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Landscape ecology and landscape optimization in hills areas in West Guangdong Province—A case study from Xindong Town,Gaozhou City

粤西低山丘陵区景观生态及景观优化研究——以高州市新垌镇为例



全 文 : * ?广东省教育厅自然科学基金项目 ( Z02051)资助
收稿日期 : 2004-12-29 改回日期 : 2005-02-01
粤西低山丘陵区景观生态及景观优化研究 *
———以高州市新垌镇为例
钟来元 郝晋珉
(湛江海洋大学农学院 湛江 524088) (中国农业大学土地资源系 北京 100094)
摘 要 利用地理信息系统 ,应用景观生态学理论 , 分析了粤西低山丘陵区景观生态现状及存在问题 , 并从主要景
观组分内部、景观结构和景观功能 3方面提出景观优化对策。
关键词 景观生态 生态学 景观优化 对策
Landscape ecology and landscape optimization in hills areas in West Guangdong Province—A case study from Xindong Town ,
Gaozhou City .ZHONG Lai-Yuan(Agricultural College,Zhanjiang Ocean University, Zhanjiang524088,China) , HAO Jin-Min(De-
partment of Soil Resource,China Agricultural University,Beijing100094,China) , CJEA ,2006,14(2) :227~229
Abstract Using GIS, the current status and existing problems of landscape ecology of hills in West Guangdong Province
was analyzed according to the theory of landscapeecology .And the measures of optimizing landscapeare suggested from the
internal of landscape element, landscape structure and landscape function .
Key words Landscapeecology, Ecology, Landscapeoptimization, Measure
( Received Dec .29,2004;revised Feb .1, 2005)
1 研究区域概况与研究方法
粤西高州市东南部的新垌镇位于东经 111°00′47″~111°10′32″, 北纬 21°50′25″~22°00′19″, 地貌以低山
丘陵为主 ,区内最高山海拔高度 1257. 8m,属亚热带季风性湿润气候 , 多年平均气温 21.80℃ , 最冷月 ( 1月 )
平均气温 14. 40℃ , 最热月 ( 7月 )平均气温 27. 10℃ , 年无霜期 353d, 年均日照时数约 2000h, 年太阳辐射约
446~490kJ/ cm2 , 年降雨量 1500~1800mm。土壤有黄壤、红壤、赤红壤、水稻土、潮沙泥土 5个土类 , 土壤垂
直分布明显 ,黄壤分布在海拔高度 > 600m地区 , 红壤分布在海拔高度 400~600m地区 , 赤红壤分布在海拔
高度 < 400m地区。非地带性土壤有水稻土、潮沙泥土 , 土层深厚 , 土壤有机质含量 18. 2g/ kg, 全 N 0.82
g/ kg,碱解氮 87mg/ kg, 速效磷 5mg/ kg, 速效钾 57mg/ kg, pH 为 5. 0。原生植被是热带亚热带常绿阔叶林 ,
现存马尾松、杉、毛竹、油茶、橡胶、荔枝、龙眼和灌草丛等次生植被。大部分坡地已开垦为园地 , 平地和台地
多为水稻、香蕉、蔬菜地和基塘等。2002年全镇人口共 68047人 , 工农业总产值为 7.1283亿元 , 其中农业产
值为 2.8283亿元 ,人均收入 4526元。土地利用方式以林地、耕地、园地及居民点工矿用地为主 ,农业初具基
地化、区域化、商品化的特点。研究以 1982年出版的 1∶1万地形图为底图 , 于 2002年 5月进行为期 1 个月
的野外实地调绘 ,获得野外调绘草图 , 通过室内清绘共获得 12幅 1∶1万的 2002年景观类型图 , 将景观类型
图扫描成 tif 文件 ,在地理信息系统支持下 , 通过图形镶嵌配准后以矢量格式进行屏幕数字化 , 通过拓扑查
错、拓扑重建 , 建立栅格图 ,自动生成斑块面积、周长的属性数据库。从属性数据库中导出相应数据到 Excel
中进行统计分析。由表 1和图 1可知 ,新垌镇景观生态存在的问题一是景观总体结构过于破碎。研究区总
面积 16845. 48hm2 ,总斑块数 503块 , 最大斑块面积 5365.08hm2 , 最小斑块面积 0. 07hm2 , 斑块在大小上差
异明显 ,破碎度大。二是生态林斑块间缺乏连通 , 呈孤岛状分布在山顶。原有的大片森林被斑块所分割 , 与
其他同质斑块隔绝 ,使林地斑块之间的生物物种难以与外界交流 , 将导致林地内遗传基因退化和物种减少。
岛内物种的多样性取决于物种的迁入率和灭绝率 , 岛屿面积、隔离程度及年龄等因素都会影响岛屿的生物
多样性[ 1 , 2] 。斑块形状对生物扩散和动物觅食以及物质和能量的迁移具有重要影响 , 还与径流过程和营养物
质的截留有关。斑块形状的最重要生态学特征是边缘效应 ,林地斑块在人类强烈干预下形状变得简单规则 , 使
第 14 ?卷 第 2期 中 国 生 态 农 业 学 报 Vol .14 No .2
2 0 0 6 ?年 4 月 Chinese Journal of Eco-Agriculture April, 2006
表 1 2002 年新垌镇景观组分及其数量特征
Tab.1 The landscape elements and quantitativecharacter in Xindong Town in 2002
景观组分 面积/ hm2 k比例/ % 斑块数/ 个 比例/ % 斑块面积/ hm2 ?Patch area 廊道长度/ m 廊道密度/ m·km - 2
Landscape Area Percent No .of Percent 平均 最大 最小 Corridor Corridor
element patch Average M ax . Min . length density
居民点 962 ?.35 5. 71 342 67 .99 2 ?. 81 32 b.66 0 .11 - -
耕 地 2643 ?.73 15. 69 99 19 .68 26 ?. 70 223 b.02 0 .44 - -
林 地 7838 ?.34 46. 53 17 3 .38 461 ?. 08 5365 b.08 0 .66 - -
园 地 5230 ?.55 31. 05 25 4 .97 209 ?. 22 940 b.11 0 .13 - -
塘 库 37 ?.23 0. 22 20 3 .98 1 ?. 86 21 b.11 0 .07 - -
道 路 30 ?.89 0. 18 - - - - - 30898 183 .34
水 系 102 ?.39 0. 61 - - - - - 85338 506 .61
合 计 16845 ?.48 100. 00 503 100 .00 33 ?. 49 5365 b.08 0 .07 116236 689 .95
得边缘 效应 降 低。
三是土地开发利用
中重生物生产功能
轻生态 环境 功 能。
当地坡地开发大多
采 用 砍树-烧 山-成
梯土-种果树这一原
始“刀耕火种”开发
模式 , 原生 植 被被
破坏 , 新种 果 树不
能迅速成林 , 造成严
重的水土流失 , 同时
严重破坏生态平衡。各景观组分内部物种单一 ,生物多样性少 , 林地主要是马尾松林 , 园地大多是成片的荔
枝、龙眼、芒果 , 品种单一的大片园地必然造成生物多样性的下降 , 导致果园病虫害加重。四是居民点及工
矿用地分散。研究区居民点斑块数共 342块 ,占总斑块数的 67.99% , 而面积只占总面积的 5.71%。五是廊
道密度低。研究区廊道总长度为 116236m, 总密度为 689. 95m/ km2 ,道路廊道密度仅 183.34m/ km2 , 应加强
道路廊道和生态廊道建设。
图 1 2002 年新垌镇景观组分分布图
Fig.1 Thedistributionof landscapeelementinXingdongTownin2002
2 景观优化对策
粤西高州市新垌镇景观优化对策一是主要景观组
分的内部优化。它强调景观的资源价值和生态环境特
性 ,其目的是协调景观内部结构和生态过程及人与自然
的关系 ,正确处理生产与生态、资源开发与保护、经济发
展与环境质量的关系 , 进而改善景观生态系统的功能 ,
提高生态系统的生产力、稳定性和抗干扰能力 [ 2] 。新垌
镇主要景观组分内部优化应首先注重加强耕地保护 , 严
格控制耕地转为其他用地 , 到 2002 年全镇人均耕地面
积仅 0.039hm2 ,远低于联合国 0. 053hm2/ 人的警戒线 ,
该区现有耕地都是水肥条件较好的山间平地 ,今后应加
强对耕地的投入 ,包括加强灌溉系统建设 , 增施有机肥 ,
注重养用结合 ,培肥地力 , 并运用综合技术措施 , 实行科
学种田 ,充分利用光热资源 , 提高复种指数 , 大力发展返
季节蔬菜 ,提高土地利用效率与效益。其次注重园地内部规划即园地内不同果树品种的搭配 , 新垌镇可种
植主要果树品种有荔枝、龙眼、香蕉、芒果、黄皮等 , 按照“因地制宜 , 立体布局 , 各业互促 , 良性循环”原则进
行生态景观设计 ,依据物流、能流特别是水分、养分条件差异合理布局。做到“头上带帽”———山顶保留一片
林地 ,保持自然植被 , 抚育水源林 ,努力恢复自然植被多层次结构的森林景观 , 林下山腰一圈发展耐旱耐瘠
的芒果、油茶、黄黑橄榄经济林 ,在水肥条件较好且较平缓地段推广林药间种 , 也可部分发展新银合欢等速
生薪炭林和桉树作蕉桩 ;“腰上穿裙”———山腰以荔枝、龙眼园为核心 , 果园间种牧草或花生、大豆 , 加强水土
保持 , 提高栽培技术 ,形成仿自然植被结构的生态果园景观 ;“脚上穿鞋”———山脚种植对水分要求高的香
蕉 ,形成立体生态农业[ 2] 。咖啡豹蠹蛾是危害荔枝、龙眼等果树的主要害虫之一 , 根据咖啡豹蠹蛾对黄皮具
有很强的嗜好性特点 , 在荔枝、龙眼等果园有计划地间种少量黄皮树 , 以引诱该虫幼虫前来取食 , 便于集中
歼灭和保护上述果树不受此虫危害。该虫天敌较多 ,进行药物防治时应特别注意保护果园的蜂类。再次应
注重村落庭院规划 ,村落庭院规划应以居住环境的绿化美化和能流、物流和资金流畅顺为重点 , 做好村落居
民点建设规划 ,规划时对公益性的道路、绿化带、河道等景观“廊道”要留有发展余地 , 合理布局给排水、供
电、道路、文教卫等基础设施。以复合庭院生态模式和农牧沼气生态模式为核心 , 在房前屋后栽种荔枝、龙
眼、芒果等果树 ,河岸栽竹种蕉 , 庭院养猪养鸡 , 并在村边低洼处发展鱼禽果基塘系统。此外还要注重林地
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内部规划 ,林地斑块呈孤岛分布在山顶 , 规划中要加强林地廊道建设 , 把分散孤立的孤岛状林地连通 , 增加
廊道密度 , 以减少或抵消由于斑块分割对生物多样性产生的负面影响。根据适地适树原则合理选择树种 ,
山顶光照充足 , 土层薄 ,土壤贫瘠 , 适于种植喜阳树种如马尾松 , 山谷适宜种植喜阴的杉木。二是景观结构
优化。通过规划、调整完善乡村景观的基本结构元素 , 串联起景观系统的各个环节 , 使其成为一个稳定的系
统。通常通过建立充分的斑块和廊道把乡村中每一林地、绿地、河流、山地都纳入景观结构之中 , 同时根据
乡村现状确定斑块的最佳位置和最恰当边界 , 最终建立一个丰富、高效 , 可以自我供给、自我支持的动态景
观结构体系。新垌镇景观结构优化首先要加强生态廊道建设 ,增加廊道长度和密度。廊道是具有通道或屏
障功能的线状或带状的景观要素 ,是联系斑块的重要桥梁和纽带。廊道很大程度上影响斑块间的连通性和
斑块间物种、营养物和能量的交流 [ 3] 。廊道能够提高斑块间物种的迁移率 , 方便不同斑块中同一物种中个
体间的交配 ,从而使小种群免于近亲繁殖遗传退化。在坡地开发中留有一定的林地廊道 , 或人工建设一些
林地廊道 ,可减少或抵消由于斑块分割对生物多样性产生的负面影响 , 同时起到隔离、分割大片园地斑块的
作用 ,增加景观斑块数和破碎度 , 减少果园病虫害传播和蔓延。同时加强河岸和道路两旁绿地廊道建设 , 既
美化环境 ,又增加林地景观的连通性。加强园地内部、耕地内部和居民点之间交通廊道建设是景观内物流、
能流、信息流畅通的保障 , 同时拓宽连接高州市、茂名市公路干线 , 加强与外界的联系 , 保障物质进出的畅
通。其次要加强林地斑块的保护 ,严禁开发坡度 > 25°的陡坡地 , 坡地开发控制在海拔 300m以下。放火烧
山对于生物多样性保护极为不利 ,同时原生植被被破坏 ,水土流失加剧。在坡地开发中要加强技术指导 , 严
禁放火烧山 , 要求农民在砍伐迹地上直接成梯土 , 保留一定的原有植被 , 减少水土流失[ 2] , 同时增加景观多
样性。此外还要禁止现有塘库转为他用 , 加强山塘建设。在一些条件较好的谷地筑堤蓄水 , 保障农田和果
园灌溉用水 ,同时增加景观的多样性和异质性。注重塘库的综合开发利用 , 在塘中养鱼 , 塘基种果树 , 果树
下种牧草 ,牧草喂鱼 , 塘泥作肥料培肥塘基 ,形成良性循环的基塘生态模式。三是景观功能优化。在功能规
划中要优先考虑保护和恢复景观的生态功能 ,重点保护和建设几个大型的自然植被斑块作为物种生存和水
源涵养所必须的自然栖息环境 , 在生物生产区保留或建设一些小的自然斑块和廊道 , 以保证景观的异质性
和连通度。对那些具有关键生态作用或生态价值的景观地段应给予特别重视 ,如严禁开发坡度 > 25°的陡坡
地以减少水土流失。生物生产功能的优化应以内部挖潜为主 ,主要通过调整产业结构 , 依靠科技进步 , 提高
产品品质和产量来提升生物生产功能 , 应减少常规水果种植面积 , 扩大返季节蔬菜、返季节水果种植面积。
低山丘陵区应充分利用远离现代工业、污染少的优势 , 通过合理的景观生态规划 , 利用生物防治 ,减少化肥、
农药的使用量 , 大力发展绿色产品 , 提高产品品质。文化支持功能优化的重点应放在增强镇所在地非农人
口的容纳能力。新垌镇农业人口从 1982年的 51351人增至 2002年的 66297人 , 净增 14946人 ;而城镇人口
从 1982年的 876人增加到 2002年的 1750人 ,净增 874人。城镇人口只占全镇总人口的 2.6% ,城市化率极
低。今后应加快城市化进程 ,加速农业人口向非农人口转化 , 减轻因农业人口过多对当地生态环境造成的
压力以及大量农业人口涌向大城市而对大城市造成的人口压力。具体措施是充分利用当地的资源优势 , 发
展农产品加工工业 ,就地安置农村剩余劳动力。同时加强城镇和农村居民点的规划设计 , 以生态系统的良
性循环为基本原则 ,建立自然资源与人文资源和谐共处、生活舒适、环境优美的理想居住模式。
新垌镇景观组分内部优化应加强耕地保护 , 注重农作物品种的搭配 , 提高复种指数 , 增施有机肥 , 注重
用地和养地的结合 ;园地内部注重不同果树品种的搭配 , 尽量避免大片纯林出现 , 减少病虫害危害 ; 村落庭
院规划应以居住环境的绿化美化和能流、物流和资金流畅顺为重点 , 建设生态型庭院 ; 林地内部优化应坚持
适地适树原则 ,保护自然植被。要加强生态廊道建设 , 切实保护好现有生态林斑块 , 通过建立充分的斑块和
廊道把乡村中每一林地、绿地、河流、山地都纳入景观结构之中 , 建立一个丰富、高效 , 可自我供给、自我支持
的动态景观结构体系。景观功能优化要优先考虑保护和恢复景观的生态功能 , 重点保护和建设几个大型的
自然植被斑块 ;生物生产功能优化应以内部挖潜为主 , 主要通过调整产业结构 , 依靠科技进步 , 提高产品品
质和产量来提升生物生产功能 ;文化支持功能优化的重点则应放在增强镇所在地非农人口的容纳能力。
参 考 文 献 h
1 肖笃宁 . 景观生态学理论、方法及应用 . 北京 : 中国林业出版社 , 1991
2 钟来元 , 郝晋珉 . 高州市低山丘陵区土地资源可持续利用研究 . 湛江海洋大学学报 , 2002 ,22( 3) : 64~67
3 田汉勤 , 潘淑芬 . 景观稳定性和景观设计 . 景观生态学理论、方法及应用 . 北京 : 中国林业出版社 , 1991
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