农田景观

❶ 自然环境变化对农田景观格局的影响

自然环境的变迁在一定程度范围内形成特定的地貌、气候、土壤和植被等条件，使全球自然景观呈现出水平地带性和垂直地带性分布规律，作为干扰后形成的农田景观格局与其原始自然景观一样呈现出水平和垂直地带性，如我国东部地区分为北方旱作区和南方水田区。自然环境变化在影响农田景观格局的同时也制约着农田景观规模的扩大，如部分农田受风沙等灾害影响而消失，变为沙地、戈壁，甚至石漠化^［79］。

❷ 农田景观规划设计的起源与发展

农田来景观规划可以追溯到自19世纪末，那时人们对自然界认识程度较低，规划集中在农田的重新分配，如田间道路的设置及排灌系统的建设等，其主要目的是提高农作物产量及农田生产力。但一些学者已经开始认识到自然保护的重要性和人类对环境影响的严重性，主张农田规划设计时，充分考虑人与环境的协调关系^［6］，不仅要注重提高农田生产力，而且要考虑自然环境保护^［7，8］。

80年代以来，农田景观规划设计研究逐渐减少，集中于农田某一景观要素规划设计研究，使其落后于景观规划。如对农田防护林形态、格局、结构的研究，不同地区灌排水利设施空间布局研究，土壤基质改良研究等，缺乏对农田景观整体研究；或者集中于农业景观规划研究，如生态功能规划、景观中的生态结构设计等，类似于农业生态规划，没有体现农田景观的空间格局。

景观生态学与景观规划的发展为农田景观规划设计注入了新的活力。为增强农田景观的生态整体性，达到农田的可持续利用，农田景观规划设计中，必须从农田生态学的角度，综合考虑农田景观干扰因素的空间作用、空间关系和干扰过程，提高农田生产力、生态稳定性及美学价值。

❸ 农田景观格局分析指标与方法

近年来国内外农业景观格局变化的研究主要集中于区域农业景观格局及其组分的变化，偏向大（中）尺度景观格局分析。而农田景观格局涉及不同尺度，从农田景观重建项目评价出发，项目区多为小尺度景观，农田景观格局分析指标不同于一般景观格局和农业景观格局分析指标，他们之间既有联系又有区别。农田景观格局不仅关系农作物产量等直接输出产品和服务，而且对其提供的间接产品和服务也有影响。因此，根据国内外相关文献选择下列指标作为农田景观格局分析指标。

（1）平均斑块周长面积比（PARA）

煤矿区复垦农田景观演变及其控制研究

式中：m是斑块类型数；E_i是第i个斑块的周长（m）；A_i是第i个斑块的面积（hm²）。平均斑块周长面积比代表斑块形状与圆形相差的程度，其值越接近1，表示斑块形状与圆形越相近；其值越大，斑块形状与圆形相差越大，形状越不规则。

（2）斑块形状指数（SHAPE）

煤矿区复垦农田景观演变及其控制研究

式中：E_i是第i个斑块的周长。该指数反映斑块形状，其值越接近1，表示斑块形状与方形越相近；其值越大，斑块形状与方形相差越大，形状越不规则。

（3）斑块密度（PD）

煤矿区复垦农田景观演变及其控制研究

式中：N_i是第i类斑块数量；A是区域面积（10² hm²）。该指数反映斑块密度，其值越大，表示斑块规模越小，廊道比例越高；其值越小，斑块规模越大，廊道比例越低。

（4）分维度（FRAC）

煤矿区复垦农田景观演变及其控制研究

式中：E_i是第i个斑块的周长；A_i是第i个斑块的面积。分维度反映了景观的不同尺度特征。

（5）边界密度（ED）

煤矿区复垦农田景观演变及其控制研究

式中：E是斑块总周长（m）；A是斑块总面积（hm²）。该指数越小，表示廊道数量越少；其值越大，廊道数量越多。

（6）景观形状指数（LSI）

煤矿区复垦农田景观演变及其控制研究

式中：E是斑块周长，A是斑块面积。当斑块形状为正方形时，LSI取值最小，等于1，斑块的形状越复杂或越扁长，LSI的值越大。

农田景观格局分析方法是用来研究农田景观结构组成特征及空间配置关系的有效方法，它们不仅包括一些传统的统计学方法，同时也包括一些新的、专门解决空间问题的格局分析方法。GIS和电子地图与数据库被用来识别景观格局和分析产生这种格局的生态过程^［66］。

❹ 中国传统农业中典型农田景观形式

在传统的中国农业中的人与大自然的关系具体表现为人、天、地、稼的关系。其中，两种比较典型的农田景观为北方“二耜为耦”景观和南方“桑基鱼塘”景观^［67］。

2.2.1.1 北方“二耜为耦”景观

在薮泽沮洳较多的自然环境中，人们为了开发低平地区，采用“二耜为耦”的办法，开挖用于排水洗碱的田间沟洫，形成畎亩结构的农田。畎亩法，由畎和亩两部分组成。畎是沟，亩是垄，畎亩法也就是一种垄作法，是最早出现的一种抗旱耕作法。区种有两种形式，一种是宽幅区种法，一种是小方形区种法。宽幅区田系由町、道、沟三部分组成，町为长条形田块；町与町之间为人行道；町上作沟，沟与町宽平行，庄稼就种在沟中。小方形区种法，则根据土壤肥力的不同，区的大小、区间的距离、每亩的区数，都有一定的区别。作为当时黄河流域农业主导形式的这种沟洫农业，是一种垄作形式的旱地农业。耒耜、沟洫、井田三位一体，构成黄河流域上古农业的重要特点，也是我国上古文明的重要特点。旱作农业仍然是华北农业的主体，当地防旱保墒问题很大程度上依靠耕作措施来解决。以防旱保墒为目的的“耕—耙—耢—压—锄”耕作体系成为北方旱地精耕细作技术体系的重要内容和特色之一。

2.2.1.2 南方“桑基鱼塘”景观

南方土地利用的深入发展促进了“桑基鱼塘”的形成和发展。所谓桑基鱼塘，据广东《高明县志》的记载，其办法是将低洼地挖深变成水塘，挖出的泥堆放在水塘的四周为基，基和塘的比例为六比四，六分为基，四分为塘，基上种桑，塘中养鱼，桑叶用来喂蚕，蚕屎用以饲鱼，而鱼塘中的塘泥又取上来作桑树的肥料。通过这样的循环利用，取得了“两利俱全，十倍禾稼”的经济效益。

❺ 农田景观规划设计的内容

农田景观规划设计是应用景观生态学原理和农业生态学原理，对农田景观要素的时空组织和安排，制定农田景观利用规则，维护农田生物多样性，实现农田高产、稳产，为人们创造优美休闲场所。

农田景观规划设计是一项复杂的系统工程，不仅涉及自然、社会、经济等多因素，而且要发挥出农田生态系统整体功能，合理协调各干扰因素间的相互关系。因此，农田景观规划设计的内容具有整体性和层次性，一般应包括景观区域总体规划、景观区片规划、景观细部规划三个层次。

农田景观区域总体规划是根据区域景观斑块适宜性，优化景观格局，提高区域景观整体功能，确定各斑块的利用方向和利用规则。具体内容包括：景观干扰因素调查、景观过程分析、景观格局功能评价、景观功能区配置、主廊道布局、景观功能区利用规则确定等。

农田景观区片规划是依据区片景观利用方向和利用规则，优化景观结构，提高区片景观整体功能，是区域景观总体规划的细化。其内容包括：景观格局调查、基质适宜性评价、次廊道布局、斑块布局、斑块利用方向与利用规则确定等。

景观细部规划设计是实现景观的依据，根据农田生态系统的功能要求，合理组织景观内部结构，提高生物多样性，满足生态农业生产需要。其内容主要有：斑块设计（斑块朝向、斑块宽度、斑块长度、斑块标高）、廊道设计（支廊道布局、廊道结构、廊道形式、廊道形状、廊道宽度）、基质设计（基质改良、作物轮作、作物栽培）等。

❻ 长期集中连片农田景观格局的形成与发展

随着人口的不断增多，人类生产技术的进步，对自然景观农田化的改造进一步扩大，零散的农田不利于抵御动植物的侵袭和自然灾害的破坏，也不利于农田设施配套和管理，需要对农田进行集中连片，由星点式或斑块式开发转为大规模连片开发，构造更大尺度的农田斑块或本底。

从我国农业发展史看，开荒垦殖，扩大耕地面积一直是社会发展的重要构成，特别是1949年以后更进一步促进农田的集中连片。1955年开展蓬勃迅速的合作化运动，并出台了《1956～1967年全国农业发展纲要（草案）》，把“开垦荒地，扩大耕地面积”作为重要目标之一^［70］。开垦荒地主要是通过移民和组织农业生产合作社、建立新的国营农场和扩大现有农业社的耕地面积来实现，消除农田的插入、过远、楔入、插花等现象，尽量做到农田集中连片和外形整齐，这对于促进农田集中化和规模化具有重要的作用。

在开展农业合作社前，农民的私有农田一般面积较小，并且常由一些分布零散的若干小田块和窄条地组成，为了适应生产的要求，必须将农田合并起来。因此，在全国大部分地区开展了“方田”、“条田”规划和工程实施，对农田进行集中化和规则化，改良土壤，配套建设田间道路、防护林、沟渠等，为集约化农田景观格局的形成奠定了初步基础。

❼ 农田景观文化价值评价指标

美丽的农田景观，若有文化价值相烘托，更具有吸引游人的能力，并能使游人在感受农田景观的同时，也能感受到沧桑变化，岁月流逝，从而产生了深远的时空上的审美效果。

中国是世界上从事农业活动最早的文明古国之一创造了光辉灿烂的古代农业科学技术和理论，形成独特的农林结合、精耕细作、天地人和等优良传统有机农业和优美的田园风光，如用地养地相结合的耕作制度、养分循环的桑基鱼塘、细腰蜂防治螟蛉虫的生物防治技术、种芝麻防杂草的生物除草技术等^［154］。农田历史文化遗产不仅有重要的科学价值，更是优秀的旅游资源。如我国红河哈尼梯田用独特的农田景观，展现了以哈尼族为代表的当地世居少数民族悠久的民族发展历史和丰富的民族文化底蕴，整个哈尼梯田从开拓到发展的过程，充分展现了当地世居少数民族，特别是哈尼族的迁移、定居、社会、生产以及宗教的整个发展过程，创立了完美的“高山森林、中山村寨、低山梯田”的景观格局和梯田文化、生态文化，成为新的旅游热点。

农田景观文化价值包括历史文化价值、宗教文化价值和科学文化价值（见表6-10），这三方面构成农田景观文化价值的整体评价，能够揭示出农田生态文化的真正价值，为农田旅游观光资源评定提供科学依据。

表6-10 农田景观文化价值评价指标

❽ 农田景观格局管理

1987～2000年间，吉林省大安市由于大量抽取地下水，致使地下水位下降和耕地大面积碱化（地下水矿化度高，水质差），影响到农田景观的生态质量和农田景观格局的合理演变；农田防护林数量减少，防护功能急剧下降，严重影响了区域的生态安全^［83］。所以，安全高效的农田需要不断地维护和发展，加强其景观格局的管理是可持续发展的需要。

（1）加强农田污染防治与监督力度：随着社会和经济的不断发展，农田生产所面临的环境问题越来越突出，特别是在一些工矿区附近，农田环境已经恶化到不能维持的地步，如灌溉水质超标和工矿业废物的排放，已经对区域农田基质产生危害，严重者危及当地人民的身心健康，必须进一步加大对农田污染的监测与防治力度，从根本上保护农田生态环境安全，促进农业生产的可持续发展。

（2）不断更新和完善农田人工廊道系统：农田中防护林、沟渠和田间道路形成的人工廊道系统，具有较高的生态环境安全价值，不同农田之间的防护林、溪沟可以隔离不同农田地块之间虫害传播、污染源扩散和其他干扰，而且可以促进水分、养分在农田景观中的迁移^［84］。目前，我国农田防护林网与灌溉渠系普遍存在残缺和老化现象，不能及时维护和更新，已经影响农业生产的稳定和生态安全，需要加大投资力度，完善农田人工廊道系统，保障农田生产安全。

（3）建立健全农田及其设施产权制度与流转制度：Chen Liding对中国陕西延安地区安塞县大南沟流域的土地利用变化研究表明，该地区的土地利用变化可以根据产权制度变革分为三个阶段：1949年前，地主私人占有，农民从地主手中租地，由于土地生产力较低开垦了许多耕地；1949年新中国建立，土地使用由国家统筹安排；1981年农村进行改革，实行家庭联产承包责任制，土地使用发生了第三次变革^［85］。农田产权的设置、确定、界定、保护和行使必须建立一系列的规则，使其产权关系制度化，由利益刺激或激励产权人保护农田、合理使用农田设施和维护景观安全格局。如建立健全农田水利设施相关产权的流转制度，可以促进农田水利设施产权的优化配置，提高产权配置效率^［86］。所以，建立健全农田及其设施产权制度与流转制度，能够保障农田景观格局的健康和稳定，维护区域生态安全。

❾ 现代农田景观格局的形成与发展

现代农业虽是初见端倪，但已展示其鲜明特征和绚丽前景。现代农业是以生物技术和信息技术为先导的，现代技术高度密集的科技型产业；是面向全球经济和农工贸一体化经营的现代企业；是正在拓展中的多元化和综合性的新型产业；是资源节约和可持续发展的绿色产业；是以生物为中心的一种优化的生物—技术—经济—社会复合人工生态系统^［72］。农田是农业耕作的场所，现代农业生产的重要特点是“精准”生产，精准农业是现代农业的发展方向^［73］。

“精准农业”按照田间每一个操作田块的具体条件，精细准确地调整各项土壤和作物管理措施，最大限度地优化使用各种农业投入，以获取最高产量和最大经济效益，保护农业生态环境，保护土地等农业自然资源的效果，农业可持续地发展下去^［74］。精准农业表现出良种选育精准化、模式栽培精准化、平衡施肥精准化、农业灌溉精准化、病虫害防治精准化和作物收获精准化等特点。

农田景观则属于经营景观中的人工经营景观，景观构图的几何化与物种的单纯化是其显著特征。随着传统农业向现代农业的演进，原有分散和形状不规则的耕作斑块向着线形和规则多边形的方向演变，斑块的大小、密度和均匀性都会发生变化^［75］，特别是精准农业的发展，要求农田进一步集约化、田面平整化、田块规则化和设施配套化与智能化。

❿ 现代农田景观格局

现代农业发展方向的精准农业要求农业集约化，可能导致原动植物生境破碎化、田块扩大、植被类型减少和农田景观中动植物多样性急剧变化，而这些变化又可能通过削弱生态系统天敌与害虫间自调节功能，降低农业可持续性^［76］。在现代农业景观中，农田景观格局仍然是控制农作物和其他物种时空分布和生态学过程重要的因素，其景观格局变化受自然环境、农作系统、农业耕作活动、社会经济等因素的综合影响，而景观格局的变化又能反映社会的发展和科学技术的进步。现代农业景观格局主要表现出以下特征。

2.3.2.1 农田斑块内部均质性增强，生物多样性显著降低，田面平坦，形状规则

精准农业的实施重要条件是作业对象的标准化，在作物品种选择、品种布局、栽培方式、栽植密度等环节上，要求同一作业农田斑块的农作物的一致性和田面平整，清除田块内残留的其他斑块和障碍物，田块规则化，利于机具的生产作业。这些要求已经在机械化作业实施中得到体现和证明，机械化使农业景观趋于一致或相似^［50］。在育种环节上，要求农作物品质适合精准农业的管理要求，进行工厂化精准育种，标准化播种、田间管理、收获和加工等，使农作物田间生长形态均质和分布密度一致。另外，在田间管理环节上，为实现平衡施肥精准化、灌溉精准化、病虫害防治精准化和作物收获精准化等作业的高精度要求，需要对现有农田基质条件不断改造，使农田斑块基质达到均质。

图2-1 芬兰东部地区农田景观格局变化示意图

2.3.2.2 农田廊道结构简单化，各种生态流稳定、畅通

随着现代农业的发展，农田中小的或零星的斑块（如林地、防护林、沟渠、草地等）大量地从现代农业景观中消失。伴随着农业机械化的增加，田块边缘带急剧减少，如防护林和沟渠密度在减少（图2-1）^［49］。农业生产方式的变化必然促进农田景观格局的演变，其中变化最大的算是廊道结构。按照精准农业生产要求，仅灌溉精准化方面就需要积极发展节水灌溉，对原有灌溉系统提出挑战，固定的明渠将消失，被地下暗管、喷灌、滴灌、微灌等节水设施取代。从适合精准农业作业角度出发，部分为小农具和人畜服务的田间道路会被整理为农田，部分田间道路将拓宽改造适宜大型农机具作业，由较宽廊道围成的农田斑块规模扩大，各种生态流更加稳定和畅通。