中国农村景观的演变与发展

中国农村景观的演变与发展

1农业景观的持续保护和形成,通过改造自然或空间农业是对自然景观有重要影响的人类活动。火灾和工具的使用显著提高了人类改变自然的能力。机械化使大面积的耕种成为可能,许多原来难以耕种的土地被开垦为集约化农田。原野上出现种植斑块成为自然景观转变为农业景观的重要标志,外来栽培植物的种植使得区域的景观外貌也因此而发生变化。农村景观发展的另一个重要特点是居住斑块的出现。农区村庄的出现,使区域中的廊道和网络增加,景观因此而趋向于破碎,连通性下降。此外,农村景观的发展也改变了当地的动植物区系,出现了外来动植物和伴人动植物,使当地的自然景观外貌变得复杂。农业景观的发展经历了3个阶段,首先是传统农业景观,其次是传统农业向现代农业的过渡景观,最后是集约化的现代农业景观。现代农业的发展使大面积的集约化农田出现成为可能,农业的专门化和机械化使当地的景观变得十分单调,生产量上升的代价是景观多样性的下降、当地生物物种的减少和土壤侵蚀的增加。近年来我国部分地区已处于传统农业景观向现代农业景观过渡的阶段,原有的一些较好的农业生产方式逐渐被放弃,大量使用农药化肥和机械化耕种使人类活动过程和自然生态过程交织在一起,所造成的有机质减少、面源污染、土壤板结等使农业景观和自然环境发生了很大的变化。另外,农村各产业的蓬勃兴起,在有限的自然资源和经济资源的条件下,各业相互竞争,物质、能量和信息在各景观要素之间流动和传递,不断改变着区域内的景观格局,农业资源与环境问题日益突出。时空格局的改变使得小尺度的农业生态系统研究已无法满足农业持续发展的需要。因此,运用景观生态学原理,对我国农村景观进行合理的规划和设计,对促进资源的合理利用及农业的持续发展,具有重要的现实意义。2重视生态平衡和经济发展,促进生态景观的基理想的农村景观生态规划应能体现出农村景观资源提供农产品的第一性生产、保护及维护生态环境及作为一种特殊的旅游观光资源这3个层次的功能。现代农业的发展,不仅要满足第一层次的需要,同时还要注重后两个层次功能的开拓。通过景观生态规划,使根据生态规律建设的农业生态系统不仅要获得超过自然系统的生产力,并且要保持生态的可持续性。首先,农村景观生态规划应该注重增加景观异质性来创建新的景观格局。或是改变原有的景观基质,或是营造生物廊道与水利廊道,或是改变斑块的形状、大小与镶嵌方式,形成均匀或不均匀(散布与聚集)、细粒或粗粒的景观格局。这些景观的空间构型乃是在原有的地貌、气候与生物等自然属性的基础上注入新的人类文化特征后形成,是人类寻求与自然和谐、协调,改善与优化土地利用方式的产物,是在景观尺度上实现可持续发展的积极探索。其次,要注意在原有的生态平衡中引进新的负反馈环,以增加系统的稳定性。实行多种经营、综合发展,或农林牧结合,或农林果结合,或农业种植与水产养殖相结合,从而大大提高景观中各生态系统的总体生产力,取得经济效益与生态效益的同步增长。不同国家和地区基于经济发展水平、人口、资源状况的差异,农村景观生态规划也有所侧重。欧美一些发达国家,经济发展,农业现代化水平高,自然资源条件也相对比较优越,其景观生态规划较为注重生态保护及美学观光价值,如高强度农业景观生物多样性与陆地表面覆盖物的空间异质性关系,农田树篱结构变化对鸟类多样性的影响,促进哺乳动物和鸟类自由运动与水土流失调节的景观设计。对应于旅游业中人们“回归自然”的要求,农村景观生态规划中设计一些富有特色的观光农业模式。Forman在总结北美与西欧地区土地利用与生态建设经验的基础上提出了一种基于生态空间理论的集中与分散相结合的最佳生态土地组合与景观规划模型。其核心是保护和增加景观中的天然植被斑块,通过景观空间结构的调整,使耕作斑块、居住斑块和自然斑块大集中、小分散,确立景观的异质性来实现生态保护。该模型的要点是通过集中使用土地以确保大型植被斑块的完整性,充分发挥其生态功能;引导和设计自然斑块以廊道或碎部形式分散渗入人为活动控制的建筑地段或农业耕作地段;沿自然植被斑块和农田斑块的边缘,按距离建筑区的远近布设若干分散的居民点;在大型的自然植被斑块和建筑斑块之间也可增加些农业小斑块。这种景观模式是根据美国和欧洲农村的情况,融合生态知识与文化背景的一种创新,被称为可能景观设计(possiblelandscapedesigning)。我国人口众多,生态负荷重,在长时期高强度的土地利用之下,农村景观中自然植被斑块所剩无几,人地矛盾突出,因此中国农村的景观生态规划和建设要立足于自己的国情。首要的问题是协调提高人口承载力与维护生存环境之间的关系,生态保育必须结合经济开发来进行,通过人类生产活动有目的地进行生态建设,如调整农业生产结构、营造防护林、修建水保工程等。对于我国高强度土地利用区农村的景观生态规划,应贯彻如下原则:(1)建设高效人工生态系统,实行土地集约经营,保护集中的农田斑块;(2)重建自然植被斑块,因地制宜地增加绿色廊道和分散的自然斑块,补偿和恢复景观的生态功能。(3)控制建筑斑块盲目扩张,节约工程及居住用地,塑造环境优美、与自然系统相协调的人居环境与宜人景观。(4)水山林田路统一安排,改土、治水、植树、防污综合治理。3平顶农田防护林网络体系景观模式我国劳动人民在长期的生产实践中创造出许多成功的景观生态建设模式,本文选择5种景观生态建设类型作为案例介绍如下:(1)湿地基塘体系景观模式珠江三角洲的基塘体系是当地人民利用该地雨量丰富、地形低洼、河流经常泛滥的自然条件而创造出来的一种特殊土地利用形式。在珠江三角洲河网地带的腹心,基塘集中分布区为1120km2,占三角洲总面积的1/10。这里的基和塘面积占土地总面积的72.4%,是耕地面积的3倍。湿地景观生态工程包括陆基与鱼塘两部分,基是作物生长之地,也是整个生态系统中桑、蚕、鱼的营养库;而塘则是土地利用的核心。基、塘比例(陆面和水面的比例)大约为1∶1。随利用方式、种植作物的不同,基又可分为桑基、蔗基、果基、花基等,基面通常宽8~12m,高0.5~2m。鱼塘面积0.13~0.4hm2,多为长方形,长宽比6∶4,水深1.7~3.0m。基塘体系在珠江三角洲已有400多a的历史,近年来在农业转向外向型商品经济的推动下,愈益成为家庭经营的小尺度(0.2~0.5hm2)集约化种养单元。它综合了蔬菜、甘蔗、桑的栽培,养蚕业、鱼类混养以及畜牧生产,总生物生产力达20~40t/(hm2·a)。(2)沙地田、草、林体系景观模式在我国东北平原的西部存在着大片固定沙地,这里属于温带半湿润地区,年降雨量400~500mm,沙地中沙平地多,土壤水分条件比较好。自然植被为黄榆(Ulmusmaciocarpa)-山杏(Armeniacasibirica)群落,与平地上的草原植被一起构成森林草原景观。由于沙地的过度开垦和不合理土地利用,农林争地、农牧争地的矛盾愈演愈烈,土地荒漠化日渐严重。对这种沙地退化生态系统进行重建,关键是要改变景观格局,建立林带、林网以控制沙化,同时在已经沙化的土地上种植豆科牧草,形成一个使干扰不断减弱的负反馈环。按照这种田、草、林体系进行的规划包括以下几种形式:a.在平顶沙地上建立网格状复合生态系统,主林带间距200m,副林带间距300m;林带内侧种植宽50m的沙打旺(Astraglushuangheensis)草带,草带内可形成固定耕地。林草田的比例以2∶1∶5为适宜。b.在外缘有沙地围绕、中间为碟形洼地的地段,可建立环状的林草田格局;c.在多丘状沙地上建立林网与草斑相结合的镶嵌结构,为固沙需要,林带网格大小以200m×100m为宜。目前,在沙丘上种植的人工杨树林干物质产量为8~12t/hm2,沙打旺为10t/hm2。沙打旺经过粉碎加工是良好的畜牧饲料,因而这种复合体系有利于农业和畜牧业的共同发展。至于长垅间的长洼地,可采取水利控制和生物控制相结合,节节修筑沙坝,拦蓄夏季的暴雨径流。沙坝一般长2km,可连接两旁的沙垅,坝高2~3m,可储水50~100万m3。每隔5~6km修筑一座沙坝,改变了原来长洼地均质性的特点,增加了景观的异质性,可因地制宜种植不同作物,如红麻、参子和芦苇等喜湿耐盐、有经济价值的植物。(3)平原区农田防护林网络体系景观模式我国最大规模的农田防护林体系位于黑龙江省的松嫩平原,这里的26个县共建成林带总长20多万km,构成了15万个网络,保护了近4.0×106hm2农田。据典型测算,受保护的农田平均增产粮食15%,风蚀面积减少3.53×105hm2。在整个“三北”地区已有1.1×107hm2的农田实现了林网化,黑龙江、吉林西部地区、宁夏的引黄灌区、甘肃河西走廊和新疆和田地区,均已建成数县连片的大型防护林体系,发挥出巨大的生态和经济效益。大量的观测资料表明,在农田林网的有效防护范围内近地表风速可降低30%~50%,相对湿度提高15%~25%,土壤蒸发量减少20%~30%,土壤含水量增高10%~30%,与空旷地带的同类型农田比较,粮食产量增加10%~30%。防护林网可视为农田景观中的廊道网络系统,从景观尺度上评价林网的空间布局,主要由其数量、分布均匀程度与空间构型来表征,可用林带与被防护农田斑块的面积比(林网带斑比)、林网的优势度、连接度和环度等指标建立数量界限标准。如何以最小的造林面积达到最大的防护效果,是平原农田防护林区景观生态建设所要解决的问题。林网布局的理想状态是在最小重合度下,较少占地面积,使被防护的农田斑块全部处于林带的有效防护距离之内,即林带使景观基质处于抗害风干扰的正边缘效应带之内。防护林区的水量平衡是森林覆盖率的限制因子,半湿润平原区以18%~24%为宜,半干旱平原区为14%~20%,干旱区的绿洲可为10%~16%。林带配置在半湿润区多采用宽带和大网格,干旱区宜采用窄带和小网格。(4)南方丘陵区多水塘系统景观模式在我国南方丘陵区以水稻田为基质的农业景观中广泛分布着用于蓄水的各种坑塘,其面积不等(1.0×103~1.0×105)m2,小者称为坑,大者称为塘,位于山麓、田间及村旁,往往成为陆地与较大内陆水体过渡带的组成部分。这种农业景观中水塘的典型比例大约为5hm2陆地1口塘,这是当地农民为适应亚热带季风气候雨量不均不稳的特点,依据丘陵地形和水田耕作需要所建成的田间工程系统。这种分散布局的小水塘群有着拦蓄地表径流和泥沙以及过滤N、P营养物的重要生态作用,成为我国南方农村景观生态建设的又一典范。现以安徽巢湖北岸的六叉河小流域为例(见表1),说明多水塘系统的结构和功能。该小流域7.32km2,共有150个水塘,面积36hm2,占全流域面积的4.9%。水塘斑块平均面积2400m2,正常水深1.5m(旱季干见底,雨季水深2~2.5m),总体积7.1×105m3,可以储存全流域97mm的降水量。流域内有水田284hm2,需要5.7×105m3的灌溉水,即占坑塘蓄水量的80%。流域内有16个村庄、3000人,平均每个村庄有水塘9.4个,4~5户农家有1口塘。南方丘陵水田区是我国的高产农业区之一,如上述典型区的双季稻-油菜地,平均年产稻谷12.6t/hm2,油菜籽2.25t/hm2。为保持高产,化肥使用量也达到2.1t/hm2。如此大量的化肥施用和村庄的人、畜、家禽粪便随坡面径流而进入水体,构成了农业景观面源污染的主要来源,进一步产生了湖泊的富营养化,如安徽巢湖富营养化就十分严重。据尹澄清等的研究,由于景观的异质性存在着单位面积污染负荷的非均匀性(variablesourcepollution)。面源污染主要伴随暴雨后的地表径流产生,具有突发性。流失的P有98%通过地表径流,约440kg,流失的N有80%通过地表径流,约2200kg。但是由于多水塘系统的存在,上述流失N、P量的95%以上被保留在坑塘之中。在相同年份,六叉河小流域面源N、P输出比没有多水塘系统的其他区域大为减少。由此可见,坑塘、水沟等流域内能储存水的景观斑块和廊道对于当地农业的可持续发展和流域水质保护具有重要意义,尤其适合于亚热带和热带的多雨地区。(5)黄土高原农、草、林立体镶嵌景观模式黄土高原生态环境的改善和农业发展的核心问题,是控制大范围、高强度、占全球首位的水土流失。据傅伯杰等对延安市羊圈沟小流域的典型研究,在黄土梁地上4种已持续15a左右的代表性土地利用结构中,以梯田(或坡耕地)-草地-林地类型具有较好的土壤养分保持能力和水土保持效果,是黄土丘陵沟壑区梁峁坡地上较好的土地利用结构类型。本区内一种以“坡修梯田、沟筑坝地、发展林草、立体镶嵌”为特色的景观生态建设模式已经形成,其主要内容是:1)按土地的适应性调整农业生产结构,压缩陡坡耕地,发展林草,使耕地面积从当前占土地面积的45%~55%压缩到占25%,林地和草地面积占到总土地面积的60%,使农、林、牧业用地镶嵌配置、协调发展;2)大搞农田基本建设,小于25°的梁峁坡地能修梯田的都修成水平梯田;在沟谷中打坝淤地,1km2可打坝淤地2.6~4.0hm2,发展灌溉,建设旱涝保收的基本农田;3)造林种草恢复植被,25~35°的梁峁陡坡地可种植多年生豆科牧草,以发展畜牧业;沟沿线以下的沟坡地可栽植灌木固坡保土,因地制宜发展林果业。林草植被的恢复是景观生态建设的核心。据测定,林冠对降水的截流率为12.5%~26.7%,黄绵土上40~50龄山杨林地的土壤稳渗透率较农地高10倍,林地表土抗冲刷力较农地高93倍以上,比草地高32倍以上。离石试区对郁闭度85%的沙棘林观测表明,在45min降水75.3m