農(nóng)林學(xué)類論文-江漢平原濕地農(nóng)業(yè)技術(shù)體系探討.doc

農(nóng)林學(xué)類論文-江漢平原濕地農(nóng)業(yè)技術(shù)體系探討長江流經(jīng)宜昌段后，沿荊江進入一個相對低緩的地帶。其間河網(wǎng)密織、湖泊星羅棋布，形成了我國長江流域特有的湖泊型濕地景觀。明清以來，迫于人口壓力，人們對該濕地地區(qū)進行了不同形式的開墾，使之逐漸發(fā)展成為我國農(nóng)業(yè)的發(fā)達地區(qū)。針對這片開墾地域農(nóng)業(yè)面臨的各方面的問題，從20世紀90年代以來，不少學(xué)者將國際上的“濕地”概念引入到對本地區(qū)農(nóng)業(yè)的研究上，相繼提出了要發(fā)展?jié)竦剞r(nóng)業(yè)的思想15。我們在完成中日技術(shù)合作“湖北省江漢平原四湖澇漬地綜合開發(fā)計劃”和湖北省“九五”重大科技計劃項目“江漢平原澇漬地綜合開發(fā)研究”的過程中，對江漢平原農(nóng)業(yè)發(fā)展中所面臨的若干問題進行了研究，希望對建立我國南方濕地農(nóng)業(yè)技術(shù)體系作一些有益的探索。1“濕地農(nóng)業(yè)”的提出“濕地農(nóng)業(yè)”的概念是在“濕地”概念的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。多水（包括地下水、地表水）是濕地的基本特征。國際上提出濕地的概念，主要是鑒于該類自然資源對調(diào)節(jié)自然環(huán)境和保護生物物種的絕對重要性，即所謂“大地之腎”的特點提出來的，其核心是要加強對濕地的保護67。但對我國江漢平原乃至長江流域來講，近600年來，已有大片的濕地被開墾成了以水稻田為主的人工濕地，該濕地的主要功能已轉(zhuǎn)變成農(nóng)業(yè)經(jīng)營的基礎(chǔ)條件、生產(chǎn)農(nóng)產(chǎn)品的功能上來。在該地區(qū)農(nóng)業(yè)經(jīng)營中，除要保護好依然存在的部分自然濕地、發(fā)揮濕地的生物和生態(tài)功能外，農(nóng)業(yè)的經(jīng)營本身還或多或少受到本區(qū)濕地特征的影響，如何根據(jù)其特點進行農(nóng)業(yè)經(jīng)營、處理好濕地開發(fā)、利用與保護之間的關(guān)系，是濕地農(nóng)業(yè)所要解決的關(guān)鍵問題。很早以前，我國勞動人民針對南方多雨的特點，在有效排水和農(nóng)業(yè)利用上就創(chuàng)造了一套成功的方法，在珠江三角洲形成了著名的“?；~塘”系統(tǒng)，在長江下游地區(qū)則有所謂“圩田”利用方式。而在長江中游的兩湖平原，則是以湖垸形式的土地利用方式占優(yōu)勢。而且這部分地區(qū)在我國農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)上的地位十分突出。相對于我國北方干旱地區(qū)的干旱農(nóng)業(yè)而言，我國南方濕地季風氣候條件下湖泊濕地地區(qū)的濕地農(nóng)業(yè)，還面臨著一系列特有的問題與挑戰(zhàn)。開展?jié)竦剞r(nóng)業(yè)研究意義十分重大813。2江漢平原濕地農(nóng)業(yè)的特點在低濕地上之所以短期內(nèi)發(fā)展了出色的農(nóng)業(yè)，固然與人口壓力密切相關(guān)，但也與其具有獨特的優(yōu)點息息相關(guān)。江漢平原地勢平坦，土地肥沃；光熱水資源豐富，雨熱同季，宜于農(nóng)作；交通發(fā)達，綜合經(jīng)濟實力雄厚，湖北省綜合經(jīng)濟實力百強縣大都位于江漢平原地區(qū)之內(nèi)。但是在20世紀5080年代期間，江漢湖泊數(shù)量和面積急劇減少，耕地面積驟增，生態(tài)環(huán)境日益脆弱化。農(nóng)業(yè)災(zāi)害，包括洪、澇、漬、干旱、病蟲、冷熱等日益嚴重，農(nóng)業(yè)耕作和生活的設(shè)施水平與條件十分惡劣，農(nóng)業(yè)的結(jié)構(gòu)單一，勞動生產(chǎn)力與土地生產(chǎn)力徘徊不前，農(nóng)業(yè)資源浪費嚴重，比較效益低下。形成了江漢平原濕地農(nóng)業(yè)的基本背景10，12。江漢平原的濕地農(nóng)業(yè)還具有一些具體特點。2.1垸田特征江漢平原濕地墾殖所產(chǎn)生的直接結(jié)果是大量垸田的產(chǎn)生。所謂垸田，就是人為地由湖邊向湖心通過建立堤壩、排干湖水，建立相應(yīng)的水利設(shè)施，即所謂“圍湖造田”形成的農(nóng)田。最后在地貌上就自然形成了一個個由人工開挖形成的水系相對獨立的垸落。從大的方面來看，垸田由于開墾歷史不同，所屬各異，因而垸落與垸落之間形成各種人為的隔離和阻礙，道路和水系混亂，不利于農(nóng)田作業(yè)以及灌溉、排水與行洪。每逢510年一遇的大雨，往往形成大面積內(nèi)漬1，14。垸田的另一特征是土壤長期接納河流沖積物和湖漬物，因而表現(xiàn)為土體深厚、有機物豐富、土壤潛在肥力高但有效肥力低。由于其土地平整與水利設(shè)施大都不充分，因而排水不良。春季土壤升溫慢，形成所謂“冷漬田”。此外，還有一部分低湖田表現(xiàn)為土壤粘粒成分含量高、土壤結(jié)構(gòu)不良。從土壤營養(yǎng)上來看，該地區(qū)土壤嚴重缺磷和缺鋅4，15。2.2地貌和生態(tài)上的分異特征江漢平原的農(nóng)田多由湖泊開墾形成，在地貌和生態(tài)上呈現(xiàn)出有規(guī)律的變化。王克林等在對洞庭湖濕地進行探討時指出了洞庭湖區(qū)具有碟形盆地圈帶狀立體景觀結(jié)構(gòu)的特點。并將該濕地歸納成3個圈次，即1）內(nèi)環(huán)敞水帶；2）中環(huán)季節(jié)性淹沒帶；3）外環(huán)漬水性淹沒帶2，8。蔡述明等在江漢平原四湖地區(qū)監(jiān)利新興垸進行的研究闡明了四湖地區(qū)“湖垸同體”，從湖邊到湖心可分為9種農(nóng)業(yè)利用地貌類型的規(guī)律4。我們通過對典型碟形洼地高場示范區(qū)的剖析，觀察到一個沒有徹底完成墾殖過程的低湖地在多個土壤特征上（地下水位、土壤剖面結(jié)構(gòu)、土壤機械構(gòu)成、土壤營養(yǎng)、土壤溫度和綜合土地質(zhì)量）存在明顯的梯級遞變，因而其適宜的農(nóng)業(yè)利用價值也是不同的。2.3災(zāi)害加劇與生態(tài)脆弱化特征由于本地區(qū)獨特的地理氣候特點，近幾十年來自然災(zāi)害的頻率和程度日益加劇。主要災(zāi)害有洪災(zāi)、澇漬、干旱和病蟲災(zāi)害等1618。葉柏年等在分析湖北省旱澇發(fā)生情況時，論述了進入上世紀80年代以來，災(zāi)害日益加重，如1980、1982、1983、1991、1993、1995、1996、1998年均為特大洪澇年，每年因洪澇使農(nóng)田成災(zāi)面積均超過66.7萬hm的標準，平均兩年就遇一次，其中1991年農(nóng)作物受災(zāi)174.97萬hm，農(nóng)業(yè)損失55億元。80年代與50年代相比，旱災(zāi)面積增加1.28倍，澇漬面積增加1.67倍。王學(xué)雷等對江漢平原的生態(tài)脆弱性進行過專題論述19。除上述以洪澇為主體形成的各種自然災(zāi)害外，江漢平原還面臨嚴重的生態(tài)脆弱化問題。包括，1）耕地面積日減，人口驟增，土地的承載壓力越來越大；2）土壤有機質(zhì)含量逐年下降，物理結(jié)構(gòu)劣化，生產(chǎn)性能下降；3）生物多樣性下降，時有暴發(fā)性或毀滅性病蟲害發(fā)生；4）水體面積減小，湖水水質(zhì)下降，漁農(nóng)矛盾日漸突出；5）農(nóng)業(yè)內(nèi)部結(jié)構(gòu)單一，農(nóng)業(yè)經(jīng)營比較效益低，農(nóng)業(yè)經(jīng)濟再生產(chǎn)難以完成；6）農(nóng)業(yè)設(shè)施老化，基本建設(shè)嚴重落后，農(nóng)民生活得不到應(yīng)有保障，等等，應(yīng)該說濕地地區(qū)的農(nóng)業(yè)面臨著一系列嚴峻的挑戰(zhàn)。3濕地農(nóng)業(yè)技術(shù)體系探討局部性、季節(jié)性水環(huán)境惡化是南方低濕地的一個帶普遍性的問題。位于該地區(qū)的以湖泊為主體的自然濕地既是當?shù)剞r(nóng)業(yè)的重要環(huán)境，又在該地區(qū)整體的水資源調(diào)度和控制中發(fā)揮著越來越重要的作用。必須從整體上來認識南方低濕地區(qū)存在的各種問題，大力開展?jié)竦剞r(nóng)業(yè)技術(shù)研究（圖1）。附圖圖1“濕地農(nóng)業(yè)”構(gòu)成圖3.1濕地農(nóng)業(yè)關(guān)鍵技術(shù)的探討“九五”期間，我們對農(nóng)業(yè)濕地中的主體澇漬地合理開發(fā)利用技術(shù)進行了較深入的研究，關(guān)鍵技術(shù)包括：（1）澇漬地農(nóng)業(yè)小區(qū)綜合整治開發(fā)規(guī)劃與實施研究建立了兩個分別代表典型“湖積地”和“沖積地”的澇漬地改良綜合開發(fā)示范區(qū)，在示范區(qū)的綜合整治與開發(fā)規(guī)劃中提出了以“單元水系”為基本單位整治澇漬地的觀點，將農(nóng)田基本建設(shè)作為整治澇漬地的先決手段。規(guī)劃中還引入了日本區(qū)域排水規(guī)劃的數(shù)理模型與土地分析的“數(shù)量化理論”，實踐證明上述兩種方法對江漢平原濕地地區(qū)微地域特點的分析具有較好的適用性。研究還將高場示范區(qū)的開發(fā)模式總結(jié)為“農(nóng)田整備+梯級開發(fā)”，岑河示范區(qū)的開發(fā)模式為“農(nóng)田整備+優(yōu)化模式”2224。（2）澇漬地排水改良技術(shù)濕地農(nóng)業(yè)中農(nóng)田的排水是一項關(guān)鍵技術(shù)2527。研究開發(fā)和引進了適合于濕地農(nóng)業(yè)小區(qū)排水的數(shù)學(xué)模型以及農(nóng)道、溝渠、土地平整的工程技術(shù)參數(shù)。深入探討了農(nóng)田澇漬相隨的作用過程和主要作物棉花、大豆、油菜在關(guān)鍵生育期的排漬標準和澇漬排水綜合控制指標28。（3）澇漬地土壤肥力特征及改良技術(shù)選擇典型地域?qū)?0年來大范圍的江漢平原濕地農(nóng)田土壤肥力動態(tài)演替進行了分析和評價，采用土壤系統(tǒng)分類法，對澇漬地的土壤類型進行了重新劃分，找出了不同類型澇漬土壤的特征與利用方法。探討了澇漬地土壤的分布與肥力演變規(guī)律。（4）適生生物種質(zhì)資源的發(fā)現(xiàn)、引進與鑒定對多種水生經(jīng)濟植物蓮藕、芡實等的適宜特性進行了鑒定。發(fā)掘并開發(fā)了新魚種月鱧，繼續(xù)擴大了對適宜于濕地的早熟西、甜瓜品種的篩選，選出適合于大面積推廣的新品種“黃寶石”、甜瓜“豐甜1號”。引進篩選出“兩優(yōu)培九”和“豐兩優(yōu)1號”等品種作為濕地高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)水稻換代“組合”。（5）主要作物抗?jié)碀n的機理及抗?jié)n高產(chǎn)栽培重點對水稻、油菜等作物不同抗（耐）性品種間差別產(chǎn)生的機理進行了探討，并總結(jié)出一套本地區(qū)水稻的抗?jié)n栽培技術(shù)體系。研究認為栽培上應(yīng)重點抓好品種篩選和育苗技術(shù)兩個環(huán)節(jié)29。（6）澇漬地作物病蟲草害的發(fā)生規(guī)律及綜合防治技術(shù)重點對澇漬地上易發(fā)生的稻飛虱、稻螟和紋枯病、白葉枯病的發(fā)生特點進行跟蹤調(diào)查，以有效排水和節(jié)水灌溉為出發(fā)點，探討了病蟲草害綜合防除策略。（7）澇漬地生態(tài)環(huán)境異化評價及生態(tài)恢復(fù)技術(shù)濕地環(huán)境異化程度在日益加重，環(huán)境異化的根源在于人類對濕地資源的過度和不合理的利用。環(huán)境治理策略既要注重緩解環(huán)境壓力，也要注意照顧當前經(jīng)濟發(fā)展，要做到二者的良性互動。（8）澇漬地高效農(nóng)業(yè)模式研究濕地良好的土壤潛在肥力和充裕的光、溫、水等自然資源為本地區(qū)農(nóng)業(yè)的主體產(chǎn)品開發(fā)和農(nóng)田多熟制提供了十分難得的自然條件5，3032。以“麥瓜稻”模式為基礎(chǔ)，面對新的農(nóng)村形勢，新創(chuàng)了4種高效農(nóng)業(yè)模式。這4種模式是系統(tǒng)針對本地區(qū)爽水型高產(chǎn)水田、旱田、農(nóng)牧肥結(jié)合以及保護地栽培方式分別形成的，在生產(chǎn)中已得到迅速推廣。3.2濕地農(nóng)業(yè)綜合開發(fā)典型模式探討濕地農(nóng)業(yè)模式總體上可分成農(nóng)田高效農(nóng)業(yè)模式，農(nóng)林間（混）作模式，水體養(yǎng)殖模式，種養(yǎng)加一體化模式和碟形地域梯級開發(fā)模式等5類。每一類有若干種形式的模式。主要模式可以歸結(jié)為如下幾種：（1）適宜于中小水面的分層混養(yǎng)模式；（2）適宜于連片池塘的魚、豬禽復(fù)合混養(yǎng)模式；（3）適宜于大中型水面的網(wǎng)箱養(yǎng)魚與流水圍欄精養(yǎng)模式；（4）野生水生植物人工種植園模式；（5）適宜于河灘湖灘季節(jié)性淹水帶的耐漬經(jīng)濟植物模式；（6）低湖田魚稻藕共生模式；（7）湖區(qū)生態(tài)公園觀光農(nóng)業(yè)模式；（8）適宜于大面積低湖田的一季中稻模式；（9）適宜于典型碟形洼地的梯級開發(fā)模式；（10）適宜于高產(chǎn)爽水區(qū)的多種農(nóng)田高效種植模式，包括：麥瓜豆稻模式；油瓜稻模式；菜甜瓜雜交棉模式；大麥=玉米+綠豆晚稻畜禽模式。優(yōu)化模式的實施產(chǎn)生了良好的生態(tài)、經(jīng)濟和社會效益。其中經(jīng)濟效益尤為顯著3，5，3336。3.3濕地農(nóng)業(yè)的若干技術(shù)難題縱觀江漢平原過去幾十年來的研究，濕地農(nóng)業(yè)的技術(shù)研究多集中在點、區(qū)或者局部技術(shù)環(huán)節(jié)上，成績很大但有所偏頗。今后應(yīng)加強如下重大關(guān)鍵問題的研究。（1）關(guān)于濕地農(nóng)作區(qū)國土綜合整治，即生產(chǎn)、泄洪和湖區(qū)水面面積的合理比例及其規(guī)劃建設(shè)問題。進入20世紀90年代以后，湖泊面積還在繼續(xù)減少，減少的部分主要用來作漁業(yè)養(yǎng)殖用。與低湖農(nóng)田的利用方式相比，漁業(yè)養(yǎng)殖兼顧了蓄水、生產(chǎn)和調(diào)節(jié)生態(tài)環(huán)境等多方面功能，生態(tài)與經(jīng)濟效益顯著，因而顯示出較大的優(yōu)越性。但江漢平原全域內(nèi)土地面積如何在生產(chǎn)、泄洪和湖區(qū)水面之間分配出一個合理的比例，并通過具體地規(guī)劃、布局（該布局還應(yīng)該與相關(guān)的水利、農(nóng)業(yè)設(shè)施相匹配），是今后濕地農(nóng)業(yè)中必須要解決的一個首要問題。應(yīng)該學(xué)習(xí)日本“土地改良區(qū)”的做法，大范圍統(tǒng)一規(guī)劃，整體分區(qū)建設(shè)；通過立法，集中來自于國家、地方和農(nóng)業(yè)經(jīng)營者的有效投資；規(guī)劃與建設(shè)必須遵循統(tǒng)一的技術(shù)規(guī)范，做到資源的可持續(xù)利用與開發(fā)、保護的有機結(jié)合。（2）關(guān)于拳頭產(chǎn)業(yè)的選擇與培育。要在減輕澇漬為害的同時，充分發(fā)揮濕地地區(qū)多水與土地肥沃的優(yōu)勢，培育特色產(chǎn)業(yè)，建立相應(yīng)的優(yōu)質(zhì)、名牌商品基地。而這一方面恰好是江漢平原濕地農(nóng)業(yè)過去的薄弱環(huán)節(jié)。具體來講，需水較多的水稻、油菜，水生動物（魚、鴨、鵝等）養(yǎng)殖，水生經(jīng)濟植物產(chǎn)品是本地區(qū)農(nóng)業(yè)發(fā)展的潛在優(yōu)勢，但一直以來未形成相應(yīng)的產(chǎn)業(yè)和產(chǎn)品優(yōu)勢，今后應(yīng)重點研究其從基地化生產(chǎn)到加工、包裝和銷售一體化的技術(shù)，形成濕地農(nóng)業(yè)的特色。（3）關(guān)于恢復(fù)優(yōu)美環(huán)境與確保食物安全。江漢平原的地理特點決定了該地區(qū)各種用水可能在不同區(qū)域之間產(chǎn)生多次循環(huán)使用，而且人畜飲水、農(nóng)業(yè)灌溉用水與生活排水之間極易相互混雜。以水作媒介，農(nóng)藥、化肥及有機污染物容易得到迅速傳播與分布，從而導(dǎo)致對環(huán)境的大面積污染，進而導(dǎo)致對農(nóng)產(chǎn)品的污染。在江漢平原這個傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)集約區(qū)和國家農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)基地，如何保證農(nóng)村廣大土地以及農(nóng)產(chǎn)品免遭污染，改善農(nóng)業(yè)從業(yè)者的生產(chǎn)與生活環(huán)境，將是今后濕地農(nóng)業(yè)技術(shù)體系中的一個難點?！緟⒖嘉墨I】1陳世儉，蔡述明，羅志強.生態(tài)工程在湖垸濕地農(nóng)業(yè)持續(xù)發(fā)展中的應(yīng)用J.長江流域資源與環(huán)境，1997，6（3）：253258.2王克林.洞庭湖區(qū)濕地生態(tài)功能退化與避洪、耐澇高效農(nóng)業(yè)建設(shè)J.熱帶地理，1999，19（2）：130136.3孟憲民，崔保山，鄧偉，等.松嫩流域特大洪災(zāi)的醒示：濕地功能的再認識J.自然資源學(xué)報，1999，14（1）：1420.4蔡述明，王學(xué)雷，黃進良，等.江漢平原四湖地區(qū)區(qū)域開發(fā)與持續(xù)農(nóng)業(yè)發(fā)展M.北京：科學(xué)出版社，1996.5黃jng，雷海章，黃智敏.論我國江漢平原濕地農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展J.農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化研究，2001，（3）：3436.6呂憲國，黃錫疇.我國濕地研究進展J.地理科學(xué)，1998，18（4）：293299.7朱建國，姜文來，李應(yīng)中.我國濕地資源可持續(xù)利用的根本出路J.國土與自然資源研究，2000，（4）：5053.8王克林，劉新平.洞庭湖濕地抗逆型農(nóng)業(yè)開發(fā)模式研究J.國土與自然資源研究，1995，（3）：1822.9李曉青，程偉民，謝炳庚.江南丘陵稻田濕地景觀生態(tài)系統(tǒng)功能與效益研究以攸縣為例J.應(yīng)用生態(tài)學(xué)報，1995，6（sup