農業景觀中植物籬的建設與管理

李良濤，劉文平，肖 禾，劉云慧，宇振榮

(中國農業大學資源與環境學院，北京100193)

農業長期的集約化生產和規?；洜I致使農業景觀環境趨于惡化，不僅造成生物多樣性降低、生態平衡嚴重失調，而且也使傳統的鄉村景觀受損，因此人們越來越注重運用景觀生態途徑來營建可持續發展的農業景觀［1］。諸多研究表明，農田邊界上的植物籬不僅有利于水土保持，而且是眾多鄉土物種的棲息地，能有效提高生物多樣性，增強景觀連通性，是恢復農業生態系統彈性的重要工具，而且兼具生態、美學和社會經濟價值［2－4］。在歐美的許多國家，植物籬作為普遍而又重要的農業景觀要素一直被廣為關注，尤其在生物多樣性、景觀生態規劃和土地綜合整治［5－7］等方面開展了大量的研究和實踐，為建設和維護鄉村優美環境、發揮農業景觀多功能作用起到了積極的推動作用，農田景觀中縱橫交錯的植物籬網絡已成為很多地方珍貴的鄉土景觀遺產和重要的生態基礎設施，為農業生態系統的健康發展和土地的可持續利用奠定了良好基礎。相比之下，國內對植物籬的研究和應用還處于起步階段，多基于20 世紀90年代初引入的植物籬間作模式，側重于小流域綜合治理和水土保持，盡管進行了適應性改造，但試驗以坡耕地為主，且近90%的研究集中在四川、湖北、貴州地區和北方黃土丘陵區［8－10］，沒有充分利用多種模式發揮其應有的價值。

隨著地方農業生態規劃和土地整理生態工程的不斷推進，在新時期如何結合國家需求，從多功能角度進一步推廣利用植物籬，因地制宜地開展不同地區、多種類型的植物籬模式及植物籬網絡建設，以營建集生產、生態、景觀于一體的農業景觀成為一個新的研究課題。本文通過對農業景觀中植物籬概念的回顧，基于國內外研究和實踐，總結了植物籬的組成、類型和主要功能，并探討了植物籬及其網絡的營建方法、步驟及管理維護中的注意事項，以期對區域景觀生態建設中更好地利用植物籬，發揮其在農業景觀中的多功能作用有所啟示。

1 植物籬的概念

植物籬(hedgerows)，作為一種人為管理的、由喬木或灌木構成的長條狀的植被帶，在世界范圍內廣為分布［11］。Forman和Baudry 指出，植物籬起源于農業，具有悠久的應用歷史，并隨著農業的發展而不斷變化［4］。對于植物籬的概念，目前還沒有形成一個統一的定義。在學術研究上，由于人們研究的重點不同，對植物籬定義也不一致。農學上應用植物籬已有幾個世紀，生態學家和地理學家對植物籬的研究約有百年歷史［11］。人們對植物籬的研究前期，側重邊界防護、木材生產和食物生產等功能;后期，在水土保持和生物多樣性研究的基礎上，人們對植物籬的研究開始轉向生態和文化方面，特別是景觀生態學的發展為植物籬的研究提供了新的視角和框架［4］。盡管人們還存在認識上的偏差，但植物籬的三個鮮明特征已得到普遍認同:①由喬木和(或)灌木構成;②成行即線性特征;③人為管理。比較發現，Forman 和Baudry 的定義較為常用，即植物籬是分布在農田或草地周邊，由喬木或灌木組成的人為管理的植被條帶，是農田或草地生態系統的有機組分［4］。植物籬概念的回顧，對于植物籬多種模式的推廣應用具有一定的指導意義。

此外，植物籬也有其他相近的稱謂，但之間又有所區別。與之最接近的術語是活籬笆(live fences)，有學者把它視為等同概念，也有人認為，活籬笆是由等高或限定密度的條帶植物栽植而成［2，4］。綠籬(hedge)這個稱謂，狹義上通常指由種植并管理的灌木或小喬木組成的低密度植被帶;護籬(fencerow)，一般指籬笆墻，是具有防護或隔離功能的植物籬;而防護林(shelterbelt)，常指由兩行以上的喬木組成的種植林帶。很多縱橫交錯的植物籬形成植物籬網絡(hedgerow networks)，在法國常被稱作田籬景觀(bocage)，而在美國有時直接用bocage 來指植物籬(hedgerows)。

2 農業景觀中植物籬的組成、類型和功能

2．1 農業景觀中植物籬的組成、類型

就組成種類而言，多數植物籬是由1～2 種主要喬木或灌木始建的，究竟哪些植物適用于建植物籬，從國外的調查研究來看，組成種類是不受限制的，實際物種組成和豐度與植物籬來源類型、管理強度和組成結構等都有直接的關系［4］。此外，具有較高株高、莖硬質的草本植物也被應用在植物籬建設中［12］。而植物籬本身能維持生物多樣性的能力要取決于植物籬組成結構、比鄰地塊類型、生長階段、景觀類型等多種因素的綜合影響［13－16］。因此，在篩選植物籬物種時，應充分考慮營建目的及各種因素的影響，這是植物籬營建成功的前提。

植物籬的類型很多［2－4］，可以依據來源、組成、管理方式和修剪形狀分類(見表1)，此外還有根據立地條件、生境等分類的，這些分類都是基于植物籬自身的自然屬性而言的;社會屬性則包括人為賦予植物籬的權屬和功用。具體應用哪種類型，取決于對植物籬的功能定位、種植者態度、實際的生態環境條件和對成本、效益的考量。其中自生植物籬是通過風能和動物傳播種子的［4］，與栽植的植物相比，生態適應能力較強，物種組成比較復雜，且外來物種少。植物籬組成布局主要指平面結構，而修剪類型側重于立體結構，植物籬的管理方式體現了人為干擾的力度。明確植物籬的功能類型和權屬管理情況，對于政府相關部門或技術部門組織開展技術指導，根據情況采取不同的支持與服務措施具有直接的參考意義。國外植物籬的應用類型和模式很多，而國內推廣的模式相對單一，植物籬在我國的推廣還有廣闊的發展空間。

表1 植物籬分類

2．2 農業景觀中植物籬的功能

植物籬不僅在水土保持方面具有重要的功能，而且在生產、生態、文化和區域景觀特征的形成等方面都具有重要的功能。

農業景觀中的植物籬具有重要的生產功能。植物籬在人們的生產、生活中具有重要的屏障和防護功能，可使財產、農牧生產免受侵擾［17］，這也是植物籬在發展早期的主要應用形式。在實際生產中，植物籬利用形式多種多樣，如利用植物籬開展農林復合經營［18］，進行果樹種植、木材生產，發展蠶桑，生產烤煙，飼養牲畜，提供樵柴和沼氣原料等，給人們帶來多種經濟效益。

植物籬在改善農業生產環境方面意義重大。利用植物籬可以產生“籬效應”，能有效降低風速、減小風害、改善農田小氣候和土壤物理性質［4］，從而有效防止土壤侵蝕和水土流失，對比鄰的農田也能起到促產穩產的功效。

植物籬及其網絡對于農業景觀具有特殊的生態意義。不同學者分別就植物［4］、鳥類［2］、甲蟲［19］、蜜蜂［20］、蜘蛛［21］及害蟲天敵、哺乳動物［13］等在農田邊界植物籬中的分布展開了大量調查研究，眾多結果表明，植物籬及其網絡作為臨時或長期的棲息地和活動場所，能保持農業景觀中較高的生物多樣性，是地方鄉土植物、珍稀物種和害蟲天敵重要的資源庫，這對于農業集約化生產背景下的物種多樣性維護意義尤其重大;同時，因動物棲息、活動帶去的種子，也會促進植物多樣性的增加［22］;而且，研究發現，植物籬對應對氣候變化背景下的生物多樣性保護作用越來越重要［23］。植物籬及其網絡是動物在分散的林地斑塊間重要的遷移廊道，具有“踏腳石”作用，使動物能獲取更多的資源和活動空間;植物籬網絡的構建增加了農業景觀的連通性，促進分散的斑塊間的物質和能量流動，這對于增加農業生態系統彈性和穩定性具有關鍵作用［2，19，24］;而且植物籬網絡在減少風沙、減輕面源污染、抗洪以及提升農業景觀美學質量等方面具有重要功能［4，11］，這對于農業景觀政策制定、土地可持續利用、促進休閑觀光農業發展都具有重要意義。

總之，植物籬是一項兼生產功能、生活功能、生態功能、文化景觀功能于一體的優良技術，因地制宜地開展多種模式的植物籬建設，對于區域景觀生態規劃和社會經濟發展都具有重要的應用價值。

3 植物籬營建和管理

根據國內外植物籬營建和管理的既有經驗，結合課題組在我國北方平原地區的田野調查和集成示范，對其總結如下。

(1)明確定位。即明確建設植物籬的主要功能定位，如提升景觀質量，減少水土流失，植物籬間作，提供綠肥，提供飼料，為野生陸生動物提供食物、棲息地或通道，作圍墻柵欄，防治風沙等。至少具有上述功能之一，明確建設方向。

(2)選擇種植物種。選擇適宜的物種需要慎重考慮，因為這在很大程度上決定著植物籬模式應用的效果。作為植物籬種植物種的特征包括:適應性好、生長快、耐刈割和具有多種功用，而且要用地方鄉土植物。在推廣應用中，要注重選擇適合于農村實際的投入低、易操作、功效長的植物，對于一些特殊地區，要具有針對性，如鹽漬化區要選擇具抗鹽性的植物，而在一些山地丘陵地區就要選取耐干旱、耐貧瘠的物種;此外，也有些植物在生長過程中會逸散大量的種子，對鄰近的農作物生長造成影響，要避免應用該類植物。國內常用的植物籬物種有新銀合歡、黃荊、馬桑、紫穗槐、山毛豆、檸條、沙棘、山螞蝗、木藍、合歡、田菁、柑橘、杏樹、海棠、槐、榆、石榴等。在實際應用中需要根據不同地區海拔、土壤和氣候等因素結合功能定位加以考慮，確定植物籬種植物種。

(3)場地準備。整地可采用帶狀整地和穴狀整地，帶狀整地寬度多在30 cm 以上，根據實際地形可以適當進行調節，帶長不宜過長，每隔一定距離保留1．0 m 左右的自然植被;如果是坡地則要沿等高線種植，以防水土流失。在種植之前，地面雜草不能對種植構成影響，否則要用機械或化學除草劑進行處理。種植坑的大小要能滿足扎根需要，不妨礙根系生長，一般要比幼苗根深3～5 cm。

(4)種植。根據具體情況選擇種植模式，但在大面積推廣之前，需要開展模式試驗，證明可行后再做推廣。一般種植密度:草本株距5～l0 cm、行距20～60 cm;喬木間距3．5 m 左右;灌木1．5～2 m。植物籬最小寬度為1．5 m，最大寬度為9 m。種植時避開強風、干熱和冰凍天氣;在從苗圃到栽植現場的運輸過程中要注意保護苗木，并且間隔時間不宜過長;栽植時根系應自然向下，避免成“U”形或打卷;植株定植后，要踩實種植坑的土，避免造成根系登空現象;也要注意灌溉設施的配套，滿足灌溉需要。

(5)修剪。不同的物種組成和功用、管理者對于修剪方式和形狀的偏好不同，導致植物籬的修剪方式和修剪頻率各異。植物籬的修剪方式分輕剪、重剪、刈割和混合管理，修剪時需要考慮植物籬與周邊農田的關系，以及修剪對植物籬植物的影響。進行適時修剪，控制植物籬適當的生長高度，能避免植物籬與周邊農作物爭光、爭水、爭肥，還能增加土壤水分、提高土壤養分含量。修剪周期的確定需要考慮不同植物的生長特點及功能需求。

(6)植物籬維護與管理。在植物籬的日后維護中，需要經常檢查，以保證其健康生長。在植物籬定植后的前三年，每年要對死株進行補植，如發現植物籬密度過低或損傷嚴重則需要補栽，補種植株需與原來栽植的是同一種;為避免其他物種競爭影響幼苗生長，可以使用機械、人工或化學除草劑進行除草，但使用機械除草時，為避免劃傷根部，作業深度一般不應超過8 cm，而且在樹木生長到已覆蓋或接近覆蓋地面時的生長季節，不要使用化學除草劑;在植物籬的生長周期內要注意防火、牲畜破壞、蟲害、鼠害和洪澇干旱，必要時對植物籬進行施肥以促其健康生長，野生動物活動頻繁季節尤應注意護理。

4 對我國開展植物籬建設的探討

結合我國現狀，參考國外經驗，對如何充分發揮植物籬的多種功能，合理有效地開展推廣應用初步做如下探討:

首先，如何組織參與各方開展建設?單條植物籬建設必須與植物籬網絡建設有機結合，而植物籬網絡營建是在景觀尺度下開展的，且我國的農田景觀格局與國外差異較大，農戶田塊尺度上解決不了，這就需要政府或相關組織牽頭，以項目的形式開展組織合作，確定建設區，協調各方利益，共同開展植物籬網絡建設。如在歐洲和美國，政府會對農業資源保護工程的項目期限、資金計劃、實施主體、適用對象等做出具體規定，政府或相關組織進行牽頭，組織實施。當然也可以探索其他的建設模式，如工程承包等。

其次，如何營建植物籬網絡?這在研究上橫跨景觀生態學、農學、環境保護及社會學等多個學科，在實踐中涉及政府、農業利益集團、非政府組織、鄉村居民、城市市民、科研人員等多方利益。很多學者對此從不同角度開展了大量研究，如Forman 最早從景觀生態學的角度，在“基質－斑塊－廊道”概念框架下，結合比鄰斑塊和不同尺度下的時空布局，討論了植物籬連接形狀、寬窄、長短、方向、網格單元的規劃與設計，探討了單條植物籬建設如何融入整個農業景觀基質下的植物籬網絡體系［4］，為人們重新認識植物籬及其網絡的功能和意義，維護植物籬網絡景觀，促進植物籬網絡建設起到了重大的促進作用。但是，其討論的前提是把植物籬理想化為結構組成沒有區別的同質類型，在一定程度削弱了其具體的實踐指導意義。近期也有學者著眼于農業景觀的可持續性，考慮不同利益相關者，提出了農業景觀建設的“6E”原則［25］，即遵循環境(environment)、經濟(economic)、公平(equity)、美學(aesthetics)、經驗(experience)和倫理(ethics)等六大原則開展規劃建設，其中公平、經驗和倫理原則很大程度上體現參與的理念，這對于植物籬網絡建設具有一定的啟迪意義。這些原理和原則對具體的植物籬網絡建設具有指導意義，在實際項目中還要因地制宜，綜合考慮各種影響因素和各方利益開展實施。

最后，如何確保植物籬建設的穩定性與連續性?植物籬的應用，特別是植物籬網絡等綠色基礎設施的構建，涉及公共利益，需要政府的資助和支持，進而建立有效的激勵機制?？梢詤⒖細W洲的一些做法，如歐洲啟動的農業環境計劃在2003年就已有26 個國家參加，對農戶因加入計劃采取生物多樣性保護或環保措施而導致的收入損失進行補償和獎勵［26］;歐盟共同農業政策每年都投入大量資金直接用于補貼農戶開展農田邊界建設，農戶根據生態環境收益指標評價體系對農民參與的保護性措施所獲得的收益以及其支付成本進行打分，農戶可以根據不同水平和階段的項目要求，結合自己意愿參與進來，這種市場化運作方式大大增強了農民參與的積極性。

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