中國農村景觀的演變與發展

1農業景觀的持續保護和形成,通過改造自然或空間農業是對自然景觀有重要影響的人類活動。火災和工具的使用顯著提高了人類改變自然的能力。機械化使大面積的耕種成為可能,許多原來難以耕種的土地被開墾為集約化農田。原野上出現種植斑塊成為自然景觀轉變為農業景觀的重要標志,外來栽培植物的種植使得區域的景觀外貌也因此而發生變化。農村景觀發展的另一個重要特點是居住斑塊的出現。農區村莊的出現,使區域中的廊道和網絡增加,景觀因此而趨向于破碎,連通性下降。此外,農村景觀的發展也改變了當地的動植物區系,出現了外來動植物和伴人動植物,使當地的自然景觀外貌變得復雜。農業景觀的發展經歷了3個階段,首先是傳統農業景觀,其次是傳統農業向現代農業的過渡景觀,最后是集約化的現代農業景觀。現代農業的發展使大面積的集約化農田出現成為可能,農業的專門化和機械化使當地的景觀變得十分單調,生產量上升的代價是景觀多樣性的下降、當地生物物種的減少和土壤侵蝕的增加。近年來我國部分地區已處于傳統農業景觀向現代農業景觀過渡的階段,原有的一些較好的農業生產方式逐漸被放棄,大量使用農藥化肥和機械化耕種使人類活動過程和自然生態過程交織在一起,所造成的有機質減少、面源污染、土壤板結等使農業景觀和自然環境發生了很大的變化。另外,農村各產業的蓬勃興起,在有限的自然資源和經濟資源的條件下,各業相互競爭,物質、能量和信息在各景觀要素之間流動和傳遞,不斷改變著區域內的景觀格局,農業資源與環境問題日益突出。時空格局的改變使得小尺度的農業生態系統研究已無法滿足農業持續發展的需要。因此,運用景觀生態學原理,對我國農村景觀進行合理的規劃和設計,對促進資源的合理利用及農業的持續發展,具有重要的現實意義。2重視生態平衡和經濟發展,促進生態景觀的基理想的農村景觀生態規劃應能體現出農村景觀資源提供農產品的第一性生產、保護及維護生態環境及作為一種特殊的旅游觀光資源這3個層次的功能。現代農業的發展,不僅要滿足第一層次的需要,同時還要注重后兩個層次功能的開拓。通過景觀生態規劃,使根據生態規律建設的農業生態系統不僅要獲得超過自然系統的生產力,并且要保持生態的可持續性。首先,農村景觀生態規劃應該注重增加景觀異質性來創建新的景觀格局。或是改變原有的景觀基質,或是營造生物廊道與水利廊道,或是改變斑塊的形狀、大小與鑲嵌方式,形成均勻或不均勻(散布與聚集)、細粒或粗粒的景觀格局。這些景觀的空間構型乃是在原有的地貌、氣候與生物等自然屬性的基礎上注入新的人類文化特征后形成,是人類尋求與自然和諧、協調,改善與優化土地利用方式的產物,是在景觀尺度上實現可持續發展的積極探索。其次,要注意在原有的生態平衡中引進新的負反饋環,以增加系統的穩定性。實行多種經營、綜合發展,或農林牧結合,或農林果結合,或農業種植與水產養殖相結合,從而大大提高景觀中各生態系統的總體生產力,取得經濟效益與生態效益的同步增長。不同國家和地區基于經濟發展水平、人口、資源狀況的差異,農村景觀生態規劃也有所側重。歐美一些發達國家,經濟發展,農業現代化水平高,自然資源條件也相對比較優越,其景觀生態規劃較為注重生態保護及美學觀光價值,如高強度農業景觀生物多樣性與陸地表面覆蓋物的空間異質性關系,農田樹籬結構變化對鳥類多樣性的影響,促進哺乳動物和鳥類自由運動與水土流失調節的景觀設計。對應于旅游業中人們“回歸自然”的要求,農村景觀生態規劃中設計一些富有特色的觀光農業模式。Forman在總結北美與西歐地區土地利用與生態建設經驗的基礎上提出了一種基于生態空間理論的集中與分散相結合的最佳生態土地組合與景觀規劃模型。其核心是保護和增加景觀中的天然植被斑塊,通過景觀空間結構的調整,使耕作斑塊、居住斑塊和自然斑塊大集中、小分散,確立景觀的異質性來實現生態保護。該模型的要點是通過集中使用土地以確保大型植被斑塊的完整性,充分發揮其生態功能;引導和設計自然斑塊以廊道或碎部形式分散滲入人為活動控制的建筑地段或農業耕作地段;沿自然植被斑塊和農田斑塊的邊緣,按距離建筑區的遠近布設若干分散的居民點;在大型的自然植被斑塊和建筑斑塊之間也可增加些農業小斑塊。這種景觀模式是根據美國和歐洲農村的情況,融合生態知識與文化背景的一種創新,被稱為可能景觀設計(possiblelandscapedesigning)。我國人口眾多,生態負荷重,在長時期高強度的土地利用之下,農村景觀中自然植被斑塊所剩無幾,人地矛盾突出,因此中國農村的景觀生態規劃和建設要立足于自己的國情。首要的問題是協調提高人口承載力與維護生存環境之間的關系,生態保育必須結合經濟開發來進行,通過人類生產活動有目的地進行生態建設,如調整農業生產結構、營造防護林、修建水保工程等。對于我國高強度土地利用區農村的景觀生態規劃,應貫徹如下原則:(1)建設高效人工生態系統,實行土地集約經營,保護集中的農田斑塊;(2)重建自然植被斑塊,因地制宜地增加綠色廊道和分散的自然斑塊,補償和恢復景觀的生態功能。(3)控制建筑斑塊盲目擴張,節約工程及居住用地,塑造環境優美、與自然系統相協調的人居環境與宜人景觀。(4)水山林田路統一安排,改土、治水、植樹、防污綜合治理。3平頂農田防護林網絡體系景觀模式我國勞動人民在長期的生產實踐中創造出許多成功的景觀生態建設模式,本文選擇5種景觀生態建設類型作為案例介紹如下:(1)濕地基塘體系景觀模式珠江三角洲的基塘體系是當地人民利用該地雨量豐富、地形低洼、河流經常泛濫的自然條件而創造出來的一種特殊土地利用形式。在珠江三角洲河網地帶的腹心,基塘集中分布區為1120km2,占三角洲總面積的1/10。這里的基和塘面積占土地總面積的72.4%,是耕地面積的3倍。濕地景觀生態工程包括陸基與魚塘兩部分,基是作物生長之地,也是整個生態系統中桑、蠶、魚的營養庫;而塘則是土地利用的核心。基、塘比例(陸面和水面的比例)大約為1∶1。隨利用方式、種植作物的不同,基又可分為桑基、蔗基、果基、花基等,基面通常寬8~12m,高0.5~2m。魚塘面積0.13~0.4hm2,多為長方形,長寬比6∶4,水深1.7~3.0m。基塘體系在珠江三角洲已有400多a的歷史,近年來在農業轉向外向型商品經濟的推動下,愈益成為家庭經營的小尺度(0.2~0.5hm2)集約化種養單元。它綜合了蔬菜、甘蔗、桑的栽培,養蠶業、魚類混養以及畜牧生產,總生物生產力達20~40t/(hm2·a)。(2)沙地田、草、林體系景觀模式在我國東北平原的西部存在著大片固定沙地,這里屬于溫帶半濕潤地區,年降雨量400~500mm,沙地中沙平地多,土壤水分條件比較好。自然植被為黃榆(Ulmusmaciocarpa)-山杏(Armeniacasibirica)群落,與平地上的草原植被一起構成森林草原景觀。由于沙地的過度開墾和不合理土地利用,農林爭地、農牧爭地的矛盾愈演愈烈,土地荒漠化日漸嚴重。對這種沙地退化生態系統進行重建,關鍵是要改變景觀格局,建立林帶、林網以控制沙化,同時在已經沙化的土地上種植豆科牧草,形成一個使干擾不斷減弱的負反饋環。按照這種田、草、林體系進行的規劃包括以下幾種形式:a.在平頂沙地上建立網格狀復合生態系統,主林帶間距200m,副林帶間距300m;林帶內側種植寬50m的沙打旺(Astraglushuangheensis)草帶,草帶內可形成固定耕地。林草田的比例以2∶1∶5為適宜。b.在外緣有沙地圍繞、中間為碟形洼地的地段,可建立環狀的林草田格局;c.在多丘狀沙地上建立林網與草斑相結合的鑲嵌結構,為固沙需要,林帶網格大小以200m×100m為宜。目前,在沙丘上種植的人工楊樹林干物質產量為8~12t/hm2,沙打旺為10t/hm2。沙打旺經過粉碎加工是良好的畜牧飼料,因而這種復合體系有利于農業和畜牧業的共同發展。至于長垅間的長洼地,可采取水利控制和生物控制相結合,節節修筑沙壩,攔蓄夏季的暴雨徑流。沙壩一般長2km,可連接兩旁的沙垅,壩高2~3m,可儲水50~100萬m3。每隔5~6km修筑一座沙壩,改變了原來長洼地均質性的特點,增加了景觀的異質性,可因地制宜種植不同作物,如紅麻、參子和蘆葦等喜濕耐鹽、有經濟價值的植物。(3)平原區農田防護林網絡體系景觀模式我國最大規模的農田防護林體系位于黑龍江省的松嫩平原,這里的26個縣共建成林帶總長20多萬km,構成了15萬個網絡,保護了近4.0×106hm2農田。據典型測算,受保護的農田平均增產糧食15%,風蝕面積減少3.53×105hm2。在整個“三北”地區已有1.1×107hm2的農田實現了林網化,黑龍江、吉林西部地區、寧夏的引黃灌區、甘肅河西走廊和新疆和田地區,均已建成數縣連片的大型防護林體系,發揮出巨大的生態和經濟效益。大量的觀測資料表明,在農田林網的有效防護范圍內近地表風速可降低30%~50%,相對濕度提高15%~25%,土壤蒸發量減少20%~30%,土壤含水量增高10%~30%,與空曠地帶的同類型農田比較,糧食產量增加10%~30%。防護林網可視為農田景觀中的廊道網絡系統,從景觀尺度上評價林網的空間布局,主要由其數量、分布均勻程度與空間構型來表征,可用林帶與被防護農田斑塊的面積比(林網帶斑比)、林網的優勢度、連接度和環度等指標建立數量界限標準。如何以最小的造林面積達到最大的防護效果,是平原農田防護林區景觀生態建設所要解決的問題。林網布局的理想狀態是在最小重合度下,較少占地面積,使被防護的農田斑塊全部處于林帶的有效防護距離之內,即林帶使景觀基質處于抗害風干擾的正邊緣效應帶之內。防護林區的水量平衡是森林覆蓋率的限制因子,半濕潤平原區以18%~24%為宜,半干旱平原區為14%~20%,干旱區的綠洲可為10%~16%。林帶配置在半濕潤區多采用寬帶和大網格,干旱區宜采用窄帶和小網格。(4)南方丘陵區多水塘系統景觀模式在我國南方丘陵區以水稻田為基質的農業景觀中廣泛分布著用于蓄水的各種坑塘,其面積不等(1.0×103~1.0×105)m2,小者稱為坑,大者稱為塘,位于山麓、田間及村旁,往往成為陸地與較大內陸水體過渡帶的組成部分。這種農業景觀中水塘的典型比例大約為5hm2陸地1口塘,這是當地農民為適應亞熱帶季風氣候雨量不均不穩的特點,依據丘陵地形和水田耕作需要所建成的田間工程系統。這種分散布局的小水塘群有著攔蓄地表徑流和泥沙以及過濾N、P營養物的重要生態作用,成為我國南方農村景觀生態建設的又一典范。現以安徽巢湖北岸的六叉河小流域為例(見表1),說明多水塘系統的結構和功能。該小流域7.32km2,共有150個水塘,面積36hm2,占全流域面積的4.9%。水塘斑塊平均面積2400m2,正常水深1.5m(旱季干見底,雨季水深2~2.5m),總體積7.1×105m3,可以儲存全流域97mm的降水量。流域內有水田284hm2,需要5.7×105m3的灌溉水,即占坑塘蓄水量的80%。流域內有16個村莊、3000人,平均每個村莊有水塘9.4個,4~5戶農家有1口塘。南方丘陵水田區是我國的高產農業區之一,如上述典型區的雙季稻-油菜地,平均年產稻谷12.6t/hm2,油菜籽2.25t/hm2。為保持高產,化肥使用量也達到2.1t/hm2。如此大量的化肥施用和村莊的人、畜、家禽糞便隨坡面徑流而進入水體,構成了農業景觀面源污染的主要來源,進一步產生了湖泊的富營養化,如安徽巢湖富營養化就十分嚴重。據尹澄清等的研究,由于景觀的異質性存在著單位面積污染負荷的非均勻性(variablesourcepollution)。面源污染主要伴隨暴雨后的地表徑流產生,具有突發性。流失的P有98%通過地表徑流,約440kg,流失的N有80%通過地表徑流,約2200kg。但是由于多水塘系統的存在,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輸出比沒有多水塘系統的其他區域大為減少。由此可見,坑塘、水溝等流域內能儲存水的景觀斑塊和廊道對于當地農業的可持續發展和流域水質保護具有重要意義,尤其適合于亞熱帶和熱帶的多雨地區。(5)黃土高原農、草、林立體鑲嵌景觀模式黃土高原生態環境的改善和農業發展的核心問題,是控制大范圍、高強度、占全球首位的水土流失。據傅伯杰等對延安市羊圈溝小流域的典型研究,在黃土梁地上4種已持續15a左右的代表性土地利用結構中,以梯田(或坡耕地)-草地-林地類型具有較好的土壤養分保持能力和水土保持效果,是黃土丘陵溝壑區梁峁坡地上較好的土地利用結構類型。本區內一種以“坡修梯田、溝筑壩地、發展林草、立體鑲嵌”為特色的景觀生態建設模式已經形成,其主要內容是:1)按土地的適應性調整農業生產結構,壓縮陡坡耕地,發展林草,使耕地面積從當前占土地面積的45%~55%壓縮到占25%,林地和草地面積占到總土地面積的60%,使農、林、牧業用地鑲嵌配置、協調發展;2)大搞農田基本建設,小于25°的梁峁坡地能修梯田的都修成水平梯田;在溝谷中打壩淤地,1km2可打壩淤地2.6~4.0hm2,發展灌溉,建設旱澇保收的基本農田;3)造林種草恢復植被,25~35°的梁峁陡坡地可種植多年生豆科牧草,以發展畜牧業;溝沿線以下的溝坡地可栽植灌木固坡保土,因地制宜發展林果業。林草植被的恢復是景觀生態建設的核心。據測定,林冠對降水的截流率為12.5%~26.7%,黃綿土上40~50齡山楊林地的土壤穩滲透率較農地高10倍,林地表土抗沖刷力較農地高93倍以上,比草地高32倍以上。離石試區對郁閉度85%的沙棘林觀測表明,在45min降水75.3m