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[關(guān)鍵詞]水土保持;生態(tài)修復(fù);有機農(nóng)業(yè);美麗鄉(xiāng)村;福建
生態(tài)文明建設(shè)與經(jīng)濟建設(shè)、政治建設(shè)、文化建設(shè)、社會建設(shè)五位一體是“建設(shè)美麗中國,實現(xiàn)中華民族永續(xù)發(fā)展”的發(fā)展新理念和實踐新創(chuàng)新。福建省的美麗鄉(xiāng)村建設(shè)和其他省區(qū)的美麗鄉(xiāng)村建設(shè)一樣要走生態(tài)文明建設(shè)先行的道路,用綠色發(fā)展、循環(huán)發(fā)展、低碳發(fā)展的理念推進農(nóng)村景觀的整治和農(nóng)村種植業(yè)、養(yǎng)殖業(yè)轉(zhuǎn)型升級成致富產(chǎn)業(yè)。福建的森林覆蓋率居全國首位,但人為水土流失比較嚴(yán)重,已成為建設(shè)美麗鄉(xiāng)村的一個瓶頸。治理水土流失的有效手段之一是實施水土保持生態(tài)修復(fù),而有機農(nóng)業(yè)在水土流失區(qū)的“美麗鄉(xiāng)村”建設(shè)中既可以協(xié)調(diào)種養(yǎng)平衡,又可以起到生態(tài)修復(fù)的效果。因此,我們認為在福建水土流失區(qū)鼓勵適當(dāng)發(fā)展有機農(nóng)業(yè)有利于建設(shè)美麗鄉(xiāng)村。
1福建省水土流失的主要影響因素及生態(tài)修復(fù)技術(shù)
1.1福建省水土流失的主要影響因素
福建山多地少,山地丘陵占全省土地面積的85%以上[1]。福建山地丘陵土壤以花崗巖發(fā)育的紅壤土為主,抗侵蝕能力弱,每年臺風(fēng)暴雨季節(jié)有很高的侵蝕潛在危險[2]。福建省的水土流失與自然地理條件有關(guān),但受人為因素影響更大,主要表現(xiàn)在以下幾個方面:①過度墾殖、毀林毀草導(dǎo)致大面積的生態(tài)破壞和土地退化。福建是食用菌生產(chǎn)大省,食用菌產(chǎn)業(yè)發(fā)展造成森林破壞引起的“菌林矛盾”十分突出,并限制了該產(chǎn)業(yè)的發(fā)展[3]。②經(jīng)濟林過度開發(fā)引起生態(tài)退化。茶產(chǎn)業(yè)是福建省的九大支柱產(chǎn)業(yè)之一,茶產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展導(dǎo)致茶園水土流失嚴(yán)重,2010年全省茶園面積達20萬hm2,茶園水土流失面積超過6.3萬hm2[4],全國烏龍茶地理標(biāo)志產(chǎn)品保護區(qū)域卻成了全省重點水土流失治理區(qū)域,如鐵觀音地理標(biāo)志的安溪是水土流失Ⅰ類重點縣。③不文明開發(fā)建設(shè)引起的生態(tài)退化。如過度的礦山采挖、道路修建等常因水土保護措施不力而加速生態(tài)系統(tǒng)的破壞,進而引起水土保持功能嚴(yán)重受損,造成嚴(yán)重水土流失[5]。
1.2水土保持生態(tài)修復(fù)的概念及其主要技術(shù)
1.2.1水土保持生態(tài)修復(fù)的概念
水土保持生態(tài)修復(fù)是指在水土流失區(qū)通過以管護為主的保護措施,以及必要的人工輔助措施,促使自然界本身的自我修復(fù)能力得以最大限度地發(fā)揮和植被的恢復(fù),保護和改善生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與功能,以建立和維系與自然條件相適應(yīng)、與社會經(jīng)濟發(fā)展相協(xié)調(diào)的相對穩(wěn)定并良性發(fā)展的生態(tài)系統(tǒng),達到防治水土流失、改善生態(tài)環(huán)境的目的。水土保持生態(tài)修復(fù)在尊重自然規(guī)律和生態(tài)學(xué)原理的基礎(chǔ)上輔之以必要的人工調(diào)控,使水土流失區(qū)的生態(tài)自我修復(fù)得到提高和發(fā)展,是一種新的水土保持理念和措施[6]。
1.2.2主要技術(shù)
對過度墾殖造成的水土流失區(qū)域———坡地生態(tài)脆弱帶實行退耕還林、還灌、還草與坡改梯相結(jié)合。坡度在25°以上的一律退耕還林還草,實行封山育林;坡度在25°以下的根據(jù)實際情況,采用坡改梯進行水土保持耕作。耕作管理過程中以農(nóng)家肥為主,化肥為輔;豆科綠肥與經(jīng)濟作物實行輪作、套作、混作;以生物防治、物理防治為主,輔之以化學(xué)防治對病蟲草害進行防治,實施退化耕地的生態(tài)修復(fù)[5-6]。這些生態(tài)修復(fù)技術(shù)都是有機農(nóng)業(yè)生產(chǎn)所需要的。
2有機農(nóng)業(yè)及其主要農(nóng)業(yè)技術(shù)
2.1有機農(nóng)業(yè)
有機農(nóng)業(yè)是在嚴(yán)格遵守特定的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)原則,遵循自然規(guī)律和生態(tài)學(xué)原理,協(xié)調(diào)種植業(yè)和養(yǎng)殖業(yè)平衡的基礎(chǔ)上,采用一系列可持續(xù)的農(nóng)業(yè)技術(shù)來維持農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)持續(xù)穩(wěn)定的一種農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式,生產(chǎn)過程中嚴(yán)禁使用轉(zhuǎn)基因技術(shù),嚴(yán)禁使用化學(xué)合成農(nóng)藥、化肥、生長調(diào)節(jié)劑、飼料添加劑等物質(zhì)。在這種可持續(xù)的農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)中生產(chǎn)、加工、銷售的供人類消費、動物食用的產(chǎn)品才能稱之為有機產(chǎn)品。嚴(yán)禁使用化學(xué)農(nóng)藥、化肥、生長調(diào)節(jié)劑、飼料添加劑等物質(zhì)是因為有機農(nóng)業(yè)將土壤、植物、動物、人類和整個地球視為一個不可分割的整體,只有這個整體的每一分子都健康,整體才能健康。因此,只有維持和加強整體健康的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)才能生產(chǎn)出高質(zhì)量和富有營養(yǎng)的有機產(chǎn)品,為預(yù)防性的衛(wèi)生保健和福利事業(yè)作出貢獻,這就是有機農(nóng)業(yè)的健康原則。為此,有機農(nóng)業(yè)采取了一系列可持續(xù)的農(nóng)業(yè)技術(shù)來保障[7]。
2.2有機農(nóng)業(yè)的主要技術(shù)
2.2.1有機生產(chǎn)產(chǎn)地環(huán)境要求
有機標(biāo)準(zhǔn)(GB/T19630.1—2011)的環(huán)境基地要求:有機生產(chǎn)需要在適宜的環(huán)境條件下進行,有機生產(chǎn)基地應(yīng)遠離城區(qū)、工礦區(qū)、交通主干線、工業(yè)污染源、生活垃圾場等。有機生產(chǎn)單元是一個整體,為了防止有機生產(chǎn)受到污染的風(fēng)險,有機生產(chǎn)單元周圍必須設(shè)置緩沖帶將有機生產(chǎn)單元和常規(guī)生產(chǎn)區(qū)域進行有效隔離,且緩沖帶上的植物不能認證為有機產(chǎn)品。在土壤和水資源的利用上應(yīng)充分考慮其可持續(xù)性,要根據(jù)當(dāng)?shù)氐膶嶋H情況制定合理的灌溉方式(滴灌、噴灌、滲灌等),這種可持續(xù)性的灌溉方式也符合中央新時期治水方針對水土保持提出的新要求,即2015年2月10日主持召開中央財經(jīng)領(lǐng)導(dǎo)小組第九次會議時明確提出的“保障水安全關(guān)鍵要轉(zhuǎn)變治水思路,按照節(jié)水優(yōu)先、空間均衡、系統(tǒng)治理、兩手發(fā)力”的治水方針。有機農(nóng)業(yè)在強調(diào)產(chǎn)品本身有機完整性的同時也強調(diào)生態(tài)環(huán)境保護,嚴(yán)禁通過毀林、毀草、非法開荒來發(fā)展有機種植,而獲得有機認證的農(nóng)場是禁止隨意焚燒秸稈的,以破壞生態(tài)為代價發(fā)展有機農(nóng)業(yè)違背有機農(nóng)業(yè)的宗旨。因此,生產(chǎn)地水土流失明顯沒有采取有效水土保持措施的,就不能被認證為有機基地[8]。
2.2.2土壤的培肥管理技術(shù)
有機農(nóng)業(yè)理論認為,作物賴以生存的土壤中有動物和微生物,是一個活的生命系統(tǒng),作物吸收養(yǎng)分的過程是先給土壤“喂”肥,待土壤中的微生物分解后再供給作物養(yǎng)分,而現(xiàn)代農(nóng)業(yè)中化肥的施用則是直接給作物提供養(yǎng)分,這在有機農(nóng)業(yè)中是禁止采用的。因此,有機生產(chǎn)中養(yǎng)分的循環(huán)是個相對封閉的系統(tǒng),要求有機肥應(yīng)盡可能地來自于有機生產(chǎn)單元系統(tǒng)內(nèi),即有機單元中的所有有機物質(zhì)要盡可能回歸土壤,同時在輪作計劃中要把豆科作物和豆科綠肥作為土壤氮源補充的重要手段,并在有機生產(chǎn)過程中盡可能減少土壤的養(yǎng)分流失,提高土壤養(yǎng)分的利用率,就是說有機農(nóng)業(yè)生產(chǎn)強調(diào)協(xié)調(diào)種植業(yè)和養(yǎng)殖業(yè)的平衡,通過種養(yǎng)平衡來補充因作物收獲從土壤帶走的有機質(zhì)和養(yǎng)分[7]。
2.2.3病蟲草害的生物、物理防治技術(shù)
有機農(nóng)業(yè)理論認為,一個良好的有機生產(chǎn)系統(tǒng)不會有嚴(yán)重的病蟲害,病蟲害問題的出現(xiàn)往往是耕作不適當(dāng)?shù)男盘枺缱魑锓N植單一化、品種缺乏多樣性、施肥不當(dāng)、農(nóng)藥使用對植物益蟲的影響等。因此,在作物的病蟲草害防治方面,有機農(nóng)業(yè)倡導(dǎo)應(yīng)用生態(tài)學(xué)原理和方法實行以農(nóng)藝措施為主、生物和物理措施為輔的健康栽培技術(shù);在應(yīng)對作物種植單一化問題時,有機農(nóng)業(yè)中采取的農(nóng)業(yè)措施是輪作倒茬和間作套種等技術(shù)。《有機產(chǎn)品》國家標(biāo)準(zhǔn)(GB/T19630.1—2011)規(guī)定:一年中植物應(yīng)進行三種以上作物輪作,一年種植多季水稻的地區(qū)可以采取兩種作物輪作,冬季休耕的地區(qū)可不進行輪作。合理輪作、間(混)作和套作可以改變農(nóng)田的生態(tài)和田間小氣候、增加生物多樣性、降低敏感性植物的密度以減少病菌侵染機會,同時可利用特色顏色或敏感背景、植物分泌物、機械隔離和小氣候等達到有效防治病蟲害的目的[7]。
2.2.4野生采集中強調(diào)可持續(xù)性
野生采集的農(nóng)產(chǎn)品也在有機產(chǎn)品的認證范圍中。為了保護人類賴以生存的生態(tài)環(huán)境,有機標(biāo)準(zhǔn)對野生采集特別強調(diào)了“可持續(xù)”:野生植物的采集方法和采集量都必須在適度的范圍內(nèi),采集方法不能對野生植物的生長及其環(huán)境產(chǎn)生破壞性影響,采集量也必須小于采集區(qū)域內(nèi)生態(tài)系統(tǒng)可持續(xù)生產(chǎn)的量,從而防止因野蠻采集造成野生物種的衰退和滅絕,進而造成生態(tài)系統(tǒng)的破壞引起水土流失等自然災(zāi)害。由此可見,有機農(nóng)業(yè)遵循的是自然規(guī)律和生態(tài)學(xué)原理,強調(diào)人類與自然形成一個整體且和諧相處、共同協(xié)調(diào)發(fā)展。有機農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中維持和保證農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定的生物或栽培措施、節(jié)水灌溉措施、野生采集方法在水土保持生態(tài)修復(fù)中均可應(yīng)用。
3福建省有機農(nóng)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀
3.1優(yōu)越的自然資源和生態(tài)資源
福建自然條件優(yōu)越,森林覆蓋率全國最高,大氣清新,土壤干凈,水質(zhì)良好,生態(tài)環(huán)境良好,生物種類繁多,全省植物種類有3000種以上,且絕大多數(shù)動植物品種未經(jīng)過基因重組,十分有利于有機農(nóng)業(yè)的發(fā)展[9]。
3.2良好的有機農(nóng)業(yè)發(fā)展基礎(chǔ)
有機農(nóng)業(yè)生產(chǎn)以傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)栽培方法為主,福建農(nóng)民在精耕細作、用(種)養(yǎng)結(jié)合、地力常新、農(nóng)牧結(jié)合等方面都積累了豐富的經(jīng)驗,這正是發(fā)展有機農(nóng)業(yè)的精髓;福建各地都有著獨特的傳統(tǒng)經(jīng)驗,如蘑菇栽培、混農(nóng)林業(yè)、林草結(jié)合、旱地耕作等,這些傳統(tǒng)經(jīng)驗與現(xiàn)代科技結(jié)合又為地方特色作物品種(豆類、特菜)選育、生物防治技術(shù)及生物產(chǎn)品生產(chǎn)、生物材料快速堆腐及生物肥料生產(chǎn)、節(jié)水技術(shù)等注入了新的活力,加之一些新技術(shù)的不斷產(chǎn)生和推動,都為有機食品的生產(chǎn)、開發(fā)提供了技術(shù)保障[9]。
3.3健全的有機農(nóng)業(yè)技術(shù)儲備
雖然福建省有機農(nóng)業(yè)2001年才開始起步,但是無公害農(nóng)業(yè)、綠色農(nóng)業(yè)發(fā)展已經(jīng)有20年歷史了,為有機農(nóng)業(yè)的發(fā)展奠定了轉(zhuǎn)換基礎(chǔ),有機農(nóng)業(yè)在短短的10來年內(nèi)已初具規(guī)模;有機食品生產(chǎn)和認證體系已較健全,如省環(huán)保局的有機食品認證中心和農(nóng)業(yè)廳的綠色食品辦公室也開展有機食品認證工作[10-11]。
4小結(jié)
安溪縣曾經(jīng)因過度墾殖發(fā)展茶業(yè)生產(chǎn)而成為福建省水土流失重點縣中的Ⅰ類縣,茶葉的品質(zhì)也威脅到了聞名全國的“烏龍茶之鄉(xiāng)”的聲譽和生存安全。為了保證茶葉質(zhì)量,縣政府引導(dǎo)和鼓勵茶企發(fā)展生態(tài)茶園和有機生態(tài)茶園,如在茶園套種生態(tài)綠肥油菜花、大豆等,并在“外安溪”公路沿線對低產(chǎn)茶園實行退茶還林,走綠色強茶道路,從而使有機生態(tài)茶園建設(shè)的第一效用即茶葉質(zhì)量得到了保證。在第一效用充分發(fā)揮的基礎(chǔ)上,安溪政府繼續(xù)推進“持續(xù)治綠”政策,把曾經(jīng)的水土流失重點治理縣通過水土保持生態(tài)修復(fù)打造成了觀光旅游度假圣地,2013年,茶葉產(chǎn)值達20億元,年創(chuàng)稅收3億元[11]。福建水土流失嚴(yán)重地區(qū)也是經(jīng)濟相對落后的地區(qū),這些地區(qū)農(nóng)藥、化肥等農(nóng)用化學(xué)品的使用量相對較少,農(nóng)業(yè)面源污染較輕,有利于發(fā)展有機農(nóng)業(yè)。這些水土流失嚴(yán)重的貧困地區(qū)應(yīng)該根據(jù)當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)資源、勞力資源和經(jīng)濟資源,借鑒安溪縣茶業(yè)發(fā)展道路,切實進行水土保持生態(tài)修復(fù),恢復(fù)良好的生態(tài)環(huán)境,在各方面條件成熟的情況下適度發(fā)展有機農(nóng)業(yè),以實現(xiàn)社會、經(jīng)濟和生態(tài)環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展,進而實現(xiàn)“生態(tài)宜居、興業(yè)富農(nóng)、文明和諧”的美麗鄉(xiāng)村建設(shè)目標(biāo)。
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【關(guān)鍵詞】農(nóng)業(yè)土壤;放射性污染;修復(fù)
0. 前言
放射性核素是能夠發(fā)出射線并釋放出能量的元素,在19世紀(jì)被居里夫人首先發(fā)現(xiàn)。經(jīng)過一百年的時間,現(xiàn)在放射性核素被廣泛應(yīng)用于科研、化工、醫(yī)療、能源等多個領(lǐng)域,促進了社會科技進步和人類生活發(fā)展。但是,放射性元素在為人類服務(wù)同時,對自然環(huán)境和人類生命健康也產(chǎn)生了一些危害,尤其是放射性物質(zhì)對農(nóng)業(yè)土壤的污染,已經(jīng)引起了世界人民的關(guān)注。土壤是農(nóng)業(yè)的基礎(chǔ),從而是社會經(jīng)濟發(fā)展和人類賴以生存的基礎(chǔ),農(nóng)業(yè)土壤受到放射性污染之后,放射性元素經(jīng)由物質(zhì)循環(huán),也會進入到空氣、河流,植物中,對生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定、人類的身體健康和生命以及社會經(jīng)濟的發(fā)展都造成了巨大危害。
1. 農(nóng)業(yè)土壤放射性污染源
在進行核試驗時,不可避免的會有一些核元素釋放到外部環(huán)境中,這些被釋放出來的核元素便是農(nóng)業(yè)土壤放射性污染的主要來源。核電站或者核能武器發(fā)生意外事故而致使核能外泄,都會造成大范圍的農(nóng)業(yè)土壤放射性污染,并且這些放射性物質(zhì)會長久存留在土壤中,很難治理。而且核子試爆和核化工所排放的廢棄物中也會含有一些核物質(zhì),這也是農(nóng)業(yè)土壤中放射性物質(zhì)的來源之一。鈾是天然的放射性物質(zhì),是核燃料的主要組成部分,很多物質(zhì)中都含有鈾,并且含量很高,例如某些砂巖、水、煤、石油等物質(zhì),在開采、使用這些物質(zhì)的時候,也會有部分鈾流失到土壤中去,造成土壤放射性污染。此外,有些醫(yī)療放射性物質(zhì)也有可能因為意外或者隨著醫(yī)院排放的廢物而流入到土壤到中去;有些化肥中也含有放射性物質(zhì),如磷肥,因為其原料磷礦石就含有天然放射性物質(zhì),這些化肥灑到農(nóng)田里就會造成農(nóng)業(yè)土壤放射性污染。
2. 農(nóng)業(yè)土壤放射性污染的現(xiàn)狀
(1)農(nóng)業(yè)土壤放射性污染導(dǎo)致了農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)紊亂
土壤遭受放射性污染之后,放射性物質(zhì)會隨著生態(tài)循環(huán)進入到生物體內(nèi),隨著放射性物質(zhì)的積累增加,生物體會所受到的放射性輻射也會隨之增加,這會造成生物發(fā)生突變甚至死亡。少量的放射性輻射對生態(tài)系統(tǒng)的影響表現(xiàn)在:生物物種發(fā)生突變,導(dǎo)致生態(tài)系統(tǒng)間的正常替生變化;土壤中的微生物發(fā)生變異,導(dǎo)致土壤的分解功能發(fā)生變化,還有土壤的肥沃程度也會下降;土壤中的放射性物質(zhì)也轉(zhuǎn)移到農(nóng)產(chǎn)品中去,造成農(nóng)產(chǎn)品的放射性增強,引發(fā)食品安全危機;物質(zhì)循環(huán)會使土壤中的放射性物質(zhì)流入到大氣和河流中,造成環(huán)境的放射性污染擴大。大量的放射性輻射會給生物帶來不可逆轉(zhuǎn)的傷害甚至導(dǎo)致生物死亡。
(2)土壤放射性污染導(dǎo)致土壤中的生物種群和生物群落發(fā)生變化
一個生物群落里,生物的種間關(guān)系主要有合作、共棲、共生、競爭、寄生、捕食等形式,所以土壤中的各類生物的生存相互影響、彼此息息相關(guān)。不同種類的生物對于土壤的放射性污染適應(yīng)能力不同,有些種類的生物在較低的放射性輻射之下就會發(fā)生變異甚至死亡,而有些生物種類可以在較高的放射性輻射下保持不變。而且,由于物種間相互影響,所以當(dāng)土壤中的一些物種發(fā)生變化時,土壤中其他的物種也會隨之發(fā)生變化,甚至引起生物群落的變化。此外,土壤中的生物種群也會發(fā)生變化,如種群內(nèi)的性別比例發(fā)生變化、年齡組成發(fā)生變化等。
(3)土壤放射性污染物對人體造成了極大危害
土壤在被放射性物質(zhì)污染之后,人體受到的外部放射性輻射增加,而且土壤中的放射性物質(zhì)會隨著呼吸、食物等進入到人體中,并在人體體內(nèi)留存積累下來,使人體內(nèi)的放射性輻射也增加。放射性輻射對人體的傷害巨大,導(dǎo)致人體毛發(fā)脫落、貧血、白細胞減少、出現(xiàn)腫瘤甚至癌變等。
3. 農(nóng)業(yè)土壤放射性污染的生物修復(fù)
由上文分析可知,農(nóng)業(yè)土壤的放射性污染會對農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定和人類的生命健康造成極大傷害。并且農(nóng)業(yè)土壤一旦受到放射性污染,這種污染就會長期存在,因為土壤自身對放射性物質(zhì)的分解及其緩慢。所以,土壤放射性污染的治理是目前重要的研究方向。在處理農(nóng)業(yè)土壤的放射性污染時,也可以選擇化學(xué)方式,但是這種方式的成本高昂、設(shè)備技術(shù)要求高,所以適用性不強,但是處理放射性污染較嚴(yán)重的土壤時必須采用這種方式。對于一般的農(nóng)業(yè)土壤放射性污染,都可以采用生物修復(fù)的方式。
(1)植物修復(fù)
植物修復(fù),是指植物可以吸收土壤中的放射性物質(zhì)內(nèi)、阻擋部分放射性輻射以及阻礙放射性物質(zhì)的傳播。植物通過根系或者枝葉將土壤中的部分放射性物質(zhì)吸收進植物體內(nèi),從而土壤中的放射性污染物就減少了,并且不同的植物,吸收放射性物質(zhì)的能力不同,要選擇植株較高的物種。植物密集的枝葉也可以阻擋放射性輻射并粘附空氣中的放射性物質(zhì)顆粒,所以要選擇高復(fù)集性的植物種類。
最常用、效果最好的植物修復(fù)技術(shù)是在放射性物質(zhì)被植物吸收或者萃取到其地上部位的時候就收割掉、并進行處理。此外,植物修復(fù)技術(shù)也包括植物蒸發(fā)技術(shù)和植物固化技術(shù),前者是指通過植物的蒸騰作用將放射性物質(zhì)蒸發(fā)進入空氣中,后者是指將土壤中的放射性物質(zhì)固定在制定位置,但是這兩種技術(shù)方法都不能從根本上將放射性物質(zhì)處理掉。
(2)微生物修復(fù)
有些種類的微生物可以吸收或吸附并分解放射性污染物,所以微生物修復(fù)也是處理農(nóng)業(yè)土壤放射性污染的方法之一。微生物雖然很“微小”,但是它們單位質(zhì)量下的表體面積很大,并且微生物的數(shù)量巨大,所以采用微生物修復(fù)的方式可以有效解決土壤的放射性污染問題。但是,微生物修復(fù)方法容易造成土壤變質(zhì)從而使土壤遭受其他污染。
4. 結(jié)束語
農(nóng)業(yè)是人類生產(chǎn)、社會經(jīng)濟發(fā)展的基礎(chǔ),農(nóng)業(yè)土壤遭到放射性污染,對于農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)和人類都會造成巨大危害。所以,我們要重視農(nóng)業(yè)土壤放射性污染的來源分析、治理方法研究。在修復(fù)遭受放射性污染的農(nóng)業(yè)土壤時,要綜合考慮可操作性、經(jīng)濟成本、治理效果等因素,盡量采用操作簡單、適用性強、成本低、治理效果較好的生物修復(fù)方法。但是,生物修復(fù)方法也存在有缺陷,需要我們進一步的研究改正。
參考文獻:
關(guān)鍵詞:邊坡生態(tài)修復(fù);水土保持;層次分析法;綜合評價
中圖分類號:S157.1 文獻標(biāo)識碼:A 文章編號:0439-8114(2016)16-4335-05
DOI:10.14088/ki.issn0439-8114.2016.16.066
近些年,隨著生態(tài)道路、綠色礦山等理念的倡導(dǎo),針對礦山、水電站、公路、鐵路、采石場等各類建設(shè)項目施工過程中的大量坡面治理不再只是依靠單純的土木工程,而是要更注重生態(tài)理念,因此,邊坡生態(tài)修復(fù)成為當(dāng)下一個熱門的研究領(lǐng)域[1]。針對這一狀況,國內(nèi)外學(xué)者開發(fā)研制了一系列的邊坡生態(tài)修復(fù)技術(shù),如植被混凝土生態(tài)修復(fù)技術(shù)(CBS)、框格梁植草技術(shù)、厚層基材植被修復(fù)技術(shù)(TBS)、客土噴播技術(shù)及植生袋技術(shù)等。調(diào)查表明,這些技術(shù)都有一定的水土保持效果,但這些技術(shù)目前也存在著一些較難避免的問題。
為了能夠科學(xué)地評判不同邊坡生態(tài)修復(fù)工程的水土保持效果,對水土流失防治動態(tài)進行監(jiān)測預(yù)報,為水土流失的治理部署和決策提供依據(jù),就必須對水土保持效果進行評價[2]。柳小強等[3]以金安橋水電站為例,用層次分析法和綜合指數(shù)法對金安橋水電站工程水土流失防治效果進行了評價;余海龍等[4]以土壤-植被系統(tǒng)質(zhì)量和景觀質(zhì)量為構(gòu)建主體,建立了高速公路邊坡生態(tài)護坡工程效果評價指標(biāo)體系;張艷等[5]對不同護坡類型的植被恢復(fù)過程中植被與土壤特征進行了評價。然而,至今水土保持效果評價仍然停留在理論探討階段,具體措施的效果評價涉及較少[6]??偟膩碚f,有關(guān)開發(fā)建設(shè)項目水土流失防治效果的評價研究相對較少,評價指標(biāo)也缺乏統(tǒng)一性[3]。
本研究通過對向家壩水電站四個不同生態(tài)修復(fù)邊坡進行水土保持效果綜合評價,為邊坡生態(tài)修復(fù)方法的選擇提供了科學(xué)依據(jù),也為邊坡水土流失后續(xù)治理提供了參考,同時為其他生態(tài)修復(fù)邊坡的水土保持效果評價提供了可行的思路與方法。
1 邊坡樣地概況
向家壩水電站壩址位于金沙江干流下游的向家壩峽谷出口處。水電站壩址以上流域面積為45.88萬km2,最大年降雨量在1 168.5 mm,年最小降雨量為852.4 mm。庫區(qū)土壤土層普遍較薄,一般厚度在30 cm內(nèi);土壤質(zhì)地粗糙,存在大面積的石渣子或石骨子土;土壤的有機質(zhì)含量普遍偏低。項目區(qū)水土流失較為嚴(yán)重,項目區(qū)6個縣水土流失面積共計4 660.49 km2,是長江上游水土流失重點防治區(qū)。
對于向家壩水電站邊坡的水土流失治理,根據(jù)專家的建議主要采用了厚層基材噴播技術(shù)(TBS)、植被混凝土生態(tài)修復(fù)技術(shù)(CBS)、客土噴播生態(tài)修復(fù)技術(shù)、框格梁植草護坡技術(shù)等,本次評價研究的邊坡樣地基本情況見表1。
2 建立評價指標(biāo)體系
2.1 評價指標(biāo)選擇的原則
研究表明在不同流域與不同尺度下,水土流失的產(chǎn)生過程及影響機理并不相同,水土保持所采取的措施也不一樣,這很大程度限制了水土流失的過程分析和空間尺度外推[7]。所以評價指標(biāo)的選擇應(yīng)該因地制宜,需要突出各自的重點與特點。
生態(tài)修復(fù)邊坡水土保持效果評價指標(biāo)的選擇上除了遵循科學(xué)性、客觀性、系統(tǒng)性、有效性[8-11]的普遍原則外,還需遵循以下兩個原則:
1)主要效果原則。此次研究只重在評價邊坡生態(tài)修復(fù)工程的水土保持效果。但所采取的水土保持措施反映出來的效果都不是單一的,大多都是相互關(guān)聯(lián)的。所以就只需根據(jù)影響邊坡的重要因素選擇出可以較全面體現(xiàn)水土保持效果的主要指標(biāo)。
2)可量化原則。當(dāng)前水土保持效果評價總的形勢是以定性為主,定量的科學(xué)評價還比較缺乏[6]。為此,只有對所選的主要效果定量處理,得出的評價結(jié)果會更有科學(xué)性與實用性。
2.2 具體指標(biāo)
對于評價指標(biāo)體系的確定,根據(jù)上述的評價指標(biāo)選取的原則構(gòu)建了由水土流失量、土壤-根系質(zhì)量和植被生長效果三大類組成的水土保持效果評價指標(biāo)體系。具體指標(biāo)、選取意義及測量方法見表2。
2.3 評價指標(biāo)體系
根據(jù)以上所選擇的指標(biāo),建立由目標(biāo)層、準(zhǔn)則層和指標(biāo)層構(gòu)成的評價指標(biāo)體系(圖1)。
3 評價方法
本次評價采用層次分析法(The analytic hierarchy process,AHP)。層次分析法[12,13]是美國運籌學(xué)家匹茨堡大學(xué)教授薩蒂于20世紀(jì)70年代初在研究“根據(jù)各個工業(yè)部門對國家福利的貢獻大小而進行電力分配”課題時,應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)理論和多目標(biāo)綜合評價方法提出的一種層次權(quán)重決策分析方法。該方法是將一個復(fù)雜的多目標(biāo)決策問題作為一個系統(tǒng),將目標(biāo)分解為多個目標(biāo)或準(zhǔn)則,進而分解為多指標(biāo)(或準(zhǔn)則、約束)的若干層次,通過定性指標(biāo)模糊量化方法算出層次單排序(權(quán)數(shù))和總排序,以作為目標(biāo)(多指標(biāo))、多方案優(yōu)化決策的系統(tǒng)方法。AHP方法不僅原理簡單,而且具有扎實的理論基礎(chǔ),是定量與定性方法相結(jié)合的優(yōu)秀的決策方法,此方法對于那些難以完全用定量方法進行分析的復(fù)雜問題特別適用。
3.1 確定指標(biāo)權(quán)重
在已經(jīng)建立的評價指標(biāo)體系中,從層次結(jié)構(gòu)模型的標(biāo)準(zhǔn)層開始,對于從屬于(或影響)上一層每個因素的同一層各個因素,用“成對比較法”和1-9比較度構(gòu)造成對比較陣[14],直到最下層。根據(jù)專家評分的統(tǒng)計結(jié)果構(gòu)造出判斷矩陣,層次分析法評價計算中的權(quán)重確定采用yaahp 6.0版本軟件,通過對判斷矩陣的一致性進行檢驗[15],得到的計算結(jié)果見表3。
由表3可以看出,生態(tài)修復(fù)邊坡水土保持效果評價指標(biāo)體系中權(quán)重較大的是坡面植被覆蓋度和坡面侵蝕模數(shù),分別為0.370 0和0.259 0,土壤根系干重增加率和土壤容重的權(quán)重較小。
4 計算綜合評價值
4.1 評價對象原始數(shù)據(jù)值
通過現(xiàn)場實地調(diào)查及室內(nèi)試驗得到以下數(shù)據(jù)(表4)。
4.2 數(shù)據(jù)無量綱化處理
由于本評價體系所選用的指標(biāo)涉及方面、取值和單位不盡相同。為了能夠比較各指標(biāo)要素和計算指標(biāo)的綜合指數(shù),需要進行數(shù)據(jù)的無量綱化處理。
數(shù)據(jù)無量綱化的過程實際上就是分級打分的過程,在劃出某一指標(biāo)要素的給分范圍后,根據(jù)統(tǒng)計數(shù)據(jù)給指標(biāo)分級,采用極差標(biāo)準(zhǔn)型法和等級法對所得數(shù)據(jù)進行無量綱化。標(biāo)準(zhǔn)型無量綱化的公式為[16]:
Ri= 0 xi≤bixi-bi/ai-bi bi
Ri= 0 xi≥aiai-xi/ai-bi bi
Ri=x-ai/a-bi bi≤xi
式中,ai和bi分別為第i個指標(biāo)的上、下限,Ri為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)無量綱化之后的結(jié)果,取值范圍為0~1,它表示該指標(biāo)值距理想狀態(tài)值的接近程度。
對于發(fā)展型指標(biāo)(如邊坡植被覆蓋度、土壤―根系復(fù)合體抗剪強度、土壤根系干重增加率、穩(wěn)定滲透率、物種多樣性),當(dāng)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)值xi越大,對生態(tài)修復(fù)邊坡的水土保持效果越具有促進作用,此時的Ri按式(1)計算。對于制約型指標(biāo)(如坡面最大沖刷深度、坡面侵蝕模數(shù)、土壤容重),當(dāng)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)數(shù)值xi越大時,對生態(tài)修復(fù)邊坡的水土保持效果越具有阻礙作用,此時的Ri 按式(2)計算。對于發(fā)展型與制約型同時存在的指標(biāo),當(dāng)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)數(shù)值xi在某個值時,所起作用最為積極有效,此時的Ri按式(3)計算(本次所選指標(biāo)中沒有此類指標(biāo))。
各評價指標(biāo)的上下限值見表5(各指標(biāo)上下限值均來源于所有邊坡同指標(biāo)的最大和最小值,土壤容重指標(biāo)取值參照專業(yè)規(guī)范,坡面植被覆蓋度根據(jù)實際情況)。
4.3 綜合計算
各指標(biāo)的實際值經(jīng)過數(shù)據(jù)無量綱化處理后,得到無量綱化數(shù)值Ri,以及通過AHP評判距陣法得到各指標(biāo)的權(quán)重Pi后,兩值相乘就得到各指標(biāo)的綜合值。即生態(tài)修復(fù)邊坡水土保持效果評價綜合指數(shù)計算模型為[17]:
SQR=Ri×Pi (i=1,2,…,n)
式中,SQR為評價對象的綜合評價值,n為評價指標(biāo)個數(shù)。
根據(jù)以上所得的數(shù)據(jù),代入上式計算得到每個樣地的綜合評價值(表6)。
5 結(jié)論與討論
由表6的數(shù)據(jù)可以看出,四種邊坡生態(tài)修復(fù)工程中水土保持效果綜合評價值排序依次為:CBS>TBS>框格梁植草>草種撒播,植被混凝土生態(tài)防護邊坡的水土保持效果綜合評價值最高。實地調(diào)查發(fā)現(xiàn)厚層基材噴播樣地生物群落垂直結(jié)構(gòu)不完善、水平結(jié)構(gòu)失穩(wěn);框格梁植草坡面植被群落物種數(shù)少;草種撒播邊坡只有少量草本植物,致使水土流失嚴(yán)重;植被混凝土生態(tài)修復(fù)樣地生物群落層次復(fù)雜,結(jié)構(gòu)完善,坡面基質(zhì)力學(xué)強度較高,水土保持效果較優(yōu)(圖2)。
可見運用建立的生態(tài)修復(fù)邊坡水土保持效果評價指標(biāo)體系對4塊樣地進行綜合分析,評價結(jié)果基本符合邊坡樣地實際情況,以上研究結(jié)果表明所選擇的評價指標(biāo)和所構(gòu)建的指標(biāo)體系對生態(tài)修復(fù)邊坡水土保持效果的評價具有較好的實用價值,為以后邊坡水土保持效果的定量分析提供了可參考的方法,也可為生態(tài)修復(fù)邊坡后期的監(jiān)測與調(diào)控提供科學(xué)的支持。由于邊坡生態(tài)修復(fù)涉及多學(xué)科的理論,隨著對邊坡生態(tài)修復(fù)研究的不斷深入以及認識更加全面,評價指標(biāo)和評價體系還需要不斷地加以修正和完善,使各指標(biāo)的計算結(jié)果更加精確。
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關(guān)鍵詞:富營養(yǎng)化;生物修復(fù);生態(tài)浮床;微生物強化技術(shù)
中圖分類號:X52;X172文獻標(biāo)識碼:A文章編號:0439-8114(2012)04-0660-04
近年來,我國農(nóng)業(yè)、工業(yè)和城鎮(zhèn)化建設(shè)加快,大量含有氮、磷元素營養(yǎng)物質(zhì)的工業(yè)、生活和農(nóng)業(yè)廢水以點源和面源形式不斷排入河流、湖泊中,使水體中藻類大量繁殖,形成惡性循環(huán),加劇了水質(zhì)下降及富營養(yǎng)化進程,水體中化學(xué)耗氧量(CODcr)、總氮、總磷、氨氮等主要富營養(yǎng)化污染指標(biāo)普遍劣于相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)1~2類[1,2]。
水體富營養(yǎng)化后,首先危害水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè),水體透明度降低,藻類大量繁殖,水中溶解氧降低,導(dǎo)致魚、蝦、貝類大量死亡;再者,水體生態(tài)系統(tǒng)嚴(yán)重退化產(chǎn)生的過量亞硝酸鹽和硝酸鹽、藻類致病毒素對人體健康產(chǎn)生很大的威脅,水體散發(fā)的腥臭味更影響到周邊水環(huán)境和人文景觀[3,4]。所以解決城市水體富營養(yǎng)化現(xiàn)象,恢復(fù)河流湖泊的生態(tài)和社會功能問題,日益成為城市可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵乃至限制性因素。
1水體富營養(yǎng)化控制的方法
消除富營養(yǎng)化的關(guān)鍵在于削減水體中氮、磷的負荷,從而消除水體藻類瘋長的基礎(chǔ),達到降低水體中藻類生物量、提高水體透明度的目的,實踐中采用多種方法進行綜合防治。
1.1外源性營養(yǎng)物質(zhì)控制
通過減少或者截斷外部輸入的營養(yǎng)物質(zhì),使水體失去營養(yǎng)物質(zhì)富集的可能性。實踐證明,對工業(yè)廢水、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及生活污水的有效控制是控制水體富營養(yǎng)化的關(guān)鍵措施之一[4]。
1.2內(nèi)源性營養(yǎng)物質(zhì)控制
外源性營養(yǎng)物質(zhì)減少后,對內(nèi)源性營養(yǎng)物質(zhì)的控制是消除富營養(yǎng)化、恢復(fù)生態(tài)系統(tǒng)的關(guān)鍵[5,6]。目前常用的方法有工程性措施、物理化學(xué)措施、生物措施等。
工程性措施如底泥疏浚、引水置換和底泥覆蓋等,存在的主要問題是工程量巨大,成本高,因此一般僅適用于小型水體[7]。
物理化學(xué)措施如利用湖底深層曝氣、絮凝沉淀、化學(xué)藥劑殺藻等達到減氮除磷殺藻的目的,主要的問題是短期內(nèi)使用易造成二次污染,生態(tài)系統(tǒng)不能有效恢復(fù)。
相對于傳統(tǒng)的工程、物理化學(xué)處理方法,生物措施則成本低廉、綜合效益高、不易造成二次污染,在消除富營養(yǎng)化及生態(tài)修復(fù)方面優(yōu)勢明顯,越來越受到人們的重視,主要是利用水生生物通過代謝活動去除水體營養(yǎng)物質(zhì)、抑制藻類生長,研究應(yīng)用集中在水生植物修復(fù)技術(shù)[8,9]、微生物強化技術(shù)[10]等方面。
水生植物修復(fù)技術(shù)機理是植物和根區(qū)微生物共存,產(chǎn)生協(xié)同效應(yīng),經(jīng)過植物吸收、微生物轉(zhuǎn)化、物理吸附和沉降作用,一方面對營養(yǎng)元素的吸收凈化可有效削減營養(yǎng)物質(zhì)負荷,另一方面對浮游植物產(chǎn)生競爭抑制,同時沉水植物能夠促使懸浮或溶解在湖水中的污染物向底泥轉(zhuǎn)移,澄清和凈化水質(zhì),在生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)中起到了關(guān)鍵作用[11]。其中,人工濕地處理技術(shù)和生態(tài)浮床技術(shù)(也稱人工浮島、生物浮島)在工程實踐中應(yīng)用廣泛。人工濕地利用基質(zhì)-微生物-植物這個復(fù)合的生態(tài)系統(tǒng),實現(xiàn)對廢水中有害物質(zhì)的去除[12],國內(nèi)學(xué)者開展了潛流人工濕地系統(tǒng)凈化,總氮、總磷去除等方面的研究[13,14]。而生態(tài)浮床技術(shù)利用植物在生長過程中對水體中氮、磷等元素的吸收及植物根系微生物和浮床基質(zhì)對水體中懸浮物的吸附,富集水體中的有害物質(zhì),國內(nèi)外在浮床植物的篩選、浮床的機理、浮床材料應(yīng)用等方面開展了大量研究。
微生物強化技術(shù)主要利用微生物作為生態(tài)系統(tǒng)中的分解者,通過氨化、硝化、反硝化作用將氮轉(zhuǎn)化成氣體,加快水體中氮的循環(huán);參與有機磷的分解作用,促進水生植物的吸收利用,使磷元素從水體中去除。國內(nèi)學(xué)者在脫氮菌、去磷菌、復(fù)合光合細菌、有效微生物群(EM)、溶藻菌以及固定化微生物技術(shù)、微生物制劑等的應(yīng)用上做了許多研究。
2生態(tài)浮床研究動態(tài)
生態(tài)浮床是近年來一種新型的水體生物修復(fù)方法之一,特點是不需要搬運或輸送污染水體(包括底泥和岸邊受污染的土壤),直接利用水生植物、微生物對水體中氮、磷元素進行有效吸附、轉(zhuǎn)化和降解,在受污染區(qū)域進行原位處理,最具經(jīng)濟和技術(shù)合理性,所以運用的也最為廣泛。
2.1浮床植物的篩選
目前已用于或可用于人工生態(tài)浮床凈化水體的植物主要有:美人蕉、蘆葦、荻、多花黑麥草、稗草、水稻、香根草、牛筋草、香蒲、葛蒲、石菖蒲、水浮蓮、鳳眼蓮、水芹菜、水蕹菜、芝麻花、燈心草等[15-22]。在提高浮床植物應(yīng)用效果的研究上,郭沛涌等[23,24]對冬春季不同植物蓋度的浮床研究發(fā)現(xiàn),在黑麥草覆蓋率為30%時,系統(tǒng)對NH3-N、TN和TP的去除率都達到最高。周曉紅等[25]通過水培試驗發(fā)現(xiàn),重度刈割有利于黑麥草生物量的累積,且能有效提高系統(tǒng)對TN、TP等的去除能力。
2.2浮床的機理
林東教等[26]研究發(fā)現(xiàn),浮床凈化是一個漂浮植物、微生物、水體及植物根區(qū)生理生態(tài)特性相互作用的結(jié)果;周小平等[27]的研究表明,植物組織累積的N、P量分別占各自系統(tǒng)去除量的40.32%、63.87%,其吸收同化作用是其去除的主要途徑;浮床在一定程度上調(diào)控了受污染河道中浮游藻類群落種群結(jié)構(gòu)和生物量,明顯改變不同水層中的細菌和真菌的數(shù)量,提高了水體的自凈功能[28,29]。
2.3浮床材料
浮床材料的應(yīng)用大致經(jīng)歷了幾個階段的發(fā)展:第一階段,是植物水上種植的一種方式,材料以泡沫塑料板、竹排、椰殼、漁用網(wǎng)片、玻璃鋼等為材料,無論材料和水生植物都易造成二次污染;第二階段,重視了成本和材料兩個方面,但在耐腐蝕、牢固性及氧的傳輸功能等方面嚴(yán)重不足;現(xiàn)階段,浮床制作大多有氣體交換區(qū),提高了水體的表面復(fù)氧作用,通過水生動物、根際微生物等來提高植物的水質(zhì)凈化能力。
2.4生態(tài)浮床應(yīng)用
國外生態(tài)浮床在城市暴雨污水、生活污水、工農(nóng)業(yè)廢水的凈化上都有應(yīng)用。我國生態(tài)浮床方面的研究從20世紀(jì)90年代初逐漸增多,在工農(nóng)業(yè)廢水以及河道、湖泊污水治理中都有應(yīng)用,如應(yīng)用于北京永定河引渠羅道莊河道、杭州南應(yīng)加河道、上海華漕楊樹灣河道、無錫五里湖工程、上海七寶寶華小區(qū)河道、上海青浦區(qū)府前河道、巢湖湖水、合肥環(huán)城河水、蘇州重污染河道、太湖五里湖示范區(qū)等,均取得了良好效果[30-33]。
3微生物強化修復(fù)污染水體研究進展
3.1微生物修復(fù)污染水體
微生物作為生態(tài)系統(tǒng)中的分解者,對污染物的去除和養(yǎng)分的循環(huán)起著不可忽視的作用,已有的研究表明,通過對氮的氨化、硝化、反硝化作用,脫氮菌(主要包括硝化菌和反硝化菌)驅(qū)動著水體中氮的生物地球化學(xué)循環(huán),其中硝化作用是指氨經(jīng)過硝化細菌氧化為亞硝酸和硝酸的過程,是脫氮中的關(guān)鍵環(huán)節(jié),但自然界中的硝化細菌是一類好氧化能自養(yǎng)的細菌,特點是自養(yǎng)、好氧和生長速度慢,在高有機物濃度條件下很難形成優(yōu)勢菌種,嚴(yán)重影響其硝化能力,因此高效異養(yǎng)硝化菌、好氧反硝化菌、高效氨氮降解菌等新型脫氮菌群成為最新研究的熱點[34,35]。
磷元素對水體環(huán)境富營養(yǎng)化程度改善和惡化的影響往往比氮元素更大,微生物參與著有機磷的分解作用,可以促進水生植物的吸收利用,已有研究主要通過植物過濾、吸附、共沉和各種絮凝微生物絮凝沉淀作用,去除效率低下,有研究利用反硝化聚磷菌在好氧條件下攝取磷合成聚磷酸鹽而儲存于細胞內(nèi)來達到除磷目的,解決傳統(tǒng)利用物理絮凝作用去除磷效率低下的問題[36]。
光合細菌、復(fù)合光合細菌可去除富營養(yǎng)化水體的有機質(zhì)和氨氮[37];有效微生物群(EM)由篩選出的優(yōu)勢乳酸菌、酵母菌、放線菌及光合細菌等功能性菌株組成,具有廣泛的應(yīng)用價值,研究表明可顯著抑制“水華”藻類生長,去除水體富營養(yǎng)化[38],采用溶藻菌控制藍藻[39]。
3.2固定化微生物技術(shù)
固定化微生物技術(shù)是用化學(xué)或物理手段將游離微生物定位于限定的空間區(qū)域內(nèi),并使其保持活性、反復(fù)利用的方法,能夠提高微生物密度、穩(wěn)定性、耐毒害和抗沖擊能力等,被廣泛應(yīng)用。
在氮循環(huán)菌中,硝化菌為自養(yǎng)細菌,其生長緩慢,易受外界環(huán)境影響,對低溫異常敏感,固定化硝化菌能夠提高硝化菌群濃度,增加硝化菌對溫度的抵抗力和有毒物質(zhì)的耐受性,取得較好的硝化效果[40]。如張爽等[41]采用聚乙烯醇-硼酸包埋法固定經(jīng)常溫富集培養(yǎng)的含耐冷菌的硝化污泥,處理常溫和低溫生活污水,10 ℃以下氨氮去除率可穩(wěn)定在80.00%左右。應(yīng)用固定化氮循環(huán)細菌技術(shù)(NICB)對富營養(yǎng)化水體原位修復(fù),并在鎮(zhèn)江金山湖進行湖泊水體氮污染凈化實踐,結(jié)果表明,總氮和氨氮去除效果明顯[42,43]。常會慶等[44]用伊樂藻和固定化細菌共同作用研究表明,對水體中的幾種形式的氮素都有不同程度的降低作用。蔡昌鳳等[45]在傳統(tǒng)的PVA固定化方法中加入麥秸粉末,混合固定硝化細菌和反硝化細菌,對厭氧酸化后的焦化廢水進行脫氮,經(jīng)過12 h的曝氣處理后,氨氮濃度去除率高達94.30%,COD去除率為63.15%。
固定化技術(shù)除磷研究主要是利用固定化聚磷菌除磷,采用固定化技術(shù),可以提供厭氧和好氧交替的環(huán)境,使聚磷菌成為優(yōu)勢菌群,達到除磷的目的[46]。
3.3微生物制劑修復(fù)富營養(yǎng)化
近些年興起的微生物制劑作為以改善環(huán)境狀況和強化處理系統(tǒng)穩(wěn)定、高效為目標(biāo),通過菌群構(gòu)建等科學(xué)方法得到的具有特殊功能的生物制品[47],在水體修復(fù)領(lǐng)域已得到廣泛應(yīng)用。如美國Alken-Murry公司開發(fā)的系列微生物制劑Clear-Flo,除了用于修復(fù)污染河流外,也用于修復(fù)富營養(yǎng)化的湖泊,在國內(nèi)也有應(yīng)用[48]。美國生態(tài)實驗室研發(fā)的液可清是一種由32種專性活菌構(gòu)成的混合微生物制劑,已獲得美國環(huán)保局、衛(wèi)生部和農(nóng)業(yè)部的認證,在我國云南昆明城市西南部西壩河進行的水體修復(fù)中有應(yīng)用,3周后,修復(fù)河段內(nèi)的BOD5、總氮、總磷和濁度分別有不同程度的下降[49]。
在富營養(yǎng)化水體的生物修復(fù)中,以植物-微生物為基礎(chǔ)的原位生物修復(fù)體系不但可以降低水體中的營養(yǎng)鹽水平;而且還可同步實現(xiàn)生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的改善與經(jīng)濟效益的獲得,被越來越多地應(yīng)用于實踐中。
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1棉田立體交叉污染網(wǎng)絡(luò)棉田立體交叉污染網(wǎng)絡(luò)是指棉花在生產(chǎn)過程中應(yīng)用的化肥、農(nóng)藥、地膜所形成的固體、液體、氣體殘留物在形成污染過程中相互交叉,覆蓋了從大氣到植株、地表徑流、土壤、地下水源、農(nóng)產(chǎn)品的整個生產(chǎn)過程,貫穿從空間到時間的整個生產(chǎn)網(wǎng)絡(luò)。
1.1土壤污染化肥、農(nóng)藥、地膜殘留作為棉田土壤污染的主要來源,但它們污染方式與污染機理各不相同。首先,化肥直接施用到土壤中,其殘留對土壤危害也最大。例如,化肥殘留容易造成土壤物理化學(xué)性質(zhì)的改變,即土壤酸化、板結(jié)、重金屬元素超標(biāo)、透氣性降低;土壤養(yǎng)分比例失調(diào)、土壤有機質(zhì)含量下降,蓄水保肥能力下降;土壤微生物種群及有益微生物含量降低;最終導(dǎo)致土壤生產(chǎn)能力和自我修復(fù)能力降低[11-13]。農(nóng)藥殘留污染主要通過田間施肥,作物殘體、灌溉、降雨淋洗以及大氣沉降進入土壤。農(nóng)藥殘留在土壤中時間的長短與農(nóng)藥自身的理化性質(zhì)、施藥時間、施藥方式有關(guān)。如常用的有機磷農(nóng)藥在環(huán)境中易分解,殘留時間較短,而有機氯、有機汞等高殘留農(nóng)藥性質(zhì)穩(wěn)定,不易分解[14]。殘留農(nóng)藥對農(nóng)田土壤的影響主要有:(1)改變土壤的物理化學(xué)性質(zhì),如土壤酸化,養(yǎng)分含量降低、土壤孔隙度降低,容易板結(jié)等。(2)土壤生物種群數(shù)量與質(zhì)量下降,如土壤微生物種群、動物種群數(shù)量及生存能力等明顯降低。(3)土壤中重金屬含量嚴(yán)重超標(biāo),農(nóng)藥中存在的重金屬離子被土壤中的有機膠體和無機膠體吸附、固定而長期存在土壤中。另外,除草劑的長期使用也會對土壤造成污染[15-17]。殘膜對棉田土壤的影響有:(1)土壤理化性質(zhì)下降,如土壤團粒結(jié)構(gòu)破壞,降低水分疏導(dǎo)能力,土壤孔隙度下降,保水保肥能力下降;(2)土壤微生物活動受到影響,減少有益微生物種群數(shù)量;(3)作物根系發(fā)育受抑制;(4)薄膜添加劑,如鄰苯甲酸-2異丁酯等,可從地膜揮發(fā)至空氣中抑制葉綠素的合成;鉛、鎘等重金屬會在土壤中富集,造成污染[18-20]。另外殘膜還可能形成“視覺污染”和導(dǎo)致牛羊等誤食而引起死亡[21]。
1.2大氣污染棉田中農(nóng)藥噴灑時的擴散、殘留農(nóng)藥的揮發(fā)是大氣污染的主要來源。化肥對大氣的污染是由于易揮發(fā)化肥及施用方式不合理的氣態(tài)損失所造成。另外,進入土壤的部分氮素經(jīng)反硝化作用生成氧化亞氮從土壤中逸散,破壞臭氧層,加劇全球溫室效應(yīng)[22]。殘膜及秸稈焚燒時所產(chǎn)生的煙霧也會對大氣產(chǎn)生二次污染。
1.3水系污染水系污染包括對地表徑流與地下水的污染,其主要污染來源為化肥和農(nóng)藥。例如,氮肥過量使用導(dǎo)致硝酸鹽積累,通過下滲作用進入地下水系,從而導(dǎo)致地下水硝酸鹽含量超標(biāo)污染[23]。近10年來,我國農(nóng)藥年使用量穩(wěn)定在23萬t左右(有效成分),各種制劑年使用量穩(wěn)定在162萬t[24];但農(nóng)藥利用率約為30%左右,70%隨灌溉或降雨進入地表徑流,再進入地下水。殘膜主要是通過灌溉和降雨進入地表徑流形成污染。1.4農(nóng)產(chǎn)品污染原棉污染來源主要包括重金屬和殺蟲劑,但目前對此類報道相對較少。根據(jù)德國不來梅棉花交易所2008/2009年度對來自于15個國家的原棉污染進行檢測均未發(fā)現(xiàn)污染[25]。
2棉田立體交叉污染網(wǎng)絡(luò)的治理方法棉田立體交叉網(wǎng)絡(luò)形成過程復(fù)雜,既有單因素污染又有多因素重復(fù)污染,而且在污染形成過程中相互滲透、重復(fù)交叉。因此在治理過程中既要針對單因素污染源設(shè)計相應(yīng)的治理方案,又要考慮到其他污染因素的影響,必須采用單項治理技術(shù)有機組合、綜合治理的策略。同時還需建立區(qū)域性棉田污染指標(biāo)體系和預(yù)測預(yù)警機制,實施生態(tài)補償政策。
2.1棉田立體交叉污染網(wǎng)絡(luò)治理技術(shù)
2.1.1污染土壤修復(fù)技術(shù)。我國污染土壤修復(fù)技術(shù)研究開始于20世紀(jì)末期,相對于歐美發(fā)達國家存在較大的差距。綜合國內(nèi)外污染土壤修復(fù)技術(shù)主要包括物理修復(fù)、化學(xué)修復(fù)、生物修復(fù)及聯(lián)合修復(fù)技術(shù)[26]。微生物與植物聯(lián)合修復(fù)技術(shù)(生物聯(lián)合修復(fù)技術(shù))由于其綠色環(huán)保特征,在近年來得到了迅速發(fā)展。微生物修復(fù)是通過篩選農(nóng)藥高效降解菌及石油烴降解菌對農(nóng)藥或石油污染的土壤進行修復(fù)。植物修復(fù)技術(shù)是利用植物根系的吸收、積累、過濾功能來降低土壤中重金屬、農(nóng)藥、石油等的含量來恢復(fù)土壤的生態(tài)功能[27-28]。目前我國在植物修復(fù)技術(shù)上主要是利用苜蓿、黑麥草等植物來修復(fù)農(nóng)藥和化肥污染的土壤[29]。
2.1.2培育高質(zhì)量棉田土壤。土壤質(zhì)量是指土壤肥力質(zhì)量、土壤環(huán)境質(zhì)量及土壤健康質(zhì)量三個方面的綜合量度體系,即土壤在生態(tài)系統(tǒng)范圍內(nèi)維持生物的生產(chǎn)能力、保護環(huán)境質(zhì)量及促進動植物健康的能力[30-31]。提高土壤質(zhì)量可以有效提高作物根系的微生態(tài)環(huán)境;減少病原物侵害,提高植物根系對水肥的利用效率;增強植物的整體抗逆性能。目前,提高土壤質(zhì)量的方法主要有,秸稈還田、合理輪作、施用有機肥及施用有益微生物等[32]。
2.1.3培育抗逆、高產(chǎn)及資源高效利用新型品種。通過常規(guī)育種與分子育種技術(shù)相結(jié)合,選育出高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、水分和養(yǎng)分高效利用、復(fù)合抗病性強、抗蟲性好的新型棉花新品種,減少農(nóng)田病蟲害發(fā)生,提高水肥等資源的綜合利用效率,從而達到減少農(nóng)田用藥及水肥用量的目的。
2.1.4農(nóng)田病蟲草害綜合防治技術(shù)。目前,農(nóng)田病蟲草害綜合防治技術(shù)體系主要內(nèi)容包括:(1)選育和應(yīng)用抗病蟲性較強的新品種;(2)調(diào)整農(nóng)田生態(tài)環(huán)境和種植結(jié)構(gòu),減輕病蟲害對農(nóng)田的壓力;(3)科學(xué)用藥和保護利用天敵;(4)建立區(qū)域性的棉田生態(tài)型IPM(Integrated pest management)技術(shù)管理體系[33-36]。
2.1.5水肥一體化優(yōu)化技術(shù)。水分一體化優(yōu)化技術(shù)是指設(shè)計作物全生育期的水肥需求、在特定生育時期根據(jù)土壤水分與養(yǎng)分含量狀況,配置適宜比例的養(yǎng)分,與灌溉水配兌成肥液,借助壓力系統(tǒng),通過可控管道系統(tǒng),均勻、定時、定量,浸潤作物根系生長區(qū)域,滿足作物的生長發(fā)育需求[37-38]。目前我國在棉花、果樹、設(shè)施園藝、苗木花卉等開展了水肥一體化(水肥耦合)技術(shù)推廣應(yīng)用,特別是新疆地區(qū)膜下滴灌技術(shù)處于世界領(lǐng)先水平。研究表明,水肥一體化技術(shù)可以使水分利用效率提高40%~60%,肥料利用效率提高30%~50%[39-40]。
2.1.6塑料地膜覆蓋替代性產(chǎn)品及殘膜回收技術(shù)。目前研究普遍認為對于地膜所形成白色污染的理想途徑:首先,使用可降解地膜及研究新型的覆蓋材料[41],其類型主要包括生物降解地膜、化學(xué)降解地膜、光降解地膜以及液態(tài)地膜等[35]。其次,提高地膜質(zhì)量,改進農(nóng)藝技術(shù)、研制高效殘膜回收機械,提高殘膜回收率。再次,通過其他農(nóng)藝措施,減少或杜絕地膜應(yīng)用,如育苗移栽技術(shù)(裸苗移栽、營養(yǎng)缽育苗)結(jié)合秸稈覆蓋技術(shù)等[42]。
2.2建立區(qū)域棉田污染綜合監(jiān)測與預(yù)警機制建立區(qū)域性的棉田污染綜合指標(biāo)體系或單項指標(biāo)體系,對棉花生產(chǎn)環(huán)境的大氣環(huán)境、水環(huán)境、土壤環(huán)境進行檢測和分析,確定區(qū)域主要污染物來源,污染物分擔(dān)率及污染物累計指數(shù)[43],據(jù)此建立區(qū)域棉田污染綜合監(jiān)測與預(yù)警機制,并制定適宜的污染防控措施。目前國內(nèi)外對此類報道主要是關(guān)于面源污染中模型估算方法[42],常見的農(nóng)業(yè)面源污染模型有ANSWERS、CREAMS、WEPP、AG-NPS等模型,但不同的模型均有一定的局限性。我國棉區(qū)目前主要劃分為長江流域棉區(qū)、黃河流域棉區(qū)及西北內(nèi)陸棉區(qū),可以根據(jù)不同棉區(qū)的生態(tài)特征與種植特點,建立棉田污染綜合指標(biāo)體系或單項指標(biāo)體系,對棉花生產(chǎn)全程進行污染監(jiān)測。
關(guān)鍵詞 重金屬;污染;治理;修復(fù)技術(shù)
中圖分類號 X53 文獻標(biāo)識碼 A 文章編號 1007-5739(2013)10-0221-01
重金屬對人類具有巨大的危害,能引起頭痛、頭暈、失眠、健忘、神經(jīng)錯亂、關(guān)節(jié)疼痛、結(jié)石、癌癥(如肝癌、胃癌、腸癌、膀胱癌、乳腺癌、前列腺癌)、烏腳病、畸形兒等。隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展,我國重金屬污染已越來越嚴(yán)重,重金屬污染事故頻發(fā)。例如,2005年的廣東北江韶關(guān)段鎘嚴(yán)重超標(biāo)事件、2006年的湘江湖南株洲段鎘污染事故、2009年的湖南省瀏陽市鎘污染事件、2010年福建紫金礦業(yè)、2011年山東渤海蓬萊油田漏油、2011年云南曲靖鉻渣非法傾倒、2012年廣西龍江河的鎘污染等。近年來,社會各界對重金屬污染問題已經(jīng)越來越關(guān)注,重金屬污染治理技術(shù)的研究備受重視。
1 物理化學(xué)修復(fù)技術(shù)
物理化學(xué)修復(fù)技術(shù)是利用機械、化學(xué)等技術(shù)治理重金屬污染的方法。該技術(shù)在治理重金屬土壤污染方面使用較多,其主要包括改土法、沖洗沉淀法、熱處理法、污染物固化法等方法。例如,沈陽張士灌區(qū)土壤中[1]56.3%的Cd累積于土壤的上表層,利用改土法,去表層土,能夠使稻米中的Cd含量降低50%左右。用物理化學(xué)方法治理重金屬污染,對于面積小的土壤治理效果較好,但是該項技術(shù)費用較高,而且容易導(dǎo)致二次污染,因此難以大面積推廣應(yīng)用。
2 農(nóng)業(yè)化學(xué)調(diào)控技術(shù)
農(nóng)業(yè)化學(xué)調(diào)控技術(shù)指利用化學(xué)改良劑等降低重金屬的毒害。植物從土壤中吸收重金屬的過程,受土壤pH值、施肥種類等因素影響。因此,能夠通過調(diào)節(jié)土壤pH值、有機質(zhì)等條件,改變土壤中重金屬的擴散性,同時還能夠減少其生物有效性。例如,可以通過施用石灰、礦渣等堿性物質(zhì)或堿性肥料等手段,降低作物對土壤中重金屬的吸收作用[2-3]。
3 垃圾堆肥技術(shù)
垃圾堆肥中的重金屬以殘渣態(tài)形式存在,經(jīng)過堆肥技術(shù)處理后,可以降低重金屬含量,并能夠促使重金屬被生物吸收利用。如Saciragic研究蚯蚓及蠕蟲處理下水道中的重金屬污染,試驗顯示:①與對照相比,積累在蚯蚓體內(nèi)的重金屬含量非常高:Cu 12倍、Pb 10倍、Cr 8倍、Zn 715倍、Ni 6倍、Cd 415倍、Mn 315倍、Co 116倍;②在蠕蟲堆肥中只有Fe的濃度增加了115倍,而其他元素均有所下降[4]。由此可見,利用垃圾堆肥技術(shù)處理重金屬污染具有較好的研究前景。
4 植物修復(fù)技術(shù)
植物修復(fù)技術(shù)即利用自然界中的植物修復(fù)重金屬污染,其原理是利用植物對重金屬的超富集能力來實現(xiàn)其對重金屬污染的修復(fù)作用。該技術(shù)包括植物穩(wěn)定、植物揮發(fā)、植物萃取等方法。例如,周 青等[5]研究了鎘對黃楊(Euonymus japonica)、海桐(Ptiiosporum tobira)、冬青(Ilex purpurea)、杉木(cunninghamia lanceolata)以及香樟(Cinnamomum camp-hora)5種植物的影響,研究結(jié)果顯示葉片用CdCl2溶液培養(yǎng)2 d后,Cd含量有所提高,分別為原來的602.94%、907.81%、2 272.00%、1 256.83%、979.72%。又如,一些植物對環(huán)境中土壤重金屬Pb有固定作用,通過植物固定可減小Pb的生物可利用性,最終起到治理重金屬Pb污染的作用[5]。植物修復(fù)技術(shù)相對于物理化學(xué)修復(fù)技術(shù)、農(nóng)業(yè)化學(xué)調(diào)控技術(shù)和垃圾堆肥技術(shù)具有一定的優(yōu)越性。但是這項技術(shù)也存在著許多問題值得進一步研究探討,比如植物固定作用只是把一些重金屬暫時固定,隨著環(huán)境的變化,這些固定的重金屬可能會重新回到原有的狀態(tài)。
5 微生物和動物修復(fù)技術(shù)
土壤中一些特殊微生物對特定重金屬具有吸收、沉積等作用,這些特定微生物可以促進植物對重金屬的吸收,達到治理重金屬污染的目的。動物修復(fù)是利用如蚯蚓、鼠類等吸收重金屬,這些動物通過食物鏈等作用降低土壤中重金屬的含量。利用蚯蚓治理土壤中的重金屬污染不但可以改善土壤的通氣性和透水性,還具有增強土壤肥力等作用。
6 結(jié)語
物理化學(xué)修復(fù)技術(shù)、農(nóng)業(yè)化學(xué)調(diào)控技術(shù)、垃圾堆肥技術(shù)等是傳統(tǒng)的重金屬修復(fù)技術(shù),這些技術(shù)對重金屬污染治理都具有一定的效果。但是這些技術(shù)存在成本過高、產(chǎn)生二次污染、破壞土壤理化性質(zhì)等問題,難以大面積推廣應(yīng)用。筆者認為,綜合利用植物修復(fù)技術(shù)與微生物修復(fù)技術(shù)治理重金屬污染具有很好的研究前景,雖然目前此技術(shù)尚處于起步和發(fā)展階段,但是隨著研究的不斷深入,生物修復(fù)技術(shù)治理重金屬污染必然會有廣闊的發(fā)展前景。
7 參考文獻
[1] 吳燕玉,陳濤,張學(xué)詢.沈陽張士灌區(qū)鎘污染生態(tài)的研究[J].生態(tài)學(xué)報,1989,9(1):21-26.
[2] MAENPAAK A,KUKKONENJ V K,LYDY M J.Re-mediation of heavy metal-contaminated soils using phos-phorus:evaluation of bioavailability using an earthworm bioassay[J].Archives of Environmental Contamination andoxicology,2002,43(4):389-398.
[3] 王新,吳燕玉.各種改性劑對重金屬遷移、積累影響的研究[J].應(yīng)用生態(tài)學(xué)報,1994,5(1):89-94.
黃河三角洲海岸線長900km,占全省海岸線總長度的28%.灘涂面積24.6萬hm2.沿海未利用的鹽堿荒地93.3萬hm2,土地后備資源頗豐.海岸帶生物資源豐富,濱海濕地維管束植物有197種,濕地植被類型主要有灌叢、鹽生草甸、鹽生植被、沼澤和水生植被4類;擁有海洋生物800多種,游泳動物漁業(yè)資源85種,較重要的魚、蝦、蟹、貝類等近40種,其中,灘涂貝類29種,可增養(yǎng)殖的15種[2].是我國四大漁場之一,海珍品的重要產(chǎn)區(qū).海岸帶鹽鹵、油氣、貝殼砂等礦產(chǎn)資源豐富,地下鹵水靜態(tài)儲量約135億m3,石油、天然氣地質(zhì)儲量分別約50億t、560億m3;擁有3條長56km,總地質(zhì)儲量達3.6億t的世界罕見的貝殼砂礦帶,也是世界上唯一每年增加10萬t以上的新、老并存的貝殼堤.海岸帶風(fēng)能、地?zé)豳Y源豐富,潮汐能、波浪能、鹽差能等海洋資源開發(fā)潛力巨大.海岸帶有多條河流入海,大量水沙入海對海岸塑造、陸架沉積作用及生態(tài)環(huán)境等具有深刻的影響.擁有馬頰河、徒駭河、小清河、濰河等河口,港灣資源條件良好.擁有大小海島89個,島岸線長219km,占全省海島岸線長的29.7%,海島面積33.8km2,占全省海島面積的24.9%[3].黃河三角洲海岸帶區(qū)位優(yōu)勢日益顯現(xiàn),海洋產(chǎn)業(yè)初具規(guī)模,成為全省新的經(jīng)濟增長點.但是,黃河三角洲海岸帶目前也存在一些問題.一是海岸防護設(shè)施不完備,防潮堤建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)低,防潮能力弱,受風(fēng)暴潮威脅較大,制約了海岸帶的開發(fā)利用;二是近海漁業(yè)資源捕撈強度大,岸線和灘涂資源開發(fā)利用缺乏規(guī)劃和科學(xué)性,海洋資源開發(fā)利用方式粗放;三是受納上游地區(qū)大量污染物,致使濱海濕地和海洋受到污染,生態(tài)受損趨勢仍未得到有效控制;四是受圍墾、鹽田、養(yǎng)殖等的生產(chǎn)活動影響,自然植被退化,景觀破碎化,濕地面積減少和退化;五是自然災(zāi)害頻發(fā),海岸侵蝕、海水入侵日益凸顯.這些生態(tài)環(huán)境問題,成為海岸帶開發(fā)利用的制約因素.
2黃河三角洲海岸帶發(fā)展高效生態(tài)農(nóng)業(yè)可選模式
所謂高效生態(tài)農(nóng)業(yè)模式,就是依據(jù)生態(tài)學(xué)、生態(tài)經(jīng)濟學(xué)原理,運用系統(tǒng)工程方法和現(xiàn)代科學(xué)技術(shù),組織農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和組裝配套技術(shù),構(gòu)成一個結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、高效、生態(tài)與有序轉(zhuǎn)化的現(xiàn)代農(nóng)業(yè)系統(tǒng)格局.黃河三角洲海岸帶高效生態(tài)農(nóng)業(yè)模式必須堅持因地制宜的原則.概括地說,因地制宜就是根據(jù)當(dāng)?shù)刭Y源條件、氣候條件、生產(chǎn)條件和科學(xué)技術(shù)條件乃至生產(chǎn)、生活習(xí)慣條件,具體決定采取怎樣的模式,勾畫什么樣的藍圖.在充分認識、分析該區(qū)域條件的基礎(chǔ)上,提出黃河三角洲海岸帶發(fā)展高效生態(tài)農(nóng)業(yè)的9類模式,以供選擇[4-10].
2.1暗管改堿模式
黃河三角洲海岸帶多為荒堿地,土壤含鹽量高,開發(fā)利用難度大.采用暗管改堿工程技術(shù),可實現(xiàn)土壤快速脫鹽,改善土壤理化性狀,提高土地綜合生產(chǎn)能力,有效增加耕地面積,增加農(nóng)民收入,是一項較大幅度提高農(nóng)業(yè)綜合生產(chǎn)力、解決好“三農(nóng)問題”的民生工程,還可通過新增土地用于占補平衡,緩解高效生態(tài)經(jīng)濟發(fā)展中建設(shè)用地增加過快同嚴(yán)格保護耕地的矛盾,拉動社會主義新農(nóng)村建設(shè)和一些戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)的發(fā)展.該模式的工程技術(shù)要點是利用專業(yè)大型成套機械設(shè)備,在一定土壤深度埋置具有濾水、排鹽功能的PVC管道,實現(xiàn)開溝、埋管、裹砂、覆土等施工過程一次完成,并通過灌溉淋洗,使含鹽水滲入暗管排走,從而起到控制地下水位、土壤快速脫鹽的作用.它與明溝排水的技術(shù)原理相同,都是根據(jù)“鹽隨水來,鹽隨水去”的水鹽運動規(guī)律.將淋洗土壤而滲入地下的含鹽水排走,用以大規(guī)模改良鹽堿地和鹽漬型中低產(chǎn)田.由于排堿暗管均埋于地下,并可設(shè)計為寬深布設(shè)或淺密布設(shè)等不同形式的地下管網(wǎng),因此不占用耕地并且排堿效果突出、均勻,優(yōu)于明溝排堿.有條件的可將灌水渠系也改為管道模式,再植入節(jié)水灌溉系統(tǒng),完成排灌模式的全面轉(zhuǎn)換,從而實現(xiàn)高效生態(tài)農(nóng)業(yè)的目標(biāo).暗管排堿模式改堿見效快,效果好,經(jīng)濟效益高.通過暗管布設(shè)控制地下水位,抑制土壤返鹽,利用自然降水和引黃灌溉淋洗土壤,可在1~2a內(nèi)使鹽漬土迅速脫鹽,土壤含鹽量可由10‰~30‰降為3‰~4‰.暗管排堿的另一項重大收益來源于節(jié)地.因為暗管布設(shè)本身不占用地上土地,原來的“農(nóng)級”排水溝所占面積則成為新增耕地面積.如按農(nóng)溝間距40m、深度1.5m,邊坡1∶2計算,排水明溝占地大約是耕地面積的15%,在農(nóng)溝布設(shè)間距較大的地塊,溝道占地不低于10%.采用暗管排堿,再加上所改良的零星地、邊角地和插花荒堿地,可新增土地面積15%以上.由于暗管排水的優(yōu)越性,西方一些發(fā)達國家如荷蘭、美國等,早在上世紀(jì)50年代就實現(xiàn)了農(nóng)田明溝排水向管道排水的轉(zhuǎn)變.目前,許多發(fā)展中國家也正在推廣暗管排水系統(tǒng).該模式非常適合黃河三角洲海岸帶大面積鹽堿地的開發(fā)利用,也適用于大面積改造中低產(chǎn)田.
2.2高效生態(tài)種植模式
高效生態(tài)種植模式是指依據(jù)生態(tài)學(xué)和生態(tài)經(jīng)濟學(xué)原理,利用當(dāng)?shù)噩F(xiàn)有資源,綜合運用現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科學(xué)技術(shù),在保護和改善生態(tài)環(huán)境的前提下,進行糧食、果樹、蔬菜等農(nóng)產(chǎn)品的高效生產(chǎn),開發(fā)無公害農(nóng)產(chǎn)品、有機食品和其他生態(tài)類食品[6].2.2.1“間套輪”種植模式該模式是指在耕作制度上采用間作、套種和輪作換茬的模式.利用生物共存,互惠原理發(fā)展有效的間作、套種和輪作倒茬技術(shù),是進行高效生態(tài)種植的主要模式之一[4].黃河三角洲海岸帶可選擇的典型的間作套種種植模式有玉米與豆類間作、棉花與蔬菜間作、棗糧間作等,小麥玉米套作、麥棉套作、小麥玉米蔬菜套作等.典型的輪作倒茬種植模式有禾谷類作物和豆類作物輪換的禾豆輪作,水稻與棉花等旱作輪換的水旱輪作,大田作物和綠肥作物的輪作.2.2.2保護耕作模式用秸稈殘茬覆蓋地表,逐漸減少耕作,防止土埌結(jié)構(gòu)破壞,并配合一定量的除草劑、高效低毒農(nóng)藥,控制雜草和病蟲害的一種耕作栽培模式.保護性耕作通過保持土壤結(jié)構(gòu)、減少水分流失和提高土壤肥力達到增產(chǎn)目的,是一項把大田生產(chǎn)和生態(tài)環(huán)境保護相結(jié)合的技術(shù),俗稱“免耕法”或“免耕覆蓋技術(shù)”.2.2.3旱作節(jié)水農(nóng)業(yè)生產(chǎn)模式旱作節(jié)水農(nóng)業(yè)是指利用有限的降水資源,通過工程、生物、農(nóng)藝、化學(xué)和管理技術(shù)的集成,把生產(chǎn)和生態(tài)環(huán)境保護相結(jié)合的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)技術(shù).其主要特征是運用現(xiàn)代農(nóng)業(yè)高新技術(shù)手段,提高自然降水利用率,消除或緩解水資源嚴(yán)重匱乏地區(qū)的生態(tài)環(huán)境壓力,提高經(jīng)濟效益[7].
2.3農(nóng)林牧復(fù)合型高效生態(tài)模式
該模式是指借助接口技術(shù)或資源利用在時空上的互補性所形成的兩個或兩個以上產(chǎn)業(yè)或組分的復(fù)合的生產(chǎn)模式.所謂接口技術(shù)是指聯(lián)結(jié)不同產(chǎn)業(yè)或不同組分之間物質(zhì)循環(huán)的能量轉(zhuǎn)換的連接技術(shù),如種植業(yè)為養(yǎng)殖業(yè)提供飼料飼草,養(yǎng)殖業(yè)為種植業(yè)提供有機肥料,其中利用秸稈轉(zhuǎn)化飼料技術(shù)、利用糞便發(fā)酵沼氣和有機肥生產(chǎn)技術(shù)均屬接口接術(shù).比較適合的農(nóng)林牧復(fù)合型高效生態(tài)模式主要有糧飼—豬—沼—肥高效生態(tài)模式、林果—糧經(jīng)立體高效生態(tài)模式、林果—畜禽高效生態(tài)模式[6].2.3.1糧飼—豬—沼—肥高效生態(tài)模式該模式的基本內(nèi)容包括:①種植業(yè)由傳統(tǒng)的糧食生產(chǎn)一元結(jié)構(gòu)或糧食、經(jīng)濟作物生產(chǎn)二元結(jié)構(gòu)向糧食作物、經(jīng)濟作物、飼料飼草作物三元結(jié)構(gòu)發(fā)展,飼料飼草作物正式分化為一個獨立的產(chǎn)業(yè),為飼料業(yè)和養(yǎng)殖業(yè)奠定物質(zhì)基礎(chǔ).②進行秸稈青貯、氨化和干堆發(fā)酵,開發(fā)秸稈飼料用于養(yǎng)殖業(yè),主要是養(yǎng)牛業(yè).③利用規(guī)?;B(yǎng)殖場畜禽糞便生產(chǎn)有機肥料,用于種植業(yè)生產(chǎn).④利用畜禽糞便進行沼氣發(fā)酵,生產(chǎn)沼渣沼液,開發(fā)優(yōu)質(zhì)有機肥料,用于作物生產(chǎn).主要有糧—豬(牛)—沼—肥、草地養(yǎng)雞、種草養(yǎng)鵝等模式.2.3.2林果、糧經(jīng)立體高效生態(tài)模式該模式主要內(nèi)容是利用作物和林果之間在時空上利用資源的差異和互補關(guān)系,在林果株行距中間開闊地帶種植糧食、經(jīng)濟作物、蔬菜、藥材乃至瓜類,形成不同類型的農(nóng)林復(fù)合種植模式,也是立體種植的主要生產(chǎn)形式,一般能夠獲得較單一種植更高的綜合效益.適合黃河三角洲海岸帶的主要有棗糧間作、楊糧間作、林藥間作、果藥間作等模式.2.3.3林果—畜禽高效生態(tài)模式該模式的基本內(nèi)容是在林地或果園內(nèi)放養(yǎng)各種經(jīng)濟動物,放養(yǎng)的動物以野生取食為主,輔以必要的人工飼養(yǎng),生產(chǎn)較集約化養(yǎng)殖更為優(yōu)質(zhì)、安全的多種畜禽產(chǎn)品,接近或達到有機食品標(biāo)準(zhǔn).黃河三角洲海岸帶比較適合采用的模式主要有林—魚—鴨、林—牛(雞)、果園—雞(兔)等.
2.4高效生態(tài)畜牧業(yè)模式
該模式是以畜牧業(yè)為中心,并將相應(yīng)的植物、動物、微生物等生物種群匹配組合起來,形成合理有效開發(fā)、利用多種資源,防治和治理農(nóng)村環(huán)境污染,實現(xiàn)經(jīng)濟、生態(tài)和社會效益三統(tǒng)一的高效、穩(wěn)定、持續(xù)發(fā)展的人工復(fù)合生態(tài)系統(tǒng).根據(jù)養(yǎng)殖動物生活環(huán)境不同,高效生態(tài)畜牧業(yè)模式可分為陸地畜禽養(yǎng)殖生態(tài)模式、水體畜禽養(yǎng)殖生態(tài)模式和水陸復(fù)合畜禽養(yǎng)殖生態(tài)模式三大類;根據(jù)規(guī)模與環(huán)境的依賴關(guān)系,可分為復(fù)合型生態(tài)養(yǎng)殖場和規(guī)?;鷳B(tài)養(yǎng)殖場兩種生產(chǎn)模式.2.4.1復(fù)合型生態(tài)養(yǎng)殖生產(chǎn)模式該模式主要特點是以畜禽動物養(yǎng)殖為主,輔以相應(yīng)規(guī)模的飼料糧(草)生產(chǎn)基地和畜禽糞便消納土地,通過清潔生產(chǎn)技術(shù)生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)畜產(chǎn)品.根據(jù)養(yǎng)殖動物的種類可以分為以豬為主的生態(tài)養(yǎng)殖場生產(chǎn)模式,以禽為主的生態(tài)養(yǎng)殖場生產(chǎn)模式和以其他動物(兔、貂等)為主的生態(tài)養(yǎng)殖場生產(chǎn)模式[7].2.4.2規(guī)模化養(yǎng)殖場生產(chǎn)模式該模式主要特點是以大規(guī)模畜禽動物養(yǎng)殖為主,但缺少相應(yīng)規(guī)模的飼料糧(草)生產(chǎn)基地和畜禽糞便消納土地場所,需要通過一系列生產(chǎn)技術(shù)措施和環(huán)境工程技術(shù)進行環(huán)境治理,最終生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)畜產(chǎn)品.根據(jù)飼養(yǎng)動物的種類可以分為規(guī)模化養(yǎng)豬場生產(chǎn)模式、規(guī)?;B(yǎng)牛場生產(chǎn)模式、規(guī)模化養(yǎng)雞(鴨)場生產(chǎn)模式等.
2.5高效生態(tài)漁業(yè)模式
高效生態(tài)漁業(yè)模式是遵循生態(tài)學(xué)原理,采用現(xiàn)代生物技術(shù)和工程技術(shù),按生態(tài)規(guī)律進行生產(chǎn),保持各種水生生物種群的動態(tài)平衡和食物鏈網(wǎng)的合理結(jié)構(gòu),保持和改善生產(chǎn)區(qū)域的生態(tài)平衡,保證水體不受污染,確保水生生物、水資源的永續(xù)利用.2.5.1池塘混養(yǎng)模式池塘混養(yǎng)是將同類不同種或異類異種在人工構(gòu)建的池塘中進行多品種綜合養(yǎng)殖的方式.其原理是利用生物之間具有互相依存、競爭的“適者生存、劣者淘汰”的規(guī)則,確保生物多樣性,符合水體的養(yǎng)殖容量,合理利用水城、飼料資源,根據(jù)養(yǎng)殖生物食性、垂直分布不同,合理搭配養(yǎng)殖品種與數(shù)量,使養(yǎng)殖生物在同一水域中協(xié)調(diào)生存,以獲得最大的經(jīng)濟、質(zhì)量效益.池塘混養(yǎng)模式可分為淡水混養(yǎng)和海水混養(yǎng)兩種類型.(1)淡水混養(yǎng)模式.該模式包括常規(guī)魚類多品種混養(yǎng)以及常規(guī)魚類與名優(yōu)特魚類品種混養(yǎng)兩種類型.常規(guī)魚類指草、鰱、鳙、青、鯉、羅非魚等大宗魚類.主要利用草魚為草食性、鰱(鳙)魚為濾食性、青魚與鯉魚為吃食性、羅非魚為雜食性的食性不同,草、鰱、鳙為上層、鯉魚為中層、青魚和羅非魚為中下層的垂直分布不同,充分利用生物特性,合理搭配品種進行混養(yǎng).(2)海水混養(yǎng)模式.該模式主要包括海水魚蝦混養(yǎng)、魚蟹混養(yǎng)、魚貝混養(yǎng)3種類型.①海水魚蝦混養(yǎng).以中國對蝦為主,同時放入少量的肉食性魚類如鱸魚,鱸魚攝食體質(zhì)較弱、行動緩慢的病蝦,避免帶病毒對蝦死亡后釋放病原于水體中的可能.②海水魚蟹混養(yǎng).通常由梭子蟹與鱸、鯛或?qū)ξr、青蟹與遮目魚混養(yǎng),梭子蟹為底棲動物,以動物餌料為食物,鱸、鯛的殘餌與排泄物可以起到肥水促進浮游生物生長的作用,為梭子蟹的生長提供適宜的環(huán)境.海水青蟹與遮目魚混養(yǎng),青蟹是以動物餌料為主的雜食性生物.遮目魚以植物食性為主,主要攝食底棲硅藻及有機碎屑等,遮目魚對養(yǎng)殖青蟹不會構(gòu)成威脅.③魚貝混養(yǎng).在縊蟶、泥蚶等貝類養(yǎng)殖池塘中放入少量的鱸、大黃魚進行混養(yǎng),由于鱸、大黃魚的殘餌與排泄物可以起到肥水作用,促進浮游生物的生長,同時攝食體質(zhì)較弱的貝類.肥水增加的浮游生物又被濾食性的貝類所利用,從而達到生態(tài)平衡.2.5.2海灣魚蝦貝藻兼養(yǎng)模式根據(jù)海洋生物多樣性、海域生物凈化和自然凈化規(guī)律,充分利用水生生物的食性、棲息不同和生物共生時相互作用、依賴、競爭等的生態(tài)特點,合理搭配養(yǎng)殖品種及數(shù)量,根據(jù)海流、流速合理布區(qū),在同一海灣中同時進行魚類、貝類、蝦類、蟹類養(yǎng)殖的模式,使海域資源永續(xù)利用.2.5.3基塘漁業(yè)模式(1)果基魚塘.塘基種的果品種類很多.塘泥使果樹生長茂盛,結(jié)果多.果樹下養(yǎng)雞(鴨),雞(鴨)在果樹下食蟲松土,排放大量糞便,經(jīng)雨水沖刷流入魚塘,既可肥塘,又可促進塘魚生長.塘泥肥,有機質(zhì)增多,上基后又促進果樹生長.(2)花基魚塘.塘基種的花品種多,可有盆栽和基面種植兩種類型,需要塘泥培育,塘水澆淋,促進花卉的生長和發(fā)育.暴雨或用塘水淋花后,花基和一些殘肥隨流水回到魚塘,增加了塘水的肥力,有利于塘魚的生長和產(chǎn)量的提高.(3)基圍漁業(yè)模式.基圍養(yǎng)殖主要構(gòu)造在潮間帶灘涂上,為便于潮汐納水,一般建成“下埂上網(wǎng)”的養(yǎng)殖池,開展新對蝦屬類品種的養(yǎng)殖.2.5.4以漁改堿模式黃河三角洲海岸帶的低洼鹽堿地帶,為充分利用國土資源,通過深挖池塘、高筑臺田,構(gòu)成魚—糧、魚—草、魚—鴨的種植—養(yǎng)殖結(jié)合的模式.修筑臺田的目的主要是降低地下水位和淡水壓鹽,一般在條狀臺田上連續(xù)種植水稻3a后,土埌的鹽分明顯降低,可再種棉花、蔬菜等,也可間種刺槐、紫穗槐、棗樹等.在無引黃條件的臺田,可利用夏季雨水壓鹽,種植田菁、蘆筍、紫花苜蓿、沙打旺等,逐漸改良臺田土埌.在改造臺田鹽堿土的情況下,塘內(nèi)引入黃河水養(yǎng)魚、種藕,池水養(yǎng)鴨.可利用臺田作物或牧草打漿喂魚,也可用發(fā)酵的雞、鴨、畜糞喂魚,形成一種良性循環(huán).2.5.5漁牧綜合模式根據(jù)生物的生長環(huán)境、動物的食性不同等特點,在互不干擾的前提下,使牧、漁、農(nóng)成為互為利用的綜合生態(tài)模式.(1)魚與禽綜合養(yǎng)殖模式.主要有“魚禽混養(yǎng)”、“上禽下魚”的養(yǎng)殖模式.“魚禽混養(yǎng)”中的魚類多為常規(guī)性魚類,需求耐低氧、食性廣、抗性強的種類,一般是草胡子鯰、羅非魚、鯉、鯽、草魚等.“上禽下魚”中的禽,可是雞或鴨等,往往需要在池塘上構(gòu)建禽舍,養(yǎng)殖魚類同“魚禽混養(yǎng)”的魚類.該模式利用禽糞肥水促進浮游生物的生長,浮游生物又被養(yǎng)殖魚類所利用.(2)魚與畜綜合養(yǎng)殖模式.養(yǎng)殖魚類多為常規(guī)性魚類,同“魚禽混養(yǎng)”魚類,畜可為牛、豬等.值得注意的是某些疾病屬人、畜、禽、魚共患,因此利用畜糞肥水之前,必須經(jīng)無害化處理后方可使用.(3)牧、漁、農(nóng)復(fù)合模式.該模式主要有“三元”復(fù)合模式和“多元”復(fù)合模式兩類.“三元”復(fù)合主要包括“菜豬魚”、“豬草魚”、“草鴨魚”、“雞豬魚”綜合養(yǎng)殖模式;“多元”復(fù)合主要包括“雞豬蛆魚”、“雞豬沼魚”、“草豬蚓魚”綜合養(yǎng)殖模式.
2.6高效生態(tài)設(shè)施農(nóng)業(yè)模式
該模式是在設(shè)施工程的基礎(chǔ)上,通過以有機肥料代替或部分替代化學(xué)肥料(無機營養(yǎng)液),以生物防治和物理防治措施為主要手段,進行病蟲害防治,以動植物的共生互補良性循環(huán),實現(xiàn)系統(tǒng)的高效生產(chǎn)等生態(tài)農(nóng)業(yè)技術(shù),實現(xiàn)設(shè)施環(huán)境下的無害化生產(chǎn),最終達到改善設(shè)施生態(tài)系統(tǒng)環(huán)境、減少連作病害和農(nóng)藥化肥殘留、實現(xiàn)農(nóng)業(yè)持續(xù)高效發(fā)展的目的[6].2.6.1設(shè)施清潔栽培模式通過以有機肥料為基礎(chǔ)的設(shè)施栽培技術(shù)的應(yīng)用,減少化肥用量70%~80%,使土壤環(huán)境得到進一步改善,連作病害進一步減輕;通過以生物、物理防治為基礎(chǔ)的病蟲害綜合防治模式的應(yīng)用,可使農(nóng)藥用量減少60%~70%,蔬菜品質(zhì)達到無公害標(biāo)準(zhǔn)的要求.同時,通過膜下滴灌技術(shù)的配套應(yīng)用,節(jié)水率可達70%.2.6.2設(shè)施種養(yǎng)結(jié)合生態(tài)模式該模式是通過溫室工程將蔬菜種植、畜禽(魚)養(yǎng)殖有機地組合在一起而形成的質(zhì)能互補、良性循環(huán)型生態(tài)農(nóng)業(yè)系統(tǒng).在這一系統(tǒng)中畜禽(魚)在呼吸過程中可產(chǎn)生大量的CO2,為溫室蔬菜生產(chǎn)源源不斷地提供光合作用資源,同時白天蔬菜在同化過程中產(chǎn)業(yè)的氧氣還可改善畜禽(魚)的養(yǎng)殖環(huán)境.畜禽(魚)與蔬菜之間互為利用,相得益彰,形成良性生態(tài)鏈.該模式目前有兩種主要形式:①溫室“畜—菜”共生互補生態(tài)農(nóng)業(yè)模式.主要利用畜禽呼吸釋放出的CO2供給蔬菜作為氣體肥料,畜禽糞便經(jīng)過處理后作為蔬菜栽培的有機肥料,同時蔬菜在同化過程中產(chǎn)生的O2等有益氣體供給畜禽來改善養(yǎng)殖生態(tài)環(huán)境,實現(xiàn)共生互補;②溫室“魚—菜”共生互補生態(tài)農(nóng)業(yè)模式.利用魚的營養(yǎng)水體作為蔬菜的部分肥源,同時利用蔬菜的根系凈化功能為魚池水體進行清潔凈化,互為利用.2.6.3設(shè)施立體生態(tài)栽培模式該模式是充分利用設(shè)施光溫環(huán)境的優(yōu)勢,通過一定的工程技術(shù)手段將“果—菜”、“菇—菜”、“菜—菜”按照空間梯次分布的立體栽培模式有效地組合在一起,形成優(yōu)勢互補、資源高效利用型立體生態(tài)栽培模式.該模式有3種主要形式,①溫室“果—菜”立體生態(tài)栽培模式.利用溫室果樹的休眠期、未掛果期地面空間空閑階段,選擇適宜的蔬菜品種進行間作套種,形成立體生態(tài)栽培模式;②溫室“菇—菜”立體生態(tài)栽培模式.通過在溫室過道、行間空隙地帶放置食用菌菌棒,進行“菇—菜”立體生態(tài)栽培,食用菌產(chǎn)生的CO2可作為蔬菜的氣體肥源,溫室高溫高濕環(huán)境又有利于食用菌生長;③溫室“菜—菜”立體生態(tài)栽培模式.利用藤式蔬菜與葉菜類蔬菜空間上的差異,進行立體栽培,夏天還可利用藤式蔬菜的遮陽作用為喜陰蔬菜作天然的遮陽網(wǎng),互為利用[6].
2.7觀光休閑型高效生態(tài)農(nóng)業(yè)模式
觀光休閑型高效生態(tài)農(nóng)業(yè)模式是指以生態(tài)農(nóng)業(yè)為基礎(chǔ),強化農(nóng)業(yè)的觀光、休閑、教育和自然等多功能特征,形成具有第三產(chǎn)業(yè)特征的一種新的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營形式[6-8].2.7.1高科技生態(tài)農(nóng)業(yè)觀光園主要以設(shè)施農(nóng)業(yè)(連棟溫室)、組配車間、工廠化育苗、無土栽培、轉(zhuǎn)基因品種繁育、航天育種、克隆動物育種等農(nóng)業(yè)高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)或技術(shù)示范,并通過生態(tài)模式加以合理聯(lián)結(jié),再配以具有獨特觀光價值的珍稀農(nóng)作物、養(yǎng)殖動物、花卉、果品以及農(nóng)業(yè)科普教育(如農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)、多媒體演示)和產(chǎn)品銷售等內(nèi)容,形成以高科技為主要特點的生態(tài)農(nóng)業(yè)觀光園.2.7.2精品生態(tài)農(nóng)業(yè)公園通過生態(tài)關(guān)系將農(nóng)業(yè)的不同產(chǎn)業(yè)、不同生產(chǎn)模式、不同生產(chǎn)品種或技術(shù),建立具有觀光功能的精品型生態(tài)農(nóng)業(yè)公園,一般包括糧食、蔬菜、花卉、水果、瓜類和特種經(jīng)濟動物養(yǎng)殖精品生產(chǎn)展示、傳統(tǒng)與現(xiàn)代農(nóng)業(yè)工具展示、利用植物塑造多種動物造型、利用草坪和魚塘以及盆花塑造各種觀賞圖案與造型,形成綜合觀光生態(tài)農(nóng)業(yè)園區(qū).2.7.3生態(tài)觀光村專指已經(jīng)產(chǎn)生明顯社會影響的生態(tài)村,它不僅具有一般生態(tài)村的特點和功能,如村莊經(jīng)過統(tǒng)一規(guī)劃建設(shè)、綠化美化和環(huán)境衛(wèi)生清潔管理,村民普遍采用沼氣、太陽能或秸稈氣化,農(nóng)戶庭院進行生態(tài)經(jīng)濟建設(shè)與開發(fā),村外種養(yǎng)加生產(chǎn)按生態(tài)農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化進行經(jīng)營管理,而且由于具有廣泛的社會影響,已經(jīng)具有較高的參觀訪問價值,具有較為穩(wěn)定的客流,可以作為觀光產(chǎn)業(yè)進行統(tǒng)一經(jīng)營管理.2.7.4生態(tài)農(nóng)莊一般由企業(yè)利用特有的自然生態(tài)和特色農(nóng)業(yè)優(yōu)勢,經(jīng)過科學(xué)規(guī)劃和建設(shè),形成具有生產(chǎn)、觀光、休閑度假、娛樂乃至承辦會議等綜合功能的經(jīng)營性生態(tài)農(nóng)莊,往往具備賞花、垂釣、采摘、餐飲、健身、狩獵、寵物樂園等設(shè)施與活動.
2.8種養(yǎng)加、貿(mào)工農(nóng)一體化復(fù)合模式
該模式是培育龍頭企業(yè),形成市場牽龍頭,龍頭帶基地,基地連農(nóng)戶,產(chǎn)加銷一條龍、貿(mào)工農(nóng)一體化的生產(chǎn)經(jīng)營模式.2.8.1果蔬加、貿(mào)工農(nóng)一體化復(fù)合模式依托黃河三角洲冬棗、金絲小棗、鴨梨、香椿等特色農(nóng)產(chǎn)品,從果蔬的品種選育、種苗培育、栽培、果蔬產(chǎn)品冷藏保鮮,到果蔬精深加工,直至高端果蔬精深加工產(chǎn)品的物流、營銷形成一條龍,生產(chǎn)基地覆蓋周邊地區(qū)農(nóng)戶[9].2.8.2糧油加、貿(mào)工農(nóng)一體化復(fù)合模式依托當(dāng)?shù)氐奶厣Z油資源,從糧油作物品種選育、種苗培育到栽培,重點培育孵化優(yōu)良種苗生產(chǎn)的龍頭企業(yè),提升種苗生產(chǎn)和栽培技術(shù)含量,提升糧油加工技術(shù)科技含量,培育糧油及糧油副產(chǎn)品精深加工為主的高技術(shù)加工企業(yè),生產(chǎn)營養(yǎng)型食用油、營養(yǎng)麥片等精深加工產(chǎn)品,直至高端食品的物流、營銷,建立標(biāo)準(zhǔn)化糧油作物生產(chǎn)示范基地,輻射帶動專業(yè)生產(chǎn)農(nóng)戶.2.8.3水產(chǎn)加、貿(mào)工農(nóng)一體化復(fù)合模式依托黃河三角洲海水、淡水生物資源,建立海、淡水水產(chǎn)品選育、種苗孵化、養(yǎng)殖基地和龍頭企業(yè),集成功能性水產(chǎn)品和保健品精深加工、休閑即食水產(chǎn)品精深加工和水產(chǎn)品保鮮冷凍為主的高端食品加工技術(shù),培育水產(chǎn)品精深加工龍頭企業(yè),水產(chǎn)品一部分直接進入物流平臺,高端精深加工水產(chǎn)食品通過營銷物流進入消費市場.輻射帶動周邊地區(qū)發(fā)展設(shè)施養(yǎng)殖、池塘養(yǎng)殖和高效生態(tài)水產(chǎn)養(yǎng)殖[9].2.8.4畜禽加、貿(mào)工農(nóng)一體化復(fù)合模式依托當(dāng)?shù)氐恼滟F畜禽資源,培育龍頭企業(yè)從品種選育、胚胎培養(yǎng)、畜禽養(yǎng)殖,到畜禽產(chǎn)品精深加工,直至高端畜禽食品的物流、營銷形成一條龍,輻射帶動周邊地區(qū)工廠化畜、禽高效生態(tài)養(yǎng)殖.
2.9生物修復(fù)與重建型模式
生態(tài)修復(fù)是修復(fù)被人類損害的原生態(tài)系統(tǒng)的多樣性及動態(tài)的過程,是維護生態(tài)系統(tǒng)健康及更新的過程.重建是去除干擾并使生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)原有的利用方式.不同類型、不同程度的退化生態(tài)系統(tǒng),其修復(fù)方法亦不同.根據(jù)黃河三角洲海岸帶生態(tài)系統(tǒng)退化現(xiàn)狀,現(xiàn)推薦退化草地生物修復(fù)與重建、退化濕地生物修復(fù)與重建兩種模式.2.9.1草地生物修復(fù)與重建模式黃河三角洲海岸帶有著廣闊連片的草地,但不少天然草地退化.草地生態(tài)恢復(fù)是遵循植被分布的自然規(guī)律,按照草地生態(tài)系統(tǒng)物質(zhì)循環(huán)和能量流動的基本原理,運用現(xiàn)代草地管理、保護利用技術(shù),實行封灘育草、減牧還草,在農(nóng)牧交錯帶退耕還草、補播牧草和分區(qū)輪牧的方式修復(fù)、改良天然草場.通過人工引種苜蓿和飛機播種沙打旺,重建人工草場.進一步實行草場林網(wǎng)化,開展草糧輪作、草林間作、牧草更新,實現(xiàn)草地生態(tài)良性循環(huán).2.9.2濕地生物修復(fù)與重建模式由于黃河三角洲海岸帶濕地水分補充不足,土壤有機質(zhì)含量低,易受海潮侵襲,植物群落建群種少,群落結(jié)構(gòu)簡單,濕地生態(tài)系統(tǒng)脆弱,加之不合理的濕地開發(fā)利用、環(huán)境污染等的影響,濕地生態(tài)系統(tǒng)退化.該模式按照循環(huán)經(jīng)濟原理,采用蘆葦補植、造紙廢水灌溉生物技術(shù)和工程措施,形成“蘆葦修復(fù)或重建—蘆葦造紙—造紙廢水灌溉—蘆葦處理造紙廢水—鹽堿類濕地生態(tài)修復(fù)—利用蘆葦造紙”的模式,實現(xiàn)生態(tài)、環(huán)境、經(jīng)濟、社會效益的統(tǒng)一[10].
3黃河三角洲海岸帶發(fā)展高效生態(tài)農(nóng)業(yè)的建議
3.1加強沿海防潮堤建設(shè)
防潮堤壩是關(guān)系黃河三角洲海岸帶經(jīng)濟社會發(fā)展和人民生命財產(chǎn)安全以及發(fā)展高效生態(tài)農(nóng)業(yè)的重要保障線,必須作為海岸帶開發(fā)利用的基礎(chǔ)性工程和基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的重中之重.要堅持高標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)、市場化運作,新建和改造加固并重.新建和改造工程均按五十年一遇防風(fēng)暴潮和防震標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計建設(shè),關(guān)鍵岸段堤壩按百年一遇標(biāo)準(zhǔn)建設(shè).為防止防潮堤壩改變海陸交匯的生態(tài)環(huán)境,必須留足河流入海流路.要充分發(fā)揮防潮堤壩減災(zāi)、交通旅游、國防安全、生態(tài)建設(shè)、灘涂養(yǎng)殖、產(chǎn)業(yè)開發(fā)等綜合功能.
3.2加強海岸帶生態(tài)系統(tǒng)保護
按照優(yōu)先發(fā)展、強化保護的原則,明確岸線、灘涂、海灣、島嶼等空間資源的功能定位和發(fā)展重點,加強海洋環(huán)境保護和生態(tài)建設(shè).加強重要濕地、自然保護區(qū)、海洋與漁業(yè)保護區(qū)的保護,重點加大黃河三角洲貝殼堤島與濕地系統(tǒng)國家級自然保護區(qū)、套兒河口海域國家級水產(chǎn)種質(zhì)資源保護區(qū)、馬頰河文蛤國家級種質(zhì)資源保護區(qū)的保護力度.盡快制定完善沿海地區(qū)生態(tài)保護規(guī)劃,實施典型海洋生態(tài)系統(tǒng)修復(fù)示范工程.加強海島及其周圍海域生態(tài)系統(tǒng)的保護,重點發(fā)展淺海灘涂增養(yǎng)殖、經(jīng)濟作物和藥用植物種植,加強貝殼砂的開發(fā)利用.加強海岸帶綜合治理,科學(xué)利用岸線資源,實施破損岸線和沿海灘涂治理修復(fù)工程.加強沿海防護林體系工程建設(shè),完善沿海生態(tài)防護林屏障,實施泥質(zhì)海岸帶防護林封育試點,維護生物多樣性和植被原生態(tài),恢復(fù)和增強生態(tài)服務(wù)功能,改善沿海生態(tài)環(huán)境,為發(fā)展高效生態(tài)農(nóng)業(yè)提供環(huán)境條件.
3.3防止海岸帶開發(fā)的“同質(zhì)化”和“人工化”
山東半島藍色經(jīng)濟區(qū)的全面啟動建設(shè),實際上實現(xiàn)了區(qū)域內(nèi)海岸帶“發(fā)展規(guī)劃”的全覆蓋.隨著沿海地區(qū)發(fā)展規(guī)劃的陸續(xù)實施,重化工項目向濱海集聚的趨勢明顯加快,交通運輸業(yè)、裝備制造業(yè)、原材料加工、鋼鐵等產(chǎn)業(yè)遍地開花,海洋產(chǎn)業(yè)同構(gòu)、布局趨同和低質(zhì)化等問題明顯.因此,必須從戰(zhàn)略高度做出規(guī)劃,防止開發(fā)混亂無序、開發(fā)的“同質(zhì)化”和海岸帶的“人工化”.
3.4加強海岸帶綜合管理
[關(guān)鍵詞]生態(tài) 水利工程 管理探討
[中圖分類號] TV [文獻碼] B [文章編號] 1000-405X(2014)-4-305-1
生態(tài)水利工程建設(shè)作為水利工程施工建設(shè)規(guī)劃方案的一個新的分支,是研究水利工程在滿足人類自身社會需求的同時,并兼顧自然水域生態(tài)系統(tǒng)安全與可持續(xù)性循環(huán)的原理和技術(shù)方法的規(guī)劃方案。
現(xiàn)代科學(xué)的不斷進步、發(fā)展使我們認識到,傳統(tǒng)意義上的水利工程建設(shè)在滿足社會經(jīng)濟發(fā)展的需求時,不同程度地忽視了河流生態(tài)系統(tǒng)循環(huán)本身的要求。而隨著河流生態(tài)系統(tǒng)功能的逐漸退化,也會給人們的長遠利益帶來不容忽視的損害。所以,在未來的水利工程建設(shè)中,要權(quán)衡水資源開發(fā)利用與自然生態(tài)環(huán)境保護二者關(guān)系,理性地尋找資源開發(fā)與生態(tài)保護之間的合理的落腳點和研究建設(shè)方案。從河流生態(tài)可持續(xù)建設(shè)的全局出發(fā),使生態(tài)水利工程與河流環(huán)境立法、水資源的綜合治理、循環(huán)的經(jīng)濟模式以及傳統(tǒng)治污技術(shù)聯(lián)合在一起,成為河流生態(tài)建設(shè)規(guī)劃的主要方案之一。所以,從生態(tài)水利工程建設(shè)的方案和建設(shè)的重要性中,可以見得,對生態(tài)水利工程的管理是非常必要且是當(dāng)前生態(tài)水利工程建設(shè)需要亟待解決的基礎(chǔ)性問題,只有加強其科學(xué)、規(guī)范化的管理才能更好的實現(xiàn)我國生態(tài)水利工程的建設(shè)與發(fā)展。
1在生態(tài)水利工程建設(shè)管理中應(yīng)遵循的原則
1.1制定行之有效的生態(tài)水利工程的管理規(guī)劃方案
作為生態(tài)水利工程的管理者要嚴(yán)格控制水利工程設(shè)計階段的規(guī)劃內(nèi)容,促進生態(tài)水利建設(shè)工程質(zhì)量的提高,使新型生態(tài)水利工程發(fā)揮應(yīng)有的環(huán)保價值、水利價值。
1.2堅持以修復(fù)整個河流水體系統(tǒng)為主要目標(biāo)的管理原則
水利工程管理中其所在的河流與周邊的田地和城鎮(zhèn)是相互連接的,它們組成了一個完整的生態(tài)循環(huán)系統(tǒng)。因此,在生態(tài)水利工程的管理中必須要考慮到各種因素和相互的關(guān)系。
1.3按照保持和維護河流自我修復(fù)的能力的管理原則
因為河流具有進行自我修復(fù)的能力,這種修復(fù)能力不僅能減輕水利工程建設(shè)施工對河流的消極影響和破壞程度,而且還能減少人們對河流自然環(huán)境破壞之后的人為修復(fù)力,對河流的可持續(xù)發(fā)展起著社會和經(jīng)濟共同的促進作用。
1.4在管理過程中要堅持保護和修復(fù)河流流域水文多樣化的基本原則
眾所周知每條河流都有各自不同的特點,具有其自身特殊性。因此,在生態(tài)水利工程管理過程中不能盲目的去效仿前人的管理體制,而是要根據(jù)每條河流的不同水文特征進行水利工程的全局管理。
2進行生態(tài)水利工程管理的重要性探討
隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展,隨之出現(xiàn)了很多環(huán)境問題,我國生態(tài)環(huán)境保護形勢不容樂觀,特別是隨著經(jīng)濟的不斷發(fā)展對河流水域的破壞日趨嚴(yán)重。在這樣的情況下,就需要我們利用現(xiàn)代的科學(xué)技術(shù),采用生態(tài)水利工程進行管理,從而達到對水資源進行合理的開發(fā)與利用,這樣不僅能夠?qū)崿F(xiàn)人類對水資源的開發(fā)和利用,而且還尊重和保護自然生態(tài)環(huán)境。所以,對生態(tài)水利工程進行管理意義重大。
(1)生態(tài)水利工程的科學(xué)化管理在農(nóng)業(yè)方面,有利于農(nóng)業(yè)的水土保持,可以涵養(yǎng)水源,保護在水利工程局部地區(qū)農(nóng)業(yè)用地的土壤質(zhì)量,促進農(nóng)業(yè)產(chǎn)值的提高,從而進一步促進我國農(nóng)業(yè)的發(fā)展。
(2)生態(tài)水利工程有效管理可以更好的保護我國河流多樣性。生態(tài)水利工程管理要求在進行水利工程的施工建設(shè)之前,要對局部河流的現(xiàn)狀和河流的地貌特征進行系統(tǒng)、整體性的調(diào)查與評估。包括調(diào)查河流的水位變化幅度,河流本身構(gòu)成的形狀,河床是否穩(wěn)定,河床的材料和河流的橫截面形狀等諸多方面進行細致的調(diào)察和研究。此外,它還包括對河流內(nèi)部生物的考察、觀測,以及對河流周邊動植物的分布規(guī)律、種類和數(shù)量進行數(shù)據(jù)分析,并且建立相應(yīng)的生物數(shù)據(jù)庫,這樣的管理規(guī)劃會從根本生保護水利工程建設(shè)周圍流域的生態(tài)多樣性。
(3)生態(tài)水利工程規(guī)范化管理利于所在地區(qū)局部河流域的河床岸坡建設(shè)與防護。生態(tài)水利工程主要強調(diào)人與自然環(huán)境的和諧統(tǒng)一,在滿足工程安全的基礎(chǔ)上,注重生態(tài)和水文景觀,使護岸形勢的多樣化。為了讓動植物、水域植物、魚類等有更好的棲息和繁殖的場所,在生態(tài)水利工程管理中要注意避免使用不透水的材料,盡量使用良好墊層結(jié)構(gòu)和反濾結(jié)構(gòu)的堆石,以保證水利建設(shè)河床岸坡的生態(tài)穩(wěn)定。
(4)生態(tài)水利工程有效管理可以保證對已破壞的河道進行及時修復(fù)。生態(tài)水利工程有效管理,可以對河流整個生態(tài)系統(tǒng)進行及時修復(fù);此外對生態(tài)水利工程的有效管理還會加強生態(tài)社會效益和經(jīng)濟效益的統(tǒng)一,從而改變傳統(tǒng)單一經(jīng)濟技術(shù)測評的方式,有利于生態(tài)水利工程的整體建設(shè)。
生態(tài)建設(shè)的重要性隨著我國國際地位的提升,人們的物質(zhì)文化需求、生活質(zhì)量要求逐步提升而逐步顯現(xiàn)。水利工程作為我國社會建設(shè)的重要組成部分其生態(tài)建設(shè)不容忽視。所以,對生態(tài)水利工程進行科學(xué)、規(guī)范合理化的管理意義重大。生態(tài)水利工程的管理除了要加強管理體制的創(chuàng)新改革還要充分調(diào)查與分析水利工程所在地的地理環(huán)境與人文環(huán)境,從而更合理的對其整體進行有效管理,推動我國生態(tài)建設(shè)的發(fā)展。
參考文獻
[1]余安邦.《大石灘水庫匯流區(qū)的特征與生態(tài)保護對策》[J].水利科技與經(jīng)濟.2008.
[2]具杏祥,蘇學(xué)靈.《水利工程建設(shè)對水生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)影響分析》[J].中國農(nóng)村水利水電.2008.
[關(guān)鍵詞]農(nóng)業(yè);審美;生態(tài)平衡;生態(tài)美學(xué)
[中圖分類號]B834;X22 [文獻標(biāo)識碼]A [文章編號]1674-6848(2014)04-0099-07
[作者簡介]陳望衡(1944―),男,湖南邵陽人,文學(xué)博士,武漢大學(xué)城市設(shè)計學(xué)院、哲學(xué)學(xué)院教授,博士生導(dǎo)師,主要從事美學(xué)研究。(湖北武漢 430072)
[基金項目]國家社會科學(xué)基金重大項目“中國古代環(huán)境美學(xué)史研究”(13&ZD072)的階段性成果。
英文的文化一詞“culture”原義為農(nóng)業(yè),而現(xiàn)代的農(nóng)業(yè)一詞“agriculture”,又以“culture”為詞根。事實上,農(nóng)業(yè)是文化的搖籃,人類的其他活動,包括科學(xué)技術(shù)活動、手工業(yè)活動乃至工業(yè)生產(chǎn)活動,均是從這個搖籃培育出來的。農(nóng)業(yè)環(huán)境基本上由兩個方面構(gòu)成:一是作為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)基地的田野及農(nóng)作物風(fēng)光,二是農(nóng)民居住的村莊。農(nóng)業(yè)環(huán)境在人類的居住環(huán)境中具有重要的地位,它的審美性質(zhì)自有其特殊性,值得我們格外地重視。盡管現(xiàn)在地球已進入后工業(yè)社會,但農(nóng)業(yè)仍然是人類的主要產(chǎn)業(yè),農(nóng)村仍然存在,而且將會永遠存在。隨著社會的進步,農(nóng)業(yè)的價值已由單一的生產(chǎn)價值發(fā)展到生態(tài)價值、生產(chǎn)價值和審美價值的統(tǒng)一,而且其維護地球生態(tài)平衡的生態(tài)價值愈益得以彰顯與突出。農(nóng)業(yè)正在以其全新的面貌以及巨大的審美魅力展現(xiàn)在人們的面前。
一、農(nóng)業(yè)的一般審美性質(zhì):代自然司職
人類的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動,從本質(zhì)上來說是一種模仿自然的活動,準(zhǔn)確地說是代自然司職。
工業(yè)生產(chǎn)的東西基本上是自然界原本沒有的東西,而農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的作物,自然界原本有或可以有,只是不很符合人的需要。比如水稻,田地原本有野生的水稻,但產(chǎn)量低,味道也不夠佳,人們通過努力,認識并掌握了水稻的生長規(guī)律,在田地種植水稻,讓水稻長得肥壯,產(chǎn)量高,也很好吃。就水稻仍然是自然物來說,它是自然;就水稻是人勞作的產(chǎn)物來說,它是人文。自然,不是原生的自然,是人造的自然;人文,不是社會的人文,是自然的人文,準(zhǔn)確地說,這是人代自然司職的人文。
不少美學(xué)家困惑于農(nóng)業(yè)景觀的美是自然美還是人文美?應(yīng)該說是這兩種美的統(tǒng)一,只不過這種統(tǒng)一是以自然為本體的。因此,準(zhǔn)確地說,農(nóng)業(yè)景觀是具有人文性的自然美,或者說是人參與創(chuàng)造的自然美――準(zhǔn)自然美。
生命性以及與之相關(guān)的生態(tài)性是農(nóng)業(yè)審美的重要特點。
農(nóng)業(yè)生產(chǎn)是一種培育生命的事業(yè)。農(nóng)作物與家畜都是有生命的,正是這一點,使得農(nóng)業(yè)景觀的美遠勝于任何工業(yè)產(chǎn)品的美。黑格爾非??粗厣拿?。他說:“作為在感性上是客觀的理念,自然界的生命才是美的。”①
農(nóng)作物中的植物作為生命物,就其本質(zhì)來說,它來自大自然,不僅其生命的結(jié)構(gòu)是精致而又奇特的,而且生命節(jié)律非常清晰,體現(xiàn)出自然的有序性;就其產(chǎn)生來說,它是人勞作的產(chǎn)物,它的生命中透顯著人的智慧、人的偉力,從某種意義上講,它是人的生命的別一種形式。
農(nóng)作物中的家畜和家禽作為生命物,一方面保留著動物的本性即它的野性,另一方面又增添了人所需要的性質(zhì),我們姑且叫它“文性”。野性讓家畜和家禽的生命仍聯(lián)系著神秘的自然世界,“文性”則讓家畜和家禽的生命聯(lián)系著溫馨的人類世界。
從本質(zhì)上來說,農(nóng)作物的生命是人造的自然生命,因而對于人具有一種特別的親和性。
農(nóng)業(yè)景觀不只是特殊的生命景觀,而且是人工與自然共生共榮的的特殊的生態(tài)景觀。景觀的基礎(chǔ)是大地,這是一片自然與人工共同開發(fā)著的土地。農(nóng)民在稻田里培植水稻,希望收獲更多的稻子,然而在稻田里生活著的絕不只是水稻,除了各種各樣的昆蟲、魚類、兩棲動物,還有雜草。雜草是水稻的大敵。雜草長勢過好,必然影響到水稻,所以,農(nóng)民總是不斷地除雜草,但實際上雜草是不可能除盡的,如果采用劇毒農(nóng)藥將雜草除盡了,水稻也許就完了。
自然有它的目的性,人也有它的目的性。農(nóng)作物、家畜這些人工培育的自然物既然與純自然物共同生活在一片大地上,這兩者的關(guān)系就只能協(xié)調(diào)和兼顧,既讓人實現(xiàn)其目的,也讓自然實現(xiàn)其目的。所以,必須保持良好的生態(tài)性,這是農(nóng)業(yè)景觀作為大地景觀的一個極其重要的特性。
為什么今天仍然要重視農(nóng)業(yè)?除了人們衣食等物質(zhì)產(chǎn)品的原料仍主要來自農(nóng)業(yè)外,農(nóng)業(yè)對于保持地球生態(tài)平衡的重大意義也是重要原因之一。
人的生命與自然生命的對話性,以及這種對話的藝術(shù)性,是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)審美的另一個重要特點。
農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的主體是農(nóng)民,客體是農(nóng)作物。農(nóng)作物不管是植物還是動物(家禽家畜),都是有生命的。因此,主體與客體的交流是兩種不同的有機生命的交流,這種交流的主要內(nèi)容是希望農(nóng)作物按照人的意愿生長得更好。然而,這個過程絕對不會那么單純。一是有大量的情感性活動。眾所周知,農(nóng)民對于他的作物是極有感情的,他可以對著青蔥的莊稼喃喃自語,也可以撫摸著家畜訴說心里話。二是交流的內(nèi)容大量地超出了功利的目的,也就是說它可以與作物生長無關(guān)。傳說《牛郎與織女》中,那牛郎與老牛的談話,竟然是咨詢老牛對他與織女愛情的看法。
農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的生命對話,更重要的是對天象、氣候、山川地理種種與農(nóng)業(yè)有關(guān)的自然界及自然神靈的對話。雖然這種對話不像對農(nóng)作物的對話那樣具體,那樣具有明顯的當(dāng)下性,但是這種對話具有根本性。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)因為本質(zhì)是人造自然,人造自然仍然是自然,所以必須在總體上、在規(guī)律上服從大自然。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)雖說是人在做,但決定其成敗的最后原因是大自然。大自然不是人,農(nóng)民將它看做神,其性情、脾氣,人無法全部捉摸透,然而人一直朝著這個方向努力,原因很簡單,就是企求獲得自然的青睞,獲取農(nóng)業(yè)的豐收。這種人與自然的生命對話在極為廣闊的背景下進行著,同時也通過諸多的形式進行著:有理性的,主要形式為科學(xué)技術(shù);也有非理性的,主要形式為巫術(shù)與崇拜;還有理性與非理性兼而以審美突出的,主要形式為藝術(shù)。
農(nóng)業(yè)生產(chǎn)主要是體力勞動。體力勞動屬于人的肢體活動,它具有兩種形態(tài),一種為體育競技,另一種為藝術(shù)活動。體育競技與藝術(shù)活動都不直接創(chuàng)造物質(zhì)價值,只有勞動直接創(chuàng)造物質(zhì)價值。各種勞動都體現(xiàn)為人的肢體活動,其中唯有農(nóng)業(yè)勞動的肢體活動是最全面、最豐富的,活動量的調(diào)節(jié)也是最為自由的。人類的肢體活動體現(xiàn)了人的意志、智慧、創(chuàng)造力,是人類精神的物化形態(tài),正是因為這一點,我們認為它具有重要的審美價值。
人類天然地具有一定的節(jié)奏感,人類在從事任何肢體活動時,都自然而然地尋求節(jié)奏,使肢體活動協(xié)調(diào),體現(xiàn)在勞動中更是如此。普列漢諾夫在《沒有地址的信》中描繪地球上殘存的原始部落巴戈包斯族人的耕作,男女二人,一個挖坑,一個播種,配合默契,其動作也具有一種舞蹈般的美。①中國江南農(nóng)村的車水,多人共用一輛水車,用腳踩著踏板,“咿咿呀呀”的水車聲中,顯示出動作的協(xié)調(diào),嘩嘩的流水隨著葉片升起,最后變成一片小瀑布傾瀉進稻田。這種勞動的情景,比任何藝術(shù)都更具魅力,因為它是真實的,充滿著蓬勃生命的意味。
與工業(yè)生產(chǎn)中的體力勞動相比,農(nóng)業(yè)勞動要藝術(shù)性得多,原因有二:一是農(nóng)業(yè)勞動的肢體活動比較豐富和自由,更具有人性化;二是它以大自然為背景。農(nóng)業(yè)勞動均在田野上露天進行,頭上是藍天,腳下是大地,視界是青山綠水、碧樹繁花、農(nóng)家村舍,耳旁是大自然的水聲、風(fēng)聲、雨聲等各種聲響,還有人的笑語、歌聲及勞動工具發(fā)出的聲音。在這種環(huán)境下勞動,簡直就是一場真實的演出,有聲有色,震撼人心。
工業(yè)勞動多將工人固定聯(lián)系在一條流水線上,工人只能按照預(yù)設(shè)的程序進行操作,沒有半點自由,他們的工作一般來說是枯燥的。農(nóng)業(yè)勞動雖然也需要配合,但基本上是個體勞動,勞動者具有較強的自由性。從人的本質(zhì)力量自由實現(xiàn)這一維度來看,農(nóng)業(yè)勞動遠勝于工業(yè)勞動,這一點正是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)較工業(yè)生產(chǎn)更具審美性的重要原因之一。
當(dāng)然,這只是問題的一個方面,即農(nóng)業(yè)生產(chǎn)于審美具有正能量的方面,農(nóng)業(yè)生產(chǎn)于審美也具有負能量的方面。農(nóng)業(yè)勞動多為手工勞動,勞動強度一般較大。另外,由于農(nóng)業(yè)勞動多在戶外進行,勞動者的身體多易遭受不利自然條件的損害。因此,農(nóng)業(yè)勞動也有反人性、反審美的一面。
農(nóng)業(yè)審美還有一個審美主體的問題。審美者有兩種,即創(chuàng)美者和非創(chuàng)美者。農(nóng)業(yè)的審美主體可以是農(nóng)業(yè)景觀的創(chuàng)美者,也可以是農(nóng)業(yè)景觀的非創(chuàng)美者。農(nóng)民是農(nóng)業(yè)景觀的創(chuàng)美者,他來欣賞由他創(chuàng)造的景觀,其感受融進了創(chuàng)美過程中的諸多艱辛與歡樂,這種感受如魚飲水,冷暖自知,外人難以完全理解。而不是農(nóng)民,也可以欣賞農(nóng)業(yè)景觀,這種欣賞更具有普遍性,它與農(nóng)民對自己勞動成果的欣賞可以是相通的,但不會是一樣的。
二、工業(yè)社會的農(nóng)業(yè)審美:準(zhǔn)技術(shù)性
農(nóng)業(yè)的一般審美性質(zhì)是在前工業(yè)社會奠定的。前工業(yè)社會農(nóng)業(yè)的突出特點是以人工生產(chǎn)為主,雖然也運用工具,但那工具比較簡單,不能做到大量地節(jié)約體力、解放勞動者,農(nóng)業(yè)生產(chǎn)有著巨大的體力付出,是相當(dāng)辛苦的,與之相應(yīng),農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的效益也是相當(dāng)?shù)偷摹?/p>
現(xiàn)代農(nóng)業(yè)屬于工業(yè)社會的農(nóng)業(yè),已經(jīng)大規(guī)模地運用機器生產(chǎn)。然而,機器生產(chǎn)并沒有使農(nóng)業(yè)的根本性質(zhì)發(fā)生變化,但為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)增添了新質(zhì),其中包括審美新質(zhì)。
從美學(xué)上來說,機器生產(chǎn)所創(chuàng)造的美是技術(shù)美。技術(shù)美與手工美是不一樣的。技術(shù)美作為工業(yè)時代的標(biāo)志性的美,充分體現(xiàn)出工業(yè)時代機器的霸權(quán)地位。機器生產(chǎn)需要規(guī)范性、標(biāo)準(zhǔn)化,這就使得勞動成果明顯地具有一種理性形式。我們看到,用收割機收割過的麥地,明顯地有一種規(guī)整感。由于機器生產(chǎn)按照預(yù)先設(shè)計好的節(jié)拍進行勞作,一絲不茍,這里就有一種節(jié)奏感、韻律感。這種節(jié)奏感、韻律感主要不是來自操作者,而是來自機器,來自機器制造者的預(yù)設(shè),也許它過于嚴(yán)整,甚至過于死板。因此,機手對機器掌握得如何,不僅決定著他的勞動效率,而且決定他在勞作中能不能得到。
工業(yè)社會中,科學(xué)技術(shù)在農(nóng)業(yè)中的運用是全面的,其成效不僅給農(nóng)民帶來了巨大的經(jīng)濟效益,還直接體現(xiàn)在農(nóng)作物、家畜、家禽的外在形貌與內(nèi)在品質(zhì)的改變上,從而使得它們不僅體現(xiàn)出技術(shù)的美,而且體現(xiàn)出科學(xué)的美。
然而,建立在工業(yè)社會基礎(chǔ)之上的農(nóng)業(yè),雖然創(chuàng)造了巨大的財富,但也帶來了如下重大問題。
一是導(dǎo)致對于自然環(huán)境的破壞。傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)生態(tài)狀況比較好,田野里既生長著莊稼,也生長著別的生物。江南的稻田在實施著傳統(tǒng)的生產(chǎn)方式時,那水田中有著諸多的小生靈演奏著生命的大合唱,維持著生態(tài)的平衡。盡管農(nóng)民為了高產(chǎn),也除害蟲和雜草,但這種活動不會破壞生態(tài)平衡,因為這種除害的程度是相當(dāng)輕的。然而,工業(yè)社會的農(nóng)業(yè)主要運用機器生產(chǎn),為了機器的運作,對農(nóng)田必須實施大規(guī)模的改造,這種改造土地環(huán)境有可能是一種破壞。工業(yè)社會的農(nóng)業(yè)多使用化肥、農(nóng)藥,不僅打破了土壤中的各種有機元素的生態(tài)平衡,造成土壤的沙化、酸堿化等,而且使田地中諸多小生物的生存遇到困難,甚至遭到滅頂之災(zāi)。雖然農(nóng)作物高產(chǎn)了,但農(nóng)田良好的生態(tài)平衡打破了,且后遺癥嚴(yán)重,生態(tài)平衡難以回復(fù)。更可怕的是,化肥、農(nóng)藥中的某些元素進入農(nóng)作物后,有可能對人的身體造成傷害。
二是導(dǎo)致農(nóng)民對土地的情感淡化。從倫理角度言之,工業(yè)社會的農(nóng)業(yè)給農(nóng)民帶來的最大的精神上的傷害,是人跟土地的那種生命情感的喪失。在農(nóng)業(yè)社會,農(nóng)民祖祖輩輩生活、耕作在這片土地上,他們既是這片土地的所有者,又是這片土地的勞作者,這里是他們的家,是他們生命的根??梢哉f,這片土地上的一山一水、一草一木、一花一石,不僅聯(lián)系著他們的收成,他們的生活狀況,而且還聯(lián)系著他們的情感記憶,聯(lián)系著他們的精神生命。在工業(yè)社會,農(nóng)民與土地的這份情感就淺多了。農(nóng)民在相當(dāng)程度上變成了農(nóng)業(yè)工人,他們運用機器生產(chǎn),今天在這片田野勞作,明天到另外一片田野勞作,他們勞作的土地也許并不屬于他們。不僅如此,土地的所有者也許未必是這片土地上的農(nóng)作物的所有者。這樣,依靠同一片土地謀生的就有三種人:勞動者、土地所有者、農(nóng)作物(莊稼、家畜、家禽等)所有者。三種人的分離所造成的一大后果,就是都難以建立起與土地的生命情感。
三是導(dǎo)致人性的某種異化。機器生產(chǎn)雖然是人在操作機器,但機器自有其操作規(guī)程,不完全聽從人的意志。就勞動的本質(zhì)而言,它是勞動者的本質(zhì)力量對象化。顯然的事實是,機器生產(chǎn)中勞動者的自由度降低了。另外,機器生產(chǎn)是一種標(biāo)準(zhǔn)化的生產(chǎn)方式,談不上有什么勞動者的個性色彩,這些均在一定程度上造成人性的某種異化。①
四是導(dǎo)致農(nóng)業(yè)景觀的單調(diào)。傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)因為是小農(nóng)經(jīng)濟,農(nóng)作物是多樣的。一塊土地種植諸多品種的莊稼,五彩斑斕,殊為美麗,雖然產(chǎn)量不高,但就其審美來說倒稱得上是豐富多彩。另外,家畜、家禽也品種多樣。這樣一種農(nóng)家風(fēng)光,充滿生氣,充滿情調(diào)。唐代詩人王駕有《社日》一首,描繪了傳統(tǒng)農(nóng)家風(fēng)光之美。詩云:“鵝湖山下稻梁肥,豚柵雞塒半掩扉。桑柘影斜春社散,家家扶得醉人歸?!边@風(fēng)光中的景觀是多元的,有稻有梁,有豬有雞,更兼有山有水,有人物活動,這樣一種風(fēng)光是極為有魅力的。工業(yè)社會的農(nóng)業(yè),稱得上是準(zhǔn)工業(yè),雖然也是在田野上勞作,但所種的莊稼不可能是多樣的,往往在一望無際的田野上種的就是一種莊稼,至于家禽、家畜也是分類飼養(yǎng),那種雞飛狗吠的農(nóng)家院落風(fēng)光少見了。
雖然工業(yè)時代的農(nóng)業(yè)大規(guī)模地使用機器生產(chǎn),但是并沒有改變農(nóng)業(yè)的一般性質(zhì),即代自然司職。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)仍然是人的生命跟物(農(nóng)作物)的生命在交流,在“對話”,只是司職的手段、對話的方式有很大不同。第一,傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)用的是簡單的木制或鐵制工具進行生產(chǎn),代自然司職具有較強的手工操作性,因此這種“對話”顯得直接。工業(yè)社會運用機器進行農(nóng)業(yè)生產(chǎn),龐大的機器以及它的高效率,在很大程度上阻隔了人與大地、與農(nóng)作物的親和性。第二,工業(yè)社會用機器進行生產(chǎn),其產(chǎn)品一般具有數(shù)量化的痕跡,體現(xiàn)出只有經(jīng)過數(shù)量規(guī)范才有的標(biāo)準(zhǔn)性、統(tǒng)一性。工業(yè)社會的農(nóng)業(yè)勞動,雖然用機器生產(chǎn),但由于農(nóng)作物多是有生命的自然物,很難完全做到標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化。就拿機器養(yǎng)雞來說,雖然養(yǎng)雞的所有工序全是用機器計算過的,但飼養(yǎng)的雞也不會真正標(biāo)準(zhǔn)化。
嚴(yán)格說來,工業(yè)社會的農(nóng)業(yè),其成果是自然、人工、技術(shù)三者合力的產(chǎn)物,技術(shù)因素雖然突出,但不占決定的地位,因為農(nóng)作物均是有生命的,生命不能任由技術(shù)來操縱,決定生命的只能是它的本性――自然性。因此,我們只能說工業(yè)社會農(nóng)業(yè)所創(chuàng)造的美具有準(zhǔn)技術(shù)性,而不是自然性。
三、后工業(yè)社會的農(nóng)業(yè)審美
后工業(yè)社會又稱后現(xiàn)代,對此概念的理解,尚有諸多分岐,筆者主要是從價值形態(tài)來認識工業(yè)社會與后工業(yè)社會的區(qū)分。工業(yè)社會形成自己的價值判斷體系,這一體系的核心價值是財富。與之相關(guān),在對自然的認識上,工業(yè)社會視自然為掠奪對象,科學(xué)技術(shù)被用作對付自然的利器。無可否認,短短數(shù)百年工業(yè)社會,人們對自然掠奪的成果遠超過以往人類幾千年從自然所得的總和。但是,人類也遭到自然嚴(yán)重的報復(fù),這種報復(fù)近幾十年日益加劇,人類突然感到生存的危機。在這種背景下,人們不能不調(diào)整自己的價值觀,人們原來視自己為自然的主人,這種看法不能不放棄了,一種新的提法――“自然是人類的朋友”出現(xiàn)了。人們認識到:人有自己的利益,自然也有自己的利益,人類不能不尊重自然的利益。一種新的價值觀――生態(tài)價值觀就這樣出現(xiàn)了。與之相應(yīng),一種新的社會形態(tài)出現(xiàn)了,這就是后現(xiàn)代社會或者說后工業(yè)社會。如果說,工業(yè)時代以技術(shù)為主題,體現(xiàn)為人類對自然大規(guī)模的掠奪的話,那么后工業(yè)時代則以生態(tài)為主題,人類與自然的關(guān)系經(jīng)由掠奪與反掠奪的敵對關(guān)系改變?yōu)楹椭C共生的友好關(guān)系。于是,一種新的文明――生態(tài)文明出現(xiàn)了。
生態(tài)與文明本是天敵,文明就從破壞生態(tài)開始,只是因為人類在自然面前一直極為弱小,這種小小的破壞對于自然生態(tài)來說不足為慮,因為自然自身具有強大的修復(fù)功能。然而,當(dāng)人類借助科技將破壞的規(guī)模擴大到一定的程度時,自然自身的修復(fù)功能就難以在一個較短的時間內(nèi)奏效了。
由于人與自然原有的生態(tài)平衡遭到嚴(yán)重破壞,自然界的種種所為對人類的生存與發(fā)展就非常不利,人類已經(jīng)強烈地感受到了地球環(huán)境變化所帶來的生存危機。因此,恢復(fù)人與自然的生態(tài)平衡,重建人與自然的和諧關(guān)系,就嚴(yán)重地擺在人的面前,成為當(dāng)今人類一大使命。
恢復(fù)人與自然的生態(tài)平衡有兩種辦法。一種是靠自然自身的力量,但由于自然自身的生態(tài)修復(fù)力遭到嚴(yán)重破壞,完全靠它的力量實現(xiàn)生態(tài)的修復(fù),需要非常長的時間,且有諸多不可預(yù)料的因素。另一種是讓人參與自然生態(tài)的修復(fù),就是發(fā)揮人的作用,幫助自然界生態(tài)的修復(fù),而且促使這種修復(fù)朝著更有利于人的方向發(fā)展。
什么樣的人類活動最能修復(fù)人與自然的生態(tài)平衡關(guān)系呢?無疑莫過于農(nóng)業(yè)了。在修復(fù)人與自然關(guān)系的問題上,農(nóng)業(yè)較之工業(yè)具有最多的優(yōu)越性。如前面所述,農(nóng)業(yè)是一種培育生命的事業(yè),農(nóng)業(yè)生產(chǎn)本身具有生態(tài)的可循環(huán)性。雖然農(nóng)作物與農(nóng)畜的生長會消耗自然的資源,但是又會以另一種方式回歸到自然,成為自然的資源。
農(nóng)業(yè)對自然生態(tài)系統(tǒng)的介入有兩種情況:一種是良性的,即它的活動符合生態(tài)平衡的規(guī)律;另一種是惡性的,即它的活動破壞生態(tài)平衡規(guī)律。前一種農(nóng)業(yè)為生態(tài)農(nóng)業(yè),后一種農(nóng)業(yè)為非生態(tài)農(nóng)業(yè)。只要我們自覺地建設(shè)生態(tài)農(nóng)業(yè),堅決摒棄非生態(tài)農(nóng)業(yè),農(nóng)業(yè)對于地球生態(tài)平衡的修復(fù)和維護,其意義是非常重大的。
工業(yè)生產(chǎn)基本上是機械生產(chǎn),它對環(huán)境的作用不存在正面的意義,也就是說,它不可能加入到自然的生態(tài)平衡活動中去,因此,它無法對自然生態(tài)起到良性的促進作用,人類唯一能做的只是盡量減少它對環(huán)境的負面意義。
農(nóng)業(yè)的生態(tài)功能一直存在著,只是長期以來沒有受到人們的重視。一直以來,人們從事農(nóng)業(yè)的目的只有兩個,或為人類提供生活資料,或為工業(yè)生產(chǎn)提供原料,至于維護自然生態(tài)平衡,人們不需要去考慮它。之所以這樣,是因為地球上總的生態(tài)平衡沒有遭到嚴(yán)重破壞。而在今天,人們從事農(nóng)業(yè)不能只有兩個目的了,還必須有第三個目的,即修復(fù)并維護自然的生態(tài)平衡。
后工業(yè)社會為農(nóng)業(yè)增加了一條新的使命,即生態(tài)使命。農(nóng)業(yè)的生態(tài)使命具體可以分為兩個方面。其一是為人類提供綠色食品。對此早在20世紀(jì)20年代就有人提出來了,其理論為“有機農(nóng)業(yè)”(Organic Faming)。有機農(nóng)業(yè)禁止使用化學(xué)肥料、化學(xué)農(nóng)藥,這樣做似乎是回到了原始農(nóng)業(yè),但產(chǎn)量無疑是很低的。因此,有機農(nóng)業(yè)不只是采取“減法”,也要實行“加法”,通過高科技的手段促使作物朝著人需要的方面發(fā)展,提高作物的品質(zhì)與產(chǎn)量。其二是讓恢復(fù)或保持生態(tài)平衡明確地成為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的目的。這有兩種情況:一是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)與生態(tài)維護雙贏,既維護了自然生態(tài),又獲得了良好的收成;二是維護了自然生態(tài),但影響了農(nóng)業(yè)的收成。前一種情況當(dāng)然好,也正是我們努力的方向,但是第二種情況的出現(xiàn)有時也是不可避免的,為了整個地球的生態(tài)環(huán)境,農(nóng)業(yè)有時需要作出這樣的犧牲。
既然后工業(yè)社會的農(nóng)業(yè)充當(dāng)著維護地球生態(tài)平衡的重大使命,后工業(yè)社會的農(nóng)業(yè)審美其突出特點就是生態(tài)審美。
在生態(tài)學(xué)看來,地球上的全部生命系統(tǒng)是一個巨系統(tǒng),不僅生命與生命之間存在著相互依存的關(guān)系,而且生命與非生命也存在著相互依存的關(guān)系,這種相互依存,其核心是能量的轉(zhuǎn)換。從這樣的一個維度來看待自然界的生命活動,會發(fā)現(xiàn)自然界其實存在一種特別重要的性質(zhì)――生態(tài)性。生態(tài)性實質(zhì)是一種力――生態(tài)力,正是這種力維護著地球的生態(tài)平衡。
生態(tài)審美的實質(zhì)不是對個體生命的肯定,而是對生命系統(tǒng)的肯定,是對自然生態(tài)平衡的肯定。加拿大學(xué)者艾倫?卡爾松說:“生態(tài)途徑嘗試將我們?nèi)祟惌h(huán)境作為一個類似相互聯(lián)鎖的生態(tài)系統(tǒng)的組合體來進行感知,將‘功能上的適合’作為審美概念的核心,從而欣賞它們的創(chuàng)化、發(fā)展現(xiàn)仍持續(xù)著的存在?!雹侔瑐?卡爾松說的“功能上的適合”就是生態(tài)平衡的功能。生態(tài)平衡功能應(yīng)是生態(tài)審美的核心。雖然歷來的審美都是注重生命的,將生命或生氣、生意、生氣看成美的本質(zhì),但是歷來的的審美并沒有將視界推向生態(tài),只有后工業(yè)社會的審美才將生態(tài)視為審美的基礎(chǔ)。
生態(tài)系統(tǒng)一般很難通過人的感官直接感知,但是良好的生態(tài)系統(tǒng)總是會有一些外在表現(xiàn)的,比如它能顯現(xiàn)出事物的復(fù)雜性和物種的多樣性。生態(tài)系統(tǒng)與傳統(tǒng)的形式美觀有一致的地方,但也有不太一致的地方。按傳統(tǒng)的形式美觀,顏色鮮艷容易讓人產(chǎn)生美感,但是,須知有些生態(tài)現(xiàn)象,比如蟾蜍,它的外觀顏色并不好看,但是以生態(tài)而論卻是重要的物種,我們不能因為它的顏色暗淡而過分地討厭它。
傳統(tǒng)的形式美法則是沒有生態(tài)性這一條的,現(xiàn)在需要將它納入。要強調(diào)生態(tài)對審美的限制,其中蘊含有環(huán)境倫理和環(huán)境美學(xué)的結(jié)合。生態(tài)上不可持續(xù)的景觀通常表現(xiàn)出另外一些特征,如浪費、貪婪和掠奪,這些缺點都是我們在倫理上所厭惡的。如何判斷此景觀是否為可持續(xù)的景觀需要知識。對農(nóng)業(yè)景觀的欣賞越深入,就越需要知識的介入,尤其是生態(tài)學(xué)的知識和自然史方面的知識。