层次分析评价法下的潜力评价
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发布时间：2022-05-30 20:10
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时间：2023-11-10 06:14
(一)构建评价体系
经过对灾毁土地的分析，发现复垦潜力受到损毁土地当地的自然条件、基础设施条件及社会经济条件的制约，各种条件又与多种因素或指标有关，因此利用层次分析法建立土地复垦潜力评价体系。
目标层确定为自然条件、基础设施条件、社会经济条件。
自然条件包括地面坡度、有效土层厚度、土壤比例、土壤质量、淤泥或流砂堆积厚度、潜在自然灾害隐患六个指标。
基础设施条件包括交通状况、水源、水利设施、降雨与排水条件、客土来源五个指标。
社会经济条件包括单位面积投资、新增耕地单位面积投资、损毁耕地比例、灾后人均耕地面积、复垦后效益预测五个指标(表5-4)。
表5-4 灾毁土地复垦潜力评价体系
(二)评价指标内涵及取值
各体系中指标数据选取以五级取值为标准，即1～5，值越大表示复垦潜力越大，反之亦然。
1.自然条件
地面坡度A1：指灾毁土地主导坡度。按退耕还林要求，大于25°坡耕地属退耕还林区域，复垦方向主要为林地和草地，因此，复垦为耕地的坡度一般小于25°。但对于居民集中，且损毁耕地较多，人均耕地面积较小，而土壤条件良好的地区，其复垦土地坡度可大于25°，但不得超过30°。同时，坡度的大小直接关系到水土流失程度，坡度越大，其水土流失越严重。土地坡度分级参照全国第二次土地调查规定，各坡度级取值如表5-5。
表5-5 灾毁土地坡度取值表
有效土层厚度A2：指灾害发生后地表到障碍土层或石质接触面的深度。为满足农作物的正常生长需要，要求复垦为耕地的有效土层厚度大于50厘米为宜，但经灾害(尤其是泥石流、洪水等)损毁的土地土壤层大多破坏较为严重，有的地区甚至无表土，根据灾毁土地的实际情况对有效土层厚度要求可做适当调整，但正常农作物生长土层厚度不小于40厘米。如果复垦区域土层厚度小于40厘米，必须覆盖土层或客土到达40厘米，以满足基本耕作要求。对有效土层厚度不能满足的可先复垦为林地或草地。其取值见表5-6。
表5-6 有效土层厚度取值表
土壤比例A3：因滑坡、泥石流等灾害的发生，地表山坡及建筑物发生垮塌、位移或翻滚，致使土壤、石块、砖砾及其他杂物相互混杂，要满足耕作要求，土壤比例(体积百分比)应大于70%，土壤比例越高，越有利于耕作。其取值见表5-7。
表5-7 土壤比例取值表
土壤质量A4：土壤质量主要表现为土壤结构的疏松程度、土壤颗粒大小、土壤营养状况等。因灾害影响，土壤结构可能发生变化，如压占、机械碾压造成土壤板结，影响土壤透气性、吸水性和保水性等。若灾毁土地发生区域的岩石为松软岩石(如泥岩、页岩、泥质砂岩、泥质灰岩、炭质页岩等)，由于断层的错动，加速岩石的成壤进程，土壤颜色多呈灰褐色、黑灰色等，加之地表径流、泥石流的作用，山体植被聚集的腐殖质被带入山坡下融入土壤，使土壤中有机质组分增加，土壤质量得到提高。一般灰褐色、黑灰色土壤较土*土壤的营养组分高。土壤质量主要依据上述各因素综合判断，同时要考虑到土壤肥力、污染程度等。其取值见表5-8。
表5-8 土壤质量取值表
淤泥、流砂堆积厚度A5：泥石流、洪水、堰塞湖及河水漫延所造成的淤泥、流砂堆积厚度，以厘米表示。一般淤泥、流砂厚度很薄，对复垦耕作影响较小；而对于厚度达60厘米的淤泥流砂，因厚度超过耕作土壤厚度要求，将直接影响耕作。取值见表5-9。
表5-9 淤泥、流砂堆积厚度取值表
潜在自然灾害隐患A6：对于复垦地区，要进行自然灾害排查，如果存在明显滑坡、崩塌、泥石流等潜在自然灾害隐患，其复垦后土地有再次被损毁的可能，因而不具备复垦的基本条件。其取值见表5-10。
表5-10 潜在自然灾害隐患取值表
2.基础设施条件
交通状况B1：包括通车路长度与人行道长度。主要为复垦区域现有道路(主要为通车道路)及损毁道路(只含具有修复潜力道路)的长度，人行道长度为辅助指标。一般用千米/千米2表示，反映复垦区域道路通达程度及道路密度。一般土地复垦区域指标值超过2千米/千米2，则道路通达度较好，而小于0.5千米/千米2，则道路通达度较差。其取值见表5-11。
表5-11 交通状况取值表
水源B2：指复垦区域是否有水源及水源保障情况。如果没有水源，需采用工程措施引水，但引水水源距离不能太远，且投入不能太大。一般来说，在复垦项目区外引水，水源距离不超过1千米。其取值如下：①项目区内有水源，无需采取工程措施，能保证供给，取5；②项目区内有水源，但需简单工程措施，能保证供给，取4；③项目区内有水源，但需较大投入的工程措施，才能保证供给，取3；④项目区内无水源，项目区外有水源，距离1千米以内，但需较少投入的工程措施，就能保证供给，取2；⑤项目区内无水源，项目区外有水源，距离1千米以内，但需较大投入的工程措施，才能保证供给，取1；⑥项目区内外均无水源，或项目区外有水源，距离较远，且投入较大，则该项目不具有土地复垦潜力。
水利设施B3：指灾后原有的水利设施是否完好，若破损则需根据破损程度采取工程措施加以补修。主要指山平塘、蓄水池、灌排渠系的完整程度，其取值见表5-12。
表5-12 水利设施取值表
降雨与排水条件B4：复垦区域的土地损毁多数与降雨(特别是暴雨出现频率)及排水有关。按气象部门的标准，每小时降雨量在16毫米以上，或连续12小时降雨量在30毫米以上，或连续24小时降雨量在50毫米以上的降水为暴雨。例如，2008年9月23日，北川陈家坝24小时降雨达255.5毫米，使较大部分地震灾区发生了严重洪涝、山体滑坡和泥石流等灾害。因此，降雨及排水条件是评价土地复垦潜力的重要指标。因降雨具有偶然性，无法准确定量，主要根据历史暴雨出现频率定性描述，所以其取值根据暴雨频率、暴雨强度及排水条件综合评判。其取值为：①暴雨频繁，强度大，无排水条件，取1；②暴雨较频繁，强度较大，具一定排水条件，取2；③暴雨较频繁，强度一般，具一定排水条件，取3；④暴雨频率一般，强度一般，具一定排水条件，取4；⑤暴雨频率一般，强度一般，具较好排水条件，取5。
客土来源B5：土壤层厚度小于40厘米的地方需要客土，需要客土的复垦区域，应有明确的客土来源，且客土质量满足基本耕作要求，客土距离最好不超过20千米。因此，客土来源受客土需求量及客土距离影响。但若客土运输距离大于20千米，则其复垦潜力就大大减小，如无客土来源，则不具有复垦潜力。其取值见表5-13。
表5-13 客土厚度及运距取值表
3.社会经济条件
单位面积投资C1：指项目总投资(元)/建设规模(亩)。主要根据灾害发生所在地区近年来土地整理复垦项目单位面积的投资测算。灾毁土地比例较大，对项目可能以土地复垦为主的，有相当部分资金需投入到地质灾害防护(如截流沟、挡土墙等)及清运地质灾害产生的土石方与杂物，其单位面积投资与土地整理项目投资较高，其投资控制在7000～8000元/亩，对于以土地整理为主的部分一般控制在1500元/亩。因此，该指标取值要区分项目类型。对于灾后土地复垦项目，投资过高会增加成本，投资太低质量又不能充分保障。其取值见表5-14。
表5-14 单位面积投资取值表
新增耕地单位面积投资C2：指项目总投资(万元)/项目区新增耕地面积(亩)。根据近年来土地开发整理项目，新增耕地每亩投资一般控制在1.4万元左右，考虑灾后土地复垦项目，投资略微提高，每亩新增耕地投资控制在1.5万元左右，不论其工程类型如何，新增耕地投资基本差异不大。该指标取值见表5-15。
表5-15 新增耕地单位面积投资取值表
损毁耕地比例C3：损毁耕地占毁前面积比例＝因耕地损毁和灭失的总面积/灾前耕地总面积。这里的损毁地面积和灾前耕地面积是以灾害发生的区域为单位，可按照灾情涉及的范围选择相应的行政单位为研究区，可以是乡(镇)、村，也可以是市、县(区)。该指标主要反映复垦区域耕地损毁情况，该指标越大反映受损越严重，其复垦的必要性和迫切性就越明显。该指标取值见表5-16。
表5-16 损毁耕地占毁前面积比例取值表
灾后人均耕地面积C4：灾后人均耕地面积＝(灾前耕地面积-因灾灭失耕地面积)/灾后人口。该指标反映灾后复垦区域人民生活保障状况，指标越小，人民基本生活保障度越低，土地复垦必要性越显著。国土资源部等部门2013年12月30日联合发布的“二调”数据显示，截至2009年12月31日，全国人均耕地面积为1.52亩。为了便于评价和取值，将人均耕地面积调整为1.5亩。
表5-17 灾后人均耕地面积取值表
复垦后效益预测C5：复垦后的耕地，可以种植粮食作物及有关经济作物，可根据土地适应性并配合各地区产业结构调整，提高土地复种系数，以产生最大效益为目标，切实实现作物增产、农民增收。由于灾区自然条件、交通状况一般较差，每亩耕地效益以1000元/(年·亩)为基本参数，其指标取值见表5-18。
表5-18 复垦后效益预测取值表
(三)评价指标体系建立
1.构建递阶层次结构
根据土地复垦潜力评价体系，目标层为土地复垦潜力评价(O)，准则层为自然条件(A)、基础设施条件(B)、社会经济条件(C)，方案层(或指标层)有A1～A6、B1～B5、C1～C5，共16个指标。
2.构建判断矩阵及计算相对权重
1)评价体系
首先是判断矩阵O–A、B、C。对灾毁土地复垦潜力评价而言，自然条件、基础设施条件、社会经济条件都将直接影响土地复垦潜力，三个体系相互制约，但自然条件是基础，基础设施条件是前提，社会经济条件是目标与结果，相对重要性比较判断矩阵及权重见表5-19。
表5-19 各准则层之间判断矩阵及权重
数值大小反映相对重要程度。经计算，λmax＝3.0，C.I.＝0，C.R.＝0＜0.10，说明判断矩阵具有完全的一致性。自然条件权重为0.4，基础设施条件权重为0.3，社会经济条件权重为0.3。
2)自然条件
自然条件6个体系的相互关系矩阵及权重见表5-20。
表5-20 自然条件判断矩阵及权重
续表
经计算，λmax＝6.487，自然条件判断矩阵一致性比例R＝0.077＜0.10，说明自然条件判断矩阵满足一致性。
3)基础设施条件
基础设施条件5个体系的相互关系矩阵及权重见表5-21。
表5-21 基础设施条件判断矩阵及权重
经计算，λmax＝5.296，判断矩阵一致性比例R＝0.066＜0.10，说明判断矩阵满足一致性。
4)社会经济条件
社会经济条件5个体系的相互关系矩阵及权重见表5-22。
表5-22 社会经济条件判断矩阵及权重
经计算，λmax＝5.367，判断矩阵一致性比例R＝0.082＜0.10，说明判断矩阵具有满意的一致性。
根据准则层及体系层相对权重，计算出各体系相对目标层的权重，见表5-23。
表5-23 灾毁土地复垦潜力评价体系权重
准则层评价得分：
各评价指标取值Pi与各指标相对目标层权重Wi乘积即为该准则层潜力得分Si，即：
Si＝Pi·Wi(5-23)
则土地复垦潜力评价得分S为各准则层或体系得分的求和，即：
S＝∑Si(5-24)
得分越多表示土地复垦潜力越大。
为准确判断某项目区或某区域灾毁土地复垦潜力，将所有16个指标都视为中等复垦潜力，其取值为3，所计算的复垦潜力值作为潜力评价的临界值(表5-24)。
表5-24 各体系取值为3 时土地复垦潜力表
灾毁土地复垦潜力临界值S＝3.0009，这里取整为3.0000。当灾毁土地复垦潜力评价值大于3.0000时，则其复垦为耕地的潜力较大，具有较大投资价值或适宜投资，复垦方向为耕地；当小于3.0000时，则土地复垦为耕地的潜力较小，投资应慎重或进一步考查和分析，复垦方向为林地或草地。
(四)应用举例
以四川省灾后恢复重建北川县陈家坝乡土地开发示范项目为例，分析其灾毁土地复垦潜力。
1.研究区概况
研究区位于绵阳市北川县(老县城)东南20千米。地形以中低山地貌为主，地势西北高、东南低，海拔600～2175米，气候属*带季风湿润气候，土壤主要为黄棕壤土。“5·12”特大地震损毁土地位于北川县陈家坝羌族自治乡小河村与大竹村，位于都坝河西北侧及青林沟东北方向。
陈家坝羌族自治乡位于北川县东部，龙门山断裂带或边缘，区域构造相对稳定，但山体表层变质强烈，岩石较为松软。小河村辖3个村民小组，133户，452人，289个劳动力。距陈家坝场镇7.1千米，面积1.2平方千米，耕地面积157亩，退耕还林面积516.6亩。大竹村辖6个村民小组，195户，623人，460个劳动力。距陈家坝场镇3.6千米，面积3.3平方千米，耕地面积260亩，退耕还林面积580亩。
2.研究区受损概况
在地震中，小河村及大竹村都属于重灾村。“5·12”地震后，研究区小河村、大竹村地貌及土地类型发生巨大变化。小河村3个村民小组全被掩埋，全村死亡人数20人，原有耕地157.3亩，损毁90亩；原有林地1200余亩，损毁700亩。大竹村全村6个村民小组中4个被掩埋，共死亡117人，原有耕地260 亩，损毁200亩；原有林地2000余亩，损毁1400亩。两村的村公路、水利设施、饮水堰、山平塘、电灌站、电力设施、闭路电视等基础设施全被破坏，全村群众住房和村级活动室全部毁坏。由于两村地理位置都处于龙门山地震断裂带中线上，已被地质专家确定为不能修建永久性住房的地区。
3.研究区灾毁土地简述
研究区土地损毁类型较多，主要为滑坡损毁土地，泥石流损毁土地，堰塞湖泄洪损毁土地，农村住宅倒塌损毁建设用地，地面变形、开裂、隆起等损毁土地，以及崩塌损毁土地。
滑坡损毁土地分布在大竹村2组、3组及小河村3组，滑坡面积较大，最大达300余亩，滑坡距离较远，最远达200余米，其中大竹村2组有一村民正在农地干活，被滑行100余米，滑坡掩埋了大竹村3组、2组的村庄。滑坡后滑坡体地势较平坦，坡度在10°～20°之间。滑坡体前缘造成地面隆起，隆起高度达5～8米，最高达12米，原耕地被破坏，土层中夹杂石块。后经“9·24”泥石流叠加，形成现有面貌，现在坡度为5°～15°，泥石流叠加厚度1～2米，主要为土夹石，石块岩石主要为灰岩、炭质页岩、砂岩及少量辉绿岩(部分孔雀石化)。土质比例约为60%，石块被一定程度磨圆，但棱角依稀可见，石块直径一般为5～10厘米，最大可达80厘米。该区原土地类型为耕地和农村居民点，现则为滑坡、泥石流堆积物。从震后现状来看，其坡度较缓，表层主要为土夹石堆积物，土质颜色为黑灰色，村民在其上自行种植玉米和马铃薯，长势良好，说明该区土壤质量能够满足耕作要求。该区还有几条天然形成的排水沟，其中两条沟内有流水，复垦后灌溉水源有保证，救灾时所修道路达到该区。在小河村3组形成一处滑坡体，滑坡距离5～10米，在后期泥石流作用改造下，表面土壤比例在80%左右，坡度为15°～20°，适合进行土地复垦。
研究区泥石流较为发育，除两处滑坡外，小河村1组和3组老房子所在地也发育有泥石流。小河村3组老房子处泥石流面积较大，达80 余亩，将老房子处耕地损毁。由于该泥石流运移距离较远，堆积物主要为泥土，夹杂石块颗粒较小，一般直径3～6厘米。泥土颜色为灰黑色，存在一定程度的板结，村民自行翻耕后种植玉米长势良好。堆积体坡度5°～8°。
在小河村1组发育的多条泥石流冲沟中主要覆盖物为石块，石块直径较大，一般为50～100厘米，最大可达200厘米，对土地造成较大破坏。但因运移路程短，石块直径合适，这些石块正好可以成为复垦工程所需要的原材料。
在地震过程中，小河村3组、1组都坝河河边的堡坎开裂、局部倒塌，堡坎部分受损。同时，在研究区刘家门都坝河上游100米处，地震形成一个小型堰塞湖，为排除险情，需要对堰塞湖进行疏通，加之“9·24”洪水影响，使小河村都坝河的堡坎基本损毁，河水漫延，淹没了都坝河旁的耕地，沉积淤泥、流砂，部分地段又与泥石流叠加，使原耕地遭到多重破坏。水毁耕地主要为淹没，耕作层未遭到破坏，地形也未发生太大变化，坡度一般在5°～10°之间。
研究区内宅基地90%以上遭到破坏，倒塌房屋占50%以上，该区主要地段已为不适宜居住区。绝大部分村民搬迁至都坝河对岸，虽然研究区主体土地坡度较大，但宅基地所在位置，地势基本平缓。
后期营力损毁土地主要为救灾过程中机械进出、救灾物资堆放、临时搭建帐篷等临时占用的土地(特别是耕地)，其耕作层基本没有被破坏或破坏不严重。
4.研究区评价指标取值
小河村、大竹村灾毁土地各指标取值见表5-25。
表5-25 研究区各指标取值
续表
各评价指标取值Pi与各指标相对目标层权重Wi的乘积即为该准则层潜力得分Si，见表5-26。
表5-26 研究区土地复垦潜力值
计算出该地区的复垦潜力值是3.5176，比临界值3.0000大，说明该地区复垦为耕地的潜力是相对较大的。
