土地整治过程中农田防护林生态景观设计-农业工程学报

  本文关键词：土地整治过程中农田防护林的生态景观设计，由笔耕文化传播整理发布。

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第 28 卷 2012 年

第 18 期 9月

农 业 工 程 学 报 Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering

Vol.28 No.18 Sep. 2012

土地整治过程中农田

防护林的生态景观设计
刘文平 1，宇振荣 1※，郧文聚 2，肖 禾 1，张 茜 1
（1. 中国农业大学资源与环境学院生态学与工程系，北京 100193； 2. 国土资源部土地整治中心，北京 100035） 摘 要：如何快速有效地提高农田防护林的生态景观效益是土地整治绿色基础建设中亟待探讨的命题。该文在野 外实地调查的基础上，定量计算了现有防护林带的疏透度、有效防护距离和占地面积，并基于农田防护林生态化 建设标准，分析了现有林带乔灌木结构配置、林带间距以及林带宽度的合理性，且对不合理的林带结构进行了生 态化设计。同时，定性分析了项目区现有防护林带的优势景观空间、景观节点、重要景观轴线和功能区的景观建 设需求。最后，结合生态化和景观化两个过程进行了防护林带空间结构和植物景观配置的综合设计。结果表明， 综合了生态化和景观化的土地整治农田防护林设计，提高了项目区林带生态和景观结构的合理性。该研究为实现 快速化农田防护林生态景观设计提供方法。 关键词：土地利用，整治，规划，农田防护林，生态设计，景观设计 doi：10.3969/j.issn.1002-6819.2012.18.033 中图分类号：F303.24 文献标志码：A 文章编号：1002-6819(2012)-18-0233-08 刘文平，宇振荣，郧文聚，等. 土地整治过程中农田防护林的生态景观设计[J]. 农业工程学报，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)

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引

言?

农田防护林是为调整与改善农田生态系统结 构与功能而在农田景观中建立的具有多功能的人 工森林生态系统[1-3]， 能够降低风速、 减小土壤风蚀、 提高土壤肥力、 平缓温湿变化[4-5]以及增加农田生物 多样性[6-8]， 实现农田生态系统的可持续发展。 目前， 国内外对农田防护林的研究多集中在对林带结构 特征[9-10]及其与环境因子之间的相互关系[11-12]，表 现在对林网中林带树种的选择、走向、带间距以及 林带疏透度等小尺度指标的研究[13-14]，研究方向已 从农田经济效益[15]转变到其生态效益上，如对生物 多样性的保护[16-17]，但对当前需求逐渐增加的景观 效益的研究则很少。规划设计方面多偏重于林带树 种选择与搭配上[16,18-20]，而对防护林具体的场地空 间背景和景观结构的分析设计研究则相对较少，对
收稿日期：2012-03-05 修订日期：2012-07-26

基金项目：国家科技支撑计划课题 《村镇景观建设关键技术研究 （2012BAJ24B05） 》 ；新一轮土地整治规划专题研究。 作者简介：刘文平（1987－） ，男，山西大同人，博士生，研究方向为 景观生态服务功能及其规划设计。 北京 中国农业大学资源与环境学院 生态科学与工程系，100193。Email：cauwpliu@yahoo.cn ※通信作者：宇振荣（1961－） ，男，河北张家口人，教授，博士生导 师，从事景观生态学、土地/景观规划、3S 信息技术应用、生物多样性 研究。 北京 中国农业大学资源与环境学院生态科学与工程系， 100193。 Email：yuzhr@cau.edu.cn

农田防护林建设的指导意义不甚明显。 当前，中国农田防护林的规划设计多从防护功 能角度进行，如防治水土流失和风沙等[21]，但由于 这些方法所需数据在实际土地整治过程中不易获 取，且方法本身操作难度较大，导致大多防护林体 系配置不当、模式单一、功能不健全等问题[22]。因 而，如何利用简单易于操作的方法进行农田防护林 设计成为当前土地整治设计的一项重要内容。而怎 样确定防护林的合理空间布局、最优植被结构以及 最佳景观特色是当前农田防护林设计生产实践中 面临的主要问题。本研究从生态化和景观化两个过 程角度出发，基于防护林疏透度、有效防护距离以 及占地面积的计算，结合项目区各景观优势空间、 景观节点、景观轴线以及景观功能区的景观需求， 对项目区防护林逐一设计，以期形成土地整治过程 中一套快速有效的农田防护林生态景观建设方法。 该方法快速地度量了当前农田防护林规划设计配 置的合理性，通过合理设计有效提升了防护林的生 态和景观效益，对维持农田防护林生态景观结构和 功能的持续发展具有重要意义。

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研究区概况及数据获取

1.1 研究区概况 规划示范区位于北京市顺义县赵全营镇和北 石槽镇 2 个乡镇，N40° 13'28''，E116° 29'30''，包括

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西赵各庄、 下西市、 西范各庄和燕华营共 4 个村 （图 1），紧邻京承高速公路，位于首都机场起降航线 之下，农田总面积 712.7 hm2。目前，该示范区农田 防护林还没有形成林网化，仅有 4 条主林带和 3 条 副林带，林带面积和数量不足（仅占农田总面积的 1.78%），残缺现象严重。此外，当前防护林全部

为人工林，树种单一（仅杨树和千头椿 2 种），群 落结构简单（全部只有乔木层），部分林带病虫害 严重，出现枯死，严重影响了其防护效益的发挥。 而项目区景观方面，由于现有林带植被配置简单， 林网稀疏，造成了当前农田防护林几乎无景观效益 可言。

Fig.1

图 1 项目区现状及位置图 Status and location of study area

1.2 数据获取及处理 1）利用 SPOT-5 遥感影像图（2011 年 7 月 25 日，2.5 m 分辨率），基于 ArcGIS9.3 对现有土地利 用现状矢量图（2008 年）进行修正，初步获取项目 区土地利用现状图。 2）通过野外调查（2011 年 12 月），对室内研 究获得的土地利用现状图进行修正，并对示范区农 田防护林的（乔灌木）配置方式、林带行数、株行 距、树种、树高、胸径、冠幅以及枝下高，进行逐

条林带全面详细地数据记录（均取 100 m 林带长度 内的平均值）、照片拍摄，同时调查记录项目区所 有的道路宽度及其防护林附属信息。最后，获得项 目区所有与防护林相关的数据信息。

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设计方法

通过调整现有林带植物空间结构配置及景观 美学视觉效果，形成具有良好生态景观效益的农田 防护林， 可从生态化和景观化 2 个角度进行 （图 2） 。

Fig.2

图 2 农田防护林生态景观设计方法框架 Framework for ecological and landscape design method of farmland shelterbelt

2.1 生态化过程 1）通过林带树种冠幅、树高、胸径等各属性 确定当前防护林疏透度，依据防护林疏透度最佳及

合理范围，由此判断当前林带乔灌木配置结构的合 理性，确定合理的林带乔灌木配置方式。 以灌木冠幅为直径求得的圆面积表示单株灌

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木纵断面面积，则需增加下层灌木的棵数及冠幅可 通过以下公式确定 f ?A ? n ? π ( )2 （1） 2 式中，ΔA 为 100 m 林带长度范围内林带下层（树 干层）当前面积与最佳疏透度（0.25）时的面积之 差，m2；n 为 100 m 林带长度内需要增加的灌木棵 数，棵；f 为要增加灌木的冠幅，m。 2）依据已有研究获得的防护林疏透度与有效防护 距离的关系， 结合当前防护林疏透度确定当前林带有效 防护距离，同时根据现有防护林带间距， 判断各林带空 间间距分布的合理性，确定需要新建或减少的林带。 目前，疏透度的许多定量化方法大都难以在实 践中简便操作，如透明膜片差算照片法、方格景框 法[13, 23-24]；有些又比较粗糙，如目测法。姜凤岐等 [25] 以林带行数、株距以及林木胸径、枝下高等易测 因子和疏透度变化规律为依据建立了林带疏透度 的机理模型，据此可确定林带任何一时间的疏透度 [2] 。为估算现有防护林带的最大合理程度，这里以 有叶期树干部分、 有叶期全林带、 无叶期树冠部分、 无叶期全林带为标准进行计算，计算公式[25]如下 β有叶期树干部分=0.99437-0.30821LogG-0.00913 （2） β有叶期全林带=0.27430-0.40418LogG+0.93034h（3） β无叶期树冠部分=0.27980+ 0.28948/G （4） β无叶期全林带=0.56253-0.41959LogG+0.47902h（5） 式中， β为不同时期防护林不同部分的疏透度， G为 100 m 林带段所有林木胸高断面积总和， L 为林带行 数，h 为林带相对枝下高（即枝下高与树高之比）
Table 1
防护林带 主1 主2 主3 主4 副1 副2 副3 树种 杨树 悬铃木 千头椿 杨树 国槐 杨树 千头椿 行数 3 2 2 2 1 2 2 现有乔木 株距/m 2.5 9 3.5 2.6 3.5 6 5

3）根据当前防护林宽度和长度，确定当前防 护林占农田面积百分比，同时结合防护林占地面积 标准，计算出其标准宽度范围并判别当前林带宽度 合理性，确定合理宽度。 4）综合分析以上三方面生态化的结果，得出 最终的农田防护林空间结构配置设计，包括林带间 距、宽度、乔灌木配置方式。 2.2 景观化过程 1）通过识别项目区醒目及具有吸引力的景观、 具有历史文化价值的景观、视线节点景观等特殊场 所景观，确定优势景观空间和重要景观节点，并由 此确定重要的景观轴线 2）依据景观优势空间、景观节点及景观轴线， 对项目区进行景观功能区划，并进行景观功能定 位，分析各功能区景观需求。 2.3 综合化设计 根据各防护林带的生态结构需求同时结合各 功能区及景观轴线的景观需求，进行防护林带最终 植物选择，确定林带景观植物的配置方式。

3

结果与分析

3.1 生态化过程 3.1.1 防护林疏透度 疏透度是评价防护林林带结构合理性的重要特 征参数，一般用林带纵断面的透光面积与纵断面总 面积之比计算。参考文献[25]的方法是目前测算防 护林疏透度最普遍的方法，本文即是采用该模型进 行防护林带疏透度的测算（表 1）。

表 1 当前防护林带疏透度及建设方案 Current porosity of farmland shelterbelt and construction plan
有叶期树 干部分 0.72 0.90 0.91 0.70 0.87 0.81 0.84 有叶期全林带 无叶期树冠部分 无叶期全林带 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 乔木株距/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

目前国内外对林带疏透度的研究一般认为理想结 构林带的最佳疏透度为 0.25[10]，此时，林带有效防风 距离和防风效能达到最大[10,25-26]。 由表 1 可看出， 主 1、 主 4 有叶期全林带疏透度分别为 0.24 和 0.28，无叶期 全林带疏透度都为 0.32，均在理想疏透度范围内（最 佳疏透度 10 个百分点范围内），因而这两条林带土地 整治建设均不需要增加上层乔木和下层灌木。 主 2、 主 3、 副 1、 副 2、 副 3 有叶期全林带疏透度均在 0.4 以上， 无叶期全林带疏透度均在 0.5 以上， 超出了理想疏透度

范围， 因而需要增加相关植物来减小林带疏透度差距。 而这 5 条林带的树干疏透度及无叶期树冠疏透度均比 0.25 大 10 个以上百分点， 因而需要同时增加上层乔木 和下层灌木来形成最佳疏透度。以主 2 林带为例，当 在现有乔木间距中间增加 2 棵同种乔木（即乔木间距 由 9 m 缩小为 3 m）时，无叶期树冠部分疏透度缩小 为 0.33，回到理想疏透度合理范围内，可基本满足树 冠层疏透度要求； 此时， 其全林带疏透度 （有叶期 0.45， 无叶期 0.50）仍与最佳疏透度差距较大，可见还需要

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增加灌木层来减小疏透度差距。这时（现有乔木中间 增加 2 棵同种乔木）林带下层（树干层）与最佳疏透 度（0.25）时的面积之差为 101 m2（100 m 林带长度范 围内），可见需要增加 101 m2 的下层灌木纵断面面积 才能达到最佳疏透度要求。 由式（1）获得主林带 2 需增加的灌木冠幅与棵 数之间的关系图（图 3）。同时，主林带 2 增加的灌 木冠幅要小于其乔木枝下高（2 m），灌木间距应符 合防护林带灌木最佳间距（1.0～2.5 m）[5]等要求，则 主林带 2 灌木冠幅及种植间距的选择为以上各要求的 交集 （图 3 中 a～b 段） 。 利用同样的方法可获得主 3、 副 1、副 2、副 3 的乔灌木增加方案（表 1）。

注：a 为灌木选择范围的最小值，b 为灌木选择范围的最大值。

Fig.3

图 3 主林带 2 需要增加的灌木冠幅与株距要求 Construction requirements of crown and row spacing of shrub for main forest belt 2 Table 2

3.1.2 有效防护距离 根据疏透度与有效防护距离的关系 [26]，估算 当前防护林带最大有效防护距离（表 2）（比较 有叶期和无叶期的有效防护距离，取最大值）。 TD/T1012-2000 土地开发整理项目规划设计规范 规定 [27]，在一般风害的壤土或砂壤土耕地，以及 风害 不大的灌 溉区或水网区 ，主林带 间距宜为 200～ 250 m，副林带间距宜为 400～ 500 m。由表 2 可看出，当前防护林的主副林带有效防护距离 均较短（均未超过 200 m），且都小于林带当前 间距。主 2 林带由于疏透度太大而无防护作用。 对于有效防护距离较短的林带，可通过改变其疏 透度（林带乔灌结构）来提高其有效防护距离， 如主 2、主 3、主 4 以及副 1、副 2 和副 3。为避 免林带占用现有耕地，对于当前农田斑块两对边 间距大于标准林带间距且不超过 2 倍标准林带间 距的，在缺少林带的一侧田间路边上补栽一条防 护林带，如斑块 5～ 11 的主林带建设，斑块 2、 斑块 5～ 8、斑块 12、 13 的副林带建设；对于当 前农田斑块两对边大于标准林带 2 倍及以上间距 的，除在田间路边上补栽林带外，还可适当在田 块间补栽防护林带， 如斑块 12、 13 的主林带建设。 各林带具体建设情况见表 2。

表 2 当前防护林带有效防护距离及建设方案 Current effective protective distance of farmland shelterbelt and construction plan
当前主林带斑块距离/m 530 530 300 300 395 395 361 376 259 430 309 951 679 当前主林带防护距 当前副林带防护 主林带建设 当前副林带斑块距离/m 离/m 距离/m 135 347 55 新建 1 条 135 173 0 新建 1 条 0 310 60 结构补充 0 78 78 0 0 0 0 90 105 0 结构补充 新建 1 条 新建 1 条 新建 1 条 新建 1 条 结构补充 新建 1 条 结构补充 新建 3 条 新建 2 条 173 254 251 361 376 376 430 309 339 385 60 0 0 0 0 48 48 48 0 0 副林带建设 结构补充 新建 1 条 结构补充 结构补充 新建 1 条 新建 1 条 新建 1 条 新建 1 条 补充 补充 补充 新建 1 条 新建 1 条

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

防护林带 主 1-无-主 2-副 2 主 1-无-主 2-无 主 2-副 3-主 3-无 主 2-无-主 3-副 3 主 3-无-无-无 主 3-无-无-无 无-无-无-无 无-无-无-无 无-无-无-副 1 无-无-无-副 1 无-副 1-主 4-无 主 1-无-无-无 无-无-无-无

3.1.3 占地面积百分比 依据当前防护林带的宽度及长度，计算出当前 防护林占农田面积百分比（表 3）。由表 3 可看出， 除斑块 1～4 主林带占地满足标准范围 [28]（3%～ 5%） 外， 其余斑块主林带占地面积都没有达到标准； 除斑块 3、4、10、11 副林带占地满足标准范围[28] （1%～2%）外，其余斑块副林带占地面积都没有达 到标准。

由疏透度计算知，主 1 不需要增加乔灌木，因 而其宽度保持不变，占地面积保持不变。对斑块 1 而言，主 1 不变，则可根据主林带占地面积标准 （3%～5%），确定主 2 林带宽度范围为-2.6～5 m。 目前主 2 宽 4 m，在标准范围内，其宽度可保持不 变。副 2 占农田斑块 1 面积的 0.94%，与最佳标准 相接近，其宽度也可保持不变，此时根据副林带占 地面积标准，确定新增副林带宽度范围为 0.3 ～

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4.5 m。新建林带具体宽度选择，还需与景观化过程 的景观需求植物选择相结合。其余各斑块林带分析 方法同斑块 1，最后得出各斑块新建或修建林带的 宽度范围（表 3）。为使农田防护林尽量少占或不 占耕地，对于满足占地面积标准要求的林带，其宽 度保持不变；对于需要新建或修建的林带，其宽度 取合适宽度范围内的最低值。
表 3 当前防护林占农田面积百分比及建设方案 Table 3 Current cover shelterbelt area of farmland area percentage and construction plan
斑块 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 防护林带 主 1-无-主 2-副 2 主 1-无-主 2-无 主 2-副 3-主 3-无 主 2-无-主 3-副 3 主 3-无-无-无 主 3-无-无-无 无-无-无-无 无-无-无-无 无-无-无-副 1 无-无-无-副 1 无-副 1-主 8-无 主 1-无-无-无 无-无-无-无 主林带占 新建主林宽 副林带占 新建副林带 度/m 宽/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 生态化综合设计 综合林带疏透度、有效防护距离及占地面积百 分比对林带乔灌木结构、空间分布及林带宽度的要 求，，综合得出项目区土地整治防护林林带空间结构 建设方案（图 4，表 4）。

Fig.4

图 4 农田防护林生态化设计 Ecological design of farmland shelterbelt

Table 4
防护林带 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 乔木 杨树 悬铃木 千头椿 杨树 臭椿 旱柳 榆树 银白杨 国槐 栾树 臭椿 侧柏 油松 银白杨 国槐 杨树 千头椿 6 2 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 2 2 3

表 4 农田防护林土地整治生态景观设计方案 Ecological and landscape design plan of farmland shelterbelt in land consolidation
灌木 -毛叶丁香 榆叶梅 -小花溲疏 黄刺玫 锦带花 华北绣线菊 太平花 大叶黄杨 华北绣线菊 红瑞木 迎春 华北绣线菊 连翘 榆叶梅 -灌木冠幅/m 灌木株距/m 灌木色彩 现有宽度/m 设计宽度/m 设计行数 -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 --淡紫红色 粉红色 -白色 金黄色 淡粉红色 白色，略带 粉红 乳白色 绿色 白色，略带 粉红 红色 明黄色 白色，略带 粉红色 金黄色 粉红色 -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 景观特色 春夏水岸绿化景 观 春夏淡紫色景观 高视觉吸引力的 视线廊道 简洁的绿色景观 春夏白色淡雅景 观 春夏黄色亮丽景 观 高视觉吸引力的 视线廊道 春夏白色淡雅景 观 春夏白色淡雅景 观 春夏秋绿色基调 景观背景 夏秋白绿相间淡 雅景观背景 四季绿色基调， 冬 季红色点缀 四季绿色基调， 早 春红色点缀 夏秋白绿相间淡 雅景观背景 醒目的入口及迎 宾景观廊道 春夏粉红色景观 原乡土景观 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

乔木冠幅/m 乔木株距/m

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2012 年 续表

防护林带 新建副 4 新建副 5 新建副 6 新建副 7 新建副 8 新建副 9

乔木 臭椿 千头椿 白蜡 栾树 臭椿 旱柳

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

灌木 毛叶丁香 锦鸡儿 太平花 大叶黄杨 紫叶李 毛叶丁香

灌木冠幅/m 灌木株距/m 灌木色彩 现有宽度/m 设计宽度/m 设计行数 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 深黄色 乳白色 绿色 紫红色 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

景观特色 春夏素雅紫色基 调景观 春夏黄色暖色调 景观 春夏白色淡雅景 观 春夏秋绿色基调 春夏秋紫色景观 春夏淡紫色调背 景景观

3.2 景观化过程 1）景观优势空间及重要节点和轴线分析 项目区北侧主林带 1 依托紧邻京密引水渠的空间 位置优势，成为项目区重要的休闲绿带景观，景观建 设时需要考虑与京密引水渠水系景观以及现有杨树 落叶林相协调的植物建设。 副林带 1 南侧连接京承高 速出入口，大量进出项目区的车辆都要路经此路，是 项目区的主要景观视线廊道和第一形象工程， 设计时 应选用高纯度、高明度色彩的醒目植物，形成高标志 性景观。 植物种植应采用规则式对景种植， 突出序列、 强调秩序，起到引导作用，形成整齐、大方的景观廊 道，同时选用暖色系植物充分展现热烈迎宾的气氛。 主林带 3 与副林带 1 交接的节点为项目区西侧居 民点的主要出入口， 是居民从村庄内部进入项目区的 主要视线节点， 因而主林带 3 即成为居民从村庄内部 进入项目区的主要景观廊道。 设计时植物应选择具有 暖色系色彩的植物，使其具有很好的景观吸引力。新 建主林带 7 同副林带 1 交接的节点是西侧居民点进入 项目区的另一个出入口， 因而新建主林带 7 也成为另 一条主要景观廊道。以上 3 条防护林带（主林带 3、 主林带 4、副林带 1）即是项目区的 3 条主要景观轴 线，形成了全区的景观骨架（图 5）。
2）景观功能区划及景观植物选择

结合的主要景观。该区景观空间狭小，且苗圃植物多 为统一的松柏类常绿植物，导致该区景观多样性差、 景观意境气氛略显沉闷。为了活跃整个景观空间，应 选用色彩鲜明的植物，通过乔灌木之间的空隙，对道 路空间进行有序、生动而虚实结合的分割，形成不同 韵律的景观。南部功能区（Q4）景观基本上是连续成 片的农田景观。该区是项目区的主要出入口区域，具 有形成景观标志的重要作用。 因而植物配置应采用明 色调、粗线条的植物，体现宽广、大气简约的农田景 观，又不失其标志身份。

基于以上 3 条主要景观轴线，将项目区划分为 4 片不同的景观功能区（图 5）。西侧功能区（Q1）是 果园与大田结合的主要景观。 为衬托果园良好的花果 观赏景观，该区防护林带应作为景观背景进行建设。 为解决项目区冬季景色萧条的状况， 应适当选用当地 常绿植物作为主要防护树种。东北部功能区（Q2）是 设施大棚与大田结合的主要景观。 由于位于大田一侧 的设施园区大棚多为陈旧大棚， 且大棚周围各色建筑 物凌乱而不协调，为统一规范这些杂乱的景观，防护 林带乔灌木应选择色系相近的植物， 使其将整个景观 赋予较为一致的色彩基调，形成较好的视觉效果。同 时，为了能够有效遮挡大棚一侧的不良景观，防护林 带灌木植物应选择成年期高度高于人平均视线高度 （1.5 m）的植物。东中部功能区（Q3）是苗圃与大田

Fig.5

图 5 农田防护林景观功能区划 Landscape function division of farmland shelterbelt

3.3 生态景观综合化设计 依据以上分析，根据各防护林带的生态结构需 求同时结合各功能区及景观轴线的景观需求，进行 防护林带最终植物选择，确定林带景观植物的配置 方式，形成各具特色的防护林带景观（表 4）。

4

讨

论

1） 本研究在现有防护林的基础上， 进行了逐条林

第 18 期

刘文平等：土地整治过程中农田防护林的生态景观设计 [2]

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带的空间结构设计，但由于项目区场地条件及项目建 设目的限制，并没有从防护林带走向以及整体林带网 络上进行考虑。该研究方法整体思路是严密的，但在 一些具体的计算方法上，为了实现简便快速应用，所 采用的均是一些较为简单的、可基本满足实践需求的 方法，在科学研究上还需要加强其计算的严密性。如 研究选择的林带疏透度的计算是基于姜凤岐提出的模 型进行的，模型所需要的数据都是一些易测数据，简 便、快速、适用性广。但该模型是基于杨树防护林推 导出的计算模型， 该文将其应用于其他树种的防护林， 可能会有偏差。另外，根据疏透度估算的防护林带有 效防护距离是基于一般结论进行的，由于各地区实地 情况不同，计算结果也应有所差别。由于防护林带有 效防护距离精确计算所需要的数据实践获取难度较 大，故该文采用一般结论进行估算，也会有些许偏差。 根据实地观测经验，该偏差在合理范围内，仍可真实 反映出当前防护林的疏透度和有效防护距离状况。 2）本研究所涉及的景观化过程仅仅是从场地 的景观需求角度进行的定性分析，并没有进行定量 研究。目前，景观定量化设计是当前整个景观生态 研究的难点和热点，如何利用定量化的景观设计方 法进行农田防护林设计也是未来农田防护林生态 景观化设计的方向。 3）农田防护林的生态景观效益不仅与林带本身 属性有关， 还与林带所防护的农田作物的耐风性及景 观特性有关。 如何结合农田作物进行防护林带的生态 景观设计也是需要值得探讨的问题。此外，本研究方 法是基于项目区防护林的当前状态提出的一个简单 建设思路， 没有详细考虑若干年后林带成长后的具体 防护效果。如何针对防护林带成长、成熟、衰老等不 同阶段进行情景设计的方法还有待深入研究。

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5

结

论

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本研究通过测算疏透度判断出各防护林带乔灌木 配置结构合理性和有效防护距离， 同时结合防护林带占 地面积标准确定出了各林带的合理宽度、 间距和乔灌木 配置方式。通过分析项目区优势景观空间、景观节点、 重要景观轴线和功能区， 识别出了各林带的景观建设需 求，并从树种季相、色彩和高度三方面考虑景观植物设 计。该研究结果表明， 生态化和景观化相结合的方法能 够快速诊断出农田防护林生态景观问题和建设需求， 有 效提高当前防护林生态景观效益。同时，为其他地区土 地整治农田防护林生态景观设计提供参考。
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Ecological and landscape design of farmland shelterbelt in land consolidation
Liu Wenping1, Yu Zhenrong1 , Yun Wenju2, Xiao He1, Zhang Qian1
※

(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



  本文关键词：土地整治过程中农田防护林的生态景观设计，由笔耕文化传播整理发布。