单一走向多样：平原农业区生物多样性保护的规划途径——以辽宁省黑山县为例

 

摘要：平原农业区的生产和土地利用方式严重影响区域的生物多样性，利用融合多学科的景观空间规划构建有效的评价方法和格局优化模式以实现多样化的生境保护和恢复，提升生物多样性具有重要的作用。以辽宁省黑山县为例，首先梳理了平原农业区对于生物多样性威胁的机制和研究的框架；其次识别平原农业区的特殊生境类型，使用景观格局指数和InVEST模型的生境质量评价构建多尺度生境质量评价机制；同时使用基于图论和电路理论的linkageMapper软件，识别和分级空间中的重要生态源地、潜在廊道及廊道上的关键夹点区域。

结果显示，农业景观中空间异质性和连接性影响生物多样性；研究区有主要生境23类，整体生境质量较差，农田面积较大是造成该问题的主要原因；识别出核心斑块33个，重要廊道34条，通过与卫星图比照，廊道位置与线性生境重合；关键夹点区域位于靠近农村居民点的自然生境上，故营造人类干扰与生态平衡农村居住区是空间规划的重点；同时根据以上研究提出了多尺度的空间规划途径，为平原农业区生境优化和生物多样性保护提供了一定的理论参考。

 

人类社会最紧迫的挑战之一是减缓全球生物多样性的丧失和灭绝的速度，这也是亟待解决的联合国可持续发展目标的重要一环[1]。农业区作为生物多样性丧失最快的区域，是当前研究的热点之一。大量研究表明，农业景观中的植被、节肢动物、鸟类、哺乳动物等多样性已严重降低，并且损害了生态系统服务的运作[2]。


在过去的几十年,全球对于农业生物多样性保护的研究从物种特性(数量、规模、分布等)逐渐转变为农业区景观结构特征，如欧盟实施的自然2000计划(Nature2000)，强调保护高自然价值的农业景观有利于区域生物多样性的提高。Gagic等发现农业区非农栖息地特征比物种特性更有利于预测生物多样性[3]；Nadja等认为农业景观的空间异质性对生物多样性有着较强的影响[4]，同时相关研究对农业系统设计、种植方式、管理与补偿模式等与生物多样性的关系进行了探讨[5]。随着生态文明建设提升到“五位一体”总体布局的战略高度，研究农业区的生物多样性规划成为国土空间规划的重要任务[6]。

国内通过施行一系列宏观保护政策和计划，关注农业区物种保护，包括建立保护区、种质资源库、基因育种等[7]，农业区生态规划集中在生态修复、多功能的农业园区建设等方面，对于生物多样性的空间规划研究较少[8]。生物多样性保护仍面临着对农业生境认知和保护力度不足、缺乏完善技术体系、补偿政策不清等问题。合理的景观规划手段，有助于构建稳定安全的生态屏障，对农业区域生境保护和多样性的提升是一种行之有效的途径[9]。故有必要将各学科相关研究整合在一个框架内，形成平原农业区生物多样性规划的理论基础。

 

1生态智慧引导下的平原农业区生物多样性规划的思考

 

1.1平原农业区对生物多样性的影响机制

 

平原农业景观在多个方面影响着区域生物多样性，主要体现在空间、时间和功能3个维度[10]。

 

在空间维度上，空间的组成和结构异质性影响生物多样性。在区域尺度上，田地被合并和扩大，以提高耕作效率，形成了均匀的农田景观，导致自然、半自然栖息地比例下降；在景观尺度上，农田之间的边界变得模糊，原有栖息地之间的连通性消失，趋于碎片化与隔离。空间结构异质性指的是不同景观类型组合方式的差异，如近似的2块农业区域，由于景观斑块的形状、数量、边界长度等差异，形成空间结构的异质性，其主要在景观尺度上通过影响农田边界的长度及非农栖息地特征而对生物多样性产生作用。

 

在时间维度上，平原农业景观随着时间的变化逐渐呈现出破碎化和简化的态势。以黑山县为例，一方面，随着人口和粮食需求的增加，农业区中的河道、湿地和林地被农田占用，部分自然栖息地转变为建设用地；另一方面，技术的发展促进了规模化和机械化的种植，导致农业区生态质量的下降。

 

在功能维度上，农业景观的不同空间为多种生物提供食物、庇护场所、迁移廊道等功能[11]。但由于物种类型之间需求的差异，难以对空间做出功能维度的细致划分[10]。综上所述，时间维度是形成空间和功能的主要驱动力，同时空间的分异又影响了功能的差异，因此，农业区生物多样性的规划应关注于不同空间组合与构成、不同空间尺度下对于生物多样性的影响。

 

1.2由单一走向多样，生态智慧引导下的新选择

 

平原农业区在空间维度上改变了原有多样化的土地覆盖类型和景观结构，同时景观组成和结构异质性在不同尺度上影响着物种分布和生态系统服务，这些影响也会反作用于农业生产，造成产量下降。以上问题的本质是抽象的人地关系的体现，根源在于人地关系的失调。故解决平原地区生物多样性问题的本质在于解决人居、生产与生态空间之间的耦合关联，以实现人与自然和谐相处的目标[12]。

生态智慧作为深层生态学(DeepEcology)中重要的理论，是人类生产和生活中主张“天人合一”处理与自然关系的思维模式和实践准则，其从时间和空间2个维度，运用生态理论对生态问题做出剖析，并结合科学的方法做出正确的实践指导[13]。故生态智慧有助于理解农业区作为与城市类似、但影响相对单一的社会-生态系统(Socio-EcologicalSystems，SES)构成的复杂性，以及农业空间对生物多样性影响的复杂性。

 

由于现有研究多局限于生物物种的保护措施，空间规划相关的研究方法不明晰，故亟待探索新的方式，即由单一物种考量转向结合景观空间变化，处理人地关系平衡的生态智慧。主要体现为生态智慧引导、问题分析、实践途径、优化提升4个方面：

1)明晰自然、人居和生产空间之间的关系，以及实现和谐相处的最终目的；

2)剖析农业区在多维度对生物多样性的影响机制，从而实现对区域内生境类型的识别，明确景观空间异质性对于生物多样性的影响及评价方法，实现对于现有空间的整理和认知；

3)提升现有生境的质量，提高生态系统服务水平；4)考虑不同空间维度下生物多样性需求的差异，制定针对性的优化提升策略。



根据以上研究和生态智慧的指引，形成以农业区景观要素的多样化的识别为基础，空间异质性评价为依托，多尺度空间优化措施为手段的研究框架(图1)，以减少集约化农业对于生态系统的负反馈。