高標準農田建設工程措施資源環境效應評價研究

焦楊皓 畢慶生 呂剛 劉鵬 馬元博

摘 要：通過對已建成的高標準農田建設項目進行研究，以項目實施前后工程技術措施的變化量為依據，構建評價指標體系，利用綜合評價法和灰色關聯分析法，研究不同工程技術措施對資源環境效應影響的大小，分析評價高標準農田建設項目工程技術措施對資源環境效應的影響。研究表明：１）研究區１２ 個項目區的資源環境效應均為正值，達到資源環境效應正向的要求，但綜合得分普遍偏低，說明負向指標對資源環境效應的影響很大；２）各項評價指標與資源環境效應的關聯度較高，最小為０．７２０，其中影響較大的正向因素是新增和改善排澇面積占比，影響較大的負向因素是平均單位面積新增田間道路硬化長度。高標準農田各項工程技術措施對資源環境效應影響都很大，工程項目規劃及設計時要根據項目區實際狀況，合理規劃，重點是補齊短板，控制負向因素，減少負面影響，從而實現項目區農業綠色發展。

關鍵詞：高標準農田；工程技術措施；資源環境效應；綜合評價法；灰色關聯分析

中圖分類號：Ｓ２７５．６ 文獻標志碼：Ａ ｄｏｉ：１０．３９６９／ ｊ．ｉｓｓｎ．１０００－１３７９．２０２４．０３．０２１

引用格式：焦楊皓，畢慶生，呂剛，等．高標準農田建設工程措施資源環境效應評價研究［Ｊ］．人民黃河，２０２４，４６（３）：１１４－１２０．

０ 引言

耕地是糧食生產和生態環境的基礎，對生態保護具有主要作用。因此，任何耕地資源開發項目都須按“數量、質量、生態”三位一體要求，在提高糧食產能的同時提高資源利用效率、保護和改善耕地生態環境。截至２０２２ 年底，全國已累計完成６ ６６７ 萬ｈｍ２ 高標準農田建設任務，并計劃在此基礎上逐步將約１ 億ｈｍ２農田全部建成高標準農田，全面落實“藏糧于地、藏糧于技”戰略，提升糧食產能，確保糧食安全。這既是一項巨大的糧食安全工程，也是一項巨大的生態環境工程。為確保糧食產能和生態環境同步改善，《高標準農田建設通則》（ＧＢ／ Ｔ ３０６００—２０２２）、《高標準農田建設評價規范》（ＧＢ／ Ｔ ３３１３０—２００６）等技術規范和相關政策文件將高標準農田定義為“生態友好型”農田，提出了“綠色生態原則”，要求加強資源環境效益評價，遵循綠色發展理念，促進農田生產和生態和諧發展。高標準農田建設是一項多目標工程，既要實現農田質量高、產出能力高，又要實現資源效率高和生態友好、綠色發展的目標。這些目標之間既有協調性，也有沖突，如溝渠硬化有利于節水灌溉和排水除澇，道路硬化會提高農業生產效率，但大量的硬化工程不僅會占用耕地，而且會對生態環境造成負面影響。因此，高標準農田建設要加強各項工程措施資源環境效應評價，權衡各項工程措施的利弊，最終實現綜合效益最大化。

高標準農田建設工程效益可分為兩部分，第一部分是工程建設的直接結果或效應，如耕地資源利用率、道路硬化等，工程竣工后基本形成且后期變化不大；第二部分是工程項目的間接效應，受工程措施和項目運用的共同影響，是軟硬件技術措施共同作用的結果，如糧食增產、節肥節藥等。高標準農田的工程技術措施只提高了生產潛力，產量的提高還需結合農業生產過程中的各項技術和管理措施才能實現。

鑒于此，關于高標準農田建設項目的評價，理論上也可分為兩個階段，即工程設計階段所對應的工程技術措施效應評價和工程建設后運行階段的綜合效益評價。二者的評價指標體系和評價目的不同，前者主要探討工程技術措施的資源環境效應，為項目技術措施規劃和設計提供指導；后者主要評價項目建成后運行的綜合效益，是對工程措施和運行管理的全面評價。由此可見，科學評價高標準農田建設工程技術措施帶來的資源環境效益，找出影響項目區資源環境效應的主要因素，并在規劃及設計中盡可能規避建設中的風險，對充分發揮高標準農田建設的資源環境效益，進一步科學規劃和建設高標準農田具有重要意義。

學者們對高標準農田效益評價進行的大量研究及取得的豐碩成果，主要集中在高標準農田的項目選址、效益評價、建設后管理與維護等幾方面。如：薛劍等［１］ 、王新盼等［２］ 、朱傳民等［３］ 、劉慧敏等［４］ 分別采用逼近理想點排序模型、多因素綜合評價法、外部環境適宜性修正模型、層次分析法等模型和方法對高標準農田的建設時序、建設區域進行了研究；蘇蒙等［５］ 、王海玲等［６］ 、周瑜等［７］ 分別以肇東市、萬年縣梓埠鎮、河源市高標準農田建設項目為例，對項目實施后的經濟效益、生態效益、社會效益進行了綜合評價；劉昊璇等［８］ 、肖琴等［９］ 、方琳娜等［１０］ 根據多中心治理理論、整區域推進理論并參考日韓兩國農田建設做法探討了高標準農田和土地整治工程建設完成后的監督管理模式、維護機制等。

已有研究一般將效益分為經濟效益、社會效益和生態效益等，主要關注項目建成后運行的綜合成效，是對間接效益的評價，關于高標準農田建設工程技術措施的資源環境效應的相關研究非常少，有必要加強研究?；诖?，本文以豫南平原丘陵地區羅山縣高標準農田建設項目為對象進行相關研究，以期為高標準農田建設規劃及設計提供理論指導。

１ 研究區概況及數據來源

１．１ 研究區概況

研究區地處大別山北麓，淮河南岸，位于東經１１４°１０′—１１４°４２′、北緯３１°４４′—３２°１９′。研究區為亞熱帶向暖溫帶過渡區，屬于溫帶大陸性季風氣候區，年均降水量１ ３８８．６ ｍｍ，雨水充沛、氣候溫和、四季分明。

該地區地形地貌有平原和丘陵兩種類型。全區淺層地下水資源可開采量０．６４４ 億ｍ３，多年平均地表水資源２７．１１０ 億ｍ３，多年平均可利用水資源總量２７．７５４ 億ｍ３，水資源開發程度不到２２． ５％。全區耕地面積８８ ０４０ ｈｍ２，土壤以黃棕壤土面積最大，農作物以水稻和小麥為主，還有少量玉米。

研究對象為１２ 個高標準農田建設項目區，總面積約１８ ０７６．７ ｈｍ２，____T_蒧袟涉及２０ 個鄉鎮８３ 個行政村，總人口為１８．５３６ １ 萬人，總投資４．０７ 億元。項目內容包括提灌站、蓄水池、灌溉渠道、排水溝道、道路、農田林網建設，以及土壤質量提升等?，F項目全部驗收，質量合格，并已投入使用。

１．２ 數據來源

本文數據根據羅山縣２０１９—２０２２ 年１２ 個高標準農田建設項目區的設計報告、設計圖、竣工圖和竣工資料，該縣２０２２ 年土地利用現狀圖、衛星影像、耕地質量等級矢量數據，以及部分實地調研數據（包括數字資料），通過整理計算得到。

２ 研究方法

高標準農田建設項目的綜合效益是各工程技術措施效應共同作用的結果。其中，一些工程措施具有兩重性，即可以改善資源利用效率、卻損害環境生態，產生負向作用，并且工程措施的建設量越大對資源利用效率的改善程度越大，對環境生態的負向作用也更大?；诖?，本文在構建評價指標體系的基礎上，采用熵權法與ＡＨＰ 法計算指標平均權重，然后根據各種工程措施的效應屬性和工程量大小計算工程項目的綜合效應值，比較各工程項目綜合效益大小，并在此基礎上通過灰色關聯分析，討論不同工程措施對綜合效應的影響程度，從而確定高標準農田建設項目中各種工程措施對資源環境效應的影響大小。

２．１ 評價指標構建

高標準農田建設具有投資大、技術性強、涉及面廣、內容多的特征［１１－１２］ 。參考劉鵬等［１３］ 、譚梟等［１４］ 、王曉青等［１５］ 、丁繼輝等［１６］ 的研究，以《高標準農田建設 通則》（ＧＢ／ Ｔ ３０６００—２０２２）、《高標準農田建設評價規范》（ＧＢ／ Ｔ ３３１３０—２０１６）、《河南省高標準農田建設標準》（豫農文〔２０２２〕６７ 號）等技術文件為依據，通過對田、土、水、路、林、電、技、管８ 個方面技術措施的分析，遵照客觀公正、系統科學，以及實用和可操作的原則，結合研究區域自然資源和農業生產現狀等情況，從耕地資源利用效應、水資源利用效應和農田環境生態效應３ 個方面構建準則層指標。

因研究區為傳統水稻產區，高標準農田建設很少開辟新的道路、溝渠等線狀工程，重點是在原有基本農田建設的基礎上進行提質改造，對景觀格局、耕地數量的影響很小，因此景觀格局、耕地數量等在構建指標體系時不考慮。本文研究的是項目區新增工程技術措施的資源環境效應，所選指標值均采用項目建設前后的相對變化值，即項目實施中的新增工程量，具體指標見表１。

耕地資源利用效應（Ａ），即工程技術措施實施后對耕地資源利用效率產生的影響，主要考慮耕地質量等級提升和耕地有效面積變化兩個方面，包含５ 項指標。其中：土壤改良或培肥面積占比（Ａ１ ），指項目實施中進行土壤改良或培肥的耕地面積占耕地總面積比例，該項指標越大即土壤改善面積越大越有利于提高耕地質量，提升糧食產出能力，為正向屬性；新增有效灌溉面積占比（Ａ２），指項目實施后新增有效灌溉面積占耕地總面積比例，主要反映原未配備完整灌溉設施的耕地在項目實施后配備了完整的灌溉設施，該指標越大，表明灌溉設施配備越齊全越有助于提升耕地利用效率，為正向屬性；灌溉改善面積占比（Ａ３ ），指原本灌溉條件未達到高標準農田建設標準的面積在項目建設后達到灌溉標準的面積占耕地總面積比例，該項指標越大，表明灌溉能力得到提高的面積越大對耕地資源的利用效率提升越大，為正向屬性；新增道路通達度（Ａ４），指因新修建田間道路而增加的田間道路通達度，該指標包括田間機耕道和生產道路的通達度，通達度越高越有利于提升農業生產效率，為正向屬性；新增工程設施占地比例（Ａ５ ），指新增或擴寬道路、新增溝渠、新修建泵站和新種植林帶而占用耕地的比例，該指標越大，反映項目實施的工程侵占耕地面積越多，浪費的耕地資源越多，為負向屬性。

水資源利用效應（Ｂ），主要考慮工程技術實施后對灌溉水利用系數的提升和灌溉保證率的變化，包含５ 項指標。其中：平均單位面積新增灌溉水源量（Ｂ１），指因項目新修或維修坑塘等水源工程而新增的灌溉水源水量，該項指標越大反映工程對水資源的開發能力提升越高，為正向屬性；渠系灌溉水利用率提升值（Ｂ２），反映因新建、維修、硬化渠道而提升的渠系灌溉水利用率，該項指標越大間接反映水資源利用效率提升越大，為正向屬性；平均單位面積新增或修復灌溉渠道長度（Ｂ３），指項目實施計劃中新建及維修的灌溉渠道長度，該指標越大反映田間可利用灌溉渠道越多，對水資源的利用效率提升越高，為正向屬性；新增節水灌溉面積占比（Ｂ４），指因渠道硬化而增加的節水灌溉面積占灌溉總面積的比例，該指標越大間接反映水資源節約利用效率提升水平越高，為正向屬性；平均單位面積新增田間水利工程數量（Ｂ５），指項目實施過程中新增加的閘門、涵管、板橋等小型田間水利工程，這些工程的實施有助于合理利用水資源，為正向屬性。

農田環境生態效應（Ｃ），主要包括工程技術措施帶來的環境生態的變化，主要考慮環境生態的改善和損害，包含４ 項指標。其中：平均單位面積新增田間道路硬化長度（Ｃ１），指新增的使用混凝土等材料硬化道路長度，從生態環境角度出發，該項指標越大反映對生態破壞程度越大，為負向屬性；平均單位面積新增渠道硬化長度（Ｃ２），指新增的使用混凝土等材料硬化的渠道長度，從生態角度分析，硬化長度越長對生態造成的破壞程度越大，為負向屬性；平均單位面積新增林帶長度（Ｃ３），指項目區新增防護林網的林帶長度，為正向屬性；新增和改善排澇面積占比（Ｃ４ ），指原缺少排澇溝道等設施或排澇設施能力不強的，經項目建設后得以改善，達到高標準農田建設要求的排澇除澇面積占比，為正向屬性。

上述指標分別反映項目實施后對耕地數量、耕地質量、水資源開發利用效率，以及環境生態的提升和改善情況。

２．２ 指標權重的確定

確定權重的方法分為客觀法和主觀法［１７］ 。熵權法確定權重主要依據評價指標值的差異大小，它直接影響權重的大?。郏保福?，是一種客觀權重計算方法；層次分析（ＡＨＰ）法充分利用人的經驗和判斷，把決策過程中的定性與定量因素有機結合［１９］ ，是一種主觀權重確定方法。熵權法的適用范圍一般局限于具體的研究對象，不具有全局性；ＡＨＰ 法確定的權重可以適用于研究對象以外的范圍，但受評價者對問題的認知等主觀影響，人為因素干擾較大。參考田林鋼等［２０］ 、楊海平［２１］ 的研究，將ＡＨＰ 法和熵權法相結合確定權重，以保證各項指標權重的合理性。

１）對數據進行標準化處理。高標準農田工程技術措施包含內容較多，不同領域、不同工程技術措施評價指標之間的量綱不同、數值大小相差較大，難以直接進行評價。因此，采用極差標準化法對指標值進行標準化處理，以消除不同量綱、數值大小等之間的差異。

３ 實例應用

３．１ 研究區數據處理與指標權重計算

對１２ 個高標準農田建設項目區進行指標值計算、匯總，然后根據式（１）、式（２）對數據進行標準化處理，得到處理后的指標值，并分別按照熵權法和ＡＨＰ 法計算主客觀權重，最后根據式（３）計算得到各個指標組合權重，具體結果見表２。

３．２ 各項目區綜合得分及排序

利用表２ 中經標準化處理后的數據和所得指標組合權重，按照式（４）計算各項目區綜合得分并排序，結果見表３。

３．３ 綜合得分影響因素灰色關聯分析

以項目區資源環境效應綜合得分為參考序列，各指標值為比較序列，按照式（５） ～式（７），對１２ 個項目區的數據進行計算，得到各指標序列的灰色綜合關聯度，結果見表４。

由表４ 可知，關聯度最高為０．８８７、最低為０．７２０。其中：對項目區資源環境利用效應影響最大的是Ｃ１，該項指標有利于提升田間生產效率，但從農田生態環境角度分析，道路硬化對生態環境造成負向影響；關聯度最低的是Ｂ１，主要原因是項目區灌溉水資源相對充足，可提升灌溉保證率，但從資源環境利用效應角度來看不顯著，因此關聯度最低。

在影響耕地資源利用效應的５ 個因素中，關聯度較高的是Ａ３、Ａ５，該兩項因素分別對應項目實施對耕地質量和耕地數量的影響。Ａ３與當地農田基礎設施薄弱的現狀一致，大面積提升農田灌溉能力有利于改善農田灌溉設施，提升耕地質量；Ａ５作為影響較大的負向指標，在進行項目規劃時應盡量在原有的工程基礎上對其進行修復或重建，減少耕地占用。

在影響水資源利用效應的５ 個項目中，關聯度較高的是Ｂ２、Ｂ５，說明完善田間水利工程設施，搞好灌溉設施配套，提高灌溉渠系工程質量，節約農業水資源仍是高標準農田建設的重點。

在影響農田環境生態效應的４ 個因素中，關聯度較高的是Ｃ１（前文已分析）、Ｃ４。Ｃ４說明修復和新建完善的排水系統，改善農田除澇排澇條件的工程有利于改善農田生態環境，有利于資源環境效應的提升，這與當地降水量相對較大、農田排水任務十分重要是一致的。關聯度最低的是Ｃ３，主要是當地生態條件好，大部分項目農田防護林網完善，新建任務少。

４ 討論

高標準農田建設目標不僅要實現高產能，而且要實現高資源利用效率和友好的生態環境效益。本研究以豫南平原丘陵地區為例，運用熵權法、ＡＨＰ 法和灰色關聯分析法，綜合評價了１２ 個高標準農田建設項目資源環境效應，對高標準農田建設工程技術措施對資源環境效應的影響進行了有效的探索。

結合各項目區具體工程技術措施分析，綜合得分高的項目區工程技術措施重點提升了土壤肥力，改善了灌溉排水能力，提高了耕地質量；然而綜合得分低的項目區共同特點是多項技術指標實施后變化不大，且在道路硬化上工程量偏大，拉低了綜合得分。如排名第１ 的ＸＭ１０和排名第５ 的ＸＭ４進行對比，１１ 個正向指標數據顯示，ＸＭ１０和ＸＭ４并無明顯差別，ＸＭ４綜合得分低于ＸＭ１０的主要原因是其負向指標值高。因此，從資源環境效應角度來看，項目區工程技術措施要合理規劃，補齊短板，控制負向因素，盡可能做到在原有田間工程設施的基礎上進行修復或重建，控制新增工程設施占地，防止工程過度“硬化”而破壞生態環境，提升整體資源環境效應。

道路硬化、渠道硬化等具有雙重屬性，從存量來看屬于適量型指標，當項目區存量值較小時，增加工程量利大于弊；當存量值較大時，增加工程量則弊大于利。本研究采用的項目實施前后工程技術措施的變化量（增量），從環境生態角度來看具有負向效應，因此研究中作為負向指標處理。

本研究區域為豫南平原丘陵地區，主要農作物為水稻，評價指標和權重的確定受區域影響，具有一定的局限性，雖然對其他地區高標準農田建設項目的資源環境效應分析具有一定參考意義，但是當區域和基礎條件差異較大時，需結合區域特點和地方特色進行針對性研究。

５ 結論

１）從耕地資源利用效應、水資源利用效應、農田環境生態效應３ 個方面，以項目區建設前后工程技術措施的變化量為主，構建了３ 個準則層１４ 個評價指標的評價指標體系。評價結果和實際情況相符，證明該指標體系較系統、準確、全面地反映了高標準農田建設項目區工程技術措施的資源環境效應。

２）１２ 個項目區的綜合得分均為正值，即項目實施在整體上給研究區的資源環境效應帶來積極的正向影響。但是，各個項目區綜合得分普遍偏低，說明各項目區的工程措施在規劃和設計方面仍需改善，避免工程技術措施對資源環境效應的負向影響。

３）關聯度分析顯示，１４ 個評價指標與資源環境效應的關聯度都較高，說明每一項工程技術措施對項目區資源環境效應都有很大影響，其中，影響較大的正向因素有新增和改善排澇面積占比和灌溉改善面積占比，影響較大的負向因素是平均單位面積新增田間道路硬化長度和新增工程設施占地比例。因此，高標準農田建設要結合項目區實際科學規劃，做到“缺什么、補什么”補齊短板，并采用新技術措施，提升資源環境利用效率減少或降低負向影響，保證高標準農田建設項目資源合理利用和環境生態良好。

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【責任編輯 簡 群】