景观生态学的农业应用

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1农业景观生态规划与设计

农业景观规划是运用景观生态学原理解决农业景观水平上生态问题的实践活动,农业景观规划涉及农业景观结构和景观功能2方面研究。景观规划设计与以往的单目标的规划设计有本质的不同,主要体现在把景观作为“资源”并从“整体”上看待,将人类需求与景观的自然特性与过程相联系,主要关注宏观尺度上的资源配置。农业景观规划设计不仅关注景观的“土地利用”、“土地肥力”以及人类的短期需求,更强调景观的美学价值和生态价值及其带给人类的长期效益。农村景观生态规划与设计就是由基本目标到功能、结构、具体单元逐级进行的,每一步都是上一步内容的具体化,共同组成了景观生态规划与设计的基本途径。

2农业景观生态规划原则与设计

农业景观规划应能体现出农业景观资源提供农产品的第一性生产,保护、维持生态环境平衡以及作为1种特殊的旅游观光资源3个层次的功能[5]。传统农业仅仅体现了第一个层次的功能,而现代农业的发展除立足于第一个层次功能外,将越来越强调后2个层次功能。在我国由于长时期高度利用土地,农业景观中自然植被斑块所剩无几,人地矛盾突出。景观规划所要解决的首要问题是如何保证人口承载力又维护生存环境。生态保护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,如土壤培肥工程、防护林营造、农业生产结构调整等。从空间布局而言,这类地区的景观规划应贯彻以下原则:(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;(2)控制建筑斑块盲目扩张,建设具有宜人景观的人居环境;(3)重建植被斑块,因地制宜地增加绿色廊道和分散的自然斑块,补偿恢复景观的生态功能;(4)在工程建设区要节约工程用地,重塑环境优美、与自然系统相协调的景观。景观生态规划设计的实质就是在空间上合理安排景观格局以实现整体景观的持续利用。只有按照景观生态学的原理,在宏观上设计出合理的景观格局,在微观上创造出合适的生态条件,才能促进农业资源的合理利用及农业的持续发展。

3实例

3•1研究区背景

江苏省宝应县地处淮河下游的苏北腹地,全县土地面积1467km2,其中水域占总面积的1/3。县域西傍白马湖和宝应湖,东辖射阳湖与广洋湖,京杭大运河穿境而过。境内地势低平,河湖众多,绝大部分地区地面高程在海拔4m以下,属里下河浅洼平原地貌。研究区主要景观类型有:农田、水面、林地、居民点、工厂、建筑、各级道路、林网、河道等。其景观表现为农田、水面、居民点等斑块互相镶嵌,河道、林网等廊道相互交错的结构。呈现出典型的“鱼米之乡”的景观。本区辽阔的水域为发展渔业及农业多种经营创造了有利的条件。该县的主要农业环境问题是:因过量施用化肥及农田复种指数高,引起土壤肥力下降;因网箱密度高、鱼类放养量太大,出现水体富营养化;因连续种藕使土壤退化并引起一些特定的病虫害;作物秸秆焚烧及家禽粪便未处理引起的环境污染。

3•2目标规划

农业景观生态设计是运用景观生态学原理,结合考虑地域或地段的综合生态特点及目标要求,构建一个空间结构和谐、生态稳定、社会经济效益理想的区域农业系统。在农业生态经济发展的过程中,通过种地与养地结合,充分利用资源与全面保护资源相结合,发展经济与保护环境相结合,实现生态、经济、社会效益的高度统一。

3•3功能规划

功能规划主要从整体景观生态系统考虑,使其整体系统功能完善和协调。景观生态系统是多组织水平的复杂系统,由多级子系统镶嵌而成。农业生产中,本着宜农则农、宜林则林、宜牧则牧、宜渔则渔的原则,根据农业区不同的景观,选择不同的利用方式。根据农业景观特征、开发利用潜力,可以构造如下生态功能系统。农业区景观生态系统的主要功能是生物生产功能,人类对其开发利用的目的就是获取尽可能多的生物产品,同时具有环境保护功能和观光旅游功能。现代农业越来越强调后2个层次的功能。如万亩荷塘、万亩桑园不仅具有生物生产功能,也具有环境保护和观光旅游的功能。而宝应湖自然保护区主要以环境保护和观光旅游功能为主,以生物生产功能为辅。因此,我们在景观生态规划上要尽量设计出合理的景观结构,使其满足这2个层次的要求,使农业区经济、环境、社会协调发展。从本研究区景观来看,中部地势较高,水域面积较少,农田为基,水面为斑,因此该区应以种植业为主,以畜禽养殖业、林果业、渔业为辅。西部和东部湖泊和圩荡众多,水面为基,农田为斑,这2区应以渔业为主,以种植业、养殖业、林果业为辅。同时在宝应湖南部建3•5km2的自然保护区,严禁开发,供野生动植物自然生长,发挥环境保护和观光功能。

3•4景观中的结构设计

结构设计是功能设计内容的空间落实的配置。与功能设计不同,结构设计主要针对构成区域的相对低层次景观生态系统及空间配置的研究。要想实现农村景观生态目标和功能设计,必须通过一系列生态工程(或模式)设计来改变以往的生产模式中不合理的结构配置,以解决景观系统中的生态问题。生态农业模式建设是生态农业建设的核心,是生态农业规划设计的具体体现之一。充分利用景观的空间镶嵌与多熟种植原理,合理组合作物的空间结构,适当安排轮作顺序,逐步扩大间、套、带面积,如:稻麦2熟种植模式,粮、经、饲多熟制模式,粮菜2熟种植模式,桑菜(饲)模式,藕慈复种套养模式等;引进推广先进耕作经营管理技术,提高集约化程度。结合宝应县的具体情况,我们可采用以下几种结构设计来解决宝应县的农业生态问题。

3•4•1湿地作物水体套养结构设计

从景观结构来看,呈深部养鲶鱼、泥鳅,浅部栽种荷藕的立体结构,整个区域多以水面形式出现。水塘为基,荷藕为斑。从功能来讲,泥鳅、鲶鱼吃食根害虫金花虫,使莲藕免受金花虫的危害,利用生物天敌防治害虫,使产品品质逐步达到有机食品标准。

3•4•2稻田养蟹的种植结构设计

此种模式改变了单一的稻田景观,提高了景观的空间异质化程度，,增强了景观系统抗干扰能力。从景观结构来看,稻田为基,水面为斑,池埂为廊。从功能上讲,蟹吃掉了田中的杂草,蟹粪肥了田,蟹在稻田中又松了土,养蟹的农田不施用农药化肥,稻米质量却提高了。蟹又是昂贵的食物,农民通过此种方法可以收到很好的经济效益,同时生态环境也得到很好的保护。

3•4•3湖泊轮养轮休结构设计

近年来,网箱养殖和围网养殖发展速度过快,出现放养过度、湖泊超负荷运载、天然饵料不足的问题。投放人工饲料导致水体富营养化,破坏湖泊生态平衡。宝应县模仿自然水体景观结构、功能,采用轮养轮休技术,连续养殖2~3a后,停止养殖2a,休渔期间种植苦草轮叶黑藻等优质饵料植物,为下一轮养殖提供天然饲料。此种景观结构功能不仅增加了农民的经济收入,也解决了湖泊富营养化问题,实现自然资源的永续利用。

3•4•4高密度养殖水体生物进化结构设计

高密度养殖包括温室养殖、精养池塘、网箱养殖3种类型。养殖水中含有大量有机物,易导致水质恶化,抑制鱼类生长,排入水体,既污染水环境又浪费能源。通过在养殖水体中加入光合细菌、东江菌和可进行无土栽培的高等植物,改变了景观的结构功能,使养殖水体中生产者、消费者、分解者达到新的生态平衡,共同营造良好的生长环境。

3•4•5高标准的林农复合结构设计

景观内的异质性是保证景观稳定的源泉。在农村总的环境基质上实行防护林、用材林、经济林有机结合,乔灌草结合,林、粮、藕、渔、副结合。坚持从实际出发、因地制宜的原则,提高景观系统抗干扰能力。

4结束语

景观生态规划设计与区域持续农业在根本目标上完全一致,农业同其他产业不同之处在于农业生产极大程度依赖土地的自然属性,而景观规划设计充分强调景观的自然属性,其本质是对资源进行空间配置,所以可将景观规划作为实现区域持续农业景观的空间途径。在进行景观生态规划与设计过程中,基本思想和目标的确定是在景观生态调查分析基础上,对区域综合体理想目标的规划,具有高度抽象的特点。功能的规划与设计具有确定区域整体服务方向的性质,在生产领域中表现为产业结构的规划。结构的规划设计是功能的空间落实,主要是通过结构型的区别,构建不同的功能区域。单元的具体设计是由单元的生态性质入手,选择其理性的利用方式和方向。