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    農業景觀的生態景觀設計和規劃

    發布日期:2018-06-14 作者:重慶善景園林 點擊:

    農業景觀的生態景觀設計和規劃


     農業景觀是世界上最為廣袤的景觀。農業景觀的發展通常分為4個階段,即農業前景觀,原始農業景觀,傳統農業景觀和現代農業景觀[1]。從根本上講,原始農業是一個自給自足,自我維持的內穩定系統,人地矛盾不突出,人們未意識到農業合理土地利用地的必要性,農業景觀規劃更無從說起。目前我國正處于傳統農業向現代農業景觀地轉變過程中,巨大的人口壓力,大量人工輔助能流的導入,使現代農業和景觀中人類活動過程和自然生態過程交織在一起,導致生態特征和人為特征的鑲嵌分布。最近幾十年,集約化經營方式已經導致了傳統農業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景觀的美學和生態效益遭受嚴重損害[2]?;?,農藥,除草劑及現代農業工程設施的使用,使土地生產率提高,農業景觀異質性,土地利用向多樣化,均勻化方向發展,同時又通過土壤流失,有機質減少,土地板結及鹽堿化對農業景觀變化產生影響。農村各產業蓬勃興起,在有限的自然資源和經濟資源的條件下,各產業相互競爭,物質,能量,信息在各景觀要素間流動和傳遞,不斷改變區域內農業景觀格局,農業資源和環境問題日益突觸。時空格局的改變使得小尺度農業生態系統研究已經不能滿足農業持續發展的需要,因此運用景觀生態學原理,對農業景觀資源進行合理的規劃、設計,促進農業作用的合理利用及農業的出現發展,具有重要的現實意義。


      1 農業景觀規劃的概念和目標


      不同的研究者,從不同的角度去闡釋景觀的概念。在進行景觀的管理和設計時,有必要進一步給予景觀新的定義:景觀是應該由不同土地單元鑲嵌組成,具有明顯視覺特征的地理實體;它處于生態系統之上與大地理區域之下的中間尺度,兼有經濟價值,生態價值和美學價值。農業景觀規劃是運用景觀生態學原理解決農業景觀水平上生態問題的實踐活動,農業景觀規劃涉及農業景觀結構和景觀功能兩方面研究。 

      景觀規劃設計與以往的單目標的規劃設計有本質的不同,主要體現在把景觀作為“資源”并從“整體”上看待,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。 

      農業景觀規劃設計不僅關注景觀的“土地利用”、“土地肥力”以及人類的短期需求,更強調景觀的美學價值和生態價值及其帶給人類的長期效益。同時,景觀規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的生息條件。景觀生態規劃設計的中心任務就是創建一個可持續發展的整體區域生態系統。農村景觀生態規劃與設計就是由基本目標到功能、結構、具體單元逐級進行的,每一步都是上一步內容的具體化,共同組成了景觀生態規劃與設計的基本途徑。

      農業景觀是人地相互作用的直接界面。既具有一般景觀的基本特點,又突出地表現為人類和自然共同作用的結果。顯然,理想的農業景觀生態系統既可滿足人類的基本需求,又應維持環境的持續穩定(動態) ,即實現人類生態整體性,并將長期維持這種人地和諧。這正是區域農業持續性的最終目標。農業景觀生態系統的具體目標同樣可歸結為生態(環境優美) 、經濟(經濟充滿活力) 及社會(社會期望) 三個方面[3],主要包括: (1) 農民有適當的經濟收入; (2) 自然資源的永續利用; (3) 最小的環境負效沖擊; (4) 較小的非農產品投入; (5) 人類對食物和其它產出需求的滿足; (6) 理想的農村社會環境。按景觀生態學原理。

      要達到上述目標,一需配置合理的景觀結構,二要暢通完善的物能循環。合理的景觀結構有必要具備多樣性、異質性及與自然基底匹配等特點,而暢通完善的物能循環主要體現于景觀單元間的相互關聯。


      2 原理和方法


      對景觀生態學而言,任何形式的農業活動都必然落實在具體的地域空間上,構成各類農業景觀。這種空間特征,是應用景觀生態學原理方法于農業景觀規劃和設計實踐中的基本前提。同時,農業景觀規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景觀。特定區域農業景觀的規劃和設計,既包括具體農業景觀單元的研究,也包括確定這些單元區位的區域農業景觀功能區劃研究。農業景觀的規劃和設計在很大程度上是個景觀生態學原理的實際應用問題,可以直接運用近幾年迅速發展的景觀生態規劃和設計的一系列原理和方法。 


      2.1 格局—過程原理


      農業景觀的空間格局,一般是具有清晰邊界的許多斑塊、廓道及基質的鑲嵌組合。斑塊的生態特點在很大程度上取決于相鄰環境產生的影響,如農田塊中昆蟲、鳥的種類和數量與其周邊林網、林塊有關等;又譬如田塊的大小和形狀、防護林規模、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,通常對農業景觀的生物生產和各種過程起著決定性的影響。也就是說,農業景觀空間格局對過程具有控制和影響的作用。因此景觀生態學的格局—過程原理[4]成為農業景觀生態規劃的理論基礎。主要內容包括:景觀結構的時間變化規律、景觀格局的控制要素、景觀格局對干擾擴散的影響、利用景觀格局指標量度其生態功能、利用模型模擬預測景觀變化、景觀格局的尺度轉化規律等[5]。土地單元的空間格局制約著各種農業生態過程[6],包括生態系統的生物生產力、生物地球化學循環、生態控制及生態系統間的相 

    互關系等方面。 

      生態過程可歸納為垂直過程和水平過程。垂直過程發生在某一景觀單元或生態系統的內部,是單元景觀生態模式設計的基礎;而水平過程發生在不同的景觀單元或生態系統之間,成為格局調整的依據。與農業景觀生態過程密切相關的空間格局主要參數如下:

      (1) 斑塊大小:對于農業生態系統而言,過于分散的斑塊導致勞動生產率降低,也不利于物種多樣性的生存。大的自然植被斑塊在景觀中可以發揮多種生態功能,如涵養水源、維護林中物種的安全,有利于生物多樣性的保護。 

      (2) 斑塊形狀:一個生態上理想的斑塊形狀通常具有一個大的核心區和一些有導流作用且能與外界發生相互作用的邊緣觸須和觸角。圓形不利于與外界交流。 

      (3) 斑塊密度:影響通過景觀“流”的速率。戶均土地規模小(平均斑塊小) ,導致斑塊密度大,在很大程度上影響著斑塊間物種、營養物質和能量的交流。 

      (4) 廊道連通性:廊道是具有通道或屏障功能的線狀或帶狀的景觀要素,是聯系斑塊的橋梁和紐帶。

      農業景觀中,廊道主要是河流廊道、防護林、樹籬、農村道路、機耕路等,其中道路、機耕路的數量、構成、寬度、質量及連續性決定了斑塊之間物質、能量流的運送效率。


      2.2 景觀生態規劃是以景觀生態分析基礎的規劃體系


      景觀生態分析包括尺度、格局、過程/ 功能以及變化分析等內容。大體說來,尺度分析決定規劃設計的詳細程度并影響相應尺度景觀的整體功能[7];要素及元素的空間分異有助于安排景觀的功能分區,元素結構的定量分析是確定景觀鑲嵌結構的重要依據,要素綜合是確定景觀單元利用方式的主要途徑;有機體流分析有助于安排景觀元素的鑲嵌組合(包括邊緣設計),尤其是農業景觀同非農景觀的組合關系,土壤侵蝕流分析同功能分區、結構安排及單元設計均有關系,而食物鏈結構(能量流) 分析有助于安排產業結構,具有確定景觀功能的作用;景觀功能分析是結構安排與單元設計的直接依據;而景觀變化有助于確定景觀的整體目標。


      2. 3 農業景觀的生態規劃的方法 


      實踐中,景觀規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需求而對斑塊和廊道的設計。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原理是合理的,科學的農業景觀規劃和設計就是對這些原理的具體運用過程,即“黑箱方法”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重要性。目前,相類學科的發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。


      3 農業景觀的設計原則


      在景觀基礎上管理農業最根本的原則是按一個地區的地貌特征、結構、生物能流的移動、土壤性質來建立異質性農業生產系統。實現農業景觀生產系統的中性或正的能量平衡。Н. Н. Приходько提出農業景觀優化的7 項原則: (1) 農業景觀中生產活動的適宜性原則; (2) 景觀組分的相容性; (3) 植物群落適宜所處的生境; (4) 植被改良土壤的優先性; (5) 環境與視野的多樣性; (6) 注意自然條件的微觀分帶; (7) 自然平衡與經濟性。即農業景觀的優化是使自然組分與人為組分處于一種穩定和諧的平衡中,形成一種高效的農業機制[8 ] 。所以,我們在進行農業景觀的規劃時,應依據以下的原則:

      (1) 空間異質性和整體高效性景觀的空間異質性[9 ] ,通常表現為在一定地理尺度上組成景觀各單元(生態系統) 呈斑塊狀鑲嵌的格局。農業景觀是一個由異質的斑塊、廊道、基質組成的鑲嵌體。如在農田林網景觀中,農田為基質,林帶為廊道,兩者相間并重復出現呈網狀結構,斑塊的空間格局的變化構成了斑塊動態,斑塊動態影響著系統的整體功能,鑲嵌的景觀斑塊通常由干擾、生物過程、環境脅迫等因素作用下產生,區域農業景觀空間格局主要受控于人類對土地單元的不同利用方式,這種利用方式通常隨著不同農時及種養漁牧工等農業結調整而改變,導致斑塊發生階段性或長期的變化,最終影響農業景觀的整體效益。 

      區域系統整體效益主要與空間異質性、廊道連接度關系密切,空間異質性、景觀連接度增加,對提高系統整體穩定性和持續性有利(如在海岸帶景觀各要素中尤以防護林帶的景觀連接度對農業景觀穩定性影響最為重要[10]);而景觀破碎化程度的加劇,則對系統產生負面的影響。據此,景觀設計原則之一就是通過提高研究區的空間異質性、廊道連接度等以實現整體高效益。 

      (2) 生態流的循環再生性:構成空間鑲嵌體的不同景觀單元之間具有相互作用,即生態流,它包括物流、能流和信息流。生態流隨著斑塊動態變化,空間異質性是影響景觀單元之間生態流的決定因素。農業景觀設計依據生態工程的優化利用、循環再生原理,通過增加循環層的補缺利用等途徑優化設計最佳空間結構,一是控制生態流的良性循環,獲得更多的總體生產力;二可防止生態流向不利方向發展,以保護環境[11]。 

      (3) 景觀演替的人類主導性:一般而言,景觀演替的成因包括自然干擾和人類活動兩個方面。人類對土地的開發利用是農業景觀演進的主要原因,這種影響有利與弊之分,景觀設計應從景觀生態學原理出發,充分發揮人類主導性,改善受脅迫或受損失生態系統的功能,使得景觀定向演替并導入良性循環。 

      (4) 景觀價值多重性:不同景觀單元起著不同的景觀功能,理想的農村景觀設計應能體現出農村景觀資源提供農業總體生產力、保護及維持生態環境平衡及作為一種特殊的旅游觀光資源3 個層次的功能。

      即設計出既具有經濟價值,又具有生態價值和美學價值的景觀空間格局。經濟價值是人類生存的第一需要,而可持續發展觀念要求既滿足當代人的需要,又不對后代人的需要構成危害。據此,人類對自然資源的利用應當以資源的增殖為前提,而相應地經濟系統反饋投入又可改善生態環境并提高價值。鑒于人們崇尚自然的旅游需求的日益提高,充分利用環境資源獨特性、提高農業景觀優美度,并開發系列旅游產品已成為區域發展旅游實現持續發展的新生長點。據此,景觀空間格局的優化設計應以景觀生態價值得到維持,經濟價值得到增值、美學價值得到提升為目標。 


      4 農業景觀規劃的基本步驟


      規劃設計包括水平生態過程(景觀格局優化構建) 與垂直生態過程(單元景觀土地利用模式) 設計兩個階段。前者是景觀整體優化,后者是在前者的基礎上,從單元土地的生態性質入手,分單元實現景觀利用的最優化利用。 

      (1) 景觀分類:把景觀單元看作是土地單元并視土地為特殊的生態系統。其實質是提供一個對資源利用與保護有意義的土地單元,每一個單元根據其生態一致性作為景觀的分類制圖。 

      (2) 景觀功能規劃:不同的土地單元有不同的生態系統功能,即生物生產、環境服務與文化支持三大功能。以生態土地分類單元為基礎,并作為農業規模經營的“適度規?!币罁?,有助于強化和完善景觀生態系統的功能,提高農業勞動生產率。 

      (3) 理想景觀格局的配置:根據上述景觀規劃設計原理,對景觀功能單元進行調整和重新構建。包括調整原有的景觀格局,引進新的景觀組分(如生態緩沖區) 等,建立可持續的農業景觀生態格局。


      5 我國農業景觀規劃的具體措施


      在我國由于長時期高度利用土地,農業景觀中自然植被斑塊所剩無幾,人地矛盾突出。景觀規劃所要解決的首要問題是如何保證人口承載力又維護生存環境。生態保護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,如土壤培肥工程、防護林營造、農業生產結構調整等。從空間布局而言,這類地區的景觀規劃應貫徹以下措施:

      (1) 建設高效人工生態系統,實行土地集約經營,保護集中的農田斑快; 

      (2) 控制建筑斑塊盲目擴張,建設具有宜人景觀的人居環境; 

      (3) 重建植被斑塊,因地制宜地增加綠色廊道和分散的自然斑塊,補償恢復景觀的生態功能; 

      (4) 在工程建設區要節約工程用地,重塑環境優美、與自然系統相協調的景觀。景觀生態規劃設計的實質就是在空間上合理安排景觀格局以實現整體景觀的持續利用。只有按照景觀生態學的原理,在宏觀上設計出合理的景觀格局,在微觀上創造出合適的生態條件,才能促進農業資源的合理利用及農業的持續發展。


      景觀生態學的基本特點在于對中觀與宏觀空間尺度問題的研究,可以為涉及相當空間尺度上農業景觀的規劃和設計提供關于農業景觀研究的原理、方法及相應信息,景觀生態學的生態學背景更使得農業景觀規劃與設計研究特別強調景觀組成分與過程的相互作用;要求農業景觀的規劃和設計者們既要考慮個體景觀單元的自身特點,同時也要分析與相鄰景觀單元間的能量、物質及信息流。

      總之,農業景觀生態規劃設計與區域持續農業在根本目標上完全一致,農業同其他產業不同之處在于農業生產極大程度依賴土地的自然屬性,而景觀規劃設計充分強調景觀的自然屬性,其本質是對資源進行空間配置,所以可將農業景觀生態規劃設計作為實現區域持續農業景觀的空間途徑。


    本文網址:http://www.xxshtjc.com/news/449.html

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