崔默楠 ,肖 禾 ,張 茜 ,李良濤
(1.河北工程大學(xué)園林與生態(tài)學(xué)院,河北邯鄲056000;2.重慶市地理信息中心,重慶401121;3.中國農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院,北京100012)
當(dāng)前,鄉(xiāng)村衰退是全球共同面臨的挑戰(zhàn)。無論是發(fā)達(dá)國家還是落后地區(qū)城鄉(xiāng)差距正在擴大,鄉(xiāng)村發(fā)展活力逐漸降低[1]。中國始終高度重視、著力解決三農(nóng)問題,自新農(nóng)村建設(shè)提出以來,鄉(xiāng)村建設(shè)內(nèi)容不斷更新,發(fā)展戰(zhàn)略持續(xù)升級。但在當(dāng)前鄉(xiāng)村規(guī)劃建設(shè)過程中,由于缺乏完整的規(guī)劃理論和思路以及過度追求經(jīng)濟效益和視覺效果造成了一系列鄉(xiāng)村景觀均質(zhì)化問題[2-3]。認(rèn)識、繼承、建設(shè)和提升具有鄉(xiāng)土特色的鄉(xiāng)村景觀成為促進“鄉(xiāng)村振興”的重要內(nèi)容之一。
鄉(xiāng)村景觀是具有特定景觀行為、形態(tài)和內(nèi)涵的景觀類型,是鄉(xiāng)村地域范圍內(nèi)不同土地單元鑲嵌而成的聚落景觀、經(jīng)濟景觀、文化景觀和自然環(huán)境景觀復(fù)合體[4]。鑲嵌體的大小、形狀和配置上具有較大的異質(zhì)性,兼具經(jīng)濟價值、社會價值、生態(tài)價值和美學(xué)價值[5]。景觀分類是將某些相對均質(zhì)的鑲嵌體確定為相同的景觀類型,具有顯著異質(zhì)性的部分確定為不同的景觀類型,等級性和異質(zhì)性是進行景觀分類的重要依據(jù)。國外很早就展開了景觀分類的理論與實踐研究,大尺度的景觀分類為國家提供了基礎(chǔ)數(shù)據(jù)[6-8];近年來,學(xué)者通過PPArcGIS、模糊景觀分類、衛(wèi)星圖像數(shù)據(jù)提取景觀異質(zhì)結(jié)構(gòu)等方式進行景觀分類,滿足了不同條件景觀評估需求[9-12]。20世紀(jì)90年代以來,中國學(xué)者對景觀分類與制圖的研究逐步深入,相關(guān)理論研究取得了豐碩成果[13-15],不同的學(xué)者對鄉(xiāng)村景觀分類提出了不同的定義和分類方法[13,16]。景觀生態(tài)學(xué)及3S遙感技術(shù)的不斷發(fā)展為鄉(xiāng)村景觀分類與制圖提供了多樣的指標(biāo)和工具[17-19]。
河北省太行山區(qū)呈狹條狀,地勢西高東低,低山丘陵及山前平原為地貌主體。該區(qū)自然環(huán)境和人文歷史背景獨特,是京津和華北平原地區(qū)的重要生態(tài)屏障,但是由于受自然因素和人為活動影響,植被稀疏,水土流失嚴(yán)重[20],因此,對該區(qū)域鄉(xiāng)村景觀進行規(guī)劃提升是提高其生態(tài)效益的重要手段之一。由于鄉(xiāng)村景觀具有高度異質(zhì)性和復(fù)雜性,因而單一景觀分類結(jié)果難以揭示復(fù)雜的多屬性景觀特征。雖基于小尺度的村級景觀分類研究不斷增加且各具創(chuàng)新[21-23],但針對村級尺度乃至村級以下小尺度的景觀規(guī)劃提升工作的開展,還需要結(jié)合實際區(qū)域情況進行更加細(xì)致直觀的景觀分類,以促進特色景觀特征管護與提升。
借鑒國內(nèi)外學(xué)者豐富的理論與實踐經(jīng)驗,結(jié)合河北省太行山前不同鄉(xiāng)村景觀要素特征,采用不同類型鄉(xiāng)村景觀要素功能結(jié)構(gòu)與社會、自然屬性相結(jié)合的分類方法,即相同景觀要素須具有相同的主導(dǎo)功能和形態(tài)特征[17],篩選部分自然、社會屬性作為指標(biāo),如不同土地利用類型、植被、高程、坡度等作為劃分鄉(xiāng)村景觀亞類與景觀單元的依據(jù),最終采取景觀類、景觀亞類和景觀單元3級鄉(xiāng)村景觀分類體系。
土地利用分類是區(qū)分土地利用空間地域組成單元的過程,是人類根據(jù)其生活和社會發(fā)展需要,依據(jù)土地特點進行開發(fā)、利用和改造的社會經(jīng)濟行為,反映了不同類型土地的利用形式和功能。以《土地利用現(xiàn)狀分類》(GB/T21010-2017)(下文簡稱為“國標(biāo)分類系統(tǒng)”)分類系統(tǒng)為依據(jù),參考研究區(qū)土地利用分類現(xiàn)狀圖,以遙感影像圖為調(diào)研底圖經(jīng)實地走訪調(diào)查,在不違背土地利用分類原則的前提下增減發(fā)生變更的土地利用類型以確定最終的景觀類分類結(jié)果。結(jié)合實際情況發(fā)生變動的一級分類如表1所示:設(shè)施農(nóng)業(yè)均建于耕地上,把設(shè)施農(nóng)業(yè)歸為耕地類下;取消了園地,包括被圍擋的場地內(nèi)的樹木,所有生長喬木、灌木的土地統(tǒng)稱為林地;將商服用地、工礦倉儲用地、住宅用地、公共管理與公共服務(wù)用地統(tǒng)一劃分為建設(shè)用地;由于研究區(qū)地處太行山丘陵與平原過渡區(qū),土地形變化豐富,存在許多覆蓋著鄉(xiāng)土植被的田坎,因此在“其他用地”類型中提取出“田坎”作為單獨景觀類類型;同時,為識別出當(dāng)?shù)夭煌谒幍莫毺鼐坝^要素,結(jié)合研究區(qū)實際情況并查閱相關(guān)歷史資料和文獻(xiàn)增加了“干涸河道”景觀類類型。第一階段實地調(diào)研后修正景觀類邊界得到最終的景觀類分類圖,各景觀類內(nèi)涵及范疇界定見表1。
表1 鄉(xiāng)村景觀類的界定
景觀要素屬性特征反映了隨時間發(fā)展人與景觀要素間的關(guān)系狀況,包括自然屬性和社會屬性。自然屬性指景觀要素本身固有的內(nèi)在屬性,如土地的土壤類型、植被的形態(tài)結(jié)構(gòu)等自然特征。不同形式的景觀要素是人類有目的、創(chuàng)造性地改造活動的結(jié)果,通過人類的社會經(jīng)濟活動賦予其不同于純自然系統(tǒng)的新特性——社會屬性,同時其開發(fā)利用受自然規(guī)律和社會規(guī)律的制約[24]。
本研究采用的鄉(xiāng)村景觀多等級分類方法以國標(biāo)土地利用分類為參考,經(jīng)過實地調(diào)研、半結(jié)構(gòu)式訪談等形式獲得不同景觀要素詳細(xì)的自然屬性和社會屬性,將景觀類結(jié)合相應(yīng)屬性信息劃分出景觀亞類。經(jīng)實地調(diào)查,景觀亞類類型變動如下:土地利用方式下的果園、有林地、灌木林地和其他林地可按其不同功能劃分為經(jīng)濟林、防護林和天然林,再根據(jù)其種類、郁閉度、覆蓋度等自然屬性確定疏密度;耕地亞類按其作物類型、有無灌溉設(shè)施進一步確定亞類類型;按利用狀態(tài)劃分工廠、采礦、田坎、干涸河道、水域等景觀類的亞類類型。
地形對山地丘陵區(qū)土地利用類型的結(jié)構(gòu)和空間分布起著重要的影響作用,主要影響因子包括高程和坡度[25]。利用ArcGIS建模將高程和坡度轉(zhuǎn)換成地形位指數(shù),再疊加景觀亞類劃分景觀單元。地形位指數(shù)能夠綜合反映一個地區(qū)地貌條件的地形特點和景觀組成的空間差異,地形位指數(shù)計算公式[26]如下:
根據(jù) :α= ?/tan β
式中:α表示地形位指數(shù);?表示單位匯水面積;β表示某位置坡度;Flow acc表示匯流積累量;Flow width表示流向?qū)挾?;S表示柵格面積。區(qū)域任意點高程越高,坡度越大其地形位指數(shù)越大;反之越小。
采用上述分類方法得到的三級分類系統(tǒng),以“國標(biāo)分類系統(tǒng)”為基礎(chǔ)并與前人研究相銜接,不同之處在于:首先,把景觀要素與其自然、社會屬性相結(jié)合,便于得到分析不同景觀要素經(jīng)濟、生態(tài)、文化等價值的基礎(chǔ)數(shù)據(jù);其次,林地類型包含了研究區(qū)內(nèi)所有生長林木的土地,有利于提取潛在的生態(tài)用地并進一步評估植被的生態(tài)功能;最后,在景觀類中去掉了園地景觀,增加了當(dāng)?shù)鬲毺氐奶锟病⒏珊院拥谰坝^作為獨立的景觀類類型,得到最終的鄉(xiāng)村景觀三級分類體系(表2)。
表2 多級景觀分類名稱及代碼
2.1.1 研究區(qū)概況 本研究區(qū)域范圍為河北省邯鄲市三陵鄉(xiāng)西部3個村落,從東到西依次為工程村、郭窯及陳窯,界于 E114°19'47″~114°21'22″和N36°43'25″~40°40'05″之間,總面積約 1 495.78 hm2。地勢西高東低,西部低山系太行山余脈,中部多為丘陵和坎地,東部地勢平坦,其間分布著歷經(jīng)千百年的干涸河道,氣候適宜屬暖溫帶大陸性氣候,是太行山前丘陵至平原過渡區(qū)的典型代表區(qū)域。主要農(nóng)作物有小麥、玉米、谷子及豆類;鄉(xiāng)土樹種有槐、榆、泡桐、構(gòu)樹以及野酸棗、荊條、茵陳蒿、禿瘡花等灌草植被,經(jīng)濟樹種以核桃、杜仲、蘋果、桃為主。
三村由一條旅游路串聯(lián)發(fā)展與紫山風(fēng)景區(qū)構(gòu)成邯鄲西部重要生態(tài)屏障,陳窯依紫山而建,村落及耕地分布在丘陵地上;郭窯位于三村中間,面積最小,地勢由丘陵向平原過渡,耕地以旱地為主;工程村地勢平坦,水澆地為主且分布集中,悠久的歷史積淀保留下了豐富獨特的自然景觀及人文景觀[27-28]。
2.1.2 數(shù)據(jù)來源 本研究所用數(shù)據(jù)具體如下:(1)2017—2018年野外實地調(diào)查數(shù)據(jù);(2)2011年三陵鄉(xiāng)土地利用現(xiàn)狀圖(1∶15 000)、行政區(qū)劃圖;(3)91位圖高分辨率全色遙感數(shù)據(jù)(成像于2017年9月;分辨率0.48 m);(4)通過DEM數(shù)據(jù)高程模型(分辨率10 m)生成坡度、坡向地形圖。
2.2.1 景觀類 參考土地利用分類現(xiàn)狀圖(圖1)對底圖作目視解譯,通過ArcGIS在室內(nèi)進行初步景觀類分類,根據(jù)初步室外調(diào)查得到目視解譯不確定的景觀類型斑塊并對發(fā)生改變的景觀類邊界做調(diào)整。制圖時根據(jù)實地調(diào)研情況對不同景觀類進行調(diào)整,去掉村級尺度不存在的土地利用類型,增加土地利用尺度不存在的鄉(xiāng)村景觀類。修改結(jié)果不能違背景觀分類系統(tǒng)的主要原則,經(jīng)實地調(diào)研修正邊界得到最終景觀類9類,分類圖如圖2所示。
圖1 土地利用現(xiàn)狀圖
圖2 鄉(xiāng)村景觀類分類圖
2.2.2 景觀亞類 通過實地調(diào)查,參考圖文資料制定屬性表,具體內(nèi)容如表3和表4所示,經(jīng)第二階段室外調(diào)查及時劃分景觀亞類并通過ArcGIS編輯相應(yīng)亞類的屬性表。
經(jīng)調(diào)查發(fā)現(xiàn)設(shè)施農(nóng)業(yè)均為養(yǎng)殖,不存在設(shè)施種植類型;林地的劃分為使用者能更直觀地看到不同功能形態(tài)植被的分布情況;為提供更多有利于提升鄉(xiāng)村景觀生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的數(shù)據(jù),坎地按不同的植被覆蓋情況進行劃分,干涸河道進行利用與未利用的詳細(xì)劃分。綜合以上敘述,最終得到景觀亞類分類圖,如圖3所示。
2.2.3 景觀單元 根據(jù)1.3節(jié)所述景觀單元分類方法計算地形位指數(shù),參考文獻(xiàn)[16]和[21]并考慮地貌特征對農(nóng)業(yè)利用的限制作用對其分界值做重新劃分,得到較低地形位、低地形位、中地形位、較高地形位和高地形位五類(表5)。
景觀亞類與5類地貌類型疊加得到景觀單元,參照表3為各景觀單元類型命名,理論上應(yīng)得到155個(29×5)景觀單元。由于景觀亞類的劃分較細(xì),為得到更具應(yīng)用價值的景觀單元分類圖,制圖時需對155個景觀單元進行處理:首先去掉地貌類型上不存在相應(yīng)景觀亞類的景觀單元,如高地形位分類不存在耕地、建設(shè)用地等類型。其次合并面積在5 hm2的景觀單元,合并原則:(1)被合并的景觀單元位于同一地形位內(nèi)且屬于同一亞類類型;(2)小面積斑塊向大面積斑塊合并。如:較低地形位內(nèi)斑塊面積小且分散的設(shè)施養(yǎng)殖被合并到旱地糧食作物類型下,人工草地合并到天然草地類型下,裸土坎地被合并到覆植被田坎類型下。經(jīng)過以上合并方法和原則最終獲景觀單元50類,分類結(jié)果如圖4所示。
表3 鄉(xiāng)村景觀要素自然屬性記錄內(nèi)容表
表4 鄉(xiāng)村景觀要素社會屬性記錄內(nèi)容表
表5 研究區(qū)地貌類型分類
圖3 景觀亞類分類
本研究對國內(nèi)外景觀分類研究進展進行了梳理,總結(jié)了國內(nèi)學(xué)者對鄉(xiāng)村景觀概念的界定。在借鑒國內(nèi)外景觀分類理論和方法的基礎(chǔ)上,以村級為尺度,篩選景觀要素自然、社會屬性指標(biāo),建立了適用于太行山前丘陵至平原過渡區(qū)的多等級鄉(xiāng)村景觀分類系統(tǒng),并應(yīng)用于邯鄲市三陵鄉(xiāng)3個村落,最終得到9大景觀類,29個景觀亞類,50個景觀單元3級鄉(xiāng)村景觀分類結(jié)果。
圖4 景觀單元分類
通過劃分景觀類得到不同的景觀亞類并疊加地形因子進行景觀單元劃分,以獲得多等級景觀分類圖,準(zhǔn)確細(xì)致的表達(dá)出研究區(qū)鄉(xiāng)村景觀組成空間分布情況及各級景觀間不同隸屬關(guān)系進而為之后的景觀規(guī)劃提升工作提供依據(jù)。如平整且集約化的耕地多分布在地形位較低的位置,破碎化程度較高的耕地多以耐旱農(nóng)作物為主;防護林管護良好但類型單一,主要分布在地形位較高的紫山及村級主路兩側(cè),經(jīng)濟林多屬于退耕還林;坎地多覆禿瘡花、葎草、鵝絨藤等草本與荊條構(gòu)成獨具特色的植物籬;干涸河道植被多以酸棗、荊條、蒿類為主,冬季呈灰綠色,夏季綠色為主色調(diào);土建筑保護較差且基本被現(xiàn)代形式建筑代替。
由于中國幅員遼闊,自然地理條件多樣,各地鄉(xiāng)村景觀特征也各有不同。因此,鄉(xiāng)村景觀的劃分方法應(yīng)該充分結(jié)合當(dāng)?shù)貙嶋H情況,因地而異多方面選取分類指標(biāo),建立切實可行的分類體系。中國景觀分類多基于土地利用情況與相關(guān)指標(biāo)的疊加[20-21],或考慮人為影響因素[13,29]及景觀功能形態(tài)方面進行分類[22,30]。研究區(qū)域作為太行山前丘陵至平原過渡區(qū)鄉(xiāng)村景觀的典型代表,在景觀分類時有針對性的篩選不同景觀要素的自然、社會屬性作為指標(biāo)進行疊加分析,結(jié)合制圖得到滿足鄉(xiāng)村景觀特征評價、規(guī)劃和提升工作需要的多等級鄉(xiāng)村景觀分類系統(tǒng),同時為太行山前丘陵至平原過渡區(qū)其他相似村落鄉(xiāng)村景觀分類提供參考。但是該分類系統(tǒng)比較精細(xì),與地貌類型等有關(guān)指標(biāo)進行疊加時,需要經(jīng)二次整合處理。如何建立一套更加全面系統(tǒng)的鄉(xiāng)村景觀分類方法,進而更好地認(rèn)識鄉(xiāng)村景觀的生態(tài)格局、結(jié)構(gòu)和功能還需針對不同區(qū)域及關(guān)注側(cè)重點開展案例研究。