人工溝渠濕地的現實意義與存在的問題

羅慈蘭，侯賢貴

廣東省汕尾市水利水電規劃設計院，廣東 汕尾 516600

1 定義與內涵

人工溝渠濕地主要指以排水和灌溉為目的人工挖掘的水道，作為排水和引水的廊道改善了土壤的結構，促進了作物的生長，從而提高了農作物的產量。同時，人工溝渠這種景觀的存在對周圍的環境也產生了巨大的影響[1]。

2 價值與意義

對近幾年來國內外的研究成果進行分析，總結人工溝渠濕地對生態環境的重要意義。了解國內外的對人工溝渠濕地的研究狀況有助于提供可靠的設計依據。

2.1 去除污染物

由于排水中含有的各種各樣的污染物，因此具有排水功能的人工溝渠濕地研究的比較多。Bouldin等評估了農業溝渠對砷的去除能力，研究發現農業溝渠能夠有效的去除有毒元素砷[2]。Louchart等人在地中海地區研究了水流中鋅元素的遷移情況，溝渠能有效降低進入河流的農業排水溝渠系統中污染物潛在毒性影響。Smith對瓦溝水中有機碳顆粒物和磷的研究表明，溝渠對有機碳顆粒物和磷有重要的滯留作用。

在國內也有大量的有關排水溝對排水中污染物去除的研究。尹澄清等對白洋淀水陸交錯帶對陸源營養物質的截留作用進行了初步研究。曲向榮對遼東灣蘆葦濕地對陸源營養物質凈化作用進行了初步研究，結果表明溝渠對各種形態的氮、磷具有很好的滯留作用。姜翠玲等人對溝渠濕地作了長期大量的試驗研究，如溝渠濕地對農業非點源污染物的凈化能力[3]。

人工溝渠可以對各種污染物進行截流和去除，但是管理不當也可能導致整個溝渠系統物質元素的單向喪失和溝渠系統外環境的污染和破壞，具有排水功能的溝渠，如果管理不善，可能導致污染物對水土環境產生二次污染。Mats Astrom[4]在西芬蘭通過兩小溪流水的物理化學屬性對比，研究發現雖然人工排水溝對流量過程線沒有任何重要影響，但是它導致水中Mn、Ca、Mg懸浮物質和堿度的增加，TOC和H3O+濃度的降低，而對Al和Fe來說有一個控制機制的變化。Minh和Tucker的研究結果表明如果不對溝渠流出物進行處理，將會給溝渠及其周圍的環境帶來危害。其中，Jan等人的研究表明其會造成溝渠富營養化。在國內，張蕓通過研究三江平原排水溝渠，得出溝渠排水導致大量離子、營養元素和重金屬元素喪失是造成沼澤退化的原因之一[5]。

2.2 保持物種多樣性

據加拿大南部魁北克農業景觀物種統計，臨近水溝的濕地本地種比臨近農田要多，所以溝渠保存了濕地的種源[13]。Grootjans等在研究長期排水對濕地物種豐富度的影響時發現，沼澤地中喪失的許多物種在溝渠中存活了下來，溝渠保留了濕地30%上的物種。

在國內，費永俊等對荊州市西郊鄉村溝渠濕地植物種類、數量特征、物種多樣性指數和植被類型進行了初步的研究，研究結構表明：溝渠岸邊植物種類分屬17科35屬39種，群落結構水平分布格局為斑塊狀；溝渠濕地植物10科16屬18種，分為3種生活型，即挺水植物、浮水植物和沉水植物[6]。

3 存在的問題

截止目前，已有相當數量的人工溝渠濕地應用于實際，但是在設計過程中還是存在各種各樣的問題。

3.1 計算模型研究的滯后

在人工溝渠相關的模型研究上面也有一些成果。法國利用修改了的TOPOG水文模型計算出了人工網絡（包括溝渠、樹籬、公路和河流）的匯水面積，并得出溝渠收集的水量要大于公路和樹籬但是小于河流的一般結論。Adrian Armstrong利用DITCH模型成功的預測了英國Norfolk Broads和Somerset Levels區域兩塊濕地水位行為模式，其中土壤的水力導度很大程度上影響著溝渠水位對潛水位的控制程度[7]。目前，國外有關人工溝渠的水文效應研究比較多，但是研究不系統，僅停留在某一方面和某一個過程的研究上，極不利于人工溝渠水文效應的發揮。國內對該方面的研究更少，尚屬空白，極不利于濕地、農田保護與管理工作的開展。同時，也給設計部門造成了不小的難題。

3.2 經濟效益評價較困難

生態效益評價比較困難，目前還沒有統一的評價標準。因此，人工溝渠濕地的經濟效益評價顯得比較困難。而且，在人工溝渠的基礎上建立溝渠濕地，難以避免給溝渠的功能產生一定得影響，如何在充分發揮溝渠輸水功能的前提下，將生態效益最大化也難于定量計算與評價。經濟效益難于評價，給溝渠濕地的應用與推廣造成了一定的困難。

[1]郗敏，呂憲國，劉紅玉.人工溝渠的生態環境效應研究綜述[J].生態學雜志，2005，24（12）：1471-1476.

[2]Bouldin JL，Milam CD，Farris JL.Evaluating toxicity of Asana XL (esfenvalerate) amendments in agricultural ditch mesocosms [J].Chemosphere，2004，56（7）：677-683..

[3]姜翠玲，崔廣柏，范曉秋，章亦兵.溝渠濕地對農業非點源污染物的凈化能力研究[J].環境科學，2004，25（2）：125-128.

[4]Astrom M，Aaltonen EK，Koivusaari J.Effect of ditch in operations on stream-water chemistry in a boreal forested catchment [J].Sci.Environ，2001，279（1=3）：117=129。

[5]張蕓.排水對三江平原沼澤濕地土壤中化學元素的影響[J].農村生態環境，2001，17（1）：9=12.

[6]費永俊，劉志雄，葉玉娥.荊州市西郊鄉村溝渠濕地植物群落結構初步研究[J].長江大學學報：自然版，2005，2（2）：10-15.

[7]Bierkens MFP，Wesseling JG.Comparison of two modes of surface water control using a soil water model and surface elevation data [J].Geoderma，1999，89（1-2）：149-175.