作为湿地的水稻田在农业环境保护中的特殊功能

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作为湿地的水稻田在农业环境保护中的特殊功能

2016-11-01 作者: jiping 浏览: 4484 次

摘要: 水稻田和其它农用地不同,它是一种人工湿地系统。我国人工湿地面积大约为4000万hm2,其中稻田就有3800万hm2。一方面,水稻田提供了我国三分之二人口的主食,对于确保我国粮食安全举足轻重;另一方面,作为湿地系统,在蓄滞洪水、补充地下水、保护环境、维护生态平衡...

水稻田和其它农用地不同,它是一种人工湿地系统。我国人工湿地面积大约为4000万hm2,其中稻田就有3800万hm2。一方面,水稻田提供了我国三分之二人口的主食,对于确保我国粮食安全举足轻重;另一方面,作为湿地系统,在蓄滞洪水、补充地下水、保护环境、维护生态平衡中具有其它农业系统不能取代的作用。充分发挥水稻田的生产、生态多种功能,对稻作可持续发展具有十分重要的意义。

一、水稻田是巨大的水土保持器

1.在湿润多雨的地区,水稻田可以大面积蓄水,起到滞洪、除涝的作用

假如我国3800 hm 2稻田都灌满20cm的水,蓄水量可高达760亿m3,是我国最大的蓄水池和滞洪库。若考虑地下水位以上的下界面饱和持水作用,蓄水量则更大,估计可达到1900亿m3。在一些低洼、涝渍和洪泛区域,若发展垄畦栽培或种耐淹的深水稻,保持较深水层,这种蓄洪滞水作用还可成倍增加。

2.在山区,水稻梯田则可涵育水源、削减洪灾

多雨季节,每hm2水稻梯田可蓄水1500-2250m3;枯水期,地表蓄水下渗又补充了地下水,或汇入河流成为径流。森林短期的调节水能力虽然较大,每hm2也可达 1800m3,但雨后蓄水能力不及梯田。植树造林需十几年甚至几十年才能发挥理想的调节作用,而坡改梯种稻的持水作用当年即显现。梯田水土流失轻微,流失量不到同坡度坡耕地的十分之一。

二、水稻田是高效的地下水补给器

1.稻田蓄水除了表面蒸发和排水外,大部分则下渗成了地下水

据相关研究,水稻田平均渗水量,利用一维饱和未饱和垂直下渗数字模式分析为6.65mm/天;用水收支平衡法分析为8.18mm/天;用水利局设计规范经验公式法分析为10.95mm/天。种植水稻,具有对地下水进行补注的生态功能。笔者在山区和平原稻田对比试验结果表明,稻田渗水与土质类型关系很大,河谷平原粉砂性田一次灌水15cm,5-7天则水层全渗漏完,最快3天就渗完,每天渗漏量高达50mm;山区的红壤稻田,包括蒸发损失,每天耗损量为4.7mm。新昌稻田田间年度保持水层时间为70-80天,以每天入渗6mm计,总量可达420-560mm。因此,水稻田的地下水补注作用,以500mm计算(包括降水入渗),全县可达4000万m3

2.在城市市郊可利用水稻田灌溉水补充地下水库

水稻田补水量每平方公里可达50万t。同时,通过发展绿色、有机稻米生产,可减少化肥、农药对地下水的污染,使用地下水质比地表水质提高1-2个等级。在地表水污染、水质型缺水的平原地区,这相当于建水库和净水厂于地下的办法。

三、水稻田是大自然的空调器

水稻田湿地效应十分明显。据试验,深水灌溉的稻田,在111天全生育期,蒸腾、蒸发量为557.8mm,日平均5.025mm,每hm2水蒸发带走的热量相当于475.7t标准煤燃烧的热量,能有效降低地表温度,增加湿度,加快近地层水汽循环,调节气候。存在水稻叶表面的枯草杆菌、假单胞菌还有冰核活性作用,逸散到空中和碘化银一样,可起凝结核作用,有催云降雨效果。

四、水稻田是环境污染的净化器

1.水稻田湿地在净化水质中具有独特的作用

水田环境既有生物的吸收分解污染物的食物链系统,又有沉淀、吸附、渗滤污染物的物理自净过程,还有氧化、还原分解、固定污染物质的化学净化作用。因此,稻田可单独作为净化污水系统,并可和芦苇地、水葫芦等组成净化污水的复合湿地系统。试验表明,污水进入稻田5-7天,悬浮物降低75%-94%,BOD降低72%-97%,氨态氮降低85%以上,磷降低98%以上,钾降低78%以上,蛔虫孵和细菌数目降低95%-98%,氰降低约98%。污水中含有的铜、锌、锰、硼、铬等污染物是植物的微量营养元素,经过植物吸收、土壤吸附、氧化还原等过程,其含量也有显著降低。每hm2水田每季可净化7500-12000m3生活污水。

2.中水回灌地下水是中水利用的一个有效途径

利用稻田回灌中水可有效减少地下水硝酸盐污染。此外稻田环境有一个当季水旱交替过程,有冬、春休闲期,年度间可安排水旱轮作,这都有利于中水中的污染物分解,也符合中水回灌需间歇、轮换进行和地下水开采需一段时间(间隔6-12个月)的技术要求。

五、水稻是抗逆冠军

1.水稻既耐水涝,也可以旱生旱长

我国南方大部分地区气候特点是温雨同步,多雨季节正是适宜水稻生长的高温季节,雨养水稻潜力很大,但常有夏秋伏旱发生。利用水稻水旱两栖抗灾应变能力强的特点,在多雨年份种水稻,水耕水管,可获得较好收成;在干旱年份则改为水插旱管。在关键生长期有一定降水或补灌同样可以获得较好收成。我国南方旱地面积大约有2000万hm2,还有部分靠天田。其中部分旱地改梯田后可发展旱稻,在关键时期视降水情况每667m2补灌100-150m3的水,就可获得较好收成。

2.水稻同时也比较耐盐碱,可在改良盐碱土中发挥作用

盐渍土种稻虽然有悖于地下水临界深度的概念,但只要具备必要的排水条件,做到灌排畅通,防止抬高原有地下水位,实行灌溉洗盐,可使地下水矿化度显著下降;土体脱盐,耕层淡化,土壤培肥,能使盐渍土得到有效改良。东北地区盐碱地种稻面积1994年就达80万hm2,约占该区水田面积的一半,使通常作为劣等土地资源的盐碱地,变成当地的优势资源。 综上所述,水稻田在农业环境保护中具有“特殊功能”稻田的这些特殊功能,能否充分认识和加以利用,这是水稻生产可持续发展的一个关键。

今后我们不仅要利用稻田确保我国粮食生产的安全,还要建立多种稻田特殊功能区,如在水土流失的地区设立利用稻田保持水土功能区;在需回灌地下水地区开辟稻田转换地下水功能区;以及稻田净化污水功能区和城郊稻田生态调节功能区等,以促进我国水利、环保事业和可持续农业的发展。

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