自然因素,而对社会因素考虑过少。自然因素对农用地质量影响的研究已经比较深入,但区位和社会因素对农用地质量影响的研究却远远不够;② 由于农用地的地域性比较强,各农用地分等定级所采取的方法千差万别,同一评价方法往往很难适用于不同的区域,这就形成了评价方法的可操作性差的问题,这也是理论界和学术界很少论及的部分[25];③ 耕地分等定级的难点是确定耕地质量影响因素的指标值和如何应用这些指标值综合划分耕地等级。虽然目前已有不少单因子或多因子与土地质量之间定量化关系的研究,但离实际建立全面的科学的定量化农用地分等定级指标体系还有一定距离[21]。

2.2农用地分等定级方法体系

随着我国土地分等定级方法不断丰富和完善,土地分等定级方法体系已基本建立,并得到广泛应用。我国土地分等定级方法一般通过影响农用地的各主要因素及其相互结合特征进行综合分析来确定土地等级。

2.2.1限制因素法

该方法的基本原理就是依据不同的土壤对作物的限制性不同,按限制因素强度划分等级。农用地分等定级限制因素是能够反映整个体系的若干个指标。最早使用该方法的当推美国农业部所制定的土地利用能力分类,当时的目的是为了控制土壤侵蚀,以便持续合理地利用土地。该法评价的关键是为每种限制因素确定级别的界限值,它因该充分考虑因素之间的相互关系。我国许多学者应用该法进行了实践研究,如黄胜利等应用此法在安徽对土地资源进行了分等评价研究[26];潘贤君的区域国土资源分等评价研究[27];石玉林的我国宜农荒地资源研究[28]。该方法的最大优点在于简单易行,适用面宽。其主要缺陷是:① 评价在很大程度上是主观的、定性的,而且更多地依赖于评价者的经验,评价结果比较粗略;② 评价等级在一定范围内缺乏可比性;③ 等级之间的界限比较模糊;④ 按一个或几个限制因素的限制强度来划分土地等级往往不能反映客观实际,也容易产生片面性,因为土地生产能力的高低不仅取决于若干个土地要素的性质,更主要的决定于各土地要素的组合。平方根是限制因素法的发展和深化。平方根法考虑的因素较全面,既考虑了严重限制因素的影响,又考虑了其他因素的作用,能够充分反映出严重限制因子对土地等级的影响。但是在选择对产量影响较大且能够定量化的参评因子时却存在着较多困难[19]。

2.2.2模拟作物产量法

模拟作物产量法体系也称耕地基础地力体系,它是以农业部1996年颁布的《全国耕地类型区、耕地地力等级划分》为依据,根据地力要素与作物生长发育的关系,模拟在分等定级单元的特定地力要素条件下各参评作物产量在理论上所能达到的水平,并通过参评作物与标准作物理论产量的当量系数将其转换为标准作物产量之和的相对指数来刻画土地产出能力[29]。其中地力要素由三部分组成:立地条件、土壤条件、农田基础设施及培肥水平。模拟作物产量法分等定级的原则是:归纳法与专家经验法相结合,以归纳法为主;以常规的粮食单产面积产量水平为引导,以地力要素为基础,二者结合;定性与定量相结合,以定性为主,同一耕地类型的等之间具有可比性和连续性,实用性的原则[16]。总体上看,该评价体系侧重于分类。在土地等级划分上仍然是以粮食产量为标准,没有将自然条件和人为投入体现出来。耕地基础地力体系是基于独立指标的多因素描述思想。分等定级控制指标只有单一的产量。只要产量确定。等级就确定,其他因素指标只是对耕地等级的界定性说明。耕地类型区虽在基础地力的描述上给出了详细的指标体系,使得每一块地都能对号入座,但有多种指标与产量等级不对应。即基础地力每项因素的描述不能作为等级的参数依据。类型区的划分具有明显的区划意义,不能准确体现耕地质量的数量等级[7]。

2.2.3综合指数法

根据土地多种属性对规定用途的适宜性和生产能力之间的相关性分别给予每种土地属性指数,把各种不同的量纲的土地属性变成无量纲的指数,利用这些经过区域系数修正后的指数确定土地的等级。许多学者应用此法对农用地分等定级研究进行了尝试,彭补拙等应用此法对新疆石河子市农业区分等定级研究[14];王建国等以土地生产力高低为依据,根据土地生产力形成原理,将农用地分等定级分为三个评价模块,光温生产力、供水质量指数和土壤质量指数[30]。国土资源部2001年颁布《农用土地分等定级规程》标志农用地分等定级综合指数法更进一步完善。它采用了世界粮农组织(FAO)的农业生态区(AEZ)方法与原理,基本思路是在耕作制度的控制下,从作物光温潜力出发,经作物产量比系数折算成全国可比的标准粮,再测算土地自然质量分、土地利用系数、土地经济系数,按照积分法综合成全国可比的分等数量指标。实践过程是在对研究区域宏观分异分析、农业生态区划分、标准耕作制度和指定作物确定、参评因素选取、分等单元的划分、参评因素指标值的获取和权重的确定基础上,通过计算确定农用地分等的经济系数、土地利用系数、自然质量等指数和农用地等指数,最后在此基础上划分和确定农用地等别,绘制分等结果图,测算各等别的农用地面积和所占总面积的比例。应用修正法进行农用地定级可以直接引用农用地分等成果,以分等指数为依据,进行区位条件、耕作条件和其他影响条件的修正而确定级别。考虑到分等因素因子集与定级因素因子集的内涵不同,在引用农用地分等成果时,要进行事前论证和分析。

应用该方法对省级农用地分等研究路线一般是自下而上进行,先由县市开展,然后在归并,但必须由省级先划分指标控制区,否则分等结果无可比性。该法综合了各种土地评价的方法和理论,建立了复杂的评价参数体系。而且分等成果具有多层次性,农用地自然质量等指数(Rij)是农用地分等的基础,分等的中间成果层土地经济系数(Kcj)、利用系数(KLj)和自然质量等指数(Ri)也可以作为独立的成果层在实践研究中应用。

2.3研究的形势要求

2.3.1农村土地利用管理的要求

20世纪80年代以来,我国在农村推行了联产承包责任制,实现了土地所有权和经营权的分离,它更适应我国农业生产的特点,扩大了农民的经营自主权,极大地促进了农业生产和农村经济的发展,但弊端也暴露了出来:农村土地集体所有权弱化、地权关系和土地产权不清、绝对平均分配导致地块过于零散、投资不连贯、粗放利用致使土壤质地变异、权力操纵损害集体利益等。这严重制约了农村土地利用地可持续利用,进一步影响到农村经济的发展。因此,科学地对农用地分等定级是合理开发利用和有效保护治理土地资源的基础。农用地分等定级就是用一套科学的方法评价农用地的等级,定出每一等级之间相应的级差标准,并于承包前公开化,承包时统一建档,不同等级的土地,承包费按级差标准加以区别。转包或调整土地可按重新评定的土地等级进行[31]。另外农用地等级可以摸清我国农用地资源状况,科学地量化土地数量、质量的分布,作为农用地征地补偿的衡量标准,并通过补偿价格的杠杆作用引导建设尽量少占良田,从而切实保护好耕地资源。

2.3.2农用地合理配置要求

农用地是一种特殊的资源,我国的农用地十分短缺,但农用地的滥用和乱用现象严重,正面临着土地生态系统破坏、人类生存环境污染的严峻挑战,因此,对农用地的优化配置和合理利用已迫在眉睫。农用地优化配置,就是要在全面认识区域农用地现状构成、质量特点及存在问题的前提下,从分析区域社会经济发展战略入手,着眼于农用地供需状况的系统分析,合理组织农用地生产力分配与布局,并通过制定政策和措施规范人类活动行为、协调农用地生产关系,以保持人地系统的协调运行和可持续发展,不断提高农用地生态经济系统功能,获取农用地利用的最佳经济效益、生态效益和社会效益[32]。在农用地有限供给的前提下,如何在时空上有效地把农用地分配于不同的用途,并与其他经济资源达到合理组合,以使资源利用效益最大,又不导致生态环境质量下降。这些任务和目标只有准确地分析、评价和界定农用地的可拓域,明确农用地的等级,才能够实现。农用地分等定级在土地优化配置中的作用主要体现在:① 进行农用地利用现状结构、动态演化系统分析,掌握农用地利用类型转换及其动因机制与规律;② 对区域农用地分等定级,鉴定土地适宜性等级结构。对比分析土地利用现状与土地质量结构的对应匹配关系,确定土地利用调整对象,初步提出土地利用优化配置的目标。农用地的利用方式必将从外延型、粗放型向内涵型和集约型转变,农用地的优化配置将是实现这一转变的根本保证,而在优化配置过程中对农用地进行分等定级是必不可少的手段。

2.3.3税制改革的要求

我国1958年颁布的《中华人民共和国农业税条例》一直是我国农业税制的基本框架。虽历经补充修改,但其基本内容未作实质性调整,已经不能适应当前农村经济发展与市场经济体制的客观实际,其存在的主要问题:税种设置不合理、农业税征收依据脱离实际、农业税调节作用严重不足等。在农业税制改革过程中,农用地分等定级将是其中的一个重要环节和手段。税目可按现行土地利用现状分类体系来设置。土地使用税的征收标准是土地利用类型、不同利用类型下的土地数量和土地质量状况,在不同利用类型的农用地中根据等级的差异实行税额的调整。税率按土地等级采用差别固定税额,以适当调节土地级差收益。农用地分等定级是在全盘考虑影响农用地质量的各个因素及其影响程度的基础上确定的一种农用地质量等级,这与目前单纯凭借农作物平均产量来确定农用地质量的方法相比,具有客观、全面、科学、直观和具体的优点,对于农村税制改革过程中确立合理的计税基础和适宜的税率无疑具有强有力的技术支持,对于避免当前农村征税过程中的随意性,合理规范和重新确定不同农用地等级的农税额度、税率具有重要意义[33]。

3问题与展望

3.1分等定级指标确定

农用地分等定级涉及的数据类型多、数量大,是一项较为复杂的工作。科学地选取农用地分等定级指标体系是使分等定级结果准确可靠的基础。在以往研究中指标的选取和赋值人为影响因素较大,缺乏科学的理论支持,在实际操作中也存在许多困难。《农用地分等定级规程》虽然系统科学地介绍了分等定级的方法,但对分等定级的指标选取没有明确的规定。一般认为,指标的选取应遵循的原则是:① 所选分等定级指标是在一段时间内较稳定的因子 ;② 指标值在研究区域内空间分异显著;③ 各指标间相关性小;④ 指标易于获取、量化;⑤ 指标对农业生产性能影响明显;⑥ 根据区域特点选取指标、指标值、权重[14,15,21,32]。

指标的量化和无量纲化是农用地分等定级的关键。人为划分评价指标的数量级别以及各指标的权重是较常用的方法,它虽简单直观,但其评价结果的准确性在一定程度上取决于评价者的专业水平。近年来,学者们把模糊数学、多元统计等方法引入到分等定级研究,通过大量信息的处理,得出反映土地质量高低的综合指标,比较有效地避免了评价者的主观影响。指标的优劣之间是渐变的,各因素的评价具有模糊性。因此,应采用模糊数学方法评价各因素,在模糊评价中是以隶属度来刻画客观事物中的模糊界线的,隶属度可用隶属函数来表达。各因子对农用地质量的影响呈复杂的非线性关系,如何确定隶属度函数的线性关系将是今后分等定级研究的重点方向[33]。

3.2分等定级系数确定

《农用地分等定级规程》中农用地光温生产潜力是基础,各种系数都是对光温生产潜力的修正,不能作为影响农用地等级的主导因素,评价时应加以相应调整。该规程中土地利用系数是用实地调查当地指定作物的现实产量与全国该指定作物的最高产量之比。其不足之处是:① 指定作物的全国最高产量必然出现在光温水土条件最好的地方。按此方式确定的土地利用系数明显低于其实际值;② 在市场经济条件下,由于所处的自然、经济环境和自身经济实力、土地经营方式的差异,调查到的实际产量并不能反映当地社会经济水平所应达到的产量水平,计算结果也必然不同[19]。土地利用系数计算思路应该是当地在正常投入水平下的实际产量与当地土地生产潜力之比。经济系数的计算方式与利用系数的计算公式相类似进行修改,产量—成本也应该取当地最高值,而并非全国最高值。立地条件系数一直是学者在农用地分等研究中的争论焦点,在以耕地作为对象的农用地分等工作中,根据马克思地租理论和区位经济理论,区位条件在很大程度上决定土地级差收益Ⅰ,极大地影响着土地的等别,同等质量的土地区位条件越好,交通运输就越方便,生产成本就越低,等别越高。另外,地块的大小形状坡度及岩石的露头情况,也影响着土地的耕作,边界状况制约农业机械化程度的普及和高新技术的应用。引入立地条件系数使分等结果更符合经济规律和科学理论,更符合实际情况,使土地分等结果更好地与科学理论相吻合[24,34]。

城市土地定级方法研究已经趋于成熟,但完善、合理的农用地定级体系尚未确立。不同于城市用地,农村用地的级别还受生态条件、经济条件、区位条件、耕作条件及其他条件影响,评价过程中的区域参数确定是相当重要和复杂的,如何建立合理的、行之有效的区域参数确定法是今后深入研究的重点。

3.3分等定级方法与技术革新

我国地域差异明显,而农用地的地域性比较强,《农用地分等定级规程》在操作过程中只能起纲领性的指导作用,它不可能对所有区域的分等定级作详细规定,因为同一评价方法往往很难适用不同区域。这就需要在分等实践中实行区域差异补充。如在地形较复杂的山区开展工作时就不能应用地势简单的平原的分等方法,而应考虑地区小气候对土地质量的影响。农用地分等的结果应在大范围内具有可比性,但由于区域差异,分等操作时往往需对评价区域进行指标区划分,不同指标区的参评指标和权重有明显差异。如何使不同指标区的最终分等结果具可比性是目前探讨的焦点,它需要通过实践逐步验证和总结。

将《农用地分等定级规程》作为农用地分等定级具体实施规范,使目前不同的土地分等定级方法尽早得到统一,对其不足之处加以完善,要进一步深入研究农用地分等定级指标与土地质量之间的复杂关系,包括农用地分等定级因素与综合体现农用地质量的作物产量之间的关系。应研究不同因素之间的相互关系及其对土地质量相叠加效应。因此,必须有计划地开展有关实验研究,要逐步实现直接将遥感与地理信息系统相结合,以自动提供和更新农用地分等定级数据。同时,应大力发展各类理论模型,并将其与遥感、地理信息系统构成有机整体,使农用地分等定级工作更有效地与农用地利用规划相结合,使农用地分等定级成果能有效地为农用地管理部门提供合理、规范、高效的服务[35,36]。

为了适应农用地自动化管理之需,应逐步建立全国和地区性的农用地数据库,其中主要包括各类土地因子数据,各种土地利用方式对土地要求的数据,各种投入、管理和生产力水平数据等。这项工作可先从地区做起,再推广至全国,但须事先做好规划。

3.4分等定级与土地评价衔接

我国目前的农用地评价,对农用地的分等定级已经进行了不少的研究和探索,对农用地的自然质量的评价、经济评价、生态评价、适宜性评价、承载力评价、利用评价、综合评价等做了大量的工作,也收集了大量的资料并取得了很多成果,但这些成果较多是单一的,我国目前的农用地评价研究中正确处理好了各种土地评价的关系,又紧密使他们结合在一起的很少。这些资料和成果不能相互补充与充分应用。而分等定级成果只有与其他土地评价紧密结合才能保证它的科学性和可操作性。

参考文献

[1] FAO,Guidelines,Land Evaluation for Rainfed Agriculture[M]. FAO Soil Bulletin 52,Rome,1988.

[2] FAO. Planning for Sustainable Use of Land Resourcetowards a New Approach[M].FAO Land and Water Bulletin,Rome,1995.

[3] 赵安,赵小敏.FAOAEZ法计算气候生产潜力的模型及应用分析[J].江西农业大学学报,1998(4):528533.

[4] FAO .Agroecological Land Resources Assessment for Agricultural Development Planning[R]// World Soil Resources Report.1994.

[5] 中华人民共和国国土资源部.农用地分等定级规程 (内部发行)[R].2001.

[6] 马克思.资本论(第三卷)[M].北京:人民出版社,1953:701710.

[7] 高向军,马仁会,中国农用土地等级评价研究进展[J].农业工程学报,2002,18(1):165168.

[8] 林培,朱德举,梁学庆.土地资源学[M].北京:北京农业大学出版社,1991:2137.

[9] 苏壁耀.土地资源学[M] .江苏:江苏教育出版社,1994:1167.

[10] 倪绍祥.土地类型与土地评价概论(第二版) [M].北京:高等教育出版社,1999:512.

[11] 傅伯杰.土地评价研究的回顾与展望[J] .自然资源,1990(3):17.

[12] 张风荣,安萍莉,王军艳.耕地分等中的土壤质量指标体系与分等方法[J].资源科学,2002,24(2):7175.

[13] 梁朝仪,吴克宁.农用土地综合评价研究——以驻马店市为例[J] .中国土地科学,1992(5):3947.

[14] 彭补拙,余旭升,褚维德,等.荒漠绿洲农业区土地分等定级模式研究 [J]. 南京大学学报 (自然科学),1994,30(4): 679689.

[15] 丁生喜.农用耕地分等定级的评价指标选取及其定量化处理[J].青海师范大学学报,2000(2):5457.

[16] 周明.耕地地力分等定级体系与方法探索[J].土壤农化通报,1998,13(3):3842.

[17] 史清华,丁永齐.土地分等定级中农用地经济系数计算[J].山西农经,1992(6):4044.

[18] 陈安庆.兰州市农用土地分等定级的基本理论和方法[J].甘肃科学学报,1990(4):3243.

[19] 李莹星,王济民,张妙玲,等.耕地分等定级方法的比较及应用研究[J].中国土地科学,1997,11(1):3337.

[20] 张凤荣,陨文聚,等.对《农用地分等定级规程》土地利用系数的探讨[J].中国土地科学,2002(2):1619.

[21] 安萍莉.农用地分等定级中标准耕作制度的确定[J].地理学与国土研究,2002,18(2):4548.

[22] 张凤荣.制定农用地分等定级野外诊断指标体系的原则、方法和依据[J].中国土地科学,2001(2):3134.

[23] 王洪波,王学斌.万柏林区农用地分等自然质量分求算方法[J].中国土地科学,2002(1):3235.

[24] 但承龙,王万茂,厉伟 .农用土地分等定级和估价理论与技术路线的探讨[J].华中农业大学学报,2000(4):4246.

[25] 邵景安.农用地分等定级研究进展[J].成都大学学报(自然科学版),2002,21(3):3035.

[26] 黄胜利,岳燕珍.GIS 支持下区域土地资源分等评价[J].地域研究与开发,1999,18(4):1720.

[27] 潘贤君,胡宝清.区域国土资源分等评价研究[J].地理科学,1997,17(3):208213.

[28] 石玉林.我国宜农荒地资源的研究[J]. 自然资源,1994(4):16.

[29] 周生路,王铁成.农用土地经济定级中两种方法的比较研究[J].土壤学报,2001,38(3):239247.

[30] 王建国,单艳红.我国农用地分等定级理论与方法探讨[J].农业系统科学与综合研究,2002,18(2):8488.

[31] 张兆同.农村土地使用制度创新与农业可持续发展[J].当代生态农业,1999(2):12.

[32] 倪绍祥,刘彦随.试论耕地质量在耕地总量动态平衡中的重要性[J].经济地理,1998(2):8385.

[33] 谢经荣,刘水杏,曲波.农地分等定级与估价成果在农税改革中的应用[J].中国农村经济,2001(3):6165.

[34] 燕新程,谢啸斌,尹君.农用土地分等方法研究[J].河北农业大学学报,2001(3):2730.

[35] 张海涛,周勇,汪善勤.农用土地综合评价的一种新方法[J].华中农业大学学报,1999(2):3236.

[36] 冷疏影,李秀彬.土地质量指标体系国际研究的新进展[J].地理学报,1999(3):177184.

[37] 胡存智,廖永林.农用土地分等定级理论及方法的初步研究[J].地理学与国土研究,1997,21(3):18.

[38] 王令超,王国强,王国灵.农用土地定级的总分值计算模型研究[J].地域研究与开发,2001(9):1012.

[39] 张军连,林培.土地生产潜力评价中土壤修正系数模型的研究[J] .自然资源学报,1994,9(3):260270.

REVIEW ON STUDY FOR AGROLAND

CLASSIEICATION AND GRADATION IN CHINA

Gao ZhongguiPeng Buzhuo

(Department of Urban and Resource Science,Nanjing University,

Nanjing 210093,Jiangsu,China)

Abstract:Agroland classification and gradation is comparatively complicated. Researchers lucubrate the theory and approach on agroland classification and gradation in China,but they arent unanimous to the method and result of agroland classification and gradation,and cant define the concepts definitely or equate classification and gradation sometimes. Though the concept and technical route of agroland gradation are prescribed in the regulations on agroland gradation and classification,there are many problem in logic. This paper analyzes the concept and connotation detailedly,reviews Chinese research on land evaluation,and discusses the purpose of agroland classification and gradation. Agroland managing, planning, taxation reforming is the main evaluation purpose at present. The authors sum up three most representative methods on agroland classification and gradation in China. They are:(1) The method of limiting factors;(2) The methods of simulated crop production;(3) The method of synthetic exponent. This paper puts forward some suggestion on the problem of agroland classification and gradation,intends to provide criterion for agroland classification and gradation,and discusses indexes choosing and approach of coefficient calculating and the application of new method and technical route. It is extremely essential that the result of agroland classification and gradation integrate others result of land evaluation.

Key words: agroland, classification, gradation, review城市边缘区农用土地定级评估研究城市边缘区农用土地定级评估研究本文与杨再贵、周生路、张建春共同撰写,原载《经济地理》,2004年第24卷第4期,第520524页。

——以广州天河区为例摘要以农用地估价的基本理论为依据,根据农用地土地价格特征,选择适当的方法和评估标准,建立广州市天河区的农用土地类型、等级、基准地价及变幅的价格体系,为农用土地流转、土地税收,以及深化土地有偿使用制度、建立、健全农村土地市场、强化农用地资产化管理等提供了依据。

关键词农用土地定级估价广州天河区

随着我国土地使用制度改革的不断深入以及土地评价科学的发展,农用地估价在农用土地科学合理税收,征地补偿、土地使用权转包、租赁费的确定和土地质量改善破坏奖惩标准的科学制定以及对城镇和农村土地资源在发展农业和非农业生产、合理地配置农业内部土地利用结构、提高农村土地资源和土地资产的利用水平和运行效率等方面发挥着愈来愈重要的作用。科学、合理地农用地定级估价实践,对于丰富农地价格评估理论,建立和完善我国的农用土地估价的技术和方法体系,实现土地资源优化配置,促进土地市场规范化、法治化,推动我国土地管理科学的发展都具有极其重要的意义。

1农用土地估价的理论基础

农用土地估价涉及的基础理论有市场理论、价值理论、价格理论、地租理论、生产力理论、区位理论、地价成因论等7个方面[1]。级差地租是农用土地价格体系建立的理论基础,地租是以产权为前提条件,与土地利用方式无关,土地利用方式决定了地租数量的大小。区位是一个空间和相对的综合概念,经济集约、市场辐射、交通条件等因素对农用土地利用的合理布局有较大的影响。由于完全竞争市场并不存在,现实中土地价格是收益地价与期望价值之和[2],因此,在市场理论的前提下,引发了市场均衡和非均衡等动态分析方法。此外,产权理论、价格理论等也是建立区域农用土地价格体系的理论基础[3]。许多学者在农用土地估价理论与实践方面都做了较为深入的研究[4—8]。农用地价格是以其收益能力为基础,土地生产力不同,生产成本因地而异,土地纯收益的变化,也决定了土地价格的差异。因此,就农用地价格形成因素而论,自然环境因素是第一性的,社会经济因素是第二性的,这不仅是农用土地价格不同于城市土地的重要方面,而且也是农用地估价难度大和值得深入研究的重要原因。城市边缘区的农用土地既不同于城镇用地,也不是纯农业用地,它的价格除具有农用地价的特点外还有其自身的特点。城市边缘区土地适应性强,用途广泛,不断接受城区传递过来的物质流、信息流。随着城区规模的扩大而被同化,地价对于城市建设多种因素反应十分灵敏。同时,在对城市边缘区的农用地应用收益还原法进行估价时,还应当充分考虑到其收益来源的多样性土地所产生的收益不仅仅是经济效益,还包括生态效益、社会效益等。

2评估方法的分析选择与技术方案

农用土地价格的评估应遵循先定级再估价的技术路线。农用土地定级着重对农用土地的自身条件进行评价,从而界定农用地在一定的社会经济条件下所能达到的生产力状况,并据此形成以农地收益能力为基础的农地价格。在土地定级的基础上进行的农用土地价格评估,依据估价目的和资料收集情况的不同而有所区别。因而在估价过程中应根据具体情况选用合适的方法。如:土壤潜力估价法、收益还原法、市场比较法、数学模型法、成本法、标准田法、影子价格法等。这些方法既可以用于土地估价,又可以用于宗地价格的修正。

2.1收益还原法

收益还原法通常用于评估各种具有现实收益的土地的价格。这种方法用于农用土地估价时是将农用土地的纯收益在一定时期内按一定的还原利率资本化,即在一定的贴现利率下土地未来纯收益的贴现值总和。

2.2市场比较法

比较法是指在对待估地块进行估价时,参照邻近地区土地条件相同或相近地块的买卖或租赁案例,对待估地块进行交易期日和交易情况修正,从而得到待估地块的价格。迄今为止,我国农用土地的土地交易规范市场尚未建立,因此,目前尚不具备应用市场比较法评估农用地地价的条件,但可以在运用其他方法对农用地进行评估的基础上利用市场比较法修正。

2.3置换成本法

成本法认为农用土地的价值,应该等于目前开垦后备资源为同样质量农用土地的全部成本,它包括4个方面:① 异地开垦可以生产同等数量农产品土地所需的成本;② 将异地的农产品运输到本地的运输成本;③ 生产者在异地生活的补偿费;④ 对新开垦地生态环境破坏的补偿费。置换成本法是一种比较客观和较易接受的估价方法。但它没有考虑到临近其他农用土地由于投入增加产生的产出增量,也没有考虑到资源替代的极限,因此有较大的局限性。

2.4收益倍数法

倍数法和收益还原法无本质区别。在还原利率不变的条件下,土地的价格与土地的纯收益呈现正相关关系,而土地纯收益同时又与农业总产值呈正相关变化,从而土地价格就表现为农业总产值的若干倍。农地收益倍数法是以变为建设用地前某地块生产的农产品年纯收益乘以一个适当的倍数来求取该块地地价的估价方法,是收益还原法原理在估算城市郊区成片开发土地价格时的具体应用,通常在工业用地的征地案例中出现,而城市郊区的农用地多被征用为工业用地。因此,收益倍数法在城市郊区的地价评估中具有实际意义。

2.5地价比照法

地价比照法又称标准田法。标准田法用于评估地价时首先依据土地评价因子计算土地综合质量分值划分土地等级,然后在各级内选取标准田,用收益还原法计算地价,参照此标准田的价格,将同级内各地块的综合质量分值与标准田比较,推算地价。标准田法结合收益还原法和市场比较法的优点对农用土地进行评估,既考虑到了农业生产的经济收益状况,也体现了各具体地块的质量差异,消除了人为因素对农用土地经济收益的影响,是一种比较理想的农用土地估价方法。

3广州市天河区农用地估价研究

本次估价首先进行了农用土地的定级工作,从自然社会和经济等多方面对土地进行了全面的评价,并计算了相应的综合定级指数和隶属度,其次对土地基准经济地价进行了评估,着重探讨解决土地收益的综合平衡问题,并用功能效用探讨其价格,建立广州天河区农用土地类型、级别、基准地价及变幅等不同层次的空间地价体系,具体的技术方案见图1。

图1广州市天河区土地定级估价技术方案

Fig.1The technical sketch of the agricultural land price system

3.1研究区地域概况

广州天河区位于广州老城区的东部,属城市边缘区,东连黄埔区,西接东山区,北靠白云区,南濒珠江,全区下辖沙河、东圃2个镇和街道办 3 个行政单位,面积148km2,其中建城区面积47km2,人口47.56万人,非农业人口为42.02 万人,占总人口的88.3%。

本次研究的农用地面积为5745.88hm2。本研究区属于南亚热带季风气候,气候暖热,雨量充沛,多年平均气温为21.8℃,年均降水量1604.1mm,≥10℃的积温达5800℃,区域范围内农业生产特征与农作物相似性大、差异性小,土地利用类型主要为以菜地为主的耕地和园地、林地,分别占29.7%、14.5%和55.8%。

3.2农用土地定级研究

农用土地定级是对研究区内农用土地生产和收益能力及其差异进行评定。由于天河区地处广州大都市的边缘区,气象、气候条件如光照、温度、降水等分异较小,工业和人口分布集中,区内水分、土壤和大气均不同程度地存在污染。而水、土、气的污染,一方面,将直接影响和危害农作物的生长发育、降低土地农产品的产出数量;另一方面,通过影响农产品的品质而影响农用土地产出的质量,从而间接降低农用土地产出的水平。因此,水、土、气等的污染是大城市边缘区农用土地定级所必须考虑的重要影响因素。天河区耕地(主要为菜地)主要分布在紧靠广州城市边缘的平坦地区,其土地利用的集约化和设施化较明显,农田灌溉、排水、田间道路等农田基础设施和区域道路交通条件等对其生产力的发挥起着深远的影响;而区位条件对耕地(主要为菜地)土地级别的影响程度则较一般农业生产地区小。

3.2.1耕作制度与作物确定

广州天河区属于南亚热带水田旱地三熟二熟区,主要作物为水稻兼薯类、玉米、油菜等。

3.2.2农用土地定级单元的划分

定级单元划分的目的是在于能客观地反映出土地质量的空间差异性,并把质量等级落实到具体的地块上。农用土地定级评价单元的划分,一般要考虑区域自然条件及土地利用集约化程度的差异、最终成果使用部门对成果的使用要求以及工作范围大小和成图精度的要求。由于本次农用土地定级范围内的耕地、菜地定级单元面积较小且较均匀,园地、林地及部分待开发未利用土地的定级单元则面积较大,因此共定级划分出536个评价单元,其中耕地211个、园地161个、林地164个。定级评价单元的划分,通过由本次天河区农用土地定级工作所设计开发的农用土地定级信息系统在微机上自动完成。

3.2.3农用土地定级参评因子的获取

农用土地定级参评因素因子选取的原则为:因素因子对土地的生产力及级差收益有明显的影响;因素因子的指标值在定级区内必须要有明显的区域差异;因素因子之间的相关性要小;因素因子的资料易获取。

本研究区气象、气候条件分异较小,根据定级参评因素因子选取原则这些因素因子可以不选取。因此,在本次定级的天河区内影响和决定农用土地生产力的土地自然属性要素主要为地形条件、土壤条件,其中后者是核心要素。土壤条件对农用土地级别的影响,主要通过土壤肥力决定和影响农用土地农产品生产潜力的发挥而产生作用。为了反映每个评价单元的各种属性,首先必须确定能反映评价单元性质的诊断点。诊断点的选择在考虑代表性的同时,应尽量选择容易到达,数据易测的点位。各参评单元的各参评因素的属性,是通过选取一定的指标值来反映的。由于各参评因素在空间和时间上的衰减周期的差异,因而在进行各个参评因素诊断点的布置及指标值的确定时,要分别采用不同的方法进行。各参评因素因子数据获取之后,还必须确定每项因素因子的指标值,用这一指标值来反映土地因素因子的属性。指标值的选定,要根据评价精度、资料情况和工作量的大小来确定。土地质量参评因子根据要素性质的不同,分别采取直接指标指数与综合指标指数来反映各参评要素的属性。对于有机质、速效磷、速效氮、速效钾、全氮含量、土壤质地、pH值、微地貌等具有明确而直接指标的要素,可直接采用直接指标指数。而对有些没有明确的指标因素来说,必须根据实际情况采取综合性指标或进行相应处理来反映。本次定级所采用的综合性指标包括土壤条件因素、地形条件因素、区位条件因素、基础设施条件因素和土地环境质量因素,共5类40多种预选因素,根据Delphi法,最终确定5类别23种因素(表1)。

3.2.4定级指数和级别标准的确定

天河区农用土地定级采用定级因素因子分值逐级加权求和法与模糊综合定级相结合的方法进行,对于各个参评因子,首先通过野外调查和室内分析处理的方式获取其原始指标数据后,然后进行原始指标数据因子质量分值的转换。采用分段函数来模拟这种原始指标数据土地级别间的关系。这种模拟的实质就是得到一个新的因子表征值(因子质量分值),它和土地等级具有线性关系,在一定变化范围内按恒定的斜率对土地等级分值产生影响。以因子质量分值作为定级的计算数据,能更为直观、合理地刻画影响因素对等级的作用大小。由于各个因子的性质不同,其作用方式、程度亦不相同,必须针对因子性质采取不同的标准来实现由原始指标数据—因子质量分值的换算,以期科学地刻画出不同因子对等级的影响。同时,对土壤条件因素、基础设施因素、区位条件因素和土地环境质量因素进行土地分级综合指数计算;最后,进行土地级别划分并根据定级因素因子分值逐步加权求和法,得到广州天河区耕地、园地和林地土地定级,并最终完成天河区农用土地级别构成分析(表2)。〖ZP(〗表1耕地、园地定级估价评估因素及分级标准

Table 1The factors affecting arable and garden land ranks,price and their weights

因素因子权重级别耕地园地林地ⅠⅡⅢⅣ土壤条件

耕地:0.30

园地:0.25

林地:0.39有机质/%0.150.120.09土壤质地0.090.140.18表层厚度/cm0.100.150.25全N/%0.060.050.14速效N/ppm0.080.06速效P/ppm0.150.120.11速效K/ppm0.120.110.10pH值0.130.130.13CEC/cmol/kg0.120.12≥5(≥3.5)a3.5~5(2~3.5)a2~3.5(1.5~2)a<2(<1.5)a中壤重壤轻粘粘土重粘土沙土≥2816~2810~16<10≥0.20.15~0.20.08~0.15<0.08≥10080~10050~80<50≥10060~10030~60<30≥10070~10040~70<40≥66~6.754.5~6<4.5≥107~104~7<4地形条件

耕地:0.50

园地:0.175

林地:0.26微地貌/m0.550.300.35坡度0.450.700.55海拔高度/m0.10≤3(≤2)c3~8(2~6)c8~15(6~15)c≥15环境状况

耕地:0.25

园地:0.25

林地:0.20大气污染状况0.200.200.20水质污染状况0.400.400.40土壤污染状况0.400.400.40无轻度中度重度无轻度中度重度无轻度中度重度基础设施

耕地:0.275

园地:0.15

林地:/交通状况0.150.35田间道路0.220.15农田给水0.230.15农田排水0.250.25平整程度0.150.10好较好中较差好较好中较差好较好中较差好较好中较差平整较平整不平整极不平整区位状况

耕地:0.125

园地:0.175

林地:0.15距居住地距离0.450.300.20距中心地距离0.550.700.20道路密度0.60≤0.10.1~0.50.5~1(0.5~3)c>1(>3)c≤33~4(3~6)c4~6(6~10)c>6(>10)c〖ZP)〗表2天河区农用土地类型和级别构成(hm2)

Table 2The areas of agricultural land categories and ranks in Tianhe district(hm2)

土地类型土地级别沙河镇东圃镇街道办全区合计耕地Ⅰ217.85131.2512.09361.19Ⅱ252.30301.1883.96637.45Ⅲ213.10278.220.00491.32Ⅳ36.75178.050.00214.81园地Ⅰ46.0935.7950.81132.68Ⅱ84.60351.130.00435.73Ⅲ43.06146.190.00189.25Ⅳ33.0641.800.0074.86林地Ⅰ545.06182.725.53Ⅱ1343.9887.081037.02Ⅲ454.6992.471750.93Ⅳ392.18104.88420.643.3农用土地估价研究

鉴于农用土地价格的特殊性以及农用土地市场交易资料的缺乏性,目前我国尚未建立成熟的农用土地估价的技术和方法体系。随着乡村城市化及城市郊区化、产业分散化的迅速发展,在一定的地域范围内形成了城市与农村的景观和土地功能相互交错,并呈现出相互结合与融合之势的城市边缘区。对该类地区农用土地进行估价,应通过对比分析,选择确定评估所针对的适宜用地类型及适当的评估方法。本次农用土地估价,除主要针对农用土地农业生产功能和经济价值进行其经济地价评估外,还考虑农用土地所具有的生态环境和旅游休闲等社会功能而对其进行生态环境价值地价和社会价值地价的评估。评估所针对的用地类型与定级一致,即包括耕地(主要为菜地)、园地和林地。

3.3.1经济地价的评估

农用土地的经济价值,主要是指农用土地用作农业生产、获取农产品,并由此取得收益而表现出来的价值,即农用土地价格。在确定了农地的土地纯收益和还原利率之后运用级差收益法就能测算出各级别农地的经济地价,该土地级别基准经济地价平均值及其变幅的确定公式如下所示:

Pj=∑Nji=1(Pij×Sij)/∑Nji=1Sij

δj=∑Nji=1(Pij-Pj)2/Nj

式中,Pj是j土地级别基准地价平均值;Pij是j土地级别的i样点地价;Sij是j土地级别的i样点面积;δj是j土地级别基准地价的最大变幅;Nj是j土地级别的样点数。

根据上述公式及各方面资料和专家的意见进行综合分析,最终可以计算出研究区耕地、园地和林地的基准经济地价。由于研究区的农用土地是以农业为最主要的生产方式,但是受城市化的影响极大,其土地由农用地转化为非农建设用地的可能性较大。因此,在评估无期限土地价格基础上,考虑到今后发展对土地的需求变化和成果的可操作性,并根据国家的统一规定,农用地土地的承包年限至少30年不变,拟分别进行估价时点为1999年9月,期限为5、10、15、25、30年的农用土地价格评估,具体计算公式为

无期限地价p=ar

有期限地价p=ar×1-1(1+r)n

式中,p为地块的价格;a为地块的纯收益;r为土地还原利率;n为估价的年限。计算的不同年限土地经济地价及变幅如表3所示。

3.3.2生态环境价值地价和社会价值地价的评估

农用土地作为人类生产活动的载体、劳动对象和一种生态系统,除其农业生产经济价值外,还具有生态环境价值和社会价值。因此,农用土地非农化即转化为市地时,其转化交易的价格应以农用土地所具有的、包括农业生产的经济价值、生态环境价值和社会价值的农用土地整体价值的价格作为标准。

根据本研究区耕地中净耕地、森林草地和配套沟渠等所占比例,参照陈仲新[8]等人对不同生态系统类型生态环境效益的研究成果,得出本区耕地、园地和林地的生态环境效益计算方法为:耕地年生态环境效益=0.1×森林生态环境效益+0.2×草地生态环境效益+0.1×河流生态环境效益+0.6×耕地生态环境效益;根据适宜还原法计算公式,耕地、园地、林地生态环境价值地价为:生态环境价值地价=年生态环境效益÷还原利率。表3天河区农用土地基准价格和变幅(元/m2)

Table 3The datum land prices and changing sloe of agricultural land in Tianhe district (元/m2)

土地类型土地级别5年期10年期20年期30年期耕地Ⅰ59.1

(54.6~63.5)103.5

(96~110.9)160.8

(148.8~172.5)194.3

(178.5~207.5)Ⅱ51.9

(48.9~54.6)90.9

(85.7~96.0)141.0

(132.9~148.8)172.1

(161.7~178.5)Ⅲ45.5

(42.2~48.9)79.2

(72.6~85.7)124.8

(113.7~132.9)153.8

(142.1~161.7)Ⅳ39.8

(37.4~42.2)69.2

(65.4~72.6)109.7

(101.9~113.7)134.4

(126.9~142.1)园地Ⅰ63.9

(56.1~72.2)111.7

(104.7~126.5)176.1

(155.3~197.6)224.0

(205.8~237.5)Ⅱ52.5

(48.2~56.1)94.8

(84.3~104.7)143.4

(131.4~155.3)190.4

(173.7~205.8)Ⅲ46.5

(42.2~48.2)80.4

(76.1~84.3)125.1

(117.6~131.4)160.1

(148.8~173.7)Ⅳ40.8

(38.9~42.2)72.0

(67.8~76.1)111.8

(105.9~117.6)139.7

(130.4~148.8)林地Ⅰ2.7

(2.4~2.9)4.8

(4.1~5.0)7.5

(4.9~6.0)9.5

(8.3~10.1)Ⅱ2.1

(1.6~2.4)3.6

(2.7~4.1)5.7

(3.3~1.4)7.2

(5.5~8.3)Ⅲ1.2

(0.7~1.6)2.0

(1.1~2.7)2.4

(1.4~3.3)4.0

(2.3~5.5)农用土地的社会价值是其间接带来的社会效益。本次测算将按每2亩耕地和园地可分别带来2个和1个劳动就业机会,而每个就业机会的社会价值按目前广州市下岗工人生活保障费约300元/月核算。耕地的其他社会效益如休闲娱乐等,在征求有关专家意见基础上按提供劳动就业机会价值的50%计算;园地的休闲娱乐和观赏价值更大,且其可作为城市绿化的组成部分,因此具有较高的社会价值,园地的其他社会价值按园地提供劳动就业机会价值的200%计算。则有:耕地的社会价值地价=(1+50%)×耕地年就业机会价值÷还原利率;园地的社会价值地价=(1+200%)×园地年就业机会价值÷还原利率。

由于森林绿化在现代城市建设中具有举足轻重的地位。城市边缘区林地具有重大的社会价值。在征求有关专家意见基础上,本测算按园地社会价值地价的2倍来估算林地的社会价值地价,即林地的社会价值地价=2.0×园地的社会价值地价。

根据上述测算结果可计算得到天河区耕地、园地和林地等类型农用土地地价总值(表4)。表4广州市天河区农用地的分类地价和地价总值测算结果(元/m2)

Table 4The agricultural land price categories and its total account in Tianhe district(Yuan/m2)

价值类型经济地价价值生态环境价值地价社会价值地价地价总值耕地园地林地耕地园地林地耕地园地林地耕地园地林地价值

(均值)196.0200.27.633.399.9166.6135.0150.0300.0364.3450.1474.23.4估价成果分析和应用

基准地价测算结果是相对于一定时期内,在相应的经济发展水平下,同一级别地价的平均水平。它在一定时期内是相对合理的,即区域内部不同地段地价差异符合不同地段实际条件的差别,同时,不同地区农用地地价水平差异符合地区间经济发展差异。广州市天河区农用土地定级估价工作的对象是南方丘陵平原地区及城市边缘区的农业用地,农业用地的级别分布决定了级别基准地价分布的总体趋势,由于处在城市边缘区,区位因素对农用地的影响较小,因此,随着离市中心的距离远近,地价呈下降的态势并不明显。这说明本次农用地估价所得农用土地基准经济地价结果能较好地与天河区的城市用地基准地价进行衔接。

土地估价成果的应用主要表现在三个方面:一是估价成果在土地出让金标准确定中的应用;二是估价成果在农地征用补偿标准确定中的应用;三是估价成果在土地资源科学化、现代化管理方面的应用。从本研究所得的天河区农用土地的经济地价测算结果,以及据《广州市基准地价评估报告》基准地价测算方法和有关参数推算所得工业用地基准地价中所含土地获取费用结果来看,土地获取费用与农用土地经济地价在数量上是基本相符的。根据《广州市基准地价评估报告》基准地价测算方法和有关参数,以及本研究测算所得天河区农用土地的经济收益和经济地价的结果,可以推算得到天河区主要片区农用土地转化为城市住宅和商业用地时的土地增值情况。在土地资源科学化、现代化管理方面,农地估价可为确定土地价格、促进土地流通服务,为农用土地进入市场,实现土地由资源向资产转化服务,还可切实保证农用土地所有者的利益,促进农用土地资源的持续利用。

4结语

近年来,随着我国社会主义市场经济的发展,农用土地定级估价已成为一项迫在眉睫的重要任务,它对推动土地使用制度改革的深化,科学合理地确定农用土地的承包转让、征用补偿标准,为土地税收制度的建立和完善,以及调整农业用地结构,鼓励土地使用者用地养地相结合等提供土地质量和级别状况方面的科学依据等都具有十分重要的意义。同时,也为保护农用土地,促进社会、经济、生态的可持续发展而服务。

参考文献

[1] 黄贤金.农地价格论[M].北京:中国农业出版社,1997:34101.

[2] 殷章莆.台湾土地估价之理论与方法[J].人与地,1992(1):15.

[3] 陈浮,彭补拙.农用土地价格初步研究——温州市农用地案例分析[J].地理科学,2000,20(1):6571.

[4] 倪绍祥.土地类型与土地评价概论[M].北京:高等教育出版社,1999.

[5] 王万茂,黄贤金.中国大陆农地价格区划和农地估价[J].自然资源,1997(4):18.

[6] 谷树忠.对耕地资源估价方法的探讨[J].自然资源,1997(4):914.

[7] 陈浮,刘伟,彭补拙.农用土地价格评估[J].自然资源学报,1998,13(2):162168.

ANALYSIS ON THE AGRICULTURAL LAND GRADE—

EVALUATION AND APPRAISE—PRICE—A CASE

STUDY IN TIANHE DISTRICT,GUANGZHOU CITY

Yang ZaiguiPeng BuzhuoZhou ShengluZhang Jianchun

(Department of Urban and Resource Sciences,Nanjing University,

Nanjing 210093,Jiangsu,China)

Abstract:With the guidance of agricultural land appraiseprice theory,this paper choose correct methods and resolve a concrete standard according to the characteristics of agricultural land. The authors set up the agriculture land price system which includes the categories,ranks of the datum land price and changing range in Tianhe district Guangzhou city.This work provides a scientific basis of the land transfer and the land taxes of this area,and of deepening the reform of the property system,establishing the reasonable land market,and regarding the land resource as a property.

Key words: agricultural land, gradeevaluation and appraiseprice, Tianhe district of Guangzhou二次综合分析法在土地总体规划环境影响评价中的应用研究二次综合分析法在土地总体规划环境影响

评价中的应用研究基金项目:国家自然科学基金重点项目(编号:49831070),国家自然科学基金项目(编号:40101007)资助。

本文与华文、周炳中、陈逸、张健共同撰写,原载《地理科学》,2007年第27卷第4期,第555560页。摘要土地总体规划环境影响评价,应着眼于广义上的环境,在以生态环境影响评价为重点的同时,兼顾社会经济环境影响。环境综合体在规划期的总质量体现在各环境子系统之间的相互作用关系及其协调程度。土地总体规划期的环境状态可采用态势度和协调度来综合量度。以江苏南京溧水县为例展开的典型研究,表明二次综合分析法在土地利用总体规划环境影响评价中的应用是有效的、可行的。

关键词土地利用总体规划环境影响评价态势度协调度

政策、计划、规划等环境影响评价20世纪60年代受到美国及英、德等欧洲国家重视,被视为与项目环境评价(EIA)相比更重要的战略性评价(SEA)[1—5]。目前,中国政府对环境问题给予高度关注,学术界自20世纪90年代展开中国战略环境影响评价研究取得相应的研究成果;2002年通过的《中华人民共和国环境评价法》明确规定实施规划的环境影响评价[6—13]。土地规划框架内的人类活动是影响区域环境变化的主要因素,而土地规划环境影响评价的研究尚处初期阶段,相关理论与方法尚不完善;在评价方法上,当前有限的评价案例研究中,多借助于项目环境影响评价法或特定分析法来展开评价[14—18]。规划环境影响评价涉及内涵的整体性、地域空间的全局性及时间尺度上的长期性,决定其评价方法的复杂性与综合性。项目环境影响评价法或某一特定评价方法的应用,难以解决土地规划环境影响评价这个复杂的综合性问题。从不同视角入手,继续探讨土地规划环境影响评价方法,是土地规划学科发展与规划修编实践提出的必然要求。

1土地总体规划环境影响及其量度

土地利用总体规划是在一定规划区域内,协调土地总供给与总需求,确定或调整土地利用结构和用地布局的宏观战略,其作用是宏观调控和均衡各业用地。规划对环境的影响是间接的,具有先导性与战略性。土地总体规划的环境影响又具有可控性,规划的环境影响可通过方案选择或修正来加以调控。

规划框架内土地利用活动产生的环境影响,具有全面性、整体性和长期性特点。这表明,总体规划的环境影响决非单一的生态环境影响问题,而是包括以人为中心的自然环境、经济环境和社会环境等在内的全部综合性环境影响。在环境影响评价研究中,土地总体规划环境影响评价(SEA)必须兼顾环境效应、社会效应与经济效应三者的结合与协调统一。

环境状态是某一特定时刻特定区域环境的构成要素及其综合体的表现形态,可运用态势度及其在不同规划期的变化来量度土地利用总体规划框架内各环境子系统的影响,这是一个综合性分析的计量问题。综合环境影响是处于不同态势度的各子系统影响之间的协调统一问题,可采用协调度来量度,又是另一个综合性分析的计量问题。因此,土地总体规划环境影响的量度应是二次综合分析的计量问题。

以规划基期环境背景状况为基础,面向未来的预测性评价是规划环境影响评价的重点。

2态势度、协调度模型及其内涵分析

态势度是指系统各状态指标或其综合指数在一定质量标准序列中的地位。其数学表达有状态子集,由量度系统状态的诸指标数值构成;质量标准子集,由项目专家确定或国家制定的标准数据构成。二者构成一个集对。环境系统具有确定的衡量标准与不确定的环境状态值,满足集对分析的条件,因而可运用集对分析来研究态势度问题。集对分析就在一定问题背景下,对所论及的具有一定联系的二个集合组成的集对所具有的特性进行同、异、反分析,建立两个集合在所论及问题背景下同异反联系度表达[19,20]:

u=A+Bi+Cj=N1N+N2Ni+N3Nj

式中,u为联系度;A、B、C分别为同一问题背景下两个集合的同一度、差异度和对立度;i、j分别为差异标记、对立标记;N、N1、N2、N3分别为二个集合的特性总数、共同具有的特性数、对立的特性数、既不共同拥有也不相互对立的特性数,且有N=N1+N2+N3。依据A、B、C大小关系确立的一种系统状态排序,即是系统同异反态势排序,用[0.1,1]的一个实数值表示,这一实数表达了系统的态势度。基于联系度的同异反态势排序的系统态势度见表1。为科学反映环境系统不同特征对环境质量的影响作用,在实际运算中,对特征数中各特征求其影响权重,以AHP法给出权重值后取代特征数参与运算。划环境质量为三个标准级别,以质量最优的一级评价标准为参照,符合一级为共同具有,三级为对立,二级为既不共同拥有也不相互对立。

综合各子系统质量态势度分析,求取综合环境质量及内部协调性问题的答案。复杂系统内部的协调性分析有多种方法,但因社会、经济、生态环境系统及其变化均有类似的产生、发展和成熟三个阶段过程,其相互关系与生长曲线类同,可选择协调性指数函数(生长曲线函数)来表达:I=11+kedsde式中,ds、de和k分别为认定的评价标准下的社会、经济态势度和生态环境功能损害态势度,其取值范围均为[0.1,1];其计算方法根据规划地区的社会环境、经济环境和生态环境指标的联系度表达式中A、B、C的大小关系,并结合态势度排序表(表1)得到子系统态势度。表1基于联系度排序的各环境子系统同异反态势度

Table 1State of various environment subsystems in the same or different

or in reverse part based on order of relation degree

ABC

大小关系A>CA=CA

B≠0B<0A>B

≥CB≥AB=0B<AB≥AB≥CC≥B

≥AB≤A态势度10.90.80.70.60.50.40.30.20.1同异反态

势名称强同势准同势弱同势微同势弱均势强均势准均势弱反势准反势强反势表2各子系统联系度表达式中的A、B、C计算式

Table 2Computation expression of A,B,C in expression of

relation degree of various environment subsystems

认定的评价标准ABC1级标准N1/N(N2+N3)/N02级标准N2/NN3/NN1/N3级标准N3/N0(N1+N2)/N协调度的评判标准,根据在规划实践中经对ds、de和k取某些值时的协调性指数I值分析并参考国内外专家相关研究成果(表3)。表3协调指数I取值范围与协调性评价标准之对应关系

Table 3Correspondences between numeric area of I index about

harmony degree and evaluation criterion of consistency

I取值1.0~0.900.90~0.800.80~0.700.70~0.600.60~0.50评价标准高度协调较好协调一般协调弱协调不协调3模型应用方法与程序

系统集对分析后,先建立环境系统状态指标体系,确立社会、经济和生态环境子系统的状态指标体系(表5)。社会经济环境的量度指标甚多,基于利用实践原则,只宜选择与土地利用密切相关的指标类别,同时采用AHP法给出各子系统状态指标权重。第二步是确定评价标准并依据态势度函数关系式及环境系统特征确立态势度排序表,评价标准需有权威性与较高可信度,一般可以项目专家组意见或国家标准为依据。态势度排序为案例研究结果提供可资参照的等级评判依据。第三步,展开环境系统背景值调查。第四步,详细分析研究区域土地利用总体规划方案(初稿),获取规划期环境系统相关数据,从不确定规划方案直达环境影响的预测评估过程,略去不确定性甚大但又必然存在的土地利用活动这样一个中间环节,为获取规划环境影响效果数据带来很大难度。第五步,建立数据库。得到各环境子系统在规划期的态势度,运用协调度函数综合处理得到区域土地利用总体规划的环境影响评价结果,得出规划方案科学合理与否的结论。

图1综合评价模型应用技术流程

Fig.1Technology flow of comprehensive appraisal

4案例研究

溧水县是江苏省南京市的一个近郊县,经纬度位置为118°08′~119°02′E和31°01′~31°40′N。全县总面积1067 km2,人口40.39万,下辖8个镇,一个省级经济开发区,两个农林场圃,94个行政村。溧水属宁镇丘陵山区,是百里秦淮的发源地,山丘面积2.533×104 hm2,耕地面积2.3997×104 hm2,水面1.733×104 hm2。气候上属亚热带湿润季风区,年均气温15.5℃,年平均日照2146 h,年降水量1037 mm。自然植被以多种栎类为主的落叶常绿阔叶混交林,森林覆盖率24.9%。地带性土壤为红壤和黄壤。

2003年,溧水县国民生产总值61.04亿元,经济增长率达20%,远高于全国平均水平。经济结构为二三一型。2000年,溧水县被列为全国第五批生态示范试点地区,突出生态农业、生态林业与生态旅游特色。

溧水县土地利用总体规划的修编,是在上一轮土地规划(1996年)基础上展开的。经过课题组近一年分析研究,依据溧水县土地资源与环境状况,结合区域社会经济发展需求,经综合平衡,初步确定溧水县新一轮土地利用规划方案(表4)。

依据规划课题组的专门性研究并参照国内外专家意见,确定溧水县环境评价各指标的三级量度标准,并在待评规划方案实施的假定条件下,综合分析、推算出未来3个规划目标年、环境系统的状态值(表5)。根据对项目数据库的综合分析并运用已建模型进行运算,得到溧水县土地利用总体规划环境影响评价分析结果(表6)。表4溧水县土地利用总体规划修编方案

Table 4Land utilization overall plan of Lishui County

土地利用类型规划基期

(2003年)规划中期

(2010年)规划远期

(2020年)展望期(2030年)面积

(hm2)比率

(%)面积

(hm2)比率

(%)面积

(hm2)比率

(%)面积

(hm2)比率

(%)农用地耕地23997.4822.9422404.7421.4220356.9419.4617578.4516.81园地5960.445.705054.934.833750.463.592445.982.34林地54070.4051.6954422.0552.0354924.4052.5155426.7552.99其他农用地5867.845.614500.004.303090.002.953700.003.54小计89896.1685.9486381.7282.5882121.8078.5179151.1875.67建设用地城镇建设用地1756.471.683700.003.545400.005.166100.005.83农村居民点用地4289.524.103630.003.473080.002.941980.001.89独立工矿用地2855.222.734722.254.517549.907.2210377.559.92特殊用地60.830.0662.000.0663.300.0664.000.06交通运输用地761.430.731890.541.813313.223.173313.223.17水利设施用地1727.791.651870.191.791900.191.821900.191.82小计11451.2710.9515874.9815.1821306.6120.3723734.9622.69未利用土地3254.973.112345.702.241173.991.121716.261.64总计104602.40100.0104602.40100.00104602.40100.00104602.40100.00表5环境系统状态指标体系及溧水县土地总体规划目标年系统状态值分析

Table 5State indicator system of environment subsystems and the analysis result of the status value

of environment system according to the land utilization overall plan of Lishui County

指标束指标1级2级3级规划基期

2003年2010年2020年2030年生态环境因子集自然植被覆盖率0.400.350.300.2490.3280.3750.408水环境质量状况Ⅰ类Ⅱ类ⅢⅢⅢⅡ类Ⅱ类生物多样性H>33>H≥22>H≥12.22.833自然区保护率0.620.510.410.850.890.951景观与美学破坏率00.010.020.010.0070.0050.002城市人均公共绿地32.5222.52.82.9生态赤字00.010.020.010.0050.0040.002耕地压力指数1.20.90.80.90.850.740.71土地利用多样性32.51.82.82.42.32.1耕地转化率0.020.030.040.030.030.020.01水土流失治理率10.850.70.880.900.940.98退化土地恢复率10.90.80.890.920.951经济环境因子集经济基础80000570002400024107382005500075000经济结构0.850.800.750.750.800.880.90经济增长率0.130.950.850.130.110.100.90公共设施10.900.800.840.920.981国际与区域贸易21.81.621.881.761.50外商直接投资0.40.30.20.20.250.280.3要素市场建设10.850.70.810.850.881社会环境社会福利10.750.550.550.9511就业状况10.950.900.950.980.991人居环境舒适度0.90.80.70.850.890.950.98教育与科学技术10.950.90.810.8911表6江苏省溧水县土地利用总体规划环境影响评价结果

Table 6Results of the land utilization overall plan and environmental

effect appraise in Lishui Country,Jiangsu Province

规划期dsdekI协调性评价结果规划基期0.20.30.80.5703不协调2010年0.90.60.30.8512较好协调2020年0.80.80.20.9046高度协调2030年0.80.90.20.9113高度协调江苏省溧水县土地总体规划环境影响评价的结果表明:从不同规划期环境子系统态势度及变化看,社会环境态势度在2010、2020和2030年分别为0.9,0.8,0.8,属于准同势、弱同势、弱同势状态,表明社会环境子系统诸状态指标,多数偏向于优质质量标准一侧,具有良好的协同性,处于较优组合状态。其变化趋势是,相对于规划基期,社会环境子系统态势度均向良好方向转化,诸指标值均有较大幅度改善,虽略有波动,但基本上是在弱同势这样较好质量状态之上。经济环境子系统态势度在三个不同规划期分别为 0.6,0.8,0.9,属于弱均势、弱同势、准同势状态,表明 2010年经济环境诸状态指标在中等偏良的质量标准状态下,状态指标的协同性一般;2020、2030年状态指标绝大多数偏向于优质质量标准一侧,具有良好的协同性,处于较优组合状态。其变化趋势是相对于规划基期,经济环境子系统态势度均向良好方向转化,且诸指标及其组合值优化幅度较大,具有不可逆转性。生态环境子系统的损害态势度,在三个不同规划期分别为0.3,0.2,0.2,表明环境子系统所受损害程度甚低,状态指标数据多数仍在较高质量标准范围内,各指标之间具有较好的协同性,系统状态处于弱均势、弱同势、弱同势等良好状态。其变化趋势是,在规划基期具有较高损害态势度基础上,2010年损害度急剧降低,其态势度趋于正常偏优状态;2020、2030年环境质量状态均趋于优良,整个规划期的质量优化趋势甚明显,且无逆向波动性。因此,仅从评价重点——生态环境子系统态势度评价结果来看,本轮土地利用总体规划方案对生态环境的负面影响甚低,环境质量处于良好状态,规划方案是可行的。从包含3个子系统在内的综合环境系统的评价结果看,在2010、2020和2030年,环境系统协调性指数值分别达到0.8512、0.9046和0.9113,环境系统分别处于较好协调、高度协调和高度协调状态。表明在3个规划期,各子系统不仅自身处于较佳状态,而且相互之间和谐协调,使环境系统协调统一,处于较优质量状态。其变化趋势是,从规划基期至2030年,综合指数随时间变化逐步变大,向1趋近;各子系统的发展,相互之间关系从不协调向高度协调变化,综合环境系统状态从不协调转为高度协调,质量变化呈不断优化之势,不具逆向波动性。因此,从综合环境系统态势度及其变化来看,本轮土地总体规划方案的环境影响,负面性甚低,环境质量的优化趋势相当明显;表明本规划方案不仅可获得良好的社会经济效益,也能取得良好的生态环境效益,三种效益得以兼顾,实现了社会子系统、经济子系统和生态环境子系统的高度协调统一。

5结论

土地总体规划方案框架内的土地利用活动,因其涉及范围的全面性和长期性,其对环境的影响也具有全面性与广泛性特点。总体规划的环境影响评价,应当注重两方面:一是重点评估生态环境影响的同时,兼顾社会经济环境影响;二是评估生态环境与社会经济环境之间的协调性问题。

土地总体规划的环境影响,可运用态势度与协调度来测度。态势度是系统各状态指标或其综合指数在一定质量标准序列中的地位,用于描述各子系统及综合环境系统在各规划期的质量状态。协调度用于描述各子系统在未来规划期运行中的相互关系作用及程度,测度环境系统在规划期的总体质量水平。

环境子系统的态势度可采用集对分析方法来研究,在其特性数分析基础上叠加权重分析,并建立同、异、反联系度表达式。综合环境系统总体质量水平,可选用反映各子系统相互作用关系的协调性指数函数来表达。态势度分析是各环境子系统的综合分析,协调度分析是环境组合系统的综合性分析,因而土地总体规划环境影响评价是二次综合评价。

运用二次综合分析来评价土地总体规划的环境影响,具有下述明显优势:一是可以清楚地确定环境子系统诸指标值在环境标准中的地位及其综合效应所体现出的子系统态势度,识别出子系统中低标准的指标数及质量差异幅度,揭示出总体规划环境影响的问题所在。二是可方便地依据各子系统在不同规划期的态势度对比,发现土地总体规划中各子系统质量的动态变化幅度及变化总趋势,为对各子系统实施调控指明方向与途径。三是二次综合分析中的协调性分析,可清晰地辨明各个子系统在不同规划期的态势度,呈现出何种相互作用关系及其关系强度,进而通过分析指数运算结果,判明由相互作用的各子系统组合而成的环境大系统,在不同规划期的总体质量水平,为土地利用总体方案调整与否及调整方向与力度,提供判断的基本依据。

参考文献

[1] Thomas. B Fischer. Strategic environmental assessment in postmodern times[J]. Environmental Impact Assessment Review,2003(23):155170.

[2] Paul Tom linson. Review: Strategic environmental assessment in transport and land use planning[J]. Environmental Impact Assessment Review,2003(23):133136.

[3] Therivel R. Stragegic environmental assessment of development plans in Great Britain[J]. Environmental impact assessment review,1998,18(2):3957.

[4] Risse N,Crowley M,Vincke F,et al. Implementing the Europearl SEA Directive:the member statesmargin of discretion[J]. Environmental impact assessment review,2003,23:453470.

[5] 秦丽杰,张郁,许红梅,等.土地利用变化的生态环境效应研究[J].地理科学,2002,22(4):508513.

[6] 卞正富,路云阁,论土地规划的环境影响评价[J].中国土地科学,2004,18(2):2128.

[7] 马蔚纯,林健枝.战略环境评价(SEA)及其研究进展[J].环境科学,2000,21(5):107113.

[8] 包存宽,尚金城.战略环境评价研究与实践进展[J] .环境导报,1999(6):15.

[9] 董德明,赵文晋,王宪恩,等.战略环境评价若干问题研究[J].地理科学,2002,22(5):609612.

[10] 赵文晋,董德明,龙振永,等.战略环境评价指标体系框架构建研究[J],地理科学,2003,23(6):751754.

[11] 车秀珍,尚金城,陈冲.城市化进程中的战略环境评价(SEA)初探[J].地理科学,2001,21(6):554557.

[12] 于书霞,尚金城,郭怀成,等.基于生态价值核算的土地利用政策环境评价[J].地理科学,2004,24(6):727732.

[13] 王玉梅,尚金城,邓朝生,等.中国开展战略环境评价中存在的问题及其对策[J].地理科学,24(2):222226.

[14] 潘玉君.地理环境整体性理论的初步探讨[J].地理科学,2003,23(3):271276.

[15] 孟斌,王劲峰,张文忠,等.基于空间分析方法的中国区域差异研究[J].地理科学,2005,25(3):393400.

[16] 张文忠.城市内部居住环境评价的指标体系和方法[J].地理科学,2007,27(1):1723.

[17] 朱永恒,濮励杰,赵春雨.景观生态质量评价研究——以吴江市为例[J].地理科学,2007,27(1):182187.

[18] 王计平,邹欣庆,左平.基于社区居民调查的海岸带湿地环境质量评价——以海南东寨港红树林自然保护区为例[J].地理科学,2007,27(1):249255.

[19] 赵克勤.集对分析及其初步应用[M].杭州:浙江科学技术出版社,2000.

[20] 张文修,吴伟志.粗集理论介绍和研究综述[J].模糊系统与数学,2000,14(4):112.

APPLICATION OF SYNTHETIC ANALYSIS METHOD IN

THE ENVIRONMENTAL INFLUENCE ASSESSMENT

OF LAND GENERAL PLAN

Hua Wen1Zhou Binzhong2Chen Yi1Zhang Jian1Peng Buzhuo1

(1. School of Geographic and Oceanographic Sciences,Nanjing University,

Nanjing,Jiangsu 210093;

2. Department of Surveying and Land Information Engineering,

Tong ji University,Shanghai 200092)

Abstract:The environmental effect appraises of land utilization overall plan is an academic field to be strengthened on its theory and methodology research. This article researches the applied problem of double aggregate analysis methods in this field. The comprehensive and longterm attribute of the land utilization activity in a region determines that the environmental effect of the overall land plan is comprehensive and widespread. The environmental effect appraises of land utilization overall plan should have a view to the environment in a generalized way and emphasizes the ecological environment influence,in the meanwhile some attention should be given to the environmental effect of social economy. The overall quality of environment syntheses in the programming time reflects the reciprocity relation and coordinated degree of various environment subsystems. The environment condition in the land utilization overall programming time can be fully measured from a situation and harmony perspective. Analysis about setpair is applied for the measurement of state of environment in the programming time in the article. Weighing analysis is applied when we analyze the number of subsystem characteristics. The order of subsystem state is set up after expression of relation degree in common or different and in reverse part has been established. The overall quality of environment is appraised according to harmony degree index,and then we determine the character,extent and general trend of change of environmental system. Taking Lishui County in Nanjing City,Jiangsu Province as an example,the model research indicates that the use of double aggregate analysis in the environmental effect appraises of land utilization overall plan is effective and feasible.

Key words: land utilization overall plan, environmental effect appraises, state of environment, harmony degree滁河流域典型地区经济社会协调发展趋势分析滁河流域典型地区经济社会协调发展趋势分析本文原载《长江流域资源与环境》,2008年第2期,第166167页。滁州市位于滁河下游,介于沿海经济发达区(毗邻长三角且属于南京城市圈组成部分)和经济次发达地区(安徽省)之间,近年经济呈不断加速发展态势,经济社会可持续利用问题研究具有一定典型性。全市地区经济生产总值328.08×108元(当年价格)。一、二、三产业结构为25.43∶40.52∶34.05。通过农业结构调整,农业产值中农、林、牧、渔产值结构比为54.5∶1.4∶30.5∶13.6。

随着经济的不断发展,我国与经济问题相伴产生的社会问题、人口问题、资源问题和环境问题日益凸显,这迫使人们改变过去陈旧落后的单一发展观念,转向一种全新的发展观点——经济、社会、人口、资源、环境的综合发展。

滁州市经济、社会、人口、资源和环境的发展具有如下特征:(1) 总的看来,经济子系统(EI)除1991年外,呈稳步上升趋势,增长较快的年份是1992、1996和2003年,其中2003年增长最快;(2) 社会子系统(SI)发展趋势呈三个阶段,第一阶段是1975—1981年,社会子系统发展呈稳步上升趋势;1982—1992年,社会子系统发展呈基本稳步趋势,上下波动不大;1993—2005年,社会子系统呈快速发展趋势;(3) 资源子系统(RI)发展趋势随时间的推移变化不大;(4) 人口子系统(PI)发展趋势随时间的推移变化不是很明显,1996、1997和1998年由于计划生育工作的广泛推广,人口出生率得到有效控制,但总人口一直在增加,呈稳中有升趋势;(5) 环境子系统(ENI)曲线呈稳步上升趋势,2001和2004年环境质量有所好转,这与滁州市开展的环境治理和环境污染控制有很大的关系,特别是滁州市加大生态城市建设的力度,大大促进了环境质量的改善,同时与市民环保意识加强密不可分。

以上特点揭示滁州市社会、经济发展水平和人民生活状况不断提高,与其环境质量改善具有明显的相关性,同时也消耗了部分资源,而对环境污染治理需进一步加强。

综合考虑滁州市人口发展、环境污染与资源消耗与发展的情况,最佳年份是1996年,因1996年PD、END和RD值都较小。滁州市人口发展对社会经济及资源环境的影响经历了先下降后增强再下降的过程(PD值先降后升再降),经济发展对能源的依赖性先强后弱(RD值先大后小),主要是因为资源消耗型产业发展开始过快,后来逐渐减慢。环境发展综合指数(END)呈不稳定发展趋势,但总体水平越来越小,说明环境污染有效得到控制,环境质量逐步得到提高,对经济发展的瓶颈制约作用也越来越小,但2000年开始有所回升。由于PD、END和RD的波动性仍较大,所以滁州市的经济、社会、人口、资源和环境综合系统仍需调整和完善。

滁州市人口发展、环境污染和资源利用对可持续发展造成的综合压力最小的年份是1991年,其次是1977和1989年。人口发展对整个系统综合发展造成的压力最大年份是2001年,压力最小年份是1991年;环境污染对整个系统综合发展造成的压力最大年份是1995年,压力最小年份是1990年;资源利用对整个系统综合发展造成的压力最大年份是1990年,压力最小年份是1977年。总体来说,近十年来,除2001年人口对整个系统综合发展造成较大压力外,滁州市的经济、社会、人口、资源与环境系统的综合发展能力和各子系统之间的协调性均较好。

近30年间,尤其是1992年滁州市撤地建市后,滁州市社会、经济发展水平和人民生活状况不断提高,与其环境质量的改善具有明显的相关性,环境质量对社会经济发展的瓶颈制约作用越来越小;但社会经济的发展造成资源利用加快,经济发展对资源的依赖性逐年增强,说明滁州市的经济、社会、人口、资源和环境综合系统仍需进一步调整。

区域的和谐建设要做到国民经济社会全局的平衡。即经济、社会、人口、资源和环境发展系统之间,按一定的比例协调发展。不仅要经济结构的和谐发展,还要实现经济增长质量与速度的和谐发展,在节能减排,保护环境思想的指导下,最终实现整个社会系统的综合和谐平衡发展。附录1彭补拙论文目录附录1彭补拙论文目录

[1] 彭补拙,倪绍祥. 新疆天山托木尔峰地区的垂直自然带[J]. 南京大学学报(自然科学版),1980(4).

[2] 黄瑞农,彭补拙,袁国映. 天山托木尔峰地区山地生态系统的初步研究[J]. 环境科学,1980,(6).

[3] 彭补拙.苏北主要土壤及第四纪沉积物中某些重金属的本质含量[C]∥区域环境学术讨论会文集.北京:科学出版社,1980.

[4] 任美锷,刘泽纯,金瑾乐,邓锡秧,王飞燕,彭补拙,王雪瑜,王宗汉. 北京周口店洞穴发育及其与古人类生活的关系[J]. 中国科学,1981(3).

[5] 彭补拙,雍万里,任黎秀. 新疆天山托木尔峰地区的气候特征及其直垂气候带[J]. 南京大学学报(自然科学版),1982(1).

[6] 彭补拙,黄瑞农. 试论新构造运动在土壤形成演化中的作用[J]. 土壤学报,1982(4).

[7] 彭补拙,赵培道,陆根法,等.天山托木尔峰地区环境质量的生产潜力分析及其预断评价[J].中国环境科学,1982,2(3).

[8] 彭补拙,赵培道,李春华,陆根法,袁国映,刘鹤,张晓黎.天山托木尔峰地区环境背景值的研究[M]∥《环境科学》编辑部.环境中若干元素的自然背景值及其研究方法.北京:科学出版社,1982.

[9] 周传槐,彭补拙.江苏省的成土母质及其与土属类型关系的研究[J].南京大学学报:地理学半年刊,1983(S1).

[10] 彭补拙.托木尔峰自然地理,托木尔峰画集(中英文)[M].北京:人民美术出版社,1984.

[11] 彭补拙. 南迦巴瓦峰地区垂直自然带的初步研究[J]. 山地研究,1984(3).

[12] 彭补拙,赵培道,李春华,陆根法.庐山地区古土壤与构造运动关系的初步研究[C]∥中国科学院兰州冰川冻土研究所.中国第四纪冰川、冰缘学术讨论会文集.北京:科学出版社,1985.

[13] 严蔚云,彭补拙,赵培道,李春华,陆根法.天山托木尔峰地区景观地球化学的某些特征[C]∥中国地理学会化学地理专业委员会.化学地理研究文集.北京:科学出版社,1985.

[14] 彭补拙,赵培道,刘育民,窦贻俭. 南迦巴瓦峰地区土壤类型[J]. 山地研究,1985(4).

[15] 彭补拙. 关于西藏南迦巴瓦峰地区垂直自然带的若干问题[J]. 地理学报,1986(1).

[16] 赵培道,彭补拙,窦贻俭,刘育民.南迦巴瓦峰地区土壤性状及分布特征[J].南京大学学报(自然科学版),1987.

[17] 包浩生,彭补拙,倪绍祥. 国土整治与自然资源研究[J]. 地理学报,1987(1).

[18] 窦贻俭,彭补拙,赵培道,刘育民,李春华. 南迦巴瓦峰地区微量元素景观地球化学迁移特征[J]. 地理科学,1987(2).

[19] 雍万里,彭补拙.南迦巴瓦峰与我国同纬度山地垂直自然带比较研究[J].南京大学学报(自然科学版),1987.

[20] 倪绍祥,包浩生,彭补拙,李春华.福建省沙县东溪流域土地类型及土地评价研究[J].南京大学学报(自然科学版),1987.

[21] 彭补拙.西藏东南部国土整治中几个战略问题的初步探讨[M]∥中国地理学会自然地理专业委员会.自然地理学与国土整治.北京:科学出版社,1988.

[22] 李春华,彭补拙.西藏南迦巴瓦峰地区水化学特征研究[J].南京大学学报(自然科学版),1988.

[23] 窦贻俭,彭补拙,赵培道,李春华,刘育民.南迦巴瓦峰地区过渡元素的表生地球化学特征研究[J].南京大学学报(自然科学版),1988.

[24] 彭补拙.西藏东南部国土整治中几个战略问题的初步探讨[M]∥中国地理学会自然地理专业委员会.自然地理学与国土整治.北京:科学出版社,1988.

[25] 包浩生,彭补拙,倪绍祥,李春华.宜兴南部山地丘陵地区土地资源及其合理开发利用[J].南京大学学报(自然科学版),1989.

[26] 周传槐,彭补拙,许闻广,邱克让.江苏农田土壤水分状况类型[J].南京大学学报(自然科学版),1989.

[27] 包浩生,彭补拙,李晖. 江苏滩涂生态经济系统及其发展模式研究[J]. 资源与环境,1990(1).

[28] 包浩生,彭补拙,严蔚云.西藏南迦巴瓦峰地区土地资源及其合理开发利用[C]∥中国自然资源研究会编.自然资源研究文集.北京:科学出版社,1991.

[29] 彭补拙,濮励杰.西藏南迦巴瓦峰地区景观生态特征的研究[J].南京林业大学学报,1991,15(增刊).

[30] 包浩生,彭补拙.南迦巴瓦峰地区的土地资源及其合理开发利用[J].南京大学学报:自然科学版,1991(1):164172.

[31] 彭补拙,濮励杰.生态区建设原则初探[M]∥肖笃宁主编.景观生态学的理论方法及应用.北京:中国林业出版社,1991.

[32] 吴平生,窦贻俭,彭补拙.我国海岸带合理体制依据和现状及改革方向[J].南京大学学报:哲学、人文社会科学(增刊),1991.

[33] 吴平生,窦贻俭,彭补拙.江苏省农林生态环境现状及对策研究[C]∥2000年江苏科技经济发展战略研究文集.南京:河海大学出版社,1991.

[34] 彭补拙.资源生态学几个基本问题的初步探讨[M]∥《自然地理与环境研究》编辑委员会主编.自然地理与环境研究.广州:中山大学出版社,1992.

[35] 彭补拙.西藏南迦巴瓦峰地区的土壤资源及其合理开发利用[J].地理科学,1992(3):237244.

[36] 彭补拙,周生路,涂成焱.关于古土壤研究中的几个问题[M]∥龚子同主编.土壤环境变化.北京:中国科学技术出版社,1992.

[37] 周生路,彭补拙,李春华,蒋建军,窦贻俭,王迪云,张少华.苏南地区土壤退化及其防治[M]∥龚子同主编.土壤环境变化.北京:中国科学技术出版社,1992.

[38] 吴平生,彭补拙,窦贻俭. 初论海岸带的边缘效应[J]. 海洋与海岸带开发,1992(2).

[39] 窦贻俭,彭补拙,赵培道,刘育民,李春华. Migration Characteristics of Microelements in Process of Landscape Geochemistry in MT.Namjagbarwa Area[J]. Chinese Geographical Science,1992(3).

[40] 彭补拙,窦贻俭,吴平生,周生路. 人类活动与山地环境相互关系的初探——以西藏南迦巴瓦峰地区为例[J]. 贵州科学,1992(3).

[41] 彭补拙. 西藏高原洞穴堆积物的粘土矿物组合特征及其古地理意义[J]. 山地研究,1992(3).

[42] 彭补拙,吴平生,窦贻俭.自然资源开发中的环境影响评价问题[M]∥国家环境保护局自然保护司编.自然资源的合理利用与保护.北京:中国环境科学出版社,1993.

[43] 彭补拙等.南迦巴瓦峰地区的垂直自然带[C]∥中国科学院登山科考队.南迦巴瓦峰登山科考文集.北京:科学出版社,1993.

[44] 彭补拙,周生路,叶先前. 江苏省宁镇扬山地丘陵地区农业资源的综合开发利用[J]. 山地研究,1993(3).

[45] 李红卫,彭补拙. 三峡库区水土流失特点及其环境危害防治措施探讨[J]. 长江流域资源与环境,1993(4).

[46] 彭补拙等.宜兴善卷乡山丘区的茶叶适宜性评价[C]∥会议文集编辑组.中国名优特农产品的土宜.长春:吉林人民出版社,1994.

[47] 彭补拙,李春华,濮励杰,周生路. 中亚热带北缘青海土地适宜性评价方法探讨[J]. 自然资源,1994(2).

[48] 彭补拙,丁栋虹. 土壤学与经济学[J]. 土壤,1994(2).

[49] 彭补拙,余旭升,褚维德,王嘉陵,何天山,李宗义. 荒漠绿洲农业区土地分等定级模式研究——以新疆石河子市为例[J]. 南京大学学报(自然科学版),1994(4).

[50] 彭补拙,濮励杰,李春华,胡志燕,高翔,陈复振,黄来明. 江苏宜兴茶园若干元素的生物循环[J]. 地理科学,1995(3).

[51] 彭补拙,濮励杰,蒋建军. 西藏南迦巴瓦峰地区土壤地理分布规律的研究[J]. 土壤学报,1995(3).

[52] 涂成焱,穆越,叶德嘉,彭补拙. 湖北省荒山荒地资源分布及开发整治[J]. 自然资源,1995(6).

[53] 彭补拙.我国山地垂直自然带的研究[M]∥梁必骐主编.自然地理学的研究与应用.广州:中山大学出版社,1996.

[54] 彭补拙,窦贻俭,张燕. 用动态的观点进行环境综合质量评价[J]. 中国环境科学,1996(1).

[55] 陈爽,彭补拙. 运用系统动力学方法进行生态经济规划研究——以新疆库尔勒地区为例[J]. 经济地理,1996(2).

[56] 濮励杰,彭补拙,褚维德,倪绍祥. 城市土地定级方法若干问题研究——以新疆库尔勒市为例[J]. 南京大学学报(自然科学版),1996(3).

[57] 彭补拙.齐全完整的垂直自然带[M]∥杨逸畴主编.神奇的雅鲁藏布江大峡谷.郑州:海燕出版社,1997.

[58] Peng Buzhuo,Pu Lijie,Bao Haosheng,et al. Vertical Zonation of Landscape Characteristics in the Namjagbarwa Massif of Tibet,China[J]. Mountain Research & Development,1997,17(1):43.

[59] 周寅康,徐梦洁,彭补拙. 新疆生产建设兵团农垦城镇土地等级体系研究[J]. 自然资源学报,1997(1).

[60] 朱凤武,陈旭薇,彭补拙. 广西柳江县荒山荒地资源开发利用研究[J]. 山地研究,1997(1).

[61] 濮励杰,彭补拙,陈传钊. 房地产项目可行性研究信息系统探讨[J]. 经济地理,1997(1).

[62] 唐晓莲,彭补拙. 浅析物业管理人才培养的紧迫性[J]. 中国房地信息,1997(5).

[63] 周寅康,彭补拙,徐梦洁. 区域性城镇土地分等方法研究——以新疆生产建设兵团农垦城镇为例[J]. 南京大学学报(自然科学版),1997(3).

[64] 朱凤武,彭补拙. 广西柳江县中低产耕地开发整治研究[J]. 土壤,1997(4).

[65] 陈浮,彭补拙. 中国房地产业非均衡发展研究[J]. 中国房地产,1997(9).

[66] 王良健,包浩生,彭补拙. 广西境内热带北界的AHP—FUZZY综合评判[J]. 南京大学学报(自然科学版),1997(4).

[67] 王良健,何洪林,彭补拙,包浩生. 干旱区土地利用结构调整的SD模型研究——以新疆吐鲁番市为例[J]. 经济地理,1997(4).

[68] 彭补拙,雍万里.南峰地区与我国同纬度山地垂直自然带比较及其在全国自然区划中的地位[M]∥彭补拙,杨逸畴主编.南迦巴瓦峰地区自然地理与自然资源.北京:科学出版社,1997.

[69] 陈浮,彭补拙.南京市住房改革与住房矛盾[C]∥会议论文编辑组.房地产经营与管理文集.北京:中国人民大学出版社,1998.

[70] 彭补拙,濮励杰.试论江苏省土地资源与可持续发展[J].自然资源学报,1998.

[71] Ding DengShan ,Peng BuZhuo. On the role of climate in desertification of the Sahel Belt[J]. The Journal of Chinese Geography,1998(04):8488.

[72] 彭补拙.土地可持续利用——现代化的抉择[J].江苏土地,1998(3).

[73] PULIJIE,D.L.HIGGITT,BAO HaoSheng,et al. Distribution and Assessment of Soil and Land Degradation in Subtropical China—A Case Study of the Dongxi River Basin,Fujian Province[J]. PEDOSPHERE(土壤圈(英文版)),1998,8(3):201210.

[74] 彭补拙,濮励杰,等.关于土地利用总体规划编制的思考[M]∥江苏省土地学会编.江苏土地管理实践与探索.北京:中国大地出版社,1998.

[75] 周生路,朱云梅,李展,彭补拙. 试论区域可持续发展研究的若干问题[J]. 干旱区地理,1998(1).

[76] 林耀军,彭补拙. 沿海开放地区小城镇基准地价评估的几点思路[J]. 中国房地信息,1998(2).

[77] 张卓冰,彭补拙. 广西梧州市山地资源开发利用[J]. 山地研究,1998(1).

[78] 邓少君,彭补拙. 略论我国大都市住宅产业发展方向[J]. 上海房地,1998(3).

[79] 刘伟,郑文旭,濮励杰,彭补拙.吐鲁番旅游资源开发利用研究[J].中国人口·资源与环境,1998(8).

[80] 陈浮,刘伟,王铁卫,彭补拙. 农用土地价格评估——以新疆库尔勒市为例[J]. 自然资源学报,1998(2).

[81] 唐景新,彭补拙,李春华,周生路. 柳州市郊区土地资源可持续利用研究[J]. 农村生态环境,1998(2).

[82] 丁栋虹,彭补拙. 现代土地产权制度的三个本质特点与农业革命的形成[J]. 农业经济问题,1998(5).

[83] 濮励杰,彭补拙,刘卫军. 农用土地定级信息系统的研究——以新疆库尔勒市为例[J]. 南京大学学报(自然科学版),1998(3).

[84] 程克坚,彭补拙,濮励杰. 干旱区绿洲土地资源人口承载力研究——以吐鲁番市为例[J]. 安徽师大学报(自然科学版),1998(2).

[85] 陈浮,陈旭薇,王良健,彭补拙. 中国城市住房改革与住房矛盾——南京市公共住宅私有化实践研究[J]. 人文地理,1998(2).

[86] 魏金俤,濮励杰,彭补拙. 温州市耕地资源潜力及利用对策[J]. 土壤,1998(3).

[87] 许彦曦,彭补拙,李春华. 土地用途管制与区域土地资源可持续利用研究[J]. 土壤,1998(3).

[88] 王良健,彭补拙. 分形方法在洪涝灾害预测中的应用——以广西梧州为例[J]. 地理科学,1998(3).

[89] 陈浮,刘伟,王良健,彭补拙. 中国房地产业非均衡性发展研究[J]. 经济地理,1998(2).

[90] 程克坚,彭补拙,濮励杰. 干旱绿洲地区土地资源可持续利用初探——以新疆吐鲁番市为例[J]. 资源科学,1998(4).

[91] 蒋旭东,周生路,彭补拙. 广西柳州市城市化发展与耕地保护研究[J]. 土壤,1998(4).

[92] 何洪林,彭补拙,王良健,濮励杰. 吐鲁番水土资源开发利用动态分析[J]. 山地研究,1998(3).

[93] 濮励杰,周生路,彭补拙,李展. 江苏省外向型经济投资环境研究[J]. 经济地理,1998(3).

[94] 梁长青,周寅康,彭补拙. 全球环境变化与中国土地可持续利用[J]. 中国人口·资源与环境,1998(3).

[95] 张良彬,彭补拙. 对《住宅法》立法的一些建议[J]. 中国房地信息,1998(10).

[96] 程克坚,彭补拙,濮励杰. 县级土地利用总体规划修编的理论与方法探讨[J]. 中国土地科学,1998(5).

[97] 陈浮,彭补拙. 区域城镇土地价格体系研究——南京市域城镇案例分析[J]. 地理科学,1998(5).

[98] 黄劲松,周寅康,彭补拙,陆游如. 江苏省环境系统特点及环境污染状况[J]. 长江流域资源与环境,1998(4).

[99] 刘伟,李展,陈浮,濮励杰,彭补拙. 县域小城镇土地级差收益测算方法研究——以南京市六合县为例[J]. 南京大学学报(自然科学版),1998(6).

[100] 蒋旭东,朱凤武,李春华,彭补拙. 广西柳江县土地资源利用分区研究[J]. 南京大学学报(自然科学版),1998(6).

[101] 濮励杰,包浩生,彭补拙,David L Higgitt. 137Cs应用于我国西部风蚀地区土地退化的初步研究——以新疆库尔勒地区为例[J]. 土壤学报,1998(4).

[102] 周峰,周生路,刘伟,彭补拙. 新疆乌拉斯台农场农用土地估价研究[J]. 土壤,1998(6).

[103] 吴兰田,彭补拙. 我国土地整理模式的多元化探析[J]. 土壤,1998(6).

[104] 李展,彭补拙. 住房抵押贷款还款方式初步研究[J]. 数量经济技术经济研究,1999(1).

[105] 张良彬,彭补拙. 住宅法立法的一些建议[J]. 上海房地,1999(1).

[106] 丁建中,彭补拙,梁长青. 土地利用总体规划与城市总体规划的协调与衔接[J]. 城市问题,1999(1).

[107] 朱云梅,周生路,彭补拙. 工业企业可持续发展评价指标体系初探[J]. 重庆环境科学,1999(1).

[108] 丁建中,彭补拙,濮励杰,周生路. 试论江苏省国土资源与区域可持续发展[J]. 长江流域资源与环境,1999(1).

[109] 刘伟,周峰,濮励杰,彭补拙. 江苏省城市投资环境分等与评价[J]. 经济地理,1999(1).

[110] 徐劲松,刘伟,濮励杰,彭补拙. 温州市荒山资源开发利用研究[J]. 农村生态环境,1999(1).

[111] 周生路,吴文红,彭补拙. 区域集镇基准地价体系建立研究[J]. 自然资源学报,1999(2).

[112] 周炳中,彭补拙,刘嘉俊. 南迦巴瓦峰地区自然灾害及其对社会经济的影响[J]. 农村生态环境,1999(2).

[113] 陈浮,周峰,濮励杰,彭补拙. 城市宗地地价评估的人工神经网络模型研究——以南京市土地交易为例[J]. 南京大学学报(自然科学版),1999(3).

[114] 安旭东,刘伟,彭补拙. 中国房地产投资结构研究[J]. 现代城市研究,1999(3).

[115] 沈阳,周生路,李春华,周寅康,彭补拙. 城市边缘区土地利用总体规划初探——以温州市鹿城区为例[J]. 经济地理,1999(3).

[116] 彭补拙,罗蔚茵,李蓉,涂成焱. 论经济可持续发展的背景和目标[J]. 当代经济,1999(7).

[117] 彭补拙,陈浮. 中国山地垂直自然带研究的进展[J]. 地理科学,1999(4).

[118] 李展,洪琳,陈克坚,彭补拙. 干旱绿洲地区土地利用总体规划修编中的几个问题[J]. 农村生态环境,1999(3).

[119] 周生路,彭补拙,徐彬彬,石晓日. 桂林市以土地资源及利用为核心的区域持续发展研究[J]. 土壤学报,1999(3).

[120] 丁建中,彭补拙,周生路. 苏南地区城镇化进程中的耕地可持续利用研究[J]. 土壤,1999(4).

[121] 周生路,吴文红,彭补拙. 桂林市经济发展及产业关联初步研究[J]. 经济地理,1999(5).

[122] 朱云梅,周生路,赵任任,彭补拙. 新疆农垦148团农用土地估价研究[J]. 干旱区地理,1999(4).

[123] 黎赔肆,周寅康,彭补拙,刘嘉俊. 试论我国农村土地产权制度对农村生态环境的影响[J]. 农村生态环境,1999(4).

[124] 周寅康,彭补拙,周生路. 城镇土地等级体系研究——以新疆生产建设兵团农垦城镇为例[J]. 南京大学学报(自然科学版),1999(6).

[125] Peng Buzhuo. Chen Fu, Pu Lijie. Progress in the study on mountainous vertical zonation in China[J].Chinese Geographical Science,1999(4).

[126] 陈海燕,彭补拙,朱振华,刘晶. 农村现代化区域差异AHPFuzzy综合评判[J]. 经济地理,1999(6).

[127] 黄劲松,周生路,周寅康,彭补拙. 当前县级土地利用总体规划存在问题探讨[J]. 人文地理,1999(S1).

[128] 刘伟,彭补拙.干旱绿洲区土地资源利用中的制约因素及对策—以新疆吐鲁番为例[J].中国人口·资源与环境,1999(1).

[129] Chen Fu,Peng Buzhuo. The effect of land use changes on soil conditions in arid region[J]. Chinese Geographical Science,2000(03):3539.

[130] 刘伟,陈浮,濮励杰,彭补拙. 区域城镇土地比价体系研究[J]. 资源科学,2000(1).

[131] 陈浮,彭补拙. 农用土地价格初步研究——温州市农用地案例分析[J]. 地理科学,2000(1).

[132] 周生路,朱凤武,彭补拙,赵其国. 桂林市区域人粮关系及其协调研究[J]. 地理科学,2000(1).

[133] 安旭东,彭补拙. 试论住宅商品化的支撑体系[J]. 经济地理,2000(1).

[134] 周生路,傅重林,王铁成,彭补拙. 土地利用地域分区方法研究——以桂林市为例[J]. 土壤,2000(1).

[135] 安旭东,燕云,戴祥,彭补拙. 新一轮经济增长中江苏住宅产业发展战略导向与具体对策[J]. 南京社会科学,2000(3).

[136] 梁长青,周寅康,彭补拙. 土地产权制度与土地持续利用[J]. 资源科学,2000(2).

[137] 王良健,包浩生,彭补拙. 基于遥感与GIS的区域土地利用变化的动态监测与预测研究[J]. 经济地理,2000(2).

[138] 李展,彭补拙. 江苏省吴江市土地整理理论与实践研究[J]. 资源科学,2000(3).

[139] 濮励杰,周峰,彭补拙. 县域农场土地价格评估探讨[J]. 南京大学学报(自然科学版),2000(3).

[140] 周炳中,包浩生,彭补拙. 长江三角洲地区土地资源开发强度评价研究[J]. 地理科学,2000(3).

[141] 安旭东,周生路,彭补拙. 试论房地产估价信息系统化及其实现[J]. 人文地理,2000(3).

[142] 黎赔肆,刘嘉俊,周寅康,彭补拙. 论农业企业化经营[J]. 经济地理,2000(4).

[143] 陈浮,陈海燕,朱振华,彭补拙. 城市人居环境与满意度评价研究[J]. 人文地理,2000(4).

[144] 张燕,彭补拙,黄隆基,安艳玲. 如何培育环境技术产品市场[J]. 环境保护,2000(9).

[145] 盛学良,彭补拙,王华,董雅文. 生态城市指标体系研究[J]. 环境导报,2000(5).

[146] 黎赔肆,周寅康,彭补拙. 城市土地资源市场配置的缺陷与税收调节[J]. 中国土地科学,2000(5).

[147] 黄劲松,周生路,彭补拙. 东台市土地利用总体规划方案制定评价研究[J]. 经济地理,2000(6).

[148] 周炳中,包浩生,彭补拙,邱志宏. 苏北地区可持续发展中的资源环境问题研究[J]. 人文地理,2000(6).

[149] 安旭东,彭补拙. 江苏省耕地资源可持续利用研究[J]. 中国人口·资源与环境,2000(S2).

[150] Chen Fu,Peng Buzhuo,Bao Haosheng. Responses of soil nutrient to driving mechanism in Taihu Lake basin in last 20 years[J]. Journal of Geographical Sciences,2001,11(1):9298.

[151] Zhang Yonqin,Miao Qilong,Peng Buzhuo. Calculation and analysis on change of agricultural water consumption in the Changjiang Delta[J]. Chinese Geographical Science,2001,11(4):321325.

[152] 彭补拙,安旭东,杨再贵,梁湖清,李华生.城市化进程中若干问题的思考[J].南京社会科学,2001(z2):3944.

[153] 张永勤,彭补拙,缪启龙. 气候变化对江苏省经济的影响研究[J]. 长江流域资源与环境,2001(1).

[154] 濮励杰,周峰,彭补拙. 县域农场土地承包价格测算方法研究[J]. 经济地理,2001(1).

[155] 李伟权,安旭东,彭补拙. 论现代物流中心建设与房地产业现代化[J]. 经济地理,2001(1).

[156] 朱凤武,彭补拙,丁建中,张燕. 温州市土地利用空间格局研究[J]. 经济地理,2001(1).

[157] 张永勤,彭补拙. 淮河流域水资源可持续利用分析[J]. 水土保持通报,2001(2).

[158] 张燕,张洪,彭补拙. 自然资源与区域经济发展[J]. 长江流域资源与环境,2001(2).

[159] 盛学良,陈建,郑英铭,彭补拙. 金坛市饮用水源地保护方案研究[J]. 长江流域资源与环境,2001(2).

[160] 周颖,周峰,彭补拙. 中国FDI的行业空间分布与对区域经济发展的影响分析[J]. 经济地理,2001(2).

[161] 华文,丁建中,张燕,彭补拙. 温州市土地利用变化与利用效率分析[J]. 土壤,2001(2).

[162] 王波,唐志刚,濮励杰,彭补拙. 区域土地利用动态变化及人文驱动力初步研究——以无锡马山区为例[J]. 土壤,2001(2).

[163] 盛学良,彭补拙,王华,吴以中. 生态城市建设的基本思路及其指标体系的评价标准[J]. 环境导报,2001(1).

[164] 徐梦洁,黄劲松,朱启群,周生路,彭补拙. 县域土地利用变化分析[J]. 农业系统科学与综合研究,2001(2).

[165] 陈浮,陈刚,包浩生,彭补拙. 城市边缘区土地利用变化及人文驱动力机制研究[J]. 自然资源学报,2001(3).

[166] 安旭东,陈浮,彭补拙. 长江三角洲土地资源可持续利用系统分析与策略选择[J]. 资源科学,2001(3).

[167] 田亚平,彭补拙,谢庭生. 一种荒漠化土地分类的新尝试[J]. 第四纪研究,2001(3).

[168] 安旭东,朱继业,陈浮,彭补拙. 全球变化对长江三角洲土地持续利用的影响及其对策[J]. 长江流域资源与环境,2001(3).

[169] 王铁成,周生路,王杰臣,彭补拙. 基于GIS的农用地质量综合评价方法研究——以无锡市马山区为例[J]. 干旱区地理,2001(2).

[170] 邢元志,彭补拙,吴素兰. 我国土地储备制度研究——以南通市为例[J]. 经济地理,2001(3).

[171] 葛向东,许彦曦,彭补拙. 县级耕地动态监测体系的理论与方法研究[J]. 经济地理,2001(3).

[172] 陈海燕,彭补拙. 耕地保护的一般原则与模式研究[J]. 南京大学学报(自然科学版),2001(3).

[173] 徐梦洁,彭补拙. 江苏省粮食产量吸引子维数研究[J]. 人文地理,2001(3).

[174] 唐志刚,王波,周寅康,濮励杰,彭补拙. 环太湖地区土地合理利用问题研究[J]. 土壤,2001(3).

[175] 彭补拙,安旭东,陈浮,濮励杰. 长江三角洲土地资源可持续利用研究[J]. 自然资源学报,2001(4).

[176] 周生路,王铁成,黄劲松,李春华,彭补拙. 农用土地经济定级中两种方法的比较研究——以新疆一四八农场为例[J]. 土壤学报,2001(3).

[177] 徐梦洁,葛向东,张永勤,濮励杰,彭补拙. 耕地可持续利用评价指标体系及评价[J]. 土壤学报,2001(3).

[178] 吴蔚东,张桃林,高超,孙波,彭补拙,赵其国. 红壤地区杉木人工林土壤肥力质量性状的演变[J]. 土壤学报,2001(3).

[179] 陈浮,濮励杰,彭补拙,包浩生. 新疆库尔勒市土地利用变化对土壤性状的影响研究[J]. 生态学报,2001(8).

[180] 陈浮,葛小平,陈刚,彭补拙. 城市边缘区景观变化与人为影响的空间分异研究[J]. 地理科学,2001(3).

[181] 朱振华,濮励杰,彭补拙,刘晶. 长江三角洲地区耕地数量变化及保护对策——以吴江市为例[J]. 长江流域资源与环境,2001(4).

[182] 田亚平,彭补拙,谢庭生. 红色荒漠化雏议[J]. 长江流域资源与环境,2001(4).

[183] 徐梦洁,黄劲松,周生路,彭补拙. 谱分析方法在市域经济周期研究中的应用——以温州市为例[J]. 经济地理,2001(4).

[184] 张侠,张卓冰,彭补拙. 城市土地利用研究——以广西梧州市为例[J]. 经济地理,2001(4).

[185] 徐梦洁,彭补拙. 长江三角洲地区耕地可持续利用评价[J]. 中国土地科学,2001(4).

[186] 安旭东,燕云,彭补拙. 当前房地产投资与经营策略研究——以南京市为例[J]. 南京社会科学,2001(9).

[187] 徐慧,田亚平,彭补拙. 南迦巴瓦峰地区土地结构及土地资源的合理利用[J]. 山地学报,2001(5).

[188] 张永勤,彭补拙,缪启龙,向毓意. 南京地区农业耗水量估算与分析[J]. 长江流域资源与环境,2001(5).

[189] 张燕,张洪,窦贻俭,彭补拙,盛学良. 影响环境质量的关键因子的识别方法[J]. 长江流域资源与环境,2001(5).

[190] 张建春,彭补拙. 土地利用/土地覆盖变化与土地利用规划——以安徽马鞍山市为例[J]. 经济地理,2001(5).

[191] 徐瑞祥,周生路,邹勇刚,彭补拙. 小城镇建设与土地利用问题及对策——以南京市为例[J]. 经济地理,2001(5).

[192] 罗俊,周寅康,彭补拙. 浙江平阳县土地资源利用分区研究[J]. 土壤,2001(5).

[193] 张侠,彭补拙. 农业生产资源投入效率的初步研究——以江苏省海安县为例[J]. 土壤,2001(5).

[194] 钱谊,徐慧,彭补拙,江希流,徐慧. 中国有机食品产业发展战略[J]. AMBIO人类环境杂志,2001(7).

[195] 陈浮,彭补拙,濮励杰,周寅康. 区域土地可持续管理评估及实践研究[J]. 土壤学报,2001(4).

[196] 张永勤,缪启龙,何毓意,彭补拙. 区域水资源量的估算及预测分析——以南京地区为例[J]. 地理科学,2001(5).

[197] 高中贵,李升峰,彭补拙. 工业园生态型土地功能区构建探讨——以常熟市国际工业园为例[J]. 长江流域资源与环境,2001(6).

[198] 彭补拙,魏金俤,张燕. 城市边缘区耕地预警系统的研究——以温州市为例[J]. 经济地理,2001(6).

[199] 安旭东,周生路,彭补拙. 发达地区城市土地可持续管理评估实践研究[J]. 南京大学学报(自然科学版),2001(6).

[200] 濮励杰,黄贤金,彭补拙. 耕地总量动态平衡政策体系研究——以长江三角洲地区为例[J]. 南京大学学报(自然科学版),2001(6).

[201] 刘晶,彭补拙. 锡山市土地利用变化的社会驱动力分析[J]. 土壤,2001(6).

[202] 黄劲松,周生路,彭补拙. 土地利用总体规划实施保证体系[J]. 经济地理,2001(S1).

[203] 周生路,朱凤武,蒋旭东,李春华,彭补拙. 模糊综合评判方法在农用土地定级中的应用——以柳州市郊区耕地定级为例[J]. 经济地理,2001(S1).

[204] 张永勤,丁建中,彭补拙. 区域耕地总量动态平衡模型研究[J]. 经济地理,2001(S1).

[205] 彭补拙.房地产经营中若干问题的思考[J].不动产纵横,2001(11).

[206] 黄贤金,尚贵华,濮励杰,彭补拙.我国耕地资源总量动态平衡的政策体系与改革研究[J].南京社会科学,2001(z2):1525.

[207] Zhang Jianchun,Peng Buzhuo. A study on the relation between the variation of the precipitation in eastern Jianghuai watershed and sediment transport in Chihe river valley[J]. Chinese Geographical Science,2002(1).

[208] Xu Youpeng,Du Jinkang,Zhang Lifeng,Ge Xiaoping,Peng Buzhuo. Research on system of flood disaster control and reduction supported by gis in medium and small basins[J]. Chinese Geographical Science,2002,12(1):3034.

[209] 张燕,张洪,彭补拙.从资源转移的角度看长江流域水土流失的适度治理[J]. 水土保持学报,2002,16(5):14.

[210] 葛向东,彭补拙,濮励杰,黄贤金,张永勤. 耕地总量动态平衡的监测和预警研究[J]. 自然资源学报,2002(1).

[211] 安旭东,高中贵,彭补拙. 农村城市化影响下的土地资源持续利用初探——以长江三角洲地区为例[J]. 人文地理,2002(1).

[212] 张建春,史志刚,彭补拙.皖西南大别山麓河岸带滩地生态重建与植物护坡效能分析[J]. 山地学报,2002(1).

[213] 葛向东,彭补拙,濮励杰,王波.长江三角洲地区耕地质量变化的初步研究——以锡山市为例[J]. 长江流域资源与环境,2002(1).

[214] 黄劲松,周生路,彭补拙. 地域分异的灰色聚类方法研究——以温州市为例[J]. 地理科学,2001(6).

[215] 周炳中,陈浮,包浩生,彭补拙. 长江三角洲土地利用分类研究[J]. 资源科学,2002(2).

[216] 陈浮,曹慧,濮励杰,彭补拙. Zn2+对土壤微生物碳、呼吸强度的影响[J]. 无机化学学报,2002(4).

[217] 谭术魁,彭补拙. 全面启动农村集体建设用地直接流转尚待时日[J]. 中国房地产,2002(4).

[218] 张燕,张洪,杨浩,唐翔宇,彭补拙. 用137Cs法探讨苏南坡地的土壤侵蚀[J]. 水土保持学报,2002(2).

[219] 张永勤,缪启龙,彭补拙. 长江三角洲地区水资源供需平衡的估算模型研究[J]. 水文,2002(2).

[220] 高中贵,周生路,王铁成,彭补拙. 大都市边缘住宅开发区土地价值提升动态评估——以广州市南村住宅开发区为例[J]. 人文地理,2002(2).

[221] 陈浮,濮励杰,曹慧,彭补拙,杨桂山,周生路. 近20年太湖流域典型区土壤养分时空变化及驱动机理[J]. 土壤学报,2002(2).

[222] 邬莉,许有鹏,彭补拙,高云琼. 基于GIS的洪泛平原土地利用规划——以宁波市奉化城区洪泛平原为例[J]. 土壤,2002(2).

[223] 徐梦洁,濮励杰,彭补拙. 耕地资源等值模型的建立及应用[J]. 长江流域资源与环境,2002(2).

[224] 邢元志,彭补拙,吴素兰. 建立土地储备制度需要解决的问题[J]. 中外房地产导报,2002(9).

[225] 谭术魁,彭补拙. 高校学生公寓建设中的政府调控[J]. 中国房地产,2002(5).

[226] 张建春,彭补拙. 河岸带及其生态重建研究[J]. 地理研究,2002(3).

[227] 葛向东,张侠,彭补拙,濮励杰. 耕地存量临界警戒和耕地非农占用成本的警度修正方法初探[J]. 地理科学,2002(2).

[228] 黄贤金,周寅康,彭补拙,陈志刚. 水市场运行机制的国际比较及其对我国的启示[J]. 国土资源,2002(6).

[229] 张侠,葛向东,彭补拙. 土地经营适度规模的初步研究[J]. 经济地理,2002(3).

[230] 陈浮,杨桂山,曹慧,王腊春,彭补拙. 土壤微生物ATP、脱氢酶和尿素酶活性的ED_(50)值评价外源镧的生物毒性(英文)[J]. 无机化学学报,2002(8).

[231] 徐慧,彭补拙. 南迦巴瓦峰与托木尔峰山地垂直自然带的比较[J]. 山地学报,2002(4).

[232] 张燕,彭补拙,高翔,唐翔宇,杨浩. 人类干扰对土壤侵蚀及土壤质量的影响——以苏南宜兴低山丘陵区为例[J]. 地理科学,2002(3).

[233] 张侠,王嘉陵,彭补拙. 城市边缘区土地利用动态规划管理系统[J]. 长江流域资源与环境,2002(4).

[234] 黄贤金,彭补拙,张建新,濮励杰. 区域产业结构调整与土地可持续利用关系研究[J]. 经济地理,2002(4).

[235] 徐瑞祥,张永勤,丁建中,彭补拙. 区域耕地总量动态平衡模型研究——以温州市为例[J]. 经济地理,2002(4).

[236] 王黎明,沈秀峰,彭补拙. 试论国有企业改革中土地资产处置的方式及其选择[J]. 经济地理,2002(4).

[237] 徐慧,钱谊,彭补拙,郑麟. 鹞落坪国家级自然保护区生态评价研究[J]. 农业环境保护,2002(4).

[238] 葛向东,张侠,濮励杰,彭补拙. 江苏锡山市耕地预警系统研究[J]. 南京大学学报(自然科学版),2002(4).

[239] 彭补拙. 评《中国城市土地市场化经营研究》[J]. 地理学报,2002(5).

[240] 谭术魁,彭补拙. 农村集体建设用地直接流转的支撑体系研究[J]. 财经研究,2002(10).

[241] 谭术魁,张侠,彭补拙. 城市国有土地资产运营的若干问题[J]. 中国房地产,2002(10).

[242] 盛学良,舒金华,彭补拙,吴化前,黄文钰,杨静. 江苏省太湖流域总氮、总磷排放标准研究[J]. 地理科学,2002(4).

[243] 谭术魁,彭补拙. 影响我国耕地利用的若干重大因素及对策调整思路[J]. 资源科学,2002(6).

[244] 黄贤金,濮励杰,周峰,葛向东,张晓玲,彭补拙,李宪文. 长江三角洲地区耕地总量动态平衡政策目标实现的可能性分析[J]. 自然资源学报,2002(6).

[245] 张侠,葛向东,濮励杰,黄贤金,彭补拙. 土地利用的经济生态位分析和耕地保护机制研究[J]. 自然资源学报,2002(6).

[246] 谭术魁,彭补拙. 我国粮食供给安全与耕地资源变化[J]. 世界地理研究,2002(4).

[247] 张侠,徐瑞祥,周生路,王铁成,彭补拙. 广州房地产市场分析[J]. 经济地理,2002(S1).

[248] 张建春,彭补拙,徐瑞祥,陈锡林,董家根,黄莉亚,闻余华. 江苏省实时水情可视化分析系统的设计与应用[J]. 南京大学学报(自然科学版),2002(6).

[249] 濮励杰,周峰,彭补拙. 长江三角洲地区县域耕地变化驱动要素研究——以原锡山市为例[J]. 南京大学学报(自然科学版),2002(6).

[250] Zhang Yan,Yang Hao,Du Mingyuan,et al. Soil erosion study on hillside in Southern Jiangsu Province using the cesium137 tracer technique[J]. Soil Science and Plant Nutrition,2003,49(1):8592.

[251] Zhang Yan,Zhang Hong,Peng Buzho,et al. Soil erosion and its impacts on environment in Yixing tea plantation of Jiangsu Province[J]. Chinese Geographical Science,2003,13(2):142148.

[252] Xu Hui,Qian Yi,Zheng Lin,Peng Buzhuo. Assessment of indirect use values of forest biodiversity in Yaoluoping national nature reserve,Anhui Province[J]. Chinese Geographical Science,2003,13(3):277283.

[253] 谭术魁,彭补拙. 对我国若干城市土地储备运作的比较[J]. 中国房地产,2003(1).

[254] 张建春,彭补拙. 河岸带研究及其退化生态系统的恢复与重建[J]. 生态学报,2003(1).

[255] 谭术魁,彭补拙. 《农村土地承包法》及其对城市不动产领域的影响[J]. 中国房地产,2003(2).

[256] 徐慧,钱谊,彭补拙,江希流,华晓梅. 中国的农药环境污染及其对策[J]. AMBIO人类环境杂志,2003(1).

[257] 黄劲松,周生路,彭补拙. 浙江温州市社会经济区域差异及成因探讨[J]. 南京大学学报(自然科学版),2003(1).

[258] 张侠,葛向东,彭补拙. 我国土地经营规模的区域差异性分析[J]. 人文地理,2003(1).

[259] 张燕,张洪,彭补拙,杨浩. 不同土地利用方式下农地土壤侵蚀与养分流失[J]. 水土保持通报,2003(1).

[260] 吴蔚东,张桃林,高超,孙波,彭补拙,赵其国. 中亚热带天然常绿阔叶林下不同母质的土壤质量性状[J]. 山地学报,2003(1).

[261] 徐慧,钱谊,彭补拙,蒋明康. 鹞落坪自然保护区森林生态系统间接使用价值评估[J]. 南京林业大学学报(自然科学版),2003(2).

[262] 徐瑞祥,蔡龙,张侠,彭补拙. 南京市区人居环境质量评价研究[J]. 现代城市研究,2003(2).

[263] 谭术魁,彭补拙. 粮食安全的耕地保障检讨及近期耕地调控思路[J]. 经济地理,2003(3).

[264] 董飞翔,周寅康,朱继业,钱谊,彭补拙. 新疆尉犁县西尼尔区生态环境建设初步研究[J]. 农村生态环境,2003(2).

[265] 谭术魁,彭补拙. 《农村土地承包法》的积极意义及其缺陷[J]. 调研世界,2003(6).

[266] 徐瑞祥,朱云梅,周生路,彭补拙. 城市开发区大气环境影响评价研究——以扬州市经济技术开发区为例[J]. 长江流域资源与环境,2003(3).

[267] 黄贤金,王静,濮励杰,刘咏莲,彭补拙. 区域土地用途管制的不同方式[J]. 南京大学学报(自然科学版),2003(3).

[268] 金雄兵,濮励杰,罗昀,彭补拙. 县市级尺度土地利用与土地覆盖变化初步研究——以江苏昆山市为例[J]. 土壤,2003(3).

[269] 田亚平,王鹏,彭补拙,谢庭生,黄贤金. 湖南省水土流失现状分析及其防治对策[J]. 衡阳师范学院学报(自然科学),2003(3).

[270] 徐慧,彭补拙. 国外生物多样性经济价值评估研究进展[J]. 资源科学,2003(4).

[271] 杨杰,黄贤金,陈涛,张建新,张晓玲,彭补拙. 征地制度改革中社会保障制度建设的研究——以江苏省太仓市为例[J]. 南京社会科学,2003(7).

[272] 朱凤武,彭补拙. 中国县域土地利用总体规划的模式研究[J]. 地理科学,2003(3).

[273] 谭术魁,彭补拙. 对我国城市土地储备制度的综合考察[J]. 河南国土资源,2003(8).

[274] 周峰,陈浮,曹建华,濮励杰,彭补拙. 外源稀土对土壤微生物特征的影响及时间效应[J]. 中国稀土学报,2003(5).

[275] 芦伟,周寅康,彭补拙. 广西柳城县农业生态环境的定量评价[J]. 农村生态环境,2003(4).

[276] 张燕,杨浩,金峰,张洪,彭补拙. 宜兴茶园土壤侵蚀及生态影响[J]. 土壤学报,2003(6).

[277] 张燕,杨浩,张洪,彭补拙. 侵蚀对苏南丘陵区非耕作土土壤质量的影响[J]. 水土保持研究,2003(4).

[278] Zhang Yan,Peng Buzhuo,Gao Xiang,et al. Degradation of Soil Properties due to Erosion on Sloping Land in Southern Jiangsu Province,China[J]. PEDOSPHERE,2004,14(1).

[279] 金晓斌,周寅康,彭补拙. 全面小康建设的定量评价与足迹分析——以江苏省为例[J]. 中国人口·资源与环境,2004(1).

[280] 宋佳波,周生路,彭补拙. 大城市郊区农用土地定级研究——以广州市天河区为例[J]. 土壤,2004(2).

[281] Zhoufeng,Chen Fu,Cao Jianhua,Pu Lijie,Peng Buzhuo. Effect of Exogenous Rare Earths on Microbial Characteristics in Paddy Soil[J]. Journal of Rare Earths,2004(2).

[282] 杨杰,廖远涛,张建新,彭补拙. 广西柳州市柳江县耕地利用的时空变化研究[J]. 土壤,2004(3).

[283] 陈昌春,黄贤金,彭补拙. 建立耕地储备制度的初步研究[J]. 江西农业大学学报,2004(3).

[284] 高中贵,彭补拙. 我国农用地分等定级研究综述[J]. 经济地理,2004(4).

[285] 杨再贵,彭补拙,周生路,张建春. 城市边缘区农用土地定级评估研究——以广州天河区为例[J]. 经济地理,2004(4).

[286] 丁松,罗昀,黄贤金,濮励杰,彭补拙. 我国土地整理产业化发展的基本策略[J]. 经济地理,2004(4).

[287] 彭补拙,高中贵. 长江三角洲地区土地利用变化及对策研究[J]. 第四纪研究,2004(5).

[288] 陈昌春,黄贤金,彭补拙,黄斌. 耕地储备制度研究[J]. 中国土地,2004(10).

[289] 喻建华,张露,高中贵,彭补拙. 昆山市农业生态环境质量评价[J]. 中国人口·资源与环境,2004(5).

[290] 王慎敏,金晓斌,周寅康,彭补拙. 全面小康社会的定量评价研究[J]. 经济地理,2004(6).

[291] 徐慧,蒋明康,钱谊,彭补拙. 鹞落坪自然保护区非使用价值的评估[J]. 农村生态环境,2004(4).

[292] 高中贵,彭补拙,徐瑞祥. 科学发展观与南京人居环境建设[J]. 南京社会科学,2004(S1).

[293] 张侠,赵德义,刘伟,彭补拙. 土地利用规划若干理论问题之浅见[J]. 石家庄经济学院学报,2004(6).

[294] 张侠,彭补拙.基于Gis绿洲土地开发控制模式研究[J].地理与地理信息科学,2004(S1).

[295] 高中贵,彭补拙,喻建华,濮励杰,张露. 经济发达区土地利用变化对土壤性质的影响——以江苏省昆山市为例[J]. 自然资源学报,2005(1).

[296] 张燕,彭补拙,陈捷,吕俊杰. 借助137Cs估算滇池沉积量[J]. 地理学报,2005(1).

[297] 张燕,彭补拙,高翔,杨浩. 侵蚀引起的苏南坡地土壤退化[J]. 农业环境科学学报,2005(1).

[298] 张燕,彭补拙,窦贻俭,金峰,杨浩. 水质约束条件下确定土壤允许流失量的方法[J]. 长江流域资源与环境,2005(1).

[299] 李华生,徐瑞祥,高中贵,彭补拙. 城市尺度人居环境质量评价研究——以南京市为例[J]. 人文地理,2005(1).

[300] 高中贵,彭补拙. 农地整理生态环境风险综合分析与评价——以广西柳州市融安县为例[J]. 资源科学,2005(2).

[301] 华文,范黎,吴群,彭补拙. 城市地价水平影响因素的相关分析——以江苏省为例[J]. 经济地理,2005(2).

[302] 张燕,张洪,彭补拙. 对环境评价实行过程管理以提高评价质量[J]. 环境保护,2005(7).

[303] 张燕,彭补拙,陈捷. 137Cs示踪法估算滇池流域土壤侵蚀[J]. 核农学报,2005(2).

[304] 喻建华,高中贵,张露,彭补拙. 昆山市生态系统服务价值变化研究[J]. 长江流域资源与环境,2005(2).

[305] 殷程旭,周寅康,彭补拙. 土地储备贷款业务的风险分析及防范措施[J]. 中国房地产金融,2005(6).

[306] 张燕,邓西海,陈捷,彭补拙. 滇池沉积物磷负荷估算[J]. 中国环境科学,2005(3).

[307] 张燕,潘少明,彭补拙. 用137Cs计年法确定湖泊沉积物沉积速率研究进展[J]. 地球科学进展,2005(6).

[308] 李华生,徐瑞祥,高中贵,彭补拙. 南京城市人居环境质量预警研究[J]. 经济地理,2005(5).

[309] 马其芳,黄贤金,彭补拙,翟文侠,刘林旺. 区域农业循环经济发展评价及其实证研究[J]. 自然资源学报,2005(6).

[310] 华文,彭补拙,张燕. 无锡市马山区城镇建设用地的经济价值评估[J]. 中国土地科学,2005(6).

[311] 张燕,邓西海,高翔,窦贻俭,彭补拙. 用参评因子动态排序法评价环境综合质量[J]. 长江流域资源与环境,2006(1).

[312] 陈逸,黄贤金,张丽君,彭补拙. 循环经济型小城镇建设规划与发展的可持续性评价研究——以江阴市新桥镇为例[J]. 经济地理,2006(1).

[313] 高中贵,彭补拙,濮励杰. 长江三角洲地区粮食安全性度量研究[J]. 人文地理,2006(1).

[314] 周峰,濮励杰,彭补拙. 苏锡常地区土地利用变化及其绩效分析[J]. 自然资源学报,2006(3).

[315] 张侠,赵德义,朱晓东,彭补拙. 城中村改造中的利益关系分析与应对[J]. 经济地理,2006(3).

[316] 张燕,邓西海,彭补拙. 调整AHP法结合137Cs计年评价滇池沉积物综合质量[J]. 环境科学,2006(8).

[317] 曾科军,陈逸,高中贵,彭补拙. 长江三角洲土地利用变化与粮食安全分析[J]. 地理与地理信息科学,2006(6).

[318] Han Shucheng,Pu Lijie,Peng Buzhuo. Correlation between Urban Land Change Process and Socioeconomic Development since the 1980s in Jiangsu Province[J]. Chinese Journal of Population,Resources and Environment ,2007(2).

[319] Xiao Sisi,Huang Xianjin,Peng Buzhuo et al. Coordinative Development Between Land Use Change and Regional PopulationResourcesEnvironmentDevelopment System—A Case Study of Jiangsu Province[J]. Chinese Geographical Science,2007,17(4).

[320] 张燕,邓西海,陈捷,彭补拙.基于137Cs计年法估算滇池沉积物重金属负荷[J].地理科学,2007,27(2):261267.

[321] 张燕,张洪,彭补拙.提高耕地流转成本保护生态环境[J].中国人口·资源与环境,2007(3).

[322] 丁建中,陈逸,刘坚,彭补拙. 区域农业产业化水平综合评价——以江苏省为例[J]. 经济地理,2007(1).

[323] 李华生,徐慧,彭补拙. 两种统计分析模型在CVM应用中的比较研究[J]. 地理科学,2007(1).

[324] 陈逸,黄贤金,彭补拙,濮励杰,张健. 经济发达区不同土地利用方式下土壤中镉的含量特征——以江苏省昆山市为例[J]. 长江流域资源与环境,2007(3).

[325] 张健,陈凤,濮励杰,彭补拙. 区域土地利用变化对土壤磷含量的影响评价研究[J]. 生态环境,2007(3).

[326] 张健,陈凤,濮励杰,韩书成,叶浩,彭补拙. 近20年苏锡常地区土地利用格局变化及其驱动因素分析[J]. 资源科学,2007(4).

[327] 韩书成,濮励杰,陈凤,张彩云,张健,彭补拙. 长江三角洲典型地区土壤性质对土地利用变化的响应——以江苏省锡山市为例[J]. 土壤学报,2007(4).

[328] 华文,周炳中,陈逸,张健,彭补拙. 二次综合分析法在土地总体规划环境影响评价中的应用研究[J]. 地理科学,2007(4).

[329] 陈志刚,王青,黄贤金,彭补拙. 长三角城市群重心移动及其驱动因素研究[J]. 地理科学,2007(4).

[330] 肖思思,黄贤金,彭补拙,濮励杰,陈逸. 经济发达县域耕地土壤重金属污染评价及其影响因素分析——以江苏省昆山市为例[J]. 长江流域资源与环境,2007(5).

[331] 张健,濮励杰,彭补拙. 基于景观生态学的区域土地利用结构变化特征[J]. 长江流域资源与环境,2007(5).

[332] 张健,陈凤,濮励杰,彭补拙. 经济快速增长区土地利用变化对土壤质量影响研究[J]. 环境科学研究,2007(5).

[333] 张健,濮励杰,陈逸,彭补拙. 区域经济可持续发展趋势及空间分布特征[J]. 地理学报,2007(10).

[334] Zhang Yan,Zhang Hong,Gao Xiang,Peng Buzhuo. Improved AHP method and its application in lake environmental comprehensive quality evaluation—a case study of Xuanwu Lake,Nanjing,China[J]. Chinese Journal of Oceanology and Limnology,2007(4).

[335] Zhang Yan,Gao Xiang,Zhong Zhenyu,Deng Xihai,Peng Buzhuo. Comprehensive evaluation of heavy metal contamination of sediment in Lake Dianchi by using modified AHP method and 137Cs dating[J]. Frontiers of Environmental Science & Engineering,2008,2(3).

[336] 王秋香,赵寒冰,彭补拙. 农用地分等关键技术的解决方法——以广东省为例[J]. 经济地理,2008(1).

[337] ]张健,陈凤,濮励杰,彭补拙. 区域土壤质量对土地利用变化响应研究——以土壤氮元素为例[J]. 长江流域资源与环境,2008(1).

[338] 张燕,张洪,彭补拙. 我国耕地价值研究现状概述[J]. 土壤,2008(1).

[339] 彭补拙. 滁河流域典型地区经济社会协调发展趋势分析[J]. 长江流域资源与环境,2008(2).

[340] 张健,高中贵,濮励杰,彭补拙. 经济快速增长区城市用地空间扩展对生态安全的影响[J]. 生态学报,2008(6).

[341] 张燕,张洪,彭补拙. 土地资源、环境与经济发展的协调性评价——以通州市为例[J]. 长江流域资源与环境,2008(4).

[342] 王秋香,任向宁,孙伟杰,彭补拙. 广东省耕地粮食综合生产能力研究[J]. 地理与地理信息科学,2008(6).

[343] Zhang Jian,Xie Zhendong,Peng Buzhuo. The response of soil characteristics on urban landuse expansion during rapid economic development and urbanization of the city in China[J]. Urban Remote Sensing Event Joint,2009:15.

[344] 张燕,张洪,彭补拙. 土地利用与自然环境协调性的度量[J]. 河南科学,2009(2).

[345] 黄贤金,周寅康,彭补拙,陈逸. 南京大学资源科学学科发展——历史、现状与设想[J]. 高等理科教育,2009(1).

[346] 张燕,高翔,钟振宇,陈捷,彭补拙. 借助137Cs估算滇池沉积量(英文)[J]. Journal of Geographical Sciences, 2009(2).

[347] 苏安玉,李衡,濮励杰,彭补拙,付强. 基于RAGABP神经网络模型的三江平原地下水资源预测研究[J]. 地理科学,2009(2).

[348] 苏安玉,濮励杰,彭补拙,付强. 区域水土资源可持续利用评价的脉冲耦合神经网络(PCNN)模型模糊算法的构建与应用——以中国三江平原为例[J]. 浙江大学学报(理学版),2009(3).

[349] 张燕,高翔,彭补拙. 昆山农地砷分布及成因探讨[J]. 水土保持研究,2009(4).

[350] 张芳怡,邢元志,濮励杰,彭补拙. 苏州市土地利用变化的生态环境效应研究[J]. 水土保持研究,2009(5).

[351] 张芳怡,濮励杰,邢志远,丁蕾,彭补拙. 中国资源地理学发展的现状与趋势[J]. 地理科学进展,2010(5).

[352] Zhang Jian,Pu Lijie,Peng Buzhuo Gao Zhonggui. The impact of urban land expansion on soil quality in rapidly urbanizing regions in China: Kunshan as a case study[J]. Environmental geochemistry and health. 2011.33(2).

[353] 陕永杰,濮励杰,张健,朱明,王海燕,赵艳,彭补拙. 基于137Cs示踪法的太湖流域典型山地土壤侵蚀规律分析[J]. 水土保持学报,2011(2).

[354] 张健,濮励杰,陕永杰,张润森,许艳,朱明,彭补拙. 海岸带土地开发利用及生态环境效应研究简述[J]. 长江流域资源与环境,2012(1).

[355] 赵荣钦,黄贤金,彭补拙. 南京城市系统碳循环与碳平衡分析[J]. 地理学报,2012(6).

[356] 黄贤金,周峰,彭补拙. 南京大学资源学导论课程建设研究[J]. 高等理科教育,2012(3).附录2彭补拙专著、译著及教材目录附录2彭补拙专著、译著及教材目录

[1] 彭补拙译(英文).环境科学导论(第1—4章)/北京师范大学地理系、南京大学地理系译,环境科学导论.北京:科学出版社,1983.

[2] 彭补拙,等.托木尔峰地区水化特征,托木尔峰地区的自然地理特征及垂直自然带的分布规律,托木尔峰地区环境中的重金属/中国科学院登山科学考察队主编,天山托木尔峰地区自然地理.乌鲁木齐:新疆人民出版社,1985(3).

[3] 黄瑞农主编,彭补拙,左玉辉,李春华,赵培道,陆根法合编.环境土壤学.北京:高等教育出版社,1987(2).

[4] 赵其国,龚子同,徐琪,彭补拙编著.中国土壤资源.南京:南京大学出版社,1991(8).

[5] 彭补拙.青藏区(第11章)/任美锷,包浩生主编.中国自然区域及其开发整治.北京:科学出版社,1992(7).

[6] 包浩生,彭补拙等.自然资源学导论.南京:江苏教育出版社,1993.

[7] 彭补拙,杨逸畴主编.西藏南迦巴瓦峰地区自然地理与自然资源.北京:科学出版社,1996(7).

[8] 包浩生,彭补拙等.自然资源学导论(修订版).南京:江苏教育出版社,1999.

[9] 濮励杰,彭补拙,周峰编著.房地产开发与经营.南京:南京大学出版社,2000(6).

[10] 濮励杰,彭补拙主编.土地资源管理.南京:南京大学出版社,2002(8).

[11] 彭补拙,程烨,濮励杰等主编.长江三角洲耕地可持续利用研究.北京:地质出版社,2003(5).

[12] 彭补拙,周生路等编著.土地利用规划学.南京:东南大学出版社,2003(10).

[13] 杨达源主编,彭补拙,李升峰,任黎秀编著.自然地理学.南京:南京大学出版社,2004.

[14] 彭补拙,濮励杰等.农用地土地资源质量分等与定级(第六章)/余之祥,骆永明等著.长江三角洲水土资源环境与可持续性.北京:科学出版社,2007(8).

[15] 彭补拙,濮励杰,黄贤金等编著.资源学导论.南京:东南大学出版社,2007(12).

[16] 彭补拙,黄贤金,濮励杰等编著.资源科学概论.北京:科学出版社,2008(9).

[17] 黄贤金,彭补拙主编.高等教育资源环境与城乡规划管理专业建设与发展探索——全国首届资源环境与城乡规划管理专业建设研讨会论文集.北京:科学出版社,2009(11).

[18] 黄贤金,濮励杰,彭补拙等著.城市土地利用变化及其响应:模型构建与实证研究.北京:科学出版社,2008(4).

[19] 彭补拙,周生路,陈逸,谭俊忠等编著.土地利用规划学(修订版).南京:东南大学出版社,2013.

[20] 彭补拙,濮励杰,黄贤金,周峰等编著.资源学导论(修订版).南京:东南大学出版社,2014(1).

附录3彭补拙科研成果获奖目录附录3彭补拙科研成果获奖目录

[1] 阳澄湖环境质量综合评价研究,获1978年江苏省重大科技成果三等奖。(4/4)

[2] 江苏省沿海底质重金属背景值研究,获1979年江苏省重大科技成果三等奖。(2/2)

[3] 天山托木尔峰地区登山科学考察,获1981年中国科学院重大成果二等奖。(集体奖)

[4] 新疆石河子市农用地分等定级研究,获1994年国家土地管理局科技进步二等奖。(1/5)

[5] 中国自然区域及其开发整治(专著),获1997年国家教育委员会科技进步二等奖。(11/22)

[6] 青藏高原自然资源与环境演变的典型案例研究,获1998年国家教育委员会科技进步二等奖。(1/10)

[7] 新疆生产建设兵团农垦城镇土地等级体系研究,获1997年新疆生产建设兵团科技进步三等奖。(2/4)

[8] 自然资源学导论,获1998年国家教育委员会优秀教材二等奖。(2/2)

[9] 广西壮族自治区柳州市土地利用总体规划,获2001年国土资源部优秀成果一等奖。(2/20)

[10] 浙江省瓯海县土地利用总体规划,获2001年国土资源部优秀成果一等奖。(1/20)

[11] 江苏农用土地资源分级研究,获2003年江苏省科技进步三等奖。(2/4)

[12] 长江三角洲地区耕地可持续利用研究,获2006年江苏省第九届哲学社会科学优秀成果三等奖。(1/3)附录4彭补拙参事建议部分文章目录附录4彭补拙参事建议部分文章目录

[1] 彭补拙.关于建立房地产预警系统及加强政府宏观调控的建议.江苏省人民政府参事室,调研报告和参事建议汇编,2003.

[2] 彭补拙.关于建设被征地农民生活保障制度的建议.江苏省人民政府参事室,调研报告和参事建议汇编,2003.

[3] 彭补拙.关于农村建设用地可进入市场的建议.江苏省人民政府参事室,调研报告和参事建议汇编,2003.

[4] 彭补拙.关于提高我省农村城镇化质量水平的建议.江苏省人民政府参事室,调研报告和参事建议汇编,2003.

[5] 彭补拙.关于严格控制豪宅占用城市土地的建议.江苏省人民政府参事室,调研报告和参事建议汇编,2003.

[6] 彭补拙.关于充分运用土地政策参与宏观调控的建议.江苏省人民政府参事室,调研报告和参事建议汇编,2004.

[7] 彭补拙.关于开展江苏省国土规划工作的建议.江苏省人民政府参事室,调研报告和参事建议汇编,2004.

[8] 彭补拙等.关于缓解我省房价增长过快的建议.江苏省人民政府参事室,调研报告和参事建议汇编,2005.读后感悟读后感悟

彭补拙先生是南京大学自然资源学科以及土地利用学科的主要创始人。自1960年以来,于南京大学从事教学、科研工作的50余年间,在自然地理与环境、国土资源等领域开展了深入且具有创新意义的研究工作,对推动南京大学地理学科建设尤其是自然资源学科、土地利用学科的发展起到了决定性作用。得益于彭补拙先生的信任,我们参与了《自然地理与环境、国土资源研究——彭补拙学术论文选集》组稿的讨论、交流以及部分编辑工作,在这一过程中,不仅先睹为快,重温了彭补拙先生的学术“足迹”,而且也始终感受到有一种学术精神在激励、鞭策着我们。为此,记下这一读后感悟。

一是以学术信仰引领学术发展。学术信仰是安心做学问的根本动力。现实生活中,安心做学问虽然是一件难事,但只要真正安心,就一定有真学问。彭补拙先生早在中学时代就立志于地理研究,即便当时教育部要求报考高等教育地理学专业需要加试地理学,他也没有放弃,并被如愿地被中山大学地理系录取。兴趣提升了地理学学习和研究的效果,中山大学地理系继承了十分重视野外实践的优良传统,在大学学习期间,彭补拙先生先后参加了广东第一次土壤普查和以橡胶适宜林地选择为主要目的的我国华南热带生物资源的考察工作,为今后的教学和科研工作打下了扎实的基础。正是在大学期间打下的基础,1964年在南京大学任职指导庐山实习期间,考察发现了山上、山下网纹红土的理化性质几乎一致,就撰写了《庐山地区古土壤与构造运动的初步关系》一文,考虑到庐山土壤的垂直分布规律,以及地质历史时期气候带的移动,估算了中更新世以来庐山因构造运动上升的幅度,为恢复当时的自然环境提供了依据,从而进一步补充和发展了前人的认识。正是少年立志,才激发了大学期间孜孜于地理学钻研的动力,并为今后开展地理学创新性教学与研究工作打下了扎实的基础。

二是以学术考察夯实学术之基。学术考察是扎实做学问的重要基础。彭补拙先生于1978年参加了长达数月,由中国科学院组织的“新疆天山托木尔峰地区登山科学考察”,所形成的成果揭示了托木尔峰地区的自然地理特征及垂直自然带的分布规律,在我国首次探讨了坡向、逆温等对垂直自然带的影响;阐明了该地区河水、冰雪水及泉水等各种天然水体的水化学特征,以及由托木尔峰南、北自然条件的不同而引起的河流水化学特征的明显区域差异;初次提出欧洲工业发达国家排放的污染物,以及中亚干旱地区地表物质以微粒尘埃的形式,通过主要西风气流带至天山托木尔峰地区,成为冰雪,特别是新鲜雪样中化学物质的来源。此后,还于1982—1983年参加了国家体委和中国科学院组织的西藏南迦巴瓦峰地区登山和综合性的科学考察,首次论述了冰雪覆盖与山地垂直自然带的关系,阐明了这一地区南北坡垂直自然带的性质、结构特征以及垂直自然带谱,并揭示了南迦巴瓦峰地区土壤地理的垂直水平复合地带性规律,深入分析和探讨了南迦巴瓦峰地区新构造运动对该地区土壤形成和发育的影响。在上述研究的基础上,总结前人对我国东、中部地区山地垂直带的研究成果,首次进行了我国同一纬度山地垂直自然带的比较研究,初步阐明了我国山地垂直自然带的经度和纬度分布规律。彭补拙先生还在中英合作项目“西藏高原喀斯特研究”中,承担了古喀斯特洞穴堆积物的黏土矿物组合与古气候关系的研究,探讨了西藏高原古喀斯特的形成环境和区域分布规律,提出了西藏地区不同时期洞穴形成的环境和时代是不同的,以及同一地区从山麓至山顶喀斯特地貌发育的时代越来越新的新见解。上述成果为后人开展更深入的研究奠定了科学的基础。

三是以学科创新引导学科发展。随着我国经济社会的快速发展,资源环境问题日益突出。据此,20世纪70年代初,彭补拙先生就与有关老师一起提出了建立南京大学环境地理研究室的建议,不久便先后参加了东海水质污染调查、阳澄湖环境质量综合评价以及四川攀枝花地区环境污染调查等工作,并取得了一系列重要成果。这不仅为后来南京大学环境科学研究所乃至环境学院的建设奠定了基础,而且也为推进南京大学环境科学研究发展起了一定作用。20世纪80年代初,彭补拙先生又参与组建了南京大学自然资源教研室,并全身心投入自然资源专业建设,在全国率先开设并主讲了“自然资源学导论”课程,讲授该课程长达10年,使其内容不断充实和完善,并与包浩生先生共同出版了《自然资源学导论》教材。同时,彭补拙先生还积极组织开展自然资源以及土地资源的相关研究工作。这为后来开展苏南地区自然资源承载力研究以及在新疆、福建、广西、江苏等地开展土地利用总体规划编制研究积淀了学科基础。此外彭补拙先生还领衔开展了若干城市土地的定级估价和农用地的分等定级、估价工作,取得了一系列重要成果,得到有关国土部门的高度评价,并获得了部、省级科技进步二、三等奖和两次优秀成果一等奖。通过以上研究培养了大批人才,尤其是密切了与国土资源部有关部门的科研合作关系,更是积极地促进了南京大学土地利用与规划专业这一交叉学科的建设与发展,该学科被纳入江苏省“十一五”重点学科建设内容。

四是以教学传承培养学科团队。教学传承是代代做学问的事业需要。彭补拙先生十分重视教师队伍建设以及教学发展。自20世纪90年代以来一直通过选留、引进等方式,不断发展、壮大自然资源与土地利用学科的队伍,尤其是在其担任南京大学城市与资源学系系主任期间,更是积极地引进有关人才,并采取多种措施殚精竭虑地稳定了南京大学地理学的教师队伍。教材建设是教学发展的重要支撑,彭补拙先生十分重视高水平的教材建设,其合作编著的《自然资源学导论》教材曾获得国家教委优秀教材二等奖。进入21世纪,彭补拙先生组织出版了江苏省重点出版图书——《土地科学丛书》,先后出版了《土地利用规划学》、《资源学导论》等教材,而且,为推进资源学科的建设,彭补拙先生还申请出版了江苏省精品教材——《资源科学导论》,与《资源学导论》形成“姊妹”,构建了较为完整的资源科学内涵。这些不仅有效地保障了专业教学的要求,也进一步促进了教师的培养尤其是教学水平的提升。

五是以金针度人塑造后生品格。彭补拙先生对待后生,不断学术度人,更通过其宽厚的品格、友善的为人、真诚的沟通影响着我们,从而使我们的学术及品格共同成长,他是我们一生学习的教书育人的典范。彭补拙先生在自然地理、自然资源学、土地利用学科以及地理考察等方面的学术贡献和知识传授,培养了我们探索学术创新的感悟与能力;彭补拙先生老骥伏枥,先后兼任两届江苏省人民政府参事,并担任过南京大学城市与资源学系系主任、金陵学院城市与资源学院院长,即便旅居加拿大,仍然心系学校学科建设、科学研究和人才培养;彭补拙先生不断强调要发挥南京大学自然资源对于全国学科发展的服务作用,在他的鼓励下,中国自然资源学会教学工作委员会、中国自然资源学会资源地理专业委员会都先后挂靠南京大学自然资源学科,在我国自然资源学科建设与发展中发挥着重要作用。彭补拙先生在学术发展中度人,在三尺讲台上度人,在服务社会中度人,为南京大学地理人才培养、学科发展以及社会服务做出了贡献,更为我们后生树立了典范。

彭补拙先生对于地理学的科学探索,尤其是对于我们这些学生、后生的教学及科研指导,如同南迦巴瓦峰谷的“经幡”激荡着我们的学术灵魂,积淀在我们的学术脑海,劲吹着我们的学术风帆,将引导我们更加勤勉地致力于地理学教学与研究!

濮励杰杨桂山黄贤金2017年9月7日

已经读完最后一章啦!

全书完

90%的人强烈推荐

风水密码

本书编者在风水学方面有诸多建树,在撰写本书的同时又参考了很多卓有成效的学者、专家的风水学专著,摒弃了一些过时的风水观念,因此本书内容可谓去其糟粕、取其精华,既具有实际价值,也具有权威性。希望读者能够通过阅读对本书,对风水学有一个全新的认识,并且能通过书中的风水知识,科学合理地调整自己的工作环境、提升自身的运势、改善居家环境……
已完结,累计9万字 | 最近更新:第六章 与婚姻、财运、人际相关的智慧02

前言

书名:
风水密码
作者:
张敏鹏
本章字数:
436

风水文化源于中国,是中国传统神秘文化的重要组成部分,博大精深,源远流长,几千年来一直闪耀着神秘的幽光。17世纪以后,风水文化走向世界,并在世界各地破土发芽、开花结果。特别是20世纪80年代以来,风水热席卷全球,形成一种令人深思的文化现象。

风水盛行世界有一个很重要的原因——中国的风水讲的是人气、布局、场向、忌宜……这一切都与自然科学息息相关。人生活在大自然中,人与天地、自然、气场的相互作用,自然会影响到人的健康、情绪和事业的兴衰,而风水能在一定程度上帮助人们为自身选择最佳的生存空间,从而让自身获得最大程度的福寿与安康。

本书编者在风水学方面有诸多建树,在撰写本书的同时又参考了很多卓有成效的学者、专家的风水学专著,摒弃了一些过时的风水观念,因此本书内容可谓去其糟粕、取其精华,既具有实际价值,也具有权威性。希望读者能够通过阅读对本书,对风水学有一个全新的认识,并且能通过书中的风水知识,科学合理地调整自己的工作环境、提升自身的运势、改善居家环境……

编者

2010年1月