生态型土地整治工程技术研究分析

(整期优先)网络出版时间:2023-02-14
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生态型土地整治工程技术研究分析

王方舟

陕西地建土地综合开发有限责任公司

摘要当前,中国正处在经济、社会转型期以及生态文明建设早期阶段,生态型土地整治既是国家发展战略的需要,也是土地整治的发展方向。生态型土地整治是以“两山论”为指导,以“山、水、林、田、湖生命的整体性”为核心,通过相关工程技术进行乡村土地的整治与生态恢复,既包括对耕地进行改造,也包括提高农田基础设施、提高土壤产量,同时将乡村土地整治与生态环境、脱贫攻坚、乡村振兴共同发展。

【关键词】生态型土地整治;工程技术

生态型土地整治系统性强,技术复杂,工程技术的研究多集中在单个技术上,对其技术体系的研究很少。目前,有关土地整治、高标准农田的地方标准和产业标准已经出台,但对生态型土地整治的内容却很少。要促进生态型土地整治的健康、可持续发展,必须发展生态型土地整治工程技术。

一、生态型土地整治要求

1.强调整体协调发展

土地整治工作本身就具有很强的专业性和技术性,根据生态型土地整治工作的需要,实际建设用地必须以整体性或可持续发展为基础,确保各个部分之间内在的联系实现统筹融合,从而形成与之对应的土地整治系统,实现人与自然的协调整体性。同时,也要坚持以人为中心的思想原则,力求适应现代社会对土地资源的现实需要,使土地的健康度、舒适度得到提高。

2.重视自然生态环境

新经济时代,人们在追求生产利益的同时,也越来越注重自然生态的保护,这也是新时代的社会生产和发展的必然要求。基于这一点,生态型土地整治必须坚持以自然生态作为客观性的原则。在现代社会,新的土地生态化改造必然要符合自然生态的基本原则,而这也将成为今后的一个新课题。在生态型土地生态整治过程中,要突出生态环境的自然性,需要注意以下几个方面:首先是从整体上考虑景观生态观念,持续提高土地利用功能;其次是在土地利用上要注意有效地保护土地资源,确保自然生态质量;最后是新的土地生态应该具备一个健康、有序的特征,也就是要达到整个生态系统的整体改善。

二、生态型土地整治工程技术分析

1.生态型土地平整工程技术

土地平整是指在农田耕作、灌溉排水、水土保持等方面,通过开挖策略,整理分散的田块和零星地块。土地平整项目在一定程度上促进了土地的集约化、规模化,但也会使土地利用结构和类型发生变化,从而对动植物的栖息地、农田的生态格局产生不利的影响。生态型土地平整技术主要包括生态田块的建设、耕作层的剥离与再生利用、生态恢复等,在合理划分田块的基础上,留出充足的生物栖息地和生物通道,充分发挥田块生态功能。

1.1生态田块技术

田块是指农田灌溉沟渠、道路、林带等固定的工程设施,是进行灌排、耕作管理、土地平整的基础单元。传统的土地整治主要是考虑地块布局对平整工程量、灌溉排水、机械作业效率、农产品产量等的影响,而对农田中的动物的栖居和迁徙、土壤中的微生物演替、土壤的肥力维持等生态问题的重视度较低。生态型土地整治要考虑到区域的水、土、光、热等资源和环境,特别是农田的生态功能和景观美感,合理划分和适度整合,降低地块的破碎程度,适当地保留或设计适宜于植物生长的小块,以减少农田生态的扰动,确保一定的农田景观自然生境。农田边缘的生态功能是保护生物多样性、提高作物产量和维持农业系统、景观美学价值的关键。土地整治要在田块建设的基础上,保留并重建土地的生态界线,把零星的草地、生物田埂、田块边角、坑塘等小块作为生物通道和生物栖息地,使其生物多样性和景观多样性得以维持。山丘区在修建梯田田坎时,根据地形特点,遵循小弯取直、大弯顺势的原则,采取田埂、石埂、石笼网、生态袋等田坎形式,避免硬化坎。

1.2耕作层分离再利用技术

耕作层是一种成熟的表层土壤,具有粒状、团粒状、碎块等特征,具有较强的根系和丰富的营养物质,是一种不可再生的农业生产资源。分离后的耕作层可以迅速熟化覆土区的土壤,具有无可取代的恢复植被的功能,在土地复垦、绿化景观、土壤改良和污染治理、矿山生态修复等领域,是开展生态土地整治的重要举措。相关研究结果显示,分离后的耕作层能有效地改善蚯蚓的活力和土壤的微生物活性,并能加速土地的恢复和植株的生长。在耕地覆盖后,土壤的抗干扰能力和恢复能力得到提高,可以有效地保护植物的种子多样性。土地平整应该把可分离的、有利于快速恢复土壤和植被的表土或岩石风化物分离,其中包括耕作层、园地、林地、草地腐殖质层,以及有利于保护土地的地表岩层。分离厚度应视土层厚度、土地利用方向、土方用量等因素而定,以10 cm为宜;在土壤缺乏的区域,可以放宽到5 cm,适当提高耕作层和心土层的脱除率;耕作层往下的土壤可以用作覆盖层或进行绿化。

1.3土壤生态修复技术

通过开挖回填、机械碾压等土地整治方法,对土壤的生物、微生物、群落结构产生了很大的影响。在整治地区,会发生土壤肥力降低、有机质含量降低、生产能力降低、水土流失等灾害。同时,随着工业化的飞速发展,采矿、冶炼等行业也随之得到发展,工业废水的大量排放、农业化肥的过度使用,使得土壤中的重金属、有机污染日趋严重。土壤生态修复技术有物理、化学、生物三大类,而且成本低,可有效避免二次污染,适用范围广泛,主要有植物修复、微生物修复、动物修复和生物修复等技术。植物修复技术是通过植物吸收、降解、过滤、固定等多种功能来实现对环境污染的净化,其中包括利用植物的累积功能的吸收修复、根系控制污染的扩散、稳定的修复生态功能、利用代谢功能的降解修复、挥发性修复。微生物修复技术是指通过自然或经筛选培养的微生物、基因工程菌等,使毒性污染物的活性下降或降解为无害的物质。

2.生态型排灌工程技术

土地整治是指在农田灌溉、排水等基础设施上进行灌溉和排水,以确保农田在合适的水量条件下,尽量减少洪涝、干旱等灾害对农业生产的不利影响。生态型排灌项目在保持灌排功能的前提下,对原有水系进行生态化改造,设置灌排沟渠、建筑物,改善农田灌排水质,优化地区水系生态环境,保护水生动植物栖息地,保障动物迁移通畅,创造多元化的水系景观环境。

2.1生态型渠道技术

灌渠系统长期采用混凝土、浆砌石等多种衬砌方式。从生态学的观点来看,衬砌渠道会减少河流的自净能力、减少生物多样性、破坏农田生态系统的物质和能源的连续性。生态型通道通过工程和植物的综合利用,对水体中多余的养分进行拦截、吸收和利用,建立适宜于水陆两栖类动物的生存环境,有效地维护生物的多样性。植被在河流和排水管系统中的截留净化作用、生物多样性保护等方面起着举足轻重的作用。但是,目前国内对渠系植物生态功能的研究还很匮乏,一些地方还在对设计方案、结构形式、材料等方面进行尝试,有关的水质净化、生物多样性保护、生态通道等生态功能也有待进一步的研究。

2.2生态型排水沟技术

生态型排水沟是农田与河流、湖泊的连通渠道,它可以降低边坡的硬化程度,提高渗水性,利用沟渠植物吸收或填料吸附、截留泥沙、微生物降解等作用,将农田中的氮、磷等营养元素转化并截留到河道中,为农田动物提供水源、食源、栖息地和迁移通道,具有汇水、持水、排水、水质净化、农田景观、保持生物多样性等生态功能,是农田生态系统物质、能量和信息的重要载体。

3.生态型田间道路工程技术

土地整治过程中的田间道路是指为农田耕作、农用物资输送等农事活动而设置的交通运输,主要有田间道路、生产道路。在传统的土地整治中,道路大多采用水泥、沥青等硬质化物质,减少了耕地的天然连通性,阻碍了爬行和两栖动物的生存和迁移,从而导致了生态系统的退化。生态型道路建设应该在满足农业生产、生活需要的基础上,利用生态构型与绿色材料,在农田道路地面铺设具有优良透水性的泥石路面,并在路下设置生物通道,路肩处栽植植物,有利于改善农田生态景观分裂问题,保护生物栖息环境,保证农田空间物质、能量交换与流通。

3.1道路生态结构技术

道路生态结构技术要考虑道路的通行要求、农用机械、车辆流量、环境保护等因素,科学的选择道路的结构和加固方式。在确保强度、稳定性和耐久性的前提下,可以选用透水性沥青、生态混凝土、砾石、碎石、生态砖等作为铺装材料,使道路具有良好的透水性,减少淤泥,以满足农田的要求。对于运输季节性强、吨位小、轴距小的大街小巷,可以采用轮迹生态道路,其中轮迹区采用水泥混凝土结构,其他路段采用泥石头、砖块等透水材料,采用植物措施,减少路面硬化,便于动物穿越。生产路应尽量降低道路隔离区对生态环境的影响,采用素土或砂土进行压实,路面采用素土、砂石、石子或间隔石板、混凝土板等。在有休闲旅游需求的情况下,可设置游玩休憩道路,路面材质不限,可选用透水材质,或就地取材,使用秸秆等可回收的环保原料。

3.2生物通道技术

生物通路是指具有一定宽度的生物迁移通过的道路,连接道路两侧的农田、水域和林地,以方便野生动物的迁移,确保农田生态环境的稳定。生物通道应该充分考虑地形、生物的季节性迁移、避难习惯和生活习惯,合理地确定通道的空间位置、通道数量、规格和材质,确保通道与周边环境的和谐统一,并尽可能接近自然的温度、湿度、声音、光线,以防止动物产生感知障碍。

4.农田防护与生态环境保持工程技术

4.1林网生态技术

林网生态技术主要针对的是容易受大风、沙尘等影响的严重区和水土流失易发区,在农田、沟渠、道路、田坎等边沿地区或岸坡、沟坡布置乔、灌木措施,构建农田防护林、水土保持林、梯田埂坎防护林、护沟林、护岸林等,利用林木的防护、绿化、净化、防风、涵养水源等功能,防风固土,防御自然灾难,改进农田小气候,保证作物稳定高产,而且提高了耕地的连通性,增加了耕地的生物多样性,提高了生态环境的保护作用。

4.2岸坡防护工程技术

河岸是河、陆两个生态系统的过渡地带和连接区,它同时具有防洪、排涝和保持生态平衡的功能。传统的硬质护坡技术如砌石、混凝土等,在保护岸坡、抗冲刷、保持水土等方面表现出了优异的效果,但却阻碍了坡面与坡体间的水力、物质的交换,夺走了植物、动物、微生物的生存和繁殖区域。生态岸坡防护技术的最大特色是具有渗透性,通常采用木桩、格宾石笼、生态混凝土、生态袋、生态砖、土工格栅垫石等,并与植物策略相结合进行岸坡防护,在保持工程结构安全性的同时可以保证稳定的水陆生态环境。

4.3沟坡防护技术

沟坡防护技术的重中之重是山丘区,按照山、水、林、田、湖生命的整体性基本思路,对沟头防护、谷坊、沙坝、梯田、鱼鳞坑、截流沟、沟槽、水窖等沟坡的布置整治措施。以此为基础,按照因地制宜的理念,采取封育、造林、种草等生物措施,采取小地形为主,增加地面覆盖,增加土壤渗入等各种策略。通过各种策略的科学规划,互相协同,建立水土流失综合防治策略体制,为生态恢复、生态环境保护等工作带来坚强的后盾。

三、结语

大力推进生态型土地整治,应用科学的土地整治工程技术,不仅是改善目前土地开发与生态问题的有效途径,同时也能有效地保障土地资源的安全,使土地的保护和发展达到协调,从而极大地推动生态型整治和工业的发展。

参考文献:

[1]践行绿色发展理念 推进生态型土地整治——以西安市为例[J]. 周颖明,史可梅,张坤.  中国农业综合开发. 2022(09)

[2]生态型土地整治须注重制度统筹[J]. 李乐,姜广辉,陈翠华,陈静,罗政.  国土资源情报. 2021(03)

[3]生态型土地整治模式及土地工程生态重建设计分析[J]. 杨飞燕.  智能城市. 2020(21)