論土地工程的生態(tài)化設(shè)計(jì)

摘 要：當(dāng)今由于科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，人類開發(fā)利用土地的能力在不斷提高，滿足了人類日益增長的物質(zhì)需求，但人類對保護(hù)生態(tài)環(huán)境的意識較薄弱，導(dǎo)致了人地關(guān)系惡化。因此，引入生態(tài)化思想是當(dāng)前土地工程領(lǐng)域迫在眉睫的任務(wù)。本文通過文獻(xiàn)資料法和結(jié)合多年來土地整治的技術(shù)經(jīng)驗(yàn)，總結(jié)了土地工程生態(tài)化設(shè)計(jì)中田、水、路、林以及居住點(diǎn)的設(shè)計(jì)思路，以陜西定邊鹽堿地生態(tài)化治理為例，分析土地工程的生態(tài)化設(shè)計(jì)體現(xiàn)。本研究以期為土地工程的生態(tài)化設(shè)計(jì)提供理論基礎(chǔ)和技術(shù)參考。

關(guān)鍵詞：土地工程；生態(tài)化；規(guī)劃設(shè)計(jì)；理論基礎(chǔ)

中圖分類號：F301.21 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A DOI：10.11974/nyyjs.20181033224

當(dāng)今由于科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，人類開發(fā)利用土地的能力在不斷提高，滿足了人類日益增長的物質(zhì)需求，但人類對保護(hù)生態(tài)環(huán)境的意識較薄弱，導(dǎo)致了人地關(guān)系惡化。要成功地改善人地環(huán)境，就必須維護(hù)并提高生命景觀的健康，才能維持人類文明的延續(xù)并增加自身的幸福，土地工程可能是最直接而有效的途徑之一[1-3]。必須通過大規(guī)模推進(jìn)土地整治，提高耕地生產(chǎn)能力，復(fù)墾廢棄地，適度開發(fā)未利用地，修復(fù)污染土地，保障中華民族的食物安全和生態(tài)安全，這是一代人的歷史任務(wù)和時代責(zé)任。

土地工程的生態(tài)化設(shè)計(jì)是工程實(shí)施成功的重要環(huán)節(jié)[4]，目前對于土地相關(guān)生態(tài)化建設(shè)的研究并不多見，不論對生態(tài)化的研究，還是對土地工程的研究，終將形成的研究理論是為實(shí)踐服務(wù)的，土地生態(tài)化理論最終也必須落實(shí)到應(yīng)用中才有意義，本文以陜西定邊鹽堿地生態(tài)化治理為例，分析土地工程的生態(tài)化設(shè)計(jì)體現(xiàn)。

1 土地工程生態(tài)化設(shè)計(jì)

土地工程生態(tài)化設(shè)計(jì)中主要包括田、水、路、林以及居住點(diǎn)的設(shè)計(jì)，各個構(gòu)成要素存在的合理性、設(shè)計(jì)的適宜性和人類的舒適性構(gòu)成土地工程生態(tài)化，3者的滿意則是土地工程生態(tài)化的最大化呈現(xiàn)[5]。

1.1 田塊生態(tài)化設(shè)計(jì)

農(nóng)田作為土地工程景觀的主要物理和生物形態(tài)單元，農(nóng)田景觀是體現(xiàn)鄉(xiāng)村土地工程景觀的重要元素。農(nóng)田景觀的形成受地形、氣候和人為因素的影響，主要表現(xiàn)在地形的起伏、植物四季色彩變化和田塊的幾何形狀。田塊的幾何形狀主要受地形影響。在平原區(qū)規(guī)整田塊上種植不同的作物，通過作物顏色的合理搭配，或構(gòu)成某種圖形，形成色彩斑斕、富有韻律感的農(nóng)田景觀；在丘陵區(qū)順應(yīng)地勢形成錯落有致的多維景觀，具有強(qiáng)烈的立體感和視覺美感田塊中農(nóng)田色彩受到氣候、季節(jié)的影響較大，不同季節(jié)會種植不同的作物，從而形成不同的農(nóng)田景觀。在當(dāng)今，由于不斷發(fā)展的農(nóng)業(yè)高科技技術(shù)，農(nóng)作物呈現(xiàn)出多彩多姿，土地工程通過景觀設(shè)計(jì)與搭配，使得生產(chǎn)、生活、生態(tài)3者之間成為有機(jī)結(jié)合體，展現(xiàn)出美麗的生態(tài)景觀[6，7]。

在實(shí)際條件下，根據(jù)區(qū)域特點(diǎn)及種植作物的特性，對整治田塊進(jìn)行設(shè)計(jì)，一般是以達(dá)到種植方便、適宜作物生長及要與其他地貌匹配為主要目標(biāo)。田塊一般的設(shè)計(jì)包括方田、條田、梯田等，其中還會涉及到田坎設(shè)計(jì)。方田和條田普遍適用于對廣闊性較好的土地，實(shí)現(xiàn)土地工程的平整性和開闊性，梯田則相反，而且梯田的較優(yōu)設(shè)計(jì)是農(nóng)田景觀的重要組成部分，如廣西龍勝龍脊梯田等，梯田設(shè)計(jì)最重要的是田塊的安全性及穩(wěn)定性。在重慶丘陵地區(qū)對農(nóng)村土地實(shí)施整治時，對于不同土地存在的形式及未來設(shè)計(jì)要求，一般可設(shè)計(jì)為條田、方田及梯田等，實(shí)現(xiàn)土地管理、種植及景觀3者的統(tǒng)一[8，9]。

1.2 水（體）生態(tài)化設(shè)計(jì)

水體具有重要的生產(chǎn)、生態(tài)、景觀及社會功能，一般主要包括河流、溝渠、水庫和坑塘等。在土地工程中，通過平靜的水池、流動的溝渠、跌落的水坡，將自然水體與人工環(huán)境形成完美結(jié)合。農(nóng)田水利設(shè)施建設(shè)應(yīng)充分利用自然山水的自身優(yōu)勢，通過建筑藝術(shù)化創(chuàng)作設(shè)計(jì)等手段，形成與建筑美學(xué)相結(jié)合的個性化設(shè)計(jì)，感受形式美；通過渠道水系蜿蜒的形態(tài)、地形的高低起伏、地域植被配置等自然景觀的烘托，產(chǎn)生意境美[10]。為了保持土地工程設(shè)計(jì)中生態(tài)學(xué)的完整體現(xiàn)，依據(jù)經(jīng)驗(yàn)，土地工程中如何對水進(jìn)行處理及運(yùn)用，需遵循以下幾方面。

管灌設(shè)計(jì)必須與農(nóng)田景觀相宜，而渠灌應(yīng)該進(jìn)行綠化處理，若不對灌溉渠進(jìn)行綠化處理，整體景觀的自然性就會被破壞，在土地工程設(shè)計(jì)中應(yīng)避免出現(xiàn)。

傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)灌溉方式包括畦灌、漫灌和渠灌等，它們的缺點(diǎn)是耗水量大、水資源利用率低。而溝渠是否經(jīng)過硬化，感官體驗(yàn)有所不同。在生態(tài)化設(shè)計(jì)中，溝渠盡量不要采用水泥混合土完全硬化，經(jīng)過硬化的明溝、明渠裸露的邊坡沒有任何植被覆蓋，其質(zhì)地、紋理與周圍農(nóng)田不協(xié)調(diào)；沒有經(jīng)過硬化的溝渠，兩岸的少量自然植被作為溝渠和農(nóng)田之間的過渡帶，既能防止土壤侵蝕，又能提升農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)的服務(wù)功能，為生物棲息、轉(zhuǎn)移提供場所。

近年來，廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代農(nóng)業(yè)中的噴灌、滴灌在農(nóng)田中形成了一道亮麗的風(fēng)景線。噴灌具有節(jié)水性能好、灌溉時間短、效率高等優(yōu)點(diǎn)，其缺點(diǎn)是惡劣天氣會對灌溉效果產(chǎn)生影響。比起噴灌，滴灌的特點(diǎn)是能耗低，節(jié)水效果更佳，但是其缺點(diǎn)是灌溉一次需要的時間較長[11]。

土地工程實(shí)施中，在農(nóng)田建設(shè)過程中，對于水的處理及運(yùn)用一般包括排水溝、U型渠、涵管等綜合的設(shè)計(jì)，最終的目標(biāo)是實(shí)用且生態(tài)化和經(jīng)濟(jì)效益最佳，并且要與區(qū)域景觀要求匹配程度較高。

1.3 道路生態(tài)化設(shè)計(jì)

土地工程中對于道路的生態(tài)化設(shè)計(jì)是將道路的基本功能與環(huán)境相結(jié)合，讓道路景觀設(shè)計(jì)中融入生態(tài)學(xué)思想，使道路呈現(xiàn)出美麗的生態(tài)景觀，而不是單單滿足于簡單的道路交通條件。鄉(xiāng)村道路建設(shè)要充分體現(xiàn)鄉(xiāng)村的獨(dú)特風(fēng)情，使得實(shí)際用途與周圍環(huán)境能夠相協(xié)調(diào)。道路的曲直變化對于景觀空間形態(tài)影響很大，也影響人們對道路景觀空間的視覺感受。直線形道路空間寬闊、連續(xù)性強(qiáng)；曲線道路流暢生動、具有動感；折線形道路空間形態(tài)變化較大、空間感受對比強(qiáng)烈。農(nóng)村土地整治中，道路設(shè)計(jì)應(yīng)順應(yīng)地勢變化，曲直折相間，通過不斷轉(zhuǎn)換視覺空間，給人帶來美的感受。在道路綠化方面，遵循樹種多樣、鄉(xiāng)土為主、色彩豐富、突出特色、景觀優(yōu)美的原則，因路因地造林配綠，花木高低錯落，色塊圖案線條流暢，富有動感[12]。

1.4 林帶生態(tài)化設(shè)計(jì)

在土地工程生態(tài)化設(shè)計(jì)中，在小尺度上，林地可以分為農(nóng)田防護(hù)林、河岸防護(hù)林、溝渠防護(hù)林、小片林地、圍欄綠化等；隊(duì)大尺度而言，林地可以分為生態(tài)涵養(yǎng)林、農(nóng)田林網(wǎng)、生態(tài)廊道、景觀生態(tài)林帶。無論是成片林地，還是單株樹木、樹籬和小樹叢都具有不同的生態(tài)效果。在土地工程設(shè)計(jì)中，例如，在道路旁增加樹籬能夠?yàn)樯锾峁┍幼o(hù)場所；在溝渠邊搭配藤本植物可以起到裝飾作用[13，14]。在農(nóng)田防護(hù)林帶設(shè)計(jì)中，林帶常見的設(shè)計(jì)如下圖（圖1）所示。

1.5 居住點(diǎn)生態(tài)化設(shè)計(jì)

土地工程生態(tài)化設(shè)計(jì)中對與人類居住點(diǎn)的設(shè)計(jì)也是非常重要的，其作為土地工程生態(tài)化設(shè)計(jì)的重要指標(biāo)。對于農(nóng)村，傳統(tǒng)村莊作為人居的物質(zhì)實(shí)體，是我國幾千年文明的濃縮深受傳統(tǒng)文化中“天人合一”生態(tài)學(xué)思想的影響，表現(xiàn)出自然適應(yīng)性、社會適應(yīng)性和人文適應(yīng)性的生態(tài)學(xué)特征，不同自然環(huán)境下不同文化人群的居住文化通過街巷格局、尺度、形態(tài)等體現(xiàn)出來。土地工程生態(tài)化設(shè)計(jì)中，對于人們居住點(diǎn)的設(shè)計(jì)要堅(jiān)持保持歷史的原真性、保護(hù)傳統(tǒng)的整體性和延續(xù)發(fā)展性原則，以滿足人們情感的多樣性和人性完美發(fā)展的需求為目標(biāo)，突出地方和民族文化為特色設(shè)計(jì)，注重村莊人文環(huán)境、建筑環(huán)境和藝術(shù)環(huán)境的統(tǒng)一規(guī)劃，實(shí)現(xiàn)自然環(huán)境和人文環(huán)境的和諧統(tǒng)一；對不同區(qū)域的村莊改造或新型農(nóng)村社區(qū)建設(shè)，要采取不同的空間布局和景觀設(shè)計(jì)，體現(xiàn)鄉(xiāng)村特色和區(qū)域化差異[15，16]。

2 實(shí)例分析—陜西定邊鹽堿地生態(tài)化設(shè)計(jì)

2.1 設(shè)計(jì)主導(dǎo)思想

土地工程的主要目的是以“土地整理與社會主義新農(nóng)村建設(shè)”為主題，通過開展以田、水、路、林、村為主要內(nèi)容的綜合治理，增加有效耕地面積，增強(qiáng)耕地排灌能力，改善農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和生態(tài)環(huán)境[17]。

2.2 陜西定邊鹽堿地田塊生態(tài)化設(shè)計(jì)

土地平整程度要求相對高差小于20m，結(jié)合陜西定邊鹽堿地項(xiàng)目區(qū)的地形及地貌現(xiàn)狀，設(shè)計(jì)規(guī)劃的田、水、路、林等總體布局，根據(jù)1：1000坡度，采用項(xiàng)目區(qū)范圍內(nèi)及沙荒地內(nèi)整體取平，坡比按照5‰，共移動土方31.37萬m3，根據(jù)土地開發(fā)整理項(xiàng)目規(guī)劃設(shè)計(jì)中的規(guī)范田塊規(guī)劃的要求，該區(qū)田塊布置均為南北偏東向，平整后的單個田塊基本為規(guī)則的長方形，劃分為42個田塊（圖2），這樣能夠減少土方開采及運(yùn)輸量，達(dá)到生態(tài)化設(shè)計(jì)。

2.3 陜西定邊鹽堿地水利生態(tài)化設(shè)計(jì)

陜西定邊鹽堿地確定以地下水為灌溉水源，主要根據(jù)項(xiàng)目區(qū)實(shí)際灌溉條件及灌溉技術(shù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合混合土壤的理化特性，立地水文地質(zhì)構(gòu)造、水質(zhì)條件、地塊的位置、形狀、面積等，合理規(guī)劃所需機(jī)井的位置、單井灌溉面積、井距等各項(xiàng)灌溉指標(biāo)。為了實(shí)現(xiàn)水利生態(tài)化設(shè)計(jì)選擇低壓輸水灌溉與U型渠道灌溉相結(jié)合的灌溉方式，此方式能夠依據(jù)作物生長狀況人為控制灌溉量和灌溉時間，達(dá)到節(jié)水效果。因此，以上設(shè)計(jì)既滿足了項(xiàng)目區(qū)農(nóng)業(yè)的灌溉要求，又實(shí)現(xiàn)了對地下水資源保護(hù)和可持續(xù)利用的供水系統(tǒng)[18，19]。

2.4 陜西定邊鹽堿地道路與防護(hù)林生態(tài)化設(shè)計(jì)

為了實(shí)現(xiàn)田間作業(yè)和農(nóng)資運(yùn)輸?shù)谋憷?，陜西定邊鹽堿地項(xiàng)目區(qū)內(nèi)道路包含主干道、田間道和生產(chǎn)路，形成區(qū)內(nèi)與區(qū)外道路相連、田間勞作和區(qū)內(nèi)居民點(diǎn)相通的交通網(wǎng)。于陜西定邊鹽堿地防護(hù)林生態(tài)化設(shè)計(jì)，林帶栽植布置于道路兩側(cè)，與道路走向一致，樹種主要選用旱柳、沙柳或沙柳，樹種栽植行距為1m，株距為2m，布置為梅花樁式，這樣能夠有效地控制水土流失，起到防風(fēng)固沙的作用[19，20]。

3 結(jié)論

當(dāng)今一切形式的土地退化都是因?yàn)閷ν恋氐拈_發(fā)利用不合理造成的。開發(fā)坡度陡峭的山地丘陵地區(qū)的土地為農(nóng)田，破壞了原有的植被對土壤的保護(hù)，而又沒有采取水土保持措施，水土流失就發(fā)生了。但是，如果將坡地修成梯田，再加上適當(dāng)?shù)母髟耘啻胧热缌舨缗c免耕，可能就不會有水土流失。干旱區(qū)的一些人工綠洲，如甘肅的武威、新疆的吐魯番，比原來的土地生態(tài)系統(tǒng)有更高的生產(chǎn)力，而且生機(jī)勃勃。

由于科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，人類開發(fā)利用土地的能力在不斷提高，滿足了人類日益增長的物質(zhì)需求；由于人類對保護(hù)生態(tài)環(huán)境的意識不斷增強(qiáng)，在土地工程中開發(fā)利用土地時，采取了各種各樣的土地保護(hù)措施，保持和維護(hù)了土地的各項(xiàng)功能在更高的水平上發(fā)揮。歷史證明，只要開發(fā)利用措施得當(dāng)，就能實(shí)現(xiàn)土地資源的持續(xù)利用。

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作者簡介：張海歐（1985-），女，陜西西安人，博士研究生，工程師，研究方向：土地整理復(fù)墾和土地工程等。