廖文靜,毛華松,2,羅 評
(1. 重慶大學(xué) 建筑城規(guī)學(xué)院,重慶 400030;2. 山地城鎮(zhèn)建設(shè)與新技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗室,重慶 400030)
自黨的十八大提出“大力推進(jìn)生態(tài)文明建設(shè)”以來,生態(tài)文明的改革與建設(shè)已從國家的戰(zhàn)略決策層面深入滲透到城鄉(xiāng)綠色生態(tài)發(fā)展的策略和實(shí)際應(yīng)用上(李明英,2016)。以“海綿城市”“韌性景觀”“小微濕地”等一系列低影響、低介入、低成本(賀冉,2018)的生態(tài)自然手段,來應(yīng)對城市發(fā)展中水資源、水生態(tài)問題(張濤,2017),已成為城鄉(xiāng)綠色發(fā)展的重要舉措。在對這些綠色發(fā)展生態(tài)舉措的探尋中,歷史景觀作為從古至今傳承下來的與特定自然環(huán)境相適應(yīng)而產(chǎn)生和發(fā)展的地域文化景觀類型(Antrop et al., 2006),蘊(yùn)含著“人類發(fā)展和生態(tài)之間的平衡與制約關(guān)系”(辛儒鴻 等,2018)的生態(tài)智慧,包括不同區(qū)域聚落選址、聚落形態(tài)、水利管理及土地利用形態(tài)等營建經(jīng)驗(鄭文俊 等,2019),可對當(dāng)下城鄉(xiāng)綠色生態(tài)建設(shè)起積極指導(dǎo)作用。梯田作為山地最常見的農(nóng)業(yè)歷史景觀之一(Federico et al., 2018),廣泛分布于世界多山地區(qū),除中國外,還廣布于東南亞的印度、菲律賓、地中海的西班牙、意大利、法國、希臘以及非洲的肯尼亞、埃塞俄比亞等國(陳蝶 等,2017),是典型的山地水環(huán)境適應(yīng)性技術(shù),其中所蘊(yùn)含的地域性營建智慧可成為城鄉(xiāng)發(fā)展的重要指導(dǎo)。
目前國外關(guān)于傳統(tǒng)梯田的研究中,不同氣候和地貌單元等自然條件下產(chǎn)生的適應(yīng)性梯田水利技術(shù)已引起廣泛關(guān)注。如:以滯水和蓄水為主要目的、位于干旱半干旱地區(qū)的南美秘魯古印加梯田(Melissa, 2008)、東非盧旺達(dá)高山梯田(Bizoza, 2014)、地中海西班牙加泰羅尼亞梯田(Sam et al., 2018)等;以及通過有序蓄排水資源巧妙適應(yīng)洪水節(jié)律為目的、位于濕潤半濕潤地區(qū)的菲律賓伊富高梯田(Bizoza et al., 2014)以及東印度洪泛區(qū)高原濕地梯田(Pabitra et al., 2008)等。同時,在梯田水利技術(shù)的營建智慧及其適應(yīng)性經(jīng)驗的實(shí)踐運(yùn)用等方面也有較為豐富的成果,如西班牙東南部里科特河谷梯田的取水技術(shù)在干旱區(qū)的實(shí)踐運(yùn)用(Katharina et al., 2021)、埃塞俄比亞的“梯田、農(nóng)場池塘和微型水壩”水利技術(shù)系統(tǒng)在北部缺水環(huán)境治理中的應(yīng)用(Shimbahri et al., 2019),以及典型地中海氣候下的意大利波托菲諾海角梯田人居對強(qiáng)大暴雨的適應(yīng)性技術(shù)及應(yīng)用(Guido et al., 2020)。可見,響應(yīng)區(qū)域自然條件下梯田景觀的內(nèi)容、形式、特征及系統(tǒng)性營建智慧和應(yīng)用是研究的重要方向。國內(nèi)多關(guān)注云貴高原(何楊 等,2019)與黃土高原(李禾堯 等,2019)兩大區(qū)域,且研究對象大都集中在典型文化遺產(chǎn)案例上,如云南元陽哈尼梯田(袁夢,2019;劉宗濱 等,2019;角媛梅 等,2021)、貴州加榜梯田(馬焱,2018;官加杰 等,2021)、廣西龍脊梯田(黃國勤,2019)等,未能將中國豐富多樣的梯田歷史景觀資源類型完整呈現(xiàn),其他地區(qū)典型的梯田景觀的研究有待開展;研究方向多聚焦在梯田生態(tài)性、技術(shù)性、歷史性、文化性等普適價值方面,區(qū)域尺度上對梯田傳統(tǒng)營建的特征以及價值研究仍有待挖掘。近年來,將梯田技術(shù)等水資源利用形式與人居系統(tǒng)進(jìn)行結(jié)合,并將其水生態(tài)智慧運(yùn)用于城鄉(xiāng)綠色發(fā)展的實(shí)踐案例研究逐漸增多,如陜北梯田的傳統(tǒng)營建智慧(楊建輝 等,2018)、云南元陽稻作梯田聚落的系統(tǒng)組合智慧(何楊 等,2019)等。綜上,梯田作為對典型山地水文條件的適應(yīng)性水利技術(shù),與人居環(huán)境形成有機(jī)統(tǒng)一的整體,其中所蘊(yùn)含的在地營建經(jīng)驗已成為對城市低影響開發(fā)的重要指導(dǎo)。
巴渝地區(qū)受復(fù)雜多變的地形地貌和降雨時空分布不均的雙重制約,相比平原城市更易受到山洪、滑坡、泥石流等雨洪災(zāi)害以及春旱等旱澇威脅,使得巴渝地區(qū)對綠色生態(tài)舉措的探尋尤為緊迫。關(guān)于巴渝地區(qū)在地性營建智慧研究,視角多集中在“蓄水池-塘堰-梯田”水利系統(tǒng)對水資源的管理利用(何燦,2019)、“綜合蓄水工程”傳統(tǒng)智慧運(yùn)用(劉迪 等,2015)、巴渝傳統(tǒng)聚落營建(何曉珊 等,2019)等方面。巴渝梯田水利技術(shù)及梯田人居系統(tǒng)作為長期對該區(qū)域地形水文等自然條件適應(yīng)而產(chǎn)生的活態(tài)遺產(chǎn),其系統(tǒng)性研究較少,多以單一技術(shù)的歷史發(fā)展和運(yùn)用為主,如冬水田(陳桂權(quán),2018)、沖沖田(戴芹芹 等,2015)、囤水田(張苗苗,2014)等。可見,關(guān)于梯田技術(shù)的組合形式及梯田人居系統(tǒng)的綜合研究在巴渝傳統(tǒng)梯田傳統(tǒng)營建的研究較為匱乏。因此,在相關(guān)研究的基礎(chǔ)上,探尋巴渝自然特征影響下的梯田水利技術(shù)的綜合運(yùn)用以及梯田人居的在地特征成為闡述傳統(tǒng)梯田在地性營建智慧的重要方向。故本文選取巴渝鄉(xiāng)村聚落典型樣本,運(yùn)用遙感影像解譯、景觀圖式語言等途徑方法對梯田傳統(tǒng)營建技術(shù)及相關(guān)梯田人居建構(gòu)進(jìn)行研究,主要探討以下問題:冬水田、沖沖田、囤水田等一系列在地性梯田水利技術(shù),是如何響應(yīng)巴渝地區(qū)地形環(huán)境限制及雨熱不同期的降雨特征?為提供安全生態(tài)的人居環(huán)境,這些梯田水利技術(shù)是如何組合的?其梯田水利系統(tǒng)及梯田人居環(huán)境在不同區(qū)域的水平垂直空間特征如何適應(yīng)水生態(tài)安全?以期完善巴渝梯田生產(chǎn)營建經(jīng)驗與綠色智慧傳承總結(jié),并為巴渝地區(qū)鄉(xiāng)村聚落生態(tài)人文保護(hù)與風(fēng)景營建提供理論支撐。
巴渝是重慶的古稱,重慶古稱“巴國”,而嘉陵江也稱“渝水”。以重慶市(28o10"-32o13" N、105o11"-110o11" E)為研究區(qū),全市土地資源面積826.80 萬hm2(2008 年國土數(shù)據(jù),下同),其中耕地、園地、林地、牧草地和其他農(nóng)用地面積共計695.50 萬hm2,占土地總面積的84.12%(溫莉 等,2019),而耕地面積224.71萬hm2,占土地總面積的27.18%,是除林地外占比最高的土地利用方式,又因其地處川東平行嶺谷區(qū)域,受地形坡度影響,梯田形式的耕地占80%,有著較為成熟的梯田水利技術(shù)及豐富的梯田水利系統(tǒng)。
1.2.1 主要數(shù)據(jù) 通過重慶范圍內(nèi)谷歌地球引擎(Google Earth Engine, GEE)得到2019 年衛(wèi)星影像及其所涵蓋的高程信息作為原始圖式分析依據(jù),GEE軟件覆蓋研究區(qū)域影像的最新拍攝時段在2019—2021年不等,為保證數(shù)據(jù)來源時間的統(tǒng)一,均選取2019年拍攝合成的衛(wèi)星影像,其中獲取9 033.07像素清晰衛(wèi)星影像作為全域分區(qū)及宏觀分析圖依據(jù)基礎(chǔ),4 497.60 像素清晰衛(wèi)星影像作為典型區(qū)域微觀尺度分析依據(jù)。通過重慶地理信息網(wǎng)2021發(fā)布的《重慶地形地貌、氣候、土地、土壤信息》①https://wenku.baidu.com/view/2d57935ca717866fb84ae45c3b3567ec102ddcf5.html?_wkts_=1673402838481&bdQuery及國家地球系統(tǒng)科學(xué)數(shù)據(jù)中心獲取自然地理條件數(shù)據(jù)。同時選取國家地理信息公共服務(wù)平臺天地圖GS(2021)衛(wèi)星影片、地形影像,作為對GEE 局部不清晰的衛(wèi)星影像以及地理信息數(shù)據(jù)的補(bǔ)充。
1.2.2 輔助數(shù)據(jù) 使用的輔助數(shù)據(jù)來源主要包括地方志和田野調(diào)查。通過詳實(shí)的基礎(chǔ)文獻(xiàn)研究,對巴渝梯田技術(shù)的歷史發(fā)展、耕作區(qū)域展開分析。結(jié)合田野調(diào)查,進(jìn)一步驗證巴渝梯田人居景觀圖式空間形態(tài)與布局,筆者在2019 年3 月至2021 年12 月期間實(shí)地觀察典型梯田建設(shè)區(qū)域的人居環(huán)境特征。田野調(diào)查地區(qū)主要包括:南川三泉鎮(zhèn)、巴南區(qū)南泉街道迎龍村、永川區(qū)板橋鎮(zhèn)、石柱縣楓木鎮(zhèn)等地(圖1)。
圖1 巴渝梯田人居田野調(diào)查主要分布點(diǎn)Fig.1 Bayu terrace fields and human settlements investigation distribution points
梯田作為復(fù)雜多元的活態(tài)遺產(chǎn)存在,如何通過清晰直接的典型方式進(jìn)行轉(zhuǎn)譯和展現(xiàn),是研究該復(fù)雜系統(tǒng)的重要難題。圖式語言作為獨(dú)特的記錄方式,通過不同尺度下景觀要素的提取和組合,提煉出傳統(tǒng)地域文化景觀所具有的地方性特征,以深刻反映其在生活、生產(chǎn)和生態(tài)環(huán)境等物質(zhì)空間特征。景觀圖式除了包含基本組成、組成要素類別外,還包含組成要素轉(zhuǎn)化機(jī)制及相互關(guān)系和圖式整體與外部環(huán)境刺激相互協(xié)同機(jī)制的動態(tài)開放結(jié)構(gòu)(王云才,2009),可直觀反映不同地理空間的典型景觀結(jié)構(gòu)特征。因此,選擇圖式語言對衛(wèi)星影片進(jìn)行形態(tài)提取,并用景觀圖式直觀表達(dá)梯田人居環(huán)境的景觀要素以及景觀結(jié)構(gòu),進(jìn)而反映巴渝梯田人居典型特征。
巴渝地區(qū)大面積山地導(dǎo)致傳統(tǒng)水利設(shè)施修建成本和建造難度較大,再加上春旱夏洪的反季節(jié)降雨特征,使得耕作區(qū)域有限,造成“靠天吃飯”的局面,為應(yīng)對巴渝地區(qū)山地丘陵地形及雨熱不同期等自然條件的限制,形成冬水田、沖沖田、囤水田等在地梯田水利技術(shù),以滿足當(dāng)?shù)卮迕竦纳a(chǎn)生活的需求。故回歸巴渝自然特征地理地貌及降雨等自然條件,并結(jié)合現(xiàn)有梯田所在區(qū)域的建設(shè)條件,探索巴渝梯田水利技術(shù)相關(guān)歷史發(fā)展、實(shí)踐體系及其組合模式,以更好地闡釋巴渝地區(qū)梯田水利技術(shù)及其組合模式,作為區(qū)域地形地貌及其水文自然條件下的適應(yīng)性選擇所蘊(yùn)含的水資源系統(tǒng)管理智慧。
巴渝地區(qū)屬川東平行嶺谷區(qū)域,地貌造型各樣,以山地丘陵為主,其中山地占75%以上,丘陵占20%。整體地勢由南北向長江河谷逐級降低,西北部和中部以丘陵、低山為主,東南部沿大巴山和武陵山2 座山脈形成中高山聚集區(qū)(圖2-a)。從土地坡度組成(圖2-b)看,適宜農(nóng)業(yè)耕作的平地與緩坡地(坡度<15°)的面積48 832.72 km2,占全區(qū)土地總面積的59.26%;可以部分用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的中坡地(坡度15°~25°)的面積17 293.81 km2,占全區(qū)土地總面積的20.99%(關(guān)興,2013)。由此可見,巴渝地區(qū)有將近80%的坡地,為適應(yīng)該地貌條件,耕地以梯田形式進(jìn)行開墾,地形是限制生產(chǎn)耕作區(qū)域的主要因素。
圖2 重慶市地形及水文特征(a. 高程;b. 坡度;c. 春季降水量)Fig.2 Topographic and hydrological characteristics of Chongqing (a. elevation; b. slope; c. spring precipitation)
全域降水季節(jié)性差異顯著,年平均降水量1 000~1 350 mm,降水時間集中,季節(jié)變化大:雨水集中在夏秋兩季,且多為雷陣雨、大雨、暴雨(戴芹芹,2013),較大降水天氣過程多集中在6、7月,易形成夏澇災(zāi)害;冬春兩季降雨量最少,且在巴渝地區(qū)春旱(3—4月)較為常見(圖2-c)。反季節(jié)降雨是影響巴渝耕作質(zhì)量的重要因素。
結(jié)合重慶范圍內(nèi)梯田所在區(qū)域的衛(wèi)星遙感影像,根據(jù)其地貌及水文特征,將梯田建設(shè)用地分位2種類型(圖3)。低山丘陵區(qū)以中、西部平行嶺谷間寬闊谷地為主,主要地形特征為坡度較緩,梯田建設(shè)坡度大多在5°以下,便于修建塘堰等水利設(shè)施,與梯田形成聯(lián)系農(nóng)田水利灌溉網(wǎng)絡(luò),匯水區(qū)在雨季通過梯田及排洪渠排水可順利泄洪保證環(huán)境安全,大面積順地勢坡度開墾的梯田形成天然的大面積蓄水排水系統(tǒng),局部區(qū)域以陂塘、堰塘、水庫等水利設(shè)施輔助;中高山溝谷區(qū)以東南部、東北部的巫山及大婁山山區(qū)為主,主要地形特征為山高谷深,坡度較陡,溝谷溪流難以灌溉高山梯田,梯田建設(shè)坡度大多在10°以上,中高山深谷區(qū)的山麓、山腰及山頂區(qū)因地勢及水文條件差異,水資源條件也各不相同(表1)。不同區(qū)域的地形水文條件成為影響梯田技術(shù)分布規(guī)律及其形態(tài)特征的主要因素(李仕華,2011)。
圖3 重慶地區(qū)梯田建設(shè)分區(qū)Fig.3 Zoning of terrace construction in Chongqing
表1 巴渝梯田建設(shè)區(qū)域的地貌類型及其水文特征Table 1 Site Selection Types and Topographic and Hydrological Characteristics of Terraces In Bayu
2.2.1 巴渝梯田技術(shù)類型
1)冬水田 冬水田,利用秋季多雨期雨水及秋耕余水蓄水,將“秋水春用”,產(chǎn)生的冬季囤水田被稱為冬水田。冬水田技術(shù)最早是從清代傳入巴渝地區(qū),通過引入“先翻耕—再培修田埂—蓄水—漚肥—最后放水”的長江中下游漚田技術(shù),結(jié)合巴渝地區(qū)特殊的“每三年一小旱,五年一大旱,一年之中又以春夏之交最為嚴(yán)重,秋雨最多,約占年雨量之半數(shù)以上”耕作難題(陳桂權(quán),2013),進(jìn)行適時適地改良,發(fā)展為秋收后的水田開始修筑田埂,關(guān)冬水不放的地域形式。通過冬季休耕囤水,在增強(qiáng)土壤肥力的同時,保障自身及周邊農(nóng)田春耕栽秧的水源補(bǔ)給,成為巴渝地區(qū)運(yùn)用最廣泛的梯田水利技術(shù)。冬水田作為地域選擇下的技術(shù)變革,既是一項耕作制度,也是一項大規(guī)模的蓄水工程(陳桂權(quán),2018),該技術(shù)的引入及適應(yīng)性變革為巴渝地區(qū)的山地丘陵開耕土地提供了更多選擇,解決了春旱威脅、貧瘠陡峭之地的水資源和土壤肥力問題。盡管巴渝地區(qū)仍然面臨“靠天吃飯”,但冬水田通過蓄秋水越冬的技術(shù)極大地改善巴渝地區(qū)春旱難題,對以前無耕作地區(qū)進(jìn)行開耕,也對已耕作區(qū)域進(jìn)行改良。
我們的學(xué)習(xí)可以分為高效學(xué)習(xí)和低效學(xué)習(xí)兩種。用盡量少的時間獲得較高的學(xué)習(xí)效益的學(xué)習(xí)就是高效的學(xué)習(xí),用大量的時間獲得較低的學(xué)習(xí)效益的學(xué)習(xí)就是低效的學(xué)習(xí)。預(yù)習(xí)工作可以為我們節(jié)省大量的時間,從而實(shí)現(xiàn)效高效的學(xué)習(xí)。
冬水田在巴渝地區(qū)分布使用的范圍最廣,主要分布在湖庫塘堰等灌溉水源難以覆蓋,且易收集雨水,土質(zhì)黏厚不易滲漏的丘陵坡地區(qū),主要出現(xiàn)在低山丘陵區(qū)的溝谷中低處以及中高山溝谷區(qū)的匯水區(qū)域。低山丘陵地帶的緩坡區(qū)域,因坡度較緩,適宜建設(shè)塘堰等水利設(shè)施,大部分的梯田為灌溉水田(即有灌溉設(shè)施保障的水田),冬水田多位于溝谷梯田的中低處,土黏泥厚、蓄水較易,通過收集秋耕余水(陳桂權(quán),2018)補(bǔ)給水源,形態(tài)較為有機(jī),隨梯田形態(tài)呈多向跌落有機(jī)形。冬水田也位于中高山溝谷的山麓、山腰及山頂區(qū)域,但其布局位置和形態(tài)規(guī)律有垂直分異(關(guān)興,2013):在山麓地帶,地勢由溪谷到山體逐漸從緩到陡,臨溪寬闊的農(nóng)田有溝渠灌溉,但在山坡難以實(shí)現(xiàn)抽水灌溉。由于用地局促且抽水困難,冬水田梯田多在溝谷較寬的山坡區(qū)域,且由于用地緊張,通常還會在溝谷較窄的地高傍山、丘陵兩側(cè)布置冬水田,引山泉排洪渠之水蓄之;在山腰或山頂?shù)貛?,土壤帶沙,水源極壞,蓄水極難,灌溉的水源只能依賴季節(jié)性的降雨,也被稱為“望天田”,山腰處的冬水田主要沿山脊分水線延展布置,山頂小丘區(qū)域地勢稍微寬闊,冬水田可順應(yīng)山體匯水方向布置。中高山溝谷區(qū)由于用地集約,不宜建設(shè)人工水利設(shè)施,坡度較陡,所以冬水田多呈順高差跌落方向的單向跌落型形態(tài)(表2)。
表2 冬水田布局位置及形態(tài)規(guī)律Table 2 Distribution Position and Form Law of Winter Paddy Field
2)沖沖田 沖沖田是巴渝地區(qū)通過借梯田隨地形跌落之勢,順著徑流路徑布置于丘麓坳谷兩側(cè),逐層開墾而成的水田(戴芹芹 等,2015),在夏季雨洪期間通過逐級降低雨水沖刷勢能,形成天然大面積自然排蓄系統(tǒng)的梯田水利技術(shù)。沖沖田作為山洪人工排蓄系統(tǒng)的補(bǔ)充,在兩側(cè)修筑垂直等高線的沖溝以及平行等高線的排水溝作為主要洪澇季節(jié)排水措施,在人工溝渠無法承載泄洪水量時,打通田埂開口連通水系,通過梯田層級分布的高差勢能達(dá)到源頭消納滯蓄,過程減速消能,成為對洪澇季節(jié)雨水進(jìn)行消納減速的天然大型水動能消解器,有效地解決巴渝地區(qū)夏季雨水蓄滯和雨洪安全難題。
根據(jù)沖沖田的排蓄作用及其所在排水方位的不同,分為正沖、側(cè)沖及沖口3個典型區(qū)位.其中,位于坳谷正中為正沖田,位于兩側(cè)為側(cè)沖田,不同方向的沖沖田匯聚處形成沖口。沖沖田的選址區(qū)域主要位于低山淺丘緩坡區(qū)的匯水區(qū),在相對安全的環(huán)境下順應(yīng)等高線修建梯田,呈內(nèi)凹型,因巧借地勢,順丘麓坳谷逐層開墾而成的梯田可滿足雨季泄水防洪的生態(tài)安全需求。沖沖田的形態(tài)較為有機(jī),呈內(nèi)凹跌落型,降雨時,雨水沿坡地順勢依次匯于堰塘、沖沖田,集于河溝,最后匯入江河。沖沖田還可位于中高山深谷山麓區(qū)域的溝谷較窄的地高傍山、丘陵兩側(cè),緩解洪澇季節(jié)山洪等自然災(zāi)害;此外,在中高山深谷區(qū)的山頂丘陵起伏的匯水區(qū)域修建沖沖田,可在保障旱季水源的同時,在洪澇季節(jié)及時排水,保障人居安全(表3)。
表3 沖沖田布局位置及形態(tài)規(guī)律Table 3 Layout Position and Shape Law of Alluvial Field
3)囤水田 囤水田是指一年四季囤水,常位于大面積梯田頂部用于灌溉補(bǔ)水,功能類似小型堰塘,但面積及深度不及堰塘的梯田水利技術(shù)。常利用天然洼地在梯田高處修建,且地質(zhì)巖性適合,土壤保水性好,地下沒有地縫,適宜常年蓄水,并利用地形優(yōu)勢形成自流灌溉,與塘堰水庫形成適應(yīng)當(dāng)?shù)貧夂?、地形、用水、需水量緊密結(jié)合的灌溉系統(tǒng)(戴芹芹 等,2015)。由于囤水田的功能類似于灌溉水利設(shè)施,其選址布局的主要影響因素在于農(nóng)田水利設(shè)施的修建適宜性,主要位于低山丘陵區(qū)以及高山溝谷的山頂緩坡區(qū)域,囤水田常位于兩丘之間的梯田高處,便于蓄水和灌溉,形態(tài)主要為有機(jī)封閉環(huán)形,面積常比梯田大比堰塘小。這項梯田技術(shù)常與冬水田和沖沖田以及耕作期間的灌溉梯田組合利用,是巴渝地區(qū)梯田蓄水、排灌水利系統(tǒng)的重要組成部分(表4)。
表4 囤水田布局位置及形態(tài)規(guī)律Table 4 Layout position and shape law of hoarding paddy fields
2.2.2 時空維度下的梯田水利技術(shù)組合模式 巴渝適應(yīng)性梯田技術(shù)在時間維度上形成適應(yīng)春旱夏澇降雨條件的“秋蓄-冬沃-春耕-夏排”排蓄水資源管理模式,具體為,同一區(qū)域的梯田在不同的季節(jié)采取不同的梯田水利技術(shù)。如低山丘陵緩坡區(qū)的山坳匯水區(qū)及高山溝谷山麓區(qū)的地高傍山、丘陵兩側(cè)區(qū)域,在秋冬采取冬水田技術(shù)蓄秋季余水越冬以備春耕,在夏季暴雨洪澇期間采取沖沖田技術(shù)緩解地表徑流的沖刷力,及時排澇以防洪災(zāi)。
巴渝適應(yīng)性梯田技術(shù)在空間維度上形成順應(yīng)山地丘陵特殊地理環(huán)境的“高囤-低灌”水資源高效利用模式(圖4),具體表現(xiàn)為將梯田水利技術(shù)在沿等高線降落的方向進(jìn)行由高到低的組合,達(dá)到旱季借高位囤水田灌溉,雨季借逐級降低梯田泄洪排蓄的效果。一方面,在雨洪期間的淺丘凹谷區(qū)域,囤水田位于高處從源頭收集雨水,正沖田與側(cè)沖田層級錯落消納雨水勢能,組合形成雨洪管理系統(tǒng),達(dá)到蓄滯作用;另一方面,在春雨不足時,高處囤水田通過水文重力勢能,達(dá)到自然灌溉補(bǔ)給低處水田,補(bǔ)給水量不足的冬水田,保障春耕。并且在不同梯田建設(shè)類型下形成梯田在地分布特征,如在低山丘陵以及中高山的山頂區(qū)域,地勢相對平緩適宜建設(shè)高位囤水田,在低山丘陵的山溝低位、中高山的山麓溝谷較窄的地高傍山、丘陵兩側(cè)分布冬水田(夏季為沖沖田)。
圖4 梯田水利技術(shù)時空組合形式Fig.4 Temporal and spatial combination form of terrace water conservancy technology
冬水田、沖沖田、屯水田等巴渝梯田水利技術(shù)不僅是重要的生產(chǎn)方式,由其構(gòu)成的水利系統(tǒng)也成為自然生態(tài)水文管理系統(tǒng)中的重要組成部分,保障人居環(huán)境的安全。因此,巴渝地區(qū)的梯田水利技術(shù)及其組合系統(tǒng)是響應(yīng)巴渝區(qū)域降雨特征的典型代表,是地域性選擇下的智慧營建。
響應(yīng)區(qū)域特殊的地形水文自然條件的巴渝梯田水利技術(shù)的出現(xiàn),在一定程度上為西南山地丘陵區(qū)域的人類聚居生產(chǎn)生活用地選址開拓了更寬闊的區(qū)域。同時,也為巴渝地區(qū)生產(chǎn)生活提供保障,形成山水林田聚落之間和諧的人與自然共生關(guān)系。由于生產(chǎn)空間和生活空間是有機(jī)整體,因此梯田和聚落之間自然也承載著密切聯(lián)系,遵循先生產(chǎn)后生活的生存規(guī)律,聚落隨著梯田的開拓也逐漸適應(yīng)其生產(chǎn)環(huán)境。在不同建設(shè)條件下,為了滿足生產(chǎn)效能、生活安全以及生態(tài)持續(xù)的要求,其人居環(huán)境的景觀水平格局和垂直特征呈現(xiàn)差異。
以重慶巴南區(qū)南泉街道迎龍村(典型低山丘陵區(qū))以及南川區(qū)三泉鎮(zhèn)(典型中高山溝谷區(qū))2 個區(qū)域的衛(wèi)星影像為樣本,抽象提取 “田、居、林”景觀要素,通過不同尺度下的基本景觀語匯分析其梯田聚落形態(tài)特征以及區(qū)域景觀水平網(wǎng)絡(luò)特征(表5)。
表5 梯田人居“田、居、林”要素布局規(guī)律及水平格局特征Table 5 The layout rules and horizontal pattern characteristics of the terraced human settlements
迎龍村位于明月山和銅鑼山之間的低山丘陵區(qū)域,地形起伏平緩,坡度基本小于5°,適宜建設(shè)水庫塘堰等水利設(shè)施,坡度較緩的區(qū)域均布置梯田,形成連續(xù)有機(jī)的空間基底,形態(tài)多為交叉匯聚型。村民將民居選擇修建在靠近耕作生產(chǎn)農(nóng)田的相對坡度較陡的高處,居民點(diǎn)位置分散,以兩到三棟民居為主,涵養(yǎng)林形成連續(xù)有機(jī)的斑塊,形成舒適且便于生產(chǎn)的人居環(huán)境。通過田林居要素疊加,在低山丘陵區(qū)梯田和涵養(yǎng)林咬合相嵌形成基底,且林高田低,民居主要分散在林田之間,梯田人居水平網(wǎng)絡(luò)整體呈有機(jī)分散的特征。
三泉鎮(zhèn)位于南川金佛山西南麓,海拔相差近1 500 m,四面環(huán)山,整體坡度較陡,大多在5°~15°,人居環(huán)境的安全性成為首要考慮的建設(shè)選址因素,由于海拔的不同使得匯水面積在山麓、山腰及山頂呈現(xiàn)垂直差異,山麓需考慮如何避免水文沖刷帶來的威脅,而山頂和山腰則需要應(yīng)對缺水和取水難的問題,這些都影響梯田和聚落的安全選址布局:在山麓區(qū)域,由于匯水面積最大,易受山洪威脅,梯田建設(shè)選址需避開山溝等主要匯水區(qū),選取沿溪兩側(cè)坡度相對較緩以及山溝側(cè)面等區(qū)域集中布置梯田斑塊,梯田形態(tài)多為單向跌落,而村民將聚落集中修建,常位于山坡梯田和平壩水田之間坡度相對較緩的區(qū)域,保障生產(chǎn)生活便利;山腰區(qū)域的梯田主要分布于既保障蓄水又能滿足坡度適宜的分水線兩側(cè)外凸坡面區(qū)域,聚落也修建在坡度相對平緩的田間;山頂區(qū)域匯水面積較小,梯田人居多布置于山頂淺丘低洼的匯水區(qū)內(nèi),便于收集雨水保障耕作灌溉需求。三泉鎮(zhèn)不同海拔的梯田聚落的布局選址雖有不同,但整體呈以涵養(yǎng)林為基底,集中型聚落分布于梯田斑塊中相對平緩的區(qū)域,共同組成較大斑塊,梯田人居水平網(wǎng)絡(luò)整體呈大面集中的特征。
迎龍村及三泉鎮(zhèn)的梯田人居景觀圖式直觀反映為了滿足安全經(jīng)濟(jì)的生活生產(chǎn)需求,在低山丘陵區(qū)和中高山溝谷區(qū)2種不同自然條件下,梯田人居從其建設(shè)選址以及其水平格局和垂直結(jié)構(gòu)形成不同的在地特征,從而保障居住環(huán)境的安全性、土地利用的適宜性、農(nóng)田生產(chǎn)的便利性(表6)。
表6 梯田人居環(huán)境區(qū)域景觀水平網(wǎng)絡(luò)的在地特征Table 6 Local characteristics of regional landscape horizontal network
在低山丘陵區(qū)域,因整體坡度平緩,水環(huán)境相對安全,且適宜建設(shè)人工水利設(shè)施來輔助保障排蓄問題,如建設(shè)山坪塘、水庫、堰塘等水利設(shè)施。梯田作為生產(chǎn)載體,為保證產(chǎn)量需將梯田面積盡可能最大化:從建設(shè)選址看,梯田布局在坡度適宜的低處,形成連續(xù)有機(jī)的整體,便于耕作和收集雨水;從區(qū)域水平結(jié)構(gòu)看,形成以交叉匯聚梯田與涵養(yǎng)林咬合嵌套為基底,小組團(tuán)斑塊分散林間的“有機(jī)分散型”梯田人居水平格局;從景觀垂直結(jié)構(gòu)看,林高田低,民居分散于林間坡度相對較陡的區(qū)域,在保障涵養(yǎng)林在高處蓄水的同時,盡可能滿足緩坡區(qū)域的耕作面積,形成巧借高差的“田-林-居-林-田”的“田緩居陡”的垂直景觀結(jié)構(gòu),通過地勢高的山丘生態(tài)涵養(yǎng)林,接納、蓄積水分,旱季也能供應(yīng)地下水源,從而確保農(nóng)田作物穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)(圖5-a)。此外,“涵養(yǎng)林-梯田-塘堰”組成的巴渝地區(qū)特有的水資源調(diào)蓄系統(tǒng)還充分發(fā)揮其濕地功能保證生態(tài)效益。
圖5 “低山丘陵區(qū)”(a)和“中高山溝谷區(qū)”(b)梯田人居環(huán)境景觀垂直結(jié)構(gòu)在地特征Fig.5 Local characteristics of vertical structure of terraced human settlements landscape in "low mountain and hilly area"(a) and middle and high mountain valley area"(b)
在中高山溝谷區(qū)域,整體坡度相對較陡,梯田聚落布局相對集中,但由于中高山溝谷區(qū)相對高度差大,且坡度陡雨水匯集速度快,沖刷勢能隨著海拔的降低增大,因此,在山麓區(qū)域容易在雨季受到山洪威脅,而在山腰和山頂區(qū)域又因匯水面積小和建設(shè)水利設(shè)施難度大而容易面臨缺水問題。因此,中高山溝谷區(qū)的梯田人居在梯田建設(shè)選址方面形成垂直分異,但受坡度導(dǎo)致的建設(shè)難度影響,其區(qū)域水平結(jié)構(gòu)和景觀垂直結(jié)構(gòu)特征相似:從建設(shè)選址看,在山麓區(qū),梯田人居為保障水文安全,常選擇坡度較緩的匯水兩側(cè)安全區(qū)域或溪水兩側(cè)坡度較緩區(qū)域,而為了收集雨水,山腰常選擇坡度適宜的分水線兩側(cè)外凸坡面區(qū)域,山頂則選擇小丘低處匯水區(qū);從區(qū)域水平結(jié)構(gòu)看,中高山溝谷區(qū)的梯田人居呈現(xiàn)相似特征,涵養(yǎng)林成為基底,單向跌落梯田及集中型聚落組成大斑塊的“大面集中型”梯田人居水平格局;從景觀垂直結(jié)構(gòu)看,為保障生產(chǎn)和生活的安全及便利性,聚落多位于梯田間相對平緩的區(qū)域,形成“田陡居緩”的垂直結(jié)構(gòu)(圖5-b)。人居通過與梯田形成有機(jī)整體,并且形成涵養(yǎng)林和梯田雙重安全保障,呈現(xiàn)“林-田-居-田”垂直結(jié)構(gòu)特征。
本文立足巴渝傳統(tǒng)梯田水利技術(shù)農(nóng)學(xué)含義,梳理梯田選址區(qū)域范圍內(nèi)的在地景觀特征,進(jìn)而總結(jié)出響應(yīng)區(qū)域地理及水文特征的梯田水利技術(shù)、時空組合模式、梯田人居系統(tǒng)三方面的傳統(tǒng)營建智慧:
1)梯田水利技術(shù):在巴渝地區(qū)特有的坡地及春旱夏澇的自然條件下,形成常年蓄水、位于高處的囤水田,關(guān)秋水越冬以防春旱的冬水田以及夏季泄洪的沖沖田等在地性梯田水利技術(shù)。通過巧借坡地地勢,利用梯田層級分布高差勢能帶來的水文動力進(jìn)行灌溉補(bǔ)水,以及分臺緩沖削弱沖刷勢能,相比抽灌或修建人工排洪渠等水利措施成本低、生態(tài)效益高;
2)梯田水利技術(shù)的時空組合模式:在巴渝地區(qū)自然條件下除了梯田自身優(yōu)勢外,排蓄有秩、一田多用的梯田水利技術(shù)也是對不同季節(jié)安全人居環(huán)境的保障。冬水田、沖沖田等梯田技術(shù)的蓄排水資源管理系統(tǒng)是適應(yīng)環(huán)境的生態(tài)技術(shù),梯田水利技術(shù)通過組合布局,沖沖田在夏季排水,減小旱澇災(zāi)害,冬水田蓄秋耕余水越冬,保證來年土壤肥力及春耕用水,囤水田布局靈活,補(bǔ)水排水方便,據(jù)此在區(qū)域形成自然一體的水資源循環(huán)使用的系統(tǒng)。
3)梯田人居系統(tǒng):為了適應(yīng)不同的地形地貌環(huán)境下的區(qū)域水資源條件,人類對土地的利用形成區(qū)域差異,使得梯田人居系統(tǒng)在巴渝兩大典型地貌下呈現(xiàn)不同的選址布局和格局特征。低山丘陵區(qū)通過有利的地形,構(gòu)建“塘堰-湖庫-梯田”水資源管理系統(tǒng),具備旱澇有致的調(diào)節(jié)能力,形成梯田及居住組團(tuán)“有機(jī)分散”的水平格局,同時,為了更高效經(jīng)濟(jì)的生產(chǎn),形成“田緩居陡”的“田-林-居-林-田”垂直結(jié)構(gòu);而坡度較陡的高于中高山溝谷區(qū)域,建設(shè)條件困難,如何保障水資源及水生態(tài)安全成為梯田人居選址的重要因素,因此需盡可能在適宜的坡度集中建設(shè)安全便利的人居環(huán)境,梯田和聚落呈“大面集中”的水平格局。并且,為了讓生態(tài)涵養(yǎng)林和保障聚落安全,形成“田陡居緩”的“林-田-居-田-林”的垂直結(jié)構(gòu)。
總體上,巴渝地區(qū)在地性梯田水利技術(shù)及其組合利用,及其在不同區(qū)域特殊環(huán)境下形成的梯田人居景觀結(jié)構(gòu)特征都蘊(yùn)含著經(jīng)濟(jì)、安全、生態(tài)多方面?zhèn)鹘y(tǒng)營建智慧。
本文創(chuàng)新點(diǎn)可總結(jié)為3個方面:1)在研究方向上進(jìn)行突破,將冬水田、沖沖田等農(nóng)學(xué)領(lǐng)域單一技術(shù)的研究對象,與區(qū)域自然特征進(jìn)行結(jié)合,探索地域影響下的形成機(jī)制,以及地域性營建機(jī)制中蘊(yùn)藏的生態(tài)智慧;2)在研究方法上進(jìn)行融合,采取景觀圖式語言對土地利用規(guī)律進(jìn)行解讀和轉(zhuǎn)譯,基于農(nóng)學(xué)、水利學(xué)、土地資源管理學(xué)資料進(jìn)行學(xué)科交叉,以更為直觀的方式表達(dá)巴渝地區(qū)的傳統(tǒng)營建智慧;3)在研究結(jié)論上有所創(chuàng)新,基于時空維度對巴渝地理及水文自然條件下的梯田水利技術(shù)的組合利用模式進(jìn)行總結(jié),結(jié)合圖式語言對巴渝地區(qū)低山丘陵和中高山溝谷區(qū)梯田人居的在地特征進(jìn)行提煉,總結(jié)出巴渝地區(qū)典型自然條件下的在地營建智慧,對現(xiàn)有農(nóng)業(yè)梯田的保護(hù)及城市低影響開發(fā)有重要的借鑒意義。
本研究一方面可對城郊農(nóng)業(yè)梯田的恢復(fù)和保護(hù)形成指導(dǎo):由于對梯田的生態(tài)效益及其水利技術(shù)所蘊(yùn)含的生態(tài)價值理解不充分,巴渝地區(qū)越來越多的城郊梯田被占據(jù)開發(fā)或棄耕林草化,大量梯田的消失使得動植物生境弱化、鳥類棲息地嚴(yán)重減少,而本研究區(qū)域的梯田技術(shù)及組合模式可以更加經(jīng)濟(jì)安全有效地保護(hù)和恢復(fù)農(nóng)業(yè)梯田,達(dá)到保障農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和提升城市生態(tài)效益的目的。另一方面可為山地城市濕地公園建設(shè)、城市水資源管理建設(shè)方面提供低影響開發(fā)技術(shù)指導(dǎo):在山地濕地建設(shè)方面,因缺乏對低影響技術(shù)的認(rèn)識,在山地城市公園中隨處可見大量的人工硬化的排蓄方式,導(dǎo)致建設(shè)成本高生態(tài)效益差,而本研究的梯田水利技術(shù)及選址布局可在城鄉(xiāng)綠色發(fā)展設(shè)計中,如山地濕地公園建設(shè)、山地水資源調(diào)蓄系統(tǒng)建設(shè)、山地城市河道景觀設(shè)計等,提供適時適地的設(shè)計手段,以應(yīng)對巴渝山地城鄉(xiāng)建設(shè)中的諸多問題,進(jìn)而以低成本、低影響的手段提高水資源的綜合利用,優(yōu)化城市生態(tài)環(huán)境。
然而伴隨快速城鎮(zhèn)化進(jìn)程推進(jìn),當(dāng)前巴渝傳統(tǒng)聚落存在生態(tài)系統(tǒng)退化、存量資產(chǎn)待盤活、產(chǎn)業(yè)模式待升級等現(xiàn)實(shí)困境,如何系統(tǒng)性地總結(jié)巴渝地區(qū)土地利用方式、農(nóng)業(yè)耕作技術(shù)、土壤改良與聚落協(xié)同共生的生態(tài)智慧,探索巴渝傳統(tǒng)聚落人居環(huán)境的社會生態(tài)韌性機(jī)制,總結(jié)多元的聚落鄉(xiāng)土技術(shù)集成是未來研究突破的重要方向。