土地可持續利用的景觀生態學應用與探討

楊忠華 劉 方

摘要:土地資源的持續利用是社會經濟發展的立足之本,是可持續發展戰略的核心內容之一,對整個社會經濟的發展意義重大。景觀生態學起源于土地研究,其研究對象是土地鑲嵌體,因此文章以土地資源的可持續利用規劃為出發點,從景觀生態學的角度分析和探討其利用效應。

關鍵詞:土地資源;可持續利用;景觀生態學;應用

一、土地資源可持續利用的理論基礎

(一)土地資源可持續利用思想的提出

土地可持續利用的思想,是1990年在新德里由印度農業研究會、美國農業部和美國Rodale研究所共同組織的首次國際土地持續利用系統研討會上正式提出的。

(二)土地資源可持續利用的內涵

對于土地資源可持續利用的定義,不同學者因對“可持續性”的理解和對土地資源利用的分析角度不同,存在多種表述方式。從經濟學看,根據《我們共同的未來》報告中對可持續發展的定義:“盡可能減少對人類生存所依賴的土地資源破壞與退化,維持一個不變或增加的資本貯量,旨在人類生活質量的長期改善,即在追求經濟發展效益最大化的同時,維持和改善土地資源的生產條件和環境基礎”;從人地關系角度出發,土地資源可持續利用是人地關系的協調和共榮,即土地資源的生產能力和景觀環境,要滿足人類不斷發展的生存活動、生產活動和社會活動的需要;從土地資源供求關系看,土地資源可持續利用是達到土地供求的持續平衡,即是通過把土地資源無彈性的自然供給量,轉化為有彈性的經濟供給量,來持續滿足人們日益增長的土地資源需求。

從1993年內羅必擬定的《持續土地管理評價大綱》中對土地資源可持續利用的定義為“把保持和提高土地生產力(生產性)、降低土地生產風險(安全性)、保護土地資源潛力和防止土壤與水質退化(保持性)、經濟上可行(可行性)和社會可以接受(接受性)相結合”,這5個條件必須同時滿足,否則認為是土地資源的非持續利用;從土地資源利用目的看,土地資源可持續利用就是實現土地生產力持續增長和保持其穩定性,保護土地資源生產潛力和防止土地退化,并具有良好的經濟效益和社會效益,即達到生態合理性、經濟有效性和社會可接受性。

不論從哪個角度來闡述土地資源的可持續利用,其核心都是保證土地資源持續滿足人類社會發展的需求。因此,不妨把土地資源可持續利用定義為 “能夠持續滿足社會不斷發展的土地生產力和景觀環境需要的土地利用”。

二、景觀生態學概念與理論

(一)景觀生態學內涵

景觀生態學的概念是德國地植物學家Troll于1939年在利用航片研究東非的土地利用時首次提出。1982年10月,在捷克正式成立了“國際景觀生態協會”(International Association for Landscape Ecology,IALE),標志著景觀生態學進入了一個新的歷史發展時期。另外,20世紀80年代以來的遙感與GIS技術的出現極大地推動了景觀生態學的研究與應用。景觀生態學是研究在一個相當大的區域內,由許多不同生態系統所組成的整體(即景觀)的空間結構、相互作用、協調功能、及動態變化的一門生態學新分支。景觀生態學以整個景觀為研究對象,強調空間異質性的維持與發展,生態系統之間的相互作用,大區域生物種群的保護與管理,環境資源的經營管理,以及人類對景觀及其組分的影響。

我國學者肖篤寧(1999)將景觀生態學的核心概念總結為:景觀系統整體性和景觀要素異質性;景觀研究的尺度性;景觀結構的鑲嵌性;生態流的空間聚集與擴散;景觀的自然性與文化性;景觀演化的不可逆性與人類主導性及景觀價值的多重性。

(二)景觀生態學基本理論

1、景觀和區域。生態學中,景觀是由相互作用的斑塊或生態系統組成的,以相似的形式重復出現的,具高度空間異質性的區域。

2、景觀結構與功能理論。景觀結構與其生態過程的相互關系是景觀生態學理論研究的核心部分。景觀層次上的過程,包括自然和人文兩個方面,它們對景觀空間結構的形成起重要作用,而景觀結構對過程也有基本的控制作用。因此,“格局反衍過程,過程反衍機理,機理揭示規律”,一定的景觀結構才能實現一定的景觀功能。景觀生態學認為,在景觀尺度上,每一個獨立的生態系統(或景觀單元)均可看作是一個寬廣的斑塊(patch)、狹窄的廊道(corridor)或背景基質(matrix),能量、物種及營養成分等在景觀元素間的流動形成景觀功能,景觀功能的發揮主要涉及廊道、基質和斑塊的功能特征。

三、我國景觀生態學的應用研究領域

我國景觀生態學應用研究領域主要體現在以下方面:

景觀生態規劃與設計:景觀生態規劃與設計是在風景園林學、地理學和生態學等學科基礎上孕育和發展起來的,并深深扎根于景觀生態學。景觀生態規劃與設計主要應用在城市景觀生態規劃、農村景觀生態規劃、旅游風景區的景觀生態規劃和自然保護區的景觀生態規劃。

景觀生態學與生物多樣性保護:景觀生態學強調無機環境為基礎,以生物為中心,以人類為主導,正確處理天、地、人、文的相互關系,合理調控現有景觀生態系統和規劃設計與建造的景觀生態系統。傅伯杰、陳利頂、馬克明、周華榮等(1995,1996,1998,1999,2000)對運用景觀生態學原理對生物多樣性保護作了深入研究,并進行了自然保護區的規劃和設計。

景觀生態學與土地利用規劃:邱揚等利用景觀生態學的理論為土地持續利用評價提供了一條新的途徑,對土地持續利用評價概念、原則、理論基礎、指標選擇、評價方法給予了一定的研究。

四、土地利用中的景觀生態學應用

(一)土地利用的可持續目標

資源永續利用的思想在20世紀70年代被提出,當時更多關注土地資源的保護,而對其實現的可行性考慮不多。隨著可持續發展概念的明確,土地可持續利用的目標也得以明晰。生產性、安全性、保護性、可行性和可接受性是土地可持續利用的基本目標,而這些目標也構成了評價土地利用持續性的基本標準。在我國,土地資源可持續利用首要的任務是實現耕地資源的保有數量,提高耕地生產性能和生態功能。

(二)景觀生態學與土地利用規劃

應用景觀生態學的原理與方法研究土地可持續利用,在我國尚不多見,僅有部分學者作了初步研究。景觀生態學的理論為土地持續利用評價提供了一條新的途徑,對土地持續利用評價概念、原則、理論基礎、指標選擇、評價方法與過程都有重要影響。根據景觀生態學理論,土地持續利用規劃主要表現在以下方面:

1、綜合整體性,不僅包括環境、經濟與社會等多因素評價,還指土地利用方式、土地利用系統與景觀或區域等多等級評價。

2、尺度性,包括土地利用的時間尺度、空間尺度和重點尺度。

3、空間格局與土地生態過程,二者的關系分析是土地持續利用的基礎。

4、干擾與人類影響,干擾是景觀或區域的必然因子,有助于發展土地利用系統與景觀的適應性機制,人類土地利用的歷史經驗和教訓,對土地的持續利用有借鑒作用。

5、多重價值與多目標,景觀生態學強調土地持續利用的目標是多重的,因而追求多目標之間的優化,而不是單目標的最大化。

(三)土地利用的景觀生態探討

景觀生態學的發展從一開始就與土地規劃、管理和恢復等實際問題聯系密切,它注重土地利用如何影響物質流和能量流,注重結構和過程的相互關系分析,使其在空間土地利用規劃中得到廣泛應用。景觀生態學屬于宏觀尺度生態空間研究范疇,其理論核心集中表現為空間異質性和生態整體性。土地作為地表自然綜合體,是一種特色鮮明的系統整體,具有突出的空間異質性,而生態整體性正是實現土地持續開發利用的有效途徑之一。因此,土地可持續利用的研究內容涉及到景觀生態學的理論核心。

景觀生態學同時研究生態景觀與視覺景觀兩個方面,注重協調形態與內容、結構與功能的統一,以人類對于景觀的感知作為評價的出發點,追求景觀多重價值(經濟、生態、社會與美學)的實現。因此,土地利用以持續性作為其功能目標,應該追求生態、經濟、社會以及美學等多重價值的優化,充分發揮了土地自身的生態系統生產功能、空間場所功能和景觀功能等三大功能,綜合技術、政策和行動來實現土地利用的生產性、安全性、保護性、可行性與接受性。

土地生產力的維持與景觀的結構、功能是密切相關的,對土地可持續利用的研究不僅要包括對土地功能的優化,還包括對景觀格局(土地利用結構)的評價,同時分析景觀結構與生態過程的相互關系。這種格局與過程的關聯分析,正是近年來我國土地利用研究工作中忽視的地方。

五、結束語

綜上所述,景觀生態學與持續發展概念具有高度的一致性,景觀生態學的景觀結構與功能理論、生態整體性與空間異質性理論、等級尺度理論、景觀變化與穩定性理論等基本理論,有助于進一步加深對土地可持續利用內涵的理解。景觀生態學與土地、土地利用研究聯系密切,是實施土地可持續利用的重要理論基礎之一。同時,土地利用的持續性具有明顯的時空尺度特征,不同的時間和空間尺度下土地利用的持續性特征大不相同。離開了特定的時間與空間范疇,將無從談論土地利用的持續性。

傳統的土地可持續利用的社會、經濟和生態研究,在一定程度上都可以認為是在時間尺度上的土地可持續利用分析,缺少土地利用空間格局分析的內容。在現代地理學與生態學結合下產生的景觀生態學,屬于宏觀尺度研究范疇,既強調空間格局分析,又考慮生態關聯,有助于實現區域土地可持續利用時空尺度上的綜合分析、評價與管理,為土地可持續利用研究提供了一條新的途徑。因此,土地可持續利用研究應進一步整合景觀生態學的思想與理論,深入對土地可持續利用內涵的探討,重點加強土地可持續利用結構、功能與動態變化等的基礎理論研究,尤其需要關注土地利用格局及其變化過程的相關分析。土地可持續利用中景觀生態學的引入,也將是實現科學發展觀可持續發展戰略不可忽視的很好途徑和重要手段之一。

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(作者單位:貴州大學資源與環境工程學院。其中,劉方為副院長、教授、碩士生導師)