十个典型县域的生态敏感性研究
陈 茹 1，2，闫桂焕1，2，吴克宁3，回晓洋1，2
（1.山东省科学院生态研究所，济南 250103；2.山东省应用微生物重点实验室，济南 250014；3.中国地质大学（北京）土地科学技术学院，北京 100083）
摘要： 依据2011—2015年的土地利用现状数据，测算并分析10个试点县（市）土地利用强度与生态系统服务价值的相关性，从而确立生态敏感性指数，评价试点县（市）2011—2015年土地利用变化下的生态敏感性程度；具体提出试点县（市）的限制性因素，分析不同类型不同区域的耕地后备资源开发存在的问题。结果表明，低敏感区生态环境较为良好，地势较为平坦，不宜耕后备资源的主要限制因素少，有利于耕地后备资源的开发；中敏感区的限制因素较多，主要有土壤质地、土壤盐渍化、生态条件等，生态环境得不到保障，易受耕地后备资源开发影响，应充分考虑经济效益、社会效益和生态效益；高敏感区生态环境极易遭到破坏，限制耕地后备资源开发的因素多，开发后备资源时可根据实际情况，以改善自然生态环境为方向制定详细的开发规划和计划，进行水资源平衡分析。
关键词： 生态敏感性；县域；土地利用变化；耕地后备资源；土地利用强度
中国是一个幅员辽阔、地大物博的国家，近几年正处于快速城市化和工业化阶段，通过加大基本建设投资来拉动国民经济增长，各项建设占用了大量耕地后备资源，并且，今后随着经济建设快速发展，规模不断扩大的建设用地不可避免仍将继续占用较大量的耕地后备资源。
当前，由于耕地后备资源过度开发带来的土地退化、生态环境破坏等问题已日渐凸显，而进行生态敏感性分析能够明确特定时期耕地后备资源开发引起的生态环境变化程度，为耕地后备资源开发提供决策依据。土地利用变化是影响生态系统敏感性的重要因素之一，分析试点县（市）的耕地后备资源评价结果，试点县（市）主要的土地利用变化方式是城镇化进程中城市建设用地扩张、退耕还林还草、耕地后备资源开发等，通过建立土地利用变化下的生态敏感性响应评价机制，可明晰土地开发对生态敏感性的影响。
1 研究背景
1.1 新一轮耕地后备资源调查评价
根据原国土资源部（现自然资源部）2014年13号文件的要求，开展新一轮全国耕地后备资源调查评价工作，选择内蒙古自治区杭锦旗、吉林省洮南市、黑龙江省庆安县、浙江省舟山市、山东省肥城市、湖南省沅江市、贵州省独山县、西藏自治区曲水县、甘肃省景泰县、新疆维吾尔自治区尉犁县等10个县级单位作为调查评价的试点。根据《全国耕地后备资源调查评价技术方案》，调查的范围为可开垦土地、可复垦采矿用地，调查的内容为耕地后备资源的面积、类型、权属和分布情况；评价方法采用耕地后备资源的不宜耕评价体系；任务是开展耕地后备资源调查评价试点综合分析，在试点县（市）调查评价成果整理的基础上，对区域耕地后备资源进行分析研究，分析区域耕地后备资源分布特征，划定耕地后备资源潜力区，提出针对性的政策建议。
根据耕地后备资源调查评价的成果，10个试点县（市）耕地后备资源总面积 526 433.99 hm2，可开垦耕地后备资源525 897.40 hm2，可复垦耕地后备资源536.59 hm2。耕地后备资源在各试点县（市）均有分布，但是分布并不均匀，主要分布在北方和西部的干旱地区。经过计算得出，新疆维吾尔自治区尉犁县的耕地后备资源开发复垦数量潜力和质量潜力最大，分别为 272 854.75 hm2和 160.93 万 t；山东省肥城市的数量潜力和质量潜力最小，分别为1 068.13 hm2和 7 380.78 t。
1.2 生态敏感性的研究现状
生态敏感性指生态系统对自然环境变化与人类活动干扰的反应程度，反映该区域发生生态环境问题的难易程度与可能性大小［1］。
土地利用现状的改变及由此带来的土地利用结构的变化深刻地影响着生态环境。对林地、草地、水域、农用地和未利用地等的生态系统服务价值进行核算，将区域大气、土壤、水等多个生态系统的变化综合到一起，可以定量化地表示土地利用对生态环境的影响，从宏观层面反映生态系统对土地利用变化的响应。生态系统服务总价值计算公式为：
沙巴贝酒庄的法国酿酒师尼可拉斯·德拉克松对詹姆斯作出了回应。为了提高葡萄的品质，沙巴贝将采收期控制在一年两次并避免在雨季采收。农民采收葡萄的每公斤单位薪资也在提高。虽然阿方斯莱弗宁可以酿成令人愉悦的桃红葡萄酒，但要将它想酿成世界级的红葡萄酒还是不够理想。因此，就像哈登一样，沙巴贝正在与农民合作种植其他葡萄品种。尼可拉斯已经对法国老式思维和严格的规章制度感到厌烦，认为这限制了法国生产商的竞争力。他热爱自己在巴厘岛面临的挑战，因为他善于利用创新技术来提供葡萄酒的质量。他的座右铭是：“昨日的创新就是今天的传统。”
通过10个试点县（市）2011—2015年的土地利用现状数据，依据式（3），计算出10个试点县（市）的生态敏感性指数如表3所示。依据表3的数据，结合新一轮耕地后备资源调查评价成果，对10个试点县（市）分区进行县域土地开发的生态敏感性分析。结果表明，黑龙江省庆安县、浙江省舟山市、湖南省沅江市3个试点县（市）属于低敏感区；吉林省洮南市、山东省肥城市、贵州省独山县3个试点县（市）为中敏感区；内蒙古自治区杭锦旗、甘肃省景泰县、新疆维吾尔自治区尉犁县、西藏自治区曲水县4个试点县（市）属于高敏感区。
国内对生态敏感性的研究多集中在评价指标的选取。颜磊等［6］在评价北京市域生态敏感性时选取了水土流失、河流水量水质、土地沙化、泥石流等评价指标；吴金华等［7］在选取水土流失、地质灾害、地形坡度和土地覆被等4项评价因子的基础上，采用区统计评价方法对延安市土地生态敏感性进行综合评价；李建军等［8］选取土壤侵蚀、生境、地质灾害作为生态环境敏感性评价因子进行生态敏感性分析；刘欢等［9］在进行西南都市农业功能区划研究时从自然环境背景、人类活动干扰等2个方面构建了生态敏感性评价指标体系。
2 研究方法
借助了中国科学院生态环境研究中心黄静等［10］研究的土地利用变化下的生态敏感性评价方法，对新一轮耕地后备资源调查评价的10个试点县（市）进行敏感性计算，依据试点县（市）2011—2015年的土地利用现状数据，计算土地利用变化下的生态敏感性程度，进行分区评价。
2.1 土地利用强度的计算
式中，L代表土地利用强度综合指数；Gi代表第i种土地利用类型的强度分级指数；Ai代表第i种土地利用类型面积占土地总面积的比例。
土地利用活动改变和影响着生态系统内部物质循环、能量流动等生态过程，土地利用程度有强有弱，造成的环境问题也存在差异［11］。根据黄静等［10］的研究，按照土地利用类型自然状态被人为干扰的程度，将土地利用理想状态划定为4种土地利用级，等级越高代表受人为干扰的程度越高：Ⅰ级为未利用地；Ⅱ级为林地、草地、水域及水利设施用地；Ⅲ级为农业用地，包含耕地、园地；Ⅳ级为建设用地，包含城镇村及工矿用地、交通运输用地。各土地利用级的强度分级指数分别赋值为1、2、3、4，如表1所示。按照各自占据不同的面积比例贡献于土地利用强度综合指数，其具体计算公式为：
2.2 生态系统服务价值
Optimization of ultrasonic-assisted extraction technology of polyphenols from sweetpotato peel
郑州市郑东新区热电有限公司2#炉200MW机组前级干式除尘器为电袋复合除尘器，除尘器出口排放≤30mg/m3，烟气脱硫系统采用石灰石-石膏湿法脱硫，湿电布置在吸收塔上方，壳体采用碳钢+玻璃鳞片防腐，正六边形导电玻璃钢阳极管。本项目于2016年1月1日开工建设，2016年6月竣工，并于2016年7月12日顺利投运。后经第三方测试，在100%负荷时，燃烧设计煤种烟囱出口的排放值为1.99～2.26mg/m3，达到了设计保证值要求（≤5mg/m3）。
表1 土地利用类型的强度分级指数赋值
式中，ESV为生态系统服务价值；Ak为第k类土地利用类型的面积；VCk为第k类土地利用类型单位面积服务价值，即生态价值系数，该系数参考谢高地等［12］构建的中国平均状态生态系统服务价值，如表2所示。
表2 中国不同类型陆地生态系统单位面积各项生态服务价值 （单位：元/hm2）
2.3 生态敏感性指数计算
内蒙自治区杭锦旗耕地后备资源开发的限制因素较多，分别为生态条件、降雨量与灌溉条件、土层厚度、地形坡度、盐渍化、土壤质地、土壤pH，其中灌溉条件与土层厚度是限制本地区耕地后备资源开发的主要因素。杭锦旗年降水量少，且降水不均，地下水资源分布亦不均匀，地下水位埋深浅且矿化度高，早期排灌不配套等原因导致土壤盐渍化程度加重。以上条件导致内蒙古自治区杭锦旗耕地后备资源开发难度加大，并且生态敏感性指数偏高，说明内蒙古自治区杭锦旗的生态环境较为脆弱，因此在开发后备资源时可根据现有的灌溉设施分布、规划灌溉设施、政府的土壤改良工程、土地整治规划等实际情况制定详细的开发规划和计划，进行水资源平衡分析，在不影响生态环境的前提下，以水定地，有重点、有选择地满足耕地后备资源开发利用需水。
式中，I（j）代表研究区第j年土地利用变化下的生态敏感性指数；ΔESV（j-1，j）代表第 j-1 年至第 j年生态系统服务价值变化率；ESVj、ESVj-1分别代表第j 年和第 j-1 年的生态系统服务总价值量；ΔL（j-1，j）代表第j-1年至第j年土地利用强度综合指数变化率；Lj、Lj-1分别代表第j年、第j-1年的土地利用强度综合指数。研究基准年为第j-1年。
2.4 生态敏感性分区
参考各试点县（市）区敏感性指数数据统计，依据ArcGIS属性表格中统计得到的生态敏感性指数频率直方图划分敏感性程度等级：低敏感区，I≤2.00；中敏感区，I为 2.01～6.00；高敏感区，I为 6.01～10.50。
3 结果与分析
国外对生态敏感性的研究范围较广，多集中于针对某一特定生态环境问题的研究。Horne等［2］研究了澳大利亚热带雨林对选择性采伐的生态敏感性；Biek等［3］使用了两类生态敏感性分析脊椎动物的数量下降；Jagtap等［4］研究了海草生态系统敏感性；Eggermont等［5］对鲁文佐里山脉湖泊气候变暖的生态敏感性进行了研究，结果表明湖泊生态脆弱与气候变暖息息相关。
不久寒假终了，我就回到哈尔滨的学校念书去了。可是哥哥没有同来，因为他上半年生了点病，曾在医院里休养了一些时候，这次伯父主张他再请两个月的假，留在家里。
3.1 高敏感区
构建土地利用变化下的生态敏感性指数，计算公式如下：
甘肃省景泰县内干旱少雨、蒸发强烈，制约甘肃省景泰县耕地后备资源开发利用的因素主要有灌溉条件、地形坡度、土壤盐渍化。受干旱气候的影响，县域耕地灌溉主要依靠电力提灌，灌渠覆盖的地区土地可以开发利用，但无法灌溉的地区即使土质条件较好也无法开发利用，这是影响甘肃省景泰县耕地后备资源进一步开发的重要限制因素。在土地开发过程中提高水资源的高效利用，同步建设排水系统，降低土地盐渍化对农业种植的影响程度。统筹考虑生态效益，后备资源开发利用要以改善自然生态环境为方向制定相应的开发规划，要有配套的防止沙漠化措施。
综上所述，通过对临床医师合理用血的规范培训，提高其临床用血的科学性和合理性；通过实施自助献血，医疗机构、血站和政府的联动机制，来扩充血源，满足临床合理的医疗用血要求；多举措破解临床供血不足。
新疆维吾尔自治区尉犁县的耕地后备资源数量在试点县中最多，主要限制因素为年降水和灌溉条件、土壤盐渍化和土壤质地。新疆维吾尔自治区尉犁县的主要水源——塔里木河和孔雀河上游来水量逐年减少，导致县域地表水资源缺乏，迫使人们超采地下水来弥补地表水量的不足，出现地下水位持续下降，致使地下水位埋藏较深，利用困难。再加上气候干燥，蒸发量远大于降水量，使新疆维吾尔自治区尉犁县水资源总体水量缺乏，土壤盐渍化程度加重。在开发后备资源时要综合考虑当地的生态效益、经济效益和社会效益，适当进行退耕还林还草。
西藏自治区曲水县耕地后备资源开发的主要限制条件为生态条件、年积温、土层厚度、地形坡度、土壤质地和耕作便利度。生态敏感性指数最大，因此在开发耕地后备资源时以土地平整和引水灌溉为手段，以优化土地利用结构、新增耕地和改善曲水生态环境质量为目标，建立多种经营协调发展的生态农业系统和相应的农村产业结构，使社会、经济、生态总体最优。
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3.2 中敏感区
限制吉林省洮南市耕地后备资源开发的主要因素有土壤质地、土壤盐渍化、生态条件等。由于地势平坦低洼，排水不良，土壤质地黏重，易沙化、碱化，因此，吉林省洮南市的耕地后备资源开发应实行开发改造并举，产量与效益同步，开源与节流并重，以实施高效节水措施，增加农产品总量，改善生态环境，优化产业结构，因地制宜，先易后难地进行耕地后备资源开发。
山东省肥城市耕地后备资源开发的主要限制因素有土壤污染、排水条件、土源条件，原因是肥城市采矿用地较多，污染了的采矿用地其复垦成本很高。由于煤矿较多，采煤塌陷较严重，塌陷地较多，导致开发可复垦采矿用地难度加大，并且生态敏感性指数较大，因此，耕地后备资源开发要因地制宜、调整指标、限制标准，保证生态环境不受破坏。
贵州省独山县耕地后备资源制约因素包括生态条件、大于10℃年积温、土壤污染状况、排水条件、土层厚度和母质条件、地形坡度、土壤质地、土壤pH、耕作便利度9类，生态环境得不到保障，生态敏感性较高，在开发利用时要进行统一规划，充分考虑经济效益、社会效益和生态效益，有序、高效、分期对区域内的耕地后备资源进行开发利用。
3.3 低敏感区
黑龙江省庆安县降水量丰富，地势较为平坦，灌溉基础设施完备，排水条件较好，土壤污染较轻，土壤盐渍化程度较低，所以庆安县整体的生态环境较好，为耕地后备资源开发提供了良好的条件。
位于浙江省的舟山群岛四面环海，地貌以山地丘陵为主，年降水量和光照充足，没有高污染产业，具有良好的排水条件。对沿海滩涂的宜耕性起主导作用的限制性因子是盐渍化程度，其他限制因子的作用相对较低，生态敏感性较低，适宜后备资源开发。
就不同年级的纵向比较来看，由于学习基础和学习风气不同，在教学目标达成程度上也表现出一定的差异性。就不合格率而言，大三的学生较差于其他两届，对学习内容得掌握不合格的学生比例较高，比例为42.1%。其他两届学生不合格率均低于大三学生，分别为大二的36.8%和大四的21.1%。
湖南省沅江市地势较为平坦，土地利用结构以洞庭湖水面及耕地为主，农业经济稳定发展，有利于耕地后备资源的开发。不宜耕后备资源的主要限制因素主要为排水条件、生态条件、土地污染程度、耕作便利度等4项。在耕地后备资源开发利用时，要做好排水措施，减少土壤污染，并保护好湿地资源。
表3 试点县（市）的生态敏感性指数
4 小结与讨论
1）不同类型的耕地后备资源开发存在不同的问题。可开垦其他草地缺乏水资源，尤其是在新疆维吾尔自治区，整体上已属于资源性缺水地区，水资源开发和利用也成为了可持续发展急需解决的敏感问题；可开垦滩涂主要分布在沿海地区，淡水严重缺乏，滩涂改造成耕地成本高且效益低；可开垦盐碱地的土壤水分状况不良导致开发难度加大，水资源的缺乏、气候的变化使盐碱地开发利用工作更具挑战性；可开垦沼泽地的耕作便利度较差；可开垦裸地的土壤沙化和水土流失较为严重，要开发裸地，首先要保证有水资源，在此基础上进行防风治沙；可开垦沙地由于地表缺少植被覆盖，常年风力较大，导致土地沙化；可复垦采矿用地采煤塌陷较严重，塌陷地较多，也造成了部分不稳定耕地，增加了耕地后备资源开发的难度。
2）不同区域耕地后备资源开发存在的问题。东北地区耕地后备资源分布广、类型丰富，但受到生态价值保护的制约；黄淮海地区土地开发程度高，耕地后备资源相对较少，水资源利用潜力较小；长江中下游地区耕地后备资源面积稀少，分布零星，呈现出明显的区域差异；内蒙古高原及长城沿线区宜耕土地资源比重大，耕地开发受到水资源不足的制约；黄土高原区土地资源丰富，但土地退化严重，限制着区域土地资源的开发利用；云贵高原区地形条件复杂，水土流失严重，后备资源开发利用条件比较恶劣；西北区土地后备资源比例大，开发受到经济条件和技术条件落后的制约；青藏高原区土地广阔，但土地资源开发利用条件恶劣，可供开发的耕地后备资源面积较少。
11月30日，《建筑及居住区数字化技术应用 智能门锁安全》（导则）送审稿审查会在北京召开，会议由全国智标委副主任委员张永刚主持。全国智标委秘书处代表编制组向审查会专家汇报该送审稿的编写背景、情况和内容。
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Ecological sensitivity study of ten typical counties
CHEN Ru1，2，YAN Gui-huan1，2，WU Ke-ning3，HUI Xiao-yang1，2
（1.Institute of Ecology，Shandong Academy of Sciences，Jinan 250103，China；2.Shandong Provincial Key Laboratory of Applied Microbiology，Jinan 250014，China；3.College of Land Science and Technology，China University of Geosciences（Beijing），Beijing 100083，China）
Abstract： According to the data of land use status from 2011 to 2015， the correlation between land use intensity and ecosystem service value of 10 pilot counties （cities） was calculated and analyzed， so as to establish the number of ecological sensitivity and evaluate the ecological sensitivity degree of pilot counties （cities） under land use change from 2011 to 2015.The restrictive factors of pilot counties （cities） were put forward， and the problems in the development of cultivated land reserve resources in different types and regions were analyzed.The results showed that the ecological environment of low sensitive areas is all right，and the terrain of low sensitive areas was relatively flat， and the main limiting factors of the unfavorable cultivated reserve resources are few， which were beneficial to the development of cultivated reserve resources； The middle sensitive areas’ limiting factors were more， and there were mainly soil texture， soil salinization， ecological conditions etc.， and the ecological environment can’t be guaranteed and can be affected by the development of reserve cultivated land resources easily， which should full consider the economic benefits， social benefits and ecological benefits； The ecological environment of high sensitive areas was easily to be damaged，and the limiting factors of developing reserve cultivated land resources were more than middle sensitive areas’， when developing reserve cultivated land resources detailed development plan according to the actual situation can be made with the direction of improving the ecological environment，and the water balance analysis can be carried out.
Key words： ecological sensitivity； county area； the land use change； reserve cultivated land resources； land use intensity
中图分类号： X22
文献标识码： A
文章编号： 0439-8114（2019）20-0042-05
DOI： 10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2019.20.009
开放科学（资源服务）标识码（OSID）：
陈 茹，闫桂焕，吴克宁，等.十个典型县域的生态敏感性研究［J］.湖北农业科学，2019，58（20）：42-46.
收稿日期： 2018-12-20
资助项目： 中国土地勘测规划院外协项目（2014091109608）
作者简介： 陈 茹（1990-），女，山东烟台人，研究实习员，硕士，主要从事生态战略、低碳减排、土壤污染防治研究，（电话）15966680535（电子信箱）chenru2574＠126.com；
通信作者 ，闫桂焕（1977-），女，高级工程师，博士。
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