沈發(fā)興 肖勝生 劉洪光

［關鍵詞］ 堤防草地；控高技術；生物刈割；養(yǎng)護管理；鄱陽湖區(qū)

［摘 要］ 堤防坡面植草可有效防控堤防坡面水土流失，保障堤防安全運行。為滿足堤防汛期巡險的草地植株高度要求，傳統(tǒng)的堤防草地管理措施耗費高且伴生除草藥劑、剪草機尾氣及大量植株碎渣等污染。生物刈割是指在堤防草地生態(tài)系統(tǒng)中，利用植物生產到動物生產的營養(yǎng)級轉化，通過家畜牧食，構建包括人居—家畜—草地三要素的放牧系統(tǒng)。探索堤防生物刈割技術，有利于推進兼具防洪、生態(tài)、景觀、社會和經濟效益于一體的堤防工程建設。

［中圖分類號］ S157? ［文獻標識碼］ A? ［文章編號］ 1000－0941（2023）05－0038－03

堤防工程是防洪體系的基礎和主體，是抵御洪水、保障兩岸人民生命財產安全的基本設施和最后防線[1]?！兜谭拦こ淘O計規(guī)范》（GB 50286—2013）規(guī)定，土堤堤坡宜采用草皮等生態(tài)護坡；《堤防工程養(yǎng)護修理規(guī)程》（SL 595—2013）規(guī)定，生物防護措施草皮護坡應經常修整、清除雜草、保持完整美觀。堤防草地建植利于迅速提高植被覆蓋率，控制堤防坡面水土流失，防控雨淋溝，維護堤防安全運行。

為全面提升江西省防御洪災水平，確保防洪安全，保障鄱陽湖區(qū)群眾安居樂業(yè)，實現江湖兩利、人水和諧，江西省2021年制定并啟動鄱湖安瀾百姓安居工程（以下簡稱“雙安工程”）總體方案，其中圩堤升級提質加固任務共計3 543 km，包括長江干堤江西段65 km、鄱陽湖區(qū)重點圩堤1 712 km、萬畝（15畝=1 hm2，下同）以上一般圩堤810 km、萬畝以下一般圩堤272 km、單退圩堤684 km。按鄱陽湖區(qū)每1 km圩堤背水側草地管護面積2 hm2計算，“雙安工程”實施后圩堤背水側草地面積達7 086 hm2。新時代“雙安工程”的發(fā)布實施，對堤防草地養(yǎng)護管理提出了更高挑戰(zhàn)。

1 鄱陽湖區(qū)堤防草地控高管理技術需求

采用線路踏查法，調查鄱陽湖區(qū)堤防44 km。鄱陽湖區(qū)堤防背水側的主要護坡形式為人工和自然恢復草地，堤防草地草本植物種類共有65種，分屬24科。其中，植株高大（莖為直立型的株高大于50 cm或莖為攀緣型）、分布廣、密度大，造成人畜難以通行的草種占總草種數的70.8%[1]，不僅影響堤防景觀，還嚴重影響堤防汛期隱患排查和防洪搶險[2]。按照堤防汛期巡險要求，堤防草地高度不得高于30 cm，傳統(tǒng)的堤防草地管理耗費主要來自于滿足防洪巡險要求的草地控高，具體包括剪草和噴施除草劑。據調查，為達到堤防汛期巡險要求，堤防管理單位每年需剪草4次、噴施化學藥劑除草5次，草地控高成本為0.90萬～1.20萬元/hm2，并伴生嚴重的除草藥劑、剪草機尾氣及大量植株碎渣污染。建設堤防堤貌良好、防汛巡堤查險便捷、雜草控高環(huán)保低廉的堤防草地工程，成為困擾濱湖沿江地區(qū)堤防工程建設和防汛工作的難題。因此，探索適應生態(tài)文明建設需求，兼具防洪、生態(tài)、景觀、社會和經濟效益的堤防草地控高技術措施迫在眉睫。

2 生物刈割技術的基本內涵

草地生態(tài)系統(tǒng)的本質是草地生境與其賴以生存的生物的耦合。期間，草地植物和動物之間的營養(yǎng)級轉化是草地生態(tài)必經之路。按照農學詮釋，放牧是人類通過家畜的牧食行為，對草地進行管理、利用的一種生產活動。放牧作為草地管理的基本手段，利于維持草地的生態(tài)健康和生產穩(wěn)定[3]。

針對現階段堤防草地控高管理需求和管理現狀，筆者提出堤防草地生物刈割概念，即在堤防草地生態(tài)系統(tǒng)中，利用植物生產到動物生產的營養(yǎng)級轉化，通過家畜牧食，構建包括人居—家畜—草地三要素的放牧系統(tǒng)。正確運用生物刈割技術，使人居、堤防草地和家畜三者和諧相處，才能保障堤防草地生態(tài)系統(tǒng)的健康發(fā)展。

生物刈割具有三重目的：一是管理堤防草地，使之保持健康，滿足堤防防洪需求；二是生產動物產品，以獲得可持續(xù)的經濟效益，實現“以草定畜，以堤養(yǎng)堤”，減少堤防運維成本；三是減少傳統(tǒng)堤防管理中的化學藥劑、機械尾氣、植物碎渣等污染。

3 堤防草地生物刈割技術實施的可行性

3.1 畜牧業(yè)發(fā)展對飼草資源的需求

2020年，江西省全年出欄肉牛135.12萬頭，存欄量為275.46萬頭，牛肉產量為15.21萬t；肉羊出欄158.41萬頭，存欄量為73.3萬頭，羊肉產量為2.58萬t[4]。全省牛羊產業(yè)發(fā)展態(tài)勢較好，但“草畜配套”環(huán)節(jié)飼草資源供量不足，相當一部分加工企業(yè)仍以市場收購原料為主，缺乏自建核心基地和緊密型的合同訂單基地，市場價格高、原料供不應求時，企業(yè)生產原料難以保障[5-6]，對高質高產草地資源需求旺盛。

3.2 鄱陽湖區(qū)堤防草地飼草資源

鄱陽湖區(qū)雨量充沛、光照充足，堤防草地具有生長旺盛、生長周期長、生物量大（產量高）、質量好等特點[7]。在所查明的堤防草種中，多數可被家畜采食，部分為優(yōu)質牧草。草地年平均鮮草產量在6.05～7.50 t/hm2[8]，鄱陽湖區(qū)堤防草地每年可產鮮草4.29萬～5.31萬t。

人工重建堤防草地可在短時間內迅速恢復地上植被，增加地面植被覆蓋率，建立良好的地上地下植被結構，從而增加截留降雨，防控水土流失，提高土地生產力。如項目組2020—2021年在成朱聯圩人工重建的高質量狗牙根（Cynodon dactylon）堤防草地、假儉草（Eremochloa ophiuroides）堤防草地和狗尾草（Setaria viridis）堤防草地，均為優(yōu)質牧草。

南方濕度大，調制草產品不易，江西省大部分肉牛羊養(yǎng)殖戶（場）冬季不備草，肉牛羊整個冬季主要靠劣質的稻草過冬，營養(yǎng)物質供應遠不能滿足牛羊需要，致使牛羊冬季掉膘嚴重；或需高價從外地購買草料，推高養(yǎng)殖成本，致使經濟效益顯著下降[5，7]。2021年10月中下旬，項目組聯合成新農場在鄱陽湖區(qū)成朱聯圩堤防背水坡通過人工重建堤防草地，成功建設沿堤長43.2 km的多花黑麥草（Lolium multiflorum）草地。多花黑麥草為一種禾本科冷季型草種，適口性優(yōu)良且具有較高的產量和營養(yǎng)價值。多花黑麥草在鄱陽湖區(qū)成朱聯圩播種7～18 d后陸續(xù)出苗，出苗至分蘗8～24 d，適時管理下30 d左右即能快速形成覆蓋度高的草地景觀，有效地占據生態(tài)位，實現“以草控草”的同時，可在堤防草地野生牧草供青淡季為養(yǎng)殖家畜提供青鮮草3.17～4.22 t/hm2。

同時， 沈發(fā)興等：鄱陽湖區(qū)堤防草地生物刈割控高技術探討鄱陽湖區(qū)主要堤防均為路堤一體，交通便捷；堤防草地沿湖沿江沿河布局，家畜飲用水源充足，利于畜牧業(yè)發(fā)展。

3.3 生物刈割技術利于堤防草地控高

草地凈初級生產力能最直觀地反映草地生長狀況，也是衡量草地生態(tài)系統(tǒng)功能穩(wěn)定性與健康程度的重要指標。學者們的普遍共識是生物刈割乃影響草地生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性和生產力的關鍵因素。在濕潤區(qū)的放牧草地生態(tài)系統(tǒng)中，凈初級生產力受家畜采食、踐踏及排泄物返還等因素影響[9]，物種多樣性、生產力與放牧強度呈單峰函數關系，中等放牧強度時家畜采食量和草地生物量均最高，物種多樣性和生產力會保持在一個較高的水平，同時會顯著降低植物群落的高度[10]。家畜排泄物返還會增加土壤速效養(yǎng)分含量，尤其是速效氮的含量，進而促進植被的異質性，致使草地糞斑周圍植被顯著高于其他區(qū)域植被，而坡面整體株高顯著降低[11]。同時，家畜踐踏也會改變土壤結構，如增加土壤容重、減少土壤孔隙度等，從而限制植物根系對養(yǎng)分的吸收利用，進而影響草地生產力，降低草地植株高度。因此，堤防草地引入生物刈割技術，草地群落的組成、結構、多樣性及生物量均會受到影響，一定強度的干擾可使草地植物個體呈現“小型化”“低矮化”趨勢[9]，利于汛期堤防險情巡查。

3.4 生物刈割對堤防安全運行的影響分析

堤防草地坡度較陡（部分堤段坡比達到1∶1），是具有一定彈性的脆弱生態(tài)系統(tǒng)。生物刈割技術是高質量、低成本利用草地飼養(yǎng)家畜的有效方式，是草地管理的重要環(huán)節(jié)，也是未來鄱陽湖區(qū)堤防草地合理利用與培育改良研究必然涉及的重要問題。只有土壤、植被和家畜達到最佳的組合，才能使堤防草地在維護堤防防汛安全、生態(tài)環(huán)境優(yōu)良的同時，獲取最大經濟效益。

在堤防管理過程中推行生物刈割技術，需進一步研究堤防草地抗踐踏能力、畜牧承載量、家畜排泄物污染等問題，杜絕堤防堤頂、堤身被人畜破壞，造成堤身土體裸露、破損、塌陷和雨淋溝現象發(fā)生，危及堤防安全。在相同的放牧強度下，牛群踐踏強度是羊群的5.6倍[12]，堤防草地生物刈割可優(yōu)化家畜上堤數量比（如牛、羊數量組合比），特別是加大羊的飼養(yǎng)比例，減少踐踏對堤防的影響。必要時可試行“野外放牧+機械刈割打包舍飼”的方式，加強對堤防草料資源的充分利用。鑒于堤防草地屬于線性草地，非大面積集中分布，可以堤防管理責任標段為劃分依據，根據載畜量和地方優(yōu)質特色品種，以及家畜群每日營養(yǎng)需求，劃定該日生物刈割面積，建立管理精細的輪牧體系（即劃區(qū)輪牧）[3]。

4 結 語

堤防草地是防控坡面水土流失，維護堤防安全的重要手段。建設堤防堤貌良好、防汛巡堤查險便捷、草被控高環(huán)保低廉的堤防工程，是困擾濱湖濱江堤防工程建設和防汛工作的難題。探索堤防生物刈割技術，有利于推進集防洪、生態(tài)、景觀、社會和經濟效益于一體的堤防工程建設。利用生物刈割技術，對堤防草地進行管理與綜合開發(fā)利用，是實現堤防高效管護的有效手段和途徑。

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［作者簡介］ 沈發(fā)興（1987—），男，湖南瀏陽人，高級工程師，博士研究生，主要研究方向為水土保持與生態(tài)修復；通信作者劉洪光（1986—），男，河北昌黎人，工程師，博士，主要研究方向為水土保持與生態(tài)恢復。

［收稿日期］ 2022-09-28

（責任編輯 徐素霞）