本文關(guān)鍵詞：土地整治過程中農(nóng)田防護(hù)林的生態(tài)景觀設(shè)計，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

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第 28 卷 2012 年

第 18 期 9月

農(nóng) 業(yè) 工 程 學(xué) 報 Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering

Vol.28 No.18 Sep. 2012

土地整治過程中農(nóng)田

防護(hù)林的生態(tài)景觀設(shè)計
劉文平 1，宇振榮 1※，鄖文聚 2，肖 禾 1，張 茜 1
（1. 中國農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院生態(tài)學(xué)與工程系，北京 100193； 2. 國土資源部土地整治中心，北京 100035） 摘 要：如何快速有效地提高農(nóng)田防護(hù)林的生態(tài)景觀效益是土地整治綠色基礎(chǔ)建設(shè)中亟待探討的命題。該文在野 外實地調(diào)查的基礎(chǔ)上，定量計算了現(xiàn)有防護(hù)林帶的疏透度、有效防護(hù)距離和占地面積，并基于農(nóng)田防護(hù)林生態(tài)化 建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)，分析了現(xiàn)有林帶喬灌木結(jié)構(gòu)配置、林帶間距以及林帶寬度的合理性，且對不合理的林帶結(jié)構(gòu)進(jìn)行了生 態(tài)化設(shè)計。同時，定性分析了項目區(qū)現(xiàn)有防護(hù)林帶的優(yōu)勢景觀空間、景觀節(jié)點、重要景觀軸線和功能區(qū)的景觀建 設(shè)需求。最后，結(jié)合生態(tài)化和景觀化兩個過程進(jìn)行了防護(hù)林帶空間結(jié)構(gòu)和植物景觀配置的綜合設(shè)計。結(jié)果表明， 綜合了生態(tài)化和景觀化的土地整治農(nóng)田防護(hù)林設(shè)計，提高了項目區(qū)林帶生態(tài)和景觀結(jié)構(gòu)的合理性。該研究為實現(xiàn) 快速化農(nóng)田防護(hù)林生態(tài)景觀設(shè)計提供方法。 關(guān)鍵詞：土地利用，整治，規(guī)劃，農(nóng)田防護(hù)林，生態(tài)設(shè)計，景觀設(shè)計 doi：10.3969/j.issn.1002-6819.2012.18.033 中圖分類號：F303.24 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1002-6819(2012)-18-0233-08 劉文平，宇振榮，鄖文聚，等. 土地整治過程中農(nóng)田防護(hù)林的生態(tài)景觀設(shè)計[J]. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報，2012，28(18)： 233－240. Liu Wenping, Yu Zhenrong, Yun Wenju, et al. Ecological and landscape design of farmland shelterbelt in land consolidation[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2012, 28(18): 233－240. (in Chinese with English abstract)

0

引

言?

農(nóng)田防護(hù)林是為調(diào)整與改善農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)結(jié) 構(gòu)與功能而在農(nóng)田景觀中建立的具有多功能的人 工森林生態(tài)系統(tǒng)[1-3]， 能夠降低風(fēng)速、 減小土壤風(fēng)蝕、 提高土壤肥力、 平緩溫濕變化[4-5]以及增加農(nóng)田生物 多樣性[6-8]， 實現(xiàn)農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)的可持續(xù)發(fā)展。 目前， 國內(nèi)外對農(nóng)田防護(hù)林的研究多集中在對林帶結(jié)構(gòu) 特征[9-10]及其與環(huán)境因子之間的相互關(guān)系[11-12]，表 現(xiàn)在對林網(wǎng)中林帶樹種的選擇、走向、帶間距以及 林帶疏透度等小尺度指標(biāo)的研究[13-14]，研究方向已 從農(nóng)田經(jīng)濟(jì)效益[15]轉(zhuǎn)變到其生態(tài)效益上，如對生物 多樣性的保護(hù)[16-17]，但對當(dāng)前需求逐漸增加的景觀 效益的研究則很少。規(guī)劃設(shè)計方面多偏重于林帶樹 種選擇與搭配上[16,18-20]，而對防護(hù)林具體的場地空 間背景和景觀結(jié)構(gòu)的分析設(shè)計研究則相對較少，對
收稿日期：2012-03-05 修訂日期：2012-07-26

基金項目：國家科技支撐計劃課題 《村鎮(zhèn)景觀建設(shè)關(guān)鍵技術(shù)研究 （2012BAJ24B05） 》 ；新一輪土地整治規(guī)劃專題研究。 作者簡介：劉文平（1987－） ，男，山西大同人，博士生，研究方向為 景觀生態(tài)服務(wù)功能及其規(guī)劃設(shè)計。 北京 中國農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院 生態(tài)科學(xué)與工程系，100193。Email：cauwpliu@yahoo.cn ※通信作者：宇振榮（1961－） ，男，河北張家口人，教授，博士生導(dǎo) 師，從事景觀生態(tài)學(xué)、土地/景觀規(guī)劃、3S 信息技術(shù)應(yīng)用、生物多樣性 研究。 北京 中國農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院生態(tài)科學(xué)與工程系， 100193。 Email：yuzhr@cau.edu.cn

農(nóng)田防護(hù)林建設(shè)的指導(dǎo)意義不甚明顯。 當(dāng)前，中國農(nóng)田防護(hù)林的規(guī)劃設(shè)計多從防護(hù)功 能角度進(jìn)行，如防治水土流失和風(fēng)沙等[21]，但由于 這些方法所需數(shù)據(jù)在實際土地整治過程中不易獲 取，且方法本身操作難度較大，導(dǎo)致大多防護(hù)林體 系配置不當(dāng)、模式單一、功能不健全等問題[22]。因 而，如何利用簡單易于操作的方法進(jìn)行農(nóng)田防護(hù)林 設(shè)計成為當(dāng)前土地整治設(shè)計的一項重要內(nèi)容。而怎 樣確定防護(hù)林的合理空間布局、最優(yōu)植被結(jié)構(gòu)以及 最佳景觀特色是當(dāng)前農(nóng)田防護(hù)林設(shè)計生產(chǎn)實踐中 面臨的主要問題。本研究從生態(tài)化和景觀化兩個過 程角度出發(fā)，基于防護(hù)林疏透度、有效防護(hù)距離以 及占地面積的計算，結(jié)合項目區(qū)各景觀優(yōu)勢空間、 景觀節(jié)點、景觀軸線以及景觀功能區(qū)的景觀需求， 對項目區(qū)防護(hù)林逐一設(shè)計，以期形成土地整治過程 中一套快速有效的農(nóng)田防護(hù)林生態(tài)景觀建設(shè)方法。 該方法快速地度量了當(dāng)前農(nóng)田防護(hù)林規(guī)劃設(shè)計配 置的合理性，通過合理設(shè)計有效提升了防護(hù)林的生 態(tài)和景觀效益，對維持農(nóng)田防護(hù)林生態(tài)景觀結(jié)構(gòu)和 功能的持續(xù)發(fā)展具有重要意義。

1

研究區(qū)概況及數(shù)據(jù)獲取

1.1 研究區(qū)概況 規(guī)劃示范區(qū)位于北京市順義縣趙全營鎮(zhèn)和北 石槽鎮(zhèn) 2 個鄉(xiāng)鎮(zhèn)，N40° 13'28''，E116° 29'30''，包括

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西趙各莊、 下西市、 西范各莊和燕華營共 4 個村 （圖 1），緊鄰京承高速公路，位于首都機(jī)場起降航線 之下，農(nóng)田總面積 712.7 hm2。目前，該示范區(qū)農(nóng)田 防護(hù)林還沒有形成林網(wǎng)化，僅有 4 條主林帶和 3 條 副林帶，林帶面積和數(shù)量不足（僅占農(nóng)田總面積的 1.78%），殘缺現(xiàn)象嚴(yán)重。此外，當(dāng)前防護(hù)林全部

為人工林，樹種單一（僅楊樹和千頭椿 2 種），群 落結(jié)構(gòu)簡單（全部只有喬木層），部分林帶病蟲害 嚴(yán)重，出現(xiàn)枯死，嚴(yán)重影響了其防護(hù)效益的發(fā)揮。 而項目區(qū)景觀方面，由于現(xiàn)有林帶植被配置簡單， 林網(wǎng)稀疏，造成了當(dāng)前農(nóng)田防護(hù)林幾乎無景觀效益 可言。

Fig.1

圖 1 項目區(qū)現(xiàn)狀及位置圖 Status and location of study area

1.2 數(shù)據(jù)獲取及處理 1）利用 SPOT-5 遙感影像圖（2011 年 7 月 25 日，2.5 m 分辨率），基于 ArcGIS9.3 對現(xiàn)有土地利 用現(xiàn)狀矢量圖（2008 年）進(jìn)行修正，初步獲取項目 區(qū)土地利用現(xiàn)狀圖。 2）通過野外調(diào)查（2011 年 12 月），對室內(nèi)研 究獲得的土地利用現(xiàn)狀圖進(jìn)行修正，并對示范區(qū)農(nóng) 田防護(hù)林的（喬灌木）配置方式、林帶行數(shù)、株行 距、樹種、樹高、胸徑、冠幅以及枝下高，進(jìn)行逐

條林帶全面詳細(xì)地數(shù)據(jù)記錄（均取 100 m 林帶長度 內(nèi)的平均值）、照片拍攝，同時調(diào)查記錄項目區(qū)所 有的道路寬度及其防護(hù)林附屬信息。最后，獲得項 目區(qū)所有與防護(hù)林相關(guān)的數(shù)據(jù)信息。

2

設(shè)計方法

通過調(diào)整現(xiàn)有林帶植物空間結(jié)構(gòu)配置及景觀 美學(xué)視覺效果，形成具有良好生態(tài)景觀效益的農(nóng)田 防護(hù)林， 可從生態(tài)化和景觀化 2 個角度進(jìn)行 （圖 2） 。

Fig.2

圖 2 農(nóng)田防護(hù)林生態(tài)景觀設(shè)計方法框架 Framework for ecological and landscape design method of farmland shelterbelt

2.1 生態(tài)化過程 1）通過林帶樹種冠幅、樹高、胸徑等各屬性 確定當(dāng)前防護(hù)林疏透度，依據(jù)防護(hù)林疏透度最佳及

合理范圍，由此判斷當(dāng)前林帶喬灌木配置結(jié)構(gòu)的合 理性，確定合理的林帶喬灌木配置方式。 以灌木冠幅為直徑求得的圓面積表示單株灌

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木縱斷面面積，則需增加下層灌木的棵數(shù)及冠幅可 通過以下公式確定 f ?A ? n ? π ( )2 （1） 2 式中，ΔA 為 100 m 林帶長度范圍內(nèi)林帶下層（樹 干層）當(dāng)前面積與最佳疏透度（0.25）時的面積之 差，m2；n 為 100 m 林帶長度內(nèi)需要增加的灌木棵 數(shù)，棵；f 為要增加灌木的冠幅，m。 2）依據(jù)已有研究獲得的防護(hù)林疏透度與有效防護(hù) 距離的關(guān)系， 結(jié)合當(dāng)前防護(hù)林疏透度確定當(dāng)前林帶有效 防護(hù)距離，同時根據(jù)現(xiàn)有防護(hù)林帶間距， 判斷各林帶空 間間距分布的合理性，確定需要新建或減少的林帶。 目前，疏透度的許多定量化方法大都難以在實 踐中簡便操作，如透明膜片差算照片法、方格景框 法[13, 23-24]；有些又比較粗糙，如目測法。姜鳳岐等 [25] 以林帶行數(shù)、株距以及林木胸徑、枝下高等易測 因子和疏透度變化規(guī)律為依據(jù)建立了林帶疏透度 的機(jī)理模型，據(jù)此可確定林帶任何一時間的疏透度 [2] 。為估算現(xiàn)有防護(hù)林帶的最大合理程度，這里以 有葉期樹干部分、 有葉期全林帶、 無葉期樹冠部分、 無葉期全林帶為標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行計算，計算公式[25]如下 β有葉期樹干部分=0.99437-0.30821LogG-0.00913 （2） β有葉期全林帶=0.27430-0.40418LogG+0.93034h（3） β無葉期樹冠部分=0.27980+ 0.28948/G （4） β無葉期全林帶=0.56253-0.41959LogG+0.47902h（5） 式中， β為不同時期防護(hù)林不同部分的疏透度， G為 100 m 林帶段所有林木胸高斷面積總和， L 為林帶行 數(shù)，h 為林帶相對枝下高（即枝下高與樹高之比）
Table 1
防護(hù)林帶 主1 主2 主3 主4 副1 副2 副3 樹種 楊樹 懸鈴木 千頭椿 楊樹 國槐 楊樹 千頭椿 行數(shù) 3 2 2 2 1 2 2 現(xiàn)有喬木 株距/m 2.5 9 3.5 2.6 3.5 6 5

3）根據(jù)當(dāng)前防護(hù)林寬度和長度，確定當(dāng)前防 護(hù)林占農(nóng)田面積百分比，同時結(jié)合防護(hù)林占地面積 標(biāo)準(zhǔn)，計算出其標(biāo)準(zhǔn)寬度范圍并判別當(dāng)前林帶寬度 合理性，確定合理寬度。 4）綜合分析以上三方面生態(tài)化的結(jié)果，得出 最終的農(nóng)田防護(hù)林空間結(jié)構(gòu)配置設(shè)計，包括林帶間 距、寬度、喬灌木配置方式。 2.2 景觀化過程 1）通過識別項目區(qū)醒目及具有吸引力的景觀、 具有歷史文化價值的景觀、視線節(jié)點景觀等特殊場 所景觀，確定優(yōu)勢景觀空間和重要景觀節(jié)點，并由 此確定重要的景觀軸線 2）依據(jù)景觀優(yōu)勢空間、景觀節(jié)點及景觀軸線， 對項目區(qū)進(jìn)行景觀功能區(qū)劃，并進(jìn)行景觀功能定 位，分析各功能區(qū)景觀需求。 2.3 綜合化設(shè)計 根據(jù)各防護(hù)林帶的生態(tài)結(jié)構(gòu)需求同時結(jié)合各 功能區(qū)及景觀軸線的景觀需求，進(jìn)行防護(hù)林帶最終 植物選擇，確定林帶景觀植物的配置方式。

3

結(jié)果與分析

3.1 生態(tài)化過程 3.1.1 防護(hù)林疏透度 疏透度是評價防護(hù)林林帶結(jié)構(gòu)合理性的重要特 征參數(shù)，一般用林帶縱斷面的透光面積與縱斷面總 面積之比計算。參考文獻(xiàn)[25]的方法是目前測算防 護(hù)林疏透度最普遍的方法，本文即是采用該模型進(jìn) 行防護(hù)林帶疏透度的測算（表 1）。

表 1 當(dāng)前防護(hù)林帶疏透度及建設(shè)方案 Current porosity of farmland shelterbelt and construction plan
有葉期樹 干部分 0.72 0.90 0.91 0.70 0.87 0.81 0.84 有葉期全林帶 無葉期樹冠部分 無葉期全林帶 0.24 0.64 0.43 0.28 0.59 0.44 0.48 0.32 0.44 0.36 0.32 0.41 0.37 0.38 0.37 0.70 0.66 0.38 0.65 0.53 0.57 增加后 喬木株距/m -3 1.8 -1.8 3 2.5 增加灌木 冠幅/m -1～1.59 1.12～1.76 -1.04～1.64 1.07～1.69 1.07～1.7

目前國內(nèi)外對林帶疏透度的研究一般認(rèn)為理想結(jié) 構(gòu)林帶的最佳疏透度為 0.25[10]，此時，林帶有效防風(fēng) 距離和防風(fēng)效能達(dá)到最大[10,25-26]。 由表 1 可看出， 主 1、 主 4 有葉期全林帶疏透度分別為 0.24 和 0.28，無葉期 全林帶疏透度都為 0.32，均在理想疏透度范圍內(nèi)（最 佳疏透度 10 個百分點范圍內(nèi)），因而這兩條林帶土地 整治建設(shè)均不需要增加上層喬木和下層灌木。 主 2、 主 3、 副 1、 副 2、 副 3 有葉期全林帶疏透度均在 0.4 以上， 無葉期全林帶疏透度均在 0.5 以上， 超出了理想疏透度

范圍， 因而需要增加相關(guān)植物來減小林帶疏透度差距。 而這 5 條林帶的樹干疏透度及無葉期樹冠疏透度均比 0.25 大 10 個以上百分點， 因而需要同時增加上層喬木 和下層灌木來形成最佳疏透度。以主 2 林帶為例，當(dāng) 在現(xiàn)有喬木間距中間增加 2 棵同種喬木（即喬木間距 由 9 m 縮小為 3 m）時，無葉期樹冠部分疏透度縮小 為 0.33，回到理想疏透度合理范圍內(nèi)，可基本滿足樹 冠層疏透度要求； 此時， 其全林帶疏透度 （有葉期 0.45， 無葉期 0.50）仍與最佳疏透度差距較大，可見還需要

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增加灌木層來減小疏透度差距。這時（現(xiàn)有喬木中間 增加 2 棵同種喬木）林帶下層（樹干層）與最佳疏透 度（0.25）時的面積之差為 101 m2（100 m 林帶長度范 圍內(nèi)），可見需要增加 101 m2 的下層灌木縱斷面面積 才能達(dá)到最佳疏透度要求。 由式（1）獲得主林帶 2 需增加的灌木冠幅與棵 數(shù)之間的關(guān)系圖（圖 3）。同時，主林帶 2 增加的灌 木冠幅要小于其喬木枝下高（2 m），灌木間距應(yīng)符 合防護(hù)林帶灌木最佳間距（1.0～2.5 m）[5]等要求，則 主林帶 2 灌木冠幅及種植間距的選擇為以上各要求的 交集 （圖 3 中 a～b 段） 。 利用同樣的方法可獲得主 3、 副 1、副 2、副 3 的喬灌木增加方案（表 1）。

注：a 為灌木選擇范圍的最小值，b 為灌木選擇范圍的最大值。

Fig.3

圖 3 主林帶 2 需要增加的灌木冠幅與株距要求 Construction requirements of crown and row spacing of shrub for main forest belt 2 Table 2

3.1.2 有效防護(hù)距離 根據(jù)疏透度與有效防護(hù)距離的關(guān)系 [26]，估算 當(dāng)前防護(hù)林帶最大有效防護(hù)距離（表 2）（比較 有葉期和無葉期的有效防護(hù)距離，取最大值）。 TD/T1012-2000 土地開發(fā)整理項目規(guī)劃設(shè)計規(guī)范 規(guī)定 [27]，在一般風(fēng)害的壤土或砂壤土耕地，以及 風(fēng)害 不大的灌 溉區(qū)或水網(wǎng)區(qū) ，主林帶 間距宜為 200～ 250 m，副林帶間距宜為 400～ 500 m。由表 2 可看出，當(dāng)前防護(hù)林的主副林帶有效防護(hù)距離 均較短（均未超過 200 m），且都小于林帶當(dāng)前 間距。主 2 林帶由于疏透度太大而無防護(hù)作用。 對于有效防護(hù)距離較短的林帶，可通過改變其疏 透度（林帶喬灌結(jié)構(gòu)）來提高其有效防護(hù)距離， 如主 2、主 3、主 4 以及副 1、副 2 和副 3。為避 免林帶占用現(xiàn)有耕地，對于當(dāng)前農(nóng)田斑塊兩對邊 間距大于標(biāo)準(zhǔn)林帶間距且不超過 2 倍標(biāo)準(zhǔn)林帶間 距的，在缺少林帶的一側(cè)田間路邊上補(bǔ)栽一條防 護(hù)林帶，如斑塊 5～ 11 的主林帶建設(shè)，斑塊 2、 斑塊 5～ 8、斑塊 12、 13 的副林帶建設(shè)；對于當(dāng) 前農(nóng)田斑塊兩對邊大于標(biāo)準(zhǔn)林帶 2 倍及以上間距 的，除在田間路邊上補(bǔ)栽林帶外，還可適當(dāng)在田 塊間補(bǔ)栽防護(hù)林帶， 如斑塊 12、 13 的主林帶建設(shè)。 各林帶具體建設(shè)情況見表 2。

表 2 當(dāng)前防護(hù)林帶有效防護(hù)距離及建設(shè)方案 Current effective protective distance of farmland shelterbelt and construction plan
當(dāng)前主林帶斑塊距離/m 530 530 300 300 395 395 361 376 259 430 309 951 679 當(dāng)前主林帶防護(hù)距 當(dāng)前副林帶防護(hù) 主林帶建設(shè) 當(dāng)前副林帶斑塊距離/m 離/m 距離/m 135 347 55 新建 1 條 135 173 0 新建 1 條 0 310 60 結(jié)構(gòu)補(bǔ)充 0 78 78 0 0 0 0 90 105 0 結(jié)構(gòu)補(bǔ)充 新建 1 條 新建 1 條 新建 1 條 新建 1 條 結(jié)構(gòu)補(bǔ)充 新建 1 條 結(jié)構(gòu)補(bǔ)充 新建 3 條 新建 2 條 173 254 251 361 376 376 430 309 339 385 60 0 0 0 0 48 48 48 0 0 副林帶建設(shè) 結(jié)構(gòu)補(bǔ)充 新建 1 條 結(jié)構(gòu)補(bǔ)充 結(jié)構(gòu)補(bǔ)充 新建 1 條 新建 1 條 新建 1 條 新建 1 條 補(bǔ)充 補(bǔ)充 補(bǔ)充 新建 1 條 新建 1 條

斑塊 斑塊 1 斑塊 2 斑塊 3 斑塊 4 斑塊 5 斑塊 6 斑塊 7 斑塊 8 斑塊 9 斑塊 10 斑塊 11 斑塊 12 斑塊 13

防護(hù)林帶 主 1-無-主 2-副 2 主 1-無-主 2-無 主 2-副 3-主 3-無 主 2-無-主 3-副 3 主 3-無-無-無 主 3-無-無-無 無-無-無-無 無-無-無-無 無-無-無-副 1 無-無-無-副 1 無-副 1-主 4-無 主 1-無-無-無 無-無-無-無

3.1.3 占地面積百分比 依據(jù)當(dāng)前防護(hù)林帶的寬度及長度，計算出當(dāng)前 防護(hù)林占農(nóng)田面積百分比（表 3）。由表 3 可看出， 除斑塊 1～4 主林帶占地滿足標(biāo)準(zhǔn)范圍 [28]（3%～ 5%） 外， 其余斑塊主林帶占地面積都沒有達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)； 除斑塊 3、4、10、11 副林帶占地滿足標(biāo)準(zhǔn)范圍[28] （1%～2%）外，其余斑塊副林帶占地面積都沒有達(dá) 到標(biāo)準(zhǔn)。

由疏透度計算知，主 1 不需要增加喬灌木，因 而其寬度保持不變，占地面積保持不變。對斑塊 1 而言，主 1 不變，則可根據(jù)主林帶占地面積標(biāo)準(zhǔn) （3%～5%），確定主 2 林帶寬度范圍為-2.6～5 m。 目前主 2 寬 4 m，在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)，其寬度可保持不 變。副 2 占農(nóng)田斑塊 1 面積的 0.94%，與最佳標(biāo)準(zhǔn) 相接近，其寬度也可保持不變，此時根據(jù)副林帶占 地面積標(biāo)準(zhǔn)，確定新增副林帶寬度范圍為 0.3 ～

第 18 期

劉文平等：土地整治過程中農(nóng)田防護(hù)林的生態(tài)景觀設(shè)計

237

4.5 m。新建林帶具體寬度選擇，還需與景觀化過程 的景觀需求植物選擇相結(jié)合。其余各斑塊林帶分析 方法同斑塊 1，最后得出各斑塊新建或修建林帶的 寬度范圍（表 3）。為使農(nóng)田防護(hù)林盡量少占或不 占耕地，對于滿足占地面積標(biāo)準(zhǔn)要求的林帶，其寬 度保持不變；對于需要新建或修建的林帶，其寬度 取合適寬度范圍內(nèi)的最低值。
表 3 當(dāng)前防護(hù)林占農(nóng)田面積百分比及建設(shè)方案 Table 3 Current cover shelterbelt area of farmland area percentage and construction plan
斑塊 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 防護(hù)林帶 主 1-無-主 2-副 2 主 1-無-主 2-無 主 2-副 3-主 3-無 主 2-無-主 3-副 3 主 3-無-無-無 主 3-無-無-無 無-無-無-無 無-無-無-無 無-無-無-副 1 無-無-無-副 1 無-副 1-主 8-無 主 1-無-無-無 無-無-無-無 主林帶占 新建主林寬 副林帶占 新建副林帶 度/m 寬/m 地/% 地/% 3.69 4.78 3.32 3.19 1.37 0.94 0 0 0 0 1.78 1.39 0 -2.6～5 -5.2～1 -0.9～5 -0.5～5 6.0～13 11.0～22 8.0～13 9.5～16 8.4～14 8.7～15 3.4～9 11.6～26 24.6～41 0.94 0 1.37 1.45 0 0 0 0 0.88 1.30 1.45 0 0 0.3～4.5 2.3～4.6 -0.8～2.5 -2.3~ -0.6 2.3～4.7 2.3～4.7 1.8～3.7 3.4～6.9 1.3～6.6 -0.7～2.6 -1～2.0 3.2～6.3 3.2～6.1

3.1.4 生態(tài)化綜合設(shè)計 綜合林帶疏透度、有效防護(hù)距離及占地面積百 分比對林帶喬灌木結(jié)構(gòu)、空間分布及林帶寬度的要 求，，綜合得出項目區(qū)土地整治防護(hù)林林帶空間結(jié)構(gòu) 建設(shè)方案（圖 4，表 4）。

Fig.4

圖 4 農(nóng)田防護(hù)林生態(tài)化設(shè)計 Ecological design of farmland shelterbelt

Table 4
防護(hù)林帶 主1 主2 主3 主4 新建主 5 新建主 6 新建主 7 新建主 8 新建主 9 新建主 10 新建主 11 新建主 12 新建主 13 新建主 14 副1 副2 副3 喬木 楊樹 懸鈴木 千頭椿 楊樹 臭椿 旱柳 榆樹 銀白楊 國槐 欒樹 臭椿 側(cè)柏 油松 銀白楊 國槐 楊樹 千頭椿 6 2 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 2 2 3

表 4 農(nóng)田防護(hù)林土地整治生態(tài)景觀設(shè)計方案 Ecological and landscape design plan of farmland shelterbelt in land consolidation
灌木 -毛葉丁香 榆葉梅 -小花溲疏 黃刺玫 錦帶花 華北繡線菊 太平花 大葉黃楊 華北繡線菊 紅瑞木 迎春 華北繡線菊 連翹 榆葉梅 -灌木冠幅/m 灌木株距/m 灌木色彩 現(xiàn)有寬度/m 設(shè)計寬度/m 設(shè)計行數(shù) -1.5 1.6 -1.6 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.6 0.6 0.8 1.6 1.4 1.6 --2 2.2 -2 1.8 1.8 1.8 1.8 1.7 2 2.3 1.7 1.8 1.9 2.2 --淡紫紅色 粉紅色 -白色 金黃色 淡粉紅色 白色，略帶 粉紅 乳白色 綠色 白色，略帶 粉紅 紅色 明黃色 白色，略帶 粉紅色 金黃色 粉紅色 -10 4 5 5 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 4 4 4 10 4 5 5 11 4.8 3.6 3.6 3.4 3.9 3.9 3.9 12.3 12.3 4.6 4 4 3 2 2 2 2 2 2 2 2 1 1 1 2 2 2 2 2 景觀特色 春夏水岸綠化景 觀 春夏淡紫色景觀 高視覺吸引力的 視線廊道 簡潔的綠色景觀 春夏白色淡雅景 觀 春夏黃色亮麗景 觀 高視覺吸引力的 視線廊道 春夏白色淡雅景 觀 春夏白色淡雅景 觀 春夏秋綠色基調(diào) 景觀背景 夏秋白綠相間淡 雅景觀背景 四季綠色基調(diào)， 冬 季紅色點綴 四季綠色基調(diào)， 早 春紅色點綴 夏秋白綠相間淡 雅景觀背景 醒目的入口及迎 賓景觀廊道 春夏粉紅色景觀 原鄉(xiāng)土景觀 2.5 3 1.8 2.6 2.5 3 3 2.5 2.5 2 2 2 2.5 3 1.8 3 2.5

喬木冠幅/m 喬木株距/m

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農(nóng)業(yè)工程學(xué)報

2012 年 續(xù)表

防護(hù)林帶 新建副 4 新建副 5 新建副 6 新建副 7 新建副 8 新建副 9

喬木 臭椿 千頭椿 白蠟 欒樹 臭椿 旱柳

喬木冠幅/m 喬木株距/m 5 5 5 5 5 5 3 2.5 2.5 2.5 3 3

灌木 毛葉丁香 錦雞兒 太平花 大葉黃楊 紫葉李 毛葉丁香

灌木冠幅/m 灌木株距/m 灌木色彩 現(xiàn)有寬度/m 設(shè)計寬度/m 設(shè)計行數(shù) 1.6 1.8 1.5 1.5 1.6 1.5 1.7 2.5 1.8 1.7 2 1.8 淡紫色 深黃色 乳白色 綠色 紫紅色 淡紫色 0 0 0 0 0 0 3.2 4.6 3.4 2.8 3.4 9 2 2 2 2 2 2

景觀特色 春夏素雅紫色基 調(diào)景觀 春夏黃色暖色調(diào) 景觀 春夏白色淡雅景 觀 春夏秋綠色基調(diào) 春夏秋紫色景觀 春夏淡紫色調(diào)背 景景觀

3.2 景觀化過程 1）景觀優(yōu)勢空間及重要節(jié)點和軸線分析 項目區(qū)北側(cè)主林帶 1 依托緊鄰京密引水渠的空間 位置優(yōu)勢，成為項目區(qū)重要的休閑綠帶景觀，景觀建 設(shè)時需要考慮與京密引水渠水系景觀以及現(xiàn)有楊樹 落葉林相協(xié)調(diào)的植物建設(shè)。 副林帶 1 南側(cè)連接京承高 速出入口，大量進(jìn)出項目區(qū)的車輛都要路經(jīng)此路，是 項目區(qū)的主要景觀視線廊道和第一形象工程， 設(shè)計時 應(yīng)選用高純度、高明度色彩的醒目植物，形成高標(biāo)志 性景觀。 植物種植應(yīng)采用規(guī)則式對景種植， 突出序列、 強(qiáng)調(diào)秩序，起到引導(dǎo)作用，形成整齊、大方的景觀廊 道，同時選用暖色系植物充分展現(xiàn)熱烈迎賓的氣氛。 主林帶 3 與副林帶 1 交接的節(jié)點為項目區(qū)西側(cè)居 民點的主要出入口， 是居民從村莊內(nèi)部進(jìn)入項目區(qū)的 主要視線節(jié)點， 因而主林帶 3 即成為居民從村莊內(nèi)部 進(jìn)入項目區(qū)的主要景觀廊道。 設(shè)計時植物應(yīng)選擇具有 暖色系色彩的植物，使其具有很好的景觀吸引力。新 建主林帶 7 同副林帶 1 交接的節(jié)點是西側(cè)居民點進(jìn)入 項目區(qū)的另一個出入口， 因而新建主林帶 7 也成為另 一條主要景觀廊道。以上 3 條防護(hù)林帶（主林帶 3、 主林帶 4、副林帶 1）即是項目區(qū)的 3 條主要景觀軸 線，形成了全區(qū)的景觀骨架（圖 5）。
2）景觀功能區(qū)劃及景觀植物選擇

結(jié)合的主要景觀。該區(qū)景觀空間狹小，且苗圃植物多 為統(tǒng)一的松柏類常綠植物，導(dǎo)致該區(qū)景觀多樣性差、 景觀意境氣氛略顯沉悶。為了活躍整個景觀空間，應(yīng) 選用色彩鮮明的植物，通過喬灌木之間的空隙，對道 路空間進(jìn)行有序、生動而虛實結(jié)合的分割，形成不同 韻律的景觀。南部功能區(qū)（Q4）景觀基本上是連續(xù)成 片的農(nóng)田景觀。該區(qū)是項目區(qū)的主要出入口區(qū)域，具 有形成景觀標(biāo)志的重要作用。 因而植物配置應(yīng)采用明 色調(diào)、粗線條的植物，體現(xiàn)寬廣、大氣簡約的農(nóng)田景 觀，又不失其標(biāo)志身份。

基于以上 3 條主要景觀軸線，將項目區(qū)劃分為 4 片不同的景觀功能區(qū)（圖 5）。西側(cè)功能區(qū)（Q1）是 果園與大田結(jié)合的主要景觀。 為襯托果園良好的花果 觀賞景觀，該區(qū)防護(hù)林帶應(yīng)作為景觀背景進(jìn)行建設(shè)。 為解決項目區(qū)冬季景色蕭條的狀況， 應(yīng)適當(dāng)選用當(dāng)?shù)?常綠植物作為主要防護(hù)樹種。東北部功能區(qū)（Q2）是 設(shè)施大棚與大田結(jié)合的主要景觀。 由于位于大田一側(cè) 的設(shè)施園區(qū)大棚多為陳舊大棚， 且大棚周圍各色建筑 物凌亂而不協(xié)調(diào)，為統(tǒng)一規(guī)范這些雜亂的景觀，防護(hù) 林帶喬灌木應(yīng)選擇色系相近的植物， 使其將整個景觀 賦予較為一致的色彩基調(diào)，形成較好的視覺效果。同 時，為了能夠有效遮擋大棚一側(cè)的不良景觀，防護(hù)林 帶灌木植物應(yīng)選擇成年期高度高于人平均視線高度 （1.5 m）的植物。東中部功能區(qū)（Q3）是苗圃與大田

Fig.5

圖 5 農(nóng)田防護(hù)林景觀功能區(qū)劃 Landscape function division of farmland shelterbelt

3.3 生態(tài)景觀綜合化設(shè)計 依據(jù)以上分析，根據(jù)各防護(hù)林帶的生態(tài)結(jié)構(gòu)需 求同時結(jié)合各功能區(qū)及景觀軸線的景觀需求，進(jìn)行 防護(hù)林帶最終植物選擇，確定林帶景觀植物的配置 方式，形成各具特色的防護(hù)林帶景觀（表 4）。

4

討

論

1） 本研究在現(xiàn)有防護(hù)林的基礎(chǔ)上， 進(jìn)行了逐條林

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劉文平等：土地整治過程中農(nóng)田防護(hù)林的生態(tài)景觀設(shè)計 [2]

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帶的空間結(jié)構(gòu)設(shè)計，但由于項目區(qū)場地條件及項目建 設(shè)目的限制，并沒有從防護(hù)林帶走向以及整體林帶網(wǎng) 絡(luò)上進(jìn)行考慮。該研究方法整體思路是嚴(yán)密的，但在 一些具體的計算方法上，為了實現(xiàn)簡便快速應(yīng)用，所 采用的均是一些較為簡單的、可基本滿足實踐需求的 方法，在科學(xué)研究上還需要加強(qiáng)其計算的嚴(yán)密性。如 研究選擇的林帶疏透度的計算是基于姜鳳岐提出的模 型進(jìn)行的，模型所需要的數(shù)據(jù)都是一些易測數(shù)據(jù)，簡 便、快速、適用性廣。但該模型是基于楊樹防護(hù)林推 導(dǎo)出的計算模型， 該文將其應(yīng)用于其他樹種的防護(hù)林， 可能會有偏差。另外，根據(jù)疏透度估算的防護(hù)林帶有 效防護(hù)距離是基于一般結(jié)論進(jìn)行的，由于各地區(qū)實地 情況不同，計算結(jié)果也應(yīng)有所差別。由于防護(hù)林帶有 效防護(hù)距離精確計算所需要的數(shù)據(jù)實踐獲取難度較 大，故該文采用一般結(jié)論進(jìn)行估算，也會有些許偏差。 根據(jù)實地觀測經(jīng)驗，該偏差在合理范圍內(nèi)，仍可真實 反映出當(dāng)前防護(hù)林的疏透度和有效防護(hù)距離狀況。 2）本研究所涉及的景觀化過程僅僅是從場地 的景觀需求角度進(jìn)行的定性分析，并沒有進(jìn)行定量 研究。目前，景觀定量化設(shè)計是當(dāng)前整個景觀生態(tài) 研究的難點和熱點，如何利用定量化的景觀設(shè)計方 法進(jìn)行農(nóng)田防護(hù)林設(shè)計也是未來農(nóng)田防護(hù)林生態(tài) 景觀化設(shè)計的方向。 3）農(nóng)田防護(hù)林的生態(tài)景觀效益不僅與林帶本身 屬性有關(guān)， 還與林帶所防護(hù)的農(nóng)田作物的耐風(fēng)性及景 觀特性有關(guān)。 如何結(jié)合農(nóng)田作物進(jìn)行防護(hù)林帶的生態(tài) 景觀設(shè)計也是需要值得探討的問題。此外，本研究方 法是基于項目區(qū)防護(hù)林的當(dāng)前狀態(tài)提出的一個簡單 建設(shè)思路， 沒有詳細(xì)考慮若干年后林帶成長后的具體 防護(hù)效果。如何針對防護(hù)林帶成長、成熟、衰老等不 同階段進(jìn)行情景設(shè)計的方法還有待深入研究。

[3]

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5

結(jié)

論

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本研究通過測算疏透度判斷出各防護(hù)林帶喬灌木 配置結(jié)構(gòu)合理性和有效防護(hù)距離， 同時結(jié)合防護(hù)林帶占 地面積標(biāo)準(zhǔn)確定出了各林帶的合理寬度、 間距和喬灌木 配置方式。通過分析項目區(qū)優(yōu)勢景觀空間、景觀節(jié)點、 重要景觀軸線和功能區(qū)， 識別出了各林帶的景觀建設(shè)需 求，并從樹種季相、色彩和高度三方面考慮景觀植物設(shè) 計。該研究結(jié)果表明， 生態(tài)化和景觀化相結(jié)合的方法能 夠快速診斷出農(nóng)田防護(hù)林生態(tài)景觀問題和建設(shè)需求， 有 效提高當(dāng)前防護(hù)林生態(tài)景觀效益。同時，為其他地區(qū)土 地整治農(nóng)田防護(hù)林生態(tài)景觀設(shè)計提供參考。
[參 考 文 獻(xiàn)] Brandle J R, Hodges L, Zhou X H. Windbreaks in North American agricultural systems[J]. Agroforestry Systems, 2004, 61(1/3): 65－78.

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農(nóng)業(yè)工程學(xué)報

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Ecological and landscape design of farmland shelterbelt in land consolidation
Liu Wenping1, Yu Zhenrong1 , Yun Wenju2, Xiao He1, Zhang Qian1
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(1. Department of Ecology and Engineering, College of Resources and Environmental Sciences, China Agriculture University, Beijing 100193, China; 2. Centre of Land Consolidation, Ministry of Land and Resource, Beijing 100035, China)

Abstract: The quick and effective improvement of farmland shelterbelts has become an urgent task for ecological landscape design in land consolidation. On the basis of field investigation, the spatial arrangement and composition of present shelterbelts were determined in farmlands in this study. Major parameters of the shelterbelts like porosity, effective protection distance and ground area were analyzed and important functional areas and landscape structures including advantage landscape space, landscape node, important landscape axis, were identified in the experimental area. A new shelterbelt system based on ecological landscape process was designed, which could much better support the ecological functions of the investigated landscape. The new design included an improved plant composition and structure, and minimized the required land area for the construction of shelterbelts. The results of this study showed that a careful shelterbelt design, which also considered present landscape features and was inherent ecological processes, achieved an effective improvement of deteriorated farmlands. This research provides methods to design ecological landscape of farmland shelterbelt in land consolidation. Key words: land use, consolidation, planning, farmland shelterbelt, ecological design, landscape design



  本文關(guān)鍵詞：土地整治過程中農(nóng)田防護(hù)林的生態(tài)景觀設(shè)計，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。