土地整理过程中农田景观生态工程建设

土地整理过程中农田景观生态工程建设土地整理过程中农田景观生态工程建设 赵桂慎 1 贾文涛2 柳晓蕾1 1 中国农业大学生态科学与工程系 北京 2 国土资源部土地整理中心 北京 摘要 摘要 农田景观生态工程是土地整理的重要内容之一 同时也具有很高的生态价值 本文 将农田景观生态工程归纳为五种类型 即农田防护生态工程 生物栖息地保护工程 自然 景观生态工程 污染隔离带工程和景观美化生态工程 并提出了其具体的建设内容和布局 在此基础上进一步探讨了各种农田景观生态工程的关键指标控制标准 有利于有效维护农 田生态安全 关键词 关键词 土地整理 农田 景观生态工程 生态价值 中图分类号 S281 文献标识码 A 文章编号 0 引言引言 土地开发整理是以增加有效耕地面积并提高耕地质量为中心 通过对未利用土地 废 弃地 中低产田 闲置地等实行田 水 路 林 村及乡镇企业的综合整治开发 改善农 业生产条件 居住环境和生态环境 1 近年来 土地整理作为促进国土资源合理利用 实 现耕地总量动态平衡的重要手段 在实现土地资源的合理利用 提高土地利用率 改善生 态环境和景观格局方面发挥了很大的作用 2 但是 土地整理通过生物及工程措施改变了 土地利用方式 土地利用结构以及土地覆被状况 对农田生态系统造成强烈干扰 大规模 地改变了地表景观结构 导致自然生态系统组成结构 物质循环和能量流动特征发生了较 大变化 不适当的农地整理工程措施对土壤性状 生物多样性 生态系统稳定性有一定的 负面影响 它使土壤中速效磷 速效钾 活性有机质下降 土壤微生物数量减少 农田生 物栖息地环境退化 而且使农业生态系统的缓冲和补偿能力 抵御灾害能力及适应环境能 力下降 3 4 土地开发整理作为一种重要的人类活动对农田景观及其生态效应的影响越来越 受到生态学家的关注 因此 在土地开发整理过程中 增加景观生态工程的建设内容 协 调农田生产与土地持续利用之间的关系 维持农田生物多样性 美化乡村环境已成为大家 的共识 农田景观生态工程建设在土地整理过程中有着不可替代的作用 合理的农田景观格局 有利于区域生态安全和可持续发展 5 维护生态安全 保护乡村景观与文化是土地整理的 根本目标之一 本研究的主要目的是探讨土地整理农田景观生态工程的基本类型 建设内 容 布局 提出并讨论关键指标的控制标准等 对土地整理景观生态工程建设具有一定的 借鉴和参考价值 1 农田景观的内涵农田景观的内涵 1 1 景观及其构成要素景观及其构成要素 景观 landscape 是由相互作用的嵌块体组合而成的 具有高度空间异质性的区域 景观的组成单元称为景观要素 景观要素有 3 种形态 即嵌块体 patch 廊道 corridor 和基质 matrix 嵌块体是景观中最小的均质单元 廊道是具有通道或屏障功 能的线状或带状嵌块体 基质是相对面积高于其它嵌块体类型的要素 是景观中最具连续 性的部分 通常形成景观的背景 1 2 农田景观农田景观 农田景观 farmland landscape 是耕地 林地 草地 水域 树篱 道路等的镶嵌体 集合 表现为有机物种生存于其中的各类碎化栖地的空间网格 6 或者说农田景观通常情 况下是以林地 草地 水域 居民点和工矿企业等为镶嵌体 以农田防护林 道路 沟渠 田坎等为廊道 以耕地为基质的网格化景观体系 2 农田景观尺度与分类农田景观尺度与分类 2 1 农田景观尺度农田景观尺度 大尺度的农田景观格局受制于自然扰动 小尺度的农田景观格局变化受人类经济活动 影响 从土地整理项目本身特点和实施过程看 农田景观生态工程建设与评价的尺度宜为 中 小尺度 即农田和田块 2 2 农田景观分类农田景观分类 景观生态分类是土地分类的深化方向 也是新兴景观生态研究的重要组成部分 现代 景观生态学是以人类与地表景观相互作用为基本出发点 研究景观生态系统的结构 功能 及变化规律 并进行有关评价 规划及管理的应用研究 景观生态分类应以人与景观的相 互关系为着眼点 即特别注重景观系统的功能特征 景观生态分类思想的实质就是根据景 观系统内部水热状况的分布和物质能量交换形式的差异以及人类活动对景观的影响 统一 考虑景观的自然属性 生态功能和空间形态特征 将各种景观生态类型进行划分和归并 并构筑景观生态分类体系 7 借鉴国内外景观分类的理论和方法 遵循乡村景观分类的原 则和依据以及景观生态学基本原理 认为我国乡村景观类型的划分应该采用功能形态分类 的方法 即 采用景观区 景观类 景观亚类和景观单元四级分类体系 7 8 9 并在北京郊 区乡村景观规划中加以应用 取得了良好效果 因此 我们可以借鉴乡村景观的分类体系 划分农田景观类型 表表 1 1 农田景观分类系统农田景观分类系统 Table 1 The classified system of farmland landscape 景观分类分类依据景观类型 景观区根据景观所处特殊地理区域的综合功能 景观特征的差异 主要是依据大尺度的 地域分布规律 区位因素和土地利用结 构等依赖或形成的最稳定因素和大区格 局 其划分同我国土地资源利用区划相 一致 农区景观 林区景观 草原牧区景 观 农牧交错区景观 农林复合区 景观 荒漠景观 滨海区景观 自 然保护区景观等 同时针对特殊地区可以根据实际研 究的需要进行细分 如城市近郊区 景观 景观类依据景观区内人类活动对景观干扰程度 的大小 该指标的定量化主要依据是人 为影响强度系数和人为影响综合指数 自然景观 半自然景观和人工景观 景观亚类在景观类内 根据景观功能与属性 生 态系统类型和人文特征 和空间形态特 征的差异性来确定 自然景观划分为天然森林景观 天 然草地景观 天然水域景观 极地 景观 裸地景观等 半自然景观中的农田景观 园地景 观 人工林地景观等 人工景观可细分为聚落景观 工程 景观 人工水域景观和道路景观等 景观单元是大比例尺 如 1 2000 1 5000 1 1 万等 乡村景 观规划与制图的基本单元 根据景观组 成要素自然属性 主要是地形地貌 植 被或土壤的空间差异性 和土地利用单 元 或方式 的差异划分出不同的景观 单元 土地利用单元可以参照土地利用 现状的二级分类给予定量研究 也便于 与土地利用现状分类系统相衔接 如农田景观中的洼地水田景观 缓 坡旱地景观和低平地菜地景观等 注 参照乡村景观分类系统 8 3 农田景观生态工程建设原则农田景观生态工程建设原则 农田景观生态工程建设应注重景观的自然性 奇特性 多样性 功效性和宜人性 因 此需遵循以下 6 条原则 1 实行土地集约经营 保护集中的农田斑块原则 2 继承自然 关键因子调控原则 3 保持自然景观整体性 多样性及景观可达性原则 4 控制 节约工程及居住用地 塑造优美和谐的人居环境和宜人景观原则 5 保持传统文化继承性原则 6 遵循生态美学原则 4 农田景观生态工程类型 建设内容与布局农田景观生态工程类型 建设内容与布局 4 1 基本类型基本类型 乡村景观生态工程建设应根据自然景观的适宜性 功能性 生态特性 经济景观的合 理性 社会景观的文化性和继承性 以资源的合理 高效利用为出发点 以景观保护为前 提 合理规划和设计乡村景观区内的各种行为体系 在景观保护与发展之间建立可持续的 发展模式 10 乡村景观规划设计必须合理解决并安排乡村土地及土地上的物质和空间 为 人们创建高效 安全 健康 舒适 优美的环境 为社会创造一个整体可持续发展的乡村 生态系统 8 农田景观的生态功能主要体现在 农田生态安全维护 生物多样性保护 提高农田生 产力 土地可持续利用 景观美化 体验休闲等 从国内外土地整理的基本情况看 由于 各国的国情不同 各国土地整理的内容也有所差异 而且随着一个国家自然环境的变迁及 经济 社会的发展 其土地整理模式也会不断地发展和完善 二战以后至上世纪 60 70 年 代 土地整理在欧洲被认为是解决粮食安全的最主要手段 但从上世纪 80 年代后 随着农 村地区环境退化的加剧 土地整理转向以多目标为特征的农村可持续发展 包括环境保护 和景观价值等 11 从目前德国巴伐利亚州土地整理的模式来看 其土地整理已不是立足于 短期的 单纯的地块合并 调整和村庄改造 而是着眼于整个整理区域内久远的生态环境 保护和建设 景观的维持以及民族历史 文化遗产的继承和保护 因此 在巴州的土地整 理中 对具有民族风格和地方特色的悠久的建筑物 特别注意加以保留 并在原貌的基础 上进行整理 所以在巴州的农村中仍能看到许多古建筑和人文景观 12 而在瑞士 为了提 高农田景观生物物种多样性 自 1998 年以来 在土地整理过程中开始建立了包括杂草 野 花地 带 草原带 灌木带和果树带等景观类型的生态补偿区 Eco logical compensation area 从而促进植物种类和无脊椎动物多样性的增加 同时也增加鸟类和兽类物种的多样 性 13 塞普路斯的土地整理法案中规定了有关土地景观和环境保护方面的措施 规定在一 个土地整理项目中 必须要有这方面的设计 例如 种植灌木和树木 在非农业用地区域 建设小型娱乐设施和公园 保护历史遗迹和保护生态环境等等 14 15 荷兰的土地整理非常 注重有效的土地利用与景观品质 生态进程的保护和发展相结合 荷兰的 土地整理法 中也明确规定了景观规划必须作为土地整理规划的一个组成部分 因此 生态和景观理论 被广泛的应用于土地整理规划以及整理地块的设计中 例如在土地整理规划中 设计师规 划很多大型自然区域作为自然保护地 休闲公园 在道路两旁种植防护林带 在景观单元 之间的过渡区种植林地和树篱以及通过其他措施恢复和保护具有地方和历史特色的景观格 局等 在波兰 生态型土地整理认为 人工植树造林是解决生态问题的主要途径 并且类 似于人工造林的形式可以在不同的景观内起不同的生态作用 诸如空气净化 生物群落防 护 气候 土壤 水分保护功能等 而且林木也是维持景观稳定的重要因素 在波兰的土 地整理过程中 同时也考虑到农田斑块 农业旅游区 自然保护带 隔离带 生态田建设 等等 14 15 俄罗斯在土地整理中也非常注重农田景观生态建设 在一些农场各类生态用地 的比例高达 20 30 我国的土地整理虽然已经取得了一定的成效 内蒙 山东部分地区 农田防护林面积与耕地面积之比已达到 10 20 但与国外特别是欧洲国家相比 尚处于 初级阶段 尤其是在对自然景观和生态环境的保护与建设上 还存在着很大差距 在我国 东部沿海及中部经济发达地区 已开始尝试在土地整理中增加一些景观生态工程建设内容 如在浙江义乌市佛堂镇 对项目区内原生景观 生物栖息地等进行了有效保护 如在田间 路 生产路的路基下面每隔 100m 或在与沟渠交叉的地方设计有直径 20cm 的涵管 生态孔 一方面有利于道路的畅通 灌溉和排水 另一方面可为道路两边的野生动植物提供一个安 全畅通的栖息之所 项目区在深度大于 50cm 的 U 型渠 浆砌条石矩形渠 干砌块石梯形 沟内每隔 20m 30m 做一段长约 1m 的生态板 以保证田间生物正常生活 保证生物的多样 性 在河流 池塘周围保留和规整出 2m 3m 的洼地作为农田边界 保护自然界天然的湿地 环境 对生物多样性保护起着十分重要的作用 此外 在项目区内的每棵古树周围 建立 了 20m2 30m2的缓冲区 建设了 3 座避雨亭 这些措施既美化了农田景观环境 也具有一 定的实用价值 16 但是 迄今为止 我国还没有建立起相应的农田景观生态工程技术规范体系 总体上 还处于理论探讨和尝试阶段 本文结合我国土地整理的特点以及国外土地整理的经验 提 出了我国土地整理的五类农田景观生态工程 即 1 农田防护生态工程 2 生物栖 息地保护工程 3 自然景观生态工程 4 污染隔离带工程 5 景观美化生态工程 并进一步探讨了农田景观生态工程的建设内容 布局及关键指标控制标准 为我国农田景 观生态工程建设提供参考依据 4 2 建设内容与布局建设内容与布局 农田景观生态工程的建设内容及布局具体如下 4 2 1 农田防护生态工程 建设内容包括农田防护林工程 农田防洪排涝工程 农田护坡工程 沟渠 路护坡 田坎硬化或树篱建设 等 主要分布在农田边界 农田道路两侧 田坎等位置 表 2 农田防护生态工程建设内容 Table 2 Constructed items of ecological engineering of farmland protection 工程类型建设内容描述 1 农田防护林工程 1 项目区农田防护林的现状 存在问题及建设的必要性 2 农田防护林工程的建设位置 长度 布局方案 3 建设标准 树种选择及配置 4 初选农田防护林典型区布置 5 防护效果预测 2 农田防洪排涝工程 1 概述项目区洪水特性 历史洪涝情况 防洪涝现状和要求 2 论证防洪涝区的范围 选定防洪涝标准 3 选定排水区排水方式和排水系统总布局 4 选定骨干防洪排涝工程的规模及参数 5 初选主要交叉建筑物规模 6 初选防洪排涝典型区布置 3 农田护坡工程 1 项目区农田护坡的现状 存在问题及建设的必要性 2 农田护坡工程的建设位置 长度 布局方案 3 选定护坡方式及建设标准 4 初选农田护坡工程典型区布置 4 2 2 生物栖息地保护工程 生物栖息地保护工程包括生物廊道 农田道路 田坎 沟渠等的覆被 建设工程 农 田斑块建设工程 如人工林地 草地等 湿地保护工程 如坑塘水面 等 主要分布在农 田道路两侧 田块内 田块之间等位置 如在田间地头建设生物休憩林 建设生物廊道将 隔离的斑块与其它斑块或廊道连接 增强各景观单元的可达度 表 3 生物栖息地保护工程建设内容 Table 3 Constructed items of engineering of biological habitats protection 工程类型建设内容描述 1 生物廊道建设工程 1 简述项目区农田道路 田坎 沟渠等覆被情况 破碎化程 度及建设的必要性 2 确定生物廊道建设的位置 长度 布局方案 3 初选植被的恢复方式 自然或人工 人工建设标准 植被 搭配 4 初选生物廊道建设工程典型区布置 2 农田斑块建设工程 1 简述项目区农田斑块的分布情况及建设的必要性 2 选定农田斑块建设的位置 面积 3 初选农田斑块的植被类型 配置方式 4 初选农田斑块工程的典型区布置 3 湿地保护工程 1 简述项目区湿地分布情况 存在问题及保护的必要性 2 选定湿地保护的范围 面积 3 确定湿地保护的生态工程措施 4 2 3 自然景观生态工程 自然景观生态工程包括具有明显地域特点和重要生态功能的天然林地 草地 水体 裸岩等主要分布在田块内部或边界 这些自然景观往往具有其独特的观赏价值和生态价值 在土地整理过程中应加以重点保护 维护其原有的天然景观 17 18 建设内容包括 1 简 述典型自然景观的分布情况 特点及保护的必要性 2 确定保护的范围 面积 3 确定自然景观的保护措施 4 2 4 污染隔离带工程 污染隔离带工程包括防止工业 三废 垃圾处理 汽车尾气 噪声等污染源污染的农 田边界以外绿色隔离带 缓冲区 建设工程等 主要位于主要交通干线两侧 点源污染源 周围 如工厂 垃圾处理场周边等 建设内容包括 1 简述项目区主要污染源的分布情 况及潜在危害 2 确定隔离带建设的位置和布局方案 3 选定建设标准和建设规模 4 防护效果预测 4 2 5 景观美化生态工程 景观美化生态工程主要是从生态审美角度考虑增强景观美感度而兴建的人工景观 充 分考虑绿美结合 包括观赏植物的种植 农田建筑物的设计 农业主题公园建设 名胜古 迹的保护等 主要位于农田内部 农田道路两侧 田坎等位置 建设内容包括 简述景 观美化工程建设的必要性 选定景观美化工程的位置 建设内容 基本选定景观美化 工程的设计方案 选定建设标准和建设规模 确定景观美化工程的保护措施 5 各工程的关键指标控制标准各工程的关键指标控制标准 5 1 农田防护生态工程农田防护生态工程 我国农田防护林的配置标准一般为 2 4 行 行距 2 3m 因此 项目区边界农田防护林 宽度一般不少于 10m 在平原地区为了节约土地可为 5m 在风沙区可适当加宽 以增强 防护效果 项目区边界防护林可采用针阔混交林带配置 行间距根据树种确定 农田与林 地之间挖一条宽 40cm 60cm 深 50cm 的隔离沟 减少根系与作物争夺土壤水肥 19 20 丘 陵地区坡度大于 25 以上的陡坡地建造水土保持林 采用针阔混交林 水土保持林与耕地 之间保留等高距 10m 或 10m 以上的缓冲区 田间路两侧种植 2 行乔木 行间距根据树种 确定 生产路两侧一行种植乔木 一行种植灌木 行间距根据树木品种确定 斗沟 渠 农沟 渠 留 0 5m 1m 宽的缓冲绿化带 以自然植被为主 平原区排洪防涝要达到 20 年 一遇 丘陵地区达到 50 年一遇 丘陵地区的田坎必须用石块或灌木 护坡草等进行护坡处 理 5 2 生物栖息地保护工程生物栖息地保护工程 田间路和生产路路面以碎石 泥土为主 交通干线除外 禁止水泥混凝土硬化 斗 沟 渠及其以下等级的沟渠护边应以自然材料为主 如石块 泥土 必须要防渗的 应 建设生态型 沟 渠 沟 渠 林 路植被与农田斑块的连接度和环度要达到 0 5 以上 农田中不允许出现孤立的景观斑块 西方发达国家生态用地一般占土地总面积的 20 30 我国根据实际情况可适当降低 但仍要保留一部分的生态用地 平原区每 1hm2耕地 应配置 0 05 hm2的林地 乔 灌 草搭配 丘陵区每 1 hm2耕地应配置 0 1 hm2林地 乔 灌 草搭配 作为鸟类和昆虫等野生动物的栖息地 项目区内面积超过 0 2 hm2的水体应予保留 周围应有 2m 的自然植被缓冲带 5 3 自然景观生态工程自然景观生态工程 项目区内面积超过 1 hm2的林地 2 hm2的草地等具有独特自然特征的景观应予以保留 5 4 污染隔离带工程污染隔离带工程 项目区边界到工厂 垃圾处理场等污染源的距离要达到 1km 以上 如在下风口 应建 设 30m 宽的防护林 项目区边界距离省级以上公路要大于 50m 且应建设大于 10m 宽的 防护林隔离带 21 22 23 5 5 景观美化生态工程景观美化生态工程 项目区主要入口道路两侧要在种植具有较高观赏价值的树木 花草 长度不少于 0 5km 机井四周培植乔 灌 草 每 10 hm2农田建避雨亭 1 座 主要田间路桥梁可建休闲亭 1 座 农村居民点与农田之间要种植 5m 以上宽度的绿化隔离带 乔 灌 草 花合理搭配 要 求具有较高观赏性 观光农业园内应建有不少于总面积 5 的娱乐服务设施 休闲设施等 文化名胜古迹应予以保护 周边要求建设 5m 以上的绿化隔离带 22 23 6 结论和讨论结论和讨论 农田景观生态工程建设是土地整理的重要内容之一 在今后土地整理过程中 应加大 农田景观生态工程建设力度 其中 农田防护生态工程 生物栖息地保护工程和景观美化 生态工程是今后土地整理的重点建设内容 自然景观生态工程和污染隔离带工程可根据项 目区的实际情况进行建设 同时 需要指出的是 以上提出的关键指标控制标准为基本标 准 考虑到各地的差异性 不同地区可根据当地实际情况做适当调整 五种类型农田景观 生态工程的提出及建设是土地开发整理的一次崭新尝试 也是本研究的重要成果 在今后 的实践过程应不断加以改进和完善 通过农田景观生态工程建设真正达到保护农田生态安 全 提高土地的持续生产能力 保护乡村景观及其文化的根本目标 参考文献参考文献 1 胡廷兰 杨志峰 农用土地整理的生态效益评价方法 J 农业工程学报 2004 20 5 275 280 2 杨晓艳 闫东浩等 北京市延庆县耕地景观特征 J 资源科学 2005 27 3 98 104 3 许丽 姚云峰等 半干旱区农业景观空间格局变化研究 J 干旱区资源与环境 2001 15 4 57 62 4 叶艳妹 吴次芳等 农地整理工程对农田生态的影响及其生态环境保育型模式设计 J 农业工程学报 2001 17 15 167 171 5 付梅臣 陈秋计等 农田景观规划设计及 3S 技术应用 J 农业工程学报 2003 19 1 196 199 6 王仰麟 韩荡 农业景观的生态规划与设计 J 应用生态学报 2000 11 2 265 269 7 李振鹏 刘黎明等 乡村景观分类的方法探析 J 资源科学 2005 27 2 167 173 8 刘黎明 乡村景观规划的发展历史及其在我国的发展前景 J 农村生态环境 2001 17 1 52 55 9 谢花林 刘黎明 城市边缘乡村景观综合评价研究 J 地域研究与开发 2003 22 6 76 79 10 刘滨谊 中国乡村景观园林初探 J 城市规划汇刊 2000 6 66 68 11 G Van Huylenbroeck J Castro Coelho and P A Pinto Evaluation of land consolidation projects LCPs A multidisciplinary approach J Journal of Rural Studies 1996 12 3 297 310 12 徐雪林 杨红 肖光强等 德国巴伐利亚州土地整理与村庄革新对我国的启示 J 土 地整理与复垦 2002 5 35 39 13 艾尼瓦尔 吐米尔 马合木提 哈力克 Tomas FRANK 农田及生态补偿区甲虫群落 结构的差异 J 生态学报 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