农业景观中植物篱的建设与管理

李良涛，刘文平，肖 禾，刘云慧，宇振荣

(中国农业大学资源与环境学院，北京100193)

农业长期的集约化生产和规模化经营致使农业景观环境趋于恶化，不仅造成生物多样性降低、生态平衡严重失调，而且也使传统的乡村景观受损，因此人们越来越注重运用景观生态途径来营建可持续发展的农业景观［1］。诸多研究表明，农田边界上的植物篱不仅有利于水土保持，而且是众多乡土物种的栖息地，能有效提高生物多样性，增强景观连通性，是恢复农业生态系统弹性的重要工具，而且兼具生态、美学和社会经济价值［2－4］。在欧美的许多国家，植物篱作为普遍而又重要的农业景观要素一直被广为关注，尤其在生物多样性、景观生态规划和土地综合整治［5－7］等方面开展了大量的研究和实践，为建设和维护乡村优美环境、发挥农业景观多功能作用起到了积极的推动作用，农田景观中纵横交错的植物篱网络已成为很多地方珍贵的乡土景观遗产和重要的生态基础设施，为农业生态系统的健康发展和土地的可持续利用奠定了良好基础。相比之下，国内对植物篱的研究和应用还处于起步阶段，多基于20 世纪90年代初引入的植物篱间作模式，侧重于小流域综合治理和水土保持，尽管进行了适应性改造，但试验以坡耕地为主，且近90%的研究集中在四川、湖北、贵州地区和北方黄土丘陵区［8－10］，没有充分利用多种模式发挥其应有的价值。

随着地方农业生态规划和土地整理生态工程的不断推进，在新时期如何结合国家需求，从多功能角度进一步推广利用植物篱，因地制宜地开展不同地区、多种类型的植物篱模式及植物篱网络建设，以营建集生产、生态、景观于一体的农业景观成为一个新的研究课题。本文通过对农业景观中植物篱概念的回顾，基于国内外研究和实践，总结了植物篱的组成、类型和主要功能，并探讨了植物篱及其网络的营建方法、步骤及管理维护中的注意事项，以期对区域景观生态建设中更好地利用植物篱，发挥其在农业景观中的多功能作用有所启示。

1 植物篱的概念

植物篱(hedgerows)，作为一种人为管理的、由乔木或灌木构成的长条状的植被带，在世界范围内广为分布［11］。Forman和Baudry 指出，植物篱起源于农业，具有悠久的应用历史，并随着农业的发展而不断变化［4］。对于植物篱的概念，目前还没有形成一个统一的定义。在学术研究上，由于人们研究的重点不同，对植物篱定义也不一致。农学上应用植物篱已有几个世纪，生态学家和地理学家对植物篱的研究约有百年历史［11］。人们对植物篱的研究前期，侧重边界防护、木材生产和食物生产等功能;后期，在水土保持和生物多样性研究的基础上，人们对植物篱的研究开始转向生态和文化方面，特别是景观生态学的发展为植物篱的研究提供了新的视角和框架［4］。尽管人们还存在认识上的偏差，但植物篱的三个鲜明特征已得到普遍认同:①由乔木和(或)灌木构成;②成行即线性特征;③人为管理。比较发现，Forman 和Baudry 的定义较为常用，即植物篱是分布在农田或草地周边，由乔木或灌木组成的人为管理的植被条带，是农田或草地生态系统的有机组分［4］。植物篱概念的回顾，对于植物篱多种模式的推广应用具有一定的指导意义。

此外，植物篱也有其他相近的称谓，但之间又有所区别。与之最接近的术语是活篱笆(live fences)，有学者把它视为等同概念，也有人认为，活篱笆是由等高或限定密度的条带植物栽植而成［2，4］。绿篱(hedge)这个称谓，狭义上通常指由种植并管理的灌木或小乔木组成的低密度植被带;护篱(fencerow)，一般指篱笆墙，是具有防护或隔离功能的植物篱;而防护林(shelterbelt)，常指由两行以上的乔木组成的种植林带。很多纵横交错的植物篱形成植物篱网络(hedgerow networks)，在法国常被称作田篱景观(bocage)，而在美国有时直接用bocage 来指植物篱(hedgerows)。

2 农业景观中植物篱的组成、类型和功能

2．1 农业景观中植物篱的组成、类型

就组成种类而言，多数植物篱是由1～2 种主要乔木或灌木始建的，究竟哪些植物适用于建植物篱，从国外的调查研究来看，组成种类是不受限制的，实际物种组成和丰度与植物篱来源类型、管理强度和组成结构等都有直接的关系［4］。此外，具有较高株高、茎硬质的草本植物也被应用在植物篱建设中［12］。而植物篱本身能维持生物多样性的能力要取决于植物篱组成结构、比邻地块类型、生长阶段、景观类型等多种因素的综合影响［13－16］。因此，在筛选植物篱物种时，应充分考虑营建目的及各种因素的影响，这是植物篱营建成功的前提。

植物篱的类型很多［2－4］，可以依据来源、组成、管理方式和修剪形状分类(见表1)，此外还有根据立地条件、生境等分类的，这些分类都是基于植物篱自身的自然属性而言的;社会属性则包括人为赋予植物篱的权属和功用。具体应用哪种类型，取决于对植物篱的功能定位、种植者态度、实际的生态环境条件和对成本、效益的考量。其中自生植物篱是通过风能和动物传播种子的［4］，与栽植的植物相比，生态适应能力较强，物种组成比较复杂，且外来物种少。植物篱组成布局主要指平面结构，而修剪类型侧重于立体结构，植物篱的管理方式体现了人为干扰的力度。明确植物篱的功能类型和权属管理情况，对于政府相关部门或技术部门组织开展技术指导，根据情况采取不同的支持与服务措施具有直接的参考意义。国外植物篱的应用类型和模式很多，而国内推广的模式相对单一，植物篱在我国的推广还有广阔的发展空间。

表1 植物篱分类

2．2 农业景观中植物篱的功能

植物篱不仅在水土保持方面具有重要的功能，而且在生产、生态、文化和区域景观特征的形成等方面都具有重要的功能。

农业景观中的植物篱具有重要的生产功能。植物篱在人们的生产、生活中具有重要的屏障和防护功能，可使财产、农牧生产免受侵扰［17］，这也是植物篱在发展早期的主要应用形式。在实际生产中，植物篱利用形式多种多样，如利用植物篱开展农林复合经营［18］，进行果树种植、木材生产，发展蚕桑，生产烤烟，饲养牲畜，提供樵柴和沼气原料等，给人们带来多种经济效益。

植物篱在改善农业生产环境方面意义重大。利用植物篱可以产生“篱效应”，能有效降低风速、减小风害、改善农田小气候和土壤物理性质［4］，从而有效防止土壤侵蚀和水土流失，对比邻的农田也能起到促产稳产的功效。

植物篱及其网络对于农业景观具有特殊的生态意义。不同学者分别就植物［4］、鸟类［2］、甲虫［19］、蜜蜂［20］、蜘蛛［21］及害虫天敌、哺乳动物［13］等在农田边界植物篱中的分布展开了大量调查研究，众多结果表明，植物篱及其网络作为临时或长期的栖息地和活动场所，能保持农业景观中较高的生物多样性，是地方乡土植物、珍稀物种和害虫天敌重要的资源库，这对于农业集约化生产背景下的物种多样性维护意义尤其重大;同时，因动物栖息、活动带去的种子，也会促进植物多样性的增加［22］;而且，研究发现，植物篱对应对气候变化背景下的生物多样性保护作用越来越重要［23］。植物篱及其网络是动物在分散的林地斑块间重要的迁移廊道，具有“踏脚石”作用，使动物能获取更多的资源和活动空间;植物篱网络的构建增加了农业景观的连通性，促进分散的斑块间的物质和能量流动，这对于增加农业生态系统弹性和稳定性具有关键作用［2，19，24］;而且植物篱网络在减少风沙、减轻面源污染、抗洪以及提升农业景观美学质量等方面具有重要功能［4，11］，这对于农业景观政策制定、土地可持续利用、促进休闲观光农业发展都具有重要意义。

总之，植物篱是一项兼生产功能、生活功能、生态功能、文化景观功能于一体的优良技术，因地制宜地开展多种模式的植物篱建设，对于区域景观生态规划和社会经济发展都具有重要的应用价值。

3 植物篱营建和管理

根据国内外植物篱营建和管理的既有经验，结合课题组在我国北方平原地区的田野调查和集成示范，对其总结如下。

(1)明确定位。即明确建设植物篱的主要功能定位，如提升景观质量，减少水土流失，植物篱间作，提供绿肥，提供饲料，为野生陆生动物提供食物、栖息地或通道，作围墙栅栏，防治风沙等。至少具有上述功能之一，明确建设方向。

(2)选择种植物种。选择适宜的物种需要慎重考虑，因为这在很大程度上决定着植物篱模式应用的效果。作为植物篱种植物种的特征包括:适应性好、生长快、耐刈割和具有多种功用，而且要用地方乡土植物。在推广应用中，要注重选择适合于农村实际的投入低、易操作、功效长的植物，对于一些特殊地区，要具有针对性，如盐渍化区要选择具抗盐性的植物，而在一些山地丘陵地区就要选取耐干旱、耐贫瘠的物种;此外，也有些植物在生长过程中会逸散大量的种子，对邻近的农作物生长造成影响，要避免应用该类植物。国内常用的植物篱物种有新银合欢、黄荆、马桑、紫穗槐、山毛豆、柠条、沙棘、山蚂蝗、木蓝、合欢、田菁、柑橘、杏树、海棠、槐、榆、石榴等。在实际应用中需要根据不同地区海拔、土壤和气候等因素结合功能定位加以考虑，确定植物篱种植物种。

(3)场地准备。整地可采用带状整地和穴状整地，带状整地宽度多在30 cm 以上，根据实际地形可以适当进行调节，带长不宜过长，每隔一定距离保留1．0 m 左右的自然植被;如果是坡地则要沿等高线种植，以防水土流失。在种植之前，地面杂草不能对种植构成影响，否则要用机械或化学除草剂进行处理。种植坑的大小要能满足扎根需要，不妨碍根系生长，一般要比幼苗根深3～5 cm。

(4)种植。根据具体情况选择种植模式，但在大面积推广之前，需要开展模式试验，证明可行后再做推广。一般种植密度:草本株距5～l0 cm、行距20～60 cm;乔木间距3．5 m 左右;灌木1．5～2 m。植物篱最小宽度为1．5 m，最大宽度为9 m。种植时避开强风、干热和冰冻天气;在从苗圃到栽植现场的运输过程中要注意保护苗木，并且间隔时间不宜过长;栽植时根系应自然向下，避免成“U”形或打卷;植株定植后，要踩实种植坑的土，避免造成根系登空现象;也要注意灌溉设施的配套，满足灌溉需要。

(5)修剪。不同的物种组成和功用、管理者对于修剪方式和形状的偏好不同，导致植物篱的修剪方式和修剪频率各异。植物篱的修剪方式分轻剪、重剪、刈割和混合管理，修剪时需要考虑植物篱与周边农田的关系，以及修剪对植物篱植物的影响。进行适时修剪，控制植物篱适当的生长高度，能避免植物篱与周边农作物争光、争水、争肥，还能增加土壤水分、提高土壤养分含量。修剪周期的确定需要考虑不同植物的生长特点及功能需求。

(6)植物篱维护与管理。在植物篱的日后维护中，需要经常检查，以保证其健康生长。在植物篱定植后的前三年，每年要对死株进行补植，如发现植物篱密度过低或损伤严重则需要补栽，补种植株需与原来栽植的是同一种;为避免其他物种竞争影响幼苗生长，可以使用机械、人工或化学除草剂进行除草，但使用机械除草时，为避免划伤根部，作业深度一般不应超过8 cm，而且在树木生长到已覆盖或接近覆盖地面时的生长季节，不要使用化学除草剂;在植物篱的生长周期内要注意防火、牲畜破坏、虫害、鼠害和洪涝干旱，必要时对植物篱进行施肥以促其健康生长，野生动物活动频繁季节尤应注意护理。

4 对我国开展植物篱建设的探讨

结合我国现状，参考国外经验，对如何充分发挥植物篱的多种功能，合理有效地开展推广应用初步做如下探讨:

首先，如何组织参与各方开展建设?单条植物篱建设必须与植物篱网络建设有机结合，而植物篱网络营建是在景观尺度下开展的，且我国的农田景观格局与国外差异较大，农户田块尺度上解决不了，这就需要政府或相关组织牵头，以项目的形式开展组织合作，确定建设区，协调各方利益，共同开展植物篱网络建设。如在欧洲和美国，政府会对农业资源保护工程的项目期限、资金计划、实施主体、适用对象等做出具体规定，政府或相关组织进行牵头，组织实施。当然也可以探索其他的建设模式，如工程承包等。

其次，如何营建植物篱网络?这在研究上横跨景观生态学、农学、环境保护及社会学等多个学科，在实践中涉及政府、农业利益集团、非政府组织、乡村居民、城市市民、科研人员等多方利益。很多学者对此从不同角度开展了大量研究，如Forman 最早从景观生态学的角度，在“基质－斑块－廊道”概念框架下，结合比邻斑块和不同尺度下的时空布局，讨论了植物篱连接形状、宽窄、长短、方向、网格单元的规划与设计，探讨了单条植物篱建设如何融入整个农业景观基质下的植物篱网络体系［4］，为人们重新认识植物篱及其网络的功能和意义，维护植物篱网络景观，促进植物篱网络建设起到了重大的促进作用。但是，其讨论的前提是把植物篱理想化为结构组成没有区别的同质类型，在一定程度削弱了其具体的实践指导意义。近期也有学者着眼于农业景观的可持续性，考虑不同利益相关者，提出了农业景观建设的“6E”原则［25］，即遵循环境(environment)、经济(economic)、公平(equity)、美学(aesthetics)、经验(experience)和伦理(ethics)等六大原则开展规划建设，其中公平、经验和伦理原则很大程度上体现参与的理念，这对于植物篱网络建设具有一定的启迪意义。这些原理和原则对具体的植物篱网络建设具有指导意义，在实际项目中还要因地制宜，综合考虑各种影响因素和各方利益开展实施。

最后，如何确保植物篱建设的稳定性与连续性?植物篱的应用，特别是植物篱网络等绿色基础设施的构建，涉及公共利益，需要政府的资助和支持，进而建立有效的激励机制。可以参考欧洲的一些做法，如欧洲启动的农业环境计划在2003年就已有26 个国家参加，对农户因加入计划采取生物多样性保护或环保措施而导致的收入损失进行补偿和奖励［26］;欧盟共同农业政策每年都投入大量资金直接用于补贴农户开展农田边界建设，农户根据生态环境收益指标评价体系对农民参与的保护性措施所获得的收益以及其支付成本进行打分，农户可以根据不同水平和阶段的项目要求，结合自己意愿参与进来，这种市场化运作方式大大增强了农民参与的积极性。

［1］刘云慧，李良涛，宇振荣．农业生物多样性保护的景观规划途径［J］．应用生态学报，2008，19(11):2538－2543．

［2］Pulido-Santacruz P，Renjifo L M．Live fences as tools for biodiversity conservation:a study case with birds and plants［J］．Agroforestry Systems，2010，81(1):15－30．

［3］Burel F，Baudry J．Social，aesthetic and ecological aspects of hedgerows in rural landscapes as a framework for greenways［J］．Landscape and Urban Planning，1995，33(1－3):327－340．

［4］Forman R T T，Baudry J．Hedgerows and hedgerow networks in landscape ecology［J］．Environmental Management，1984，8(6):495－510．

［5］Helliwell D R．The distribution of woodland plant species in some Shropshire hedgewors［J］．Biological Conservation，1975，7(1):61－72．

［6］Campagne P，Affre L，Baumel A，et al．Fine-scale response to landscape structure in Primula vulgaris Huds:does hedgerow network connectedness ensure connectivity through gene flow?［J］．Population Ecology，2009，51(1):209－219．

［7］Ghaffar A，Robinson G M．Restoring the agricultural landscape:the impact of government policies in East Lothian，Scotland［J］．Geoforum，1997，28(2):205－217．

［8］孙辉，唐亚，谢嘉穗．植物篱种植模式及其在我国的研究和应用［J］．水土保持学报，2004，18(2):114－117．

［9］王玲玲，何丙辉，李贞霞．等高植物篱技术研究进展［J］．中国生态农业学报，2003，11(3):131－133．

［10］唐华彬，尹迪信，罗红军，等．经济植物篱模式在坡耕地上的试验示范研究［J］．中国水土保持，2006(1):17－19．

［11］Baudry J，Bunce R G H，Burel F．Hedgerows:An international perspective on their origin，function and management［J］．Journal of Environmental Management，2000，60(1):7－22．

［12］ HedgerowPlanting，Code 422［EB/OL］．http://efotg．sc．egov．usda．gov/references/public/GA/422Hedgerow2．pdf，2011－02－18．

［13］Barr C J，Britt C P，Sparks T H，et al．Hedgerow Management and Wildlife:A Review of Research on the Effects of Hedgerow Management and Adjacent Land on Biodiversity［M］．Warwickshire/Cumbria:ADAS/ITE contract report to MAFF，1995．

［14］Le Coeur D，Baudry J，Burel F，et al．Why and how we should study field boundary biodiversity in an agrarian landscape context［J］．Agriculture，Ecosystems ＆ Environment，2002，89(1－2):23－40．

［15］Bunce R G H，Smart S M，Van De Poll H M，et al．Measuring Change in British Vegetation［M］．London:Institute of Terrestrial Ecology，1999:7－12．

［16］Baudry J，Burel F，Thenail C，et al．A holistic landscape ecological study of the interactions between farming activities and ecological patterns in Brittany，France［J］．Landscape and Urban Planning，2000，50(1－3):119－128．

［17］Leon M C，Harvey C A．Live fences and landscape connectivity in a neotropical agricultural landscape［J］．Agroforestry Systems，2006，68(1):15－26．

［18］Kang B T，Wilson G F，Sipkens L．Alley cropping maize(Zea mays L．)and Leucaena (Leucaena leucocephala Lam)in southern Nigeria［J］．Plant and Soil，1981，63(2):165－179．

［19］Kromp B．Carabid beetles in sustainable agriculture:a review on pest control efficacy，cultivation impacts and enhancement［J］．Agriculture，Ecosystems ＆ Environment，1999，74(1－3):187－228．

［20］Lye G，Park K，Osborne J，et al．Assessing the value of Rural Stewardship schemes for providing foraging resources and nesting habitat for bumblebee queens (Hymenoptera:Apidae)［J］．Biological Conservation，2009，142(10):2023－2032．

［21］吴玉红，蔡青年，林超文，等．地埂植物篱对大型土壤动物多样性的影响［J］．生态学报，2009，29(10):5320－5329．

［22］Pejchar L，Pringle R M，Ranganathan J，et al．Birds as agents of seed dispersal in a human-dominated landscape in southern Costa Rica［J］．Biological Conservation，2008，141(2):536－544．

［23］Aude E，Tybirk K，Michelsen A，et al．Conservation value of the herbaceous vegetation in hedgerows—does organic farming make a difference?［J］．Biological Conservation，2004，118(4):467－478．

［24］Ryszkowski L．Landscape Ecology in Agroecosystems Management［M］．Boca Raton，Florida:CRC Press，2001:219－247．

［25］Musacchio L R．The scientific basis for the design of landscape sustainability:A conceptual framework for translational landscape research and practice of designed landscapes and the six Es of landscape sustainability［J］．Landscape Ecology，2009，24(8):993－1013．

［26］Kleijn D，Sutherland W J．How effective are European agri-environment schemes in conserving and promoting biodiversity?［J］．Journal of Applied Ecology，2003，40(6):947－969．