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农林学类论文-江汉平原湿地农业技术体系探讨.doc

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农林学类论文-江汉平原湿地农业技术体系探讨.doc

农林学类论文江汉平原湿地农业技术体系探讨长江流经宜昌段后,沿荆江进入一个相对低缓的地带。其间河网密织、湖泊星罗棋布,形成了我国长江流域特有的湖泊型湿地景观。明清以来,迫于人口压力,人们对该湿地地区进行了不同形式的开垦,使之逐渐发展成为我国农业的发达地区。针对这片开垦地域农业面临的各方面的问题,从20世纪90年代以来,不少学者将国际上的“湿地”概念引入到对本地区农业的研究上,相继提出了要发展湿地农业的思想1~5。我们在完成中日技术合作“湖北省江汉平原四湖涝渍地综合开发计划”和湖北省“九五”重大科技计划项目“江汉平原涝渍地综合开发研究”的过程中,对江汉平原农业发展中所面临的若干问题进行了研究,希望对建立我国南方湿地农业技术体系作一些有益的探索。1“湿地农业”的提出“湿地农业”的概念是在“湿地”概念的基础上发展起来的。多水(包括地下水、地表水)是湿地的基本特征。国际上提出湿地的概念,主要是鉴于该类自然资源对调节自然环境和保护生物物种的绝对重要性,即所谓“大地之肾”的特点提出来的,其核心是要加强对湿地的保护6~7。但对我国江汉平原乃至长江流域来讲,近600年来,已有大片的湿地被开垦成了以水稻田为主的人工湿地,该湿地的主要功能已转变成农业经营的基础条件、生产农产品的功能上来。在该地区农业经营中,除要保护好依然存在的部分自然湿地、发挥湿地的生物和生态功能外,农业的经营本身还或多或少受到本区湿地特征的影响,如何根据其特点进行农业经营、处理好湿地开发、利用与保护之间的关系,是湿地农业所要解决的关键问题。很早以前,我国劳动人民针对南方多雨的特点,在有效排水和农业利用上就创造了一套成功的方法,在珠江三角洲形成了著名的“桑基鱼塘”系统,在长江下游地区则有所谓“圩田”利用方式。而在长江中游的两湖平原,则是以湖垸形式的土地利用方式占优势。而且这部分地区在我国农产品生产上的地位十分突出。相对于我国北方干旱地区的干旱农业而言,我国南方湿地季风气候条件下湖泊湿地地区的湿地农业,还面临着一系列特有的问题与挑战。开展湿地农业研究意义十分重大8~13。2江汉平原湿地农业的特点在低湿地上之所以短期内发展了出色的农业,固然与人口压力密切相关,但也与其具有独特的优点息息相关。江汉平原地势平坦,土地肥沃;光热水资源丰富,雨热同季,宜于农作;交通发达,综合经济实力雄厚,湖北省综合经济实力百强县大都位于江汉平原地区之内。但是在20世纪50~80年代期间,江汉湖泊数量和面积急剧减少,耕地面积骤增,生态环境日益脆弱化。农业灾害,包括洪、涝、渍、干旱、病虫、冷热等日益严重,农业耕作和生活的设施水平与条件十分恶劣,农业的结构单一,劳动生产力与土地生产力徘徊不前,农业资源浪费严重,比较效益低下。形成了江汉平原湿地农业的基本背景10,12。江汉平原的湿地农业还具有一些具体特点。21垸田特征江汉平原湿地垦殖所产生的直接结果是大量垸田的产生。所谓垸田,就是人为地由湖边向湖心通过建立堤坝、排干湖水,建立相应的水利设施,即所谓“围湖造田”形成的农田。最后在地貌上就自然形成了一个个由人工开挖形成的水系相对独立的垸落。从大的方面来看,垸田由于开垦历史不同,所属各异,因而垸落与垸落之间形成各种人为的隔离和阻碍,道路和水系混乱,不利于农田作业以及灌溉、排水与行洪。每逢5~10年一遇的大雨,往往形成大面积内渍1,14。垸田的另一特征是土壤长期接纳河流冲积物和湖渍物,因而表现为土体深厚、有机物丰富、土壤潜在肥力高但有效肥力低。由于其土地平整与水利设施大都不充分,因而排水不良。春季土壤升温慢,形成所谓“冷渍田”。此外,还有一部分低湖田表现为土壤粘粒成分含量高、土壤结构不良。从土壤营养上来看,该地区土壤严重缺磷和缺锌4,15。22地貌和生态上的分异特征江汉平原的农田多由湖泊开垦形成,在地貌和生态上呈现出有规律的变化。王克林等在对洞庭湖湿地进行探讨时指出了洞庭湖区具有碟形盆地圈带状立体景观结构的特点。并将该湿地归纳成3个圈次,即1)内环敞水带;2)中环季节性淹没带;3)外环渍水性淹没带2,8。蔡述明等在江汉平原四湖地区监利新兴垸进行的研究阐明了四湖地区“湖垸同体”,从湖边到湖心可分为9种农业利用地貌类型的规律4。我们通过对典型碟形洼地高场示范区的剖析,观察到一个没有彻底完成垦殖过程的低湖地在多个土壤特征上(地下水位、土壤剖面结构、土壤机械构成、土壤营养、土壤温度和综合土地质量)存在明显的梯级递变,因而其适宜的农业利用价值也是不同的。23灾害加剧与生态脆弱化特征由于本地区独特的地理气候特点,近几十年来自然灾害的频率和程度日益加剧。主要灾害有洪灾、涝渍、干旱和病虫灾害等16~18。叶柏年等在分析湖北省旱涝发生情况时,论述了进入上世纪80年代以来,灾害日益加重,如1980、1982、1983、1991、1993、1995、1996、1998年均为特大洪涝年,每年因洪涝使农田成灾面积均超过667万HM的标准,平均两年就遇一次,其中1991年农作物受灾17497万HM,农业损失55亿元。80年代与50年代相比,旱灾面积增加128倍,涝渍面积增加167倍。王学雷等对江汉平原的生态脆弱性进行过专题论述19。除上述以洪涝为主体形成的各种自然灾害外,江汉平原还面临严重的生态脆弱化问题。包括,1)耕地面积日减,人口骤增,土地的承载压力越来越大;2)土壤有机质含量逐年下降,物理结构劣化,生产性能下降;3)生物多样性下降,时有暴发性或毁灭性病虫害发生;4)水体面积减小,湖水水质下降,渔农矛盾日渐突出;5)农业内部结构单一,农业经营比较效益低,农业经济再生产难以完成;6)农业设施老化,基本建设严重落后,农民生活得不到应有保障,等等,应该说湿地地区的农业面临着一系列严峻的挑战。3湿地农业技术体系探讨局部性、季节性水环境恶化是南方低湿地的一个带普遍性的问题。位于该地区的以湖泊为主体的自然湿地既是当地农业的重要环境,又在该地区整体的水资源调度和控制中发挥着越来越重要的作用。必须从整体上来认识南方低湿地区存在的各种问题,大力开展湿地农业技术研究(图1)。附图图1“湿地农业”构成图31湿地农业关键技术的探讨“九五”期间,我们对农业湿地中的主体涝渍地合理开发利用技术进行了较深入的研究,关键技术包括(1)涝渍地农业小区综合整治开发规划与实施研究建立了两个分别代表典型“湖积地”和“冲积地”的涝渍地改良综合开发示范区,在示范区的综合整治与开发规划中提出了以“单元水系”为基本单位整治涝渍地的观点,将农田基本建设作为整治涝渍地的先决手段。规划中还引入了日本区域排水规划的数理模型与土地分析的“数量化理论Ⅰ”,实践证明上述两种方法对江汉平原湿地地区微地域特点的分析具有较好的适用性。研究还将高场示范区的开发模式总结为“农田整备梯级开发”,岑河示范区的开发模式为“农田整备优化模式”22~24。(2)涝渍地排水改良技术湿地农业中农田的排水是一项关键技术25~27。研究开发和引进了适合于湿地农业小区排水的数学模型以及农道、沟渠、土地平整的工程技术参数。深入探讨了农田涝渍相随的作用过程和主要作物棉花、大豆、油菜在关键生育期的排渍标准和涝渍排水综合控制指标28。(3)涝渍地土壤肥力特征及改良技术选择典型地域对近20年来大范围的江汉平原湿地农田土壤肥力动态演替进行了分析和评价,采用土壤系统分类法,对涝渍地的土壤类型进行了重新划分,找出了不同类型涝渍土壤的特征与利用方法。探讨了涝渍地土壤的分布与肥力演变规律。(4)适生生物种质资源的发现、引进与鉴定对多种水生经济植物莲藕、芡实等的适宜特性进行了鉴定。发掘并开发了新鱼种月鳢,继续扩大了对适宜于湿地的早熟西、甜瓜品种的筛选,选出适合于大面积推广的新品种“黄宝石”、甜瓜“丰甜1号”。引进筛选出“两优培九”和“丰两优1号”等品种作为湿地高产优质水稻换代“组合”。(5)主要作物抗涝渍的机理及抗渍高产栽培重点对水稻、油菜等作物不同抗(耐)性品种间差别产生的机理进行了探讨,并总结出一套本地区水稻的抗渍栽培技术体系。研究认为栽培上应重点抓好品种筛选和育苗技术两个环节29。(6)涝渍地作物病虫草害的发生规律及综合防治技术重点对涝渍地上易发生的稻飞虱、稻螟和纹枯病、白叶枯病的发生特点进行跟踪调查,以有效排水和节水灌溉为出发点,探讨了病虫草害综合防除策略。(7)涝渍地生态环境异化评价及生态恢复技术湿地环境异化程度在日益加重,环境异化的根源在于人类对湿地资源的过度和不合理的利用。环境治理策略既要注重缓解环境压力,也要注意照顾当前经济发展,要做到二者的良性互动。(8)涝渍地高效农业模式研究湿地良好的土壤潜在肥力和充裕的光、温、水等自然资源为本地区农业的主体产品开发和农田多熟制提供了十分难得的自然条件5,30~32。以“麦瓜稻”模式为基础,面对新的农村形势,新创了4种高效农业模式。这4种模式是系统针对本地区爽水型高产水田、旱田、农牧肥结合以及保护地栽培方式分别形成的,在生产中已得到迅速推广。32湿地农业综合开发典型模式探讨湿地农业模式总体上可分成农田高效农业模式,农林间(混)作模式,水体养殖模式,种养加一体化模式和碟形地域梯级开发模式等5类。每一类有若干种形式的模式。主要模式可以归结为如下几种(1)适宜于中小水面的分层混养模式;(2)适宜于连片池塘的鱼、猪禽复合混养模式;(3)适宜于大中型水面的网箱养鱼与流水围栏精养模式;(4)野生水生植物人工种植园模式;(5)适宜于河滩湖滩季节性淹水带的耐渍经济植物模式;(6)低湖田鱼稻藕共生模式;(7)湖区生态公园观光农业模式;(8)适宜于大面积低湖田的一季中稻模式;(9)适宜于典型碟形洼地的梯级开发模式;(10)适宜于高产爽水区的多种农田高效种植模式,包括麦瓜豆稻模式;油瓜稻模式;菜甜瓜杂交棉模式;大麦玉米绿豆晚稻←→畜禽模式。优化模式的实施产生了良好的生态、经济和社会效益。其中经济效益尤为显著3,5,33~36。33湿地农业的若干技术难题纵观江汉平原过去几十年来的研究,湿地农业的技术研究多集中在点、区或者局部技术环节上,成绩很大但有所偏颇。今后应加强如下重大关键问题的研究。(1)关于湿地农作区国土综合整治,即生产、泄洪和湖区水面面积的合理比例及其规划建设问题。进入20世纪90年代以后,湖泊面积还在继续减少,减少的部分主要用来作渔业养殖用。与低湖农田的利用方式相比,渔业养殖兼顾了蓄水、生产和调节生态环境等多方面功能,生态与经济效益显著,因而显示出较大的优越性。但江汉平原全域内土地面积如何在生产、泄洪和湖区水面之间分配出一个合理的比例,并通过具体地规划、布局(该布局还应该与相关的水利、农业设施相匹配),是今后湿地农业中必须要解决的一个首要问题。应该学习日本“土地改良区”的做法,大范围统一规划,整体分区建设;通过立法,集中来自于国家、地方和农业经营者的有效投资;规划与建设必须遵循统一的技术规范,做到资源的可持续利用与开发、保护的有机结合。(2)关于拳头产业的选择与培育。要在减轻涝渍为害的同时,充分发挥湿地地区多水与土地肥沃的优势,培育特色产业,建立相应的优质、名牌商品基地。而这一方面恰好是江汉平原湿地农业过去的薄弱环节。具体来讲,需水较多的水稻、油菜,水生动物(鱼、鸭、鹅等)养殖,水生经济植物产品是本地区农业发展的潜在优势,但一直以来未形成相应的产业和产品优势,今后应重点研究其从基地化生产到加工、包装和销售一体化的技术,形成湿地农业的特色。(3)关于恢复优美环境与确保食物安全。江汉平原的地理特点决定了该地区各种用水可能在不同区域之间产生多次循环使用,而且人畜饮水、农业灌溉用水与生活排水之间极易相互混杂。以水作媒介,农药、化肥及有机污染物容易得到迅速传播与分布,从而导致对环境的大面积污染,进而导致对农产品的污染。在江汉平原这个传统的农业集约区和国家农产品生产基地,如何保证农村广大土地以及农产品免遭污染,改善农业从业者的生产与生活环境,将是今后湿地农业技术体系中的一个难点。【参考文献】1陈世俭,蔡述明,罗志强生态工程在湖垸湿地农业持续发展中的应用J长江流域资源与环境,1997,6(3)253~2582王克林洞庭湖区湿地生态功能退化与避洪、耐涝高效农业建设J热带地理,1999,19(2)130~1363孟宪民,崔保山,邓伟,等松嫩流域特大洪灾的醒示湿地功能的再认识J自然资源学报,1999,14(1)14~204蔡述明,王学雷,黄进良,等江汉平原四湖地区区域开发与持续农业发展M北京科学出版社,19965黄JǏNG@①,雷海章,黄智敏论我国江汉平原湿地农业的可持续发展J农业现代化研究,2001,(3)34~366吕宪国,黄锡畴我国湿地研究进展J地理科学,1998,18(4)293~2997朱建国,姜文来,李应中我国湿地资源可持续利用的根本出路J国土与自然资源研究,2000,(4)50~538王克林,刘新平洞庭湖湿地抗逆型农业开发模式研究J国土与自然资源研究,1995,(3)18~229李晓青,程伟民,谢炳庚江南丘陵稻田湿地景观生态系统功能与效益研究以攸县为例J应用生态学报,1995,6(SUPP)112~11810金伯欣,邓兆仁,李新民江汉湖群综合研究M武汉湖北科学技术出版社,199211徐琪湿地农田生态系统的特点及其调节J生态学杂志1989,8(3)8~1312黄进良洞庭湖湿地的面积变化与演替J地理研究,1999,18(3)297~30413丁疆华,温琰茂,舒强,等鄱阳湖湿地保护与可持续发展J环境与开发,1999,14(3)42~4414李劲峰,李蓉蓉,李仁东四湖地区湖泊水域萎缩及其洪涝灾害研究J长江流域资源与环境,2000,9(2)265~26815向万胜,古汉虎湖北江汉平原四湖地区湿地农田土壤的养分状况及主

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