軒清霞,王 亮,鐘 慧
(齊河縣農(nóng)業(yè)局,山東德州 251100)
華北集約化農(nóng)田生態(tài)廊道構(gòu)建技術(shù)
軒清霞,王 亮,鐘 慧
(齊河縣農(nóng)業(yè)局,山東德州 251100)
為解決華北集約化農(nóng)田在提高糧食產(chǎn)能上,化肥過量使用造成溝渠的污染,而設(shè)計了一種農(nóng)田生態(tài)廊道構(gòu)建工程,可以有效減少農(nóng)田總氮和硝態(tài)氮含量,增加生態(tài)多樣性,保護(hù)農(nóng)田昆蟲生存環(huán)境,經(jīng)濟(jì)適用性強。
華北集約化農(nóng)田 溝渠 生態(tài) 環(huán)保 昆蟲種類
集約化農(nóng)業(yè)易出現(xiàn)農(nóng)業(yè)面源污染加劇,水體富營養(yǎng)化、生物多樣性下降,生態(tài)環(huán)境惡化等問題。在集約化農(nóng)田中,構(gòu)建生態(tài)廊道,成為糧食產(chǎn)能與生態(tài)環(huán)境保護(hù)與改善關(guān)系的一條有效途徑。生態(tài)廊道是相鄰兩邊環(huán)境不同的線狀或帶狀斑塊區(qū)域,由縱橫交錯的輸水和排水河道、溝渠構(gòu)成,并與綠色植被有機結(jié)合,形成農(nóng)田溝渠生態(tài)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng),具有保護(hù)生物多樣性、過濾或阻抑物質(zhì)等生態(tài)服務(wù)功能。文章以齊河縣糧食高產(chǎn)創(chuàng)建示范區(qū)內(nèi),華北集約化農(nóng)田生態(tài)廊道構(gòu)建為例,系統(tǒng)探討建設(shè)及其應(yīng)用情況,為促進(jìn)糧食產(chǎn)能與生態(tài)環(huán)境保護(hù)的和諧發(fā)展提供借鑒。
基地位于山東省齊河縣,屬于黃泛平原。灌溉引黃為主,以井保豐,有效灌溉率達(dá)100%。區(qū)內(nèi)溝渠全部為硬質(zhì)化,采用襯砌混凝土U型渠,鋪設(shè)水泥石板襯砌,減少水灌流失15%,渠道輸沙、防淤能力提高30%,輸水時間比土渠縮短30%~50%,滲漏損失量降低50%。
這種高標(biāo)準(zhǔn)、高防滲的溝渠,為糧食高產(chǎn)提供了水資源保障。但同時,也破壞了溝渠的原生態(tài),造成了生物多樣性喪失、水體自凈能力弱、景觀效果差等生態(tài)問題。依托國家農(nóng)業(yè)部現(xiàn)代生態(tài)農(nóng)業(yè)基地,農(nóng)業(yè)清潔生產(chǎn)試驗示范項目,在糧食高產(chǎn)創(chuàng)建基地中,設(shè)計并實施了華北集約化農(nóng)田生態(tài)廊道構(gòu)建工程,從而保護(hù)和改善集約化農(nóng)田的生態(tài)環(huán)境。
2.1 設(shè)計原則
生態(tài)廊道構(gòu)建與襯砌混凝土U型渠相同,就是保持溝渠排水功能??紤]生態(tài)化設(shè)計,要堅持的原則:維持溝渠輸水和排水功能,減小對生態(tài)環(huán)境的影響。尊重原有自然環(huán)境,盡量減少工程對原有自然生態(tài)的擾動。注意與周圍自然景觀的協(xié)調(diào),并與當(dāng)?shù)鼐坝^相配合。
2.2 工程設(shè)計
2.2.1 渠體建設(shè)
因地制宜,盡量保持原貌。對農(nóng)田中的小型排水溝,不進(jìn)行工程化改造;對農(nóng)田道路邊的大型排水溝渠,在渠體兩側(cè)原本穩(wěn)定的情況下,不進(jìn)行工程化改造;對兩側(cè)崩塌嚴(yán)重的溝渠,進(jìn)行削坡升級作業(yè);對溝渠內(nèi)淤積嚴(yán)重不能達(dá)到排水要求的,進(jìn)行溝底整修改造。在農(nóng)田道路邊的大型排水溝渠兩側(cè),布設(shè)親水平臺,每隔200 m建設(shè)1個親水平臺。
2.2.2 多樣性設(shè)計
農(nóng)田中的小排水溝渠內(nèi),種植紫花苜蓿、黑麥草、波斯菊等草本植物。大型排水溝渠邊,種植當(dāng)?shù)刂髟粤帜?,包括楊樹、柳樹、槐樹等,樹下種植狗牙根、高羊茅、黑麥草等固土綠化景觀植物。溝渠兩側(cè)坡面,在保留原有植被的情況下,條帶狀或點狀種植多年生黑麥草、彎葉畫眉草、高羊茅等護(hù)坡和景觀植物。在農(nóng)田道路邊的大型排水溝渠底部,種植路易斯安娜鳶尾、香蒲、水蔥、再力花等水生植物。
2.3 水樣的采集與分析
進(jìn)水口、溝渠中間及出水口斷面取樣,水取樣時間分別為 2015 年6月10日和8月20日,監(jiān)測指標(biāo)有總氮和硝態(tài)氮,分別用堿性過硫酸鉀消解紫外分光光度法,并測定。
2.4 生態(tài)廊道昆蟲調(diào)查
在溝渠坡道中間,沿著溝渠方向,用網(wǎng)捕法隨機捕捉,整理時,用昆蟲針固定在標(biāo)本盒中,分類記數(shù)。
3.1 生態(tài)攔截效果
2015年6月10日,溝渠進(jìn)水口、溝渠中間及出水口的總氮分別為3.326 mg/L、2.045 mg/L、1.709 mg/L,去除率分別為38.5%、48.6%;硝態(tài)氮的含量分別為3.008 mg/L、1.605 mg/L、1.215 mg/L,去除率分別為46.6%、59.6%。8月20日,溝渠進(jìn)水口、溝渠中間及出水口的總氮分別為9.225 mg/L、6.924 mg/L、4.014 mg/L,去除率分別為24.9%、56.5%;硝態(tài)氮的含量分別為5.619 mg/L、4.828 mg/L、0.66 mg/L,去除率分別為14.1%、88.2%。
從2次調(diào)查數(shù)據(jù)來看,進(jìn)水口、中間、出水口的含量逐漸降低,證明生態(tài)攔截溝對總氮和硝態(tài)氮的去除效果明顯。6月10日,玉米播前還未使用化肥,所以8月20日的測定數(shù)據(jù)比6月10日測定的高,但是,生態(tài)攔截溝對總氮和硝態(tài)氮的去除效果更加明顯。
3.2 昆蟲數(shù)量分析。
經(jīng)統(tǒng)計,昆蟲種類有11目22種,主要集中在蜻蜓目、鱗翅目、雙翅目、直翅目、同翅目、半翅目、鞘翅目、膜翅目等8個目中,其中蛾類、飛虱類、盲蝽類、蜂類居多。與硬質(zhì)化溝渠相比,生物多樣性明顯增多。
3.3 經(jīng)濟(jì)適用性分析
生態(tài)廊道的建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)每米約500元,可充分利用水體資源獲得一定經(jīng)濟(jì)效益。因此,建設(shè)生態(tài)廊道在經(jīng)濟(jì)和生態(tài)上,都具有可行性。
構(gòu)建農(nóng)田生態(tài)廊道,能有效地減少農(nóng)田排水中總氮和硝態(tài)氮含量,增加生態(tài)多樣性,可解決改變硬質(zhì)化溝渠造成的生物多樣性喪失、水體自凈能力弱、景觀效果差等問題。
[1] 王家正,熊亞文.淺談墾區(qū)大型集約化生產(chǎn)與生態(tài)農(nóng)業(yè)環(huán)境保護(hù).論苑
[2] 李曉文,胡滿遠(yuǎn),肖篤寧.景觀生態(tài)學(xué)與生態(tài)多樣性保護(hù).生態(tài)學(xué)報,1999,19(3):399~407
[3] 朱強,俞孔堅,李迪華.景觀規(guī)劃中的生態(tài)廊道寬度.生態(tài)學(xué)報,2005,25(9):2406~2412