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基于農業面源污染分區的三峽庫區生態農業園建設研究

發布時間:2021-12-10所屬分類:農業論文瀏覽:1

摘 要: 摘要:在三峽庫區建立生態農業園是解決庫區農業、環境和生態問題的有效措施。以農業面源污染分區為基礎,探討三峽庫區重慶段生態農業園的建設模式和對策。結果表明:(1)根據地形地貌特征,將生態農業園規劃為三大生態農業區,低海拔平壩丘陵生態農業區適宜發展糧果蔬-

  摘要:在三峽庫區建立生態農業園是解決庫區農業、環境和生態問題的有效措施。以農業面源污染分區為基礎,探討三峽庫區重慶段生態農業園的建設模式和對策。結果表明:(1)根據地形地貌特征,將生態農業園規劃為三大生態農業區,低海拔平壩丘陵生態農業區適宜發展“糧果蔬-豬一沼氣一糧果蔬+休閑旅游”復合型高效農業模式,中海拔低山生態農業區可采用“糧一林一畜一沼氣一草”的生態農業園建立模式,高海拔高山生態農業區適宜發展林草牧藥復合型高效生態農業發展模式。(2)結合農業產業發展,確定了生態種植園、生態養殖園和生態綜合園為該區的生態農業園建設方向。劃分歸并后的五大農業面源污染產污區中,庫首外圍丘陵山地產污區適宜以生態種植園為主導發展方向;庫尾丘陵山地產污區可主營生態養殖園;余下3個產污區的發展核心都宜放在生態綜合園建設。(3)三大生態農業區中的中海拔低山生態農業區和五大產污區中的庫中平行嶺谷產污區是庫區生態農業園的建設重點。(4)為保障生態農業園的建設,應積極促進國家、政府、企業和農戶之間的合作關系,不斷創新和提升農業面源污染防控和農業生產技術。

基于農業面源污染分區的三峽庫區生態農業園建設研究

  關鍵詞:三峽庫區;生態農業園;農業面源污染;模式;對策

  目前,農業環境污染問題愈演越烈,已成為制約與困擾我國農業可持續發展的重大障礙。11,而農業面源污染在各類環境污染中占有30%一60%的比例心J。隨著三峽工程的竣工與運營,庫區的水土流失、支流水華、特別是富營養化問題13益突出。3。。地形、資源、氣候等自然因素以及不合理的人為活動使得庫區農業環境污染愈演愈烈MJ。農藥、地膜、化肥和畜禽糞便等被大量用于三峽庫區∞1,由此帶來的農業面源污染給庫區農業發展和生態環境都造成極大的傷害。據統計,三峽庫區來自面源的化學需氧量(COD)、N、P各占該區污染總負荷的70.8%、60. 6%和74.9%M J,而庫區次級河流中約有55%的總氮 (TN)、總磷(TP)和有機物等污染物來源于農業面源污染心j。2008年,該區農業化肥用量為140.7 kt,其中12.54 kt匯人地表徑流造成面源污染H。。2009 年,三峽庫區重慶段來源于農業面源的COD量為 26.64萬t,超過同年的工業及生活排放量16.74萬 t舊J。對此,重慶各級政府高度重視,推出了退耕還林工程、長江防護林二期工程、農村清潔示范工程和生態家園富民工程等措施以促進農業面源污染防治p]。然而,不合理的農業結構與農業活動帶來的農業面源污染問題積重難返,只有從源頭上調控農業才能推進庫區的可持續發展。因此,生態農業園作為一種集保護生態環境、節約農業資源和提高經濟效益為一體的農業生產系統¨…,可以有效實現防控三峽庫區農業面源污染、促進農業資源高效利用及推動生態環境良性發展。

  生態農業的實踐最早于1924年在歐洲興起,其概念在1970年首先由美國土壤學家W.Albreche提出¨卜12 o,隨后,作物種植和家禽養殖相結合的生態農業模式被人們廣泛運用¨3|。我國傳統農業在發展過程中積累了豐富的技術與經驗,如輪作套種技術、復合經營技術及綠肥還田技術等,為生態農業在我國的推進奠定了基礎¨4|。中國生態農業發揮了傳統農業和現代科學技術的雙重優勢,借鑒農業生態工程方法,旨在實現資源平衡最大化、人為投入最小化、以及生態、經濟和社會利益的最優化¨引。其中,生態農業園建設強調種植業、林業、養殖業和牧業等的有機結合。16I,充分利用循環經濟學的方法組織農業生產活動及農業生產體系。此外,基于農田防護林建設。1 7I,將農業生產與觀光旅游相結合11副的生態農業園模式受到人們越來越多的關注。三峽庫區的農業發展當前還處于從傳統農業向生態農業轉型的時期,建設生態農業園可促進庫區推進可持續發展之路。針對庫區農業現狀,一些學者提出了遵循地形地貌的高效生態農業發展模式¨9I,探尋了以珍特養殖業和沿江屏障林為切人點的庫區生態農業復合產業體系Ⅲo,強調了“豬-沼一橘”生態農業模式對發展庫區特色農業循環經濟的必要性和重要性舊J,分析了庫區生態農業建設中的生態農業環境保障技術等。

  本文基于前人的研究成果,以農業面源污染分區為構架,探討三峽庫區重慶段的生態農業園建設模式和對策,旨在豐富庫區生態農業建設模式,為推動三峽庫區農業、生態和環境的可持續性進程提供參考。

  1材料與方法

  1.1研究區概況

  三峽庫區重慶段位于長江上游下段,包含巫山縣、奉節縣、巫溪縣、云陽縣、開縣、萬州區、忠縣、石柱縣、豐都縣、長壽區、涪陵區、武隆縣、江津區及主城九區(渝中區、江北區、沙坪壩區、九龍坡區、南岸區、渝北區、巴南區、大渡口區、北碚區)在內的22個區縣(其中:渝中區無農業生產,因此本文研究對象為21個區縣),總面積約46158 km孔21 J。位于我國地勢第二級階梯的東緣,地質構造復雜,地貌以山地、丘陵為主。沿長江流域向四周,地勢變高,海拔在100—2750 m間,最北端的巫溪與東南部的石柱、武隆地勢最高。三峽庫區重慶段屬亞熱帶季風區,雨水充沛,年降水在900--2000 mm之問。除長江干流外,該區還匯集了烏江、嘉陵江、大寧河、香溪河等多條次級河流來水,是長江流域重要的生態屏障區,也為當地居民生活生產用水提供了重要保障舊2I。

  1.2研究方法

  本文針對三峽庫區重慶段進行生態農業區劃分和農業面源污染產污區劃分。以海拔因子、地貌特征為指標,應用Arc GIS軟件,進行三峽庫區重慶段生態農業區劃分。

  而對三峽庫區重慶段進行農業面源污染產污區劃分,區劃原則為:地形地貌相似性原則;行政單元界線完整性原則;主要污染來源一致性原則E23 3。本文通過整理《重慶市統計年鑒》(2005--2009年)和三峽庫區相關文獻資料陋。3’7。8’2 4I,篩選出三峽庫區重慶段農業面源污染相關數據,以供分析。2009年,三峽庫區重慶段來源于農業面源的COD、TN、TP量分別為26.64萬t、8.07萬t和1.52萬t。其中,約6l%的TN和約91%的TP來自于農業化肥污染,而生活污水污染對COD和TN的貢獻率約為86%和36%。 TN、TP和COD的分布規律一致,在江北、沙坪壩、南岸、九龍坡和大渡口的排放量最低;其次是巴南、渝北、北碚;而開縣、云陽、萬州和江津的農業面源污染排放量最高。借助Arc GIS圖形數據分析平臺,對三峽庫區重慶段的地形地貌、生態環境及農業面源污染物的可能來源(農業化學污染、畜禽養殖污染、農村生活污水污染、農村生活垃圾污染心糾)進行綜合分析,以劃分產污區。

  可將三峽庫區劃分為六大產污區,分別為:庫首外圍丘陵山地產污區、庫首沿江丘陵山地產污區、庫中平行嶺谷產污區、庫尾主城核心城市產污區、庫尾主城外圍產污區和庫尾丘陵山地產污區,如圖1所示。考慮到主城區面積相對較小,經濟較發達,后面的研究將“庫尾主城核心城市產污區”與“庫尾主城外圍產污區”合并為“庫尾主城產污區”,因此,本文的研究單位為合并后的五大產污區。

  2結果與分析

  N 入北碚渝北沙坪壩江北南岸九壤口巴南江津長壽涪陵忠縣豐都武隆開縣萬卅i 巫溪云陽 奉節石柱圖例巫山庫中平行嶺谷產污區庫尾丘陵山地產污區庫尾主城外圍產污區庫尾主城核心城市產污區庫首外圍丘陵山地產污區庫道沿江丘陵山地產污區主城渝中(不考慮) 圖1 三峽庫區農業面源污染產污區劃分 Fig.1 Distribution of pollution producing regions in three gorges reservoir

  2.1 地貌條件導向下的三峽庫區重慶段生態農業園區劃

  農業生產受到生物生長繁衍規律和周圍環境條件的雙重影響,建設生態農業園是實現農業可持續發展的有效途徑。因而,三峽庫區重慶段的生態農業園建設也應兼顧庫區氣候和地形特征,水熱條件雖優越,復雜的山地和山間盆地卻使得庫區形成了具有明顯差異的垂直生物氣候帶,不同垂直帶上的群落結構、植被類型都有所不同。因此,庫區生態規劃應當因地制宜。從整體上,將三峽庫區重慶段生態農業規劃為“一線三帶六大支柱產業”。一線指在長江一線沿岸區縣城鎮近郊區,開發鄉村旅游資源,大力發展都市生態休閑農業。三帶是指3個產業帶,按照產業發展的適宜區位,努力發展沿江特色水果,低山特色養殖和中山蔬菜、藥材3個產業帶。六大支柱產業——臍橙、蔬菜、特殊水果、中藥材、茶葉和特殊養殖產業。具體地,根據地形地貌特征,將庫區分為低海拔平壩丘陵生態農業區、中海拔低山生態農業區和高海拔高山生態農業區。庫區海拔在 175—500 m的地區為低海拔平壩丘陵生態農業區,中海拔低山生態農業區位于庫區海拔500--1000 m 的區域,高海拔高山生態農業區指海拔1000 m以上的地區。

  低海拔平壩丘陵生態農業區,自然條件好,農業集約經營水平較高,社會經濟相對發達,但也是庫區人口密集區和移民安置重點區,人口密度大、耕地少,人地矛盾突出、資源耗竭迅速、森林覆蓋率低,水土流失嚴重,面源污染情況堪憂。針對這些問題,可發展“糧果蔬.豬.沼氣一糧果蔬+休閑旅游”復合型高效農業模式?梢栽黾又脖桓采w,同時通過飼養生豬、開發沼氣來保護植被,防止水土流失,通過減少化肥施用和技術革新來防控面源污染,最終建立優質水稻基地和優質果蔬基地,特別是優質柑橘園,改善庫區農民生活條件,同時發展休閑旅游生態農業園,推動經濟社會生態的同步發展。

  中海拔低山生態農業區,相比低海拔區,該區域地形坡度增大,多位于山腰,地貌復雜,地域遼闊,但主要是坡耕地,適于旱田作物?稍诔浞职l展糧農經濟的同時,加強果林建設,將荒山荒坡、大坡度田改造成大片果林,如獼猴桃林、棗樹林、板栗林等,并相應發展經濟林木,如油桐、漆樹等,以便控制水土流失;退耕還林的同時,還可以根據地形條件,選擇退耕還草,進行人工牧草的種植,發展草食性畜牧業。另外,由于該區耕地較多,且主要是旱田作物,可提供豐富的豬飼料,因而適于建立大型養豬場,加之發展沼氣產業,減少面源污染,完善循環農業?傊ㄟ^走“糧.林.畜一沼-草”的生態農業園建立模式,開發出優質果樹培植林和優質人工牧草基地等。

  高海拔高山生態農業區地域開闊,一般冬寒夏涼,雨量大,霧多濕重,耕地面積雖大但耕作粗放、農業產量低下,人口稀少,土壤肥力差,交通不暢,森林覆蓋率高。耕層的淺薄,25。以上的坡耕地退耕還林還草,適合建立防護林、經濟生態林、用材林和種植牧草。該區氣溫適合多種藥材生長,如大麻、杜仲、人參、桔梗等以及核桃、板栗等干果生長,因而在保證基本糧食生產的基礎上,發展藥材和干果生產,增加農戶經濟來源。因此,主要建設模式為“林一草.牧.中藥”,以生態林加強環境的保護,以干果林發展干果產業,同時還可推進農副土特產的經營,牧草可發展草食性牲畜的畜養。

  2.2農業產業發展下的三峽庫區重慶段生態農業園建設方向

  三峽庫區生態農業園建設是一項復雜而艱巨的工作,必須首先理清思路,分析庫區潛在的建設方向,才能促進其順利發展。三峽庫區具有茶葉、柑橘、榨菜等傳統優勢產業,為了更好地兼顧生態農業發展的經濟、社會和生態效益,則需要因地制宜地選擇生態農業園的建設方向,突出當地優勢產業,促進土地利用集約化,農業生產規;彤a出效益高效化。結合三峽庫區重慶段現狀,生態農業園的發展方向主要可分為生態種植類、生態養殖類和生態綜合類三大類。

  2.2.1生態種植園

  充分利用現有資源,將茶葉、柑橘、榨菜等傳統優勢種植產業創建成生態農業園。三峽庫區的板栗,柑橘、橙子、獼猴桃、柚、李、桃等水果,及大頭菜、莼菜等蔬菜的產量大,知名度較高,加之庫區農民具有相關種植經驗,因此,在發展生態農業時,首先應對現有水果品種進行改良升級、“去粗取精”,選擇最適合庫區發展的優質品種,同時注重產品品牌和市場體系的建設,以形成穩定的流通機制。其次,蔬菜種植以“標準化、無公害化”為原則,合理擴大生產規模,提高農民收益,還可發展農副產品深加工,提高產品競爭力。再次,建設以茶、桑、藥、林為主的生態經濟型林業既可改善三峽庫區脆弱的生態環境,也可以加快農村的經濟發展。并且通過集約經營,發展規模性的生態經濟型林業,可大幅度提高植被覆蓋率,改善植被群落結構,對治理水土流失、恢復和重建退化的庫區山地生態系統起積極作用。

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  從種植技術上看,通過“培肥培土”等工程可提高糧食單產,合理的種植方式,如套作、問作、立體種植等措施可提高基本農田的復種指數ⅢJ,提高區域整體收益。發展的同時嚴格控制農藥、化肥使用量,加強農業廢棄物的綜合利用,推進清潔、循環經濟。人工濕地、水塘消納生態系統等措施的應用可一定程度上控制面源污染;與此同時,研發環境友好型新農藥、加強養分循環和優化養分管理也對面源污染防控十分重要。2“。

  2.2.2生態養殖園

  生態農業的核心是循環農業,而生態養殖工程建設是循環農業建設的關鍵所在。常見的模式包括稻田生態養殖模式、農牧結合的畜禽養殖模式、高效集約式養殖和健康養殖模式等。在三峽庫區,原則上限制新建養殖類生態農業園的發展,主要是采用清潔、高效的生產工藝對原有的養殖業進行升級改造,實現養殖業生態化發展,同時,少量并有選擇地在移民集中安置區域,有機結合種植業和經濟林,發展循環經濟,建設生態養殖類農業園。利用溝谷、塘壩等有利空間,進行特種水產品養殖(如黃顙魚、中華毛蟹、大閘蟹、水芹、茭白、莼菜、芡實等);利用田間地頭的牧草資源、農業秸稈資源等發展畜禽養殖 (如天府黑羊、天府黑兔、天府肉鵝、黑膚雞、櫻桃骨鴨等)心8I。另外,考慮到面源污染防控方面,在加大畜禽養殖規;茖W化養殖管理的同時,應注重有機廢物的循環利用,提高養殖場畜禽排放物的無害化處理率和資源利用率。

  2.2.3生態綜合園

  依托庫區的生態種植園和生態養殖園建設,借助長江流域依山傍水的優美自然風光,發展建立庫區旅游觀光園、休閑娛樂園、果蔬采摘園等生態農業綜合園。生態綜合園是以農業資源為前提,由農業和旅游相互滲透而形成的,其具有生產性、市場性、參與性、生態性和文化性的多重特點¨8|。由于生態綜合園要滿足一個特殊的功能——觀賞,因此設計從“農、林、水和園”4個方面,采用多層次展現園區特色的表現手法。“農”就是注重對作物的種植,作物高產不僅可貢獻于經濟效益,同時也可以帶來觀賞價值;“林”是指在保護森林的同時,將綠化植被的多樣性和農作物、果蔬花卉的色相變化進行結合,全方位地反映自然生態特征,達到綜合園的建設需求; “水”是充分利用三峽庫區的自然水資源,選擇合適的地點發展綜合園,創造出具有山水意境的景觀,豐富游客的視覺感官;“園”是指對整個園區進行規劃布局時,應先整體后局部,以高效的生態效益和生態效益為基礎,開拓最佳的視覺空間和體驗中心。

  條件優越之地還可開發庭院經濟舊j,可采用循環利用型或立體種養型,通過種植業、養殖業的有機組合,發展種養結合、林下種植等多種園區模式,建立能夠自我調節和循環的區域性生態系統。農家樂是目前具有廣闊市場前景的新興旅游形式,在庫區建設農家樂,可以將種植業、養殖業以及庭院經濟開發等有機結合起來,短時間內帶動當地經濟的快速發展。但是,旅游業的發展勢必對環境、生態帶來壓力,因此,生態綜合園的發展更需要注重污染防控和環境保護。

  2.3 基于農業面源污染分區的三峽庫區重慶段生態農業園建設模式

  結合農業面源污染防控,對庫區各個產污區再進行生態農業區劃分,同時,考慮到主城區面積相對較小,經濟較發達,將“庫尾主城核心城市產污區”與 “庫尾主城外圍產污區”合并為“庫尾主城產污區”,見圖2一圖6。從圖2一圖6可以看出,低海拔平壩丘陵生態農業區主要分布于庫中平行嶺谷產污區、庫尾主城產污區和庫尾丘陵山地產污區,位于庫首的兩個產污區內分布較少。中海拔低山生態農業區圖例 ■■4 圖2庫首外圍丘陵山地產污區生態農業區劃 Fig.2 Distribution of the Eco-agriculture in pollution producing regions in upstream peripheral hilly area 圖例1表示海拔小于175 m的區域,圖例2為低海拔平壩丘陵生態農業區,圖例3表示中海拔低山生態農業區,圖例4為高海拔高山生態農業區在五個產污區都占有較大比重,庫首沿江丘陵山地產污區和庫中平行嶺谷產污區尤其明顯。高海拔高山生態農業區在庫尾主城產污區基本無分布,在庫首和庫中的三個產污區中有較大分布?梢姡笊鷳B農業區中,中海拔低山生態農業區分布范圍最廣,是建設的重中之重;五大產污區中,庫中平行嶺谷產污區內的三大生態農業區皆占有較大比重,是建設的核心地區。——論文作者:劉 涓1,謝謙2,倪九派1,魏朝富1一,呂家恪1

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