耕地保护为导向的生态环境质量评价研究——以安阳市为例

王大地，陈 欣，张 达

（1.安阳市土地储备中心，河南 安阳 455000；2.安阳市龙安区自然资源局，河南 安阳 455000）

在耕地的生态属性方面，学者们强调生态保护是耕地保护的重心和导向，在保障并提高粮食综合生产能力的同时，修复并提升耕地的生态服务功能[1]。耕地具有位置固定、可永续利用、资源稀缺的特征[2]。本文在生态文明背景下提出耕地利用集约化和耕地保护生态治理内涵[3-4]，分析耕地资源高强度利用带来的生态代价，并以粮食安全、社会稳定、 生态安全为目标体系[5]，提升生态服务价值。

在生态环境质量评价方式方法上，有学者指出生态环境质量评价可为了解城市对环境的影响提供信息[6]，反映城市生态环境质量的绿度、湿度、热度、干度等指标。可以利用生物丰度指数、植被覆盖指数、水体指数、污染负荷指数和人类活动指数5项指数得到生态环境状况指数（EI）[7]。采用主成分分析法对植被覆盖度、净初级生产力、土地利用、生态宜居等方面进行分析，得到生态环境质量的动态变化[8]。亦可利用地理探测器深入探析影响生态环境质量空间分布格局的驱动因素[9]。

在生态环境质量的提升对经济社会发展的影响方面，学者们研究认为，城镇化战略核心是引领城市与生态环境和谐共生，生态环境质量可以显著提升经济效率[10]。城市生态环境质量的改善主要取决于社会发展指数的变化[11]，同时与植被覆盖的增加相关[12]。生态环境质量变差主要归因于城市的扩张[13]。在“三生空间”视角下，定量分析土地利用转型及其生态环境效应[14]，可以优化生态用地空间结构与布局，以及提高生态环境质量[15]。

在现实层面，部分地方新发展理念贯彻不彻底，在资源利用上重开发轻保护，重数量轻质量的开发利用模式仍在持续。一些地方暴露出生态建设的盲目性，生态布局不合理；生态在经济发展中的整体性、系统性、宜居性的作用未显现，耕地保护面临的任务更加复杂和艰巨。基于此，本文从耕地保护视角，以安阳市为例，从土地生态适宜性、植被覆盖度、抗退化能力、恢复能力等方面对生态系统环境质量进行评价，提供以实现耕地保护为取向的生态环境提质，为综合整治与生态修复工程提供支撑。

1 研究的理论基础及数据来源

首先，按照“山水林田湖草是生命共同体”的论断为理论指导，自然生态与人、人与田、田与水、水与山、山与土、土与树等命脉相通，是一个有机的系统，以系统思维统筹、以整体观念治理，顺应内在规律，实现和谐统一。其次，生态环境系统特定的组成和结构决定了其运行过程和规律及功能特征，人类社会的发展依赖于环境系统所具有的各种功能，可持续发展要求环境系统功能具有永续利用性。这就要求我们在发展中遵循生态系统运行的科学规律和生态环境系统的良性循环，保护系统结构和生态过程的完整性，对资源的开发不能超过生态环境系统的恢复和再生能力。最后，不同的生态环境功能区其自然属性、主功能、限制区域社会经济发展的重大生态环境问题各不相同，土地开发利用方式、预防和减轻不良环境影响的对策及措施也因地而异。耕地保护与生态环境质量协调研究以土地的合理利用为目的，而生态保护重要区是土地合理利用的最终表达形式，是土地生态适宜性评价的深化和细化。本文基于上述理论，对生态环境质量进行综合性定量评价及土地生态适宜性评价，提出生态保护的重点。对全市生态保护重要区进行划定，分析生态环境特征及存在的生态环境问题，得出土地利用的方向、方式，以便宏观调控管制。

本文所引用的经济发展数据来源于历年《河南省土地利用现状数据册》《安阳统计年鉴》《安阳市国民经济和社会发展统计公报》；对于缺失的个别数据，通过实践数据和《安阳政府工作报告》补充，或利用预期值、约束值进行补充。历年数据依据最新、最近的原则进行采用。在收集分析已有资料的基础上，充分应用遥感技术和GIS技术对植被覆盖等重大生态环境进行了专题信息解译提取、补充调查、综合分析。

2 研究区域基本情况及生态资源利用现状

安阳市位于河南省最北部，总面积7351 km2，其中市区面积1218 km2，中心城区建成面积115 km2，下辖1个县级市、4个县、4个市辖区。现状建设用地1221.55 km2，国土开发强度16.62%。

全市耕地质量跨8个等别，其中以6等地和7等地居多，分别占全市耕地面积的47.26%和21.41%，研究区耕地质量等别高。全市耕地平均质量等别为7.14，优于全省耕地平均质量等别（7.42）。安阳市人均耕地面积持续减少，由2009年的1.13亩持续降至2019年的1.02亩，低于全省平均水平（1.12 亩）。

安阳市森林覆盖率24%，人均森林面积不足全国平均水平的1/10。安阳市湿地（内陆滩涂和沼泽地）呈逐年减少趋势，由 2009 年的 6164.87 hm2减至2018年的5595.21 hm2，年均减少湿地面积57 hm2。2017年安阳市重要江河湖泊水功能区水质达标率为31.3%，低于同期河南省70%和全国76.9%的水平。2017年水资源总量为7.793亿m3，总用水量为12.27亿m3，水资源利用率为157.51%；河湖水系面积呈现减少趋势，市域内水资源已明显不能满足使用需求，水资源利用依赖外调水。

3 研究区域生态环境质量现状

生态环境质量的优劣取决于生态系统结构的完整性和生态运行过程的连续性，结构的整体性是生态系统得以生存、发展和自我调节、恢复的基础。生态环境的功能与稳定性是生态环境质量优劣的主要衡量标准，通常情况下选择决定功能与稳定性的主要生态系统指标对生态环境质量进行评价。同时我们在评价过程中总体上遵循“最适宜优先→生态优先→农业优先”的规则，即同一国土单元如果存在最适宜的功能类型，则以最适宜功能空间为主；否则生态优先，其次农业优先。

3.1 土地生态适宜性

土地生态适宜性是土地内在的自然属性对特定用途的适宜性或限制程度，是生态环境系统的非生物因子，是决定生态结构和运行过程的物质基础。土地生态适宜性指数A1值依据评价单元各种土地适宜类及等级所占面积百分数和权系数加权平均求得，计算公式为：

其中：A1为土地生态适宜性指数；Wi为不同适宜类及等级土地的土地生态适宜性权系数；Rsi为评价单元各类土地面积百分数。

土地适宜类及等级权系数的确定依据适宜性评价因子中Ⅰ等及末等农用地、园地、牧地、林地，土地自然条件依次降低，因此，权系数的赋值依次降低。评价单元各类土地面积百分数采用实际百分数值。通过上式计算得出各县土地生态适宜性指数（表1）。

表1 安阳市各县土地生态适宜性指数

3.2 植被覆盖度

植被覆盖度被认为是最能反映地表植被分布的一个重要参数[16]，可以直观地反映植被的生长及茂密情况。它是生态环境系统的生物因子，反映了生态发育特征，是生态环境功能的决定性因素。本文涉及的植被覆盖度采用2018年5月的ETM遥感数据，应用TM4/TM3植被指数提取相对植被覆盖度数据，再通过典型样区实测植被覆盖度与遥感提取相对植被覆盖度的相关分析确定各县植被覆盖度。提取的植被覆盖度分为森林植被覆盖度和农田植被覆盖度2种。由于相同覆盖度的林地、荒草地和人工农田植被的生态环境功能大小不同，以不同类型植被生态环境功能相对系数作为权系数，计算植被覆盖度参数，计算公式为：

其中：A2为植被覆盖度指数；Wi为不同类型植被生态环境功能权系数；ai为植被覆盖度；Rsi为评价单元各类覆盖度植被面积百分数。

通过遥感解译统计，得出各县不同类型植被区覆盖度及面积、平均植被覆盖度指数（表2）。

表2 安阳市各县植被覆盖度指数

3.3 抗退化能力

抗退化能力取决于生态系统的类型、结构、多样性和生物量等生物因素，以及水土流失、土地沙化、地质灾害等非生物因素。生态系统的组成层次越多、结构越复杂、物种的多样性越高、生物量越大，系统稳定性就越高，抗退化能力也就越强[17]。因此，林地生态系统抗退化能力比草地、农田系统强，林地生态系统中森林抗退化能力比人工林强。据此，对生态系统抗退化能力（A3）的相对强弱进行赋值（表3）。

表3 安阳市各县植被抗退化能力赋值

3.4 恢复能力

生物生长量是生态系统在单位空间和时间内所能生产的有机质的数量。一方面，多以绿色植物的生长量表征系统受影响后的恢复能力。另一方面，生态系统的组成层次越多、结构越复杂、物种的多样性越高，一旦遭受破坏，恢复就困难，例如，原始森林遭受破坏后的恢复能力比简单的人工林、农田生态系统恢复困难，这也是生态环境中要重点保护原始自然生态系统的原因。据此，对生态系统恢复能力（A4）的相对强弱进行赋值（表4）。

表4 安阳市各县植被恢复能力赋值

3.5 生态环境质量评价

依据土地生态适宜性、植被覆盖度、抗退化能力、恢复能力对生态系统环境质量进行评价[18]，评价模型为：

其中：EQ为生态环境质量；A1为土地生态适宜性；A2为植被覆盖度；A3为抗退化能力赋值；A4为恢复能力赋值；N=4。安阳市生态环境质量现状评价结果见表5。

表5 安阳市生态环境质量现状评价结果

3.6 结果与分析

由表5可见，安阳市的生态环境质量EQ=49。平原区汤阴县、滑县和安阳县生态环境质量较好，EQ＞49。内黄县由于黄河故道分布大面积沙地和稀疏沙丘林地，生态环境质量较差。城区建设用地占用土地比例大，建设用地区绿化难以达到森林和农田生态环境水平，生态环境质量较差。林州市位于东部山地区，碳酸盐岩、硅质岩分布区地形陡峭、土层瘠薄、植被稀疏，整体生态环境质量较差，但是山区内部生态环境质量存在分异。

安阳市生态保护适宜单元主要分布在林州市西部的太行山南麓和内黄县黄河故道两侧的土地风沙区。生态保护极重要区和重要区主要集中分布在太行山南段东麓的林州市和黄河故道冲积平原区的内黄县，占全市生态保护极重要区和重要区的82.47%；其中，林州市极重要区占全市极重要区的96.18%。农业生产适宜单元面积主要分布于京广铁路以东的平原区，该区域耕地质量高，土壤质地好。城镇建设适宜单元面积主要分布在现状城镇建设用地周围和大多数农村居民点。

随着工业化、城市化进程的加快，安阳市耕地面积、人均耕地面积持续减少，耕地质量下降。城镇化率由2009年的38.9%提高到2018年的51.75%，年均提高1.43个百分点。同期，耕地面积年均减少333.8 hm2。耕地国家利用平均等别从2014年的7.0下降到2018年的7.14。城镇建设规模逐渐增大，年均增加1038.3 hm2，城镇建设用地的增加是耕地减少的3.11倍。

4 结论与建议

4.1 结论

安阳市自然环境条件分异较为显著，土地生态适宜性多样，为因地制宜合理利用土地提供了选择的空间和条件，可以实现土地利用的生态效益和经济效益同步提高。安阳市生态建设空间和潜力巨大，通过荒山荒丘荒滩绿化、农田林网建设、交通绿色通道建设、居民点和工业建设绿化、生态退耕等多途径安排生态建设用地，可以满足全市生态建设用地需求。西部太行山地和丘陵区多为石质山地，山势险要，起伏较大，植被稀少，干旱和水土流失较为严重；东部平原地区，尤其是黄河故道，分布着众多沙丘沙地及岗地，仍有不同程度的风沙危害。这两个区域是安阳市生态环境治理的重点。

安阳市生态建设的重点是荒山绿化和提高林地质量，根据各分区土地生态适宜性情况，结合各区生态现状，生态退耕主要安排在土层瘠薄的太行山地区、黄河故道地区。第一，生态保护极重要区内禁止新增矿产资源开采活动，清理整顿已有矿产资源开发活动。对区域内历史遗留矿山实施生态修复，加大矿山植被恢复和地质环境综合治理。第二，优化基本农田空间布局，与基本农田核实整改协调推进，将生态保护极重要区的基本农田、农业生产不适宜区范围的耕地和基本农田作为生态建设的优选区。第三，推进太行山林业生态区和内黄沙地区的森林抚育和改造，优化林分结构，提高森林质量。加大东部黄河故道区农田林网建设比例和绿色通道建设、居民点和工业建设绿化。

安阳市“三区三线”划定优先布设国土生态屏障用地。先将生态保护极重要区划入生态红线，再综合考虑各类发展规划，以及采矿权和探矿权等，按照“应扣尽扣、应保尽保”的思路，因地制宜调整划定生态红线。城市开发边界可选区域，要充分体现生态保护红线、永久基本农田保护红线等限制性政策因素，以国家森林公园、湿地公园等自然边界和高速、铁路等重要基础设施廊道作为参照，统筹划定。

4.2 讨论

随着经济的高速发展，耕地规模逐渐减少，城镇建设规模逐渐增大。人为的占补平衡制度造成未利用地可供使用的空间变小、生态环境系统类型变化、生态景观零星化、生物多样性降低。原有的农田生态环境系统被城镇生态环境系统所替代。为补充耕地使滩涂、荒山、荒草地生态环境系统被农田生态环境系统所替代[19]。一方面，生态环境各物质之间相互转换、互为渗透是一个系统整体，经济发展所需的建设用地增加必然会导致自然生态的非良性循环，但一味地单向增加耕地也会对自然生态的良性循环造成影响。另一方面，生态环境质量的变化，进一步印证了生态的脆弱性。在利用生态系统服务时，要遵循生态的内在机理和规律，特别是在实施全域土地综合整治中体现一体化提升和系统治理，考虑生态要素之间的差异。耕地的增加更多地是要向自然修复靠近，保持生态的稳定性。此外，留足生态建设用地空间，将荒山荒丘绿化、农田林网建设、交通沿线绿色通道建设作为生态建设的重点，生态退耕谨慎从严，多宜性荒地优先农用，在确保生态建设用地的前提下尽量不与农争地，以缓解耕地减少压力。

4.3 建议

一是更加突出耕地的生态属性，构建数量、质量、生态“三位一体”的耕地保护新格局。落实保护耕地的基本国策，整合安阳县、汤阴县耕地资源，重点保护好滑县、内黄县的优质耕地，以粮食生产核心区建设为契机，全面提高耕地质量。

二是以全域土地综合整治为重要路径，优化生产、生活、生态空间格局。按照“宜农则农、宜建则建、宜留则留、宜整则整”的原则，改造修复，确保整治区域内耕地质量有提升、数量有增加、生态有改善。根据区域自然资源禀赋特点及区域发展定位，安阳市全域土地综合整治重点实施建设西部山地生态农业整治区、中部低山丘陵矿区整治区、中部缓斜平原城乡融合整治区和东部平原现代农业整治区。

三是锚固生态基底，明确保护重点。安阳市是京津冀生态污染治理的通道城市之一，可以依托林州太行山地构建区域生态屏障，利用内黄沙地建设生态保育区，落实河南主体功能区战略保障南水北调生态保护带，形成“一屏、一区、一带”的生态格局，以便更好地肩负起改善京津冀生态环境的艰巨使命。

四是探索建立政府引导型的多渠道生态保护资金投资机制，重点是用于城市环境基础设施建设和生态环境保护方面的投资。鼓励社会上的各种投资主体向生态环境建设投资，更多地用于太行山地、内黄沙地、南水北调保护带、各水系生态廊道等生态安全屏障的保护修复。

五是统筹生态环境建设，建立生态效益补偿制度。对生态环境建设的投入作出长期安排，在安排基本建设投资、支农资金、农业综合开发资金等时，要把生态环境建设作为一项重要内容。按照“谁受益、谁补偿，谁破坏、谁恢复”的原则，运用法律、经济和行政手段，建立生态效益补偿制度。

六是建立生态环境质量评价预警机制。研究制定生态环境质量评价预警指标体系和技术方法，定期编制生态环境质量评价预警报告，对生态环境质量评价结果差的地区，实行预警提醒和限制性措施。

本文研究了安阳市生态环境质量现状的优劣，还存在一定的不足。例如，在生态环境质量的评价中，对土地生态适宜性、抗退化能力、恢复能力等指标的赋值较为理想化，使计算结果在不同区域之间的可比较性较小。随着研究的深入，生态环境的评价机制和路径将成为研究的重点，耕地保护与生态环境的内在关联有待进一步探索。