基于复合生态系统理论的丘陵地区乡村景观规划

丁恺昕，韩西丽,

1. 北京大学深圳研究生院城市规划与设计学院，广东 深圳 518055；2. 北京大学建筑与景观设计学院，北京 100871

随着中共中央“生态文明建设”的提出和 21世纪城镇化的快速发展，目前中国美丽乡村建设已经成为社会共识（郑向群等，2015）。但由于过快、片面地强调经济的快速发展，对乡村生态与资源审计缺乏全面的考虑和科学规划，导致丘陵地区乡村出现生态环境破坏、景观特色丧失、农业文化割裂等严重问题。事实上乡村是一定地域内覆盖了人与自然、人与社会关系的共同体，是一类由自然生命支持系统所维持的，受人类技术和社会行为所驾驭的“自然-经济-社会”复合生态系统（马世骏等，1984；王如松等，2012）。这3个子系统之间相生相克，相辅相成，现存一系列丘陵地区乡村问题的根源其实是复合生态系统的失衡。对于乡村景观的研究大多与传统园林相关联，集中于古村落的保护，包括传统地方性乡村景观园林研究、传统乡土建筑与乡村景观园林研究、历史文化传统与乡村景观园林研究等方面。关于城市化进程中的乡村景观演变及整体规划设计的研究较少，并且没有从社会、经济、自然3个方面系统地研究乡村复合生态系统的发展方式，不利于乡村长远的持续性发展。目前针对乡村复合生态系统的研究主要包括新农村居住环境规划设计优化的原则及综合评价的探讨（刘启泓等，2015），以及良性循环机制与管理方法的探讨（谢方等，2017），而少有针对具体案例的实证研究。

本研究以四川省简阳市三星镇双桂村为例，基于复合生态系统理论对其作出景观规划。针对现实存在的问题，以环境、经济、社会3个子系统效益的提升为目标总结出具体的景观设计策略，使其既能保留乡村环境的生态价值，又能满足村民的生产与生活需求，实现乡村的和谐统一与可持续发展。

1 研究区域概况

1.1 区位交通与规划背景

双桂村位于成都市西南部，隶属简阳市三星镇，距离成都市区54 km，简阳市区33 km，三星镇 1 km。在编的《成都市城市总体规划（2016—2030）》，将简阳市纳入成都市一体发展，三星镇因位于成都市“大智造”、“大车城”两大工业板块间，在成都全市“工业强击基3+N”的发展策略下拥有强劲的发展动力，被规划为简阳市4个特色小镇之一。成都市政府 2017年开始动工修建河东环线快速通道，该通道由简阳市接国道318线，经三星镇、新星乡等五乡八镇，连接成都东部龙泉、资阳等地。该快速通道采取双向六车道和“快速路+快速公交”的交通模式，能够极大地缩短几个地区之间的距离，节约出行成本。双桂村通过金简快速通道与河东环线快速通道相连通，向北联系金堂，向南联系三江城镇、简阳市区，向西可快速到达成都市区，拥有极具发展潜力的地理位置与便利的交通条件（图1）。双桂村被确立为简阳市2017年精准扶贫对象，在政策上能够得到有效扶持。

1.2 景观资源

双桂村全村面积约2.2 km2，全村呈现出“一河，两翼，多丘陵”的典型浅丘地貌整体格局。流经村庄的双桂河整条水系沿线主要为乡村地区，自身水质与生态环境较好。河流在村域范围内长约2.62 km，宽9～36 m，河流形态优美、水面宽广、水草丰富，为村庄天然湿地。村庄水塘散布，主要分布于村庄的西北和东南两翼，沿双桂河两岸散布的水塘为湿地的天然延伸（图2，图3）。

双桂村非建设用地共207.55 hm2，主要包括河流、耕地、林地。耕地以水稻、蔬菜种植为主，林地主要种植简阳特色经济作物晚白桃。农户的养殖业大部分以散养家禽为主，部分为养鱼、养羊、养猪的规模养殖。双桂村建设用地斑块零散，建设量小且主要为住宅用地，现状村民主要呈均质化分散分布，村内水田众多，居民依水而居。村庄建设用地共16.90 hm2，其中住宅用地面积约6.10 hm2，占总用地的2.72%；村庄公共场地0.11 hm2，仅占总用地0.05%（表1）。

图1 三星镇双桂村区位分析图Fig. 1 Distribution of Shuanggui Village in Sanxing Town

图2 双桂村景观现状照片Fig. 2 Current status of Sungai village landscape

图3 双桂村土地利用现状Fig. 3 Current status of land use in Shuanggui Village

表1 双桂村土地利用现状统计Table 1 Statistical survey of land use status in Shuanggui Village

2 区域现存问题

2.1 日常生活与生产活动对环境造成污染

双桂村村民日常生活与生产活动对环境的污染主要存在于两个方面：第一，由于村内建设用地斑块过于分散且生活设施落后，村民的生活垃圾与生活污水对生态系统造成点源污染；第二，村民进行如农田施肥、农药投放、畜禽及水产养殖等农业生产活动时，部分肥料和农药成分随地表径流渗流排入农田周边自然水体，造成农业面源污染，影响河流水质。

2.2 力流失严重，耕种方式落后，效率低下

双桂村低山丘陵多山沟地貌不利于机械化耕种。村内外出务工人员多，青年劳动力大量外流，村庄“空心化”现象严重。留守村民文化水平低，耕种方式落后，导致生产效率低下。

2.3 庄生活设施落后，村民生活单调

双桂村建筑以平房为主，建设简陋，房屋质量及居住环境普遍较差。村民生活单调，公共服务设施水平低，配套设施差，可供村民活动的公共场地极其缺乏。双桂村独有的湿地资源优势没有得到发挥，良好的景观没有得到合理的利用。

3 自然-经济-社会”复合生态系统理论的景观规划

乡村自然环境子系统是指乡村属地范围内的河流湿地、林地、农田资源和环境基本条件。乡村经济子系统主要用于描述农村产业结构和模式，包括农业、村办企业以及商业，可以拆分为农业和工商业等小系统，基于双桂村产业现状，主要考虑农业生产子系统。乡村社会子系统相对复杂、要素众多，为研究方便对该系统进行简化，将乡村生活方式当作双桂村社会子系统，这种描述也符合国家提出的促进农业生产和农村生活方式转变的思路，便于进行景观规划设计。本研究采取的主要景观设计手段为：居民点的迁移与集中安置、增加垃圾收集处理点、建设分散式人工湿地、对河流驳岸进行生态改造；发展“林粮间作”、“水旱轮作”和“立体渔业”3种生态立体农业模式，同时与农耕体验与农家乐等经营活动相结合；增加滨河木栈道、观鸟亭与垂钓平台等滨水休闲空间（图4）。

3.1 污染源控制与河流驳岸生态改造设计

3.1.1 污染源控制

双桂村的环境污染源主要包括村民生活污水、农业面源污染和养殖点源污染。首先，对双桂河流域实行农药管控，取缔或迁移河流邻近排放污染的养殖场，防止农业点源与面源污染。除北部和南部四处较偏远不便搬迁的居民点保留外，将其他村民搬迁安置到在村庄中部地势平坦的空地上新建的新型社区。经调查，村庄人均日产生活垃圾量约为0.8 kg∙d-1，考虑开展旅游之后的最高日旅游人口的垃圾产生量按照垃圾总量的 30%计（聂二旗等，2017），预测日垃圾量为 1015 kg∙d-1，因此，在新型社区与保留居民点共增加6处垃圾收集点，完善生活基础设施，防止居民生活污染。双桂村人均综合用水量指标取 120 L∙person-1∙d-1，供水普及率为100%，全村用水量为132 m3∙d-1。排放系数按供水量的 80%计，供水日变化系数取 1.5，预测村域每日污水量70.4 m3∙d-1。村庄中部由新型社区统一收集生活污水后接入城镇污水管网，并规划三处三级混合型人工湿地污水处理系统（图5），分别位于村庄南、北地势低洼处，各占地约100 m2，处理能力为40 m3∙d-1，用于不便集中收集的四处保留居民点与渔业养殖产生的污水，最大程度地降低村民生产与生活对生态环境带来的干扰与破坏。

图4 双桂村景观规划平面图Fig. 4 Plan of Shuanggui Village landscape planning

其次，对通过管网集中的污水进行包括粉碎，除沙，除油等措施的预处理（张彩莹等，2013），沉淀污水中的泥沙和大颗粒悬浮物，解决水体浑浊度高，大颗粒物含量高的问题，防止毒气与臭气的产生，确保人工湿地生态系统的稳定性，增加湿地处理寿命及处理能力。处理的污水经过脱水、沉淀后进入第一阶段的垂直潜流湿地，选取对氮磷吸附能力强的红壤（陈丽丽等，2012），对氨氮吸附效果好的沸石（孔范龙等，2016）和可以同步吸附氮磷的膨胀蛭石作为填料填充基床，基床中种植耐污能力强，根系发达的湿地植物美人蕉（Zhao et al.，2013），废水在基质床中呈由上向下的垂直流。水流在流经床体的过程中去除固体颗粒物和多数有机物，并完成氨的硝化过程，然后通过出水端底部的集水管而排入第二阶段。在第二阶段的水平潜流人工湿地中，污水在湿地床的内部水平流动，充分利用基质表面生长的生物膜和根系表层土的截留作用（Vymazal，2013；李红芳等，2016）来对污水进行进一步净化。通过厌氧反应去除水中的氮磷元素，去除剩余有机污染物后将已经初步净化的水体排入第三阶段的表面流人工湿地。第三阶段污水在湿地的表面流动，水位较浅，多在0.1～0.9 m之间。在这一阶段依靠光降解降低病原微生物的数量并通过光氧化作用清除一些顽固化合物（张清，2011）。

该三级混合型人工湿地污水处理系统中NH4+-N和 TN的去除主要集中在第一阶段的垂直潜流和第二阶段的水平潜流人工湿地，贡献率均在64%以上（Zhang et al.，2017）；而COD和PO43-P和TP的去除则主要集中在在第三阶段的表面流人工湿地。整体对实际生活废水与养殖废水中主要存在的污染物如COD、TN、NH4+-N、TP的去除率分别可以达到87%、95%、97%和95%，对于双桂村废水的净化具有高效性和稳定性（高春芳等，2011）。其中第一、第二阶段水流在地表下流动，故保温性能好、处理效果受气候影响小、卫生条件较好，而第三阶段与自然湿地最为接近，床体表面种植具有抗水性强、生长周期长的水生植物，可以形成具有观赏价值的稳定的景观生态系统。经过三级混合型人工湿地污水处理系统最终得到的水体可再利用于农作物灌溉和跌水、溪流等景观用水。

图5 三级混合型人工湿地污水处理系统示意图Fig. 5 Three-stage mixed artificial wetland sewage treatment system

3.1.2 河流驳岸生态改造设计

通过对双桂河河流驳岸进行生态改造设计（图6），增强其水质净化与物种栖息的功能，提高河流抗干扰能力，增加其环境效益（韩路等，2013）。在双桂河岸边设置防护林带，隔绝外围污染水源影响，为湿地内部提供良好的水生态环境。用河岸缓冲带（汤家喜等，2012）取代双桂河原有不具备生态功能的硬质驳岸，缓冲带土壤松软，坡度偏缓，覆盖着当地具有净水功能的水生植被（王丽莎等，2017）。雨季时雨水先汇聚于低洼处形成的滞水区，经过植被带的滞留与净化后沿地势流入双桂河，能够保证汇入河道的地表径流的水质洁净；在靠近民居与农田的河段放置种植具有净水功能植被的生态浮床，对河流污染物起到净化作用；在水面宽阔，坡度较缓的河道适量增加一些木桩并补种水草修复植物群落，吸引鸟类与两栖类动物停留。通过上述措施提高河流驳岸的生态功能，提高河流水质，维持丰富的生物种类，是确保水系统生态性和可持续性的重要条件。

3.2 生态立体农业结合乡村旅游提升经济效益

为解决由于耕作方式落后与劳动力缺失带来的贫困问题，采取先进生产技术，构建循环农业。用地以保留现状为主，尽量不突破土地利用规划，对原有浅丘地貌进行保护利用，将原先落后的粗放型耕作方式针对性的优化成生态立体农业模式，同时结合乡村旅游，发展农业多样化经营。

3.2.1 “林粮间作”生态立体农业模式

由于双桂村整个场地呈现高差较大的丘陵地貌，可在晚白桃果林地里，利用行间、株间间隙空地，间作大豆与花生等光需性不强的低杆豆科作物。选取本地特色果树与经济作物，采用适应当地地形的立体种植方式，能够最大限度地在有限的空间里建立多层结构，达到生态可持续与增产增收的双重目的。林粮间作地内，由于削弱了风速对农田有较好的防护作用，有利于改善小气候，促进农作物生长，一般能使农作物增产10%～20%，而农作物的灌溉及其耕作与林果生长同受其益，使林木生长速度加快，并可使果树增产20%左右（王宏印，2016）。双桂村简阳晚白桃果林面积约57 hm2，原产量约 120 kg∙hm-2，市场批发价为 4 yuan∙kg-1；增种大豆种植面积约30 hm2，产量约32 kg∙hm-2，市场价 4.6 yuan∙kg-1，采用林粮间作生态立体农业模式后晚白桃产量提高 1367 kg∙a-1，大豆产量 960 kg∙a-1，农民整体年增收约合人民币9892元，单位面积的经济收入较先前可提高36.1%。

3.2.2 水旱轮作生态农业模式

图6 河流驳岸生态改造设计Fig. 6 Renovation design of river bank

由于光照条件较差，双桂村农田区域两季水稻种植效益较差，所以选取当地原有经济作物，将其优化成“蔬菜-水稻-大豆”的水旱轮作种植模式。在每年 1—2月，播种耐寒且生育期较短的蔬菜品种，提高稻田的复合指数；在 3—7月种植水稻，可以杀死大部分危害旱作蔬菜的病原菌、虫卵以及较难防治的害虫，减轻旱生蔬菜田的病虫害；在 8—12月种植耐迟播的秋大豆品种，豆科作物能够补充土壤氮元素，增强土地肥力，减轻施用化肥造成的农业面源污染。该模式除了在生态上保证了对自然资源的充分利用以外，春季种植早稻可以利用春夏的雨水节约水资源，提高灌溉效率（Ostad-Ali-Askari et al.，2015）；冬季收获的蔬菜和秋后种植的大豆能够错开这两种作物在市场上的销售旺季，有利于提高销售价格，增加农民收入。村域内共有农田128.07 hm2，两季水稻连作产量约674 kg∙hm-2，市场价为 2.76 yuan∙kg-1（卓福昌，2015），开展水旱轮作生态农业模式后其中蔬菜产量可达 547 kg∙hm-2，市场价0.6 yuan∙kg-1；大豆产量824 kg∙hm-2，市场价 4.6 yuan∙kg-1，相较之前年生产总值增加约388.21万元，提高162.91%，加上每公顷可降低农药、肥料生产成本180元，节省喷药、施肥用工180元，即每公顷可省工节本360元，全年共可为双桂村村民增收392.61万元。

双桂村原先在水稻种植期间也存在“稻鸭共作”模式，利用鸭的杂食性为稻田除草和防虫；利用鸭子的活动形成持久的浑水大大减少进入水层的光照和热量，抑制大部分杂草种子的萌发并刺激稻株生长健壮、抗性增强；同时稻田为鸭提供充足的水、天然的食物以及栖息的场所，在稻田有限的生态空间里生产出无公害、安全、优质的大米和鸭肉（Liang et al.，2014）。现将原先模式改进为“一稻两鸭套养”（梁开明等，2014），具体操作为在秧苗移栽返青后放入第1批四川麻鸭雏鸭，鸭子昼夜共栖在稻田中，水稻抽穗期赶第1批鸭上田，在第1批大鸭赶上田的15 d左右将第2批小鸭放下田，第2批鸭在水稻晒田前10 d左右赶上田。该模式下的水稻产量比常规鸭稻共作模式高12.90%，土壤碱解氮、速效磷和速效钾的含量分别比常规鸭稻共作模式高出3.7%，10.39%和7.59%，更加利于土壤养分的积累与生产效率的提高。该模式下水稻产值增加约1.27万元，鸭子产值增加1.92万元，共为村民增收3.19万元（郭瞻等，2017）。

3.2.3 立体渔业生态农业模式

在场地西南部村民有利用现有水塘进行渔业养殖（图7），但由于劳动力缺乏、生产效率低下，收成不高。在鱼塘周边的稻田内开挖鱼沟进行稻田养鱼（李娜娜，2013），一方面鱼能够生长，提供肥料养分，鱼的活动又对稻田土壤起到疏松的作用，改善了土壤的理化性状，利于水稻生长；另一方面水稻的虫害为鱼提供了食物，鱼捕食害虫起到天然的害虫防控效果（高东，2010）。稻鱼共生比常规农作经济收入高2184 yuan∙hm-2（刘某承等，2010），选定稻田养鱼区域共可增收约4.37万元。这样稻鱼互利，废物循环，利于保护生态环境，同时利于增加农业产出，提高经济效益。

3.2.4 “参与农园”式乡村旅游

利用生态农业产业合理进行主题打造，发展度假农庄（陈佳等，2017；谭志蓉，2017）。双桂村村民可在果林区域短期出租小块林场给周边城市居民，并引导其参与果蔬采摘等农耕体验；在农田区域设置农耕常识与农产品教育普及等儿童教育活动，并组织家庭户外游戏；在鱼塘区设计捕鱼活动与野味品尝，丰富游客旅游体验。通过开展乡村旅游活动吸引周边城镇居民来此进行周末度假休闲，有利于丰富产业片区功能，进一步提高经济效益。

图7 双桂村立体农业模式图Fig. 7 Three-dimensional agricultural model in Shuanggui Village

图8 双桂村滨水空间景观设计效果图Fig. 8 Effect picture of waterfront landscape design in Shuanggui village

3.3 增建滨水空间休闲设施，提升村民户外活动空间品质

依托经过污染治理与驳岸改造的双桂河，以村委会为起点沿双桂河建设滨水木栈道（李惠，2015），在不影响生物栖息的前提下为村民提供更加自然、便捷的交通空间；增加亲水空间，包括观鸟台，眺望台及垂钓区，加强村民生活与河流的联系，塑造滨水空间，提升户外空间品质，创造多样化的空间感受，激发、鼓励村民主动探索身边的自然世界，丰富村民生活（图8）。

4 结论

本研究根据四川简阳三星镇双桂村的丘陵地区的景观现状和存在的问题，基于复合生态系统理论对其进行景观规划设计探讨，得出以下结论：（1）对乡村进行景观规划时，应该以其自然、经济、社会三方面的效益提升为目标，针对性地提出景观设计手段；（2）通过居民点的迁移、垃圾处理点的增加与分散式人工湿地的建设能够有效控制点源污染，对河流驳岸进行生态改造以提高河流水质与净水能力，保护丘陵地区的自然水体；（3）在丘陵地区，采用适宜于当地气候和农业条件的生态立体农业模式，能够对当地地形进行保护与利用，在降低化肥使用的同时提高资源利用效率和农业产出效率；（4）应当利用乡村现有自然资源，增加休闲活动设施，提高村民户外活动空间品质，改善村民生活。总之，乡村自然环境是乡村发展的前提条件；农业生产效率是农村生活发展的基础，村民生活方式的改变又能对农业生产与乡村环境产生影响。运用复合生态系统理论，对丘陵地区的乡村景观进行系统规划设计，将有利于建立乡村的自然环境、农业生产、村民生活三者之间的相互支持关系，促进乡村的和谐统一与可持续发展。