農(nóng)業(yè)景觀中植物籬的建設(shè)與管理

李良濤，劉文平，肖 禾，劉云慧，宇振榮

(中國農(nóng)業(yè)大學資源與環(huán)境學院，北京100193)

農(nóng)業(yè)長期的集約化生產(chǎn)和規(guī)?；?jīng)營致使農(nóng)業(yè)景觀環(huán)境趨于惡化，不僅造成生物多樣性降低、生態(tài)平衡嚴重失調(diào)，而且也使傳統(tǒng)的鄉(xiāng)村景觀受損，因此人們越來越注重運用景觀生態(tài)途徑來營建可持續(xù)發(fā)展的農(nóng)業(yè)景觀［1］。諸多研究表明，農(nóng)田邊界上的植物籬不僅有利于水土保持，而且是眾多鄉(xiāng)土物種的棲息地，能有效提高生物多樣性，增強景觀連通性，是恢復農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)彈性的重要工具，而且兼具生態(tài)、美學和社會經(jīng)濟價值［2－4］。在歐美的許多國家，植物籬作為普遍而又重要的農(nóng)業(yè)景觀要素一直被廣為關(guān)注，尤其在生物多樣性、景觀生態(tài)規(guī)劃和土地綜合整治［5－7］等方面開展了大量的研究和實踐，為建設(shè)和維護鄉(xiāng)村優(yōu)美環(huán)境、發(fā)揮農(nóng)業(yè)景觀多功能作用起到了積極的推動作用，農(nóng)田景觀中縱橫交錯的植物籬網(wǎng)絡(luò)已成為很多地方珍貴的鄉(xiāng)土景觀遺產(chǎn)和重要的生態(tài)基礎(chǔ)設(shè)施，為農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的健康發(fā)展和土地的可持續(xù)利用奠定了良好基礎(chǔ)。相比之下，國內(nèi)對植物籬的研究和應用還處于起步階段，多基于20 世紀90年代初引入的植物籬間作模式，側(cè)重于小流域綜合治理和水土保持，盡管進行了適應性改造，但試驗以坡耕地為主，且近90%的研究集中在四川、湖北、貴州地區(qū)和北方黃土丘陵區(qū)［8－10］，沒有充分利用多種模式發(fā)揮其應有的價值。

隨著地方農(nóng)業(yè)生態(tài)規(guī)劃和土地整理生態(tài)工程的不斷推進，在新時期如何結(jié)合國家需求，從多功能角度進一步推廣利用植物籬，因地制宜地開展不同地區(qū)、多種類型的植物籬模式及植物籬網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，以營建集生產(chǎn)、生態(tài)、景觀于一體的農(nóng)業(yè)景觀成為一個新的研究課題。本文通過對農(nóng)業(yè)景觀中植物籬概念的回顧，基于國內(nèi)外研究和實踐，總結(jié)了植物籬的組成、類型和主要功能，并探討了植物籬及其網(wǎng)絡(luò)的營建方法、步驟及管理維護中的注意事項，以期對區(qū)域景觀生態(tài)建設(shè)中更好地利用植物籬，發(fā)揮其在農(nóng)業(yè)景觀中的多功能作用有所啟示。

1 植物籬的概念

植物籬(hedgerows)，作為一種人為管理的、由喬木或灌木構(gòu)成的長條狀的植被帶，在世界范圍內(nèi)廣為分布［11］。Forman和Baudry 指出，植物籬起源于農(nóng)業(yè)，具有悠久的應用歷史，并隨著農(nóng)業(yè)的發(fā)展而不斷變化［4］。對于植物籬的概念，目前還沒有形成一個統(tǒng)一的定義。在學術(shù)研究上，由于人們研究的重點不同，對植物籬定義也不一致。農(nóng)學上應用植物籬已有幾個世紀，生態(tài)學家和地理學家對植物籬的研究約有百年歷史［11］。人們對植物籬的研究前期，側(cè)重邊界防護、木材生產(chǎn)和食物生產(chǎn)等功能;后期，在水土保持和生物多樣性研究的基礎(chǔ)上，人們對植物籬的研究開始轉(zhuǎn)向生態(tài)和文化方面，特別是景觀生態(tài)學的發(fā)展為植物籬的研究提供了新的視角和框架［4］。盡管人們還存在認識上的偏差，但植物籬的三個鮮明特征已得到普遍認同:①由喬木和(或)灌木構(gòu)成;②成行即線性特征;③人為管理。比較發(fā)現(xiàn)，F(xiàn)orman 和Baudry 的定義較為常用，即植物籬是分布在農(nóng)田或草地周邊，由喬木或灌木組成的人為管理的植被條帶，是農(nóng)田或草地生態(tài)系統(tǒng)的有機組分［4］。植物籬概念的回顧，對于植物籬多種模式的推廣應用具有一定的指導意義。

此外，植物籬也有其他相近的稱謂，但之間又有所區(qū)別。與之最接近的術(shù)語是活籬笆(live fences)，有學者把它視為等同概念，也有人認為，活籬笆是由等高或限定密度的條帶植物栽植而成［2，4］。綠籬(hedge)這個稱謂，狹義上通常指由種植并管理的灌木或小喬木組成的低密度植被帶;護籬(fencerow)，一般指籬笆墻，是具有防護或隔離功能的植物籬;而防護林(shelterbelt)，常指由兩行以上的喬木組成的種植林帶。很多縱橫交錯的植物籬形成植物籬網(wǎng)絡(luò)(hedgerow networks)，在法國常被稱作田籬景觀(bocage)，而在美國有時直接用bocage 來指植物籬(hedgerows)。

2 農(nóng)業(yè)景觀中植物籬的組成、類型和功能

2．1 農(nóng)業(yè)景觀中植物籬的組成、類型

就組成種類而言，多數(shù)植物籬是由1～2 種主要喬木或灌木始建的，究竟哪些植物適用于建植物籬，從國外的調(diào)查研究來看，組成種類是不受限制的，實際物種組成和豐度與植物籬來源類型、管理強度和組成結(jié)構(gòu)等都有直接的關(guān)系［4］。此外，具有較高株高、莖硬質(zhì)的草本植物也被應用在植物籬建設(shè)中［12］。而植物籬本身能維持生物多樣性的能力要取決于植物籬組成結(jié)構(gòu)、比鄰地塊類型、生長階段、景觀類型等多種因素的綜合影響［13－16］。因此，在篩選植物籬物種時，應充分考慮營建目的及各種因素的影響，這是植物籬營建成功的前提。

植物籬的類型很多［2－4］，可以依據(jù)來源、組成、管理方式和修剪形狀分類(見表1)，此外還有根據(jù)立地條件、生境等分類的，這些分類都是基于植物籬自身的自然屬性而言的;社會屬性則包括人為賦予植物籬的權(quán)屬和功用。具體應用哪種類型，取決于對植物籬的功能定位、種植者態(tài)度、實際的生態(tài)環(huán)境條件和對成本、效益的考量。其中自生植物籬是通過風能和動物傳播種子的［4］，與栽植的植物相比，生態(tài)適應能力較強，物種組成比較復雜，且外來物種少。植物籬組成布局主要指平面結(jié)構(gòu)，而修剪類型側(cè)重于立體結(jié)構(gòu)，植物籬的管理方式體現(xiàn)了人為干擾的力度。明確植物籬的功能類型和權(quán)屬管理情況，對于政府相關(guān)部門或技術(shù)部門組織開展技術(shù)指導，根據(jù)情況采取不同的支持與服務(wù)措施具有直接的參考意義。國外植物籬的應用類型和模式很多，而國內(nèi)推廣的模式相對單一，植物籬在我國的推廣還有廣闊的發(fā)展空間。

表1 植物籬分類

2．2 農(nóng)業(yè)景觀中植物籬的功能

植物籬不僅在水土保持方面具有重要的功能，而且在生產(chǎn)、生態(tài)、文化和區(qū)域景觀特征的形成等方面都具有重要的功能。

農(nóng)業(yè)景觀中的植物籬具有重要的生產(chǎn)功能。植物籬在人們的生產(chǎn)、生活中具有重要的屏障和防護功能，可使財產(chǎn)、農(nóng)牧生產(chǎn)免受侵擾［17］，這也是植物籬在發(fā)展早期的主要應用形式。在實際生產(chǎn)中，植物籬利用形式多種多樣，如利用植物籬開展農(nóng)林復合經(jīng)營［18］，進行果樹種植、木材生產(chǎn)，發(fā)展蠶桑，生產(chǎn)烤煙，飼養(yǎng)牲畜，提供樵柴和沼氣原料等，給人們帶來多種經(jīng)濟效益。

植物籬在改善農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)境方面意義重大。利用植物籬可以產(chǎn)生“籬效應”，能有效降低風速、減小風害、改善農(nóng)田小氣候和土壤物理性質(zhì)［4］，從而有效防止土壤侵蝕和水土流失，對比鄰的農(nóng)田也能起到促產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)的功效。

植物籬及其網(wǎng)絡(luò)對于農(nóng)業(yè)景觀具有特殊的生態(tài)意義。不同學者分別就植物［4］、鳥類［2］、甲蟲［19］、蜜蜂［20］、蜘蛛［21］及害蟲天敵、哺乳動物［13］等在農(nóng)田邊界植物籬中的分布展開了大量調(diào)查研究，眾多結(jié)果表明，植物籬及其網(wǎng)絡(luò)作為臨時或長期的棲息地和活動場所，能保持農(nóng)業(yè)景觀中較高的生物多樣性，是地方鄉(xiāng)土植物、珍稀物種和害蟲天敵重要的資源庫，這對于農(nóng)業(yè)集約化生產(chǎn)背景下的物種多樣性維護意義尤其重大;同時，因動物棲息、活動帶去的種子，也會促進植物多樣性的增加［22］;而且，研究發(fā)現(xiàn)，植物籬對應對氣候變化背景下的生物多樣性保護作用越來越重要［23］。植物籬及其網(wǎng)絡(luò)是動物在分散的林地斑塊間重要的遷移廊道，具有“踏腳石”作用，使動物能獲取更多的資源和活動空間;植物籬網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建增加了農(nóng)業(yè)景觀的連通性，促進分散的斑塊間的物質(zhì)和能量流動，這對于增加農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)彈性和穩(wěn)定性具有關(guān)鍵作用［2，19，24］;而且植物籬網(wǎng)絡(luò)在減少風沙、減輕面源污染、抗洪以及提升農(nóng)業(yè)景觀美學質(zhì)量等方面具有重要功能［4，11］，這對于農(nóng)業(yè)景觀政策制定、土地可持續(xù)利用、促進休閑觀光農(nóng)業(yè)發(fā)展都具有重要意義。

總之，植物籬是一項兼生產(chǎn)功能、生活功能、生態(tài)功能、文化景觀功能于一體的優(yōu)良技術(shù)，因地制宜地開展多種模式的植物籬建設(shè)，對于區(qū)域景觀生態(tài)規(guī)劃和社會經(jīng)濟發(fā)展都具有重要的應用價值。

3 植物籬營建和管理

根據(jù)國內(nèi)外植物籬營建和管理的既有經(jīng)驗，結(jié)合課題組在我國北方平原地區(qū)的田野調(diào)查和集成示范，對其總結(jié)如下。

(1)明確定位。即明確建設(shè)植物籬的主要功能定位，如提升景觀質(zhì)量，減少水土流失，植物籬間作，提供綠肥，提供飼料，為野生陸生動物提供食物、棲息地或通道，作圍墻柵欄，防治風沙等。至少具有上述功能之一，明確建設(shè)方向。

(2)選擇種植物種。選擇適宜的物種需要慎重考慮，因為這在很大程度上決定著植物籬模式應用的效果。作為植物籬種植物種的特征包括:適應性好、生長快、耐刈割和具有多種功用，而且要用地方鄉(xiāng)土植物。在推廣應用中，要注重選擇適合于農(nóng)村實際的投入低、易操作、功效長的植物，對于一些特殊地區(qū)，要具有針對性，如鹽漬化區(qū)要選擇具抗鹽性的植物，而在一些山地丘陵地區(qū)就要選取耐干旱、耐貧瘠的物種;此外，也有些植物在生長過程中會逸散大量的種子，對鄰近的農(nóng)作物生長造成影響，要避免應用該類植物。國內(nèi)常用的植物籬物種有新銀合歡、黃荊、馬桑、紫穗槐、山毛豆、檸條、沙棘、山螞蝗、木藍、合歡、田菁、柑橘、杏樹、海棠、槐、榆、石榴等。在實際應用中需要根據(jù)不同地區(qū)海拔、土壤和氣候等因素結(jié)合功能定位加以考慮，確定植物籬種植物種。

(3)場地準備。整地可采用帶狀整地和穴狀整地，帶狀整地寬度多在30 cm 以上，根據(jù)實際地形可以適當進行調(diào)節(jié)，帶長不宜過長，每隔一定距離保留1．0 m 左右的自然植被;如果是坡地則要沿等高線種植，以防水土流失。在種植之前，地面雜草不能對種植構(gòu)成影響，否則要用機械或化學除草劑進行處理。種植坑的大小要能滿足扎根需要，不妨礙根系生長，一般要比幼苗根深3～5 cm。

(4)種植。根據(jù)具體情況選擇種植模式，但在大面積推廣之前，需要開展模式試驗，證明可行后再做推廣。一般種植密度:草本株距5～l0 cm、行距20～60 cm;喬木間距3．5 m 左右;灌木1．5～2 m。植物籬最小寬度為1．5 m，最大寬度為9 m。種植時避開強風、干熱和冰凍天氣;在從苗圃到栽植現(xiàn)場的運輸過程中要注意保護苗木，并且間隔時間不宜過長;栽植時根系應自然向下，避免成“U”形或打卷;植株定植后，要踩實種植坑的土，避免造成根系登空現(xiàn)象;也要注意灌溉設(shè)施的配套，滿足灌溉需要。

(5)修剪。不同的物種組成和功用、管理者對于修剪方式和形狀的偏好不同，導致植物籬的修剪方式和修剪頻率各異。植物籬的修剪方式分輕剪、重剪、刈割和混合管理，修剪時需要考慮植物籬與周邊農(nóng)田的關(guān)系，以及修剪對植物籬植物的影響。進行適時修剪，控制植物籬適當?shù)纳L高度，能避免植物籬與周邊農(nóng)作物爭光、爭水、爭肥，還能增加土壤水分、提高土壤養(yǎng)分含量。修剪周期的確定需要考慮不同植物的生長特點及功能需求。

(6)植物籬維護與管理。在植物籬的日后維護中，需要經(jīng)常檢查，以保證其健康生長。在植物籬定植后的前三年，每年要對死株進行補植，如發(fā)現(xiàn)植物籬密度過低或損傷嚴重則需要補栽，補種植株需與原來栽植的是同一種;為避免其他物種競爭影響幼苗生長，可以使用機械、人工或化學除草劑進行除草，但使用機械除草時，為避免劃傷根部，作業(yè)深度一般不應超過8 cm，而且在樹木生長到已覆蓋或接近覆蓋地面時的生長季節(jié)，不要使用化學除草劑;在植物籬的生長周期內(nèi)要注意防火、牲畜破壞、蟲害、鼠害和洪澇干旱，必要時對植物籬進行施肥以促其健康生長，野生動物活動頻繁季節(jié)尤應注意護理。

4 對我國開展植物籬建設(shè)的探討

結(jié)合我國現(xiàn)狀，參考國外經(jīng)驗，對如何充分發(fā)揮植物籬的多種功能，合理有效地開展推廣應用初步做如下探討:

首先，如何組織參與各方開展建設(shè)?單條植物籬建設(shè)必須與植物籬網(wǎng)絡(luò)建設(shè)有機結(jié)合，而植物籬網(wǎng)絡(luò)營建是在景觀尺度下開展的，且我國的農(nóng)田景觀格局與國外差異較大，農(nóng)戶田塊尺度上解決不了，這就需要政府或相關(guān)組織牽頭，以項目的形式開展組織合作，確定建設(shè)區(qū)，協(xié)調(diào)各方利益，共同開展植物籬網(wǎng)絡(luò)建設(shè)。如在歐洲和美國，政府會對農(nóng)業(yè)資源保護工程的項目期限、資金計劃、實施主體、適用對象等做出具體規(guī)定，政府或相關(guān)組織進行牽頭，組織實施。當然也可以探索其他的建設(shè)模式，如工程承包等。

其次，如何營建植物籬網(wǎng)絡(luò)?這在研究上橫跨景觀生態(tài)學、農(nóng)學、環(huán)境保護及社會學等多個學科，在實踐中涉及政府、農(nóng)業(yè)利益集團、非政府組織、鄉(xiāng)村居民、城市市民、科研人員等多方利益。很多學者對此從不同角度開展了大量研究，如Forman 最早從景觀生態(tài)學的角度，在“基質(zhì)－斑塊－廊道”概念框架下，結(jié)合比鄰斑塊和不同尺度下的時空布局，討論了植物籬連接形狀、寬窄、長短、方向、網(wǎng)格單元的規(guī)劃與設(shè)計，探討了單條植物籬建設(shè)如何融入整個農(nóng)業(yè)景觀基質(zhì)下的植物籬網(wǎng)絡(luò)體系［4］，為人們重新認識植物籬及其網(wǎng)絡(luò)的功能和意義，維護植物籬網(wǎng)絡(luò)景觀，促進植物籬網(wǎng)絡(luò)建設(shè)起到了重大的促進作用。但是，其討論的前提是把植物籬理想化為結(jié)構(gòu)組成沒有區(qū)別的同質(zhì)類型，在一定程度削弱了其具體的實踐指導意義。近期也有學者著眼于農(nóng)業(yè)景觀的可持續(xù)性，考慮不同利益相關(guān)者，提出了農(nóng)業(yè)景觀建設(shè)的“6E”原則［25］，即遵循環(huán)境(environment)、經(jīng)濟(economic)、公平(equity)、美學(aesthetics)、經(jīng)驗(experience)和倫理(ethics)等六大原則開展規(guī)劃建設(shè)，其中公平、經(jīng)驗和倫理原則很大程度上體現(xiàn)參與的理念，這對于植物籬網(wǎng)絡(luò)建設(shè)具有一定的啟迪意義。這些原理和原則對具體的植物籬網(wǎng)絡(luò)建設(shè)具有指導意義，在實際項目中還要因地制宜，綜合考慮各種影響因素和各方利益開展實施。

最后，如何確保植物籬建設(shè)的穩(wěn)定性與連續(xù)性?植物籬的應用，特別是植物籬網(wǎng)絡(luò)等綠色基礎(chǔ)設(shè)施的構(gòu)建，涉及公共利益，需要政府的資助和支持，進而建立有效的激勵機制?？梢詤⒖細W洲的一些做法，如歐洲啟動的農(nóng)業(yè)環(huán)境計劃在2003年就已有26 個國家參加，對農(nóng)戶因加入計劃采取生物多樣性保護或環(huán)保措施而導致的收入損失進行補償和獎勵［26］;歐盟共同農(nóng)業(yè)政策每年都投入大量資金直接用于補貼農(nóng)戶開展農(nóng)田邊界建設(shè)，農(nóng)戶根據(jù)生態(tài)環(huán)境收益指標評價體系對農(nóng)民參與的保護性措施所獲得的收益以及其支付成本進行打分，農(nóng)戶可以根據(jù)不同水平和階段的項目要求，結(jié)合自己意愿參與進來，這種市場化運作方式大大增強了農(nóng)民參與的積極性。

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