基于景观生态评价与最小阻力模型的江南水乡土地整治规划

韩 博¹，金晓斌^1,2,3※，沈春竹^2,4，项晓敏¹，曹 帅¹，孙 瑞¹，周寅康^1,2,3

（1. 南京大学地理与海洋科学学院，南京 210023；2. 国土资源部海岸带开发与保护重点实验室，南京 210023；3. 江苏省土地开发整理技术工程中心，南京 210023；4. 江苏省土地勘测规划院，南京 210017）

摘 要：以统一工程建设形式和刚性工程建设标准为引导，以规整化和硬质化为目标，以高强度工程建设为手段的传统土地整治，虽在稳定耕地数量、改善农业生产条件过程中发挥了积极作用，但在当前生态文明建设的要求下亟待转型。江南水乡作为现代化进程与传统农业冲突最为剧烈的地区，通过生态型土地整治实现生态改善、景观提升的需求更为迫切。该研究以景观生态学理论为指导，按照“景观格局评价-土地整治功能分区-廊道格局优化-斑块基质优化”的总体思路，基于空间聚类算法及最小阻力模型等GIS方法，选取典型项目提出了生态型土地整治规划方案。通过规划实施可在保证农业设施得到改善前提下新增人工湿地面积1.24 hm²，水系廊道连通度和环通度分别提升55.43%和454.95%，实现项目区景观生态安全指数提升35.56%。该研究可为丰富土地整治规划方法，探索土地整治生态转型路径提供参考与借鉴。

关键词：土地利用；规划；生态；土地整治；生态景观；江南水乡；金坛

0 引 言

中国始于20世纪末的新时期土地（农用地）整治，通过调整土地利用结构、完善农田基础设施等途径，在增加有效耕地数量、提高耕地质量、提升农业生产能力、稳定粮食生产等方面取得了积极效果^[1-3]。但随着农业发展阶段的转变、生态文明建设的持续推进，当前土地整治中存在的问题逐渐凸显。传统土地整治以稳定耕地数量、改善农业生产条件为主要目标，规划层面过多强调“田成方，路成网，渠相通、树成行”^[4]，以地类调整、机械化土地平整、硬质化道路沟渠建设为主要手段，实施过程投入高强度机械作业，导致整治区短时期内生态环境遭受剧烈扰动，长时期生态格局及生态稳定性遭破坏，生物多样性下降，环境价值损失受忽视^[5]。随着土地整治目标向改善自然生态环境、保护乡村景观、促进乡村和谐发展等多方面拓展，如何在满足传统土地整治目标要求的基础上进行生态转型，实现生态保护、生态修复乃至生态提升，成为相关学者研究的热点^[6]。

如今土壤修复已经成为一个大行业，在环保治理里举足轻重。可是农资行业的土壤修复还是太过单薄，行业内虽然给肥料进行了分级，但是所有肥料都按标准检测过吗？或者说农业投入品进入到农田之后，是如何破坏土壤的，是新增加了濡染因子，就还是激活了土壤中的污染成分，或者是酸碱度的变化，影响了土壤生态的稳定性呢？

国外有关生态型土地整治的研究开展较早，研究领域逐渐从土地整治景观影响分析^[7]拓展到生态型土地整治开展条件分析^[8]，以及以德国、瑞士、荷兰为代表的强调生态和景观理论在土地整治规划方案及工程设计中的应用^[9-10]。国内研究多集中在土地整治的生态效应评价^[11-13]及生态适宜性评价^[14]、项目区景观格局分析^[13,15-16]、农业面源污染治理及土壤污染防治^[17-18]等。也有学者从不同尺度、不同区域进行了多种类型的生态型土地整治实践探索。王军等针对喀斯特地貌地区，以贵州荔波县某土地整治项目区为案例，进行了农田斑块、灌排工程、道路工程及生物多样性工程设计^[19]；谷晓坤等以上海市郊区土地整治项目为案例，以项目区水系、村庄、点源污染、基本农田为对象进行了大都市郊区景观生态型土地整治模式设计^[20]；刘文平等基于野外实地调查和现有土地整治项目区防护林带特征分析，进行了生态景观型农田防护林设计^[21]。当前研究为生态和景观学理念引入土地整治规划方案提供了积极探索，但将生态方法具体应用到“田、水、路、林、村”全要素土地整治规划中的研究尚不多见。

从古至今“江南”一直是个不断变化、富有伸缩性的地域概念。传统江南水乡一般特指长江以南环太湖周边地区，主要包括现代行政区“苏锡常沪杭嘉湖”内的区域^[22]。该区域地势平坦，水网密布，具有悠久的农业生产传统，是全国种植业、手工业最为发达的地区，具有独特的地域文化特征和景观特征。现代广义的江南水乡泛指长三角地区，是中国城市化、工业化水平最高区域之一，城市的快速扩张、乡镇企业的发展与农业生产产生了剧烈冲突。耕地保护和补充的压力导致江南水乡大量坑塘、水系被填埋，景观类型趋于单一化^[23]；农药化肥过量使用造成的农田面源污染和乡镇企业发展形成的点源污染导致水污染、土壤污染情况严重，土地利用矛盾亟待解决，江南水乡日益成为土地整治生态转型需求最迫切的地区。目前针对江南水乡整治的研究多集中在水系分析与水网治理^[24]、乡村景观提升^[23]等，而根据其区域特征针对性提出生态型土地整治规划设计方法的研究较少。本文选取常州市金坛区某土地整治项目为研究区，结合景观生态学理论，基于GIS和RS技术，设计了江南水乡生态型土地整治规划思路，提出了研究区规划方案。以期为丰富土地整治规划方法，探索土地整治生态转型路径提供参考与借鉴。

1 研究区概况与基础数据

1.1 研究区概况

研究区位于江苏省金坛区直溪镇，地理位置为119° 25¢ 55.743² -119° 26¢ 40.781² E,31° 51¢ 53.068² -31°52¢ 10.153² N，位置示意见图1。研究区位于北亚热带向北温南带过渡的气候区域，受季风影响显著，四季分明，雨热同期，光照充足；雨量充沛，年均降水量1 063.5 mm，日照率46%，年平均气温15.3 ℃，无霜期228 d，年平均湿度78%；地势平坦低洼，平均高程小于6 m，湖荡众多，河道纵横。研究区涉及一个独立行政村，共1 211户，总计4 024人。

研究区内土地面积107.81 hm²，而水域面积占比达49.37%，具有典型江南水乡的特征。耕地39.12 hm²（面积占比36.29%），坑塘水面42.56 hm²（占39.47%），河流水面10.67 hm²（占9.90%），农村居民点4.96 hm²（占4.60%）、农村道路8.44 hm²（占7.83%），田坎1.07 hm²（占0.99%），园地0.56 hm²（占0.52%）。全部土地均为集体所有，由本村村民承包经营。

3）廊道格局方面，3类廊道密度均较低，且连通性较差。河流廊道环通性相对较好，沟渠道路尚未形成网状结构。参考相关研究[27]，对道路、沟渠分别做两侧100 m缓冲区，计算其功能覆盖范围，分别占项目区总面积28.78%、13.23%，现状道路、沟渠难以充分满足生产生活需求；

实地踏勘发现，研究区内耕地地块形状相对规整，但受自发性经营养殖水面的分割导致地块分严重割，边界形态复杂；区内沟渠道路设施尚不完善，难以满足农民生产生活需求，人工截流取水、填埋造塘现象较多，导致水面连通性差；坑塘水面以养殖水面为主，形状单一、高低不整、封闭性强，缺乏生态防护设置，粗放性经营下水质污染日趋严重；村内建筑景观缺乏层次，植被树木缺乏，水乡地域特征弱。区内生活垃圾污染严重，环境较为脏乱；研究区西南角有一乡镇企业，生产较为粗放，具有一定的污染性。针对上述问题，有必要进行全要素生态型土地整治规划。

(2)平衡财政收支，弥补财政赤字。一般来说，当一国出现财政赤字时，通常采用增加税收、增发货币以及发行国债这三种方式来进行调整，但从效果和影响的角度来看，增加税收虽然能够在短期内增加财政收入，从而减少赤字，但税收的增加是需要符合社会经济发展实际的，超出限度的增税会带来社会问题。同样的，增发货币在短期内缓解赤字的同时也会带来通货膨胀等问题，不利于长期财政收支的健康发展。因而，当前两种手段在一定额度内实行后效果不明显时，发行国债能够在短期内吸纳个人和组织的闲置资金，从而对财政赤字有明显的缓解作用。但同样的，国债的发行也应考虑实际的经济社会发展情况，过度的国债规模也会导致通货膨胀的出现。

1.2 数据来源及处理

凋亡调节蛋白[7]（Bax）属于bcl-2的一种对抗剂，通过对细胞凋亡进行有效调节，使细胞的寿命得以缩短。通常较为正常的子宫内膜中，Bax主要表现为周期性变化，其增生期通常比分泌期高，但是在AM中，Bax的表现为明显比正常子宫内膜中的低，而且不会受到卵巢所具功能的影响，不会出现周期性的变化[8]。通常Bax与bcl-2之间的关系呈现为负相关性，bcl-2呈现增强，Bax就会呈现减弱，这就会使细胞凋亡的平衡被破坏，并使细胞凋亡减少，增加增殖，从而致使AM疾病发生。

三是金融体系相关的行业组织制定的规范与准则给金融机构带来的顺周期性。一些学者研究了《巴塞尔协议II》对金融市场监管带来的正负价值变化对比，证实了在金融市场运行中，监管者运用的监管规则和监管方式越接近《巴塞尔协议II》的规定，这时，金融市场中金融政策对经济运行中实体经济的冲击就越大，经济释放出来的周期波动就越大，给金融市场带来的顺周期性振荡就越强。一些欧美的学者还揭示了国际上其他国家金融业的监管情况，认为采用《巴塞尔协议II》内部评级法的监管比采用《巴塞尔协议》标准法的监管具有很大的顺周期性效应，这种监管给经济带来的风险性更大。

分析表1，不难发现不同截止高度角下RAIM算法可用程度是不同的，算法的可用性受到卫星分布和数目的影响，随着截止高度角的增加，可用性程度变得越来越低。一旦截止高度角过大，部分历元的HPL将超出水平告警值，表中的百分比正是计算不同截止高度角下满足HPL历元所占的比例。利用完好性监测算法探测周跳，经检验当截止高度角约为12.4°时，可用性为100%，在13.4°的截止高度角下使用最小二乘残差法检测周跳是可靠的。

图1 研究区区位图

Fig.1 Location of project area

注：拍摄时间2015年10月9日。

Note：The shooting time is October 9, 2015.

图2 项目区现状照片

Fig.2 Status photo of project area

2 技术路线

在项目区尺度，生态型土地整治是基于现有土地整治框架，在实现传统整治目标前提下，以生态理念为指导，将生态方法、生态技术融入现有规划方法以实现生态保护、生态修复、生态提升等目标的土地整治模式。本研究基于传统土地整治项目规划流程，结合研究区江南水乡特征，形成以下技术路线（图3）：

1）现状分析。采用景观格局分析方法，从景观尺度和类型尺度分析研究区斑块、基质、廊道总体格局，从图斑尺度分析各类型图斑形状、位置、聚集性等特征，结合现场踏勘、农户访谈，分析项目区现状限制因素，确定整治方向。

根据景观格局分析结果可知，研究区具有明显的景观特征空间差异。为在不同区域提出针对性整治方向，因地制宜布置工程类型，选择景观类型、图斑面积、周长面积比及聚集度作为聚类条件，使用KNN（k-nearest- neighbor）空间聚类算法将研究区划分为景观类型相似、图斑形状接近、聚集程度较高的3个类型区^[28]。考虑到分区的完整性，结合研究区功能定位，对空间聚类分区结果进行修正得到土地整治功能分区（图4f），即农田整治区、水面整治区及水乡风貌提升区，确定各分区整治目标、原则和主导工程类型：

3）规划布局。①廊道优化。使用最小阻力模型进行道路、沟渠、防护林等廊道布设^[25]，根据廊道格局分析结果及各功能区整治原则进行筛选、修正，形成廊道优化布局；②斑块基质优化。针对耕地基质、坑塘基质/斑块进行适宜性评价，确定土地平整等工程在不同功能区中布局；③生态组合净化系统。针对项目区点源、面源污染，布设生态组合净化系统。

因此，基于以上分析可以认为，在稳定增长的目标下，如果耐用品的寿命足够长，货币政策当局应选择耐用品部门通胀作为货币政策盯住目标，无论是基于缓和产出波动的角度，还是基于降低政策引致的社会福利损失的角度，均应如此。

以上述操作为理念，根据实际地图大小及其复杂程度自定义初始，而网格密度以及网格密度升级速度降低算法搜索空间，提升算法搜索速度，加强针对性，以更高效率寻求最优路径。

图3 技术路线图

Fig.3 Technology roadmap

3 研究内容

3.1 景观格局分析

根据项目区土地利用状况和土地整治工程特点，将原土地利用类型进行适当归并，转换成耕地、坑塘2类基质类景观，建设用地、林地2类斑块类景观以及道路、河流、沟渠3类廊道类景观（见表1）。其中，原土地类型中，路面宽1 m以上的硬质化农村道路定义为道路廊道，其他道路归并至临近其他景观。将矢量土地利用类型图按表1转为栅格格式景观格局分布图（图4a）。

景观尺度选择景观斑块数、斑块密度、平均斑块面积、边界密度、斑块面积变异系数、分离度指数、景观丰富度指数及香农多样性指数反映景观特征^[26]；类型尺度选择类型面积、占项目区比例、斑块数、斑块密度、面积变异系数、形状变异系数、分离度及聚集度对各类型景观的特征进行评价；针对项目区廊道，选择廊道长度、廊道密度、廊道线点率、廊道连通度、廊道环通度评价其现状（表2）；图斑尺度选择图斑面积、形状指数、周长面积比进行评价。使用Fragstates软件进行上述指标计算。

项目区景观分布情况及景观指数计算结果分析如下：

由于矩阵B的奇异值求解需要用正交三角(QR)分解来估计所有特征向量和特征值,运算量大,耗时较长.本文利用快速不动点算法来估计B的最大特征向量,将特征向量估计表示为优化问题，即

表1 土地利用类型与景观类型转换表

Table 1 Land-use classification and landscape classification

1）景观尺度上，项目区可分为7类景观。同临近区域相比，景观聚合度和蔓延度较高，分离度较低，香农多样性指数较低，说明研究区各类型景观破碎化程度较低，景观多样性和异质性较低，同类型景观有明显的聚集性；

2）类型尺度上，面积占比最大且斑块数最多的类型为坑塘景观，且坑塘、河流景观合计占总面积54.64%。耕地、坑塘面积变异系数最高，面积大小不均。耕地、坑塘分离度较低，大部分集中连片，而沟渠、道路、林地分离度远高于其他类型，呈零散分布；

研究区所在直溪镇距市中心约20 km，处于苏锡常都市圈内，又位于沪宁城镇聚合轴、宁常城镇聚合轴交汇处，具有较好的区位优势。《金坛市直溪镇总体规划（2008-2020）》确定直溪镇以发展优质粮油生产、都市观光农业为主要定位。

学校要转变教学观念。学校要端正办学思想，真正树立素质教育的观念，重视学生的心理健康问题，把心理健康教育真正作为素质教育的重要组成部分摆在学校教育的重要地位。建立和完善心理咨询和教育体系，坚持以学生自我调适为主，教师辅导为辅，重点医治的方针，采用多种方式方法，开展丰富多彩的活动，普及心理健康教育，从而提高学生的心理素质。

通过项目规划，新建田间道4条，总长3 102 m；新建生产路13条，总长3 403 m；新建游玩步道8条，总长2 693 m；新建斗沟2条，总长717 m；新建斗渠3条，总长1 479 m；新建农沟5条，总长1 116 m；新建农渠8条，总长1 398 m；新建防护林3 743 m；实施土地平整4个区域，总面积25.26 hm²，占耕地总面积的64.57%；新建人工湿地1.24 hm²，占坑塘总面积的2.91%。整治后项目区沟渠功能覆盖面积占项目区总面积54.02%，相比整治前提高了40.79%；道路功能覆盖面积占比88.84%，提高了60.06%，项目区基础设施得到完善。

图4 图斑尺度景观指数分布与聚类图

Fig.4 Spot scale landscape index distribution and clustering map

3.2 功能分区

2）整治分区。根据图斑尺度景观格局分析结果，采用空间聚类算法，选择景观类型、形状指数、周长面积比、聚集度等景观生态指标对研究区图斑进行聚类，划分不同土地整治功能分区，确定各区重点整治方向和原则。

1）农田整治区，景观类型以耕地为主。以高标准农田建设为整治目标，以生态维护为原则，在尽可能减少生态扰动、生态破坏的前提下，通过地类调整，实施土地平整、田间道路、灌溉排水等工程，宜结合生物田坎设计、田间道生态路面及生物通道设计、沟渠生态护坡设计及人工湿地等工程措施，以在保证生态连通性及生物多样性的前提下实现耕地产能提升，农业生产效率提高，促进规模化经营；

2）水面整治区，景观类型以坑塘、河流为主。以生态源地建设和水产养殖基地建设为整治目标，以生态修复、生态提升为原则，通过人工湿地建设、修建河岸生态护坡、布设生态组合净化系统等，优化水系结构、改善水体质量，提高生产和生态功能；

表2 景观特征指数计算结果

Table 2 Calculation result of landscape feature index

注：水系指将河流沟渠作为整体。廊道连通度的取值范围为[0,1]，值越大连通性越好。廊道环通度取值范围为[- 1,1]，值越大环通性越好。

Note: Water system refers to rivers and ditches. The value of corridor connectivity is [0, 1] and the larger the value, the better the connectivity. The range of corridor circuitry is [1,1] and the larger the value, the better the circuitry.

3）水乡风貌提升区，景观类型多样。以乡村景观建设为整治目标，以生态维护为原则，在保持原始自然风貌的基础上，布局具有游憩功能的道路工程，尽可能提高游玩步道视域范围内的景观丰富度。宜结合道路布局设置水乡风格的亲水平台、廊桥、凉亭等。实施乡村景观提升工程，形成“稻田-流水-人家”的江南特色景观体验，培育观光体验农业、休闲农业等新业态。

3.3 规划布局

3.3.1 廊道格局优化

研究区河流、道路、沟渠廊道连通度和环通度较低，功能覆盖范围小，亟需进行结构优化。通过新建道路、沟渠、农田防护林，满足交通、灌溉需要，改善农田生态环境，优化水系结构。本研究采用最小阻力模型生成新廊道，根据各整治分区的整治原则对廊道进行修正筛选，得到廊道优化结果。因沟渠、防护林随田间道路进行布设，因此按照“田间道-生产路-斗渠斗沟-农渠农沟-防护林”的顺序进行廊道布局。具体过程如下：

1）确定成本阻力系数。新修道路等廊道的成本包括工程建设成本、与农民协调产生的农民意愿成本及生态干扰、破坏产生的生态成本。影响工程成本的因素选择景观类型和坡度两项指标；影响农民意愿成本的因素包括与原有廊道距离、耕地质量（采用NPP（净初级生产力）表征，利用自然断点法分级打分）和景观类型等3项指标；影响生态成本的因素包括生态扰动范围（以林地作为生态源地做缓冲区，距离生态源地越近工程扰动影响越大）、生物扰动范围（对村庄、道路景观做缓冲区，距离村庄道路越近，生物量越小，生物扰动越小）和景观类型等3项指标。采用层次分析法得到综合成本阻力系数（表3），其中，阻力系数权重采用层次分析法得到（CR=0.008 8<0.1，满足一致性检验）。将各阻力系数图层按权重进行叠加，得到阻力系数分布图（图5a）。

2）生成最小阻力路径。首先结合项目区实际情况，根据《高标准农田建设标准》（NY/T 2148-2012）田间道路建设要求确定适宜间距的廊道起点与终点，使用Arcgis中Cost Distance生成每对道路起点到终点的成本阻力面，然后使用Cost Path工具生成最小阻力路径（图5b）。

本研究所收集的数据包括：1）项目区现状资料。包括项目区实地测绘成果（2016年，1∶2 000）、土地利用现状图（2016年，1∶5 000）、高清遥感影像图（IKONOS，2016年）等；2）遥感数据，Terra MODIS NDVI产品（MOD13Q1）（250 m，16d）(USGS，http://www.edc.usgs. gov/)；3）实地调查资料，包括无人机航拍、农户访谈等。以土地利用变更调查图为底图，对相关数据进行配准，结合遥感影像、无人机航片，在ArcGIS中对项目区全部地块进行数字化。

表3 阻力系数表

Table 3 Resistance coefficient table

3）廊道筛选和修正

不同整治功能区设置不同的筛选条件和修正规则：①农田整治区廊道优化以服务农业生产、提高生产生活便利为目标，在保持最小阻力路径基本方向不变的前提下截弯取直，减小耕地占用，在保证廊道服务范围覆盖全部农用地的前提下进行筛选；②水面整治区廊道优化以将田间道与村外主干道相连通为目标，尽可能减少廊道对养殖水面的占用，廊道走向沿水面斑块边界，同时要保证廊道服务范围基本覆盖区内农用地和建设用地；③水乡风貌提升区廊道优化以维持自然风貌、提升近水游憩功能为目标，尽可能使廊道覆盖范围内景观丰富度最大。区域内可设计较窄路面，形成相互连通、体验性强的游玩步道。结果见图6。

图5 最小阻力模型结果图

Fig.5 Minimum resistance model result

图6 生态型土地整治规划图

Fig.6 Ecological land consolidation planning map

3.3.2 斑块基质优化

在各整治分区，分别确定适宜的斑块基质优化途径：

胶原蛋白是动物体内含量最丰富的蛋白质，占人体皮肤蛋白质的70%。在真皮层中，胶原蛋白与其他物质形成网状结构，有助于皮肤稳定结构、强度、弹性。目前关于口服胶原蛋白肽改善皮肤的研究很多，结果发现口服胶原蛋白肽具有改善皮肤状况、减少皱纹、提高皮肤水分、修复光损伤皮肤、延缓衰老等功能[2]。其机理主要是摄入胶原蛋白肽后，能够提高皮肤中胶原蛋白表达，降低基质金属蛋白酶2的活性[3]，以特异性蛋白的方式影响成纤维细胞的增殖和胶原纤维的形成[4]。

1）农田整治区

该区域基质景观为耕地，零星分布坑塘斑块，导致耕地破碎化程度较高。以提高农业生产能力为目标，开展土地平整工程。根据《高标准农田建设标准》（NY/T 2148-2012），东南区平原河湖类型区高标准农田田块面积应≥6 hm²，田面高程差应≤2.5 cm。以新建田间道、原有道路、坑塘水面等为边界将耕地划分为耕作田块，按照田块规模和田面高差2项指标进行筛选，共确定4个土地平整区（图6）。

针对区域内坑塘，为解决农田渍水氮磷含量较高导致的富营养化问题，将与沟渠邻接的原有坑塘改造为人工湿地，种植具有吸收水中的氨氮和磷作为自身营养物质、耐污能力强、去污效果好的水生植物（如石菖蒲、芦苇、千屈菜等），形成人工湿地—稻田生态系统^[17]。区内除2处较大坑塘保留作为养殖水面外，其余坑塘通过土地平整工程进行填埋，用于补充由于修建道路、沟渠、防护林等占用的耕地。

2）水面整治区

该区域基质景观为坑塘，且多为权属明晰的养殖水面。区域西南角为工业企业斑块，为环境污染重点防治对象。区域内养殖水面根据实际情况，可将部分适宜坑塘调整池底深至3 m，水深控制在2.5 m以内，池底设置生物通道，池边留有乡土灌草缓冲带，在保证养殖效率的同时，可确保水生动植物的栖息，提升鱼塘水质和生态系统环境^[29]。

为防治点源污染，同时一定程度消解农业生产带来的面源污染，基于项目区水系流向勘测数据，根据农业浅层排水系统的氮磷污染物迁移原理，采用“河岸植被缓冲带—生物池接触氧化单元—湿地拦截系统—入河口生态拦截—植物净化集成技术”五级负荷消减治理模式，形成串联的生态组合净化系统。如图6所示，西段以邻河圩堤为基础，通过“乔灌草”结合的植被缓冲带建设（缓冲带类型：乔木层间隔种植柳树和香樟，灌木层种植红花继木，地被层种植沿阶草），隔离工业高污染风险区和水系景观，同时一定程度上吸附污染气体；中部通过接触氧化单元和生物净化池单元对农田渍水进行逐级净化，利用生物措施（水生植物、生物填料等）、微生物代谢进行表流和潜流净化，吸纳生产带来的面源污染；东段利用浮水植物单元，经过水生植物的吸收、分解作用，净化汇集水面，维护水系生态系统的稳定，提升区域生态服务功能。

3）水乡风貌提升区

该区域景观类型丰富，四面环水，村、田、林等景观相互交错。但由于村庄斑块分布散乱且生活垃圾污染严重，导致整体风貌较差，亟待整治。根据该区域提升江南水乡风貌、维护生态环境、引导乡村休闲旅游的整治目标，重点围绕设施完善、村庄绿化和村容美化，实施乡村景观提升工程。乡村绿化方面，采用树池、竹篱笆或水泥砌筑等不同方式，进行道路绿化，增加宅间、庭院、墙角绿化，对居民点水池、现状空地等节点进行绿化，改善村庄生态环境。设施完善方面，增加垃圾收集点，考虑现状村庄人口及未来游憩人口数量设置村内垃圾箱和公共卫生设施。村容美化方面，引导居民改造江南水乡特色的住宅和菜园，从色彩、形态结构、绿化等方面还原江南水乡的视觉风格；此外，适当增加休闲观光设施，结合规划游玩步道修建水桥、石拱桥、木质八角凉亭以及亲水平台等，既为居民提供纳凉、休憩之地，构建环境优美的生活空间的同时，突出江南水乡的独有韵味，促进乡村旅游的发展^[30]。针对区域内耕地、林地斑块，应保留原始景观格局，与村庄景观协调形成多层次的乡村景观体验。以土地整治基础设施建设引导发展体验农业、采摘农业等新业态，为拓展乡村旅游和农事体验创造条件。

通过廊道格局优化及斑块基质优化，形成项目区生态型土地整治规划方案（图6）。

从伦理学的角度看，深层生态学的生态自我本质上是追求生命的至善或真善。斯宾诺莎认为“追求至善就是追求人的心灵与整个自然相一致”。[6]15每次Pi欣赏海洋的时候，都会感到几分平静，然后一份来之不易、受之无愧、合情合理的希望在心中燃起。“我情不自禁地要把自己的生命和宇宙的生命融合在一起！”Pi在漂流中理解了自然，尊重了自然，在自然中获得了力量，与自然进行了心灵的交流，[7]37达到了“生态自我”的境界，改造了自己的精神世界，获得了灵魂上深层次的愉悦与满足，完成了深层生态学提倡的自我实现。

3.4 方案评价

为验证方案可行性和实施效果，从工程建设、景观生态安全2方面对生态型土地整治规划方案进行评价。

1）工程建设

4）图斑尺度上，耕地图斑普遍较小，形状指数和周长面积比相对于坑塘较高，聚集度较低，总体较为细碎。坑塘面积差异较大，但形状较为均一。其它类型图斑分布较为分散，总体上从西南向东北呈破碎化趋势（图4b、图4c、图4d、图4e）。

通过项目规划，项目区廊道网路格局有较大变化。计算结果显示，由于规划方案未涉及河道变化，因此河流廊道结构保持不变。但通过生态沟渠的建设，沟渠廊道密度较整治前提高447.31%，沟渠廊道环通度提高114.91%，沟渠廊道网络结构明显改善。通过沟渠修建，实现了项目区水系贯通，水系廊道连通度提高55.43%，水系环通度提高454.95%，项目区水系结构得到优化。此外项目区道路廊道格局也有明显改善（表4）。

表4 整治后项目区廊道网络景观指数计算结果

Table 4 Results of corridor network landscape index in project area after land consolidation

以《江苏省土地综合整治项目预算定额》、《美丽乡村建设指南》（GB/T 32000-2015）、《江苏省房屋修缮工程预算定额》、《江苏省仿古建筑及园林工程预算定额》等为依据，参考其他土地整治工程投资情况，估算该项目施工费投资为1 067.61万元。其中土地平整工程59.47万元，灌溉与排水工程79.63万元，田间道路工程164.81万元，农田防护林工程10.11万元，乡村景观提升工程576.58万元，生态组合净化系统工程177.01万元。单位投资强度为9.89万元/hm²。作为比较，项目区临近的省投土地整治项目单位投资强度为6.16万元/hm²，生态型土地整治较该项目投资强度高60.55%，在国土综合整治即将广泛开展的背景下，方案实施具有可行性。

2）景观生态安全

构建生态安全格局、维护生态环境稳定性是生态型土地整治规划的重要目标，结合景观生态学原理，以项目区各类景观为评价单元，选择景观生态安全指数对项目区整治前后进行生态安全评价。计算方法如下：

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（2）

（3）

式中LES为景观生态安全指数；LES_i为景观类型i的生态安全指数；U_i为景观干扰度指数；Q_i为景观脆弱度指数；C_i为景观类型破碎度，F_i为景观类型分离度，D_i为景观类型优势度，S_i为景观类型距离指数，P_i为景观类型相对盖度，L_i为景观类型相对密度；a、b、c、d、e为权重，该研究确定各权重值分别为0.5、0.3、0.2、0.4、0.6^[31]；N_i为景观类型斑块数量，N为景观斑块总数量，为景观类型斑块面积，单位hm²，A为景观总面积，单位hm²。

3.金融支持。金融在为产业和城镇化发展提供充足资金的同时，也使得资金能够更有效率地被运用于产业和城镇的发展。不仅如此，金融往往能够在农村人口向城镇转移的过程中，为新移民在住房、教育、医疗等方面提供资金支持，产业生产要素的集聚、市场规模的扩大、现代服务业的进步都需要金融业提供必要的资金支持，而这些都是产业和城镇融合发展所必需的。

使用Fragstates软件计算各项指标（表5），结果显示整治前后景观生态安全指数最大的景观类型均为耕地，最小的为林地。除河流景观生态安全指数下降9.84%外，其余各类型景观生态安全均提升，其中提升幅度最大的为道路（121.29%），其次为林地（43.10%）。根据式（1）（2）计算得整治前项目区景观安全指数为0.45，整治后为0.61，增加35.56%，表明通过生态型土地整治项目区总体景观生态安全状况得到提升，但应加强河流景观优化。

表5 景观生态安全指标计算结果

Table 5 Results of calculation of landscape ecological safety index

4 结论与讨论

本研究针对江南水乡背景下的乡村地区，基于景观生态学理论、土地整治规划理论、生态工程理论，采用GIS与RS技术，按照“景观格局评价-土地整治功能分区-廊道格局优化-斑块基质优化”的总体思路，提出了生态型土地整治规划方案，得到以下主要结论：1）生态型土地整治规划应在传统土地整治基础上，在目标、模式、方法等方面延伸，将景观格局分析、最小阻力模型、面源污染防治技术等多领域方法与土地整治分区、道路沟渠布局等传统土地整治规划方法融合，促进土地整治多功能目标实现；2）针对江南水乡区域，应同时考虑到其农业生产目标、城镇化工业化压迫的现状以及丰富文化特征的乡村景观提升潜力，因地制宜确定合理整治方向，将传统工程整治手段与区域产业特色相结合；3）通过生态型土地整治规划，在实现农业设施完善目标的同时，可提升项目区总体景观生态安全状况，除河流外其他各类型景观生态安全指数均提高。

生态型土地整治规划需要与适宜的工程设计相衔接才能发挥其完整功能，实现生态功能。针对本文提出的生态型土地整治规划方案，建议按照以下原则对各类工程进行生态选型：1）针对土地平整工程，可采用生态化田坎设计，综合考虑水土保持、景观效果、稳固性及就地取材等因素，修筑萱草生物田坎，以增强农田生态系统的多样性，避免工程对地表的扰动及其造成的土壤流失，提高田坎稳定性和透水性，保护水土资源，美化景观；2）针对田间道路工程，可采用生态路面设计，生产路采用素土路基分层压实，田间路采用泥结石路面，以碎石为骨料、泥土为填充料和黏结料。利于花草生长，最大限度地保证了土壤生态功能的发挥，便于不同斑块内动物的活动与迁移。此外应在田间道适当地点设置专用的涵管式通道、生态桥和涵洞，在沟渠与道路交叉处配套设置涵洞（生态孔），防止生境破碎化，保障生物的流动性及生态系统的稳定性；3）针对灌溉与排水工程，可采用生态断面设计，将沟底设计成凹凸起伏变化的底面，提供多样化的沟底栖息环境，减缓雨水对沟道土壤的冲刷力度。沟渠可按适当间距设置生态逃离步梯，便于两栖类或哺乳类动物在水陆两域间迁移。

此外本研究尚存在一些问题有待在后续研究中进一步深入：1）氮磷元素的流动、生物生境及生物多样性是小尺度区域内生态型土地整治重要的影响对象，但受研究条件和数据限制，本研究未开展相关试验分析。后期研究中，有必要结合相关试验方法进行深入，以增强对土地整治生态效应的有效表征；2）现状土地整治仍是政府主导，以政府来源资金为主要抓手，多要素综合整治必然面临预算与现有标准不符，如何将生态型土地整治与上位规划衔接，仍需进一步探索；3）生态型土地整治规划设计的成效如何定量化评价，如何权衡现实可见的农民利益与潜在的生态价值都有待深入研究。

第一，从对审计对象的风险评估来看，要求审计人员对审计对象进行内控检查的基础上，充分了解审计对象的内部情况(包括但不限于审计对象的基本情况、战略和目标等)及其所处的外部环境(包括但不限于经营、法律和监管等相关领域)。进一步地，行业、国家宏观政策等其他因素对审计对象的影响也属于审计人员应该注意的范畴。

[参 考 文 献]

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Jiangnan water town land consolidation planning based on landscape ecological evaluation and minimum cumulative resistance model

Han Bo¹, Jin Xiaobin^1,2,3※, Shen Chunzhu^2,4, Xiang Xiaomin¹, Cao Shuai¹, Sun Rui¹, Zhou Yinkang^1,2,3

(1.School of Geographic and Oceanographic Sciences, Nanjing University, Nanjing 210023,China; 2. Key Laboratory of Coastal Zone Exploitation and Protection, Ministry of Land and Resources , Nanjing210023,China; 3. Jiangsu Province Land Development and Consolidation Center, Nanjing 210023,China; 4. Jiangsu Institute of Land Survey and Planning, Nanjing 210017,China)

Abstract: The traditional land consolidation with high-intensity engineering construction，guided by unified engineering construction and rigid engineering construction standards, with the goal of regularization and hardening, has played an active role in stabilizing the amount of cultivated land and improving agricultural production conditions. However，it is unsustainable in the context of current ecological civilization construction. The high-intensity mechanical operation made the ecological environment in the project area be severely disturbed in a short time. The lack of ecological consideration results in the destruction of the overall ecological pattern and ecological stability of the project area. As the region suffering from the most serious conflict between modernization process and traditional agriculture, Jiangnan Water Town has more complex land use structure and fragile ecological landscape. There has an urgent need for ecological improvement and landscape improvement through ecological land consolidation. Guided by landscape ecology theory, this study selects a typical project following the idea of ​​“landscape pattern evaluation—land consolidation function partition—corridor pattern optimization—plaque matrix optimization” based on ecological landscape evaluation and minimum resistance model. Then we estimate the investment of the plan to judge the feasibility of the plan according to relevant planning and design standards. Finally, we verified the land consolidation planning scheme from the aspects of engineering construction and landscape ecological security. The implementation of the plan results a great improvement, including an increase by 40.79% in the coverage of the ditches, increase by 60.06% in the coverage of road functions, 1.24 hm² of ​​newly constructed artificial wetlands, an increase by 447.31% in the density of trenches and corridors, and the circulation of the ditches was improved by 114.91%, the connectivity and circulation of the water corridor were increased by 55.43% and 454.95% respectively, and the landscape ecological safety index of the project area was increased by 35.56%. These results show that the ecological land consolidation plan is worthy to be extended on the basis of traditional land consolidation in terms of objectives, models and methods. And the ecological land consolidation should integrate the multi-field methods such as landscape pattern analysis, minimum resistance model and non-point source pollution prevention technology with traditional land consolidation planning methods such as land consolidation zoning and the road —ditches layout to promote the multi-purpose goal of land consolidation. For the Jiangnan water town area, it should be taken into account the agricultural production targets, the status quo of urbanization industrialization oppression and the rural landscape enhancement potential with rich cultural characteristics. The planning should determine the rational rectification direction according to local conditions, and combine traditional engineering consolidation methods with regional industrial characteristics. Through the ecological land consolidation plan of this study, the overall landscape ecological security status of the project area can be improved meanwhile achieving the goal of improving agricultural facilities. This research can provide a reference for enriching the land consolidation planning method and exploring the ecological transformation path of land consolidation.

Keywords: land use; planning; ecology; land consolidation; ecological landscape; Jiangnan water town; Jintan

韩 博，金晓斌，沈春竹，项晓敏，曹 帅，孙 瑞，周寅康. 基于景观生态评价与最小阻力模型的江南水乡土地整治规划[J]. 农业工程学报，2019，35(3)：235－245. doi：10.11975/j.issn.1002-6819.2019.03.030 http://www.tcsae.org

Han Bo, Jin Xiaobin, Shen Chunzhu, Xiang Xiaomin, Cao Shuai, Sun Rui, Zhou Yinkang. Jiangnan water town land consolidation planning based on landscape ecological evaluation and minimum cumulative resistance model[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2019, 35(3): 235－245. (in Chinese with English abstract) doi：10.11975/j.issn.1002-6819.2019.03.030 http://www.tcsae.org

收稿日期：2018-08-07

修订日期：2018-10-23

基金项目：国家科技支撑计划项目（2015BAD06B02）

作者简介：韩 博，博士生，主要从事土地整治相关研究。 Email：mg1727028@smail.nju.edu.cn

※通信作者：金晓斌，教授，博士，博士生导师，主要从事土地资源管理研究。Email：jinxb@nju.edu.cn

doi：10.11975/j.issn.1002-6819.2019.03.030

中图分类号：F301.2

文献标志码：A

文章编号：1002-6819(2019)-03-0235-11

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