農業(yè)景觀規(guī)劃與設計探析

1、農業(yè)景觀規(guī)劃與設計探析1農業(yè)景觀規(guī)劃最近幾十年,集約化經營方式已經導致了傳統農業(yè)景觀中生物棲地多樣性的降低和自然景觀的破碎化,土地利用和土地覆蓋方式的變化使得農業(yè)景觀的美學和生態(tài)效益遭受嚴重損害1.針對各種日趨嚴重的農業(yè)和土地退化問題,農業(yè)、環(huán)境、地理等領域的專家重新考慮土地利用與土地覆蓋的結構調整.農業(yè)經濟領域的專家學者側重從市場效益和農業(yè)技術角度出發(fā),依靠農業(yè)科技成果,發(fā)展各種新型農業(yè)模式.環(huán)境和地理等領域學者的反應主要是規(guī)劃設計一些富有特色的新型農業(yè)模式,如有機農業(yè)、生態(tài)農業(yè)、精細農業(yè)等.任何農業(yè)模式,在很大程度上均可表現為一定的土地利用方式及其組合,即農業(yè)景觀空間結構.事實上,具體農業(yè)

2、模式的規(guī)劃和設計往往均可視為土地/景觀規(guī)劃問題.然而,不論其意義有多重要,這些規(guī)劃和設計,實際上多具區(qū)域實用和偶然性,帶有普遍意義的新景觀空間配置結構還難以形成.以景觀生態(tài)學為理論基礎,通過規(guī)范的方法和途徑進行各類農業(yè)景觀規(guī)劃勢在必行.2原理與方法2.1景觀生態(tài)學原理景觀尺度上的生態(tài)學研究已有較長的歷史.但只是近期這種研究才被應用于實踐領域且正在形成一個密切相關的理論體系.對景觀生態(tài)學一般原理,已有作者從不同角度進行過總結.美國學者forman和go-dron2主要立足于生態(tài)學角度提出景觀生態(tài)學的7條基本原理,risser等8提出主要針對尺度的5條基本原則,中國學者肖篤寧(1993)根據相關學

3、科理論,提出景觀生態(tài)學的7大理論基礎.這些對景觀生態(tài)學基礎理論及體系的創(chuàng)立,無疑都有明顯的開拓意義,但作為體現學科本質和特色的基本原理,它們還有必要進一步抽象和完善.基本原理是學科本質特征的反映,是其最為重要的理論問題.景觀生態(tài)學起源于地理學與生態(tài)學觀點的相互綜合,它的基本特點表現為由地理學、生態(tài)學為主的多學科交叉.由此,作者認為景觀生態(tài)原理至少應包括3個方面的內容:綜合整體論、水平異質性空間結構及垂直異質性相互關聯.具體劃分為:整體性原理、時空尺度與等級層次原理、鑲嵌穩(wěn)定性與生態(tài)控制原理等3項,并可視之為景觀生態(tài)學的基本原理體系(圖1).2.2農業(yè)景觀的生態(tài)規(guī)劃與設計對景觀生態(tài)學而言,任何形

4、式的農業(yè)活動都必然落實在具體的地域空間上,構成各類農業(yè)景觀.這種空間特征,是應用景觀生態(tài)學原理方法于農業(yè)景觀規(guī)劃和設計實踐中的基本前提.同時,農業(yè)景觀規(guī)劃和設計的最終成果也必然表現為空間格局合理的具體農業(yè)景觀.特定區(qū)域農業(yè)景觀的規(guī)劃和設計,既包括具體農業(yè)景觀單元的研究,也包括確定這些單元區(qū)位的區(qū)域農業(yè)景觀功能區(qū)劃研究.農業(yè)景觀的規(guī)劃和設計在很大程度上是個景觀生態(tài)學原理的實際應用問題4,顯然,可以直接運用近幾年迅速發(fā)展的景觀生態(tài)規(guī)劃和設計的一系列原理和方法.狹義農業(yè)景觀,即農田景觀是草地、耕地、林地、樹籬及道路等的鑲嵌體,表現為有機物種生存于其中的各類碎化棲地的空間網格9.農業(yè)景觀的規(guī)劃設計實踐

5、中,處理很多具體問題時都需要應用景觀生態(tài)學原理和理論.譬如,田塊斑的大小和形狀、防護林網眼規(guī)模、水系廊道的寬度和連接度、自然干擾的頻度和分布、異質景觀單元的特征等等.事實上,它們通常對農業(yè)景觀的生物生產和各種過程起著決定性的影響7.從景觀生態(tài)學角度看,除去常規(guī)農業(yè)第一性生產功能外,農業(yè)景觀還具有一個重要的功能,即宏觀環(huán)境背景功能,這也是目前農業(yè)景觀倍受關注的原因之一.實踐中,景觀規(guī)劃的主要問題在一定程度上可以歸結為是適應地方物種個體生態(tài)需求而對斑和廊的設計.目前對這種復雜而困難的任務的反應,首先是假設現存的景觀生態(tài)原理是合理的,科學的農業(yè)景觀規(guī)劃和設計就是對這些原理的具體運用過程,即“黑箱方法

6、”的運用.另外一個做法是強調景觀單元及其組合結構與特定的物種制約關系,認為不可能將景觀設計得適宜所有的棲居者,但必須明確核心物種以使設計能夠滿足一些已知的需求.這些物種數量雖少,但卻具有突出的生態(tài)重要性.目前,相類學科的發(fā)展水平使這種特殊物種設計法具有比較廣泛的應用范圍.它與“黑箱假設法”有可能成為較通用的研究方法.景觀生態(tài)規(guī)劃與設計是景觀生態(tài)學結合實踐的應用方向,是實現區(qū)域可持續(xù)發(fā)展的空間途徑6.景觀規(guī)劃設計與以往單目標的規(guī)劃設計有本質的不同,主要體現在它將景觀作為“資源”并從“整體”上看待,并將人類需求與景觀的自然特性與過程相聯系,主要關注宏觀尺度上的資源配置.農業(yè)景觀的規(guī)劃設計不僅關注景

7、觀的“土地利用”、“土地肥力”以及人類的短期需求,更強調景觀供人類觀賞的美學價值和景觀作為復雜生命組織整體的生態(tài)價值及其帶給人類的長期效益.同時,景觀規(guī)劃設計中的景觀不僅要以現在的格局,而且要以新的格局為各種生命形式提供持續(xù)的生息條件.景觀生態(tài)規(guī)劃設計的中心任務就是創(chuàng)建一個可持續(xù)發(fā)展的整體區(qū)域生態(tài)系統.景觀規(guī)劃設計與區(qū)域持續(xù)農業(yè)在根本目標上完全一致,其多目標性兼顧持續(xù)農業(yè)的生態(tài)持續(xù)性、經濟持續(xù)性(如強調資源配置)與社會持續(xù)性(如關注未來).農業(yè)同其它產業(yè)不同之處在于農業(yè)生產極大程度依賴土地的自然屬性,而景觀規(guī)劃設計充分強調景觀的自然屬性(如將人類需求與景觀的自然特性與過程相聯系).而且,規(guī)劃設

8、計本質上是對資源進行空間配置,所以可將景觀規(guī)劃設計作為區(qū)域持續(xù)農業(yè)景觀實現的空間途徑10.相同于其它內容的景觀生態(tài)規(guī)劃,農業(yè)景觀的規(guī)劃設計是運用景觀生態(tài)原理,結合考慮地域或地段的綜合生態(tài)特點及具體的目標要求,構建一個空間結構和諧、生態(tài)穩(wěn)定、社會經濟效益理想的區(qū)域農業(yè)景觀系統.保障做到這一點,本項研究在整個工作過程中自始至終貫徹如下幾項原則:適宜面積原則;類型多樣性原則;景觀單元關聯原則;空間結構協調原則.3案例與結果3.1研究區(qū)地理背景涿鹿盆地位于河北省涿鹿縣北部,為新生代斷陷盆地.其西北部為中低山地,南部為低山丘陵,從北向東南以洋河為界,大體上呈三角形(其中西南部向南延伸較多),境內有中低山

9、、丘陵、盆地、河漫灘、階地等多種地貌類型.基本屬于溫帶半干旱大陸性季風氣候,四季分明、光照充足、熱量較少,降水少而集中于夏季、大風多而集中于冬春.水資源比較豐富,自西向東橫穿盆地南部的桑干河是其主要水系.土層深厚,土壤肥沃,以灌淤土和水稻土為主.植被類型多樣,以玉米、春小麥、水稻等作物以及葡萄、蘋果、梨等林果為主,天然植被僅分布在盆地的西北中低山地、南部低山丘陵.本區(qū)面積44158hm21),人口21.58萬人,土地利用類型以耕地、園地及居民點工礦用地為主.經濟以農業(yè)為主,糧食、蔬菜種植,干鮮果生產為其主要發(fā)展方向.本區(qū)近京津及張家口,具有較好的市場區(qū)位條件.農田建設水平高,水利設施完善,灌溉

10、面積占耕地87.3%.農業(yè)機械化水平較高,灌溉、耕翻、運輸、脫粒及加工大部分實現了機械操作.農業(yè)技術推廣較快,地膜、大棚等栽培及品種引進技術得到廣泛應用.總體而言,本區(qū)經濟技術文化較為發(fā)達,農業(yè)生產水平較高,位置優(yōu)越,交通便利,具有發(fā)展農業(yè)的先天優(yōu)勢.可以認為,本區(qū)為典型的農業(yè)景觀,其未來利用應以農業(yè)為主.3.2研究區(qū)的總體規(guī)劃目標盡管本區(qū)背景景觀具有明顯的農牧過渡特征,但在目標景觀尺度上,仍屬典型的農業(yè)景觀,景觀生態(tài)過程以農業(yè)土地利用為主.景觀生態(tài)主導過程是確定景觀利用方向的主要依據.本區(qū)目標景觀生態(tài)過程以農業(yè)土地利用為主,自然退化過程(包括水土流失、風蝕沙化及鹽漬化)及城市化過程次之.這一

11、特性決定本區(qū)景觀利用應以農業(yè)生產為中心,兼顧生態(tài)環(huán)境保護與其它產業(yè)發(fā)展.綜上所述,本區(qū)景觀利用應以農業(yè)生產為主,環(huán)境保護為輔.在保持農業(yè)資源、環(huán)境不致退化的前提下,最大化農業(yè)產量、質量、效益是本區(qū)景觀利用的基本目標.此外,在保證基本農田和農業(yè)產量的前提下,也應大力發(fā)展其它產業(yè).具體來說,糧食、蔬菜與水果生產既要保證本區(qū)消費需求,又要完成糧食上繳任務以及提供較多的水果、蔬菜境外出口;環(huán)保要將治理與開發(fā)相結合,不僅不能使退化過程損害農業(yè),還要以開發(fā)養(yǎng)治理,以治理保生產;在保證農業(yè)生產的前提下,推進城市化進程.3.3區(qū)域農業(yè)景觀的功能分區(qū)研究區(qū)主要景觀類型有:針葉林地、山地灌叢草坡、緩坡耕地、梯田耕

12、地、果園、各級道路、居民點及人工水面等.其空間結構表現為以涿鹿盆地中心居民點(涿鹿縣城鎮(zhèn))分別為中心的環(huán)帶狀格局.受制于地形和人文區(qū)位因素,從中心向外依次為:居民點川平原臺耕地、梯田耕地、緩坡耕地果園次生林和灌叢草坡等景觀類型,這也構成整個研究區(qū)農業(yè)景觀的空間結構.顯然,這種結構既有對自然景觀生態(tài)合理利用的基礎,又具一定的景觀美學價值.三大功能區(qū)自盆地邊緣向盆地內部呈環(huán)帶狀過渡,以內層的農業(yè)耕作景觀為主.外圍生態(tài)環(huán)境保護景觀的水土流失過程在不采取措施的情況下,將同中部經濟園林景觀的水土流失一道對自身構成威脅,而經濟園林景觀的水土流失在不采取措施的情況下,又將會對農業(yè)耕作景觀產生影響.就嚙齒類動

13、物的活動來說也有從天然景觀向農田入侵的傾向.從環(huán)境保護、生產效益并重到農業(yè)生產的景觀功能分區(qū),目的在于適應這種景觀過程的空間分配,抑制各功能區(qū)之間的上述關聯.尤其是中部景觀既行生產功能,又具環(huán)境保護功能,還對水土流失、有害物種入侵起到緩沖作用,保護了內層景觀.3.3.1生態(tài)環(huán)境保護功能區(qū)(1)位置、范圍:分布在最外圍灌渠以外(即七一大渠、桑南一干渠控制范圍以南,劈山大渠控制范圍以西、北)與區(qū)界之間,控制面積19223hm2.(2)功能:主要執(zhí)行生態(tài)環(huán)境保護功能.大力發(fā)展水土保持林,努力提高植被覆蓋率,是本區(qū)開發(fā)利用的方向.在立地條件較好處,以植樹造林為主,較差處則先要封坡種草,為將來造林做準備

14、.(3)依據:地形以低山丘陵為主,坡度較陡,不適于農業(yè)開發(fā).景觀過程以水土流失、植被覆蓋減少(人為樵采、放牧等干擾所致)等退化過程為主,必須將生態(tài)環(huán)境保護置于首要地位.同時,灌溉水無法到達,天然降水少且難以攔蓄利用,沒有生產保證.3.3.2經濟園林功能區(qū)(1)位置、范圍:分布在生態(tài)環(huán)境保護功能區(qū)以內,大致在惠民北灌渠、桑南三干渠以外.控制面積14149hm2.(2)功能與利用方向:主要執(zhí)行經濟林生產功能,兼顧環(huán)境保護功能.堅持以葡萄、蘋果、梨等水果生產為主,適當發(fā)展大棗、核桃、杏扁等干果以及其它經濟林生產,提高園林的經營、管理水平,使本區(qū)成為以境外出口為主多種經營的高效益的水果基地,是本區(qū)的農

15、業(yè)發(fā)展方向.堅持土地利用與改良、建設相結合.堅持溝、谷、坡綜合治理,遏止水土流失,彌補灌溉水不足.總之,這種功能設計,目的在于既遏止水土流失等不利過程,又盡量最大化經濟效益,達到生物生產與環(huán)境服務功能的統一.(3)依據:灌溉水有一定保證率,為產量的穩(wěn)定提供保障;地形以山前黃土低丘、臺地或洪積扇為主,坡度較緩,適于耕種;土層深厚,土壤較肥,有助于提高生產力;景觀過程以果園經營及農田改造建設為主,盡管天然狀態(tài)下水土流失較為嚴重,但目前大部分地區(qū)得到初步抑制.3.3.3農業(yè)耕作功能區(qū)(1)位置、范圍:分布在經濟園林功能區(qū)以內.控制面積10786hm2,為本區(qū)景觀的核心.(2)功能與利用方向:執(zhí)行種植

16、業(yè)生產功能.其發(fā)展方向為商品糧和主要面向京津的副食品基地,以高產、高質、高效農業(yè)為發(fā)展目標.具體實現途徑為:合理安排農、牧、副結構,以糧食和蔬菜生產為主,適當增加或加大油料、經濟作物比重;選擇、引進、推廣適于本地的高產、優(yōu)質品種;充分利用景觀的空間鑲嵌與多熟種植原理,合理組合作物的空間結構,適當安排輪作順序,逐步擴大間、套、帶面積,提高復種指數;引進推廣先進耕作經營管理技術,提高集約化程度;完善防護林、灌渠網絡,做到排灌結合,旱澇保收;嚴格控制非農建設濫占耕地,在保證基本農田不減少的前提下,加強改造措施,提高土壤肥力.(3)依據:灌溉水有可靠的保證率;土地平整,土層深厚,土壤肥沃;景觀過程以種

17、植業(yè)耕作經營為主,土地改良為輔,城市化有一定發(fā)展,但不會對農業(yè)構成威脅.3.4各功能區(qū)內部的結構規(guī)劃與設計3.4.1經濟園林功能區(qū)結構在經濟園林功能區(qū)內,根據現狀景觀的組合格局、景觀單元間的細微過程差異及其空間關聯、未來變化趨勢,可將本區(qū)的空間結構作如下安排:桑干河以北自成一片、桑干河以南大致以涿礬公路為界分為東西兩部分,可分別稱為桑北、西南、東南單元.三區(qū)的控制面積分別為30.93、66.10和4446hm2.桑北單元外接生態(tài)環(huán)境保護功能區(qū),內聯農業(yè)耕作功能區(qū).其糧食、蔬菜的供給依賴耕作區(qū),而自身的水果產品又可在一定程度上滿足耕作區(qū)的需要;生態(tài)環(huán)保區(qū)的水土流失對其有一定威脅,而自身土地的改造

18、尤其是引洪淤灌又與生態(tài)環(huán)保區(qū)密切相關.考慮到本區(qū)盛行西北風,而目前防護林帶基本平行于這一風向,可沿劈山大渠新建一條防護林.這樣既能防止風沙,又可在一定程度上割斷某些動物對果園的入侵路線,同時也因避免選擇新地址而節(jié)約土地.東南、西南單元與生態(tài)環(huán)保及耕作功能區(qū)的聯系與此類似.就兩大單元之間而言,東南單元成熟的果品栽種技術與優(yōu)質品種可向西南單元就近輸出,西南單元過剩的糧食可向前者供應.考慮到兩大單元功能與地域上的接近,可沿它們的交界,即涿礬公路布局果品加工企業(yè).這樣做既可方便區(qū)內運輸,又利于境外調運.3.4.2農業(yè)耕作功能區(qū)結構本區(qū)景觀過程以作物生產為主,具有較大的一致性,可視為一個整體單元.本區(qū)的

19、結構設計就針對這一整體單元.水澆地為基,城鄉(xiāng)建設用地、灌溉水田以及局部園地等為斑,灌渠、樹籬、道路、河流等為廊的斑、廊、基空間鑲嵌格局是規(guī)劃區(qū)的基本結構.鑒于本區(qū)以西北大風居多,營造防護林帶應以東北-西南方向為主.目前這一方向僅有惠民北渠一條林帶,宜增加一到兩條林帶,一條大致沿單家堡-上太府-赤腳寺-尹文屯-苑莊一線,一條大致沿大姚莊-南莊-辛興堡一線.適當擴大水稻種植面積(水田面積),控制城鄉(xiāng)建設用地尤其是農村居民點用地擴張,繼續(xù)完善道路、灌渠建設(尤其是較大居民點之間的交通聯系,灌溉排水體系)以改善景觀之間的空間聯系,擴建、完善樹籬體系以充分發(fā)揮其阻擋風沙功能,是未來景觀建設的方向.3.5

20、典型景觀單元設計3.5.1桑北果園單元現狀景觀呈糧食、果園、荒地鑲嵌,糧食作物占明顯優(yōu)勢.景觀過程以土地改造為主,農業(yè)耕作利用為輔.另外,水土流失也不容忽視.土壤與水分要素(土層厚薄不均,多含礫石,質地輕壤,水分不足),對耕作構成根本性限制.現狀耕作水平低,種植業(yè)生產潛力小.景觀不穩(wěn)定,農業(yè)利用中存在明顯的果園取代耕作的趨勢.近期以農田改造建設為主,農業(yè)生產為輔,未來以干鮮果生產為主導方向.首先平整土地、排除礫石、引洪淤灌,以保持水土、提高肥力、改善耕作條件;在改造的基礎上,暫時實施果糧間作,逐步擴大果園比重,水分條件較好者,重點發(fā)展蘋果、梨等水果,水分條件較差者以大棗、核桃等干果為主,直至建

21、成生產多樣、干鮮果兼營的果品基地.條件較差、不宜大面積改造土壤的地方要強調點狀改造,挖坑填土澆水,直接栽種果樹.3.5.2東南果園單元現狀景觀呈現糧食作物主要散布在果園北緣或零星點綴于大面積果園間的格局.景觀過程以果園經營維護為主,土地改造為補充,園地蠶食耕地過程趨于完成,水土流失初步得到遏止.桑南二干渠以外坡度較陡,灌溉水無可靠保證,干旱和水土流失對本區(qū)生產有影響.景觀相對穩(wěn)定,變化不明顯.品種單一,景觀多樣性程度低.完善和深化以葡萄為特色的水果基地建設,是本區(qū)的發(fā)展方向.主要途徑:用優(yōu)質水果品種全面取代種植作物;推廣、引進適于本區(qū)的優(yōu)質高效益品種,逐步淘汰普通品種;適當增加新品種,重視不同

22、品種的空間搭配,改變單一品種經營方式;平整土地,擴建灌渠,注重培肥,堅持開發(fā)式綜合治理,以利用帶動改造,徹底消除土壤侵蝕和干旱,使其成為高產穩(wěn)產的優(yōu)質水果基地;大力發(fā)展果品加工,提高水果經濟效益.3.5.3西南果園單元現狀景觀呈果糧間作鑲嵌,比例接近,水肥空間配置差異較大.景觀過程以生產經營為主,坡麓地帶有水土流失發(fā)生.水分不足、肥力不高構成較大限制.景觀相對不穩(wěn)定,園地有逐步取代耕地的趨勢.利用方向應以農林生產為主.首先要合理搭配糧食作物和果樹的空間結構:在七一大渠以外無灌溉水的地方,全部栽種果樹,適當擴大干果比重;在桑南一干以外七一大渠以內灌溉水無可靠保證的地方,以果園逐步替代耕地,以蘋果

23、、梨等水果為主;桑南一干以北水肥配合較好地方,穩(wěn)定糧食種植面積,嚴格控制果園面積,以糧食生產為主;在特定地塊中,要注意果園與糧食之間、果園與糧食內部作物的比例、距離,相互的組合鑲嵌方式等.在發(fā)展生產的同時,積極改良土地:進一步發(fā)展水利、水保事業(yè),修筑梯田、土石谷坊抑制土壤侵蝕,開挖擴建水利排灌渠系,洪淤改土,培育肥力.3.5.4典型耕作單元依據限制本區(qū)農業(yè)生產的限制要素水分,可將本區(qū)典型農業(yè)景觀即基質設計為果糧、水旱間作的立體農業(yè)模式.在地勢較高,灌溉水不能到達的地方栽種果樹以利用其強大的根系吸取深層水分,在地勢較低有充足水分保證的地方種植水稻,在二者之間靠灌溉維持的地方種植玉米、小麥等旱作作物,以充分利用農業(yè)資源,提高農業(yè)生產效益.3.5.5鹽漬化單元針對鹽漬化區(qū)地形高低起伏,地下水埋深深淺不一的景觀格局,可用“挖低墊高”的辦法改造土壤.即在地勢較低,地下水位較高的地段,適