土地整理项目的景观生态规划与设计研究.doc

土地整理项目景观生态规划与设计研究 中国人民大学 硕士学位论文论文题目: (中文) 土地整理项目景观生态规划与设计研究(英文)Study on Land-ecologyPlanning and Designing of Land Consolidation Project作 者 : (中文名) 于海英 (英文名) Yu Haiying 所在院、系、所: 公共管理学院土地管理系专 业 名 称: 土地资源管理指 导 教 师 姓 名、职 称:张占录 副教授论文主题词: 土地整理景观生态规划设计学 习 期 限:2002 年 9 月 至 2004 年 7 月论文提交时间: 2004 年 5 月 目 录 前言 1 1 概述2 1.1 景观生态的内涵. 2 1.2 景观生态规划与景观生态设计. 3 1.3 土地整理对项目区景观生态的影响4 2 景观生态规划与设计基础7 2.1 景观生态规划与设计发展概况. 7 2.2 景观生态规划与设计基础理论. 9 2.3 景观生态规划与设计研究方法. 13 3 土地整理项目区景观生态分析.16 3.1 土地整理项目区景观生态现状及发展趋势16 3.1.1 项目区的景观生态现状. 16 3.1.2 项目区面临的景观生态问题18 3.1.3 项目区景观生态发展趋势19 3.2 土地整理项目区的景观生态要素20 3.2.1 自然环境要素 20 3.2.2 硬质景观要素 21 3.2.3 软质景观要素 23 3.2.4 项目区涉及的生态系统类型24 3.3 土地整理项目区的景观生态类型25 3.3.1 根据人类干扰程度的分类25 3.3.2 根据景观独立形态进行的分类 26 3.3.3 根据景观系统功能进行的分类 27 3.4 土地整理项目区的景观生态区域组合 29 3.4.1 斑块?廊道?矩阵模型29 I 3.4.2 项目区的“斑块?廊道?矩阵”的镶嵌模型35 4 土地整理项目景观生态规划与设计技术系统构建37 4.1 土地整理项目景观生态规划与设计的指导思想. 37 4.1.1 遵循国家政策和土地整理规划的要求 37 4.1.2 景观生态规划与设计的综合整体性思想. 38 4.1.3 注意针对性和特殊性,符合项目区特点. 39 4.1.4 谋求在发展中改善景观生态环境. 40 4.2 土地整理项目景观生态规划与设计的原则40 4.2.1 提高土地利用率与改善土地质量原则 40 4.2.2 整体优化原则 41 4.2.3 增加空间异质性与促进循环再生的原则. 41 4.2.4 坚持公众参与原则42 4.3 土地整理项目景观生态规划与设计的技术路线. 42 4.3.1 土地整理项目区景观生态调查 43 4.3.2 规划设计方案分析45 4.4 土地整理项目景观生态规划与设计的内容与方法47 4.4.1 项目区景观生态规划设计的三个层次 47 4.4.2 景观生态规划设计的研究内容 48 4.4.3 景观生态规划途径49 4.4.4 规划设计措施 50 5 土地整理项目景观生态规划与设计案例研究.54 5.1 延庆土地整理项目?王木营片区概况. 54 5.1.1 王木营片区的自然条件. 55 5.1.2 王木营片区的社会经济条件57 5.1.3 王木营片区土地利用存在的问题. 57 5.2 王木营片区规划设计目标58 II 5.3 王木营片区的规划设计. 59 5.3.1 王木营片区规划. 60 5.3.2 王木营片区工程设计 61 结 论.68 参考文献68 后 记.71III 图表目录 图3-2农田矩阵中的草地斑块. 30 图3-3项目区中的池塘斑块 30 图3-4农田矩阵中的防护林廊道32 图3-5项目区中的人工水渠廊道32 图3-6项目区草地矩阵中的绿色浮岛景观34 图3-7项目区农田矩阵中的居民点浮岛景观 34 图3-8项目区的“斑块?廊道?矩阵”的镶嵌模型36 图4-1项目区景观生态规划设计流程. 43 图4-2项目区规划设计的研究内容 49 图4-3项目区中具有生态意义的湿地景观53 图4-4项目区中具有历史意义的乡村文化建筑. 53 图 5-1 王木营片区土地利用现状图 55 图5-2王木营片区地形图56 图5-3王木营片区规划与设计基本目标示意图. 58 图5-4王木营片区规划设计示意图 61 图5-5王木营片区规划前道路布置 63 图5-6王木营片区规划后的梯田及道路64 图5-7王木营片区水利设施规划设计图66 图5-8王木营片区绿化工程规划设计图67表 3-1 项目区自然景观要素 21 表 3-2 项目区硬质景观要素 22 表3-3项目区软质景观要素 23 表3-4项目区涉及的生态系统. 25 表 3-5 依独立景观确定的项目区景观分类系统. 26 IV 表5-1 王木营片区的社会经济基本情况. 57 表5-2 王木营片区整理前后土地利用情况变化 61 V摘 要 2002年底我国完成了全国、省、市、县级的土地整理专项规划。在专项规划的指导下,土地整理活动全面展开。土地整理是我国实现耕地总量动态平衡和土地资源的可持续利用的有效途径之一,以增加有效耕地面积为主要动力,同时强调提高耕地质量、改善农业生产条件和生态环境。广义上的土地整理包括农地整理和市地整理,目前我国有组织的开展土地整理还处于起步阶段,主要指狭义的农地整理。因此,目前实施的土地整理项目其项目区是农村的有机组成部分。 80年代以来,随着农村地区由传统农业景观向现代农业景观和集约化的现代农业景观的转变,农村的景观生态系统受到了严重的威胁。农业的专门化和机械化使当地景观变得非常单调,景观多样性下降、生物多样性减少。大量的农药化肥使用,严重的污染了农业生态环境,造成土壤有机质减少、面源污染和土壤板结等农业景观。 土地整理项目的实施不仅改变了项目区内的土地利用结构,创造了新的人工景观,还对生态环境产生影响。由于土地整理项目对生态环境的影响具有长期性、累积性和不确定性,我们很难确定新建的项目区景观格局是否有利于生态环境改善。而有些地方还存在着为了短期的经济利益,破坏具有地方特色的人文景观、历史遗迹的问题,对资源的合理开发利用产生负面影响。 因此,将土地整理与景观生态规划与设计相结合,在土地整理项目区的规划与设计中融入景观生态学的理念,对于改善区域生态环境条件,建设有地方特色的现代生态农业,促进区域可持续发展,实现土地整理项目的社会效益、经济效益和生态效益具有积极的意义。 国外在景观生态学应用在农业或乡村景观规划中的研究较早,始于20世纪五六十年代。我国的研究起步较晚,在20世纪八十年代末才对从地理学的角度研究了农村景观的一些问题。不同国家和地区基于经济发展水平、人口和资源状况的差异,在景观生态规划方面也有所侧重。目前的1 研究重点是针对一些生态脆弱地区和城乡结合部的景观系统分析和景观生态设计的研究。在土地整理和土地规划方面的研究其侧重点主要在优化配置土地利用,以及调整不合理的农村宅基地,改善乡村景观面貌,充分挖掘土地资源潜力上,并没有深入到更加具体的农业景观系统分析和景观生态规划上。 文章从景观生态学的基本理论和研究方法入手,分析了土地整理项目区的景观生态系统,并构建了土地整理项目景观生态规划设计技术系统,最后选区延庆土地整理项目?王木营片区为例叙述了土地整理项目的景观生态规划设计。全文共分五部分,在文章的写作中插入了从江西上饶市等地的土地整理项目区采集的照片及北京市顺义区、北京市延庆县等地的土地利用现状图和规划图。 第一章:界定了土地整理项目景观生态规划与设计中景观生态的概念,并分析了景观生态规划与设计的关系和土地整理项目对景观生态环境的影响。 景观生态是一个以无机环境为基础、生物为主体、人类为主导的复杂系统,用于研究地表自然要素的组成结构和人类活动在时间和空间概念是怎样影响生态过程的。景观生态规划与景观生态设计既相互联系又各有侧重,在一个具体的景观生态规划与设计中,规划与设计是密不可分的。规划与设计不仅仅考虑项目区布局上的美观,更要实现项目区功能的优化,以动态的观点对项目区进行规划设计。土地整理项目的实施通过对景观格局的改变,对经济、社会、自然均会产生不同程度的影响。 第二章:土地整理项目景观生态规划与设计基础。简要地介绍了景观生态的发展概况,然后对规划与设计中需借鉴的景观生态学理论和研究方法作了介绍。 第三章:土地整理项目区景观生态分析。对土地整理项目规划与设计的对象景观生态要素进行了分析。 首先介绍了土地整理项目区的景观生态现状与发展趋势,然后对项2 目区的景观要素、生态系统和景观生态类型进行划分。指出因受自然环境、人类活动条件和人类活动强度的影响不同,农田景观区域组合、类型和特征出现较大的差异,区域景观的最大的结构特征就是景观的镶嵌性,并对顺义区北小营镇内的四个项目区的“斑块?廊道?矩阵”的景观空间镶嵌模型作了简要分析。 第四章:土地整理项目景观生态规划与设计技术系统构建。从土地整理项目景观生态规划设计的指导思想和原则入手,构建了土地整理项目区景观生态规划设计的技术系统。提出规划设计的技术路线以及规划设计的内容与方法。 第五章:土地整理项目景观生态规划设计案例研究。选择国家投资的2002年第一批土地整理重点项目“延庆县土地整理项目”?王木营片区为例,对融入了景观生态理念的项目片区规划设计作了说明。 最后,对文章做了小结。指出土地整理项目景观生态规划与设计需要明确区域内生态问题和规划设计约束因子,从项目区景观生态存在的问题、解决途径和可持续景观体系建设的原则以及地形地貌特点和规划功能等方面考虑,对土地整理项目区分区规划设计。按照景观生态的生物生产功能、环境服务功能和文化支持功能,从增加耕地数量、提高耕地质量、提高项目区生产力方面,改善生态环境方面,促进区域社会经济发展方面分三个层次对项目区进行规划设计。根据项目区规划设计的侧重点不同,从以物种为核心和以景观元素为核心两种途径对项目区进行规划设计。项目区景观规划与设计要突出景观的连续性、异质性和动态性。将项目区所在区域作为一个整体来考虑,不仅考虑项目区内的规划设计,还要考虑到与项目区外景观生态的关系,对具有特殊意义的景观生态予以保护。关键字:土地整理项目 景观生态 规划与设计3Abstract By end of 2002, we have finished compiling land consolidation planning in the whole country level, province level, city level and county levelUnder the guidance of land consolidation planning, the land consolidation activities are launched entirely. Land consolidation is one of the effective pathes to keep dynamic equilibrium of total amount of cultivated land and to realize sustainable land utilization. It regards increasing the effective cultivated land area as main motive force, emphasizes and improves cultivated land quality, improves the agricultural working condition and ecological environment at the same time. Land consolidation includes two parts at the broad sense, including country land re-arrangement and city re-adjustment. At present our country have systematically organized the land consolidation activities and in the stage of starting even agricultural, pointing on the narrow sense mainly. Therefore, districts of land consolidation projects are the organic parts of countrysideSince the eighties, the landscapes of rural area have changed. During the course of the transition that from the traditional agricultural landscape to the modern agricultural landscape and intensification of agricultural landscape, the landscape ecosystem of the countryside has received the serious threat. The specialization and mechanized of agriculture make the local landscape become very dull. The variety of rural landscape declined and the bio-diversity reducedA large amount of chemical fertilizer is used. They seriously pollute the agricultural ecological environment, cause the soil organic matter to reduce and pollute the agricultural landscapeIt not merely changed the land in the land consolidation project district and utilizes structures. It has created the new artificial landscape, exerts an 4 influence to the ecological environment. Because the impact on the ecology environmental system is lasting 、accumulative and uncertain. It is very difficult for us to determine whether the newly-built landscape pattern of project district help the ecological environment to improve or not. Some places still exist for the economic benefits of a short time, destroy the humane landscape of the local characteristic, historical traces. The actions exert a negative influence to the reasonable development of resourcesSo it is very necessary to have the land consolidation activities and landscape-ecology planning and designing combine together. It has positive meanings for improving the regional ecological environment condition, building modern ecological agriculture of having the local characteristics, promoting regional sustainable development, realizing the social benefits, the economic benefits and ecological benefits of putting the land consolidation projectsIt is relatively early to use the research in agriculture or the rural area landscape plan in landscape ecology abroad. They begin in fifty or sixty times of the 20th century. The research of our country started relatively late, just to studying some questions of the rural landscape from the angle of geography at the end of the eighties of the 20th century. Based on the differences of economy development level, population and resource state between different countries and regions, we lay particular emphasis on the ecological planning of the landscape. The present research focal point is the landscape research that design of network analysis and landscape ecology to some ecology fragile area and fringe area. In land consolidation and land planning, they lay emphasis on optimizing and disposing the researches of respect in land utilization, and adjusting the unreasonable rural residence houses, improving the landscape 5 feature of rural area, excavating land resource potentiality fully. They do little work on the analysis of rural landscape-ecological system and landscape-ecology planningThe article proceeds with ecological basic theories of the landscape and research approaches, has analysed landscape ecosystems and structure of the land consolidation project district, and has designed techniques of landscape ecological planning. At the end of this paper, it takes Yanqing project for example, demonstrates the landscape-ecology planning and designing in land consolidation district. The full paper is divided into five parts altogether and is inserted many pictures taken from land consolidation project district of Shangrao, Jiangxi and used the land use current situation map or land use planning map of Shunyi ,Beijing and Yanqing,BeijingChapter one: Define the landscape-ecology used in landscape-ecological planning and designing of land consolidation project. And has analysed the connection of landscape-ecology planning and landscape-ecology designing, then analysed the impact on ecological environment of the landscape of the project in ecological planning of the landscape and land designingLandscape-ecology is based on inorganic environment by ecology, living beings at subject, complicated system which mankind takes as the leading factor. It is used to study the composition structures of key elements on the earths surface and how mankind activities influence the ecological course at concept of space and time. The ecological planning of the landscape connects with the landscape ecology planning each other as well as lays particular emphasis on each. In a concrete landscape ecological planning, planning and designing are inseparable. Planning and designing are considered overall arrangement not only make the district in an embarrassing situation but also 6 consider realizing the optimizations of district function of project, carrying on planning and design to the project district with the dynamic view. Land consolidation implementations of project exert influences in varying degrees at economy and society, through the changes of pattern the landscapeChapter two: The foundation of landscape-ecology planning and designing of land consolidation project. Describe landscape ecological development general situation and introduce landscape ecology theory and research approach used for reference in landscape-ecological planning and designing brieflyChapter three: The analysis of landscape-ecology in land consolidation project district. Firstly, recommend the landscape ecological current situations and development trends of the project district in order. Then the landscape key elements, the ecosystem and landscape ecological types to the project district are divided. Point out that based on different influences of mankind activity terms and intensity and influences of natural environment, make up in the landscape area of farmland, the type and characteristic present the relatively great difference. The characteristics of regional landscape is “patch-corridor-matrix” model. Then based on four projects of Beixiaoying town, Shunyi, Beijing, make a brief analysisChapter four: Design the system of planning and designing techniques used in landscape ecological planning and designing. Start with the guiding theory and principle of putting project landscape ecological planning and design, then design the system of designing techniques and put forward the technological route and content and method of planning and designChapter five: A case. Choose one of the first land consolidation items invested by government?Wangmuying subarea of Yanqing project and 7 describe the landscape-ecological planning and designing of the districtAt the end of this paper, draw such conclusions: Definitude the ecological questions and restrictions of planning and designing in the project area. In the light of the ecological problems that exists, the ways to solve, the principle of durative landscape construct, the characteristics of terrain and physiognomy etc, divide the project area into parts to plan and designBased on the produce function, environmental service function and culture support of the landscape, plan and design the project district at three levels: increasing the quantity of cultivated land, improving the cultivated land quality and the productivity of project district; improving ecological environment respect ; and bringing about an advance in social economy in the areaAccording to the different objectives of the land consolidation projects, plan and design the project in two ways: regard landscape element as the core and regard species as the coreLandscape-ecology planning and designing of project district should lay emphasis on the continuity, heterogeneity and dynamic of the landscapeConsider the area of the project district wholly as one, not merely consider the planning and designing in the project district, also consider the relation with its surroundings. Reserve the landscape with special significance Key words: land consolidation projectlandscape-ecologyplan design8 前言 耕地是土地资源中最核心的部分,也是最易受到侵害的资源,耕地的迅速减少,尤其是优质耕地资源的减少在我国已近于一种危机。为了实现我国耕地总量动态平衡的目标,实现土地资源的可持续利用,土地整理成为实现这一战略的重要手段之一。 目前,我国有组织的开展土地整理工作还处于起步阶段,主要是指狭义的传统型农地整理,以增加耕地为主要动力,同时强调改善生态环境、提高人们生活生产水平。项目区是农村的有机组成部分。以项目形式展开的土地整理活动在实施的过程中,主要从土地平整工程、水利水电工程、道路工程和田间绿化工程等着手,其侧重点主要在优化配置土地利用,以及调整不合理的农村宅基地,改善乡村景观面貌,充分挖掘土地资源潜力上,并没有深入到更加具体的农业景观系统分析和景观生态规划上。 80年代以来,随着农村地区由传统农业景观向现代农业景观和集约化的现代农业景观的转变,农村的景观生态系统受到了严重的威胁。农业的专门化和机械化使当地的景观变得非常单调,景观多样性下降、生物多样性减少。大量的农药化肥使用,严重的污染了农业生态环境,造成土壤有机质减少、面源污染和土壤板结等农业景观。农村中的资源和环境问题日益突出,小尺度的农业生态系统研究已经无法满足农业可持续发展的需要。 因此,将土地整理规划与设计和改善农村环境相结合,在土地整理项目的规划设计中融入景观生态的理念,对促进资源的合理利用和可持续发展具有重要的现实意义。 1 1 概述 1.1 景观生态的内涵 景观,不同于“风景”,必须和作为一般描述性的地形地物概念区别开来 Naveh and Lieberman,1983; Forman and Godron, 1986; 俞孔坚 1987 。 不同领域的学者对“景观”的理解不尽相同,这些观点既有联系,又不完全一致,主要表现为三个方面。 第一:从景观的直观景象来认识。这是景观的最原始和最普通概念,这里含有美学因素。 第二:从个体的属性结构上理解。在地质学、地貌学、土壤学和植被科学中,景观原理用以说明个体各属性在地表的结构格局,这个属性是这些学科的研究对象,如岩石、地表形态(地形)、土壤个体、植物群落等。地质景观、地貌景观、土壤景观和植被景观常被用来描述格局。 第三种:认为景观为一复合生态系统,这是最为综合的概念,包括了上述两种观点。这种观点认为:景观是地球表层自然的、生物的和人的因素相互作用形成的复合生态系统。这一生态系统有别于一般生态系统,它们有着不同的边界。一般生态系统是生物和环境以及生物各种群之间长期相互作用形成的有机整体,着重研究生产者、消费者和环境三者之间的相互关系。而景观生态系统是地表各自然要素之间以及与人类之间作用、制约所构成的统一整体。它主要研究自然要素、社会经济要素相互作用、联系以及植物、大气、水体、岩石、动物和人类之间的物质迁移和能量转换,以及景观的优化利用和保护。由于它们的边界不同,研究的范围、内容也不同,一个以生物体为中心,研究生物与环境之间的关系,一个则研究地表各自然要素之间以及人类利用之间的综合作用。 2 因此,景观的内涵可以界定为一个由不同土地单元镶嵌组成,且有明显视觉特性的地理实体;处于生态系统之上,大地理区域之下的中间尺度,兼具经济价值、生态价值和美学价值(肖笃宁,1991)。具体地说,某一地域的景观就是该地域空间中地貌、植被、建筑物、道路、河流等所组成的各种形态的表现;同时,也包括地方民族特色、文化、习俗等,包含浓厚的生活气息和丰富的精神内容。 景观生态由地理学中的景观和生态学上的生态交织而成。用以检验地理学上的时间和空间概念是怎样影响生态过程的,如物种的运动和扩散、能量的循环和物质运动的 Foreman 1995, Sanderson & Harris 2000。 景观生态系统是一个中尺度的宏观系统,是一个以无机环境为基础、生物为主体、人类为主导的复杂系统,具有特定的结构、功能和动态特征。景观生态学强调景观空间异质性的维持和发展,生态系统之间的相互作用,景观格局与生态过程的关系以及人类对景观及其组分的影响(邬建国 ,2000 )。 1.2 景观生态规划与景观生态设计 景观生态规划与景观生态设计以及景观生态管理构成了景观生态建设,属于景观生态学的应用研究,在我国国土整治、资源开发、土地利用等领域发挥了重要的作用。 景观生态规划与设计是以生态学原理为指导,以生态系统整体功能优化为目标,在景观分析、评价的基础上,规划、设计景观优化利用的空间结构和功能,提出实现预期目标的景观规划方案、对策和建议,创造可持续发展的整体化的景观生态系统。景观生态系统的基本功能包括生物生产、环境服务和文化支持等,景观生态规划与设计就是在保证这三大功能的基础上,由创造人类满意的景观生态系统,提高发展到实现景观生态系统整体的可持续发展。 3 景观生态设计更多地从具体的工程或具体的生态技术配置景观生态系统,着眼的范围较小,而景观生态规划则从大尺度上对原有景观要素的优化组合以及重新配置或引入新的成分,调整或建设新的景观格局及功能区域,使整体功能最优。景观生态规划强调从空间上对景观结构规划,具有地理科学中区划研究的性质,通过景观结构的区别,建设不同的功能区域,而景观设计强调对功能区域的具体设计,由生态性质入手,选择其理想的利用方式和方向。景观生态规划与景观生态设计是从结构到具体单元,从整体到部分逐步具体化的过程。 由此可见,景观生态规划与景观生态设计既相互联系又各有侧重,在一个具体的景观生态规划与设计中,规划与设计是密不可分的。景观生态规划中有景观生态设计的内容和思想,反之亦然,两者相互渗透。 1.3 土地整理对项目区景观生态的影响 土地整理项目不仅会对整理区内的景观生态产生直接影响,还会对其周边地区的景观生态产生深远的影响。土地整理项目包括农地整理项目、居民点整理项目、土地开发项目和土地复垦项目,土地整理项目的类型不同,其规划设计的侧重点也不同,但一般都包括水利水电工程、农田灌溉工程、绿化工程以及坡地垦殖与梯田建设等工程措施。这些措施的实施对项目区景观产生很大影响。在改变项目区地形地貌的同时,还影响到区域水资源分配,改变地表水系的网络结构,不仅会直接影响到自然生境,还可能影响伴随原有水系网络而形成的各种相关生态过程。大面积耕地开发会加大地下水抽取量,从而导致地下水位下降。土地垦殖率的提高及荒地的开发等土地整理活动将导致地表裸露,原生、次生自然植被及人工植被的大面积减少和退化,破坏了自然景观,植被组成逐步被单一的农作物替代,不仅降低了生物多样性,威胁到动植物的生存空间,还降低了