基于农田景观安全格局的土地整理项目规划

第25卷第5期2009年5月农业工程学报

TransactionsoftheCSAEVol.25No.5May2009

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基于农田景观安全格局的土地整理项目规划

李红举1，林坚1，阎红梅2

（1．北京大学城市与环境学院，北京100871；2．南水北调建设委员会办公室设计管理中心，北京100053）摘要：在土地整理活动中，如何在保证增加耕地数量、提高耕地质量的前提下，通过有效的技术手段，因地制宜地建立农田景观安全格局，是土地整理亟待探讨的命题。该文以北京市密云县高岭镇土地整理项目为例，应用以保障水体安全为核心，分析确定了样本区的土地整理主导方向和分区，在此基础上提出生物护坎、污染源隔离、河道生态防护等一系列工程技术并予以试验。结果表明，构建以水体安全为核心的生态基础设施，是实现农田景观安全格局的主要途径。关键词：土地整理，项目规划，农田景观，安全格局，北京市doi：10.3969/j.issn.1002-6819.2009.05.040中图分类号：S20，Q149文献标识码：A文章编号：1002-6819(2009)-5-0217-06李红举，林坚，阎红梅.基于农田景观安全格局的土地整理项目规划[J].农业工程学报，2009，25(5)：217－222.LiHongju,LinJian,YanHongmei.Planningoflandconsolidationprojectbasedonfarmlandlandscapesecuritypattern[J].TransactionsoftheCSAE,2009,25(5)：217－222.(inChinesewithEnglishabstract)

0引

言

中国现代意义上的土地整理实践起步较晚，土地整理真正作为土地开发、利用、整治和保护的重要手段得以实施还是在建国后[1]。20世纪90年代以后，国家实行占用耕地补偿制度[2]，极大地推动了土地整理事业的发展。同时，土地整理开展对田、水、路、林、村综合整治，在增加有效耕地面积、提高耕地质量、保证耕地总量平衡和国家粮食安全、促进农村经济发展等方面做出了重要贡献[3]。目前，土地整理主要集中在后备资源开发和农用地整理两个方面，围绕土地平整、农田水利、田间道路和农田防护等方面开展，重点在农田系统[4]。在土地整理活动中，如何结合土地整理项目的实施，科学构建农田生态系统，需要进一步的研究。

农田景观（farmlandlandscape）是耕地、林地、草地、水域、树篱、道路等的镶嵌体集合，表现为有机物种生存于其中的各类碎化栖地的空间网格[5]。或者说，农田景观通常情况下是以林地、草地、水域、居民点和工矿企业等为镶嵌体，以农田防护林、道路、沟渠、田坎等为廊道，以耕地为基质的网格化景观体系。从传统农业到现代农业的转变过程中，农田景观因受人类社会经济活动干扰，发生了巨大的改变[6]。在农田建设（包括土地整理）的初级阶段，农田景观格局明显表现出对自然环境的适应性特征，随着人类生产技术的进步，农田景观格局更多地体现在人与自然的和谐[7]。

景观安全格局的理论基础来源于景观生态学的基本

原理和系统论思想，即：任一农田景观都是一个开放系统，该系统与外界、系统中各斑块及廊道间都存在着物质和能量流动。景观安全格局是判别和建立生态基础设施的一种途径，该途径以景观生态学理论和方法为基础，基于景观过程和格局的关系，通过景观过程的分析和模拟，来判断对这些过程的健康和安全具有关键意义的景观过程[8]。建立农田景观安全格局，首先是优化不同景观尺度上的土地配置；其次按照景观生态学提供的等级理论逐步解决不同尺度上的土地利用问题；然后根据实际需要配置生态基础设施。

现阶段，增加有效耕地面积仍是土地整理的主要目标之一。各地在申报土地整理项目时，为了提高新增耕地率，将不能改造为耕地或者有可能占用新增耕地的林地和果园面积从项目区总规模中扣除。这样做的结果是，既破坏了农田景观作为地域综合体的整体性，同时人为地割裂了农田景观上的连续性。诸如此类的错误做法还有很多。随着国家对土地整理投入的逐年增加，对于如何实现耕地“数量、质量、生态”三者统一，构建可持续的土地整理，显得尤为迫切。

基于此，本文选择耕地后备资源相对匮乏的北京市郊某土地整理项目为研究区，从自然因子（特别是水体因子）对土地利用的影响分析着手，研究农田景观过程，构建农田生态基础设施，试图解决不同尺度范围内农田景观安全问题，为土地开发整理项目区选择、规划设计、项目实施和管理提供参考。

1

1.1

研究区概况

收稿日期：2008-11-14修订日期：2009-04-10

基金项目：国家投资土地开发整理项目（2005.8），《北京市基本农田整理技术导则》研究专题项目（2006.11）

作者简介：李红举（1968—），男，河南新野人，高级工程师，主要从事农田水利、土地整理技术研究。北京北京大学城市与环境学院，100871。Email:guodiyuan@。

基本情况

研究区位于北京市密云县高岭镇境内。高岭镇位于北京市密云县境北部，全镇地势北高南低，北部为中低山地，南部为沟谷平地。研究区地理位置：东经117°00′57″～117°05′26″，北纬40°33′56″～40°36′44″；涉

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及瑶亭、芹菜岭、四合、栗榛寨4个自然村。

研究区范围是由自然地貌分割而围成的扇形单元，东、西两翼以岗丘隆起带为界，北部以东西向山脊线为界，由东、西、北三面形成自然分水岭，南部由两个谷口与密云水库上游面连接。谷口呈三角形，经雨水冲刷沉积形成两处平地。区内南、北向高程由150m抬高到250m左右，相对高差100m。区内地貌类型呈坡地和平地两种，由此形成两种景观结构：坡地以灌木林地为主，平地以种植农作物为主。在林、农结合带，受农民开荒影响，植被类型不固定，在现状调查时多以零星果园为主。

研究区属暖温带季风型半湿润气候，冬季干燥寒冷、少雪；春季干旱多风、少雨；秋季天高气爽、冷暖适宜。年平均气温为8～11℃，年均降水量655.3mm。各季节雨水分配不均，6～8月份降水量占全年降水的76.4%；每年的7～8月份多暴雨，其降水占全年降水量的55%，特别是7月下旬至8月上旬暴雨出现频率高。年蒸发量1783.2mm，干旱系数大于2，属中等干旱区。

研究区南部临近密云水库。密云水库为北京市城镇用水的水源地，由潮白河上游两大支流潮河、白河汇流而成，是一座以防洪、供水为主的多功能综合利用、多年调节的大型水库。水库按一千年一遇洪水标准设计，设计洪水位157.5m，相应库容为39.64亿m3；校核洪水位158.5m；死水位126.0m。

研究区于2004年1月完成整理区范围划定和土地利用现状调查，同年底完成项目可行性研究工作；2005年8月底完成项目规划设计方案编制工作；2006～2007年上半年进行施工；2007年底竣工验收。1.2土地利用过程

据现有资料分析，研究区土地利用过程大致划分为3个阶段：

第一阶段为耕地扩张阶段。在20世纪50年代，由于农村集体经济的发展，研究区的耕地面积得到了极大扩张；耕地面积的增加，更加剧了对水资源的过度开发，因此在研究区修建了白河涧和栗榛寨两座水库；而水资源供应量的增加，又带动了耕地面积的扩张。

第二阶段为植树绿化阶段。1960年后，由于密云水库的修建，人们开始重视水库周边的水土流失，研究区由大面积耕地开发逐步转变为植树绿化。

第三阶段为耕地面积稳定阶段。1978年后，随着家庭联产承包责任制的推行，研究区再次被无序的耕地开发所代替，同时由于上游来水量锐减，先期修建的白河涧和栗榛寨两座水库已无水可蓄，原水库用地也被开垦为耕地。至20世纪90年代后期，研究区无序的耕地开发才逐渐被法制化的水土保持工作所代替，同时耕地面积也稳定在一个水平上。

经过多年人类活动，研究区形成了两种稳定的基质单元：一是耕地，位于谷口和冲沟两岸的平地；二是林地，位于山坡顶部和陡坡地。同时，在农田和林地之间，分布着另外一种不稳定的基质单元——果园。由于缺少

统一的林果规划，栽植的果树间隙大、树种单一，土壤裸露多，局部水土流失严重。故此，该区域尚不构成稳定的基质单元。在上述基质单元内，还分布有零星的居民点、水塘、荒草地等斑块；贯穿于基质和斑块中间，是由河流、道路和农田防护林组成的廊道系统，构成了完整的农田景观生态系统。

研究区内现有土地面积1861.19hm2，其中：耕地363.41hm2，园地484.17hm2，林地751.60hm2，畜禽饲养地4.26hm2，农村居民点占地170.90hm2，道路8.37hm2，河流水面58.93hm2，农田水利8.07hm2，荒草地15.22hm2。

研究区土地利用现状如图1

。

Fig.1

图1研究区土地利用现状图

Actualitymapoflanduseinthestudyarea

在土地整理前，研究区内林地面积逐年衰减，果树面积逐年增加，耕地面积向破碎化发展。这种不断变化着的土地利用方式，突出表现在水土流失的加剧[9]。虽然近年来北京市加大了对密云水库周边生态环境的治理力度，但是由于历史的原因，在研究区聚集了近5400人的农村人口，农业生产仍然是这些农民主要的工作方式，短时间内他们不可能离开世世代代居住的土地。如何科学引导和改善当地的土地利用方式，调整土地产权关系，提高土地利用效率，实现土地真正的价值，是研究区土地整理的主要任务之一。

2

2.1

土地利用规划

基本思路

中国的农耕文化经过了几千年的发展、演变，不但带有很大的文化继承性，同时也体现了对自然的适应性[10]。基于农田景观整体性原理，在开展土地整理时，应该将组成农田景观的各要素看成是一个整体，统筹规划，综合整治。研究区下游临近密云水库，从保护水源的角度出发，以160m水库防洪线为界，高程以下为保护区，高程以上限制土地平整措施。

第5期李红举等：基于农田景观安全格局的土地整理项目规划实证219

本研究区土地整理的基本思路是：首先，在整理区范围的划定上，以完整的流域面积为单元，将区内耕地、林地、园地、居民点、水域、道路、未利用地等全部纳入待整理范围，分析景观过程和格局（土地利用过程），按照土地承载力确定各类用地面积；其次，从影响耕地生产的各因素着手，分析主要因子——水体的特点，并基于水土安全分析结果，确定土地利用主要方向和区域，划定土地平整的重点区域，拟定土地整理工程方案，调整不合理的基质和斑块；第三，从维护区域内农田景观安全格局出发，修建灌溉、排水和防洪基础设施，安排区内交通设施，修建必要的水土保持设施。

本研究技术路线如图2

。

图2农田景观安全格局建立技术路线图

Fig.2Technicalrouteofthefarmlandlandscapesecurity

patternestablished

2.2

土地利用过程分析

研究区土地利用过程，主要从耕地开发利用、植被分布与扩散、村镇历史演变等3个方面进行分析。前述研究区内耕地与林地的发展过程是相互侵占的，区内人口的增加带来了更大规模的耕地开发，同时大量的耕地开发受到当地资源环境的约束。耕地开发利用程度，主要受到地面坡度、土壤质地、土层厚度、水资源供给能力、耕作难易性、水土流失强度等因素影响。其中地面坡度是造成水土流失的主要因素，而水土流失是造成坡地土层厚度减少的主要因素[9]。

黄生斌、刘宝元、秦永胜等在对密云水库流域坡耕

地水土流失研究课题中提出，降雨后坡耕地产生的地表径流量、泥沙量随坡度增大而增加，并与坡度正弦值呈一定的线性关系[9,11]。根据黄生斌等研究成果，地面坡度大于15º，则水土流失迅速加大，而且防止水土流失需投入的成本迅速提高，耕作难度也加大。

根据地面坡度先划出耕地和林地两个区域，其面积受到水资源供给条件制约。同时以160m水库防洪线为界，将污染物隔离在整理区内，在土地整理过程中，不允许有新的污染源进入水库。2.3水体安全分析

从土地利用过程分析，暴雨是造成水土流失的根本原因。基于水体安全考虑，考虑两个方面：一是消除暴雨对地表土的破坏能力，二是扩大水资源供给能力。

对于消除暴雨对地表的破坏，首先分析降雨过程、降雨量、降雨历时等，然后计算降雨后的径流过程和径流量，以及评价暴雨后可能产生洪水的危害。对于可能形成洪水的部位，重点研究防范措施；对于居民点等永久设施，应避免洪水可能造成的冲刷。

对于水资源供给能力分析，主要分析供水对象、供水途径、可供给水量等，由水资源可供给量确定土地承载力。研究区地表水源主要有密云水库、潮河、白河涧水库、栗榛寨水库。密云水库作为北京市生活用水，不宜选为灌溉水源；潮河水质较好，但水量变化大，当不能在河道设置蓄水构筑物时，也不能选为灌溉水源；白河涧和栗榛寨两水库的入库水量主要为研究区上游来水，原设计总库容144.8万m3，但是由于近些年来水减少，两水库几乎无水可蓄，亦不能用作灌溉水源。研究区供水主要由项目区内降雨拦蓄和引取地下水解决。

研究区用水量包括农作物需水、林果需水、农村生活用水及环境用水四部分。采用区域水均衡法计算地下水可供给量，即将研究区和周边地区作为一个动态水平衡体，计算降雨入渗补给量、周边侧向补给量及灌溉水渗漏补给量。灌溉保证率选取50%[12]。根据研究区水资源供需平衡分析结果，并考虑灌溉取水位置，先确定耕地面积，然后确定耗水量小的林、果树面积。2.4土地利用分区

根据土地利用过程分析、水体安全分析等结果，依托土地利用现状，将研究区划分为耕地系统、林（园）地系统、居住系统和水系统，各系统之间布置生态廊道进行连接，各类土地利用满足不同的功能要求。

据对研究区现有耕地分布情况调查，现有耕地区的地面坡度一般不大于15º，以此坡度设限，进行林地和耕地范围的划分：坡度低于15º，以耕地为主；坡度介于15º～25º之间，以林为主，可兼种林果；坡度高于25º，以林为主。上述各类土地面积同时满足水资源供需要求。

规划后土地利用布局如图3。

规划后土地利用结构包括：耕地378.64hm2，园地484.17hm2，林地751.60hm2，畜禽饲养地4.26hm2，农村居民点占地170.90hm2，道路用地10.66hm2，河流水面用地58.93hm2，农田水利用地6.13hm2。与整理前相

220农业工程学报2009年

比较，耕地面积增加15.23hm2，道路占地增加2.28hm2，农田水利用地减少1.94hm2，未利用地减少15.51hm2

。

图3研究区土地利用分区及生态基础设施规划图

Fig.3Planningmapofthelandusedivisionandtheecological

infrastructureinthestudyarea

3构建生态基础设施

传统的土地整理工程包括土地平整、农田水利、道路和农田防护等，除土地平整工程外，其他工程均以线性工程反映。这些线性工程是农田景观中的廊道，承担着维护基质安全、斑块稳定、物种交流的功能，同时保证农田区正常的作业功能[13]。强调农田景观安全格局的意义，不仅仅要对土地利用中的各个斑块进行科学规划，而且更加强调农田水利、道路和农田防护林等线性工程的完整性，确保农田中各系统的有机联系和正常运转。

根据研究区土地利用分析结果，应以水体安全为核心，以河道生态防护、坡面生物防护、污染源隔离、居民点保护、生态路面建设等为工程手段，因地制宜构建农田景观安全格局。3.1河道生态防护

河道是生态环境的重要载体，是水生生物生存的栖息地。为了给水生生物创造良好的栖息繁衍环境，同时防止河道冲刷，河道边坡护砌选用自嵌式植生挡土墙，其结构本身设计了多个空洞，孔内填充土壤后用于种植水生植物，既保持了河道的原生态性，又有利于改善河道的输水条件，减少水流对河道断面的冲刷。

结合研究区多暴雨、洪峰期短、流量大的特点，在坡陡（一般大于15º）、肚大的河段修建谷坊工程，拦截下泄泥沙，同时在谷坊前形成一个临水面，截止雨水下渗。为了发挥河道的生态价值，谷坊高严格控制在1m以内[12]，坊顶高于原河床，上下游以缓坡与地面连接。3.2坡面生物防护

土是植物赖以生存的另一个基本要素，是维持农田景观的重要载体。从水动力学角度来看，水的流动会带来土壤的转移，不恰当的土壤转移会造成新的水土流失。

因此，保证水体安全的另一项任务是水土保持，即通过修建土壤安全设施，将水和土控制在一定范围内流动，以此维持梯田台面的稳定。

研究区只对耕地区进行土地平整，完善田间排水系统，做好田间排水系统的衔接，重点对骨干排水河道进行生态防护。坡地区的土壤安全措施主要是梯田修整，对已成梯田的区域，加固田坎，修建截流沟和排水沟；将现有坡地改为水平梯田，同时修建田间排水系统。

单一从田坎稳定性方面考虑，采用石坎是最安全的措施之一，但会阻碍生物的流动；同时筑坎高度过高，也会妨碍耕作效率。基于此，采取两种筑坎措施：一是生物制埂，即沿坡面一定距离沿等高线修筑土梗，在土埂外侧植草或种植花椒、柳墩等经济作物；二是严格限制土埂高度在0.5m以内[12]。同时，梯田田坎应高于田面20cm以上，这样可以拦蓄地面径流和泥沙。

在加强田坎修筑的同时，应做好梯田区的排水。梯田区排水系统由截流沟和排水沟组成。在田坎内侧设30cm×30cm的截流沟，在梯田田面的两个长端设置排水沟，截流沟和排水沟相互贯通，共同承担田间排水任务。在排水沟坡度大于1/50时，结合梯田田坎设置防冲槽。

3.3污染源隔离

首先将160m防洪线划为污染物隔离带，杜绝上游污染物进入水库。其次严格控制污染物排放。在种植物选育上，尽量选用少打或不打农药的作物；在排水沟布置上，沿坡向排水沟设置拦水坎和沉沙池，把入库污染物和泥沙拦截在田块内；并在河道上建坝，阻止泥沙下泄到水库内。拦河坝体以土石坝和植物谷坊为主，坝体就地取材，以水坠坝为主；土质易冲刷处修建成干砌石坝，尽量减少大块体混凝土的使用，减少对生态环境的影响。

3.4居民点保护

居民点安全包括：保护居民点免受洪水冲刷，减少居民点污染物排放。对新建居民点，其选址应避开地质灾害发生区域（包括滑坡、泥石流等）。

研究区涉及4个行政村，分布在21个居住地（居民点）。对于居住人口多、村庄形成年代长的居民点进行“圈地”保护，即划定居民点红线，禁止拆迁、重建；对于居住环境恶化、居住人口少的居民点，向中心居民区归并。对居民点实施保护，主要是按照现有房屋布局，重新规划村庄内的排水和交通设施，使之与项目区外排水系统和交通道路相连接。项目区外排水沟尽量不穿过居民点，并对居民点周边的河道进行加固。

对居民点产生的粪便、垃圾等污染物，通过建设沼气、垃圾填埋场等设施，就地转化为无公害物。3.5生态路面建设

传统的交通设计，多从提高道路的通行能力考虑，增加路面混凝土硬化的数量，而忽略对生物栖息地的保护。研究区在交通路网规划上，沿“160m防洪线”一侧

第5期李红举等：基于农田景观安全格局的土地整理项目规划实证221

主干道路，布置两条上山道路，连接各居民点。考虑到主要道路往来交通繁忙，避免扬尘对空气的污染，对主要道路采取硬化。环水库道路采用混凝土路面，上山道路采用砌石路面，其他道路采用泥结碎石路面或土路。

另外，道路和排水沟一样，承担着生物迁徙的功能。因此，为了扩大道路的生态廊道功能，在硬化道路和泥结碎石路面的两侧，各种植一排路林；在路林外侧各设置一条土质排水沟，即承担路面和田面的排水任务，也起到养分输送、物种交流的作用。同时，为了减少交通对生物的干扰，也为了方便田间排水，在环山道路的一定位置（100m左右），布置排水涵洞。涵洞侧墙用石头砌筑，最小孔径不小于50cm。

[5]

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4结论

[7]

通过该项目的实施，取得以下认识：

1）在中观尺度上，土地整理区应首先划定禁建区、限建区，因地制宜选择整理区域；丘陵区应以完整的流域单元划定整理区，严格限制将水库保护区划入整理区；

2）在微观尺度上，土地整理应首先确定土地利用分区，在详细分析项目区土地利用过程的基础上，重点规划耕地、林地、园地、居民点、水域等用地；

3）构建农田景观安全格局，应以水体安全为核心，安排农田生态基础设施；

4）结合研究区实际，建设河道生态防护、坡面生物防护、居民点保护、污染源隔离、生态路面建设等工程；

5）在施工安排上，先做生态基础设施工程，包括居民点保护、污染源隔离，再做河道整治和土地平整。

通过环境监测，施工中研究区水土流失量没有明显增加；研究区经受了2007年和2008年两个汛期的考验，水土流失量和污染物排放量均比规划前减少。

本研究同时指出，土地整理不仅要重视土地平整、农田水利、田间道路等农业基础设施建设，更要注重农田生态基础设施建设。同时，在小尺度范围内，如何解决土地整理中的生态化设计问题，尚需要进一步研究。

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222农业工程学报2009年

Planningoflandconsolidationprojectbasedonfarmlandlandscapesecurity

pattern

LiHongju1,LinJian1,YanHongmei2

(1.CollegeofUrbanandEnvironmentalSciences,PekingUniversity,Beijing100871,China;

2.DepartmentofDesignManagement,TheOfficeofSouth-to-NorthWaterDiversion,Beijing100053,China)

Abstract:Inthelandconsolidationactivities,onthepremiseofguaranteeingquantity-qualityofcultivatedland,howtocreatefarmlandlandscapesecuritypatternaccordingtolocalconditionsbyeffectivetechnicalmeanshasbecomeanurgentproblemforlandconsolidation.TakingGaolingtownofMiyunCountyinBeijinglandconsolidationprojectasanexample,basedonapplicationsconsideredbyprotectingthesafetyofwaterascore,thestudyanalyzestheorientationandthedivisionofthesamplesregion,andproposesaseriesofengineeringtechnicalmeanssuchasbio-security,sourcesisolation,riverecologyprotectionandtests.Resultsshowedthattheecologicalinfrastructurebasedonthesafetyofwaterwasmostlyroutetocreatefarmlandlandscapesecuritypatternintheplanoflandconsolidationproject.Keywords:landconsolidation,planning,farmlandlandscape,securitypattern,Beijing

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/2kp4.html