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）

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，保護農(nóng)田昆蟲生存環(huán)境，經(jīng)濟適用性強。

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，為促進糧食產(chǎn)能與生態(tài)環(huán)境保護的和諧發(fā)展提供借鑒。

1 項目區(qū)概況

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%。

這種高標準、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，從而保護和改善集約化農(nóng)田的生態(tài)環(huán)境。

2 生態(tài)化設(shè)計與測試

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。考慮生態(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?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，不進行工程化改造；對兩側(cè)崩塌嚴重的溝渠，進行削坡升級作業(yè)；對溝渠內(nèi)淤積嚴重不能達到排水要求的，進行溝底整修改造。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?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，用昆蟲針固定在標本盒中，分類記數(shù)。

3 結(jié)果與分析

3.1 生態(tài)攔截效果

2015年6月10日，溝渠進水口、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)濟適用性分析

生態(tài)廊道的建設(shè)標準每米約500元，可充分利用水體資源獲得一定經(jīng)濟效益。因此，建設(shè)生態(tài)廊道在經(jīng)濟和生態(tài)上，都具有可行性。

4 結(jié)論

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.論苑

［2］ 李曉文，胡滿遠，肖篤寧.景觀生態(tài)學(xué)與生態(tài)多樣性保護.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