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2024-03

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农田生态拦截沟渠塘建设体会及建议

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+vbiwaj^)n*&j)zk,بm4ky总结如下。

1 生态拦截工程建设概况

吴江区自2007年以来,共计在3个不同乡镇选择3种不同规模、类型种养基地建设生态拦截工程,共计建设生态拦截沟渠塘1万m2,总投资近400万元,其中一个生态拦截工程位于松陵镇新营村,该基地总面积36.33 hm2、核心示范基地8.47 hm2,幅射面积176.00 hm2,入社农户133户,带动农户570户。经营内容主要包括果树、蔬菜、养猪场、散养草鸡等,主要污染物为养猪场的固态排泄物和液态排泄物、果园、菜地面源污染及工人、居民生活污水排放。第2个生态拦截工程位于七都镇节制闸村及联强村,属于沿太湖五公里保护区,周边主要为稻麦农田和高效设施蔬菜,污染物来源主要是农田肥药,第3项生态拦截工程位于同里镇北联村,生态拦截工程所属蔬菜种植基地面积14.67 hm2,主要种植大棚蔬菜,另外搭配种植少量果树,开展水产养殖。

2 主要做法和经验

为针对不同的农业生产特点,吴江区推广了3种不同的生态拦截工程,对于第1类果蔬基地,生态拦截工程建设的主要做法是结合大面积种植草被植物和建设垂直流净化沟渠的同时,在净化塘中种植水生植物净化水质,根据对进出水口的水质分析,该生态拦截工程队氮、磷的拦截率达到40%以上,达到了预期的设计目的;对于第2类种植业基地,生态拦截工程主要是通过建设拦截坝、透水坝延长停留时间,并种植堤岸植物、护坡植物和水生植物,沉降、吸附和吸收氮、磷,根据对进出水口水质检测化验结果总磷、总氮的削减率分别达到55.3%、55.7%;对于第3种大棚蔬菜基地主要是在进出水沟的渠建设拦截坝、透水坝,同时利用该基地周边池塘丰富的特点,大量种植水草来吸收丰富的氮、磷,同时做好水生植物的采收工作。植物的选择要求对氮、磷营养元素具有较强吸收能力,生长旺盛,具有一定的经济价值或易于处置利用,并可形成良好生态景观的植物。沟壁植物以自然演替为主,人工辅助种植如狗牙根(夏季)、黑麦草(冬季),沟中种植夏季如空心菜、茭白,冬季如水芹。或全年在水底种植菹草、马来眼子菜、金鱼藻等沉水植物。

日常管理需要注意的是要及时清淤,保证沟渠的容量和水生植物的正常生长,但是不能彻底清理农田排灌沟渠,要保留部分植物和淤泥。水生植物死亡后沉积水底会腐烂,向水体释放有机物质和氮、磷元素,造成二次污染,因此沟渠的水生植物要定期收获、处置、利用。同时,减少沟渠堤岸植物带受岸上人类活动、沟渠水流、沟渠开发等的影响,保护生态多样性。

3 存在的问题和建议

几年来,生态拦截工程为吴江区的农业面源污染控制工作发挥了一定的作用,根据检测分析进出水口的水质,氮、磷拦截效果分别达到了50%和40%以上,但是在推广该项目的实际工作中,在沟渠塘改造、植物引进等方面也发现了一些值得注意的问题,如沟渠随意硬化、植物品种单一、人工化太多以及沟渠塘改造过程中忽视生态效益和经济效益平衡等问题,为此本文提出以下几点建议。

3.1 不宜随意硬化

近几年,经济较为发达农村地区的原有土质沟渠塘有不少都进行了水泥硬化,的确变得美观大方,且便利灌排和交通。但是,有些不是主要交通干线的沟渠塘,其实不必要做硬化处理,因为小型沟渠塘硬化后也会带来如下的缺点。

3.1.1 不利于生物多样性保护。原有的坡道植物被清除,被统一换成网格状的草被植物,固定土壤、过滤泥沙及颗粒物的作用明显减弱,失去了原来各种苔藓类植物、草本植物和木本植物相互竞争、相互依存的稳定生态系,原有的空间立体结构也被破坏,小型动物如蚯蚓、青蛙、蛇等也失去了栖息场所,这样不仅不利于生物多样性保护,而且原有的生态平衡也被打破,此外传统的土坡植物往往生物量比较大,能够有效地阻挡、过滤、吸附、吸收降解氮、磷养分,原有土坡硬化处理后,这方面功能会大大削弱,此外引进的草皮及花卉因为非本土植物,其本土适应性不一定很高,往往还需要一定的维护成本(图1、图2)。

3.1.2 底泥的作用得不到发挥。河床被硬化后,大量的底泥被清除,底泥中的大量养分及微生物被转移,不利于有益微生物对农药、磷、氨氮发挥降解作用,水体中的浮游生物如轮虫、枝角类、桡足类数量也大量减少,鱼虾类往往缺少开口饵料,从而影响生长[1-2]。更重要的是原有水体中的大、中、小型挺水植物无法正常生长,很难发挥河道拦截、沉降、吸收氮、磷的拦截自净化功能,不利于农业面源污染的控制,有些农村河道为了美化,种植了浮床,但是浮床所占河床的比例不高,且生物量很小,也难以像沟渠塘原有的挺水植物、漂浮植物生命力一样旺盛,也不稳定,且人工维护成本较大,降低了经济效益(图3)。

3.1.3 经济效益下降。土质沟渠塘的坡道还可以视情况种植豆类等经济作物,小型河道中还可以种植茭白、水芹等水生植物,坡道硬化后农民也会失去了这部分经济效益,反而要增加其他维护管养成本,从经济考虑也不太划算。

3.2 植物品种不宜单一

生态拦截沟渠塘的植物配置包括堤岸植物、护坡植物和水生植物,各种不同的植物能够发挥不同的作用,必须合理选配,才能最大程度地发挥其拦截效益,切不可搞一刀切,比如堤岸统一种植垂柳、护坡统一种植草皮等。其实堤岸植物通常要包括乔木、灌木和草被作物,这样的生态系统最为稳定,而且生物量大,既可以利用乔木吸收气体、拦截尘埃,又可利用灌木、草本植物进行面源径流拦截,同时能够为生物提供合适的环境,同时,由于植物的根、茎、叶的拦截过滤作用,使径流中的悬浮物部分被截留。护坡植物则可以配置灌木、芦苇、花卉、经济作物和草被植物,进一步拦截地表径流的颗粒物进入沟渠,同时可以考虑取得一定的经济效益,而水生植物则包括漂浮植物、沉水植物、挺水植物,相互搭配,可以发挥各自不同的功效,而在生态沟渠塘中建设浮床由于投入成本高、需要维护成本,经济效益很高,甚至需要付出比较高昂的养护代价,浮床由于其根系往往较浅,其拦截功能和吸收功能也受到限制,其引进的植物品种有时还比较“娇贵”,对本土的生态环境水土不服,表面看来花团锦簇,其实生态链简单、脆弱,因此仅可以作为一种补充,不适宜大范围使用,在生产实践中要防止反客为主的现象发生。为保证冬季的拦截效果,在植物选配时还应当选择一定数量的耐寒植物。

3.3 河道、池塘不宜过分人工化

生态拦截沟渠塘由于其具有需要较少的人工动力、投入成本不高、容易维护等优点才被广泛用来控制农业面源污染,它更加注重生态效益,而不是景观效益和经济效益。因此,在建设过程中应当因势利导,充分利用现有的沟渠塘,不必过分讲究“直”,其实,适当的弯曲、坡度可以延长驻留时间,更加有利于发挥拦截作用,也不必统一沟渠塘的水深,沟渠塘底部高低不平对悬浮物的沉降、拦截和驻留更能够发挥功用,过度的人为处理使得劳动力成本大幅上升,也不一定对面源污染控制有正作用,其实对现有池塘、河道进行适当的疏通、清理、清除,同时补充适当的植物,让其自然形成大面积草被植物、垂直流和ET生化系统,就能够较好地发挥氮、磷拦截作用,在建设生态沟渠塘过程中,植物引进同样也不可求“奇”、求“洋”,特别是要重视合理利用本土植物,因为本土植物生命力强,维护成本低,自然形成循环链,更有利于长效管理、降低成本,这样通过“节省”省级补助资金,可以将有限的治理资金发挥最大的生态拦截作用[3-4]。

4 结语

总之,农村小型生态沟渠塘经硬化处理后虽然有美观、利于灌排等优点,但是也不宜搞“一刀切”,一方面土质沟渠塘由于能够保留更大生物种群数量和生物量,在当前化学肥、药使用强度较高的情况下,对于控制农业面源污染、维护农田生态系的稳定非常有益,另一方面土质沟渠塘更富有乡村田园风味,也是一份美丽的乡村记忆,而且一旦土质沟渠塘经硬化处理后恢复就比较困难,国外就有这方面的经验教训。同时,对于农村土质沟渠塘要根据实际情况谨慎处置,沟渠塘的疏浚工作也不必大刀阔斧,不必过分追求直、平美觉效果,应围绕其生态拦截作用的最终目的,对原有的沟渠塘进行适当的清理和维护即可。此外,对于植物配置也要注重多样化,充分利用原有的植物品种,适当引进具有经济价值的水生蔬菜、豆类、瓜类,力求沟渠塘自身形成循环,这样才能使生态沟渠塘最大化发挥生态效益。

5 参考文献

[1] 王宗明,张柏,宋开山,等.农业非点源污染国内外研究进展[J].农业资源与环境科学,2007,23(9):468-472.

[2] 史龙新,李向阳,王宁,等.太湖地区农村面源污染控制技术与对策[J].中国水利,2006(17):11-13.

[3] 秦忠,耿清蔚,臧贵敏.太湖流域平原水网区面源污染现状与控制对策[J].中国工程科学,2010(12):113-116.

[4] 杨林章,周小平,王建国,等.用于农田非点源污染控制的生态拦截型沟渠系统及其效果[J].生态学杂志,2005,24(11):1371-1374.

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