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《农田排水沟渠的环境效应与生态功能综述》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、第21卷第5期水科学进展Vol21,No52010年9月ADVANCESINWATERSCIENCESep,2010农田排水沟渠的环境效应与生态功能综述陆海明,孙金华,邹鹰,朱乾德,丰华丽(南京水利科学研究院,水文水资源与水利工程科学国家重点实验室,江苏南京210029)摘要:农田排水沟渠作为农业景观中重要的景观单元,能够调节农田生态系统水分平衡,改变流域水文情势。农田养分可以随排水过程迅速流失,也可以通过沉淀与吸附机制被农田沟渠所截留或者通过植物吸收后收割与反硝化去除等机制脱离农田生态系统。作为农田生态系统边缘的交错带,农田排水沟渠较
2、高的植物多样性可以提供动物栖息地和避难场所,增加农田生态系统生物多样性。清淤、收割和控制排水等管理措施对于农田排水沟渠的环境效应和生态服务功能有着不同的影响。今后应加强从多个学科研究农田排水沟渠的环境效应和生态功能,探索生态排水沟渠的构建和管理技术,实现农田排水沟渠水利功能和生态功能的双赢。关键词:农田排水沟渠;环境效应;生态功能;综述中图分类号:S1572;G35311文献标志码:A文章编号:10016791(2010)05071907农田排水沟渠通常是指天然形成的裸露在地表或者以排水为目的而挖掘的水道,一般不包括埋设在农田[
3、13]地表以下的暗管排水管道。农田排水沟渠在以下几个方面区别于其它大型水体:规则的线性形状,与附近的陆地之间有着密切的物质和有机体交换,大多数沟渠较浅,水位变化较大,沟渠呈干涸状态的机会较[4]大,主要用作农田排水。农田排水沟渠不仅作为农田水利基础设施的重要组成部分,通过及时降渍排涝有力地为农业高产稳产起到保驾护航的作用,而且作为农业生态系统重要组成部分,对于维持农业生态系统平衡和流域生态系统健康有着重要作用。农田排水沟渠作为农田景观中的廊道,同样具有物质传[5]输通道、过滤或阻隔、物质能量的源或汇、生物栖息地等方面的生态功能。长期以来,人们主要
4、关注的是农田排水沟渠调节水平衡等水利功能,对其环境效应和生态功能研究相对较少。近年来,在中国许多地区[67]特别是农业相对发达、经济水平较高地区,农田中普遍存在过量施用化肥和喷施高毒高残留农药等现象,造成农业面源污染加剧、水体富营养化和农田生态系统生物多样性减少等生态环境问题日益突出,国内外研究者开始关注农田排水沟渠的环境效应和生态功能,探讨如何利用农田排水沟渠对物质的阻隔和过滤功能减[34,811]轻和防治农业面源污染,充分发挥其生态服务功能和环境效益。1调节农田水分平衡和改变流域水文情势排水沟渠作为农田水利基础设施的最主要功能就是及时将田间
5、过多的水分排出农田,起到排涝降渍的作[12]用。由深度和宽度大小不尽相同的排水沟渠组成农田排水沟渠网络,可以迅速地将农田积水排走。农田排水和灌溉沟渠共同组成了农田水分调节器及其与河流湖泊之间水流的连通器。由于排水沟渠具有大小不等的存贮空间,在雨季田间水分较多时,农田沟渠可以作为农田排水的汇,通过存贮田间过多的水分,减少淹没农田和洪水发生的机会;在干旱少雨的季节,沟渠中存留的水分可以用来补充农田水分亏缺,成为田间灌溉来水的源。收稿日期:20090612基金项目:国家自然科学基金资助项目(50809040);十一五国家科技支撑计划资助项目(2
6、006BAD01B08);公益性行业科研专项经费资助项目(200801028;200701031);南京水利科学研究院基本科研业务资助项目(Y50802;Y50803)作者简介:陆海明(1978-),男,江苏射阳人,工程师,博士,主要从事水环境保护与生态水利学研究。Emai:lcnlhm@126com。720水科学进展第21卷以河流为主导的羽状沟渠系统中各沟渠同时向下游排水,容易导致洪灾的发生;网络沟渠可以通过分散存贮过多雨水的方式,减少洪灾发生的概率。沟渠内部植被的种类和数量影响其水文效应:植被种类丰富,密度较大的沟渠能减缓农田排水的速度;相反没
7、有植物或者很少植物的沟渠排水过程就会非常迅速,尤其是[13]衬质化后的沟渠可以将田间水分迅速地排出。以植被覆盖度较大的沟渠系统类型为主的流域水文过程呈现缓涨缓落的特点,其洪峰过程呈扁平状;以植被覆盖度较小的沟渠系统类型为主的流域水文过程特点为陡涨陡落,持续时间较短,洪峰过程呈尖突状。在流域或者区域的尺度上,植被覆盖良好的沟渠系统具有贮存[1415]水分和延缓水分排入河流湖泊的能力,可以起到调节洪峰的功能。在洪水期间沟渠内过密的植被会影响农田排水通畅,容易淹没农田形成洪涝灾害,这也是需要尽量避免的。2影响农田物质循环过程作为农田中的廊道景观类型,农
8、田排水沟渠显著影响农田生态系统中各种物质循环过程。近年来,由于氮素和磷素等营养物质过多输入水体
