地方知識在水安全格局識別中的作用
——以重慶御臨河流域龍興、石船鎮(zhèn)為例

衡先培, 王志芳, 戴芹芹, 姜芊孜

1 北京大學(xué)深圳研究生院，深圳　518055

2 北京大學(xué)建筑與景觀設(shè)計學(xué)院，北京　100871

3 寧波市鄞州區(qū)東吳鎮(zhèn)人民政府，寧波　315113

4 北京大學(xué)城市與環(huán)境學(xué)院，北京　100871

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地方知識在水安全格局識別中的作用
——以重慶御臨河流域龍興、石船鎮(zhèn)為例

衡先培1, 王志芳2,*, 戴芹芹3, 姜芊孜4

1 北京大學(xué)深圳研究生院，深圳518055

2 北京大學(xué)建筑與景觀設(shè)計學(xué)院，北京100871

3 寧波市鄞州區(qū)東吳鎮(zhèn)人民政府，寧波315113

4 北京大學(xué)城市與環(huán)境學(xué)院，北京100871

景觀安全格局作為一種生態(tài)規(guī)劃途徑，其識別過程具有綜合性和復(fù)雜性。立足于水安全格局，力求挖掘地方知識在解決特定場地水生態(tài)問題中的意義。研究區(qū)域?yàn)橹貞c御臨河流域的石船、龍興鎮(zhèn)?！肮雀璧貓D+輔助問卷”的方法收集了大量地方知識對場地水過程的認(rèn)知(包括雨洪、灌溉過程，飲用水過程，捕魚過程等)。研究對比了地方知識與科學(xué)知識的關(guān)系，通過結(jié)合兩者的信息共同構(gòu)建當(dāng)?shù)氐乃踩窬?，并在過程中總結(jié)了地方知識在水安全格局識別中的作用。研究肯定了地方知識在水安全格局識別過程中的重要價值。地方知識與科學(xué)知識在一些水過程識別結(jié)果上具有很強(qiáng)的相似性。在科學(xué)數(shù)據(jù)充分的情況下，地方知識是對科學(xué)識別的有效補(bǔ)充及模型校正，例如能夠?yàn)閺搅骱蛷搅鹘粎R點(diǎn)等級劃分提供地方依據(jù)。在科學(xué)數(shù)據(jù)匱乏的情況下，地方知識能夠快速支撐某些水過程的分析以及格局識別，例如地方知識能夠識別出地下水水位、地下河、魚類棲息地與產(chǎn)卵場等關(guān)鍵空間要素，并且提供微觀的調(diào)節(jié)措施以減少水庫運(yùn)行對魚類的影響。整體而言，地方知識具有一定獨(dú)立識別大尺度雨洪安全格局的能力，但也有自身的局限，包括認(rèn)知范圍狹小，地方性強(qiáng)等。研究為地方知識在景觀安全格局應(yīng)用中的科學(xué)體系提供了一個初步探索。

地方知識；水安全格局；堰塘——沖沖田系統(tǒng)

景觀安全格局是景觀生態(tài)學(xué)與城鄉(xiāng)物質(zhì)空間規(guī)劃之間的一座橋梁[1]，但其生態(tài)安全格局的識別具有綜合性和復(fù)雜性，尤其是在因子選擇以及因子權(quán)重的界定上常常依賴專家打分以及相應(yīng)參考文獻(xiàn)，最終格局可能會出現(xiàn)不夠合理準(zhǔn)確等問題。怎樣更好地完善生態(tài)安全格局的識別一直是景觀生態(tài)以及城鄉(xiāng)規(guī)劃研究的重點(diǎn)和難點(diǎn)[2]。本研究試圖探索地方知識能否為生態(tài)安全格局的識別與建構(gòu)提供新的信息與補(bǔ)充方案，以期通過整合地方知識和科學(xué)知識來進(jìn)一步完善生態(tài)安全格局的建構(gòu)。

地方知識在解決生態(tài)問題上的價值在國外已經(jīng)受到相當(dāng)?shù)闹匾?，但在中國尚剛剛起步。地方知識這里指的是當(dāng)?shù)厝嗽谝淮嘏c地方環(huán)境的親密互動逐漸形成的管理和塑造地方景觀的經(jīng)驗(yàn)和文化傳統(tǒng)[3]，是地方人長期延續(xù)的生存方式。同科學(xué)知識的普適性相比，地方知識具有特定性、地域性以及某些方面的局限性。國外有大量關(guān)于將地方知識應(yīng)用于資源管理、環(huán)境管理[4]、生物多樣性管理[5]、可持續(xù)發(fā)展[6]的研究。Close就提出過分依賴科學(xué)知識在漁業(yè)管理中顯示出越來越多的不足和劣勢，地方知識的收集和應(yīng)用是對科學(xué)管理重要的補(bǔ)充[7]。Wilson研究了地方知識在熱帶地區(qū)漁業(yè)管理中的應(yīng)用[8]。Giordano研究了地方知識與GIS技術(shù)結(jié)合應(yīng)用于土壤鹽度管理[9-10]，在生物多樣性保護(hù)方面，Sousa把地方知識作為巴西亞馬遜河口地區(qū)海牛保護(hù)的可靠信息來源[11]。Terer研究了肯尼亞對紙莎草的利用，認(rèn)為當(dāng)?shù)刂匾牡胤街R可以參與區(qū)域?qū)用娴臐竦乇Ｗo(hù)計劃制定，增加當(dāng)?shù)厝说脑捳Z權(quán)[12]。Kettle把地方知識與科學(xué)知識結(jié)合起來用于堰洲島的災(zāi)害管理[13]，Hiwasaki認(rèn)為地方知識與科學(xué)知識結(jié)合起來可以用于政策制定、教育與實(shí)踐中，并在印度尼西亞、菲律賓的小島上的社區(qū)進(jìn)行了應(yīng)用[14]。Negev質(zhì)疑了科學(xué)知識在政策制定上的權(quán)威性與地方知識的不受重視，提出應(yīng)該考慮多維度的知識應(yīng)用于政策制定[15]。地方知識和科學(xué)知識的互補(bǔ)性在國際上已經(jīng)變成一個越來越重要的課題。

相對而言，中國有關(guān)地方知識的生態(tài)運(yùn)用則相對空白。許多地方知識的研究都局限于人文社會層面的描述以及歷史記錄。雖有部分規(guī)劃設(shè)計學(xué)者意識到地方知識的重要性，但其研究依然在定性地歸納地方知識的生態(tài)學(xué)解讀[16-19]，定性地挖掘其在防災(zāi)[20]，區(qū)域可持續(xù)發(fā)展[21]，區(qū)域生態(tài)保護(hù)[22-25]，景觀設(shè)計[26]中的價值。與此同時，現(xiàn)階段我國的許多城市及景觀規(guī)劃常常忽略、甚至貶低地方知識并將相應(yīng)景觀特征視為過時的產(chǎn)物，忽略地方知識的針對性與地域性優(yōu)勢，很多獨(dú)具特色的地方元素、空間位置，以及針對性的適應(yīng)方式往往隨著城市化的進(jìn)程而被瞬間抹平。在國內(nèi)，地方知識尚未在科學(xué)規(guī)劃、資源管理上發(fā)揮其應(yīng)有的價值。

整體而言，地方知識的生態(tài)應(yīng)用在中國比較局限，在國外雖有大量應(yīng)用，但也大多集中在自然資源的管理以及生態(tài)保護(hù)方面。地方知識在生態(tài)空間格局建構(gòu)中的應(yīng)用研究還相對比較匱乏。以景觀生態(tài)學(xué)理論和方法為基礎(chǔ)，通過對景觀過程的分析和模擬，來判別對這些過程的安全與健康具有關(guān)鍵意義的景觀元素、空間位置及空間聯(lián)系，這些關(guān)鍵性元素、戰(zhàn)略位置和聯(lián)系所形成的格局就是景觀安全格局[2,26-27]。其中對水過程(包括雨洪過程、地下水過程、水生生物過程等)具有關(guān)鍵意義的景觀元素、戰(zhàn)略位置和聯(lián)系即水安全格局，是景觀安全格局的一部分。而一個民族長期延續(xù)的生存方式中所形成的因地制宜的地方知識必然可以識別出對景觀的健康和安全具有戰(zhàn)略意義的關(guān)鍵性元素、空間位置，具有普適性科學(xué)知識所沒有的對不同生態(tài)系統(tǒng)的細(xì)微差異所做出的針對性適應(yīng)及理解[28]。因此，將地方知識和水安全格局結(jié)合起來，探討基于地方知識的安全格局識別途徑以及其在安全格局識別中的作用在生態(tài)規(guī)劃領(lǐng)域具有重要意義。本研究的主要目標(biāo)是在鄉(xiāng)村環(huán)境向城市環(huán)境突變的情況下，基于地方知識來識別對維護(hù)場地水過程的健康和安全具有戰(zhàn)略意義的關(guān)鍵性元素和空間位置，構(gòu)建水安全格局，并與基于科學(xué)知識識別的水安全格局進(jìn)行比較，探討地方知識在水安全格局識別中所起的作用，將地方知識與科學(xué)知識結(jié)合起來為管理、規(guī)劃、發(fā)展等提供支持[29]。主要的研究問題包括：1)在水安全格局識別過程中，地方知識與科學(xué)知識的關(guān)系如何？2)在何種條件下，地方知識可以貢獻(xiàn)于水安全格局的識別？3)地方知識的應(yīng)用缺陷是什么？

1　研究區(qū)域

本文的重點(diǎn)研究區(qū)域御臨河流域在重慶兩江新區(qū)東部，地處平行嶺谷銅鑼?shí){背斜南段的鐵山山脈和明月沱峽背斜老君山山脈之間的石船向斜中段，海拔在169m到420m之間，面積228km2。域內(nèi)地勢走向呈傾斜狀，西北高，東南低,既有丘陵寬谷，也有低山槽谷[30-31]。研究區(qū)域主要存在的水問題包括洪災(zāi)頻發(fā)和水資源短缺。

重慶市常受3種類型的洪災(zāi):一是暴雨型洪災(zāi)，其特點(diǎn)是溪河下泄流量大，時間短，陡漲陡落;二是過境洪災(zāi)，長江和嘉陵江上游大面積暴雨形成地表徑流，順江而下，河水猛漲，洪水向沿江兩岸的內(nèi)陸淹去，危及農(nóng)田和各項(xiàng)建筑設(shè)施；三是雨洪同步型洪災(zāi)，主要是小河流沿岸的城鎮(zhèn)，當(dāng)?shù)乇┯晷纬傻牡乇韽搅?，匯集江河上游來的洪水，使水位升高，造成淹沒[30]。重慶市常出現(xiàn)春旱、夏旱、伏旱，特別是伏旱具有出現(xiàn)頻率高，持續(xù)時間長，影響地區(qū)廣，災(zāi)害程度嚴(yán)重的特點(diǎn)。御臨河流域雖雨量充沛，但年內(nèi)分配極不均勻，丘陵山地又無天然湖泊，常發(fā)生旱災(zāi)[30]。重慶丘陵地區(qū)無天然湖泊，飲用水主要依靠地下水水源。潛層地下水水位受降雨影響大，伴隨著旱災(zāi)到來的同時往往是飲用水資源的短缺。

本文選擇的重點(diǎn)研究范圍為重慶兩江新區(qū)御臨河流域的石船鎮(zhèn)和龍興鎮(zhèn)(圖1，圖2)。選擇這兩個區(qū)域的主要原因是因?yàn)閮蓚€區(qū)域能夠形成鮮明對比。在兩江新區(qū)各大流域中，御臨河流域鄉(xiāng)村狀態(tài)保存較好，受城市化影響小，居住的大多為世代生存于此地的本地居民，基本無外來人口，滿足地方知識研究的基本條件。且這一地區(qū)自南宋寶慶三年就已經(jīng)有關(guān)于洪水水位線的記載，祖祖輩輩在這個區(qū)域長期的生活，面對洪澇和干旱的雙重挑戰(zhàn)，必然積累起應(yīng)對場地特殊氣候條件和地形條件的特殊地方知識。而龍興鎮(zhèn)正處于快速開發(fā)階段，4年內(nèi)已有約30%的土地被征用，居民被遷走，地方知識正在快速消失，地方知識的挖掘，如何應(yīng)用地方知識來構(gòu)建安全格局的研究刻不容緩。龍興鎮(zhèn)現(xiàn)實(shí)行的分批次征地、搬遷、開發(fā)的模式，往往出現(xiàn)上游已開發(fā)，下游還有居民生活的狀態(tài)，可以利用地方知識對現(xiàn)有的環(huán)境改變進(jìn)行評價。龍興鎮(zhèn)、石船鎮(zhèn)鎮(zhèn)域東西兩側(cè)為低山，中部為丘陵低谷，御臨河亦順勢從鎮(zhèn)域中部蜿蜒曲折穿境而過，場地特征在兩江新區(qū)內(nèi)具有典型性。御臨河流域在兩江新區(qū)各大流域中，暴雨型洪災(zāi)突出，且受御臨河上游過境洪水的影響，旱災(zāi)頻發(fā)，水問題突出。

圖1　研究區(qū)位Fig.1　Location of research district

圖2　研究區(qū)域地形Fig.2　Research district′s typology

2　研究方法與數(shù)據(jù)來源

2.1地方知識

地方知識的采集方法多樣，會隨研究內(nèi)容以及被調(diào)研者的知識水平而變化。國內(nèi)外學(xué)者通常采用鄉(xiāng)土地圖(Indigenous Mapping)、田野調(diào)查、GPS進(jìn)行地方知識的挖掘和基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的收集[29,32-33]。鄉(xiāng)土地圖是在短時間內(nèi)快速有效地挖掘與空間有關(guān)的地方知識的方法，反映當(dāng)?shù)厝藢龅氐睦斫夂褪褂?，通常用來協(xié)助環(huán)境、經(jīng)濟(jì)規(guī)劃，文化和環(huán)境遺產(chǎn)的保護(hù)與交流[33]。本研究通過預(yù)調(diào)研嘗試了各種不同的方法，最終發(fā)現(xiàn)在重慶這里，調(diào)研地方知識最有效快速的收集方法是“谷歌地圖+輔助開放性問卷”：讓當(dāng)?shù)厝嗽谝暯歉邽?km的Google衛(wèi)星圖上(圖上標(biāo)有地名，可清晰識別出道路、農(nóng)田、水體、房屋)，根據(jù)調(diào)查者針對雨洪、地下水、水生生物三方面的提問，在圖中圈畫出對他們來說具有重要意義的地點(diǎn)，這些地點(diǎn)即是安全格局中關(guān)鍵的空間位置，從而完成對水安全格局的識別。有關(guān)地方知識挖掘的問卷也主要集中在有關(guān)以上三方面問題，遵循以下的邏輯：通過當(dāng)?shù)厝藢τ旰椤⒐喔冗^程，飲用水過程和捕魚過程的描述，分析這些元素空間分布和位置選擇的內(nèi)在邏輯，進(jìn)行關(guān)鍵元素空間位置的戰(zhàn)略性分析，完成水安全格局的識別。即在什么地方干什么？為什么選擇這個地方？解決了什么問題？這些元素和位置對場地的水過程有什么意義？判斷其是否是水過程中的戰(zhàn)略點(diǎn)，完成水安全格局的識別。研究區(qū)域內(nèi)的所有村莊都進(jìn)行過調(diào)研，被調(diào)研者都是成年人，尤其是且重點(diǎn)對村委會成員進(jìn)行了采訪。

這種方法往往會吸引大量當(dāng)?shù)厝藚⑴c到調(diào)研中來，激發(fā)人們的參與熱情，在當(dāng)?shù)厝讼嗷ビ懻摰倪^程中，使信息得到補(bǔ)充和糾正，確保信息的全面和正確性。這種方法還可以有效挖掘出大量隱藏于圖面背后，很多當(dāng)?shù)厝怂?dú)有的地方信息。除了利用“谷歌地圖+輔助問卷”的方法來獲得數(shù)據(jù)以外，本文還通過文獻(xiàn)研究法獲得了相關(guān)數(shù)據(jù)，包括《重慶市水利志》、《重慶市渝北區(qū)石船鎮(zhèn)志》等。

2.2科學(xué)知識

基于科學(xué)知識的水生態(tài)安全格局構(gòu)建用到的主要數(shù)據(jù)為2012年兩江新區(qū)1∶10000的DEM數(shù)據(jù)、當(dāng)?shù)赝恋乩脠D、重慶當(dāng)?shù)氐乃慕涤陻?shù)據(jù)、土壤數(shù)據(jù)等。主要用到的軟件是ArcGIS。通過對水過程的分析和模擬，來判別對這些過程的安全與健康具有關(guān)鍵意義的景觀元素、空間位置及空間聯(lián)系[26-27,34]。在此基礎(chǔ)上通過比較基于地方知識與基于科學(xué)知識的水安全格局，總結(jié)出地方知識在水安全格局識別中的作用，探討地方知識在哪些層面可以對科學(xué)數(shù)據(jù)進(jìn)行補(bǔ)充。

3　研究結(jié)果

3.1地方知識在雨洪安全格局識別中的補(bǔ)充性作用

本研究表明，地方知識對雨洪安全格局的識別同科學(xué)知識構(gòu)建的雨洪安全格局具有非常強(qiáng)的相似性，但卻同時包含科學(xué)知識所不能發(fā)現(xiàn)的一些細(xì)節(jié)要素及景觀過程(表1)。科學(xué)知識對雨洪安全格局的識別主要包括潛在具有調(diào)蓄洪水功能的區(qū)域分析、徑流分析、雨洪淹沒分析。其識別步驟一般為：依據(jù)現(xiàn)有高程數(shù)據(jù)判別現(xiàn)狀具有雨洪調(diào)蓄功能的區(qū)域，識別的關(guān)鍵性要素與空間位置主要有河湖水系、水庫；其次模擬水文過程，確定徑流匯水點(diǎn)作為水流控制戰(zhàn)略點(diǎn)，并形成等級體系；再根據(jù)洪水風(fēng)險頻率確定不同安全水平。地方知識識別的雨洪過程中的關(guān)鍵性要素為塘庫群、沖沖田、小河溝、沖口。由于當(dāng)?shù)氐臎_沖田是順徑流路徑開墾的，因此地方知識中的沖沖田、沖口和科學(xué)知識中的徑流路徑、徑流交匯口具有相同的水文意義，科學(xué)知識和地方知識在這個層面相交。綜合比較分析，地方知識具有獨(dú)立識別大尺度雨洪安全格局的能力，基于地方知識和基于科學(xué)知識的雨洪安全格局除了在分級上略有不同外，識別的關(guān)鍵元素和空間位置大致相同(圖3)。

表1　地方知識與科學(xué)知識在雨洪安全格局識別上的比較Table 1　Comparison of local knowledge and scientific knowledge on the storm security pattern

圖3　地方知識和科學(xué)知識的比較Fig.3　The comparison of local knowledge and scientific knowledge地方知識識別的關(guān)鍵性元素(A)與科學(xué)知識分析的關(guān)鍵性元素(B)呈一一對應(yīng)關(guān)系，干溝和當(dāng)?shù)厝搜a(bǔ)充的河溝對應(yīng)三級徑除了與科學(xué)知識的相似性外，地方知識還在以下兩方面提供了雨洪安全格局的有效補(bǔ)充

(1)為徑流等級和徑流交匯點(diǎn)等級的劃分提供依據(jù)

科學(xué)知識在徑流等級因子打分過程中常常依賴專家經(jīng)驗(yàn)，而地方知識則能明確指出不同徑流等級在雨洪過程中的作用。當(dāng)?shù)卮蠖鄾_沖田都地處低等級徑流區(qū)(4、5、6級徑流區(qū))，沖口入溝處(4級徑流和3級徑流的交匯點(diǎn))，沒有長期穩(wěn)定的基流，在規(guī)劃中常常被忽視。地方知識除了認(rèn)識到河溝(1、2級徑流)作為重要的水文單位，與他們關(guān)系更為密切的是沖沖田作為重要的排水、蓄水與用水單位，沖口作為各種水文力的集中作用點(diǎn)對場地的特殊意義。由于場地獨(dú)特的地形和降雨特點(diǎn)，這些長期無水的4、5級徑流區(qū)和3、4級徑流交匯點(diǎn)，在暴雨時，常常形成大而湍急的水流，是不容忽視的。因此，對于重慶來說，這種由沖沖田、沖口所構(gòu)成的排洪系統(tǒng)對場地的雨洪安全非常重要。場地內(nèi)的塘庫群具有小而分散的特點(diǎn)，這種處于徑流末端的小面積儲水設(shè)施在規(guī)劃中往往也得不到重視，但是塘庫群作為一個整體其源頭收集雨水的能力不容小覷，對當(dāng)?shù)厝藖碚f更是極其重要的灌溉設(shè)施。因此，雖然地方知識識別徑流路徑比GIS分析耗時長，但它通過對場地實(shí)際情況的掌握為徑流等級和徑流交匯點(diǎn)等級的劃分提供依據(jù)。通過地方知識，本研究界定4級以上徑流區(qū)都要給予較高的權(quán)重，尤其是當(dāng)?shù)厝私缍ǖ摹皼_口”位置。與此同時塘庫群的權(quán)重打分要先考慮塘庫所在的徑流位置，然后綜合其面積大小打分。

(2)提供洪水淹沒高程數(shù)據(jù)

科學(xué)知識只能通過地形模擬洪水淹沒高程，該模擬具有普適性以及假設(shè)性。地方知識既能為科學(xué)知識的模擬高程提供檢驗(yàn)數(shù)據(jù)，同時地方知識還可以在水文資料不足的情況下，通過河邊的土路、碑記等方式提供不同安全水平的洪水淹沒高程數(shù)據(jù)。地方百姓對于歷年發(fā)生的洪水狀況以及淹沒范圍都有非常清楚地記憶。他們不會直接說淹了多少米，但是他們能夠明確地說明在什么地方、什么時間洪水淹沒到哪里，這些記憶有些以房屋為標(biāo)尺，有時以橋梁、道路等為基準(zhǔn)。

3.2地方知識在地下水安全格局識別中的關(guān)鍵性作用

如果說地方知識在雨洪安全格局中起到了補(bǔ)充作用，那它在地下水安全格局中則起到了關(guān)鍵作用(表2)。在地下水安全格局中，地下水水位、地下水水質(zhì)、地下水補(bǔ)給潛力、喀斯特地貌作為其識別的重要的空間要素，綜合疊加形成地下水安全格局。本研究在科學(xué)分析地下水安全格局的時候，受數(shù)據(jù)限制只模擬了地下水補(bǔ)給潛力，而其他方面，比如地下水水位、地下水水質(zhì)、喀斯特地貌位置等都沒有明確的科學(xué)數(shù)據(jù)支撐，因?yàn)檫@些數(shù)據(jù)需要大量高精度的基礎(chǔ)研究，很多城市都缺乏相關(guān)的數(shù)據(jù)，農(nóng)村地區(qū)尤是如此。地方知識此時就發(fā)揮了至關(guān)重要的作用。在散點(diǎn)式分布的村落中，當(dāng)?shù)匕傩漳軌蛎鞔_指出水井分布(圖4)以及水井特點(diǎn)，這些信息能夠幫助我們大致推測地下水的狀況，為識別地下水關(guān)鍵區(qū)域提供很好的切入點(diǎn)，是研究當(dāng)?shù)氐叵滤灰约八蛔兓豢苫蛉钡闹匾M成部分。與此同時，關(guān)于重慶喀斯特地貌的研究指出明月山和銅鑼山屬于喀斯特槽谷區(qū)，但并未定位地下河的具體位置。而地方知識則通過指出日常生活中常見的硝洞、溶洞、地下河等，幫助定位落水洞、滲流地帶和地下河出口。在沒有詳細(xì)的數(shù)據(jù)，沒有足夠的時間、資金對地下水進(jìn)行詳細(xì)研究的情況下，利用地方知識來識別地下水關(guān)鍵點(diǎn)是及極其快速、有效、便捷、經(jīng)濟(jì)的方式。

表2　地方知識與科學(xué)知識在地下水安全格局識別上的比較Table 2　Comparison of local knowledge and scientific knowledge on the underwater security pattern

圖4　地下水過程中的關(guān)鍵要素分布Fig.4　The distribution of key elements in underground water process

3.3地方知識在水生生物安全格局識別中的作用

水生生物安全格局的構(gòu)建主要是識別出水生生物的棲息地與產(chǎn)卵場，同時考慮影響因素，例如水庫的運(yùn)行，根據(jù)其受影響程度的風(fēng)險水平建立不同安全水平的水生生物安全格局。本研究在建構(gòu)地方水生生物安全格局的時候，遇到最大的瓶頸就是沒有完整、有效的數(shù)據(jù)，而這時地方知識就變得愈發(fā)重要。在研究水生生物的產(chǎn)卵地和棲息地的時候，目前有模糊邏輯、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等智能模型應(yīng)用于魚類棲息地的研究，但是現(xiàn)有棲息地仍然存在一些缺陷，并且缺乏實(shí)測數(shù)據(jù)[35]。雖然知道超聲波技術(shù)可以精確探測到相應(yīng)的精準(zhǔn)數(shù)據(jù)，但該研究對技術(shù)、資金的要求高[36]。目前這類研究往往集中在重要河流的重要河段，本研究的大部分區(qū)域，尤其是小型河流，相關(guān)研究和調(diào)研是完全缺失的。而當(dāng)?shù)貪O民從實(shí)際經(jīng)驗(yàn)中總結(jié)出魚類更喜歡在回水沱中生活，而回水沱在空間分布上也是比較容易界定。這樣地方知識本身就能夠提供很多微觀、詳細(xì)的魚類棲息地和產(chǎn)卵場的分布。

有關(guān)水庫運(yùn)行對于魚類棲息地的負(fù)面效應(yīng)，本研究找到有關(guān)葛洲壩水庫運(yùn)行后對魚類產(chǎn)卵場的影響，其發(fā)電下泄流量的變化直接引起魚類產(chǎn)卵場的水深變化及漲落情況，從而影響魚類的正常的產(chǎn)卵、孵化及生長。處于孵化期的受精卵及剛孵化出來的仔魚, 在水位(水深)變幅較大和水位漲落指數(shù)較高的情況下容易擱淺致死,導(dǎo)致魚類早期自然死亡率增大?？茖W(xué)知識探索非建設(shè)性措施減少水庫對產(chǎn)卵的影響，主要依靠建立自然保護(hù)區(qū)、劃定禁漁區(qū)和禁漁期、水庫漁業(yè)管理，進(jìn)行合理的水庫調(diào)度等[37]，是從宏觀上的把握。本研究區(qū)域內(nèi)相應(yīng)的科學(xué)研究也非常匱乏，且類似的研究超出本科研梯隊(duì)的能力范圍。但在當(dāng)?shù)氐恼{(diào)查過程中，發(fā)現(xiàn)地方知識也認(rèn)識到了水位變化對魚類孵化的影響，尤其是那些產(chǎn)在河邊草叢中的魚卵容易擱淺致死，但也有一種簡單有效的解決辦法，那就是要盡量保留增加回水沱周邊的樹葉?；厮谛纬伤w漩渦的同時，常將河流中的漂浮物(比如菜葉和樹葉等)匯集于此，魚兒就會選擇在菜葉、樹葉等懸浮物上產(chǎn)卵，樹葉隨著水位的變化上下浮動，使魚卵可免受河水水位變化的影響，是魚兒對環(huán)境變化的一種適應(yīng)。地方知識通過觀察得出聚集于回水沱的落葉對魚類適應(yīng)由水庫運(yùn)行導(dǎo)致的環(huán)境變化具有重要的意義，是一種更加經(jīng)濟(jì)實(shí)惠有效的方法，更為微觀。

在沒有詳細(xì)數(shù)據(jù)，沒有足夠時間、資金對魚類棲息地進(jìn)行研究的情況下，依靠地方知識來識別關(guān)鍵點(diǎn)，可以提供更為微觀的信息，是及極其快速、有效、便捷、經(jīng)濟(jì)的方法。

圖5　基于地方知識的水生生物安全格局Fig.5　Aquatic security pattern based on local knowledge

表3　地方知識與科學(xué)知識在水生生物安全格局識別上的比較Table 3　Comparison of local knowledge and scientific knowledge on the hydro-biotic security pattern

3.4地方知識在水安全格局識別中的作用

通過對比分析了地方知識與科學(xué)知識在雨洪安全格局、地下水安全格局與水生生物安全格局構(gòu)建上的方法，進(jìn)一步總結(jié)了地方知識在水安全格局識別的作用與制約。在科學(xué)構(gòu)建的雨洪安全格局中，地方知識能夠?yàn)閺搅骱蛷搅鲄R水點(diǎn)的等級劃分提供重要依據(jù)，使安全格局更加接近實(shí)際情況。當(dāng)缺乏數(shù)據(jù)時，地方知識能夠提供洪水淹沒高程數(shù)據(jù)，并且能夠獨(dú)立識別大尺度雨洪安全格局。地下水安全格局的識別中，地下水水位及喀斯特地形數(shù)據(jù)匱乏，地方知識能夠依據(jù)水井分布特點(diǎn)、硝洞、地下河等信息有效地提供所需數(shù)據(jù)，但是對地下水補(bǔ)給信息不了解。在水生生物安全格局中，魚類棲息地、產(chǎn)卵場的數(shù)據(jù)需要花費(fèi)大量時間和金錢來研究，地方知識能夠根據(jù)生活經(jīng)驗(yàn)很快識別出。對于水庫運(yùn)行的影響，地方知識能夠意識到其影響和變化，并且能夠提供重要的空間位置和微觀的調(diào)節(jié)措施以減少其影響。

表4　地方知識在水安全格局識別中的作用Table 4　The role of local knowledge in the identification of water security pattern

4　結(jié)論與討論

本文挖掘了重慶御臨河流域的石船鎮(zhèn)、龍興鎮(zhèn)的地方知識，對比了地方知識構(gòu)建的水安全格局與科學(xué)知識構(gòu)建的水安全格局，發(fā)現(xiàn)在科學(xué)數(shù)據(jù)比較完善的條件下，地方知識識別的雨洪安全格局對科學(xué)知識具有補(bǔ)充性作用。除了在分級、表達(dá)上略有差異外，地方知識識別的關(guān)鍵空間元素與科學(xué)知識具有很高的一致性。缺乏科學(xué)數(shù)據(jù)時，地方知識應(yīng)該具有獨(dú)立識別大尺度雨洪安全格局的能力。同時，在場地數(shù)據(jù)匱乏的地下水安全格局與水生生物安全格局建構(gòu)過程中，地方知識能夠提供關(guān)鍵性甚至決定性的信息。表格4系統(tǒng)整理了本研究發(fā)現(xiàn)的相關(guān)地方知識在水安全格局識別過程中的貢獻(xiàn)與缺陷。整體而言，地方知識在景觀空間格局建構(gòu)過程中的作用不容忽視，而地方知識的貢獻(xiàn)主要體現(xiàn)在以下三個方面。

其一，地方知識是科學(xué)知識的有效補(bǔ)充。在場地基礎(chǔ)數(shù)據(jù)比較完善的情況下，利用科學(xué)方法分析建立的雨洪安全格局具有快速和適用范圍廣的特點(diǎn)。地方知識在其中的補(bǔ)充性作用主要體現(xiàn)在兩方面：一是對權(quán)重打分法的補(bǔ)充。在本研究中，科學(xué)方法對徑流等級等的劃分常常依賴專家的經(jīng)驗(yàn)，專家打分法例如德爾菲法是一種定性、主觀的預(yù)測方法，在缺乏對場地特定條件的了解下會出現(xiàn)一定的誤差。而地方知識的經(jīng)驗(yàn)則能夠識別出一些科學(xué)分析忽略的重要徑流和交匯點(diǎn)等要素，提供了更加適應(yīng)場地的等級劃分機(jī)制。二是對GIS模擬的雨洪安全格局進(jìn)行驗(yàn)證與校正?？茖W(xué)知識模擬的洪水淹沒高程具有普適性和假設(shè)性，而地方知識能夠通過當(dāng)?shù)厝颂峁┑暮舆呁谅?、碑記等?dāng)?shù)貧v史淹沒信息來對GIS模擬進(jìn)行驗(yàn)證與校正。

其二，在場地數(shù)據(jù)匱乏的情況下，地方知識能夠相對快速地為地方格局的分析提供有效數(shù)據(jù)。在地下水安全格局建構(gòu)過程中，由于研究區(qū)域多在農(nóng)村缺乏科學(xué)數(shù)據(jù)，且深入科學(xué)地對地下水的研究需要花費(fèi)大量時間和金錢，而地方知識可以通過水井分布以及水井特點(diǎn)等的描述，大致提供地下水水位數(shù)據(jù)。同樣對于重慶喀斯特地貌的分析，在缺乏科學(xué)數(shù)據(jù)的情況下，地方知識則能夠通過提供落水洞、硝洞、溶洞、地下河的分布位置識別出地下水安全格局的關(guān)鍵點(diǎn)。此外，在水生生物安全格局建構(gòu)中，地方知識也能夠快速地識別魚類棲息地、產(chǎn)卵區(qū)等關(guān)鍵位置，是極其有效、經(jīng)濟(jì)、便捷的方法。

地方知識的第三個作用就是提供相關(guān)問題的解決之道，這種解決之道可能分散、不全面，但卻具有地方針對性。本研究中地方知識就提到對四級徑流沖口保護(hù)的重要性，并且能夠針對水庫運(yùn)行對魚類的影響作出微觀的調(diào)節(jié)措施，即保護(hù)、保留回水沱附近的樹葉，因?yàn)闃淙~可以隨水位浮動，從而削弱水庫運(yùn)行的影響，進(jìn)而增加魚卵存活的幾率。

在探索地方知識對空間格局建構(gòu)貢獻(xiàn)的同時，本研究也發(fā)現(xiàn)地方知識具有很多自身潛在的不足之處，特別是認(rèn)知范圍狹小，信息分散的問題。本研究中當(dāng)?shù)剞r(nóng)民的認(rèn)知范圍非常小，只限制在一個村落周邊，所以在研究中已經(jīng)盡量選取家庭住址在關(guān)鍵性區(qū)域的農(nóng)民，例如堰塘邊、沖沖田旁、開發(fā)區(qū)下游。另外，當(dāng)?shù)啬ν熊囁緳C(jī)能夠畫出具體的空間定位，對空間屬性的認(rèn)知要比一般的農(nóng)民好很多。同時，村干部具有較好的識圖能力，認(rèn)知范圍大，能夠整體把握村子以及村子周邊的情況。同時，地方知識對于水庫的影響認(rèn)知可能具有片面性，例如科學(xué)研究表明水庫建設(shè)后庫區(qū)河段喜流水的魚類可能逐漸被喜靜水的魚類代替。但本研究中沒有科研數(shù)據(jù)支撐這一發(fā)現(xiàn)，地方知識也沒有提及水庫建設(shè)后魚類的變化。這些都有待于后續(xù)繼續(xù)深化研究。

地方知識另外一個問題就是收集過程繁瑣，地方性太強(qiáng)。但在如今的大數(shù)據(jù)時代，地方知識的收集將會變得越來越便利，PPGIS(Public Participation GIS)的利用提供了可能的技術(shù)支持[38]，手機(jī)、微信等都將成為地方知識采集的載體。隨著信息技術(shù)的逐步發(fā)展，地方知識將有很大的潛力成為科學(xué)知識的有效補(bǔ)充，并為地方生態(tài)問題的解決之道提供使用者的視角，從而使得生態(tài)戰(zhàn)略更具地方性和針對性。

本研究局部展示了地方知識在解決生態(tài)問題上潛在價值與貢獻(xiàn)，但本研究也存在一些不足之處。例如只關(guān)注現(xiàn)狀問題以及現(xiàn)狀空間結(jié)構(gòu)，沒有深入理解歷史發(fā)展演變過程，以及所研究的區(qū)域在過去二三十年間土地利用格局變化并不突出等問題。未來的研究應(yīng)該打通歷史發(fā)展脈絡(luò)，并對比不同土地利用變化區(qū)域中地方知識的作用，以進(jìn)一步系統(tǒng)歸納整理地方知識在水安全格局中應(yīng)用的科學(xué)體系。

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The roles of local knowledge in identifying water security pattern: a case study of Longxing and Shichuan Township in Yulin Watershed, Chongqing

HENG Xianpei1, WANG Zhifang2,*, DAI Qinqin3, JIANG Qianzi4

1ShenzhenGraduateSchool,PekingUniversity,Shenzhen518055,China

2CollegeofArchitectureandLandscapeArchitecture,PekingUniversity,Beijing100871,China

3People′sGovernmentofDongwutown,YinzhouDistrict,Ningbo315113,China

4CollegeofUrbanandEnvironmentalSciences,PekingUniversity,Beijing100871,China

As an analytical process for ecological planning, the identification of Landscape Security Pattern (SP) is very comprehensive and complicated. Focusing on water security pattern, this study explores the importance of local knowledge in solving water problems at specific locations. The study area locates at Shichuan and Longxing Township in Yulin Watershed, Chongqing. Confronting to seasonal flooding and water shortage in this area, the pond_chongchong paddy field system created by local people is a comprehensive water resource management and utilization system. Local knowledge and ecological wisdom is inherently embedded in local landscape. To demonstrate the importance of local knowledge in contemporary ecological planning, “Google Map + supplemental questionnaires” are used to collect information about local water processes identified by local knowledge (including flooding, irrigation, drinking and fishing). The field investigation covers 30 villages in the study area and involves almost 100 stakeholders including local officers, motorists, businessmen, fishermen and farmers. Each interview lasts half to one hour. The primary focuses of data analysis are to compare local knowledge with scientific knowledge, to integrate them together for local water security pattern (including rainstorm SP, underground water SP and aquatic SP), and to synthesize the role of local knowledge in the identification process. The analysis confirms the importance of local knowledge in identifying water security pattern and synthesizes its roles in two conditions: abundant or lack of scientific data. In conditions with abundant scientific data, some key processes identified by local knowledge are much similar to results from scientific analyses. In addition, local knowledge can offer complementary evaluation and model adjustments. For instance, local knowledge can identify similar elements as those from scientific methods, but also offer specific justification for hierarchical levels of runoff and runoff intersections for rainwater SP. Local knowledge can also provide verification data in the identification of stormwater SP and underground water SP. In conditions with minimal scientific data, local knowledge can serve as critical data and contribute to pattern identification. For instance local knowledge can rapidly identify underground water level and underground rivers′ spatial distribution by interviewing local people and summarizing their opinions. For aquatic SP, local knowledge can also rapidly identify habitats and spawn places of fishes together with micro-adjustment suggestions for reducing the influence of reservoirs. In general, the effective role of local knowledge in identifying rainwater SP can be either independent with limited scientific data or supplementary to scientific methods. However, local knowledge also has constraints, like locality with limited cognition range and limited generalization potentials. This research serves as a beginning exploration of the scientific system for local knowledge to contribute to landscape security pattern as well as future collaborative ecological planning in China.

local knowledge; water security pattern; pond_chongchong paddy field system

10.5846/stxb201410202059

水體污染控制與治理科技重大專項(xiàng)(2012ZX07307001-03)

2014-10-20; 網(wǎng)絡(luò)出版日期:2015-10-30

Corresponding author.E-mail: E-mail: zhifangw@pku.edu.cn

衡先培, 王志芳, 戴芹芹,姜芊孜.地方知識在水安全格局識別中的作用——以重慶御臨河流域龍興、石船鎮(zhèn)為例.生態(tài)學(xué)報,2016,36(13):4152-4162.

Heng X P, Wang Z F, Dai Q Q, Jiang Q Z.The roles of local knowledge in identifying water security pattern: a case study of Longxing and Shichuan Township in Yulin Watershed, Chongqing.Acta Ecologica Sinica,2016,36(13):4152-4162.