墾造水田生態評價體系及生態建設措施

段壽平，王多棟，靳再振，高金暉

[1.廣東省城鄉規劃設計研究院有限責任公司（鄉村振興發展中心），廣東廣州 510000；2.深圳市龍崗排水有限公司，廣東深圳 518000；3.深圳市水務規劃設計院股份有限公司，廣東深圳518000]

我國經濟進入高質量發展階段以來，城市發展對于耕地占補平衡有著迫切需求，墾造水田工作盤活了存量的土地資源，積極推進土地供給側結構性改革，促進土地節約集約利用，為經濟高質量發展提供用地保障。水田墾造工程是近年來我國高度重視國土資源保護，實行最嚴格的耕地保護制度的重要途徑。非農建設占用耕地必須全面落實“占優補優、占水田補水田”，墾造水田則是落實和完善耕地占補平衡制度，遏制耕地“非農化”“非糧化”的重要舉措，該工作進一步改善了農村生產條件，為鄉村振興注入了新活力。

墾造水田實施過程中整合優質耕地資源，完善田間生態型基礎設施，提高土壤肥力，集中連片的建設，使土地的耕作條件得到明顯改善，使土地提供更高效的生態和農業功能。本文的研究意義在于，進一步契合當代生態文明建設的需求，從生態型建設理念切入，制定生態評價體系，布局生態功能措施體系，落實區域水田生態修復與保護，關注從水田建設方面提升區域生態系統穩定性和可持續性。

1 墾造水田中生態措施定義

1.1 墾造水田內容

墾造水田是借助規劃和設計手段，植入生態理念和措施，通過合理選址，科學施工建設，對具備墾造條件的場地進行系統的生態水田改造的過程。墾造前地類多種，選址范圍內情況復雜多樣，從生態農田建設的視角，地塊原則上要求連片度在50 畝（1 畝=667 m2）以上、坡度在15°以下，地類可以是農用地中的旱地、水澆地和可調整地類（或工程恢復、即可恢復地類），也可以是未利用地、可復墾為水田的建設用地，以及通過論證的非耕地的園地、坑塘水面地類。鼓勵在社會主義新農村建設中，通過拆除舊房、空心村改造等將農村閑置建設用地整理復墾為水田。主要建設內容包括土地平整工程、灌溉與排水工程、田間道路工程、農田防護與生態環境保持工程、工程生態化及生物多樣性保護等。

1.2 生態型水田相關措施定義

生態農業是指以生態學原理為指導，應用現代科學技術和方法所建立和發展起來的一種多層次、多結構、多功能的集約經營管理的綜合農業生產體系。它具有生產率高、穩定持續、綜合性、有機性和效益性特點。

農田生態系統是指人類在以作物為中心的農田中，利用生物和非生物環境之間以及生物種群之間的相互關系，通過合理的生態結構和高效生態機能，進行能量轉化和物質循環，并按人類社會需要進行物質生產的綜合體。它是農業生態系統中的一個主要亞系統，是一種被人類馴化了的生態系統。農田生態系統不僅受自然規律的制約，還受人類活動的影響；不僅受自然生態規律的調節，還受社會經濟規律的支配。墾造水田同屬于生態農業建設的重要組成部分，建設過程中同樣需要考慮農田生態系統的指標體系和建設內容。因此，生態型墾造水田是指以生態學原理為指導，以水田作物為中心，以生態系統的視角應用現代生態科學理念建立的，具有合理的生態結構和高效生態機能的水田綜合體。

2 研究方向

2.1 生態措施評價體系構建

現階段水田建設中的生態措施評價，主要依賴于國家高標準農田建設的相關評價文件，國家頒布的《高標準農田建設評價規范》（GB/T 33130-2016），雖然提到生態相關的指標，但其指標類型較少、覆蓋面小。現有的生態型的農田建設評估主要以提高耕地生產力為核心，較少考慮農田生態系統的穩定性、可持續性及與農村生活的關聯性，這與中國鄉村振興戰略對農業農村綠色高質量發展的要求仍有差距。因此立足于國家高標準農田建設的實際需求,對墾造水田建設中生態評價指標體系進行研究。一般需要從綜合性、客觀性、協調性、自然性、經濟性五個原則進行綜合考慮[1]。

2.2 生態措施研究內容

1）生態要素提取及系統優化。墾造水田建設區域的生態系統需要在區域大尺度和小尺度范圍上分別對土、肥、水、種和陽光等自然條件進行系統提取，結合水田種植制度等確定核心生態因子的基礎需求，并在此基礎上結合生態評價指標體系提出優化措施方案。該過程需要在前期調查和規劃設計階段進行完成。

2）優化農田水資源利用效率。在墾造水田建設中，水源需充足且通過合理的工程措施能夠供應墾造后水田種植。水資源的優化調配需要充分考慮來水量、補水量、下墊面滲透、雨季旱季的影響等因素綜合影響。未來需要進一步研究水田抗旱、排澇的生態型措施支撐，進一步保障作物生長，滿足現代節水農業提出水田灌溉中“壯根、增溫、通氣、節水”等要求[2]。

3）耕作土壤提質改造。高產稻田要求耕性良好，干耕不成塊，阻力小；土壤升溫快，土壤中水、肥、氣、熱狀況良好。水耕軟而不爛，深而不陷，土水融和。既有較堅實的犁底層，可以保水保肥，又有適當的滲漏性。配置較深厚的耕作層，可以保蓄較多的肥水，擴大水肥的供應范圍，加速土壤的熟化程度，為水稻根系的生長發育提供良好的條件。一般要求耕層深度20 cm 左右、有機質2%以上，同時還應含有水稻生長所需的多種微量元素，保證有益微生物活動旺盛。研究顯示，稻田固氮菌的數量有隨土壤肥力水平的提高而增加的趨勢，硝化細菌、氨化細菌、好氣性纖維分解菌和反硫化細菌等的數量也與土壤肥力成正相關，反硝化細菌則與此相反。因此，墾造水田需要重點考慮改善土壤結構，實現用地與養地的結合，從而逐步實現土壤改良，保肥增效。

4）削減農田面源污染。當前在水田等農田種植過程中，不科學合理地施用化學肥料和殺蟲劑、除草劑、增效劑等各種農藥，形成的大量養分和有害物質通過地表徑流與田間滲漏方式進入農田溝渠，又由溝渠逐級匯入下游地表水體，產生嚴重的水體污染問題。而在常規的高標準農田、土地整治等工程建設中，“硬底化”“三面光”灌排溝渠的大量布設，也加快了農田面源污染的演進速度。生態型農田要考慮促進農田外部減污、降污，內部自我消納污染的系統構建[3]。

5）增強生物多樣性保護。農田生物多樣性提供了農業可持續發展必需的傳粉和病蟲害防控等功能。但農業集約化、農田植被單一化、景觀同質化導致生物多樣性下降；另外農藥、化肥的大量施用，破壞了農田生態系統自有的生態平衡，打斷了原有農田生態系統的物質循環，導致田間生物棲息環境在短期內產生重大變化，無差別地消滅了或驅趕了農田生態中的生物，造成農田生態系統生物多樣性急劇下降，呈現“寂靜的春天”景象。生態化工程建設設計的缺失對農田生態系統造成了強烈的人為擾亂，引發田間生物棲息、繁衍的生存和發展的環境發生重大變化，農藥化肥持續投入的惡性循環，阻隔了田間物質能量交換，進一步削弱了農田生態系統的自我調節能力，不利于農田生態系統的可持續發展[4]。

6）改善農田景觀均質化。水田等農田空間應具有空間開闊、環境自然、景觀宜人等特征，能提供豐富的綠色健康農產品、豐富多彩的農耕活動，帶給人們自然與人工結合的獨特趣味。要實現這點，富有高生態化的農田景觀格外關鍵。但當前農田景觀普遍存在布局零散、無序及均質化等問題。如：農田邊角地嚴重浪費；農田景觀設計過于趨同，缺乏當地特色；單一化種植導致生態風險；過度硬化，缺乏多樣化植物；以干凈為美導致的地表裸露等[5]。

（7）生態化種植模式探索。目前稻田種植和養殖等產業協同發展，更能體現出生態化種養效益。推廣以“減肥、減藥、節水”和“耕地質量提升、作物產量提升和農產品品質提升”為主要特征的“三減三提升”生態種植模式，充分研究利用動物清理雜草、增加有機糞肥力等效益，進而減少農藥和化肥的使用，增加協同產業經濟效益。

3 生態措施建設內容

3.1 生態措施評價指標體系構建

墾造水田生態措施指標主要考慮土壤肥力、化肥負荷、現場生物質腐化利用率、景觀格局、田塊破碎程度，重金屬污染、生境質量指數、土壤抗酸化能力、供水保證率，引水水源高差和距離等因子，可根據不同的項目建設區進行適度調整優化（見表1）。

表1 生態賦值標準及獲取方法

利用表1 生態賦值標準對每項因子進行打分，然后進行加權平均，以平均值為評價結果，得到評價結果：8～10 分為優，6～8 分為良，4～6 分為較好，2～4分為差，0～2分為很差。

3.2 生態措施內容

1）生態系統優化設計。墾造水田項目在設計過程中應該對相關生態措施進行整體布局。現階段墾造水田多為撂荒耕地、未利用地，通常為了達到水田種植要求需要進行較大規模的平整及田塊重構；為了達到灌溉排水與道路通達度要求，會進行硬化溝渠及道路的鋪設。工程的實施有利于集約化、規模化、機械化作業，增加經濟效益，但同時也極大地破壞了項目區地塊原有生態系統及生境狀態，驅趕了原有的優勢物種，生物鏈條被打斷，物質與能量的流動受阻。因此，在墾造水田設計及施工過程中應從頂層設計、從項目整體布局層面綜合考慮，充分論證水田種植場景需求，結合周邊地形、土壤、水源等進行生態基礎評價，提出優化方案。包括引入水田生物廊道思維、預留水田中生物自然棲息地、構建生物生存空間網絡等。同時，應將墾造水田生態措施評價體系納入墾造水田設計、施工、驗收、種植的全流程中，對現有水田定期或者不定期開展生態措施優劣評價，杜絕“表面”工程和“一次性”“應付式”工程，從而達到農田生態效益和經濟效益的統一，實現農田生態可持續發展。

2）水源灌溉措施。在墾造水田建設中，水源保障是核心條件。應通過前期規劃依托周邊原有灌排設施，接周邊水源設施、排水設施，合理布局項目區內各級輸配水渠道，并配套完善渠系建筑物。水源需充足且通過合理的工程措施能夠供應墾造后水田種植。水資源的優化調配需要充分考慮來水量、補水量、下墊面滲透、雨季旱季的影響等因素綜合影響。在實際應用中，需要通過高效的水資源利用，實現淺水促進分蘗、曬田抽穗、深水護胎、淺水灌漿等主要灌溉技術。此外魚稻共作、蝦稻共作等新型種養模式逐步興起，則需要通過調節塘等水利設施對生態性水源供給和排放進行配置保障。

3）生物質土壤改良措施。推廣測土配方作物施肥技術，控制化肥使用量，增加施用農家肥。所謂測土配方技術，主要是將肥料施用試驗以及土壤測試數據作為基礎，結合作物生長以及養分獲取規律，利用土壤自身肥料供應能力及肥料功能，將化肥當做輔助肥料，配合有機肥料在農田當中施用，可保證肥料施加有著較強針對性與科學性[6]。政府及農業主管部門應積極向農戶推廣測土配方技術，特別是種糧大戶及水田集中耕作區，形成示范效應。從而合理化肥施加種類和施加量，采取農家肥為主，化肥為輔的方式，一方面可以緩解農家肥隨意丟棄帶來的環境問題，另一方面通過測土配方使肥料施加的效果達到最佳。在實際操作層面，推廣生物質粉碎腐化利用技術，以機械粉碎、破茬、深耕和耙壓等方式，將農作物秸稈粉碎后直接還田，然后用旋耕犁翻入土壤中，促進土壤熟化，使作物秸稈腐化產生的有機質能被土壤充分吸收，從而增加土壤有機質含量，改善土壤結構、培肥地力，提高農作物產量。有利于抗旱保墑，減少化肥用量，同時改善農作物品質，節約種植成本，保護農田生態環境。

4）水田污染生態治理措施。構建農田生態凈化系統，防治農田面源污染。農田面源污染主要來自化肥、農藥、農膜、農作物秸稈等，但現階段還很難完全摒棄化肥、農藥及農膜等的使用，因此需要構建一套農田生態凈化的系統，最大限度地減少其對生態環境的影響。農田生態凈化的路徑包括：①源頭減量。采用高效節水灌溉等措施，控制氮、磷等營養元素的淋失。②緩沖過濾。利用植物過濾緩沖帶，對氮、磷等元素實現截留轉化，降低水體中的氮、磷含量。③生態攔截。建立生態攔截溝渠系統，充分發揮攔截、吸附、沉積、轉化及吸收等功能，改善、凈化水質，促進其循環再利用。④尾水凈化。建立濕地生態凈化系統，凈化下游水源，有效控制農田徑流中的氮磷污染的同時還可提供生物棲息地，維護生物多樣性。⑤廢棄物處理。設置農業生產廢棄物收集池和秸稈堆肥處理池進行集中處理，避免農業生產廢棄物和秸稈對農田生態環境造成破壞和污染。

5）生物多樣性保護措施。構建農田生物廊道網絡，維護農田生物多樣性。根據動物生活習性合理布設水田范圍及周邊的生物池、生物通道、生物棲息地、生態溝渠和生態道路等工程，結合原有生物廊道，構建無障礙的生物應急通道網絡系統，保護生物多樣性。在土地平整工程中，對于剝離的耕作層土壤，盡量做到“即剝即用”，達到“剝-運-覆”同步實施；田塊設計時，盡可能保護原有微地貌不被破壞或改造，維持項目區原有地貌單元和原有生態環境；平整區預留的生物棲息地和非平整區原有的生物棲息地應通過生物通道連接，減少農田生態系統的人為擾動。增加農田生態系統中生物棲息空間，在農田生態廊道交匯處、重要節點預留生物自然棲息地，恢復棲息地自然演替，減少人工干預，逐步恢復農田生態系統生物鏈條，完善食物鏈，進而增加物種豐富度，保護農田生態系統生物多樣性。另外還可科學引入生物病蟲害防治的新方法，以生物誘捕、培育抗性作物、耕作防治等無毒的方式展開農作物病蟲害防治行為。

6）水田生態景觀提升。構建農田生態景觀，發揮農田休閑觀光功能[7]。在墾造水田規劃設計中應具備農田景觀設計思維，應該從思想和行為意識上高度重視保護自然景觀和人文景觀，提升農田生態景觀。在農田景觀規劃設計時，應充分考慮原有地形獨特的空間形態和景觀肌理，始終遵循“因地制宜、生態保護”的原則，最大限度還原和提升農田生態景觀的原始美，堅持以人為本的前提，文化傳承的特色，將農事活動融入農田景觀設計之中，創造具有鄉土韻味、文化獨特、風土人情的農田生態景觀。采用整體協調、因地制宜、功能多樣的農田景觀規劃設計思路，從農田地形地貌景觀、農田水景觀、農田植物景觀、農田動物景觀、農田水利工程景觀、道橋景觀、景觀小品、鄉土文化景觀等多方面入手，使農田生態景觀達到“天人合一”“和諧共生”。將水田建設作為發展稻田文化，發掘農田歷史底蘊的載體和手段，發揮農田休閑觀光功能。將營造農田生態景觀與發展休閑觀光農業相結合，打造良好的生態田園和觀光游憩環境，實現經濟、社會、生態效益融合統一。

7）生態種養模式。發展稻田立體種養模式，促進農田生態系統良性循環。在稻田立體種養模式中，魚、鱉、鴨、蛙、蝦等能清除農田里的雜草，消滅農田里的害蟲，魚蝦產生的排泄物能夠肥田，促進水稻健康生長，同時，水稻也能給予各類魚、鱉、鴨、蛙、蝦等生物所需要的餌料，還能提供其生存的優良棲息環境，由此達到互惠共生，營造健康可持續的生態循環。水稻-蘑菇-蘆筍生態循環農業模式中，稻草種植蘑菇，蘑菇菌渣肥料還田種植蘆筍，蘆筍生產肥料和殘葉喂養牲畜，三者形成種植、食用菌、養殖三個產業間資源的循環，構筑生態鏈條，推動綠色產業發展、促進農民增收，還能有效減少秸稈露天焚燒帶來的大氣污染。