利用生态技术治理农村水环境（毛战坡 彭文启 李贵宝 周怀东）

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1、利用生态技术治理农村水环境（毛战坡彭文启李贵宝周怀东）　　摘要农村水环境恶化的实质是农村生态系统失调，营养物质向系统外转移的结果。生态工程是进行流域生态修复、强化物质循环的有效方法。农村水环境的治理策略应着眼于污染物迁移和源头污染控制两个方面，其中水塘系统、植被缓冲带、湿地系统、生态农业、坡面生态工程和污染物生态处理等生态治理技术可形成控制农村水污染的流域生态工程，在农业生态系统内形成一种和谐的自然一社会一生态关系，促进流域农业的可持续发展。 关键词水环境农村生态工程控制措施 　　随着现代农业的发展，土

2、壤、气候和水文过程均促进养分从土壤向水体转移，村庄废弃物日益增多，使得农业非点源污染日益严重。要治理农村水环境，控制农业非点源污染是必要条件，其中生态技术是解决农村水环境恶化的根本途径之一。生态技术主要通过控制农村生态系统的物质平衡和物质流动途径减少污染物的流失，治理措施可分为源头污染、迁移途径控制措施，两者可以根据实际情况有所侧重，但必须有机结合。 一、控制农业径流污染的生态技术 　　非点源污染的产生、输出以及迁移过程极其复杂，影响非点源污染负荷的主要因素有流域降雨特征(降雨分布、降雨强度、持续时间等

3、)、流域下垫面特性(土地利用、河流沟渠系统、土壤特性等)、流域景观结构和系统界面特征等。控制农业非点源污染迁移途径的生态技术主要有人工水塘、水陆交错带、湿地系统和水塘系统等。 1．湿地生态系统 　　湿地是陆地生态系统和水生生态系统之间的过渡地带，其水位通常接近地表，或以浅水形式覆盖地表。湿地一般具有三个特征：周期性地以水生植物生长分布为主；土壤水分饱和或被水覆盖；土壤基质具有明显不透水层。污染物在湿地中的滞留由物理、化学、生物等过程控制，包括氮、磷等随泥沙沉降，泥沙和土壤对污染物的吸附、解吸、氧化还原以

4、及生化过程等，而这些过程又与湿地系统的土壤化学性质、生产力等因素有关。湿地水文的周期性变化影响着湿地系统的土壤氧化还原性、水力传导系数、水深、停留时间及水位变化等。湿地系统通过增加径流下渗量、延缓径流流速(部分湿地流速接近于零)、增加停留时间等将污染物滞留并将其降解、转化。 　　磷在湿地中的滞留由物理、化学、生物等过程控制，包括随泥沙沉降，泥沙和土壤的吸附、解吸、氧化还原以及生化过程等。磷的滞留也依赖于湿地水流流量、速度、停留时间等水力因素，流速过高容易引起泥沙再悬浮，影响湿地的生化、物理化学等过程，以

5、及湿地植物分布、组成等。生长季节温度较高，湿地生态系统中的植物和微生物生命力旺盛，在植物根部形成氧化微环境，促进微生物对有机磷的降解，使得生长季节的磷滞留明显高于休眠季节，使磷在湿地中的滞留具有明显的季节性。 　　氮在湿地中的滞留主要通过沉积作用、脱氮作用、植物吸收和渗滤作用等，同时湿地系统土壤的氧化还原性、植被构成(产生有机质)等均影响脱氮过程，进而影响氮的滞留容量。 2．水陆交错带 　　我国河流湖泊众多，位于水生生态系统和陆地生态系统间的交错带具有独特的物理、化学、生态特性。交错带内聚集有丰富植物和

6、动物区系，对整个区域的物质循环起着调控作用。生态交错区控制着流域景观之间的物质流动，水陆交错带的一个重要生态功能就是对流经水陆交错带的物质流和能量流有拦截和过滤作用。水陆交错带的作用类似于半透膜对物质的选择性过滤作用。尹澄清研究组发现作为陆地/源头水交错带的人工水塘系统具有很强的截留农田径流和非点源污染物的生态功能。白洋淀周围水陆交错带的芦苇群落和群落间的沟渠能有效地截留陆源营养物质。其中，有植被290m长的小沟对地表径流的总氮截留率是42%，对总磷截留率是65%；4m芦苇根区土壤对地表下径流总氮的截留

7、率是64%，对总磷的截留率是92%。 3．缓冲带 　　缓冲带是指与受纳水体邻近，有一定宽度，具有植被，在管理上与农田分割的地带，能减少污染源和河流、湖泊之间的直接连接。10～15m宽的河边缓冲带能够滞留农田地表径流携带的大部分氮、磷，同时不同类型(灌丛、草坡、山毛榉林)缓冲带的滞留能力上要依赖于植株密度和水位：悬浮物在过滤带内的沉降主要是过滤带糙率增加，引起水流流速降低，延长水流流动时间，增加径流下渗量，降低水流携沙能力。氮在缓冲带内的截留作用主要是随泥沙沉降、反硝化作用、植物吸收，而影响反硝化作用的因

8、素主要有温度，氧化还原能力，可利用的碳源量、氮源量等。磷在缓冲带内的截留主要是磷随泥沙的沉降及溶解态磷在土壤和植物残留物之间的交换，以及缓冲带土壤中植物根孔的形成有利于过滤作用 的增强和吸附容量的扩大。 4．水塘系统 　　长江中下游流域存在许多天然或人工水塘，这些水塘间歇性的与河流进行水、养分的交换，同时降低流速，使悬浮物得到沉降，增加水流与生物膜的接触时间，水塘对非点源污染物的滞留和净化能力很强。研究发现，浅水水塘对氮年滞留量约为8000