农田景观格局演变规律分析

农田景观格局演变规律分析农田景观格局是人类及其环境空间分布差异的表现，是由人为干扰形成的，规模、形状、结构和质地各异，排列不同的农田景观要素共同作用的表现，是各种复杂的自然和社会条件相互作用的结果。

同时，农田景观格局也制约和影响着各种生态过程。

农田斑块的大小、形状和廊道的构成将影响到农田内农作物和其他物种的丰度、分布、生产力及抗干扰能力。

农田景观格局是包括干扰在内的一切生态过程作用于农田景观的结果。

在不同时间和空间尺度上，不同农田生态学过程的作用结果也不同。

因此，理解与把握农田景观格局演变的生态学规律和研究农田景规格局与生态过程之间相互关系对重建农田景观格局、预测农田景观发展趋势和农田景观管理有重要意义。

1 农田景观演变过程农业是人类社会最基本的物质生产部门，种植业生产的场地是农田，人类通过社会劳动，对原有自然生态系统演变过程及其所处的环境条件进行干预，从而获得适合农作物生长的耕地。

作为农作物生产的农田还要有人类生产劳动对其景观过程的干预，这种干预必须符合农作物生长发育的自然规律，又符合社会经济发展的客观规律。

这种干预的有效性，一方面取决于人类对自然界景观演变规律的认识程度和干预手段的先进程度；另一方面又必然受社会经济条件的制约，这样就构成了农田景观过程的二重性。

受农田景观过程二重性影响，农田生产规模随社会经济的发展而不断扩大，人类对农田景观过程的干预能力，是随科学技术的进步而不断提高。

农田景观格局演变集中体现了农田景观过程二重性的特点，在农田建设的初级阶段，农田景观格局明显表现出对自然环境的适应性特征，随着人们生产技术的进步，农田景观格局更多的体现在人与自然的和谐。

在这样的过程下，农田景观格局大致经历了短期或定期零星农田、长期集中连片农田和配套集约化农田的发展历程。

1.1 短期或定期零星农田景观格局的形成与发展Forman在系统总结景观与区域生态学的一般原理中指出，景观的动态变化可以作为解释地球表面动态变化的一种途径，可以从景观的穿孔、分割、破碎化、收缩、消失等方面描述景观的动态变化类型。

农田景观的形成过程中原始本底的消失正是与Forman的描述相同。

反之农田景观的形成过程则表现为楔入、扩大、连片、本底化等动态变化类型。

农田是农作物生长的立足之本，不同的种植方式必然造成不一样的农田景观，于是农田景观格局与作物种植制度自然地连在一起。

《尔雅·释地》有“田，一岁曰菑，二岁曰新田，三岁曰畲”，揭示了新垦农田景观演变和熟化的过程，即“菑”是生满杂草的“不耕地”；“新”是已经撂荒二年，正在复壮的土地；“畲”是经过撂荒、复壮，准备耕垦的土地。

西汉中期为了便于地力的恢复，代田制一改原来的漫撤制，在农田中起垄作圳。

庄稼种在垄下的沟即圳中，第二年垄圳互易，地力得到局部的休整[1]，形成新的种植方式和农田景观。

在实际垦荒过程中规律是相同的，经过除草及杂物—翻土压草—晒土—新田—部分种植—熟田—全部种植过程，将其他自然斑块改造成为人工景观的农田，出现撂荒也是人口稀少的关系。

1855年以前的黄河在北到海河、南抵淮河之间的广大华北平原上迁徙、漫流，而华北大平原又是由黄河、海河和淮河合力冲积而成的。

大量资料表明，第四纪以来，华北平原的沉积速度愈来愈快。

根据张天曾的资料推算[2]，华北平原的沉积速率在更新世时为0.15mm/a，全新世时3.03mm/a，近代大致为3.70mm/a，经过长期的沉积，经历滩涂—湿地—苇地—草甸沼泽，形成早期的华北沿海平原。

随着人口的迁移、定居和围垦，则出现了较早的短期或定期零星农田景观，没有配套的田间设施，完全靠天吃饭，农作物产量非常低，而且不稳定。

1.2 长期集中连片农田景观格局的形成与发展随着人口的不断增多，人类生产技术的进步，对自然景观农田化的改造进一步扩大，零散的农田不利于抵御动植物的侵袭和自然灾害的破坏，也不利于农田设施配套和管理，需要对农田进行集中连片，由星点式或斑块式开发转为大规模连片开发，构造更大尺度的农田斑块或本底。

从我国农业发展史看，开荒垦殖，扩大耕地面积一直是社会发展的重要构成，特别是1949年以后更进一步促进农田的集中连片。

1955年开展蓬勃迅速的合作化运动，并出台了《1956—1967年全国农业发展纲要（草案）》，把“开垦荒地，扩大耕地面积“作为重要目标之一[3]。

开垦荒地主要是通过移民和组织农业生产合作社、建立新的国营农场和扩大现有农业社的耕地面积来实现，消除农田的插入、过远、楔入、插花等现象，尽量做到农田集中连片和外形整齐，这对于促进农田集中化和规模化具有重要的作用。

在开展农业合作社前，农民的私有农田一般面积较小，并且常由一些分布零散的若干小田块和窄条地组成，为了适应生产的要求，必须将农田合并起来。

因此，在全国大部分地区开展了“方田”、“条田”规划和工程实施，对农田进行集中化和规则化，改良土壤，配套建设田间道路、防护林、沟渠等，为集约化农田景观格局的形成奠定了初步基础。

1.3 配套集约化农田景观格局的形成与发展21世纪上半叶，是我国现代化建设的关键时期，也是人口增长的高峰期，为保障社会的可持续发展，在全国开展了农田整理以及中低产田改造工作。

农田整理是指归并畸零不整的农田、沟渠和田间道路。

根据土地资源详查，全国田坎面积0.12×109hm2，沟渠0.05×109hm2，分别超过集约化水平中等国家的1-2倍。

据典型调查，通过对地块、沟渠的平整、归并，可增加耕地面积5%-10%左右。

各地实践表明，农田整理不仅能增加有效耕地面积，改善农业生产条件，还能提高耕地质量，降低生产成本[4]。

整理后的农田全部成为地块平整、沟渠配套的配套集约化农田景观。

在经济发达的地区，灌渠已由土质结构改为PVC管材或防渗渠、地下暗管、喷灌、微灌等节水设施，农田景观更加集约化，农田设施高标准配套，农田景观的生产功能得到有效保障。

1.4 未来“天地人和”的绿色休闲农田景观格局发展趋势农业中的人与大自然的关系具体表现为人、天、地、稼的关系，天人关系为中心的可持续农业，使中华文明古国长达数千年而不衰。

未来随着科学技术的发展，农田生产力将有更高的上升空间，而且农田的替代基质也会不断增多，扩大新的食品来源，农田的历史任务有所改变，保护环境和提供休闲服务的功能将相对提高。

因此，未来农田景观的格局将随之变化，农田斑块的基质得到进一步改良，并以增施有机肥料和农作物品种改良作为增产的主要保障，以多样化的种植方式和廊道结构生物防治病虫害，秀丽的农田风光给人陶醉，达成人与自然、人与田园的“天地合一”。

当前出现的观光农业的景观，可谓是未来农田景观之早期雏形的体现。

2 现代农田景观演变的过程我国农业发展历史悠久，经历了原始农业、传统农业、石油农业。

目前，我国农业吸取“石油农业”的教训，正向知识高度密集型现代农业发展，相继出现了“有机农业”、“生态农业”、“持续农业”和“精准农业”等替代型现代农业。

同时，与之发展相配套的农田景观也悄然向现代农田景观方向演变。

2.1 现代农田景观格局的形成与发展现代农业虽是初见端倪，但已展示其鲜明特征和绚丽前景。

现代农业是以生物技术和信息技术为先导的，现代技术高度密集的科技型产业；是面向全球经济和农工贸一体化经营的现代企业；是正在拓展中的多元化和综合性的新型产业；是资源节约和可持续发展的绿色产业；是以生物为中心的一种优化的生物—技术—经济—社会复合人工生态系统[5]。

农田是农业耕作的场所，现代农业生产的重要特点是“精准”生产，精准农业是现代农业的发展方向[6]。

“精准农业”按照田间每一个操作田块的具体条件，精细准确地调整各项土壤和作物管理措施，最大限度地优化使用各种农业投入，以获取最高产量和最大经济效益，保护农业生态环境，保护土地等农业自然资源的效果，农业可持续地发展下去[7]。

精准农业表现出良种选育精准化、模式栽培精准化、平衡施肥精准化、农业灌溉精准化、病虫害防治精准化和作物收获精准化等特点。

农田景观则属于经营景观中的人工经营景观，景观构图的几何化与物种的单纯化是其显著特征。

随着传统农业向现代农业的演进，原有分散和形状不规则的耕作斑块向着线形和规则多边形的方向演变，斑块的大小、密度和均匀性都会发生变化[8]，特别是精准农业的发展，要求农田进一步集约化、田面平整化、田块规则化和设施配套化与智能化。

2.2 现代农田景观格局现代农业发展方向的精准农业要求农业集约化，可能导致原动植物生境破碎化、田块扩大、植被类型减少和农田景观中动植物多样性亟剧变化，而这些变化又可能通过削弱生态系统天敌与害虫间自调节功能，降低农业可持续性[9]。

在现代农业景观中，农田景观格局仍然是控制农作物和其他物种时空分布和生态学过程重要的因素，其景观格局变化受自然环境、农作系统、农业耕作活动、社会经济等因素的综合影响，而景观格局的变化又能反映社会的发展和科学技术的进步。

现代农业景观格局主要表现出以下特征：（1）农田斑块内部均质性增强，生物多样性显著降低，田面平坦，形状规则精准农业的实施重要条件是作业对象的标准化，在作物品种选择、品种布局、栽培方式、栽植密度等环节上，要求同一作业农田斑块的农作物的一致性和田面平整，清除田块内残留的其他斑块和障碍物，田块规则化，利于机具的生产作业。

这些要求已经在机械化作业实施中得到体现和证明，机械化使农业景观趋于一致或相似[10]。

在育种环节上，要求农作物品质适合精准农业的管理要求，进行工厂化精准育种，标准化播种、田间管理、收获和加工等，使农作物田间生长形态均质和分布密度一致。

另外，在田间管理环节上，为实现平衡施肥精准化、灌溉精准化、病虫害防治精准化和作物收获精准化等作业的高精度要求，需要对现有农田基质条件不断改造，使农田斑块基质达到均质。

（2）农田廊道结构简单化，各种生态流稳定、畅通随着现代农业的发展，农田中小的或零星的斑块（如林地、防护林、沟渠、草地等）大量地从现代农业景观中消失。

伴随着农业机械化的增加，田块边缘带急剧减少，如防护林和沟渠密度在减少（如图1）[11]。

农业生产方式的变化必然促进农田景观格局的演变，其中变化最大的算是廊道结构。

按照精准农业生产要求，仅灌溉精准化一方面就需要积极发展节水灌溉，对原有灌溉系统提出挑战，固定的明渠将消失，被地下暗管、喷灌、滴灌、微灌等节水设施取代。

从适合精准农业作业角度出发，部分为小农具和人畜服务的田间道路会被整理为农田，部分田间道路将拓宽改造适宜大型农机具作业，由较宽廊道围成的农田斑块规模扩大，各种生态流更加稳定和畅通。

3 农田景观演变影响驱动力分析农田景观演变的驱动力是指导致农田景观格局发生变化的各种因素，驱动力对农田景观演变的作用方式多种多样，既有正向的促进作用，也有逆向的阻碍作用。