山地型有机茶园的空间生态效益评价方法及规划应用研究
——以安徽省榔桥镇有机茶园为例
2022-02-14文/吴吉张佳
文/吴 吉 张 佳
引言
自1990 年代有机农业理念从西方国家引入中国后,浙江省临安县东坑、裴后茶场首获荷兰有机食品认证机构(SKAL)的认证,这成为我国有机茶园起步的标志[1]。随着有机茶叶的市场需求增加,有机茶园的发展规模和分布范围得到了快速拓展。为了获取高质量的有机茶叶,有机茶园通常选址于山地丘陵区域,但是山地型有机茶园却无法直接沿用常规茶园的空间规划方法。原因在于有机茶园的经济投入成本高于常规茶园,需要发展多功能农业,尤其是发展高附加值的农业旅游,才能维持有机茶园的经济可持续性。然而,有机茶叶生产的生态环境要求远高于常规茶叶,与发展旅游功能的生态环境影响产生冲突。同时,山地区域通常被划分为限制建设区,加剧了茶叶生产功能和茶园旅游功能的矛盾,难以在山地型有机茶园的生态保护和开发建设之间较为精准地达到平衡点。
鉴于“生态效益”暗含生态和经济两方面的含义与茶叶生产和茶园旅游的功能吻合,“生态效益评价”可以为山地型有机茶园的开发建设提供量化依据。国内外的生态效益评价研究,主要分为两类:一是通过生态系统服务的经济价值评估来评价特定生态系统的生态效益:朱济凡①提出以生态系统服务等指标来评价森林生态效益[2]。Costanza②等人完善了生态系统服务的分类及其价值匹配情况[3]。王效科③等人探讨并明确了生态系统服务与生态效益之间的关系[4]。二是从提高绿色生产效率的角度对人类活动进行生态效益评价:世界可持续发展工商理事会(WBCSD)提出将生态效益评价用于提高企业环境绩效以适应可持续发展趋势[5]。孟庆雷④等人将生态效益评价用于探究FDI 对我国工业生态环境的具体影响[6]。沈清基⑤等人将生态效益评价用于指导城乡生态环境一体化规划[7]。
目前对于生态效益评价的研究大多围绕自然或人工生态系统的环境影响和经济价值两方面展开,其研究目的一般为量化生态效益的经济价值或评价人类生产活动在生态和经济上的平衡程度,将生态效益评价应用于物质空间规划的研究则相对较少。本研究借鉴现有的生态效益评价理论,从中提取相关的基础资源要素,构建空间生态效益的评价指标体系,为山地型有机茶园提供空间规划方法指导,并以安徽省榔桥镇有机茶园为例进行验证。
1 山地型有机茶园的空间生态效益评价
1.1 空间生态系统服务
山地型有机茶园的生态效益可以理解为有机茶叶生产为茶园生态环境带来的益处,通过对茶园生态系统产生为人所用的环境影响,使抽象的生态效益被人具象地感知。“千年生态系统评估”(Millennium Ecosystem Assessment, MA)项目将生态系统服务定义为人类从生态系统中获得的收益,而这种收益通常体现为环境影响[8]。因此,可以认为生态系统产生的为人所用的环境影响即为生态系统服务,而分析有机农业的环境影响,可以归纳山地型有机茶园提供的生态系统服务,进而确定山地型有机茶园的生态效益构成。
山地型有机茶园具备适合生产有机茶叶的特征,包括不使用农药和化肥,植被丰富,温度、光照、降水适宜,对茶园生态环境产生了良好的环境影响,主要体现在“避免环境污染”和“提升生态系统可持续性”两方面。分析山地型有机茶园的环境影响,可归纳出废物处理、食物生产、营养循环、气体调节、气候调节、休闲、文化、干扰调节、生物控制、授粉、生物多样性、水调节、控制侵蚀和保持沉积物等十三类生态系统服务。
1.2 空间生态效益及关联内容
山地型有机茶园的空间生态效益,是茶园功能空间主导产生的生态效益,通过对基础资源要素的合理配置得以提升,按照发挥的作用可分为空间环境效益和空间经济效益。空间环境效益由废物处理、营养循环、气体调节、气候调节、干扰调节、生物控制、授粉、生物多样性、水调节、控制侵蚀和保持沉积物等十类服务构成,可以支持动植物的生长并调节茶园的气候。空间经济效益由食物生产、休闲、文化等三类服务构成,可以提供具有经济价值的产品和具备旅游吸引力的景观。
在空间环境效益方面,相关的生态系统服务是由于不使用农药和化肥、保持复杂的生态系统而产生的。不使用农药和化肥,可以减少环境污染,促进天然肥料的使用,提高土壤中的有机质含量,增加动植物的生物多样性。而生物多样性服务又以复杂生态系统为基础,因此空间环境效益关联的基础资源要素包括茶田、林地、园地、耕地、草地、水域等非建设用地形成的生态系统类型和面积。
在空间经济效益方面,相关的生态系统服务是由于发展茶叶生产和茶园旅游等功能而产生的,由茶园的经济收益和成本投入决定。茶叶生产功能受到茶叶品质、茶叶产量、生产成本的影响,茶园旅游功能受到茶园景观吸引力和空间建设成本的影响。因此空间经济效益关联的基础资源要素包括能影响茶叶生产功能的茶园高程、茶园坡度、茶园坡向、生态系统类型和面积、茶园交通便捷性以及能影响茶园旅游功能的生态系统类型和面积、城乡居民点建设用地面积、风景名胜及特殊用地面积、茶园坡度、茶园交通便捷性、现状道路利用率。
2 空间生态效益评价的规划应用路径
2.1 总体思路
空间生态效益评价方法的关键在于为山地型有机茶园的生态效益与基础资源要素建立联系,以此为茶园的空间规划提供方法指导。总体思路包括四个部分:第一,归纳出基础资源要素及其等级评分和分类标准;第二,根据功能空间的特征选取合适的基础资源要素作为评价指标,采用层次分析法确定各功能空间及评价指标的权重,构建功能空间生态效益评价指标体系;第三,根据指标体系制定初步的空间规划方案,运算单一功能空间生态效益评价并进行综合叠加;第四,分析劣质综合空间的形成原因,提出空间规划的改进策略,最终构建山地型有机茶园的功能空间格局(图1)。
图1 空间生态效益评价的规划应用途径图
2.2 规划前期应用——基础资源要素评价
山地型有机茶园的空间生态效益受到基础资源要素的影响,包括茶园高程、茶园坡度、茶园坡向等地形要素,茶园交通便捷性、现状道路利用率等交通要素,生态系统类型、主要功能生态系统的面积占比等生态要素,城乡居民点建设用地的面积占比、风景名胜及特殊用地的面积占比等人文要素;确定各类基础资源要素的等级评分和分类标准,可为构建功能空间生态效益评价指标体系奠定基础(表1)。
表1 基础资源要素的等级评分和分类标准表
根据山地型有机茶园提供的功能,可将其划分为生产空间、休闲空间、交通空间、居住空间,选取相关的基础资源要素作为各功能空间的评价指标,再采用层次分析法对各功能空间及其评价指标进行权重赋值,构建功能空间生态效益评价指标体系(表2)。
表2 功能空间生态效益评价指标及权重赋值表
2.3 规划后期应用——功能空间格局评价
山地型有机茶园的空间规划方案主要包括道路交通规划和功能分区规划,以空间生态效益评价指标的等级评分和分类标准为空间规划原则,参照茶园坡度分布、茶园现状道路分布、茶园用地类型分布等现状空间数据制定初步的空间规划方案。
道路交通规划的原则包括:第一,尽量减少挖填方,道路的选线需顺应山体的等高线,沿着低坡度的林地、耕地、茶田、园地、建设用地的边缘分布,充分利用现状道路和行政村界线;第二,规划道路的服务范围要覆盖茶园整体区域,规划道路要能形成闭环、连接各功能分区;第三,规划道路尤其是人行道沿线景观优美,以道路所在的功能分区的生态系统类型来体现景观优美程度。
功能分区规划原则包括:第一,结合道路交通规划来制定,以主干路作为功能分区的分割界线;第二,各功能分区要包含丰富的生态系统类型,具备较高的主要功能生态系统的面积占比,进而提升功能分区内的自然景观吸引力;第三,发展经济产业的功能分区要覆盖较多的城乡居民点建设用地、风景名胜及特殊用地,且风景名胜及特殊用地需要划分为单独的功能分区,以历史建筑观光、文化活动体验为功能定位。
在制定初步的空间规划方案后,可以获取空间生态效益评价指标的空间数据。根据山地型有机茶园的空间生态效益评价指标体系,在地理信息系统(GIS)中进行空间分析,得到功能空间格局的评价结果。根据评价结果分析形成劣质综合空间的评价指标,根据指标内容提出空间规划的改进策略,形成最终的功能空间格局,分析方案改进前后的空间生态效益变化,验证空间规划改进策略的有效性。
3 实例应用:以安徽省榔桥镇有机茶园为例
3.1 研究区域概况
在安徽省泾县榔桥镇最新一轮的总体规划中,黄田、涌溪和小溪林场等三个行政村被规划为茶文化休闲生态区,即为安徽省榔桥镇有机茶园案例的研究区域。榔桥镇有机茶园的茶田用地面积为208.83ha,在茶园内的分布较为分散,其中56.75ha 的茶田用地分布在黄田村,149.05ha 的茶田用地分布在涌溪村,仅有3.03ha 的茶田用地分布在小溪林场。涌溪村的茶田面积相较于黄田村和小溪林场最为广阔,以中国的十大名茶之一“涌溪火青”为典型产品,年产出量为120 余吨,且村内以生态环境优越的山地为主要地形,适宜发展有机茶产业。
3.2 规划方案空间格局综合生态效益评价
利用榔桥镇有机茶园外部的榔涌路、县道,以及内部的农村道路,规划“主干路-次干路-游步道”的三级道路交通体系[9],主干路可作为茶园的交通骨架划分功能区,次干路可连接各功能区和细分功能区域,游步道可为游客提供游览步行道路(图2)。在榔桥镇有机茶园规划主干路形成的交通骨架上,从生态环境和经济文化两方面需求分析,将茶园划分为有机茶叶生产区、茶叶生产体验区、山林有氧健身区、果林采摘体验区、耕地景观保护区、休闲渔业示范区、茶园三产融合区、茶园特色民宿区、企业休闲度假区和文化交流展示区等十个功能区[9-11](图3)。
图2 榔桥镇有机茶园道路交通规划图
图3 榔桥镇有机茶园功能分区规划图
在榔桥镇有机茶园中,提取茶田作为生产空间,规划道路用地作为交通空间,城乡居民点建设用地作为居住空间,剩余用地作为休闲空间(图4)。
图4 榔桥镇有机茶园功能空间分布图
对生产空间、休闲空间、交通空间、居住空间分别进行空间分析,再将各空间分析结果进行综合叠加运算,可得到榔桥镇有机茶园的综合空间等级分布情况(图5)。
图5 榔桥镇有机茶园的功能空间格局评价图
对榔桥镇有机茶园的功能空间评级等级数据进行分析,可知生产空间生态效益主要集中在良好等级,其次在合格等级,优质等级较少,无劣质等级;休闲空间主要集中在良好等级,优质和合格等级都较少,无劣质等级;交通空间主要集中优质等级,其次是良好等级,无合格和劣质等级;居住空间主要集中在优质等级,其次是良好等级,合格等级较少,无劣质等级;综合空间主要集中在合格等级,劣质、良好和优质等级都较少(表3)。
表3 功能空间中各等级空间面积占比表(%)
通过分析榔桥镇有机茶园的功能空间评价等级分布,可以认为其道路交通规划和功能分区规划的设计方案基本符合空间生态效益增强导向,但少量劣质综合空间的存在说明其设计方案仍然存在一定的提升空间。
3.3 后期规划改进策略
对榔桥镇有机茶园的劣质综合空间进行分析,可知劣质综合空间主要由休闲空间和居住空间组成(表4)。
表4 劣质综合空间在各功能空间及其空间等级的面积分布表(ha)
劣质综合空间中,居住空间主要分布在优质和良好等级,但由于在空间生态效益评价体系中的权重较低,难以通过规划手段提升空间等级;休闲空间分布在合格等级的面积较大,是形成劣质综合空间的主要原因,分析合格休闲空间的各项指标评价情况,根据评估价值低的指标内容改进空间规划方案,可通过提高合格休闲空间等级来减少劣质综合空间。
劣质综合空间中的合格休闲空间,主要分布在茶叶生产体验区和休闲渔业示范区,分析两个功能分区的相应评价指标:生态系统类型指标都在3 分等级,城乡居民点建设用地的面积占比和风景名胜及特殊用地的面积占比指标都在1 分等级,鉴于现状条件无法通过规划手段提升;茶园交通便捷性指标分别为3 分和5 分等级,可以增加茶叶生产体验区的规划道路;主要功能生态系统的面积占比指标分别为5 分和1 分等级,建议取消休闲渔业示范区的功能分区。根据上述分析,改进道路交通规划和功能分区规划的方案,获取榔桥镇有机茶园的空间结构规划方案(图6)。
图6 榔桥镇有机茶园改进后的空间结构规划图
对榔桥镇有机茶园的改进方案进行空间生态效益分析,劣质综合空间的面积比初步方案减少了64.94%,剩余部分主要仍集中在居住空间中(图7)。榔桥镇有机茶园的空间生态效益因空间规划改进策略有了明显提升,但鉴于居住空间的评价等级无法通过规划手段来提升,建议在后续的有机茶园建设过程中减少对居住空间的资金投入。
图7 榔桥镇有机茶园改进规划方案的综合空间评价图
结语
本研究揭示了山地型有机茶园的空间生态效益与空间规划方法的联系,通过构建功能空间生态效益评价指标体系,结合安徽省榔桥镇有机茶园的案例,研究空间生态效益评价方法在山地型有机茶园的规划应用,为提高茶园空间生态效益提供了空间规划方法指导。但本研究也存在两点不足之处:一是空间生态效益评价指标体系不够完善,一定程度上会影响评价结果的准确性;二是山地型有机茶园规划方法的定量化研究还有待加强,目前只能对规划方法提供定性指导、定量评价和后期改进,未能提供完全定量的空间规划方法。
图表来源:
文中图片、表格均由作者自绘
注释:
①朱济凡作为著名森林生态学家,曾召开“森林永续利用、合理经营”的学术讨论会,基于生态经济学的理念提倡重视森林生态效益。
②1997年,Costanza等人在《自然》期刊上发表题为“世界生态系统服务和自然资本的价值”的文章并引起了强烈社会反响,该文引用率达《自然》期刊平均引用率的15 倍以上。
③王效科:中国科学院生态环境研究中心学者,曾发表大量与生态系统服务和生态效益相关的文章。
④孟庆雷:中南民族大学经济学院副教授,主要研究方向为资源环境经济学。
⑤沈清基:同济大学建筑与城市规划学院教授,曾发表大量与城市生态规划相关的文章。