薛利紅　段婧婧　楊林章

摘要： 農(nóng)田面源污染已成為中國農(nóng)業(yè)綠色發(fā)展以及水環(huán)境質(zhì)量改善的主要限制因子，如何保障國家糧食安全的同時有效減少農(nóng)田面源污染是“十四五”的關(guān)注重點。本研究結(jié)合中國高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田建設(shè)的最新需求，指出了農(nóng)田灌排系統(tǒng)生態(tài)化改造是高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田建設(shè)與面源污染防控的有機結(jié)合點，重點闡述了農(nóng)田灌排系統(tǒng)生態(tài)化改造的建設(shè)目標(biāo)、基本原則、適用技術(shù)和相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，并提出了當(dāng)前農(nóng)田灌排系統(tǒng)生態(tài)化改造的主要研究方向，以期為太湖流域生態(tài)農(nóng)田建設(shè)提供相關(guān)參考，促進(jìn)農(nóng)業(yè)面源污染防控與高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田的融合，助推中國耕地數(shù)量、質(zhì)量、生態(tài)“三位一體”保護(hù)。

關(guān)鍵詞： 太湖流域;面源污染;高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田建設(shè);灌排系統(tǒng)生態(tài)化改造

中圖分類號： S277 文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A 文章編號： 1000-4440（2022）01-0081-06

Abstract： Farmland non-point source pollution in China has become the main limiting factor for the green development of agriculture and the improvement of water environment quality. How to ensure national food security and effectively reduce farmland non-point source pollution is the focus of the 14th five-year plan. Based on the latest requirements of high-standard farmland construction in China， this paper pointed out that the ecological transformation of farmland irrigation and drainage system was the organic combination of high standard farmland construction and non-point source pollution prevention and control. Construction objectives， basic principles， applicable technologies and relevant standards of farmland irrigation and drainage system ecological transformation were discussed emphatically， and the main research direction in the future was put forward. It is expected to provide relevant reference for the construction of ecological farmland in Taihu Lake Basin， promote the integration of agricultural non-point source pollution prevention and control and high-standard farmland， and boost the trinity protection of quantity， quality and ecology of arable land in China.

Key words： Taihu Lake Basin;non-point pollution;high-standard farmland construction;ecological transformation of farmland irrigation and drainage system

根據(jù)《第二次全國污染源普查公報》，2017年中國農(nóng)業(yè)源總氮、總磷排放量占排放總量的46.5%和67.2%，其中50.85%的總氮和35.94%的總磷來自種植業(yè)，已經(jīng)成為中國水體富營養(yǎng)化的主要貢獻(xiàn)因素[1]。太湖流域素有“魚米之鄉(xiāng)”的美譽，糧食產(chǎn)量年可達(dá)1.3×107～1.4×107 t，是中國主要的糧食生產(chǎn)基地。耕地主要以稻田為主，稻季平均施氮量352 kg/hm2，最高可達(dá)450 kg/hm2 [2]。加上區(qū)域內(nèi)河網(wǎng)密布、降雨量（年均降雨1 181 mm）大且集中在5-9月，農(nóng)田面源污染風(fēng)險高，水體富營養(yǎng)化問題比較突出。據(jù)觀測，在多雨年份，太湖流域稻麥輪作農(nóng)田年流失氮（含徑流和淋洗）可達(dá)84.8 kg/hm2 [3]。如何在保障糧食安全的前提下實現(xiàn)農(nóng)田面源污染的有效防控，是中國“十四五”期間需要解決的重大問題。

隨著“藏糧于地”國家戰(zhàn)略的深入落實，高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田建設(shè)已在全國范圍內(nèi)廣泛開展，對提高國家糧食安全和促進(jìn)農(nóng)民增收等方面發(fā)揮了重要作用。然而，早期建設(shè)的高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田側(cè)重產(chǎn)能提升而對改善農(nóng)田生態(tài)環(huán)境重視不夠，在項目設(shè)計與施工各環(huán)節(jié)未能充分體現(xiàn)綠色發(fā)展理念，存在簡單硬化溝渠道路、破壞生物多樣性等問題，導(dǎo)致農(nóng)田面源污染防控等生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能未能有效發(fā)揮[4-7]。為此，國家2021年對《高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田建設(shè) 通則》（GB/T 30600）進(jìn)行了修訂，明確將綠色生態(tài)列為高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田建設(shè)基本原則之一，并增加了農(nóng)田防護(hù)與生態(tài)環(huán)境保持工程的相關(guān)內(nèi)容。然而修訂的《高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田建設(shè) 通則》只給出了指導(dǎo)性意見，缺乏具體可落地的技術(shù)與相關(guān)工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)，迫切需要各地因地制宜地開展生態(tài)型高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田建設(shè)試點研究，探索農(nóng)業(yè)面源污染防控與高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田建設(shè)的融合之路，形成一些可推廣可復(fù)制的技術(shù)模式并形成相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。

太湖流域農(nóng)田排放的污染物主要是氮、磷等，主要來自降雨產(chǎn)生的地表徑流以及人為排水，多經(jīng)農(nóng)田排水口排出或田埂溢出后進(jìn)入排水溝渠，再匯入周邊塘浜，最終進(jìn)入河流。因此，利用物理、生物和生態(tài)等方法對污染物從農(nóng)田向河流遷移的過程進(jìn)行阻斷攔截，是農(nóng)業(yè)面源污染控制的一個重要環(huán)節(jié)[7-8]。農(nóng)田生態(tài)攔截溝渠、生態(tài)田埂、生態(tài)凈化塘等技術(shù)相繼被提出并在太湖流域及其他流域得到廣泛應(yīng)用[9-14]。此外，氮、磷進(jìn)入水體變身為污染物，但對于農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)是必不可少的養(yǎng)分資源，如何對農(nóng)田排水尤其是降雨初期產(chǎn)生的高濃度地表徑流進(jìn)行科學(xué)調(diào)蓄和循環(huán)利用，也是農(nóng)業(yè)面源污染控制中重要的一環(huán)[7，15]。江蘇省農(nóng)業(yè)科學(xué)院楊林章研究團隊率先利用團隊提出的農(nóng)業(yè)面源污染控制的“源頭減量-過程攔截-養(yǎng)分再利用-生態(tài)修復(fù)”4R理念與技術(shù)體系，在土地綜合整理的基礎(chǔ)上，因地制宜開展農(nóng)田灌排系統(tǒng)生態(tài)化改造等工程，分別在南京市江寧區(qū)湯山街道阜莊村、常州市武進(jìn)區(qū)新康村打造了丘陵區(qū)和平原水網(wǎng)區(qū)的生態(tài)高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田建設(shè)樣板，實現(xiàn)了土壤地力和農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量的雙提升以及生產(chǎn)、生活與生態(tài)的有機融合，并受到了農(nóng)業(yè)農(nóng)村部、國土資源部及環(huán)境保護(hù)部的高度認(rèn)可。為此，本文系統(tǒng)總結(jié)已有的相關(guān)研究結(jié)果，結(jié)合江蘇省生態(tài)型高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田建設(shè)試點項目的實踐經(jīng)驗，重點聚焦農(nóng)田灌排單元的生態(tài)化改造，提出相關(guān)建設(shè)目標(biāo)和原則、通用技術(shù)及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)等，以期為太湖流域生態(tài)農(nóng)田建設(shè)提供參考，促進(jìn)農(nóng)業(yè)面源污染防控與高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田的融合，助推中國耕地數(shù)量、質(zhì)量、生態(tài)“三位一體”保護(hù)。

1 農(nóng)田灌排系統(tǒng)生態(tài)化改造的基本原則和要求

高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田建設(shè)中最重要的就是灌排設(shè)施的建設(shè)，確保能灌能排，旱澇保收。農(nóng)田灌排系統(tǒng)生態(tài)化改造的目標(biāo)就是在保證耕地糧食生產(chǎn)產(chǎn)能的前提下，通過灌排單元內(nèi)的水系及灌排設(shè)施的合理規(guī)劃和排水系統(tǒng)的生態(tài)化改造，提升對農(nóng)田排水中氮、磷等的攔截凈化及循環(huán)利用水平，減少農(nóng)田面源污染排放。由于地形地勢的差異，丘陵區(qū)和平原水網(wǎng)區(qū)農(nóng)田灌排系統(tǒng)也有所不同，生態(tài)化改造中均應(yīng)遵循因地制宜、生態(tài)處理、循環(huán)利用的總體原則，對已有灌排水系（溝渠、塘堰、河浜）進(jìn)行疏通連接，充分利用泵、閘等對水資源進(jìn)行科學(xué)調(diào)度和管理，促進(jìn)農(nóng)田排水在灌排單元內(nèi)的有效蓄滯與循環(huán)利用，并盡量優(yōu)先利用塘浜對降雨初期產(chǎn)生的高濃度農(nóng)田地表徑流進(jìn)行匯集后循環(huán)灌溉，盡量不外排。如南京江寧湯山生態(tài)高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田建設(shè)中，充分發(fā)揮其地勢高程差，農(nóng)田排水匯流到溝渠，進(jìn)入?yún)^(qū)域內(nèi)的河浜，通過閘控制其向外河的排放，并利用提水泵站將其提升至區(qū)域內(nèi)高處的魚塘，然后通過管道自流灌溉至稻田，從而實現(xiàn)了農(nóng)田內(nèi)部用水的循環(huán)。而地處平原河網(wǎng)區(qū)的武進(jìn)新康村，在高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田建設(shè)中，通過建設(shè)地表徑流匯集池，利用提水泵站將排水提升至荷花生態(tài)凈化塘中，不僅實現(xiàn)了農(nóng)田排水的匯流凈化，還打造了生態(tài)景觀。此外，排水系統(tǒng)生態(tài)化改造工程宜在原有排水系統(tǒng)基礎(chǔ)上進(jìn)行生態(tài)化改造提升，盡量不額外占用土地，保證排水通暢的同時采用相應(yīng)技術(shù)措施對農(nóng)田退水進(jìn)行凈化后再排放至水體?？刹捎玫募夹g(shù)包括生態(tài)田埂、農(nóng)田排水促沉凈化裝置、生態(tài)溝渠、生態(tài)凈化塘等。

2 農(nóng)田灌排系統(tǒng)生態(tài)化改造技術(shù)及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)

2.1 生態(tài)田埂

生態(tài)田埂是在田埂原有田塊分界和蓄水功能的基礎(chǔ)上，通過適當(dāng)調(diào)節(jié)田埂和排水口高度、在條田田埂上種植植物等措施來減少農(nóng)田徑流發(fā)生、提升農(nóng)田生物多樣性和農(nóng)田生態(tài)景觀。在湯山高標(biāo)準(zhǔn)生態(tài)農(nóng)田建設(shè)中，通過小田變大田，每塊田1～2 hm2左右，并將田埂加寬加高至30 cm左右，田塊之間的田埂上種植黃花菜、飼料桑等多年生固土植物，在田兩頭（近路或近渠）的田埂上種植一些病蟲的“驅(qū)-誘”植物或者益蟲植物如大豆、芝麻、四路玉米、香根草等，并搭配種植燈芯草、鳶尾、菖蒲等本土水生植物，從而形成隔離帶。多年實踐證明，生態(tài)田埂可有效攔截地表徑流帶走的氮、磷，并起到以“草”壓“草”、以“草”控“病蟲”的功能，農(nóng)田生物多樣性和景觀多樣性明顯提高。研究發(fā)現(xiàn)，太湖流域田塊25 cm高的田埂能減少徑流量約91.1%，對總磷的攔截率最高可達(dá)31.4%[16]。除了高度外，田埂寬度對氮、磷截流效果也有影響，40 cm寬的田埂對銨態(tài)氮和磷酸鹽截留率均超過50%[17];近溝渠田埂由于受側(cè)滲的影響，田埂寬度在80～130 cm時對側(cè)滲攔截效果最好[18]?？紤]到建設(shè)成本及占地情況，建議太湖流域田埂高度以20～25 cm為宜，普通田埂寬度以30～40 cm為宜，溝渠邊田埂寬度以80 cm為宜。此外，排水口是田埂的有機組成部分，為了減少灌排水時的工作量，當(dāng)前太湖流域多采用平水缺的方法，平水缺的高度一般在5～8 cm，這個高度不能有效攔蓄雨水。因此，根據(jù)水稻的耐淹水深和耐淹時間以及太湖地區(qū)稻田的蓄雨上限，推薦稻田的排水口高度在水稻返青期以5 cm為宜，分蘗期、抽穗開花期及乳熟期以10 cm為宜，而拔節(jié)孕穗期則可提高到20 cm。

2.2農(nóng)田排水促沉凈化裝置

農(nóng)田排水促沉凈化裝置是指建設(shè)在農(nóng)田排水口處或排水溝渠兩端的、內(nèi)部填有吸附填料，可對農(nóng)田排水中的泥沙和氮、磷等污染物進(jìn)行沉降、吸附和攔截的裝置，2014年由上海市農(nóng)業(yè)科學(xué)院的劉福興等[19]提出。在武進(jìn)新康村、太倉東林和鎮(zhèn)江姚橋等多地高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田建設(shè)中的應(yīng)用實踐表明，農(nóng)田排水促沉凈化池對排水中懸浮物和氮的攔截效果分別可達(dá)52%～78%和14%～38%[12]。農(nóng)田排水促沉凈化池分初沉室和主沉室，農(nóng)田排水首先經(jīng)進(jìn)水管進(jìn)入初沉室，自上而下經(jīng)填料吸附凈化后由初沉室內(nèi)壁底部的水孔進(jìn)入主沉室，然后自下而上逐漸上溢，排入溝渠或河道。農(nóng)田排水促沉池的形狀和大小可因地制宜。填料宜采用對氮、磷有較好吸附作用的沸石、火山巖、陶粒、生物炭等材料或其組合。灌排兩用溝渠可以在農(nóng)田排水口處安裝簡易的促沉凈化裝置，高度和田埂一致，由有機玻璃或PVC板材制成，內(nèi)部由擋板將裝置均勻分割成4～5個室，擋板高度低于促沉凈化裝置高度10 cm左右，可使水流彎曲通過，填料填裝高度與擋板持平，既可延長排水停留時間，增加對懸浮物和氮、磷的攔截效果，又可避免大暴雨時排水不暢。此外，灌水時還能將通過吸附攔截在促沉凈化裝置內(nèi)填料上的氮、磷重新沖刷回農(nóng)田，起到反沖洗功能，延長填料的使用時間。

2.3 生態(tài)溝渠

2005年楊林章在國內(nèi)率先提出生態(tài)型攔截溝渠的概念并應(yīng)用于太湖流域，其主要通過對現(xiàn)有排水溝渠的生態(tài)化改造和功能強化，利用物理、化學(xué)和生物的聯(lián)合作用對污染物（主要是氮、磷）進(jìn)行攔截和凈化[9]。生態(tài)攔截溝渠系統(tǒng)主要由工程部分和植物部分組成，溝渠采用帶孔的硬質(zhì)板材構(gòu)建而成， 溝內(nèi)每隔一定距離設(shè)置一小型的攔截壩，也可放置一些多孔的攔截箱，攔截箱內(nèi)裝有氮、磷吸附填料，溝底、溝壁及攔截箱內(nèi)均可種植氮、磷高效吸收植物。農(nóng)田排水中的氮、磷通過植物吸收、基質(zhì)吸附、泥沙沉降以及微生物脫氮等方式而被有效去除。自生態(tài)型攔截溝渠概念提出后，被因地制宜地進(jìn)行改進(jìn)升級并廣泛應(yīng)用到全國各地農(nóng)業(yè)面源污染控制中，對氮、磷的攔截凈化效率一般在40%以上，最高可達(dá)80%左右[9-10，14，20-28]。生態(tài)溝渠對農(nóng)田排水中氮、磷的攔截效果受溝渠的構(gòu)造、規(guī)格、填料類型以及植物配置等的綜合影響[25-29]。經(jīng)江寧湯山、武進(jìn)新康等多地實踐應(yīng)用，總結(jié)提出了生態(tài)溝渠的相關(guān)建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)如下：（1）生態(tài)溝渠宜利用原有農(nóng)田排水溝渠通過生態(tài)化改造構(gòu)建，不應(yīng)影響農(nóng)田正常排水。（2）生態(tài)溝渠應(yīng)包括渠體、植物和水位調(diào)節(jié)裝置，可因地制宜增加填料凈化模塊。（3）渠體斷面一般為倒等腰梯形，口寬不小于 0.8 m，深度不小于 0.6 m，具體規(guī)格因地制宜，確保排水通暢。溝壁宜采用適合植物生長的土質(zhì)或有孔穴的植草磚鋪設(shè)，應(yīng)保證邊坡穩(wěn)定;溝底宜為土質(zhì)。（4）植物應(yīng)配置耐污能力強、根系發(fā)達(dá)、生物量大的挺水植物、沉水植物和浮水植物，可一種或幾種搭配栽種，以不影響正常排水為前提;常水位以上溝坡宜種植草本植物。（5）在生態(tài)溝渠的末端布設(shè)攔截堰，用以維持溝渠中一定的水位（20～30 cm）。（6）生態(tài)溝渠內(nèi)可適當(dāng)布設(shè)填料凈化模塊，填料宜采用爐渣、沸石、加氣混凝土、陶粒等多孔凈化無機材料，一種或幾種組合置于網(wǎng)箱或生態(tài)袋內(nèi)， 模塊高度不宜超過溝渠高度的1/2。

2.4 生態(tài)塘浜調(diào)蓄凈化系統(tǒng)

太湖流域水網(wǎng)發(fā)達(dá)，塘浜密布[30]，農(nóng)田排水入河入湖速度快。因此，因地制宜利用已有的塘浜對農(nóng)田排水進(jìn)行蓄存、循環(huán)利用和凈化是當(dāng)前最經(jīng)濟高效的技術(shù)之一。大量研究結(jié)果表明，生態(tài)塘對農(nóng)田尾水中氮、磷的凈化率可達(dá)40%以上[11，31-33]?！笆晃濉逼陂g，本研究團隊在無錫市胡埭鎮(zhèn)通過水池匯流菜地氮、磷高濃度排水再回用到稻田中，可實現(xiàn)菜地徑流排水中79%的全氮被凈化回用[34]。在鎮(zhèn)江姚橋，結(jié)合村莊搬遷整治和高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田建設(shè)，利用廢棄的垃圾堆放場建設(shè)了13 000 m2生態(tài)塘調(diào)蓄凈化系統(tǒng)，結(jié)合生態(tài)溝渠和攔截溢流堰，可實現(xiàn)26.7 hm2農(nóng)田排水的蓄存凈化。連續(xù)2年的監(jiān)測結(jié)果表明，生態(tài)塘調(diào)蓄凈化系統(tǒng)對排水中氮、磷攔截率最高可達(dá)78.0%和68.4%，經(jīng)凈化后，19次農(nóng)田排水中僅3次全氮質(zhì)量濃度略高于2 mg/L，其余均達(dá)到地表水V類水標(biāo)準(zhǔn)[12]。

稻麥輪作農(nóng)田的模擬降雨徑流數(shù)據(jù)顯示，初始徑流期是稻田氮素流失的高濃度風(fēng)險期，前10%的徑流中氮排放量占總氮排放量的40%～50% [35-37]，前25%的徑流攜帶了87%的氮和48%的磷[38]。因此，收集池只需收集前期10%或25%的高濃度地表徑流即可攔蓄50%以上的污染物。依據(jù)太湖流域蘇州、無錫及常州三地的降雨規(guī)律，降雨次數(shù)中99%的降雨量在66 mm以內(nèi)，因此以66 mm降雨量作為收集池容積的計算依據(jù)，正常情況下稻田田埂可攔蓄3 cm左右的雨水。據(jù)此，在武進(jìn)新康村，在已有高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田三面光水泥溝渠的基礎(chǔ)上，建設(shè)了農(nóng)田地表徑流匯集池，并利用提水泵站將農(nóng)田氮、磷高濃度排水提升至荷花生態(tài)凈化塘中，實現(xiàn)了農(nóng)田排水的匯流凈化。連續(xù)一年的第三方監(jiān)測結(jié)果顯示，農(nóng)田排水經(jīng)荷花生態(tài)塘凈化后全氮質(zhì)量濃度由0.63～5.88 mg/L下降至0.57～1.68 mg/L，全磷質(zhì)量濃度由0.14～0.37 mg/L下降至0.05～0.18 mg/L，達(dá)到了地表水IV水標(biāo)準(zhǔn)，農(nóng)田排水全氮質(zhì)量濃度>2 mg/L和全磷質(zhì)量濃度>0.4 mg/L時的氮、磷攔截率均超過50%以上。

為盡量減少占地，生態(tài)塘浜調(diào)蓄凈化系統(tǒng)建議由廢棄的低洼地或者已有的塘浜改造而成，由高濃度排水收集池和生態(tài)塘組成。條件不具備時可僅建設(shè)高濃度排水收集池，安裝小型水泵進(jìn)行農(nóng)田灌溉回用。生態(tài)塘建設(shè)應(yīng)因地制宜，水深以1.5～2.0 m比較適宜，優(yōu)先選用具有經(jīng)濟價值的水生作物，如茭白、蓮藕、荸薺、水芹等，適當(dāng)種植菖蒲、蘆葦、茭草、黑麥草等對氮、磷高效吸收的水生植物。收集池和生態(tài)塘之間建設(shè)溢流閘壩，農(nóng)田氮、磷高濃度徑流排水匯入收集池，當(dāng)收集池滿之后，排水直接通過溢流壩流入生態(tài)塘，起到攔污的作用，并保證氮、磷高濃度排水優(yōu)先被農(nóng)田回用。大雨來臨前應(yīng)及時降低生態(tài)塘中的水位，為匯集凈化農(nóng)田徑流排水騰出庫容。生態(tài)塘設(shè)置排水管道與河道相連，大暴雨時生態(tài)塘滿后才排入河道。

3 小結(jié)與展望

3.1 農(nóng)田灌排系統(tǒng)生態(tài)化改造主要包括生態(tài)田埂、農(nóng)田排水促沉凈化裝置、生態(tài)溝渠以及生態(tài)塘浜調(diào)蓄凈化系統(tǒng)等

生態(tài)田埂是農(nóng)田灌排系統(tǒng)生態(tài)化改造的第一要素，在生態(tài)高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田建設(shè)中最容易落實，田埂高度以20～25 cm為宜，并根據(jù)水稻生育時期對排水口高度進(jìn)行動態(tài)管理，普通田埂寬度以30～40 cm為宜，排水渠邊田埂宜適當(dāng)加寬，并因地制宜種植具有固土攔蓄或抑制病蟲害功能的植物。排水溝渠的生態(tài)化改造是農(nóng)田灌排系統(tǒng)生態(tài)化改造的重點，建設(shè)中應(yīng)因地制宜選用不同植物的組合及填料，可結(jié)合農(nóng)田排水促沉凈化裝置一并建設(shè)。生態(tài)塘浜調(diào)蓄凈化系統(tǒng)是農(nóng)田灌排系統(tǒng)生態(tài)化改造的關(guān)鍵，應(yīng)在高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田建設(shè)前結(jié)合區(qū)域地形、水系特征進(jìn)行頂層設(shè)計，以農(nóng)田氮、磷高濃度排水的蓄存回用為核心，1 hm2建設(shè)45 m3的收集池就能實現(xiàn)農(nóng)田排水中氮、磷回用率達(dá)到50%以上。

3.2 農(nóng)田灌排系統(tǒng)生態(tài)化改造還要加強相關(guān)工程配置參數(shù)和技術(shù)的物化和標(biāo)準(zhǔn)化研究，實現(xiàn)生態(tài)功能、環(huán)境功能和景觀功能的協(xié)調(diào)統(tǒng)一

目前對農(nóng)田排水中氮、磷等污染物的攔截凈化研究主要集中在技術(shù)工藝及其應(yīng)用效果，對于工程建設(shè)參數(shù)，尤其是工程配置參數(shù)的研究相對薄弱。要實現(xiàn)農(nóng)田退水的“達(dá)標(biāo)”排放，對河道不造成污染，需要配置多長的生態(tài)溝渠、多大的生態(tài)塘，如何根據(jù)農(nóng)田排放污染負(fù)荷及周邊水系特征進(jìn)行科學(xué)合理配置，并綜合考慮經(jīng)濟和生態(tài)環(huán)境效益，實現(xiàn)投入最小化和污染防控效果最大化，這些都需要借助于相關(guān)面源污染模型深入系統(tǒng)地開展情景模擬研究，并提出一套普適性的簡單設(shè)計算法。此外，灌排系統(tǒng)生態(tài)化改造中還要加強生物多樣性的研究，合理科學(xué)配置不同植物，充分發(fā)揮鄉(xiāng)土物種的功能，提高農(nóng)田系統(tǒng)的生態(tài)服務(wù)功能并打造美麗田園[39]。最后，技術(shù)要大面積推廣應(yīng)用，必須與市場密切結(jié)合，對技術(shù)進(jìn)行物化和標(biāo)準(zhǔn)化，并開發(fā)配套的作業(yè)設(shè)備，減少工程建設(shè)作業(yè)成本，提高作業(yè)效率。如生態(tài)溝渠建設(shè)中需要用到的對植草磚進(jìn)行填土壓實并播種草籽的小型機械、一些硬質(zhì)化的帶草籽的植生板材、可模塊化應(yīng)用批量化生產(chǎn)的即裝即用式高效除磷脫氮裝置等。

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（責(zé)任編輯：陳海霞）

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