基于復合生態系統理論的丘陵地區鄉村景觀規劃

丁愷昕，韓西麗,

1. 北京大學深圳研究生院城市規劃與設計學院，廣東 深圳 518055；2. 北京大學建筑與景觀設計學院，北京 100871

隨著中共中央“生態文明建設”的提出和 21世紀城鎮化的快速發展，目前中國美麗鄉村建設已經成為社會共識（鄭向群等，2015）。但由于過快、片面地強調經濟的快速發展，對鄉村生態與資源審計缺乏全面的考慮和科學規劃，導致丘陵地區鄉村出現生態環境破壞、景觀特色喪失、農業文化割裂等嚴重問題。事實上鄉村是一定地域內覆蓋了人與自然、人與社會關系的共同體，是一類由自然生命支持系統所維持的，受人類技術和社會行為所駕馭的“自然-經濟-社會”復合生態系統（馬世駿等，1984；王如松等，2012）。這3個子系統之間相生相克，相輔相成，現存一系列丘陵地區鄉村問題的根源其實是復合生態系統的失衡。對于鄉村景觀的研究大多與傳統園林相關聯，集中于古村落的保護，包括傳統地方性鄉村景觀園林研究、傳統鄉土建筑與鄉村景觀園林研究、歷史文化傳統與鄉村景觀園林研究等方面。關于城市化進程中的鄉村景觀演變及整體規劃設計的研究較少，并且沒有從社會、經濟、自然3個方面系統地研究鄉村復合生態系統的發展方式，不利于鄉村長遠的持續性發展。目前針對鄉村復合生態系統的研究主要包括新農村居住環境規劃設計優化的原則及綜合評價的探討（劉啟泓等，2015），以及良性循環機制與管理方法的探討（謝方等，2017），而少有針對具體案例的實證研究。

本研究以四川省簡陽市三星鎮雙桂村為例，基于復合生態系統理論對其作出景觀規劃。針對現實存在的問題，以環境、經濟、社會3個子系統效益的提升為目標總結出具體的景觀設計策略，使其既能保留鄉村環境的生態價值，又能滿足村民的生產與生活需求，實現鄉村的和諧統一與可持續發展。

1 研究區域概況

1.1 區位交通與規劃背景

雙桂村位于成都市西南部，隸屬簡陽市三星鎮，距離成都市區54 km，簡陽市區33 km，三星鎮 1 km。在編的《成都市城市總體規劃（2016—2030）》，將簡陽市納入成都市一體發展，三星鎮因位于成都市“大智造”、“大車城”兩大工業板塊間，在成都全市“工業強擊基3+N”的發展策略下擁有強勁的發展動力，被規劃為簡陽市4個特色小鎮之一。成都市政府 2017年開始動工修建河東環線快速通道，該通道由簡陽市接國道318線，經三星鎮、新星鄉等五鄉八鎮，連接成都東部龍泉、資陽等地。該快速通道采取雙向六車道和“快速路+快速公交”的交通模式，能夠極大地縮短幾個地區之間的距離，節約出行成本。雙桂村通過金簡快速通道與河東環線快速通道相連通，向北聯系金堂，向南聯系三江城鎮、簡陽市區，向西可快速到達成都市區，擁有極具發展潛力的地理位置與便利的交通條件（圖1）。雙桂村被確立為簡陽市2017年精準扶貧對象，在政策上能夠得到有效扶持。

1.2 景觀資源

雙桂村全村面積約2.2 km2，全村呈現出“一河，兩翼，多丘陵”的典型淺丘地貌整體格局。流經村莊的雙桂河整條水系沿線主要為鄉村地區，自身水質與生態環境較好。河流在村域范圍內長約2.62 km，寬9～36 m，河流形態優美、水面寬廣、水草豐富，為村莊天然濕地。村莊水塘散布，主要分布于村莊的西北和東南兩翼，沿雙桂河兩岸散布的水塘為濕地的天然延伸（圖2，圖3）。

雙桂村非建設用地共207.55 hm2，主要包括河流、耕地、林地。耕地以水稻、蔬菜種植為主，林地主要種植簡陽特色經濟作物晚白桃。農戶的養殖業大部分以散養家禽為主，部分為養魚、養羊、養豬的規模養殖。雙桂村建設用地斑塊零散，建設量小且主要為住宅用地，現狀村民主要呈均質化分散分布，村內水田眾多，居民依水而居。村莊建設用地共16.90 hm2，其中住宅用地面積約6.10 hm2，占總用地的2.72%；村莊公共場地0.11 hm2，僅占總用地0.05%（表1）。

圖1 三星鎮雙桂村區位分析圖Fig. 1 Distribution of Shuanggui Village in Sanxing Town

圖2 雙桂村景觀現狀照片Fig. 2 Current status of Sungai village landscape

圖3 雙桂村土地利用現狀Fig. 3 Current status of land use in Shuanggui Village

表1 雙桂村土地利用現狀統計Table 1 Statistical survey of land use status in Shuanggui Village

2 區域現存問題

2.1 日常生活與生產活動對環境造成污染

雙桂村村民日常生活與生產活動對環境的污染主要存在于兩個方面：第一，由于村內建設用地斑塊過于分散且生活設施落后，村民的生活垃圾與生活污水對生態系統造成點源污染；第二，村民進行如農田施肥、農藥投放、畜禽及水產養殖等農業生產活動時，部分肥料和農藥成分隨地表徑流滲流排入農田周邊自然水體，造成農業面源污染，影響河流水質。

2.2 力流失嚴重，耕種方式落后，效率低下

雙桂村低山丘陵多山溝地貌不利于機械化耕種。村內外出務工人員多，青年勞動力大量外流，村莊“空心化”現象嚴重。留守村民文化水平低，耕種方式落后，導致生產效率低下。

2.3 莊生活設施落后，村民生活單調

雙桂村建筑以平房為主，建設簡陋，房屋質量及居住環境普遍較差。村民生活單調，公共服務設施水平低，配套設施差，可供村民活動的公共場地極其缺乏。雙桂村獨有的濕地資源優勢沒有得到發揮，良好的景觀沒有得到合理的利用。

3 自然-經濟-社會”復合生態系統理論的景觀規劃

鄉村自然環境子系統是指鄉村屬地范圍內的河流濕地、林地、農田資源和環境基本條件。鄉村經濟子系統主要用于描述農村產業結構和模式，包括農業、村辦企業以及商業，可以拆分為農業和工商業等小系統，基于雙桂村產業現狀，主要考慮農業生產子系統。鄉村社會子系統相對復雜、要素眾多，為研究方便對該系統進行簡化，將鄉村生活方式當作雙桂村社會子系統，這種描述也符合國家提出的促進農業生產和農村生活方式轉變的思路，便于進行景觀規劃設計。本研究采取的主要景觀設計手段為：居民點的遷移與集中安置、增加垃圾收集處理點、建設分散式人工濕地、對河流駁岸進行生態改造；發展“林糧間作”、“水旱輪作”和“立體漁業”3種生態立體農業模式，同時與農耕體驗與農家樂等經營活動相結合；增加濱河木棧道、觀鳥亭與垂釣平臺等濱水休閑空間（圖4）。

3.1 污染源控制與河流駁岸生態改造設計

3.1.1 污染源控制

雙桂村的環境污染源主要包括村民生活污水、農業面源污染和養殖點源污染。首先，對雙桂河流域實行農藥管控，取締或遷移河流鄰近排放污染的養殖場，防止農業點源與面源污染。除北部和南部四處較偏遠不便搬遷的居民點保留外，將其他村民搬遷安置到在村莊中部地勢平坦的空地上新建的新型社區。經調查，村莊人均日產生活垃圾量約為0.8 kg?d-1，考慮開展旅游之后的最高日旅游人口的垃圾產生量按照垃圾總量的 30%計（聶二旗等，2017），預測日垃圾量為 1015 kg?d-1，因此，在新型社區與保留居民點共增加6處垃圾收集點，完善生活基礎設施，防止居民生活污染。雙桂村人均綜合用水量指標取 120 L?person-1?d-1，供水普及率為100%，全村用水量為132 m3?d-1。排放系數按供水量的 80%計，供水日變化系數取 1.5，預測村域每日污水量70.4 m3?d-1。村莊中部由新型社區統一收集生活污水后接入城鎮污水管網，并規劃三處三級混合型人工濕地污水處理系統（圖5），分別位于村莊南、北地勢低洼處，各占地約100 m2，處理能力為40 m3?d-1，用于不便集中收集的四處保留居民點與漁業養殖產生的污水，最大程度地降低村民生產與生活對生態環境帶來的干擾與破壞。

圖4 雙桂村景觀規劃平面圖Fig. 4 Plan of Shuanggui Village landscape planning

其次，對通過管網集中的污水進行包括粉碎，除沙，除油等措施的預處理（張彩瑩等，2013），沉淀污水中的泥沙和大顆粒懸浮物，解決水體渾濁度高，大顆粒物含量高的問題，防止毒氣與臭氣的產生，確保人工濕地生態系統的穩定性，增加濕地處理壽命及處理能力。處理的污水經過脫水、沉淀后進入第一階段的垂直潛流濕地，選取對氮磷吸附能力強的紅壤（陳麗麗等，2012），對氨氮吸附效果好的沸石（孔范龍等，2016）和可以同步吸附氮磷的膨脹蛭石作為填料填充基床，基床中種植耐污能力強，根系發達的濕地植物美人蕉（Zhao et al.，2013），廢水在基質床中呈由上向下的垂直流。水流在流經床體的過程中去除固體顆粒物和多數有機物，并完成氨的硝化過程，然后通過出水端底部的集水管而排入第二階段。在第二階段的水平潛流人工濕地中，污水在濕地床的內部水平流動，充分利用基質表面生長的生物膜和根系表層土的截留作用（Vymazal，2013；李紅芳等，2016）來對污水進行進一步凈化。通過厭氧反應去除水中的氮磷元素，去除剩余有機污染物后將已經初步凈化的水體排入第三階段的表面流人工濕地。第三階段污水在濕地的表面流動，水位較淺，多在0.1～0.9 m之間。在這一階段依靠光降解降低病原微生物的數量并通過光氧化作用清除一些頑固化合物（張清，2011）。

該三級混合型人工濕地污水處理系統中NH4+-N和 TN的去除主要集中在第一階段的垂直潛流和第二階段的水平潛流人工濕地，貢獻率均在64%以上（Zhang et al.，2017）；而COD和PO43-P和TP的去除則主要集中在在第三階段的表面流人工濕地。整體對實際生活廢水與養殖廢水中主要存在的污染物如COD、TN、NH4+-N、TP的去除率分別可以達到87%、95%、97%和95%，對于雙桂村廢水的凈化具有高效性和穩定性（高春芳等，2011）。其中第一、第二階段水流在地表下流動，故保溫性能好、處理效果受氣候影響小、衛生條件較好，而第三階段與自然濕地最為接近，床體表面種植具有抗水性強、生長周期長的水生植物，可以形成具有觀賞價值的穩定的景觀生態系統。經過三級混合型人工濕地污水處理系統最終得到的水體可再利用于農作物灌溉和跌水、溪流等景觀用水。

圖5 三級混合型人工濕地污水處理系統示意圖Fig. 5 Three-stage mixed artificial wetland sewage treatment system

3.1.2 河流駁岸生態改造設計

通過對雙桂河河流駁岸進行生態改造設計（圖6），增強其水質凈化與物種棲息的功能，提高河流抗干擾能力，增加其環境效益（韓路等，2013）。在雙桂河岸邊設置防護林帶，隔絕外圍污染水源影響，為濕地內部提供良好的水生態環境。用河岸緩沖帶（湯家喜等，2012）取代雙桂河原有不具備生態功能的硬質駁岸，緩沖帶土壤松軟，坡度偏緩，覆蓋著當地具有凈水功能的水生植被（王麗莎等，2017）。雨季時雨水先匯聚于低洼處形成的滯水區，經過植被帶的滯留與凈化后沿地勢流入雙桂河，能夠保證匯入河道的地表徑流的水質潔凈；在靠近民居與農田的河段放置種植具有凈水功能植被的生態浮床，對河流污染物起到凈化作用；在水面寬闊，坡度較緩的河道適量增加一些木樁并補種水草修復植物群落，吸引鳥類與兩棲類動物停留。通過上述措施提高河流駁岸的生態功能，提高河流水質，維持豐富的生物種類，是確保水系統生態性和可持續性的重要條件。

3.2 生態立體農業結合鄉村旅游提升經濟效益

為解決由于耕作方式落后與勞動力缺失帶來的貧困問題，采取先進生產技術，構建循環農業。用地以保留現狀為主，盡量不突破土地利用規劃，對原有淺丘地貌進行保護利用，將原先落后的粗放型耕作方式針對性的優化成生態立體農業模式，同時結合鄉村旅游，發展農業多樣化經營。

3.2.1 “林糧間作”生態立體農業模式

由于雙桂村整個場地呈現高差較大的丘陵地貌，可在晚白桃果林地里，利用行間、株間間隙空地，間作大豆與花生等光需性不強的低桿豆科作物。選取本地特色果樹與經濟作物，采用適應當地地形的立體種植方式，能夠最大限度地在有限的空間里建立多層結構，達到生態可持續與增產增收的雙重目的。林糧間作地內，由于削弱了風速對農田有較好的防護作用，有利于改善小氣候，促進農作物生長，一般能使農作物增產10%～20%，而農作物的灌溉及其耕作與林果生長同受其益，使林木生長速度加快，并可使果樹增產20%左右（王宏印，2016）。雙桂村簡陽晚白桃果林面積約57 hm2，原產量約 120 kg?hm-2，市場批發價為 4 yuan?kg-1；增種大豆種植面積約30 hm2，產量約32 kg?hm-2，市場價 4.6 yuan?kg-1，采用林糧間作生態立體農業模式后晚白桃產量提高 1367 kg?a-1，大豆產量 960 kg?a-1，農民整體年增收約合人民幣9892元，單位面積的經濟收入較先前可提高36.1%。

3.2.2 水旱輪作生態農業模式

圖6 河流駁岸生態改造設計Fig. 6 Renovation design of river bank

由于光照條件較差，雙桂村農田區域兩季水稻種植效益較差，所以選取當地原有經濟作物，將其優化成“蔬菜-水稻-大豆”的水旱輪作種植模式。在每年 1—2月，播種耐寒且生育期較短的蔬菜品種，提高稻田的復合指數；在 3—7月種植水稻，可以殺死大部分危害旱作蔬菜的病原菌、蟲卵以及較難防治的害蟲，減輕旱生蔬菜田的病蟲害；在 8—12月種植耐遲播的秋大豆品種，豆科作物能夠補充土壤氮元素，增強土地肥力，減輕施用化肥造成的農業面源污染。該模式除了在生態上保證了對自然資源的充分利用以外，春季種植早稻可以利用春夏的雨水節約水資源，提高灌溉效率（Ostad-Ali-Askari et al.，2015）；冬季收獲的蔬菜和秋后種植的大豆能夠錯開這兩種作物在市場上的銷售旺季，有利于提高銷售價格，增加農民收入。村域內共有農田128.07 hm2，兩季水稻連作產量約674 kg?hm-2，市場價為 2.76 yuan?kg-1（卓福昌，2015），開展水旱輪作生態農業模式后其中蔬菜產量可達 547 kg?hm-2，市場價0.6 yuan?kg-1；大豆產量824 kg?hm-2，市場價 4.6 yuan?kg-1，相較之前年生產總值增加約388.21萬元，提高162.91%，加上每公頃可降低農藥、肥料生產成本180元，節省噴藥、施肥用工180元，即每公頃可省工節本360元，全年共可為雙桂村村民增收392.61萬元。

雙桂村原先在水稻種植期間也存在“稻鴨共作”模式，利用鴨的雜食性為稻田除草和防蟲；利用鴨子的活動形成持久的渾水大大減少進入水層的光照和熱量，抑制大部分雜草種子的萌發并刺激稻株生長健壯、抗性增強；同時稻田為鴨提供充足的水、天然的食物以及棲息的場所，在稻田有限的生態空間里生產出無公害、安全、優質的大米和鴨肉（Liang et al.，2014）。現將原先模式改進為“一稻兩鴨套養”（梁開明等，2014），具體操作為在秧苗移栽返青后放入第1批四川麻鴨雛鴨，鴨子晝夜共棲在稻田中，水稻抽穗期趕第1批鴨上田，在第1批大鴨趕上田的15 d左右將第2批小鴨放下田，第2批鴨在水稻曬田前10 d左右趕上田。該模式下的水稻產量比常規鴨稻共作模式高12.90%，土壤堿解氮、速效磷和速效鉀的含量分別比常規鴨稻共作模式高出3.7%，10.39%和7.59%，更加利于土壤養分的積累與生產效率的提高。該模式下水稻產值增加約1.27萬元，鴨子產值增加1.92萬元，共為村民增收3.19萬元（郭瞻等，2017）。

3.2.3 立體漁業生態農業模式

在場地西南部村民有利用現有水塘進行漁業養殖（圖7），但由于勞動力缺乏、生產效率低下，收成不高。在魚塘周邊的稻田內開挖魚溝進行稻田養魚（李娜娜，2013），一方面魚能夠生長，提供肥料養分，魚的活動又對稻田土壤起到疏松的作用，改善了土壤的理化性狀，利于水稻生長；另一方面水稻的蟲害為魚提供了食物，魚捕食害蟲起到天然的害蟲防控效果（高東，2010）。稻魚共生比常規農作經濟收入高2184 yuan?hm-2（劉某承等，2010），選定稻田養魚區域共可增收約4.37萬元。這樣稻魚互利，廢物循環，利于保護生態環境，同時利于增加農業產出，提高經濟效益。

3.2.4 “參與農園”式鄉村旅游

利用生態農業產業合理進行主題打造，發展度假農莊（陳佳等，2017；譚志蓉，2017）。雙桂村村民可在果林區域短期出租小塊林場給周邊城市居民，并引導其參與果蔬采摘等農耕體驗；在農田區域設置農耕常識與農產品教育普及等兒童教育活動，并組織家庭戶外游戲；在魚塘區設計捕魚活動與野味品嘗，豐富游客旅游體驗。通過開展鄉村旅游活動吸引周邊城鎮居民來此進行周末度假休閑，有利于豐富產業片區功能，進一步提高經濟效益。

圖7 雙桂村立體農業模式圖Fig. 7 Three-dimensional agricultural model in Shuanggui Village

圖8 雙桂村濱水空間景觀設計效果圖Fig. 8 Effect picture of waterfront landscape design in Shuanggui village

3.3 增建濱水空間休閑設施，提升村民戶外活動空間品質

依托經過污染治理與駁岸改造的雙桂河，以村委會為起點沿雙桂河建設濱水木棧道（李惠，2015），在不影響生物棲息的前提下為村民提供更加自然、便捷的交通空間；增加親水空間，包括觀鳥臺，眺望臺及垂釣區，加強村民生活與河流的聯系，塑造濱水空間，提升戶外空間品質，創造多樣化的空間感受，激發、鼓勵村民主動探索身邊的自然世界，豐富村民生活（圖8）。

4 結論

本研究根據四川簡陽三星鎮雙桂村的丘陵地區的景觀現狀和存在的問題，基于復合生態系統理論對其進行景觀規劃設計探討，得出以下結論：（1）對鄉村進行景觀規劃時，應該以其自然、經濟、社會三方面的效益提升為目標，針對性地提出景觀設計手段；（2）通過居民點的遷移、垃圾處理點的增加與分散式人工濕地的建設能夠有效控制點源污染，對河流駁岸進行生態改造以提高河流水質與凈水能力，保護丘陵地區的自然水體；（3）在丘陵地區，采用適宜于當地氣候和農業條件的生態立體農業模式，能夠對當地地形進行保護與利用，在降低化肥使用的同時提高資源利用效率和農業產出效率；（4）應當利用鄉村現有自然資源，增加休閑活動設施，提高村民戶外活動空間品質，改善村民生活。總之，鄉村自然環境是鄉村發展的前提條件；農業生產效率是農村生活發展的基礎，村民生活方式的改變又能對農業生產與鄉村環境產生影響。運用復合生態系統理論，對丘陵地區的鄉村景觀進行系統規劃設計，將有利于建立鄉村的自然環境、農業生產、村民生活三者之間的相互支持關系，促進鄉村的和諧統一與可持續發展。