馮寶平，任亞榮，姚春華，韓樹明，朱 斌

（1.河海大學(xué)農(nóng)業(yè)科學(xué)與工程學(xué)院，南京 210098；2.江蘇省白馬湖農(nóng)場有限公司，江蘇 淮安 223216）

長期以來，人多地少、人地矛盾突出是我國基本國情。土地整治是緩解土地資源供需矛盾、提升農(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件、嚴(yán)守耕地保護(hù)紅線有效手段，是落實(shí)國家藏糧于地以及鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略的重要舉措。在土地整治活動(dòng)中，采取的“田成方、路成網(wǎng)、渠相通、樹成行”標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)措施，如河道裁彎取直、填埋坑塘、渠道過度硬化等措施引起土地質(zhì)量退化，農(nóng)業(yè)面源污染加劇，生物多樣性減少，阻隔農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)能量流、物質(zhì)流、信息流和價(jià)值流，致使其生產(chǎn)力、穩(wěn)定性和持續(xù)性降低甚至喪失生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能[1]。

隨國家發(fā)展戰(zhàn)略轉(zhuǎn)變，土地整治被賦予更深層次內(nèi)涵，從最初補(bǔ)充耕地?cái)?shù)量目標(biāo)，向耕地?cái)?shù)量、質(zhì)量并重，再向數(shù)量、質(zhì)量、生態(tài)共進(jìn)，在當(dāng)前山水林田湖草生命共同體和鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略背景下，進(jìn)入國土綜合整治階段，統(tǒng)籌山水林田湖草系統(tǒng)治理，實(shí)施生態(tài)系統(tǒng)保護(hù)與修復(fù)。當(dāng)前土地整治應(yīng)堅(jiān)持綠色發(fā)展理念，成為實(shí)施山水林田湖草系統(tǒng)治理、全面推進(jìn)國土綜合整治重要抓手之一[2]。

傳統(tǒng)土地整治進(jìn)行田、水、路、林、村等綜合整治，不可避免對區(qū)域生態(tài)環(huán)境要素及生態(tài)功能產(chǎn)生影響。研究表明，土地整治措施對土壤養(yǎng)分、結(jié)構(gòu)、理化性質(zhì)產(chǎn)生不良影響，降低土地生產(chǎn)力[3]，改變土壤養(yǎng)分循環(huán)，影響表土微生物數(shù)量及土壤酶活性[4]，造成土壤污染并加劇土壤退化[5-6]。土地整治應(yīng)在考慮自然成土因素基礎(chǔ)上進(jìn)行人為土壤重建，重構(gòu)土壤質(zhì)量狀況是決定土地整理成敗關(guān)鍵[7]。土地整理對土地利用方式進(jìn)行再組織，導(dǎo)致土地利用結(jié)構(gòu)和空間分布短期發(fā)生劇烈變化，引起景觀格局和功能變化[8-9]。在土地整治效益評價(jià)方面，張正峰等、Wang等、吳翔華等運(yùn)用生態(tài)服務(wù)功能價(jià)值核算方法進(jìn)行評價(jià)，表明土地整理后總生態(tài)服務(wù)價(jià)值減少，水源涵養(yǎng)、生物多樣性保護(hù)、食品生產(chǎn)等單項(xiàng)功能增加[10-12]。陳丹杰等、費(fèi)良軍等采用生態(tài)足跡法進(jìn)行評價(jià)，認(rèn)為土地整治增加耕地面積，增強(qiáng)生態(tài)承載力，但該方法未考慮污染物排放、廢棄物消納、環(huán)境壓力等因素，評價(jià)結(jié)果具有片面性[13-14]。王軍等、劉勇等采用景觀指數(shù)法進(jìn)行研究，表明土地整理后大面積斑塊比例明顯增加，景觀多樣性降低，異質(zhì)性減弱，生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能降低[15-16]。

生態(tài)型土地整治系統(tǒng)性強(qiáng)、技術(shù)復(fù)雜，工程技術(shù)方面的研究多側(cè)重單項(xiàng)技術(shù)，相關(guān)工程技術(shù)體系研究較少。目前已頒發(fā)有關(guān)土地整治、高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田建設(shè)的地方標(biāo)準(zhǔn)或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，對生態(tài)型土地整治內(nèi)容涉及較少[17-18]。有必要構(gòu)建基于山水林田湖草系統(tǒng)治理理念的土地整治技術(shù)體系[19]，為相關(guān)工程技術(shù)與實(shí)踐提供指導(dǎo)。本文在總結(jié)分析各地土地整治實(shí)踐基礎(chǔ)上，分析生態(tài)型土地整治各單項(xiàng)工程，提出生態(tài)型土地整治工程技術(shù)體系，以期為當(dāng)前開展山水林田湖草生命共同體系統(tǒng)治理提供借鑒參考。

1 生態(tài)型土地整治工程技術(shù)的內(nèi)涵

當(dāng)前，國家統(tǒng)籌山水林田湖草系統(tǒng)治理，實(shí)施重要生態(tài)系統(tǒng)保護(hù)與修復(fù)重大工程，構(gòu)建生態(tài)廊道和生物多樣性保護(hù)網(wǎng)絡(luò)，提升生態(tài)系統(tǒng)質(zhì)量和穩(wěn)定性。隨國家發(fā)展戰(zhàn)略轉(zhuǎn)變，土地整治被賦予更深層次內(nèi)涵，生態(tài)型土地整治成為國土綜合整治與生態(tài)修復(fù)重要內(nèi)容。生態(tài)型土地整治工程技術(shù)是以國土空間規(guī)劃、村莊規(guī)劃、產(chǎn)業(yè)規(guī)劃等為依據(jù)，遵循“山水林田湖草是生命共同體”理念，以環(huán)境污染治理與景觀生態(tài)質(zhì)量提升為土地整治核心導(dǎo)向，利用土地整理、開發(fā)、修復(fù)、治理和保護(hù)等工程、生物手段，通過山水林田湖草生命共同體全要素綜合整治，實(shí)現(xiàn)景觀多樣性、生物多樣性與生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)提升的土地整治專項(xiàng)活動(dòng)。

與傳統(tǒng)土地治理相比，生態(tài)型土地整治工程技術(shù)實(shí)施應(yīng)遵循以下原則：①最低擾動(dòng)原則，尊重原有自然生態(tài)環(huán)境，采用自然、原生、生態(tài)化的材料、工藝、技術(shù)，減少工程建設(shè)對自然生態(tài)環(huán)境的干擾，營造生態(tài)系統(tǒng)功能健全的半自然生態(tài)系統(tǒng)。對于退化的生態(tài)系統(tǒng)，以自然恢復(fù)為主、人工修復(fù)為輔，合理選擇保育保護(hù)、自然恢復(fù)、輔助再生和生態(tài)重建等措施。②連通性原則，即構(gòu)建整治區(qū)連續(xù)、完整的生態(tài)網(wǎng)絡(luò)，保證生態(tài)廊道暢通、斑塊相連，保護(hù)生物多樣性與生態(tài)空間多樣性。③協(xié)同性原則，是各項(xiàng)技術(shù)措施協(xié)同一致，使得農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)完整、功能完善、運(yùn)行良好，具有穩(wěn)定抵抗力和恢復(fù)力，可實(shí)現(xiàn)土地資源可持續(xù)發(fā)展。④目標(biāo)多元性原則，土地整治目標(biāo)為“數(shù)量、質(zhì)量、生態(tài)、人文”四位一體，整治功能向產(chǎn)品供應(yīng)、生態(tài)服務(wù)、文化景觀、休閑游憩等多重功能轉(zhuǎn)變，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益、生態(tài)效益統(tǒng)一。

2 生態(tài)型土地整治工程技術(shù)體系

土地整治工程包括土地平整、灌溉排水、田間道路、農(nóng)田防護(hù)與生態(tài)環(huán)境保持等單項(xiàng)工程，每項(xiàng)工程實(shí)施均顯著影響區(qū)域水資源、植被、土壤、大氣、生物等生態(tài)環(huán)境要素及生態(tài)過程，土地整治實(shí)質(zhì)上是對土地生態(tài)系統(tǒng)的重塑[16]。為保護(hù)區(qū)域自然條件和生態(tài)環(huán)境、維護(hù)生態(tài)安全，土地整治各項(xiàng)技術(shù)應(yīng)因地制宜將污染防治、生物保育、景觀美化、水系整治等各類生態(tài)工程作為土地整治的重點(diǎn)內(nèi)容，融入各類單項(xiàng)工程，系統(tǒng)布置田塊、林地、草地、水域等生態(tài)斑塊以及田埂、河流、溝渠、田間道路和緩沖帶等生態(tài)廊道，相互協(xié)調(diào)、相互銜接，構(gòu)建土地整治區(qū)山水林田湖草生命共同體，形成空間和諧、生態(tài)協(xié)調(diào)且節(jié)約高效的土地利用格局和生態(tài)安全網(wǎng)絡(luò)。

2.1 生態(tài)型土地平整工程

土地平整工程是為滿足農(nóng)田耕作、灌溉排水、水土保持等需求，采取挖填措施，對分散田塊、零星地塊進(jìn)行歸并和調(diào)整。土地平整工程在提高土地集約化和規(guī)?；酵瑫r(shí)，改變土地利用結(jié)構(gòu)與類型，不可避免破壞動(dòng)植物棲息生境和農(nóng)田生態(tài)空間格局，對生態(tài)環(huán)境造成負(fù)面影響。生態(tài)型土地平整工程技術(shù)采取生態(tài)田塊、耕作層剝離再利用以及土壤生態(tài)修復(fù)等田塊修筑和地力保持措施，合理劃分田塊基礎(chǔ)上預(yù)留足夠生物棲息地和生物通道，充分發(fā)揮田塊生態(tài)功能。

2.1.1 生態(tài)田塊技術(shù)

田塊是由田間排灌溝渠、道路、林帶等固定工程設(shè)施所圍成地塊，是進(jìn)行灌排、耕作管理和土地平整基本單位。傳統(tǒng)土地整治重點(diǎn)關(guān)注田塊布置對平整工程量、灌溉排水、機(jī)械作業(yè)效率、農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量等影響，對田間動(dòng)物棲息與遷移，土壤中微生物演替和土壤肥力保持等生態(tài)問題不重視。生態(tài)型土地整治應(yīng)綜合考慮區(qū)域水、土、光、熱等資源環(huán)境因素，尤其是田塊生態(tài)功能與景觀美學(xué)等因素，合理劃分、適度歸并田塊，減少田塊破碎程度；適度保留或設(shè)計(jì)適合生物棲息和繁殖的零星斑塊，降低對農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)的擾動(dòng)，保證一定農(nóng)田景觀自然生境。

田塊邊界具有多重生態(tài)功能，對生物多樣性保護(hù)、作物產(chǎn)量和農(nóng)作系統(tǒng)維持、景觀美學(xué)價(jià)值等具有重要作用。土地整治應(yīng)在田塊修筑基礎(chǔ)上保留和重建農(nóng)田生態(tài)邊界，將草皮（帶）、生物田埂、田塊邊角以及坑塘等零星斑塊布設(shè)為生物通道和生物棲息地，保持農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)的生物多樣性和景觀多樣化。山丘區(qū)進(jìn)行梯田田坎修筑時(shí)，結(jié)合地形地勢，按照“小彎取直，大彎就勢”原則，采取土埂、石埂、石籠網(wǎng)、生態(tài)袋等田坎形式，避免硬化坎。同時(shí)在田坎頂部或外側(cè)種植灌叢植被，植物應(yīng)具有固土保水、氮磷富集、經(jīng)濟(jì)效益及觀賞等功能。

2.1.2 耕作層剝離再利用技術(shù)

耕作層是經(jīng)熟化的表土層，為粒狀、團(tuán)粒狀或碎塊狀結(jié)構(gòu)，該層作物根系密集，養(yǎng)分含量豐富，是不可再生農(nóng)業(yè)生產(chǎn)資源。剝離后耕作層再利用能夠快速熟化覆土區(qū)耕地土壤，在恢復(fù)植被方面作用不可替代，廣泛用于土地復(fù)墾、景觀綠化、土壤改良與污染治理、礦山生態(tài)修復(fù)等土地整治相關(guān)工程領(lǐng)域，是開展生態(tài)型土地整治的重要舉措。Scullion研究表明耕作層剝離再利用有利于提高蚯蚓和土壤微生物活力，促進(jìn)地力快速恢復(fù)和植物生長[20]。Tozer等研究表明建設(shè)工程耕作層回覆后，土壤對抗外界環(huán)境干擾能力和生態(tài)恢復(fù)能力增強(qiáng)，可有效保護(hù)植被種子多樣性[21]。

土地平整應(yīng)將可剝離、有利于快速恢復(fù)地力和植物生長的表層土壤或巖石風(fēng)化物剝離，包括耕地耕作層，園地、林地、草地腐殖質(zhì)層以及有利于土地保護(hù)的地表巖層風(fēng)化物等。剝離厚度根據(jù)原土壤表土層厚度、土地利用方向及土方需要量等確定，不宜小于10 cm；土壤資源緊缺地區(qū)可放寬至5 cm，適當(dāng)增加土壤質(zhì)地較好的犁底層和心土層剝離量；耕作層以下土壤可用于底層覆土或綠化用土[22]。

2.1.3 土壤生態(tài)修復(fù)技術(shù)

土地整治采取開挖回填、機(jī)械壓實(shí)等措施，嚴(yán)重改變整治區(qū)土壤結(jié)構(gòu)及土壤生物、微生物生境和群落結(jié)構(gòu)，對土壤功能造成消極影響[23]。整治區(qū)往往出現(xiàn)土壤肥力下降，有機(jī)質(zhì)含量減少，生產(chǎn)力下降，甚至引起土壤侵蝕和土地沙漠化等災(zāi)害。另一方面，隨工業(yè)化進(jìn)程加快，采礦、冶煉等活動(dòng)規(guī)模不斷擴(kuò)大，工業(yè)廢水排放、農(nóng)業(yè)化肥使用等，導(dǎo)致土壤重金屬污染和有機(jī)污染問題日趨嚴(yán)重[24-25]。

土壤修復(fù)方法有物理、化學(xué)和生物三類技術(shù)，其中生物修復(fù)技術(shù)具有成本較低、可有效避免二次污染、適用范圍廣等特點(diǎn)，包括植物修復(fù)、微生物修復(fù)、動(dòng)物修復(fù)及聯(lián)合修復(fù)等技術(shù)。植物修復(fù)通過植物吸收、降解、過濾和固定等功能凈化環(huán)境污染，在國內(nèi)外研究廣泛[26-30]，包括利用植物積累功能的吸收修復(fù)[27]、根系控制污染擴(kuò)散和恢復(fù)生態(tài)功能的穩(wěn)定修復(fù)[28]、利用代謝功能的降解修復(fù)[29]、利用轉(zhuǎn)化功能的揮發(fā)修復(fù)[30]等。微生物修復(fù)是利用天然或篩選培養(yǎng)的微生物、基因工程菌等功能微生物，降低有毒污染物活性或降解成無毒物質(zhì)[31]。當(dāng)前研究熱點(diǎn)主要包括生物積累、生物吸附、重金屬溶解、有機(jī)絡(luò)合配位降解等修復(fù)方法[30]，修復(fù)過程參數(shù)優(yōu)化和關(guān)鍵因子調(diào)控等[32]。動(dòng)物修復(fù)是通過土壤中某些低等動(dòng)物及其體內(nèi)微生物修復(fù)土壤污染，如蚯蚓、某些鼠類以及線蟲綱、蜈蚣目、蜘蛛目等小型動(dòng)物種群對污染物的吸收和富集作用。生物聯(lián)合修復(fù)技術(shù)是綜合應(yīng)用植物、動(dòng)物、微生物兩種及以上生物修復(fù)技術(shù)，或聯(lián)合土壤物理、化學(xué)修復(fù)技術(shù)，如應(yīng)用微生物（細(xì)菌、真菌）—植物、動(dòng)物（如蚯蚓、線蟲）—植物、動(dòng)物—微生物等協(xié)同作用[33-35]，用于農(nóng)藥、石油、多環(huán)芳烴、重金屬、放射性等復(fù)雜土壤污染修復(fù)。

2.2 生態(tài)型排灌工程

土地整治通過修建灌排溝渠與其他水利設(shè)施滿足農(nóng)田灌水與排水需求，保證農(nóng)田處于適宜水分狀況，最大限度降低洪澇、干旱等災(zāi)害造成的不利影響。生態(tài)型排灌工程應(yīng)在維持溝渠灌排功能基礎(chǔ)上，采取生態(tài)化措施改造現(xiàn)有水系，合理布置灌排溝渠和建筑物，提升農(nóng)田灌排水質(zhì)，改善區(qū)域水系生態(tài)環(huán)境，保護(hù)水生動(dòng)植物棲息地，保障動(dòng)物遷徙暢通，營造多樣化水系景觀環(huán)境。

2.2.1 生態(tài)型渠道技術(shù)

長期以來，灌溉渠系多采用混凝土、漿砌石等襯砌形式。從生態(tài)角度看，襯砌渠道降低水流自凈能力，降低生物多樣性，影響農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)物質(zhì)和能量連續(xù)性。生態(tài)型渠道結(jié)合工程措施與植物措施，利用植被凈化功能攔截、吸收、利用水體中過剩營養(yǎng)物質(zhì)；營造適合兩棲動(dòng)物和水生生物棲息空間，有效保護(hù)生物多樣性。植物在河流和排水溝系中污染物截留凈化效果、生物多樣性保護(hù)等方面具有重要生態(tài)功能，成為近年生態(tài)學(xué)和環(huán)境科學(xué)研究熱點(diǎn)[36-37]。然而，目前有關(guān)渠系植被生態(tài)功能研究較少，個(gè)別地區(qū)對生態(tài)渠道設(shè)計(jì)方案、結(jié)構(gòu)型式、建筑材料等進(jìn)行試點(diǎn)探索，相關(guān)水質(zhì)凈化、生物多樣性保護(hù)、生態(tài)廊道等生態(tài)功能亟需開展研究。

2.2.1.1 復(fù)合式襯砌技術(shù)

渠道橫斷面不同部分采用適宜砌護(hù)方式，減少滲漏損失和保障邊坡穩(wěn)定同時(shí)增加側(cè)向土壤含水率，改善渠道邊坡和渠頂植物生長條件。目前多采用以下襯砌技術(shù)：①渠底防滲型，即渠底采用混凝土、漿砌石、土工膜等材料防滲，邊坡采用多孔混凝土板、生態(tài)混凝土、植草空心磚等透水襯砌[38]；②設(shè)計(jì)水位線下防滲型，即渠道設(shè)計(jì)水位以下采取全防滲砌護(hù)，設(shè)計(jì)水位以上采用透水砌護(hù)與植物措施；③三段式砌護(hù)型，即渠道橫斷面分為3部分，常水位以下進(jìn)行防滲襯砌，水位變化區(qū)進(jìn)行生態(tài)砌塊襯砌，安全超高水位以上采用原生植被護(hù)坡。透水砌護(hù)采用工程措施結(jié)合植物措施進(jìn)行防護(hù)，植被搭配以地方優(yōu)勢種為主，采取適宜喬、灌、草配置模式，以保護(hù)和提升景觀效果和生物多樣性。

2.2.1.2 生物保育技術(shù)

農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)中兩棲動(dòng)物取食害蟲，有效保護(hù)農(nóng)作物、保護(hù)生物多樣性，對維持生態(tài)系統(tǒng)平衡具有重要作用。渠道硬質(zhì)化表面光滑無孔隙，落入其中的兩棲動(dòng)物往往無法逃脫導(dǎo)致死亡。為保證生物正常棲息繁衍和遷移，對硬化渠道采取以下生物保育技術(shù)。

①生態(tài)斜坡或階梯：從渠底到渠頂沿邊坡單側(cè)或雙側(cè)間隔設(shè)置生態(tài)斜坡或生態(tài)階梯，采用植生型綠化混凝土、小型石塊、卵石等堆砌，便于兩棲動(dòng)物逃離渠道。斜坡或階梯可布設(shè)在渠道彎曲段兩側(cè)，充分發(fā)揮彎曲段橫向和豎向環(huán)流作用，為逃生動(dòng)物提供臨時(shí)停留點(diǎn)，增加成功脫逃概率[39]。斜坡或階梯規(guī)格根據(jù)主要?jiǎng)游锏奶S、爬坡能力和節(jié)約用地等因素綜合確定。

②生態(tài)帶：在硬化渠道中設(shè)置若干橫向或縱橫雙向生態(tài)帶，橫向生態(tài)帶從渠底通到渠頂布設(shè)，縱向生態(tài)帶沿水流方向設(shè)置一條或多條，并與橫向生態(tài)帶相連，構(gòu)成生態(tài)帶縱橫網(wǎng)格。生態(tài)帶間距以不影響渠道防滲和整體糙率以及生態(tài)、美觀要求進(jìn)行綜合比對，橫向生態(tài)帶寬1.2 m以上；縱向生態(tài)帶寬度取渠底寬1/12～1/4，且不宜小于30 cm[40]。生態(tài)帶內(nèi)部為多孔構(gòu)造，孔內(nèi)填土種植植物，底部進(jìn)行防滲處理；也可整體采用無砂混凝土、多孔混凝土板、混凝土砌塊、生態(tài)袋等透水襯砌，配套植物措施。

③生態(tài)孔：在硬化渠道邊坡設(shè)置圓形或方形孔洞，呈梅花狀或品字形布置，或在渠底打設(shè)單排孔洞，開孔率不宜超過20%[41]?？锥磧?nèi)回填碎石和土壤，種植水生植物，為小型水生、兩棲類動(dòng)物提供棲息空間。曹倩等研究表明孔洞直徑10 cm，深度7 cm，間距75 cm條件下，生態(tài)孔洞對渠道輸水效率影響較小[42]。

④蓄水槽：沿水流方向在渠底設(shè)矩形蓄水深槽，槽內(nèi)鋪設(shè)種植土、拋投卵石或塊石，適當(dāng)種植水生植物，使渠道在停水期間深槽內(nèi)有足夠水量供動(dòng)物存活。張瑩提出蓄水槽規(guī)格為長度2～5 m，間距200 m左右，槽底低于渠底不小于0.8 m[43]。

2.2.2 生態(tài)型排水溝技術(shù)

生態(tài)型排水溝作為農(nóng)田與河流、湖泊之間的連接通道，在保證及時(shí)排除農(nóng)田澇水、降低地下水位前提下，減少邊坡硬化、增加透水性，通過溝渠植物吸收或填料吸附、截留泥沙、微生物降解等作用，有效轉(zhuǎn)化和截留農(nóng)田中氮、磷等營養(yǎng)元素進(jìn)入河道[44-45]，為農(nóng)田動(dòng)物提供水源、食源、棲息地和遷徙廊道，具有匯水、持水、排水、水質(zhì)凈化、農(nóng)田景觀和維持生物多樣性等多種生態(tài)功能，成為農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)物質(zhì)、能量與信息傳遞的主要載體。

2.2.2.1 生態(tài)斷面形式

排水溝利用天然河道和自然坑塘，沿水流方向盡可能保持河道蜿蜒和原有天然軟質(zhì)駁岸，避免或減少人為改造。在保證排水要求前提下，交替布置淺灘和深潭，營造不同水深、水溫、流速、水質(zhì)等多樣化生態(tài)環(huán)境，滿足動(dòng)植物群落對各類生長環(huán)境要求。溝道橫斷面采用多樣化形式，較小排水溝橫斷面可選用梯形斷面；排水標(biāo)準(zhǔn)較高、流量較大時(shí)可選用復(fù)式斷面，設(shè)置差異化兩側(cè)坡比、平臺(tái)高度及寬度，形成多樣化斷面形式，微地形構(gòu)建優(yōu)先選用塊石、石籠、木頭等天然材料。

2.2.2.2 邊坡防護(hù)技術(shù)

在滿足結(jié)構(gòu)安全、穩(wěn)定、耐久等要求下，排水溝邊坡采用自然、半自然、透水性材質(zhì)防護(hù)，減少硬質(zhì)化材料。邊坡防護(hù)時(shí)應(yīng)優(yōu)先考慮“全土質(zhì)型”排水溝，即利用岸邊原有蘆葦、柳樹等天然喬灌木和原生態(tài)草皮護(hù)坡，最大程度保持水體自凈能力和原有生態(tài)群落?！白o(hù)坡不護(hù)底型”是溝壁采用三維土工網(wǎng)、多孔水泥板、生態(tài)袋、賓格網(wǎng)、空心磚、干砌石等透水材料，溝底采用素土壓實(shí)或黏土壓實(shí)防護(hù)；“全護(hù)砌型”是溝壁、溝底均采用透水材料進(jìn)行防護(hù)。對于灌排兩用溝道，生態(tài)化設(shè)計(jì)應(yīng)考慮溝渠防滲及水流速度，適宜采取“全護(hù)砌型”或“護(hù)坡不護(hù)底型”方式。在透水砌護(hù)基礎(chǔ)上，孔縫內(nèi)種植以耐淹草本植物為主，盡量選擇低矮且根系發(fā)達(dá)的當(dāng)?shù)刂参铩?/p>

2.2.2.3 河岸緩沖帶技術(shù)

河岸緩沖帶是指介于河溪和陸域之間的生態(tài)過渡帶，植被是其重要組成部分，具有維持緩沖帶穩(wěn)定、防治面源污染、保護(hù)河流水質(zhì)、保護(hù)生物多樣性等諸多生態(tài)功能[36]。緩沖帶植被應(yīng)選用當(dāng)?shù)剜l(xiāng)土優(yōu)勢、對污染物吸附作用強(qiáng)或生長期間對營養(yǎng)物質(zhì)需求量大、具有一定經(jīng)濟(jì)價(jià)值的植被。此外緩沖帶結(jié)構(gòu)也顯著影響污染物截留與吸收效果，生態(tài)型土地整治中需針對植被結(jié)構(gòu)與緩沖帶寬度、坡度、河岸構(gòu)造等相互關(guān)系，開展主要河道植被設(shè)計(jì)。

2.2.2.4 生態(tài)攔截技術(shù)

生態(tài)攔截是采用生物和工程措施對農(nóng)田排水中氮磷等營養(yǎng)物質(zhì)進(jìn)行攔截吸附、沉積轉(zhuǎn)化及吸收利用，提高養(yǎng)分利用效率、減少水體污染負(fù)荷。工程部分主要包括排水溝、透水壩、攔截壩、節(jié)制閘、生態(tài)浮島、生態(tài)丁型潛壩、生態(tài)塘等，生物部分以本土優(yōu)勢植物為主，兼顧污染凈化、生態(tài)鏈恢復(fù)、植物季相、景觀優(yōu)化等因素。生態(tài)攔截系統(tǒng)應(yīng)布置在排水主干溝上，溝道長度應(yīng)在300 m以上，具有承納10 hm2以上匯水和排水的能力；溝道溝壁材質(zhì)宜采用生態(tài)袋、六角磚、圓孔磚、鵝卵石等有利于護(hù)坡植物定植的材料；沿溝道分段設(shè)置透水壩，末端設(shè)置攔截壩，減緩排水速度，有利于植物吸收利用氮、磷等物質(zhì)；透水壩利用礫石、爐碴、碎磚等多孔材料建成，壩頂種植濕生或水生植物；攔截壩上建節(jié)制閘，可根據(jù)需要控制排水溝水位；在主干溝最寬處或排水承泄區(qū)設(shè)置生態(tài)浮島[46]。生態(tài)塘主要設(shè)置在農(nóng)田排水溝渠末端，劉紅江等研究顯示生態(tài)塘與農(nóng)田面積比例以1∶43～50為宜[47]。

2.3 生態(tài)型田間道路工程

土地整治中田間道路是為農(nóng)田耕作、農(nóng)用物資運(yùn)輸?shù)绒r(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)所修建的交通設(shè)施，包括田間道和生產(chǎn)路。傳統(tǒng)土地整治中道路多采用混凝土、瀝青等硬質(zhì)化材料，降低農(nóng)田自然連通程度，阻礙爬行、兩棲動(dòng)物棲息與遷徙，造成生態(tài)系統(tǒng)功能降低。生態(tài)型道路工程應(yīng)在滿足農(nóng)業(yè)生產(chǎn)生活需求前提下，采用生態(tài)構(gòu)型和環(huán)保材料，如李丹等、郭琪等提出田間道路路面采用透氣透水性能良好的泥結(jié)石路面，路下設(shè)置涵管式生物通道，路肩處種植植被，有利于改善農(nóng)田生態(tài)景觀割裂現(xiàn)象，保護(hù)生物棲息環(huán)境，促進(jìn)農(nóng)田空間物質(zhì)、能量交換與流通[48-49]。

2.3.1 道路生態(tài)結(jié)構(gòu)技術(shù)

道路生態(tài)結(jié)構(gòu)技術(shù)應(yīng)根據(jù)道路通行要求、主要農(nóng)用機(jī)械、車流量和生態(tài)環(huán)保要求，合理確定道路結(jié)構(gòu)和硬化方法，與常規(guī)道路主要區(qū)別是保證道路結(jié)構(gòu)層透水性和透氣性，避免破壞生物棲息地和切斷生物廊道。田間道在滿足強(qiáng)度、穩(wěn)定性、耐久性前提下，可采用透水性瀝青、生態(tài)混凝土、砂礫石、碎石、生態(tài)磚等鋪裝材料，路面透水性較好，泥濘現(xiàn)象較少，符合農(nóng)田景觀要求。對交通量季節(jié)性較強(qiáng)、低噸位、小軸距車輛較多的田間路還可采用輪跡生態(tài)道路，其中輪跡帶采用水泥混凝土結(jié)構(gòu)，其余部分采用泥結(jié)石、磚塊等透水材料配套植物措施，減少路面硬化，便于動(dòng)物橫穿。生產(chǎn)路要考慮減少道路分隔農(nóng)田斑塊造成的生態(tài)影響，路基可采用素土或砂土夯實(shí)，路面采用素土、砂石、泥結(jié)石或間隔石板、混凝土板等材料。有休閑旅游要求時(shí)可布設(shè)觀光游憩路，道路材料不拘形式，可采用透水性材料，或就地取材，利用秸稈、稻草等環(huán)保再生材料鋪設(shè)。

2.3.2 生物通道技術(shù)

生物通道是指具有一定寬度、供生物遷徙穿越的通道，將道路兩側(cè)農(nóng)田、水域、林地等斑塊聯(lián)通，便于野生動(dòng)物安全遷徙，保證動(dòng)物流動(dòng)性及農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性。生物通道應(yīng)充分結(jié)合地形地貌以及生物季節(jié)性遷移、避難習(xí)性及生活習(xí)性等因素，合理確定通道空間位置，選擇通道數(shù)量、規(guī)格和材質(zhì)，保證通道生境與周圍環(huán)境協(xié)調(diào)，且接近自然的溫度、濕度、聲音、光線等條件，避免動(dòng)物出現(xiàn)感知障礙[50]。根據(jù)生物通道與道路相對關(guān)系及結(jié)合形式，可分為以下形式。

2.3.2.1 橋梁式通道

當(dāng)?shù)缆房缭捷^大洼地、溝渠、河流時(shí)，修建橋梁，橋下空間作為生物通道。由于橋體下部空間較大，可保證陸地或水陸連通，視覺開敞與貫通，空氣流通，適于山羊、野牛、野豬等有蹄類動(dòng)物穿行。必要時(shí)對橋梁及其緊鄰道路進(jìn)行隔音處理，避免影響動(dòng)物遷徙或覓食行為。

2.3.2.2 涵洞式通道

當(dāng)?shù)缆房缭捷^小洼地、溝渠、河流時(shí)，路下修建涵管或涵箱作為動(dòng)物通道，主要適合于小型爬行類或兩棲類動(dòng)物。涵管底部宜鋪設(shè)小型卵石或砂石營造粗糙表面，涵管入口處覆蓋或種植當(dāng)?shù)刂脖?、樹枝、樹葉。涵洞一般還兼有過水功能，可在涵管側(cè)壁水位線以上安裝一定寬度挑板，作為動(dòng)物應(yīng)急通道[51]。

2.3.2.3 天橋式通道

山丘區(qū)山體被道路切斷處，在道路上方設(shè)置天橋?qū)蓚?cè)山體相連作為生物通道。橋面模仿自然生境，覆土種植，橋兩側(cè)密植灌木，在降低道路噪聲干擾同時(shí)避免動(dòng)物受到視覺驚擾。這種通道通行環(huán)境與自然狀態(tài)一致，動(dòng)物穿越其間脅迫感小，食肉類動(dòng)物和有蹄類動(dòng)物喜愛登高而不愿鉆洞，易接受此類通道。

2.4 農(nóng)田防護(hù)與生態(tài)環(huán)境保持工程

農(nóng)田防護(hù)和生態(tài)環(huán)境保持工程是指為保護(hù)土地利用活動(dòng)的安全，保持和改善生態(tài)條件，防止或減少自然災(zāi)害而采取的工程和生物措施，包括農(nóng)田林網(wǎng)、岸坡防護(hù)、溝道治理和坡面防護(hù)等，對于防治土壤侵蝕、涵養(yǎng)水源、提高土壤生產(chǎn)力、改善區(qū)域生態(tài)環(huán)境具有重要作用。與其他單項(xiàng)工程生態(tài)技術(shù)構(gòu)成連續(xù)、完整、系統(tǒng)的農(nóng)田生態(tài)網(wǎng)絡(luò)體系，共同維護(hù)農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)安全和生物多樣性。

2.4.1 林網(wǎng)生態(tài)技術(shù)

林網(wǎng)生態(tài)技術(shù)以受大風(fēng)、沙塵等影響嚴(yán)重區(qū)域、水土流失易發(fā)區(qū)為重點(diǎn)，在農(nóng)田、溝渠、道路、田坎等邊緣地帶，或岸坡、溝坡布置喬、灌木植物措施，因地制宜建設(shè)農(nóng)田防護(hù)林、水土保持林、梯田埂坎防護(hù)林、護(hù)溝林、護(hù)岸林等，利用林木的防護(hù)、綠化、凈化、防風(fēng)、涵養(yǎng)水源等功能，防風(fēng)固土，抵御自然災(zāi)害，改善農(nóng)田小氣候，確保作物穩(wěn)定高產(chǎn)；同時(shí)增加農(nóng)田生境連通性，保護(hù)生物多樣性，增加生態(tài)景觀效果。

2.4.2 岸坡防護(hù)工程技術(shù)

河道岸坡是河流與陸地生態(tài)系統(tǒng)之間的過渡帶與連接帶，兼顧行洪排澇與生態(tài)平衡主要功能。傳統(tǒng)砌石、混凝土等硬質(zhì)護(hù)坡技術(shù)在保護(hù)岸坡、抗沖刷、水土保持等方面具有優(yōu)良性能，但隔斷坡面和坡體之間水力聯(lián)系和物質(zhì)交換，剝奪植物、動(dòng)物和微生物生存和繁衍空間。生態(tài)型岸坡防護(hù)技術(shù)主要特點(diǎn)是可滲透性，常采用木樁、格賓石籠、生態(tài)混凝土、生態(tài)袋、生態(tài)磚、土工格柵墊石等河岸固定技術(shù)，同時(shí)結(jié)合植被措施進(jìn)行岸坡防護(hù)，在維持工程結(jié)構(gòu)安全性同時(shí)維護(hù)良好水陸生態(tài)環(huán)境。

2.4.3 溝道治理與坡面防護(hù)技術(shù)

溝坡防護(hù)技術(shù)重點(diǎn)是山丘區(qū)，依據(jù)山水林田湖草沙系統(tǒng)治理理念，以小流域或區(qū)域?yàn)閱卧侠聿贾脺项^防護(hù)、谷坊、攔沙壩、梯田、魚鱗坑、截流溝、排洪溝、水窖等溝坡治理工程措施；在此基礎(chǔ)上，根據(jù)因害設(shè)防、因地制宜原則，采取封育、造林、種草等生物措施，采取以改變小地形為主、以增加地面覆蓋為主、以增加土壤入滲為主的各類耕作措施。各類措施合理配置、相互協(xié)調(diào)，構(gòu)建水土流失綜合治理措施體系，為生態(tài)修復(fù)保護(hù)和水土保持生態(tài)建設(shè)等提供有力保障。

3 討論與結(jié)論

生態(tài)型土地整治應(yīng)統(tǒng)籌兼顧山水林田湖草生命共同體各要素，具有系統(tǒng)性、整體性和綜合性特點(diǎn)[19,52]。現(xiàn)階段土地整治應(yīng)根據(jù)區(qū)域自然資源稟賦以及生態(tài)限制因素，從系統(tǒng)工程和全局角度布置田塊、林草地、水域等生態(tài)斑塊，以及河流、溝渠、田間道路和防護(hù)林網(wǎng)等生態(tài)廊道，構(gòu)建區(qū)域及全國范圍生態(tài)空間和生態(tài)網(wǎng)絡(luò)。

生態(tài)型土地整治涉及農(nóng)業(yè)、水利、交通、地理、測繪、土壤、作物、生物、環(huán)境、人文等多個(gè)學(xué)科領(lǐng)域[16,26,53]，存在跨學(xué)科、跨專業(yè)、跨地域等問題，目前理論研究較為薄弱，學(xué)科體系仍處于理論探索階段。需要從自然生態(tài)系統(tǒng)演替規(guī)律和內(nèi)在機(jī)理出發(fā)，拓寬土地整治內(nèi)涵，豐富生態(tài)型土地整治理論基礎(chǔ)和技術(shù)方法，深化土地整治本質(zhì)和優(yōu)化土地整治路徑，提供理論依據(jù)和實(shí)踐指南。近年來各地頒布農(nóng)田生態(tài)排水[46,54]、農(nóng)田生態(tài)景觀[55]、生態(tài)廊道構(gòu)建[56-57]等相關(guān)地方標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)[58-59]，但生態(tài)型土地整治相關(guān)工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系尚不完善，難以支撐和指導(dǎo)生態(tài)型土地整治建設(shè)要求。亟須從國家和地方兩個(gè)層面研究并制定完善工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系，國家層面從源頭和頂層設(shè)計(jì)上建立生態(tài)型土地整治的剛性約束，各地探索、制定符合當(dāng)?shù)厣鐣?huì)發(fā)展水平和自然特點(diǎn)的工程建設(shè)內(nèi)容與建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)。形成強(qiáng)制性與推薦性相互配合的標(biāo)準(zhǔn)體系，強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)發(fā)揮基礎(chǔ)性作用，推薦性標(biāo)準(zhǔn)發(fā)揮引領(lǐng)性作用。標(biāo)準(zhǔn)體系應(yīng)涵蓋調(diào)查監(jiān)測、規(guī)劃設(shè)計(jì)、工程實(shí)施、驗(yàn)收評價(jià)、監(jiān)督管護(hù)全過程，包括工程標(biāo)準(zhǔn)、總體布局、工程結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì)參數(shù)、管護(hù)制度等內(nèi)容，科學(xué)指導(dǎo)全國各地土地整治有序?qū)嵤?，有效推?dòng)當(dāng)前國土綜合整治建設(shè)。

當(dāng)前，生態(tài)型土地整治實(shí)踐中對土地科技創(chuàng)新需求日益強(qiáng)烈，亟須應(yīng)用生態(tài)型、成本低的新材料，減少非生態(tài)型材料使用和對生態(tài)系統(tǒng)的人為干擾；另一方面，亟須開展遙感、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能等現(xiàn)代高新技術(shù)在土地整治工程領(lǐng)域中的應(yīng)用及技術(shù)裝備的集成研發(fā)，提升國土綜合整治和生態(tài)修復(fù)技術(shù)創(chuàng)新水平。