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        生態(tài)血防措施在水利工程中的應(yīng)用探索

        2015-12-12 08:17:16戴兆婷方緒順
        江蘇水利 2015年9期
        關(guān)鍵詞:血防釘螺試驗(yàn)段

        戴兆婷 方緒順

        (1.江蘇省水利工程建設(shè)局,江蘇 南京 210029;2.南京水利科學(xué)研究院,江蘇 南京 210029)

        我國在自20 世紀(jì)50年代以來近半個(gè)世紀(jì)的血吸蟲防治工作歷程中,采取的防治措施主要是“以消滅釘螺為主”,水利部門在血吸蟲疫區(qū)通過河道整治、硬質(zhì)化河坡、涵閘改造、灌區(qū)渠系建設(shè)、小流域綜合治理等水利工程結(jié)合滅螺設(shè)施的水利血防工程建設(shè),在消滅釘螺、防止釘螺孳生、控制血吸蟲病流行方面取得了顯著的成效。

        但同時(shí),由于對河流生態(tài)環(huán)境認(rèn)識上的局限性,傳統(tǒng)的水利血防工程中,河道堤防混凝土硬質(zhì)化防護(hù)的防螺措施,河道灘地上撒藥填塘的滅螺措施等,更多地強(qiáng)調(diào)防洪、滅螺等目標(biāo)性的功能,忽視了河道與河岸灘地生態(tài)系統(tǒng)的聯(lián)系,忽略了堤內(nèi)與堤外生物群落的連通性,影響了河流系統(tǒng)的生物多樣性維護(hù),結(jié)果導(dǎo)致河流生態(tài)系統(tǒng)生物多樣性衰退,河流景觀單一化等問題。

        近年來,隨著人們對河流生態(tài)環(huán)境保護(hù)意識的不斷深化,對血吸蟲病認(rèn)識的不斷提高,我國血吸蟲病的防治策略也在不斷調(diào)整,逐步從“以消滅釘螺為主”轉(zhuǎn)向“以控制傳染源為主”[1]。傳統(tǒng)的水利血防工程措施正逐漸從血吸蟲防治的主要措施轉(zhuǎn)變?yōu)檠x防治綜合治理措施中的一項(xiàng)組成部分。針對傳統(tǒng)血防措施的生態(tài)效益差、環(huán)境污染重等問題,彭鎮(zhèn)華、康忠銘教授提出“以林為主,滅螺防病”的生態(tài)血防措施,并經(jīng)過長時(shí)間觀測,生態(tài)血防措施的抑螺防病效果十分良好[2]。

        我省自2007年以來已先后實(shí)施了幾十項(xiàng)水利血防工程,為減少傳統(tǒng)血防工程對生態(tài)的影響,根據(jù)生態(tài)抑螺機(jī)制,選擇南京東山河水利血防工程局部河段建設(shè)環(huán)境友好型生態(tài)血防工程,并對工程實(shí)施前后進(jìn)行陸生生態(tài)、水生生態(tài)及釘螺孳生情況的觀測調(diào)查,開展示范研究。

        1 植物的抑螺機(jī)制

        釘螺是血吸蟲生存和繁殖的唯一中間宿主,是血吸蟲病傳播的媒介。釘螺的生存對生態(tài)環(huán)境有依賴性,釘螺的螺卵發(fā)育和幼螺生活在水中,成螺生活在陸地,屬水陸兩棲。成熟釘螺分布在特定的群落和土壤環(huán)境中,適應(yīng)由特定的光照、溫度、水分、土壤、植被等環(huán)境因子構(gòu)成的生態(tài)環(huán)境。釘螺對潮濕環(huán)境具有嚴(yán)格的選擇性和依賴性,這種生態(tài)特性和釘螺本身的生物學(xué)特征密切相關(guān)。通過改變釘螺的孳生環(huán)境,構(gòu)建植物生態(tài)系統(tǒng)或人工培植新的植物群落,利用植物的他感作用,改變釘螺生存的生態(tài)環(huán)境,對釘螺生存的生理生化指標(biāo)產(chǎn)生影響,使之能夠?qū)︶斅莸纳L發(fā)育形成不利的影響,從而達(dá)到抑制和消滅釘螺的目的。

        細(xì)胞是生物體的基本構(gòu)造單位,植物抑螺的毒理作用主要是通過影響膜蛋白質(zhì)和膜結(jié)合酶的功能,使釘螺細(xì)胞功能紊亂或喪失并破壞膜結(jié)構(gòu)。有些植物的化學(xué)成分可使釘螺糖原含量下降,谷丙轉(zhuǎn)氨酶及谷草轉(zhuǎn)氨酶比活力發(fā)生變化,導(dǎo)致釘螺死亡率升高;植物中的一些有毒物質(zhì)在地表積累到一定程度時(shí),也可造成釘螺營養(yǎng)攝取障礙,從而抑制釘螺生長發(fā)育[3]。

        2 試驗(yàn)段工程概況

        東山河為長江下游水系8 條骨干通江河道之一的便民河的支流,發(fā)源于江蘇省鎮(zhèn)江市寶華鎮(zhèn),全長5.0 km。該河為山丘區(qū)河道,流域面積39.85 km2,在南京市棲霞區(qū)境內(nèi)的河段長3.5 km,具有排洪、引水等功能?,F(xiàn)狀東山河河底寬度為7.0~38.0 m,河面寬度約為33.0~67.0 m,河底高程約為5.1~5.9 m(吳淞零點(diǎn),下同)。河道內(nèi)洲灘較多,灘面高低不平,兩岸雜草叢生,處于水位變動區(qū)域,非常適宜釘螺的孳生、繁衍,危及當(dāng)?shù)厝罕姷纳眢w健康。根據(jù)《江蘇省血吸蟲病綜合治理水利專項(xiàng)規(guī)劃報(bào)告》(2009~2015),為從根本上治理血吸蟲病,確保人民群眾身體健康,并結(jié)合防洪要求,經(jīng)江蘇省水利廳批復(fù),對南京市棲霞區(qū)境內(nèi)的東山河2.025 km 河道進(jìn)行水利血防綜合整治??紤]到感潮型河道特征,經(jīng)水利、血防部門研究,護(hù)砌下限水位按歷年8 個(gè)月的月最低水位排頻,取頻率為50%的水位作為護(hù)砌設(shè)計(jì)下限;上限水位采用歷年最高水位排頻,取10%的水位作為護(hù)砌設(shè)計(jì)上限。上下限高程分別為4.5 m、8.5 m。

        3 生態(tài)抑螺護(hù)坡的設(shè)計(jì)方案

        根據(jù)本項(xiàng)目的試驗(yàn)研究需要,考慮依托工程的現(xiàn)場條件,本次生態(tài)抑螺護(hù)坡分三個(gè)試驗(yàn)段,分別位于東山河水利血防工程建設(shè)范圍的左岸樁號K1+200~K1+300 段,稱為1 號試驗(yàn)段;右岸樁號K0+800~K0+900 段,稱為2 號試驗(yàn)段;左岸樁號K0+400~K0+500 段內(nèi),稱為3 號試驗(yàn)段。每個(gè)試驗(yàn)段的設(shè)計(jì)寬度為35.0 m。

        具體設(shè)計(jì)方案為采用混凝土框格結(jié)構(gòu)分層設(shè)置水下混凝土硬質(zhì)護(hù)坡和水上種植不同抑螺植物護(hù)坡相結(jié)合的堤防護(hù)坡?;炷量蚋褡o(hù)坡的上部頂高程為8.50 m,下部底高程為4.50 m,護(hù)坡高程在8.50 m 以上部分鋪設(shè)普通草皮護(hù)坡。試驗(yàn)段采用混凝土框格護(hù)坡結(jié)合種植抑螺植物進(jìn)行抑螺處理??蚋駜?nèi)高程7.0 m 以下種植挺水植物,高程7.0 m 以上種植草本植物抑螺。

        4 抑螺植物的選擇及配置

        對釘螺有抑制作用的草本植物主要包括:豚草、益母草、問荊、澤瀉、酸模葉蓼、打碗花、紫云英、香薷、木賊草、盾葉薯蕷、禾葉山麥冬等;對釘螺有抑制作用的木本植物主要包括:羊蹄、川楝、墨杉、落羽杉、池杉、意楊、楓楊、烏桕、夾竹桃、樟樹[4]等。

        考慮地域的適應(yīng)性以及生態(tài)安全要求,并結(jié)合現(xiàn)有植物栽培條件和市場條件,本項(xiàng)目種植抑螺植物選擇了兩種挺水植物,即密毛酸模葉廖和澤瀉;選擇了兩種草本植物,即益母草和紫云英。

        本項(xiàng)目生態(tài)抑螺護(hù)坡植物的配置方案如下:

        1 號試驗(yàn)段的挺水植物采用密毛酸模葉廖,草本植物采用益母草;

        2 號試驗(yàn)段的挺水植物采用澤瀉,草本植物采用益母草;

        3 號試驗(yàn)段的挺水植物采用密毛酸模葉廖,草本植物采用紫云英。

        因在試驗(yàn)段栽培上述植物不便進(jìn)行管理維護(hù),故生態(tài)護(hù)坡的植物種植采用了移栽方式,即通過向植物培育公司購買現(xiàn)成植物,然后由專業(yè)人員移栽到試驗(yàn)現(xiàn)場。

        東山河生態(tài)抑螺護(hù)坡設(shè)計(jì)方案的剖面圖見圖1,分段示意圖見圖2。

        5 實(shí)驗(yàn)段觀測結(jié)果

        圖1 東山河生態(tài)抑螺護(hù)坡的設(shè)計(jì)方案剖面圖

        圖2 東山河生態(tài)抑螺護(hù)坡的設(shè)計(jì)方案分段示意圖

        在東山河工程范圍內(nèi)選取4 個(gè)樣方區(qū)域進(jìn)行生態(tài)調(diào)查,并觀測實(shí)驗(yàn)段抑螺效果,對比分析工程建設(shè)對該區(qū)域陸生植物群落、水生動物群的影響。

        從植物樣方調(diào)查結(jié)果發(fā)現(xiàn),東山河護(hù)坡硬化工程未建設(shè)前,河岸兩側(cè)為原始植物生態(tài)環(huán)境,陸生植物種類繁多,生長茂盛,在靠近河岸處多生長有水生植物,如水花生、蘆葦、水草等,河岸處雜草叢生,給釘螺的繁殖與生長提供了良好的場所;兩岸迎水坡護(hù)砌后,水泥混凝土覆蓋了兩岸的土壤,植物生長環(huán)境遭到了嚴(yán)重破壞,被水泥覆蓋的兩岸寸草不生,消除了釘螺的孳生環(huán)境,消滅了血吸蟲,有效地保護(hù)了人民身體健康,但同時(shí)卻破壞了兩岸陸生植物的生長環(huán)境,干擾了植物的生長。從對背水坡的調(diào)查分析看,迎水坡護(hù)砌工程對工程實(shí)施段河道的背水坡也有一定的影響,但影響程度相比迎水坡較小。

        在水生動物方面,通過對調(diào)查區(qū)域及實(shí)驗(yàn)段釘螺進(jìn)行觀測,工程實(shí)施后一年,工程段區(qū)域水生動物主要有田螺、河蚌、蚯蚓,未發(fā)現(xiàn)釘螺,抑螺草的抑螺控螺效果較好。但由于在東山河工程施工期,施工所產(chǎn)生的廢水包括混凝土系統(tǒng)產(chǎn)生的堿性廢水以及設(shè)備沖洗、砂石料清洗等產(chǎn)生的泥漿水和含油廢水未經(jīng)過充分處理便排入河道中,對工程區(qū)域局部水體造成不利影響,使局部水體水質(zhì)惡化,在一定程度上影響了河道水生生物田螺、釘螺、河蚌、蚯蚓的正常繁衍,導(dǎo)致其生物量急劇減少。

        6 結(jié)論與建議

        6.1 結(jié)論

        通過在東山河水利血防工程中種植抑螺草,并在對實(shí)施效果進(jìn)行現(xiàn)場血防觀測的基礎(chǔ)上分析得出,生物抑螺具有一定的可行性,可以通過進(jìn)一步研究優(yōu)化種植措施后加以推廣。

        6.2 建議

        (1)由于東山河為行洪河道,且汛期流速較快,在抑螺草生長的第一年因根系尚不發(fā)達(dá),易發(fā)生水土流失,造成局部地塊抑螺草密度不足,可以通過在新種植植物區(qū)域增設(shè)三維土工網(wǎng)墊,以防止水流沖刷破壞。

        (2)因本次試驗(yàn)段所選擇抑螺植物的社會需求量不大,故通過向植物培育公司購買現(xiàn)成植物,然后由專業(yè)人員移栽到試驗(yàn)現(xiàn)場的費(fèi)用較高,下階段可以進(jìn)一步研究選擇適合我省氣候條件的抑螺植物,以降低成本。

        [1]彭鎮(zhèn)華.林業(yè)血防生態(tài)工程抑螺防病機(jī)理[J].濕地科學(xué)與管理,2013(2).

        [2]劉國華,舒洪嵐,徐林初,等.中國林業(yè)血防生態(tài)工程探索[J].江西林業(yè)科技,2004(6).

        [3]蒲真清,黃繼山,劉俊,張玉平.植物滅螺機(jī)理研究進(jìn)展[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué),2008(36).

        [4]胡興宜,唐萬鵬,姜德鴻,等.興林抑螺機(jī)理研究進(jìn)展[J].胡北林業(yè)科技,2006(1).

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