中捷友谊农场农田景观特征与演变

2621 建场前农田景观格局

黄骅县朱庄子、胡庄子以东，石碑河与黄浪渠两侧地带，约有盐荒地13333 hm2，此带土壤成土母质为河流三角洲冲积物，从许多剖面表层可看到冲积的痕迹与深浅交错的层次，同时也发现了一些尚未完全风化的淡水生物遗体。在地表以下1～3 m多为重壤土，亦未发现海底沉积物，从而，说明此地的冲积年代是较为久远的。

区内村庄系450年前明朝永乐年间迁居于此，此时，因距海近，均以晒盐为生，地面生草约在350年前，群众的点片垦荒与饲养畜牧等农事活动约在250年前。自1948～1950年开挖了石碑河及黄浪排水渠后，减轻了沥水对此地区淹没侵蚀为害的程度，地表植被因而有所好转，盐土面积也逐渐缩小，地表野生植物群落主要为草甸型植物和沼泽性植物（图2-3）。

1955年9月沧县专区在此成立了“黄骅县大港垦改指挥部”开始进行荒地勘查工作，于1956年先在邢庄科一带建成第一分场，此分场的毛面积为6200 hm2，净耕地面积为4400 hm2。

朱德元帅在访问捷克斯拉伐克共和国期间，捷克斯拉伐克和政府赠送我国约可装备一个（047～067）×104 hm2国营农场用的全套机械、机具设备，经农业部与河北省研究，拟将该项机械、机具全部拨给黄骅农场。

为了对捷克斯拉伐克共和国的人民和政府这一无私的援助表示感谢与促进中捷两国友谊，农场拟定名为“国营中捷友谊农场”，并将原计划建场毛面积扩大至937305 hm2，净耕地面积增至718212 hm2，以充分发挥机械、机具效能［88］。

2622 1956年建场的农田景观格局

1956年根据建场要求，开展农田景观规划设计，农田景观格局特征如下（图2-4）：

（1）沟渠：在满足土壤改良要求与适当照顾机耕的条件下，采用灌排分离体制，按干、支、斗、农四级标准设置，其中：黄浪渠为灌溉干渠，石碑河为排水干沟；干渠（沟）以下，每隔7000 m设南北方向的灌排支渠（沟）各一道；支渠（沟）以下，每隔1200 m设东西方向的灌排斗渠（沟）各一道；斗渠（沟）以下，每隔78 m或156 m设灌排农渠（沟）各一道（第一灌溉支渠（排水支沟）范围内农渠（沟）间距为78 m；第二三灌溉支渠（排水支沟）范围内农渠（沟）间距为156 m）。每一农渠（沟）范围内净耕地面积一般为68～147 hm2 左右。

图2-3 1956年中捷友谊农场建场前农田景观格局

依据场区地形坡向、地面径流方向及黄浪渠、石碑河影响，推测地下水流向自西往东流。据此，场内农渠（沟）均布置为南北方向，既有利于地下水排除，且使农作物耕作亦成南北方向，有利于作物增产。

此外，为有效降低地下水位，农沟一般深15～17 m；斗沟深18～20 m；支沟深2～22 m，以保持地下水位在地表以下1 m左右。

（2）道路：场内各级道路设置，是结合渠系规划进行的，但为保持路面干燥与便于生产，各级道路均布设在排水沟靠近田区的一侧，根据交通运输需要，分为三级（图2-5）：

图2-4 1956年中捷友谊农场农田景观规划图

主干道路。东西贯穿全场，起着场部与各工作站之间，以及场内、外相互联系的作用。此路交通量较大，路基宽采用14m，设于第三排水斗渠南侧。

拖拉机路。是场内大面积的轮作地上的主要运输道路，设于排水支沟靠近田区的一侧，同时为便于各轮作区中的经营管理，于各支渠之间增设拖拉机道一条，路基宽8 m。

田间道路。此路为施肥、中耕及收获作物等田间运出运入需用。根据生产运输需要，分为两类：一类系设于排斗南侧的田间道，路基宽度6 m；另一类系设于排水农沟靠近田区一侧的农道（生产路），道路宽4 m。

（3）轮作地的规划：从全场土壤地形及水利条件分析，全场土地均可辟为大田轮作区，除场区西北部，由于地形较低，土质黏，计划为以早稻、小麦为主的轮作外，其余地区均计划为以棉花、玉米为主的轮作区。全场共规划为9 个大田轮作区，每区面积为63247～11558 hm2 之间，一般为66667 hm2 左右。为使机械、机具的有效利用，以及正确的实行农业技术创造有利条件，全场各轮作区的地块外形均达到了平行四边形和梯形的要求。

图2-5 各级断面图

（4）防护林规划：为防止风寒，绿化全场与增加农场收入，拟栽植防护林及果树。但由于全场沟渠堤岸及道路两旁占地面积很大，故为充分利用这些土地，林木、果树种植不再另占土地。

杨树、柳树、洋槐等一般乔木，栽于用水渠堤两侧的外堤及道路两侧地带，为保持路面干燥，东西方向的树木应栽于道路北侧。葡萄、苹果、桃等果树栽于马道一侧。

（5）土地利用格局：从建场农田景观规划设计内容看，更加注重农业机械化的作用，这个农田景观格局完全是为其服务的，特别是在权属界线上，完全依据农田边界进行调整，使各类边界融合，便于组织规模生产［88］。

2623 1985年包产到户前的农田景观格局

1956年建场后，经三年的水利、交通、居民点等农田设施基本建设，一二三分场形成与规划基本相同的农田景观格局。1960年又将新划入的四五六分场按照建场规划模式进行建设，形成农场农田景观基本格局。同时显现出人类对自然景观干扰的力度。

1956～1966年农场水资源相对较丰富，艰难地维持了十年“水改”种稻的种植方式，形成以小畦为代表利于水田种植的农田景观格局。1966年以后，水资源匮乏，种植方式改为“旱改”，利用深沟排碱，平地打埝增肥，调节水田景观为旱作农田景观，消除畦埂，增加农沟和毛沟排盐沥碱。1985年后，虽然在人为干扰下农田基本景观格局未发生根本变化，但在水资源等自然条件制约下，部分田块已经返盐较重，难以正常生产，不得不撂荒，形成农田+盐碱复合景观［89］（图2-6）。

表2-2 1956年中捷友谊农场土地利用结构表

2624 2003年包产到户后的农田景观格局

从1956年、1985年和2003年三个阶段的农田景观格局看，农场农田景观格局是稳定的，由于受海水影响和淡水资源制约，虽多年耕作熟化，但仍有一部分农田不能生长农作物，只能生长一些耐盐碱性强的野生植物，保持盐碱荒地景观（图2-7）。同1985年相比，耕地减少309703 hm2，林地减少7465 hm2，盐碱地增加341112 hm2。同时，随着耕地数量的减少和经营承包权的破碎，农田内部景观结构也发生了相应变化，主要是闲置的廊道（沟渠、道路）损毁、减少［90］。总体上农场农田景观格局大尺度上还是受自然和经济条件制约，特别是农田承包以后，对农田廊道配套、维护和基质改良力度明显下降，出现小尺度次生盐碱化演变为大尺度现象，农田防护林体系难以健全，农田生态安全和生产稳定性降低。李新通（2000）在对闽东南沿海地区大南坂农场农业景观变化及其驱动因素研究中，也认为20世纪80年代中期的家庭承包责任制的实施，使户均土地经营规模小，导致廊道（农村道路）质量较差，廊道功能不畅，防护林、护路林以及河岸林老化，廊道在景观中功能下降，尤其强调产权因素成为决定农业景观变化的主导因素［12］。

2625 典型区片农田景观格局

根据农场农田景观的特点，选取三块比较典型区域利用景观分析FRAGSTATS软件进行景观格局分析（图2-8～图2-10）。第一块位于农场西部一分场境内，盐碱地较多，是盐碱反复的典型代表；第二块位于农场中部三分场境内，耕地较多，是1956年开垦农田的典型代表；第三块位于农场东部四分场境内，耕地较多，是机械化建设的典型代表［91］。

图2-6 1985年中捷友谊农场农田景观格局

图2-7 2003年中捷友谊农场农田景观格局

图2-8 2003年农田景观格局图

图2-9 1963年四分场十一队农田景观规划图

图2-10 四分场十一队农田景观格局图

从2003年一分场农田景观格局本底可以看出，该区域依然留有1956年农田景观规划建设的痕迹，在自然条件和产权结构制约下呈退耕趋势，农田斑块零散，边界形状不规则，斑块面积减少，已不适宜大规模的机械化作业和集约经营，只能适合小农经营模式，甚至不得不弃耕，造成大量农田设施废弃，农田廊道消失和融入其他景观。

三分场农田景观格局中，依然残留着原始自然本底的痕迹，自然残留斑块分布零散，边界不规则。农田斑块保持着1956年的格局与规模，基本没有变化，表明该区域自1985年以后在种植方式和农田生产条件上没有变化，农业现代化水平提高力度较小，廊道数量较多。

四分场十一队1963～2003年的农田景观格局演变过程，反映了农业机械化和集约化利用对农田景观格局的要求，同时也揭示出农田原始自然本底融化、消化的过程，残留自然斑块由23个减至4个。但受技术和资金的约束，残留自然斑块不能完全溶解，廊道数量和布局仍然保持为原规划模式。

中捷友谊农场不同区域农田景观指数（表2-3）表明：斑块密度（PD）、最大斑块指数（LPI）、斑块面积（AREA）、斑块周长（PERIM）与农田集约化水平呈负相关，农田集约化程度越高，斑块密度、面积、周长越小；边界密度（ED）与农田斑块规模与数量相关，当面积一定时，PD越高ED越大，PD一定时，斑块面积越大ED越小，而一定区域内，农田斑块面积增大时，PD相对降低，ED同时减少（图2-11）；斑块周长面积比（PARA）随着斑块面积的增大而减小，说明斑块面积越大，单位面积上的边界数量越少，相应地，斑块内部生境面积就越大；零散农田的景观形状指数（LSI）较大，形状不规则，但在人为干扰下，基本上较规则，斑块形状指数（SHAPE）接近1，即斑块形状呈方形或近似方形，显现出人工雕琢的迹象；平均分维度（FRAC）接近1，表明农田形状比较简单，接近规则方形；斑块周长面积比（PARA）在一定区域内应该有其合理的上限和规模利用的下限，其大小取决于当地自然条件、经济条件和文化背景，旱地高于水田。

表2-3 中捷友谊农场农田景观指数表

图2-11 PD、AREA、ED关系图

表2-4 AREA、PERIM、SHAPE、FRAC相关性分析表

采用统计分析软件SAS612对数据进行相关性分析后，其结果由表2-4反映出，斑块面积（AREA）与斑块周长（PERIM）呈正相关，与斑块周长面积比（PARA）呈负相关；斑块形状指数（SHAPE）与分维度（FRAC）呈正相关。

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在未来几十年里，农业产业将比以往任何时候都更重要。根据联合国粮食和农业组织的数据， 2050年的粮食产量需要比2006年增加70%才能养活地球日益增长的人口。为了满足这种需求，农民和农业公司正在转向运用物联网的分析和更大的生产能力。

农业技术创新不是什么新鲜事。几百年前，人们用手持工具，工业革命带来了轧棉机，19世纪出现谷物升降机、化肥和第一台天然气动力的拖拉机。到世纪末，农民开始使用卫星来计划自己的工作。物联网将把农业推向新的高度。智能农业已经越来越普遍，因为有了农业机器人和传感器，农民和高科技农业正在标准化。物联网应用在未来几年将帮助农民满足世界粮食需求。

高科技农业：精准农业与智能农业

农民已经开始使用一些高科技的农业技术提高他们的日常工作效率。例如传感器可以让农民获得在地区的详细的地形和资源地图，土壤酸度和温度的变量。他们还可以利用天气预报来预测未来几天和几周的天气模式。

农民可以使用他们的智能手机远程监控他们的设备、农作物和牲畜，统计牲畜饲养和生产。他们甚至可以利用这项技术对农作物和牲畜进行预测。无人机已成为一个重要的工具来调查农民的土地和作物数据。JohnDeere（农业设备生产商）已经开始把拖拉机联网，创造了一个展示作物产量数据的方法。与无人车类似，该公司正在研发自动驾驶的拖拉机，这将释放农民的劳动力并进一步提高效率。

所有这些技术都有助于精确农业或精准农业，利用卫星图像和其他技术（如传感器）来观察和记录数据的目的是提高生产产量，同时最大限度地降低成本和节约资源。

农业的未来：物联网，农业传感器，农业无人机

智能农业和精准农业正在起飞，但它们可能只是农业世界更大规模使用技术的先驱。Business Insider的高级研究服务预测，农业中物联网设备安装将从2015年的3000万增加到2020年的7500万，达到20%的复合年增长率。

美国目前在物联网智能农业方面世界领先，每公顷（25亩）农田可以产生7340公斤的谷物（如小麦、水稻、玉米、大麦等），而全球平均水平是3851公斤谷物每公顷。

在未来几十年里，随着农场变得更加紧密，这种效率应该有更大的提高。OnFarm，一个农业物联网平台预计，农场在2050年平均每天要产生410万个数据点，而2014年只有190000个。

此外， OnFarm多次研究发现，农场的平均产量上升175%，能源成本下降7美元至13美元每英亩，灌溉用水量下降 8%。

鉴于物联网应用在农业中的所有好处，不难理解农民会越来越多地转向使用农业无人机和卫星。

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