鄱陽湖區堤防草地生物刈割控高技術探討

沈發興 肖勝生 劉洪光

［關鍵詞］ 堤防草地；控高技術；生物刈割；養護管理；鄱陽湖區

［摘 要］ 堤防坡面植草可有效防控堤防坡面水土流失，保障堤防安全運行。為滿足堤防汛期巡險的草地植株高度要求，傳統的堤防草地管理措施耗費高且伴生除草藥劑、剪草機尾氣及大量植株碎渣等污染。生物刈割是指在堤防草地生態系統中，利用植物生產到動物生產的營養級轉化，通過家畜牧食，構建包括人居—家畜—草地三要素的放牧系統。探索堤防生物刈割技術，有利于推進兼具防洪、生態、景觀、社會和經濟效益于一體的堤防工程建設。

［中圖分類號］ S157? ［文獻標識碼］ A? ［文章編號］ 1000－0941（2023）05－0038－03

堤防工程是防洪體系的基礎和主體，是抵御洪水、保障兩岸人民生命財產安全的基本設施和最后防線[1]。《堤防工程設計規范》（GB 50286—2013）規定，土堤堤坡宜采用草皮等生態護坡；《堤防工程養護修理規程》（SL 595—2013）規定，生物防護措施草皮護坡應經常修整、清除雜草、保持完整美觀。堤防草地建植利于迅速提高植被覆蓋率，控制堤防坡面水土流失，防控雨淋溝，維護堤防安全運行。

為全面提升江西省防御洪災水平，確保防洪安全，保障鄱陽湖區群眾安居樂業，實現江湖兩利、人水和諧，江西省2021年制定并啟動鄱湖安瀾百姓安居工程（以下簡稱“雙安工程”）總體方案，其中圩堤升級提質加固任務共計3 543 km，包括長江干堤江西段65 km、鄱陽湖區重點圩堤1 712 km、萬畝（15畝=1 hm2，下同）以上一般圩堤810 km、萬畝以下一般圩堤272 km、單退圩堤684 km。按鄱陽湖區每1 km圩堤背水側草地管護面積2 hm2計算，“雙安工程”實施后圩堤背水側草地面積達7 086 hm2。新時代“雙安工程”的發布實施，對堤防草地養護管理提出了更高挑戰。

1 鄱陽湖區堤防草地控高管理技術需求

采用線路踏查法，調查鄱陽湖區堤防44 km。鄱陽湖區堤防背水側的主要護坡形式為人工和自然恢復草地，堤防草地草本植物種類共有65種，分屬24科。其中，植株高大（莖為直立型的株高大于50 cm或莖為攀緣型）、分布廣、密度大，造成人畜難以通行的草種占總草種數的70.8%[1]，不僅影響堤防景觀，還嚴重影響堤防汛期隱患排查和防洪搶險[2]。按照堤防汛期巡險要求，堤防草地高度不得高于30 cm，傳統的堤防草地管理耗費主要來自于滿足防洪巡險要求的草地控高，具體包括剪草和噴施除草劑。據調查，為達到堤防汛期巡險要求，堤防管理單位每年需剪草4次、噴施化學藥劑除草5次，草地控高成本為0.90萬～1.20萬元/hm2，并伴生嚴重的除草藥劑、剪草機尾氣及大量植株碎渣污染。建設堤防堤貌良好、防汛巡堤查險便捷、雜草控高環保低廉的堤防草地工程，成為困擾濱湖沿江地區堤防工程建設和防汛工作的難題。因此，探索適應生態文明建設需求，兼具防洪、生態、景觀、社會和經濟效益的堤防草地控高技術措施迫在眉睫。

2 生物刈割技術的基本內涵

草地生態系統的本質是草地生境與其賴以生存的生物的耦合。期間，草地植物和動物之間的營養級轉化是草地生態必經之路。按照農學詮釋，放牧是人類通過家畜的牧食行為，對草地進行管理、利用的一種生產活動。放牧作為草地管理的基本手段，利于維持草地的生態健康和生產穩定[3]。

針對現階段堤防草地控高管理需求和管理現狀，筆者提出堤防草地生物刈割概念，即在堤防草地生態系統中，利用植物生產到動物生產的營養級轉化，通過家畜牧食，構建包括人居—家畜—草地三要素的放牧系統。正確運用生物刈割技術，使人居、堤防草地和家畜三者和諧相處，才能保障堤防草地生態系統的健康發展。

生物刈割具有三重目的：一是管理堤防草地，使之保持健康，滿足堤防防洪需求；二是生產動物產品，以獲得可持續的經濟效益，實現“以草定畜，以堤養堤”，減少堤防運維成本；三是減少傳統堤防管理中的化學藥劑、機械尾氣、植物碎渣等污染。

3 堤防草地生物刈割技術實施的可行性

3.1 畜牧業發展對飼草資源的需求

2020年，江西省全年出欄肉牛135.12萬頭，存欄量為275.46萬頭，牛肉產量為15.21萬t；肉羊出欄158.41萬頭，存欄量為73.3萬頭，羊肉產量為2.58萬t[4]。全省牛羊產業發展態勢較好，但“草畜配套”環節飼草資源供量不足，相當一部分加工企業仍以市場收購原料為主，缺乏自建核心基地和緊密型的合同訂單基地，市場價格高、原料供不應求時，企業生產原料難以保障[5-6]，對高質高產草地資源需求旺盛。

3.2 鄱陽湖區堤防草地飼草資源

鄱陽湖區雨量充沛、光照充足，堤防草地具有生長旺盛、生長周期長、生物量大（產量高）、質量好等特點[7]。在所查明的堤防草種中，多數可被家畜采食，部分為優質牧草。草地年平均鮮草產量在6.05～7.50 t/hm2[8]，鄱陽湖區堤防草地每年可產鮮草4.29萬～5.31萬t。

人工重建堤防草地可在短時間內迅速恢復地上植被，增加地面植被覆蓋率，建立良好的地上地下植被結構，從而增加截留降雨，防控水土流失，提高土地生產力。如項目組2020—2021年在成朱聯圩人工重建的高質量狗牙根（Cynodon dactylon）堤防草地、假儉草（Eremochloa ophiuroides）堤防草地和狗尾草（Setaria viridis）堤防草地，均為優質牧草。

南方濕度大，調制草產品不易，江西省大部分肉牛羊養殖戶（場）冬季不備草，肉牛羊整個冬季主要靠劣質的稻草過冬，營養物質供應遠不能滿足牛羊需要，致使牛羊冬季掉膘嚴重；或需高價從外地購買草料，推高養殖成本，致使經濟效益顯著下降[5，7]。2021年10月中下旬，項目組聯合成新農場在鄱陽湖區成朱聯圩堤防背水坡通過人工重建堤防草地，成功建設沿堤長43.2 km的多花黑麥草（Lolium multiflorum）草地。多花黑麥草為一種禾本科冷季型草種，適口性優良且具有較高的產量和營養價值。多花黑麥草在鄱陽湖區成朱聯圩播種7～18 d后陸續出苗，出苗至分蘗8～24 d，適時管理下30 d左右即能快速形成覆蓋度高的草地景觀，有效地占據生態位，實現“以草控草”的同時，可在堤防草地野生牧草供青淡季為養殖家畜提供青鮮草3.17～4.22 t/hm2。

同時， 沈發興等：鄱陽湖區堤防草地生物刈割控高技術探討鄱陽湖區主要堤防均為路堤一體，交通便捷；堤防草地沿湖沿江沿河布局，家畜飲用水源充足，利于畜牧業發展。

3.3 生物刈割技術利于堤防草地控高

草地凈初級生產力能最直觀地反映草地生長狀況，也是衡量草地生態系統功能穩定性與健康程度的重要指標。學者們的普遍共識是生物刈割乃影響草地生態系統穩定性和生產力的關鍵因素。在濕潤區的放牧草地生態系統中，凈初級生產力受家畜采食、踐踏及排泄物返還等因素影響[9]，物種多樣性、生產力與放牧強度呈單峰函數關系，中等放牧強度時家畜采食量和草地生物量均最高，物種多樣性和生產力會保持在一個較高的水平，同時會顯著降低植物群落的高度[10]。家畜排泄物返還會增加土壤速效養分含量，尤其是速效氮的含量，進而促進植被的異質性，致使草地糞斑周圍植被顯著高于其他區域植被，而坡面整體株高顯著降低[11]。同時，家畜踐踏也會改變土壤結構，如增加土壤容重、減少土壤孔隙度等，從而限制植物根系對養分的吸收利用，進而影響草地生產力，降低草地植株高度。因此，堤防草地引入生物刈割技術，草地群落的組成、結構、多樣性及生物量均會受到影響，一定強度的干擾可使草地植物個體呈現“小型化”“低矮化”趨勢[9]，利于汛期堤防險情巡查。

3.4 生物刈割對堤防安全運行的影響分析

堤防草地坡度較陡（部分堤段坡比達到1∶1），是具有一定彈性的脆弱生態系統。生物刈割技術是高質量、低成本利用草地飼養家畜的有效方式，是草地管理的重要環節，也是未來鄱陽湖區堤防草地合理利用與培育改良研究必然涉及的重要問題。只有土壤、植被和家畜達到最佳的組合，才能使堤防草地在維護堤防防汛安全、生態環境優良的同時，獲取最大經濟效益。

在堤防管理過程中推行生物刈割技術，需進一步研究堤防草地抗踐踏能力、畜牧承載量、家畜排泄物污染等問題，杜絕堤防堤頂、堤身被人畜破壞，造成堤身土體裸露、破損、塌陷和雨淋溝現象發生，危及堤防安全。在相同的放牧強度下，牛群踐踏強度是羊群的5.6倍[12]，堤防草地生物刈割可優化家畜上堤數量比（如牛、羊數量組合比），特別是加大羊的飼養比例，減少踐踏對堤防的影響。必要時可試行“野外放牧+機械刈割打包舍飼”的方式，加強對堤防草料資源的充分利用。鑒于堤防草地屬于線性草地，非大面積集中分布，可以堤防管理責任標段為劃分依據，根據載畜量和地方優質特色品種，以及家畜群每日營養需求，劃定該日生物刈割面積，建立管理精細的輪牧體系（即劃區輪牧）[3]。

4 結 語

堤防草地是防控坡面水土流失，維護堤防安全的重要手段。建設堤防堤貌良好、防汛巡堤查險便捷、草被控高環保低廉的堤防工程，是困擾濱湖濱江堤防工程建設和防汛工作的難題。探索堤防生物刈割技術，有利于推進集防洪、生態、景觀、社會和經濟效益于一體的堤防工程建設。利用生物刈割技術，對堤防草地進行管理與綜合開發利用，是實現堤防高效管護的有效手段和途徑。

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［作者簡介］ 沈發興（1987—），男，湖南瀏陽人，高級工程師，博士研究生，主要研究方向為水土保持與生態修復；通信作者劉洪光（1986—），男，河北昌黎人，工程師，博士，主要研究方向為水土保持與生態恢復。

［收稿日期］ 2022-09-28

（責任編輯 徐素霞）