国外传统农业水适应经验及水适应景观
作者:俞孔坚\陈义勇     来源:网络

一、水适应景观内涵

  对古老文明与水的适应关系及其早期水资源管理尝试的研究,是探索文明发展演变的一个重要视角。早期人类设计出简单、优雅、富有创造性的水利工程,从河流和其他水体中收集宝贵的、有限的水资源,将它们输送并分配到城市和乡村,满足人类生产和生活的需要。

  适应性景观的概念(Adaptive Landscape)最早由Simpson 提出,基于古生物遗传和进化的理论,许多学者从生物学、生态学的角度深化。俞孔坚等在对明清时期黄泛区城市防洪经验系统研究的基础上,提出洪涝适应性景观和洪水适应性景观(Flood Adaptive Landscape),并在第一届城市水景观建设和水环境治理国际研讨会上首次提出水适应景观(Water Adaptive Landscape) 的概念, 随后在2007 年澳大利亚景观设计年会上进一步阐述水适应景观作为气候变化的适应性对策。在长期的水资源管理及与水旱灾害斗争的过程中, 古代文明不断适应和改造城市与区域的水系统, 在很大程度上减缓了水旱灾害的影响, 增强了人类适应水环境的能力, 形成城乡的水适应景观。这些朴素的生态经验,作为独特的文化遗产,对今天的水系治理、防洪治涝以及土地利用规划等仍有借鉴意义。

  与游牧社会逐水草而居、不断迁移和适应游牧方式相反,农业社会中,耕地无法迁移到水中, 通常情况是将水引入耕地。这种限制条件决定了农业社会的定居生活方式, 生活高度依赖于灌溉技术和永久聚落的规划技术, 如洪水泛滥或水资源稀缺等条件下,传统农业表现出各异的景观。水分条件主要受气候影响,Kottek 等修正的柯本-盖格气候分类法,将全球粗略分为干旱区、湿润区、适宜区、极地区等四类, 本文大致采用这一干湿划分框架,基于不同水分条件,考察农业水适应景观的国外研究进展。

  已有研究主要从造田方式和典型农业景观、适应性水利设施工程、水灾害应对策略三个方面,探讨传统水适应景观的思想、工程、技术。本文围绕人类对水环境的利用和改造,按照干旱区、湿润区两种不同气候类型,探讨传统水适应景观的主要内容、研究热点、研究趋势及存在的问题。

二、造田方式和典型农业类型

  1.干旱区造田技术研究

  在干旱半干旱地区,年降雨量是影响农业类型的主要因素。为适应干旱气候,古代人类开发出不同的造田技术,包括旱梯田、压砂田、垄田等,更好地进行水资源管理,不少论著总结了这些技术的原理、分布、发展情况等。压砂园(Pebble-Mulch Garden)是14—15 世纪间印第安人应对干旱而发展的一种重要干旱适应性景观,简言之, 农民将土坑中的砂石拣出,盖在耕地表面,用来涵养水分,土坑亦可蓄水, 适应干旱少雨的气候。

Lightfoot 分析了这种技术的造田方式、分布、起源、发展和衰落情况,指出最初压砂园技术作为一种干旱时期的临时措施,后来发展成为旱地的普遍农业耕作技术。玛雅家庭菜园(house-lot garden)是古玛雅干旱区一种常见的耕地改造形式。考古发掘报告指出, 为方便雨季排水及雨水收集,古玛雅人对石灰基岩进行一系列改造,包括扩大洼地、开挖渠系、填充沙砾等,通过这些改造也减缓了旱季水分的蒸发。旱梯田是缺水的丘陵区、山区常见的农业景观,人们通过改造地形达到滞水、蓄水的目的。旱梯田广泛分布于地中海周边、南美丘陵地区、黄土高原等地。地中海气候区,旱梯田是主要的农业景观,Azman等总结了三种类型:农业梯田、葡萄梯田、水果梯田。第一种梯田类型分布十分普遍,后两种梯田类型分布于特定气候的山区。Treacy 等详细分析了秘鲁古印加梯田的建造技术、主要类型、发展变化,认为它高度适应干旱、坡地的地理环境,具有防止水土流失、保持水分等功能。

  2.湿润区造田方式及作物类型研究

  在沿海低地、大河三角洲、大河平原, 水是景观发展的核心动力要素, 研究者对不同区域农业开发、水的适应过程和适应措施展开研究。大约从世纪开始,人类逐渐占据荷兰沿海及低地,通过大坝等工程措施发展农业和城镇,高度适应接近海平面的低海拔及潮水大幅度涨落的水环境。Waterman 等探讨了荷兰开拓地水和陆地的耦合关系,指出其开拓性地通过运河系统排水和运输,建设大坝将耕地围合,大坝内形成单独的沟渠灌溉系统。这与我国太湖流域的圩田系统原理相似,Scarborough 指出长江三角洲早在春秋时期就有圩田农业,尽管人们对荷兰的圩田系统最为熟悉, 但后者直到7—8 世纪才出现。

  Ellis 等认为太湖平原传统圩田农业生产方式是可持续农业,高度适应水文条件,其高效的稻谷农业得益于多种因素,包括湿地土地类型、适当的农作物品种、藻类维持营养、洪泛平原地形、完整的灌溉系统、适宜的气候等。珠三角地区的桑基鱼塘农业生态系统是学术界高度关注的另一种农业景观类型, 国内外学者就其结构、功能、分布展开了多方面研究。Zhong 认为桑基鱼塘是高效和高度稳定的生态系统, 是珠三角洪泛平原、河网密布和亚热带气候条件下的适应性农业景观。古代墨西哥Aztecs 人的水上田园建在Texcoco 湖上, 用开挖运河的泥土垫高两侧的土地,农田被运河网络所包围, 至今仍在使用,Moriarty 分析了水上田园的建造技术、分布和发展演变。

  在湿润区, 梯田也是一种重要的农业景观,广泛分布于东南亚、中国南方、中美洲等地。Henck 等指出,梯田的分布与地形、坡度、坡向等高度相关。Peten 热带雨林地区发现了许多古玛雅梯田遗迹。Beach 等将其分为沿等高线梯田(contour terraces)、方形梯田(Box terraces)、山脚梯田(Footslope terraces)、鱼梁堰梯田(Weir terraces)等,认为它们具有水资源管理、水土保持等功能,高度适应湿润气候条件。

  在季节性洪泛区,古代人类通过选择作物类型, 巧妙地适应洪水节律,国外的尼罗河、孟加拉洪泛区的研究成果最为典型。尼罗河河谷地区7—9 月被洪水淹没,古埃及人在洪水后播种谷物,浸泡后的河谷土壤足够湿润, 支撑作物生长直至次年收获,作物种植和收获与尼罗河洪水节律保持一致。在孟加拉洪泛区,为应对季节性洪水,农民摸索出适应性农业生产方式,通过调整作物类型、种植时间,成功适应了季节性洪水,避开了7—10 月的洪水季节。

三、适应性水利设施工程景观

  1.干旱区集水、引水、蓄水设施研究

  1)引水工程研究在干旱区,古代人类对水环境的适应主要包括引水工程和蓄水工程的建设,形成水资源调蓄和配置的水景观系统。在漫长的人类文明发展历程中,近东和中东干旱区缺水的自然条件孕育了许多杰出的干旱适应景观。考古工作者在中东发现了大量的运河、水管、坎儿井,体现出发达的水利系统,考古研究还发现这些水利技术向伊拉克北部、叙利亚、土耳其南部等地传播。

  坎儿井是一种水资源综合利用景观,位于山前平原地区,集农业灌溉和生活用水于一体。坎儿井是传统水适应景观研究中的一个热点,考古学和地理学就其结构、起源、分布等议题展开不少研究。Hodge 指出,实质上,坎儿井是一种山坡上深挖的导水隧道, 从山区潜水层或泉源导水,沿倾斜的隧道保持自然流动,直到最终露出地表,供给生活和农业用水。它起源于伊朗干旱区,广泛分布于地中海周边、西亚、中亚及中国的新疆等地,至今仍为许多干旱区农业和居民点重要的供水方式。 

  由于重力作用下水自然向下流动, 人类开发了许多由河流和水库向高地提水的技术,尤其是干旱区,各种提水工程构成区域水景观的重要元素。Oleson 总结了中东地区从石器时代至拜占庭时期的提水技术, 通过不同设备和技术, 使用人力或畜力、水力,人们从水井、河流、运河、蓄水塘等处提水,向农业、工业、城镇供水。

 

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