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《四川農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)》2015年第三期
景觀多樣性是指景觀在結(jié)構(gòu)、功能和時(shí)間變化方面的多樣性,反映的是景觀和生態(tài)系統(tǒng)類型的復(fù)雜性。景觀多樣性為生物的遺傳多樣性,物種多樣性和生態(tài)系統(tǒng)多樣性的基礎(chǔ)。生物多樣性及其所提供的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能對(duì)人類社會(huì)生存和發(fā)展有重要意義,其中農(nóng)業(yè)景觀生物多樣性及生物控制、傳花授粉等重要生態(tài)服務(wù)功能直接關(guān)系到農(nóng)業(yè)生產(chǎn)力及農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展。景觀格局是景觀要素的數(shù)量、大小、類型、形狀及其在空間上的組合形式,它表現(xiàn)在不同的尺度上。景觀格局指數(shù)為高度濃縮的景觀格局信息。陳文波等研究強(qiáng)調(diào)以景觀指數(shù)描述景觀格局及變化并建立格局與景觀過(guò)程之間的聯(lián)系,并針對(duì)景觀格局指數(shù)分類與其相關(guān)性進(jìn)行研究,閔捷等研究分析武漢市土地利用變化并應(yīng)用生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值計(jì)算公式計(jì)算生態(tài)服務(wù)價(jià)值。王重玲等研究運(yùn)用景觀生態(tài)學(xué)理論于寧夏中部選取研究區(qū),針對(duì)干旱區(qū)域的景觀格局動(dòng)態(tài)變化與生態(tài)服務(wù)價(jià)值變化的關(guān)系進(jìn)行分析[8]。由此,對(duì)農(nóng)村地區(qū)景觀格局與生態(tài)服務(wù)價(jià)值的動(dòng)態(tài)變化為近年來(lái)研究的熱點(diǎn),景觀格局動(dòng)態(tài)變化對(duì)研究區(qū)生態(tài)服務(wù)價(jià)值的改變產(chǎn)生重大影響,特別是針對(duì)具有特殊地理氣候特征并與具有國(guó)家級(jí)建設(shè)項(xiàng)目背景的地區(qū)的研究有深遠(yuǎn)意義。四川地域遼闊,地貌復(fù)雜,氣候類型多樣,山地氣候垂直變化明顯,是長(zhǎng)江上游的綠色生態(tài)屏障,擁有各不相同的資源優(yōu)勢(shì)。隨著西部大開(kāi)發(fā)及“長(zhǎng)江中上游防護(hù)林體系”建設(shè)工程與“天然林資源保護(hù)”[10]工程的不斷深入,各地正逐步形成以生態(tài)優(yōu)勢(shì)為特色的地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式。漢源九襄鎮(zhèn)地處四川西南大渡河流域,位于橫斷山脈北段東緣,為青藏高原與四川盆地之間的攀西河谷地帶。由于過(guò)去人類盲目的追求經(jīng)濟(jì)效益導(dǎo)致該地區(qū)生態(tài)環(huán)境逐漸惡化,地區(qū)生物多樣性受到了不同程度的影響,使得區(qū)域原有生態(tài)環(huán)境及帶有地域特色的景觀風(fēng)貌受到嚴(yán)重影響,從而導(dǎo)致其生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值也受到影響。如今,在保護(hù)生態(tài)環(huán)境并實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整及生態(tài)文明建設(shè)背景下,本研究選取雅安市漢源縣九襄鎮(zhèn)“花海果都”建園前(2009年)、建園初期(2012年)以及建設(shè)成熟后(2015年)3個(gè)重要時(shí)期基礎(chǔ)資料進(jìn)行重點(diǎn)研究。以期達(dá)到保護(hù)生態(tài)環(huán)境之目的,同時(shí)又能解決“三農(nóng)”問(wèn)題,旨為生態(tài)文明建設(shè)中具體實(shí)踐與研究提供參考依據(jù)。
1材料和方法
1.1研究區(qū)概況研究區(qū)地理位置介于東經(jīng)29°29′23.03″~29°29′28.55″,北緯102°38′15.89″~102°38′33.75″,東西長(zhǎng)1004.61m,南北長(zhǎng)2000.76m,總面積約200hm2。位于橫斷山脈北段東緣,為青藏高原與四川盆地之間的攀西河谷地帶,屬岷江最大支流大渡河流域。年平均氣溫12℃,無(wú)霜期300d,日照時(shí)數(shù)為1500h,年平均降雨量為745mm,蒸發(fā)量為1300inln,蒸降比達(dá)1.7,降雨時(shí)間80%集中在6-8月,3個(gè)月降雨量占全年降雨總量的65%,全年相對(duì)濕度為69%。氣候干熱特征明顯,垂直變化顯著,冬無(wú)嚴(yán)寒,夏無(wú)酷熱,日照充足,雨量適中,干濕季分明,屬于亞熱帶干旱河谷少雨氣候。土壤pH值總體上呈酸性,介于5.5~7.8之間;土壤石礫含量介于4.3%~65.4%之間,田間持水量整體偏低;土壤有機(jī)質(zhì)、氮素、磷素和速效鉀含量整體水平偏低,而全鉀、中量元素和微量元素的含量較為豐富。研究區(qū)內(nèi)的植物物種及群落組成多為人工林、次生林和灌草混生林分布(見(jiàn)表3)。
1.2研究方法
1.2.1研究區(qū)景觀斑塊生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值估算參照生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能評(píng)估規(guī)范,以及Costanza[14]、謝高地等對(duì)于生態(tài)服務(wù)價(jià)值的相關(guān)研究,并綜合研究區(qū)的實(shí)際情況以及當(dāng)前的研究進(jìn)展,制定出如下服務(wù)類項(xiàng)。
1.2.2研究區(qū)不同景觀類型評(píng)定通過(guò)實(shí)地踏勘、標(biāo)準(zhǔn)樣地的選擇以及對(duì)樹(shù)種各項(xiàng)指標(biāo)(如:斷面積、樹(shù)高、形數(shù)等)的統(tǒng)計(jì)分析,可得出研究區(qū)的斑塊數(shù)、斑塊密度、面積以及林分蓄積量。其中林分蓄積量的計(jì)算參照白云慶、林昌庚、孔雷等。
1.2.3研究區(qū)景觀格局指標(biāo)劃分針對(duì)研究區(qū)的景觀格局特征,按需解譯結(jié)果以及近年實(shí)地踏勘具體情況,并結(jié)合相關(guān)景觀類型劃分依據(jù)[33-39],劃分出如下景觀格局指標(biāo)(見(jiàn)表2)。
2結(jié)果與分析
2.1景觀格局指數(shù)分析通過(guò)實(shí)地調(diào)查結(jié)合Googleearth衛(wèi)片資料,對(duì)研究區(qū)建園前(2009年)、建園初期(2012年)以及建設(shè)成熟后(2015年)3個(gè)重要時(shí)期高清衛(wèi)星影像圖,分辨率為10M。在AutoCAD與PhotoShop軟件支持下,通過(guò)計(jì)算機(jī)自動(dòng)分類與人工分類相結(jié)合,并結(jié)合截取的高清衛(wèi)片相比對(duì),再結(jié)合近年來(lái)研究區(qū)的實(shí)地調(diào)研情況,以及地形圖、植被圖等輔助資料。可得到2009、2012、2015年觀光果園的構(gòu)建過(guò)程及景觀分布格局圖。由此看出在各景觀類型由不同的生物材料組成。耕地主要以蒜薹(Galicbolt)、花椒、水稻(Ory-zaglaberrima)、玉米(Zeamays)等作物為主;天然林以杉(Taxodiaceae)、柏(Platycladusorientalis(L.)Francoptmxjjkmsc)以及櫟(QuercusLinn)為主;人工林有黃果柑(CitrusreticulataBlanco)、蘋果、櫻桃、金花梨、李、枇杷、葡萄等為主的不同植物種群而構(gòu)建的不同的植物群落并形成了各不相同的亞生態(tài)系統(tǒng)和不同的景觀斑塊結(jié)構(gòu)。同時(shí)由表3可得,2009-2012年,2012-2015年期間,研究區(qū)斑塊總數(shù)呈現(xiàn)上升趨勢(shì),分別為91塊和113塊。其中,園地斑塊面積增幅最大,由2009年的25.30hm2增至2015年的123.20hm2其次是道路、林地、水體。2009年,斑塊密度最大的是建筑斑塊,為0.40,其次是林地斑塊>園地斑塊>道路斑塊;而2012年,斑塊密度最大的是林地斑塊,為0.32,其次是建筑斑塊>園地斑塊>道路斑塊;到目前為止,隨著九襄鎮(zhèn)花海果都建設(shè)的逐漸完善,總林木蓄積量也發(fā)生了很大變化,由2009年的4990.4m3增至2015年的11667.20m3。從表4可知,2009-2012年期間,平均斑塊面積和景觀優(yōu)勢(shì)度指數(shù)呈現(xiàn)下降趨勢(shì),分別減少0.09和0.28m2。隨著城鎮(zhèn)化的加速發(fā)展,景觀破碎化指數(shù)、Shannon多樣性指數(shù)、Piolou均勻度指數(shù)逐年增加,其中增幅最大的是Shannon多樣性指數(shù),為0.13,其次分別為Piolou均勻度指數(shù),為0.08,和景觀破碎化指數(shù),為0.05。2012-2015年期間,園區(qū)建設(shè)導(dǎo)致人類活動(dòng)的強(qiáng)烈干擾,園區(qū)平均斑塊面積、Shannnon多樣性指數(shù)、Piolou均勻度指數(shù)都呈現(xiàn)出下降趨勢(shì),其中,降幅最大的是平均斑塊面積,達(dá)0.28m2,其次為Piolou均勻度指數(shù),達(dá)-0.07;Shannon多樣性指數(shù),達(dá)-0.11。但在這個(gè)過(guò)程中景觀破碎化指數(shù)和景觀優(yōu)勢(shì)度指數(shù)增幅較大,分別為0.11和0.12。總之,景區(qū)的景觀異質(zhì)性水平偏低。
2.2生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值分析按表1中相關(guān)估算公式知2009-2012年,2012-2015年期間,研究區(qū)生態(tài)服務(wù)價(jià)值總值呈現(xiàn)明顯上升趨勢(shì),2015年達(dá)到了最大值,達(dá)2617.93萬(wàn)元,比2009年最小值高出了1515.4萬(wàn)元(見(jiàn)表5)。其中,固碳制氧價(jià)值是園區(qū)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值構(gòu)成中貢獻(xiàn)最大的類型,占到全部生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的74.8%以上。對(duì)生態(tài)服務(wù)類型進(jìn)行比對(duì)可知,2009-2012年期間,固碳制氧價(jià)值最大、增長(zhǎng)最快,其余生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能依次為蒸騰降溫價(jià)值>旅游發(fā)展價(jià)值>水土保持價(jià)值>防風(fēng)固沙價(jià)值>涵養(yǎng)水源價(jià)值>減少泥沙淤積價(jià)值>吸收SO2價(jià)值。2012-2015年期間,變化值最大仍為固碳制氧,增長(zhǎng)799.7萬(wàn)元,其次為蒸騰降溫價(jià)值>旅游發(fā)展價(jià)值>防風(fēng)固沙價(jià)值>涵養(yǎng)水源價(jià)值>水土保持價(jià)值>減少泥沙淤積價(jià)值>吸收SO2價(jià)值。另根據(jù)表6數(shù)據(jù)進(jìn)行分析可知,2009-2012年,2012-2015年期間,研究區(qū)經(jīng)濟(jì)林分果樹(shù)面積逐漸增大,至2015年達(dá)到最大,約8.21hm2,且單位面積產(chǎn)量相對(duì)穩(wěn)定。隨著城鎮(zhèn)化的快速發(fā)展,果品均價(jià)也呈逐年遞增趨勢(shì),綜合各項(xiàng)條件可得出研究區(qū)的果樹(shù)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)出值對(duì)比分析,研究區(qū)果樹(shù)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)出呈現(xiàn)大幅度增加狀態(tài),其中2009-2012年增長(zhǎng)565.46萬(wàn)元,2012-2015年增長(zhǎng)2434.24萬(wàn)元。由此可知,把果園作為觀光休閑的場(chǎng)所使農(nóng)業(yè)資源延伸為旅游資源,通過(guò)消費(fèi)者的參與,不僅增加了產(chǎn)品的附加經(jīng)濟(jì)價(jià)值,而且還促進(jìn)第一產(chǎn)業(yè)向第三產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)化。由此可以而看出研究區(qū)正將農(nóng)業(yè)資源和旅游資源有機(jī)整合在一起,使之形成綠色產(chǎn)業(yè)———觀光農(nóng)業(yè)。
3討論與結(jié)論
景觀作為土地及土地上的空間和物質(zhì)所構(gòu)成的綜合體,是復(fù)雜的自然演變過(guò)程和人類活動(dòng)在大地上的烙印。在四川漢源特殊地理位置及獨(dú)特自然資源條件下,恢復(fù)與保護(hù)其生態(tài)環(huán)境是實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的基本前提。農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)中的生物多樣性取決于其某本元素———作物/植物種類的多樣性[42],同時(shí)它又是構(gòu)成自然景觀的景觀要素之一。為此,以不同生物材料在該區(qū)域內(nèi)修復(fù)或建設(shè)多種不同形式的觀光農(nóng)業(yè),不僅可以達(dá)到生態(tài)文明建設(shè)之目的,而且還能充分利用其獨(dú)特的自然資源并豐富生物物種多樣性。從本研究結(jié)果中的2009-2015年的觀光果園的構(gòu)建過(guò)程及景觀格局來(lái)看,漢源縣的花海果都的建設(shè)正是當(dāng)?shù)厝藗優(yōu)閷ふ铱沙掷m(xù)發(fā)展所走向生態(tài)文明的必由之路。生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)是指對(duì)人類生存和生活質(zhì)量有貢獻(xiàn)的生態(tài)產(chǎn)品和服務(wù),這種形式的服務(wù)是不能在市場(chǎng)上買賣的,但具有重要價(jià)值的生態(tài)系統(tǒng)的性能[43]。從本研究還可以看出,無(wú)論是景觀格局變化還是獨(dú)自的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能都能看到生物物種多樣性與其生態(tài)因子組合而賜予人們各種物質(zhì)及精神財(cái)富。因此,在四川的山區(qū)實(shí)施現(xiàn)代農(nóng)業(yè)建設(shè)應(yīng)依托于生態(tài)環(huán)境與生物多樣性構(gòu)成的生態(tài)系統(tǒng)以及帶來(lái)的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)。然而,在一定尺度的空間范圍內(nèi)建設(shè)與建立一個(gè)穩(wěn)定的、健康的和諧的生態(tài)系統(tǒng),除需發(fā)揮各生物物種的特性外,還應(yīng)時(shí)刻不斷加以科學(xué)經(jīng)營(yíng)。特別是在本研究中對(duì)一個(gè)人工復(fù)合林(觀光果園)經(jīng)營(yíng)管理上,應(yīng)注重各生物個(gè)體生長(zhǎng)發(fā)育管理及密度適宜,即充分發(fā)揮自然景觀構(gòu)造的生態(tài)過(guò)程,以適應(yīng)保護(hù)生態(tài)環(huán)境與科學(xué)發(fā)展之需。因此,在傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)向現(xiàn)代農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)型的今天,四川漢源的觀光農(nóng)業(yè)發(fā)展,應(yīng)在國(guó)家大發(fā)展方針指引下走自身特色之路,為國(guó)家長(zhǎng)江上游的生態(tài)安全及當(dāng)?shù)匦罗r(nóng)村建設(shè)做出貢獻(xiàn)。
作者:李函洋 鐘秋 石錦安 余剛平 邵小鵬 孫瑩 孫丹 單位:四川農(nóng)業(yè)大學(xué)風(fēng)景園林學(xué)院 漢源縣人民政府