鄱阳湖区堤防草地生物刈割控高技术探讨

沈发兴 肖胜生 刘洪光

［关键词］ 堤防草地；控高技术；生物刈割；养护管理；鄱阳湖区

［摘 要］ 堤防坡面植草可有效防控堤防坡面水土流失，保障堤防安全运行。为满足堤防汛期巡险的草地植株高度要求，传统的堤防草地管理措施耗费高且伴生除草药剂、剪草机尾气及大量植株碎渣等污染。生物刈割是指在堤防草地生态系统中，利用植物生产到动物生产的营养级转化，通过家畜牧食，构建包括人居—家畜—草地三要素的放牧系统。探索堤防生物刈割技术，有利于推进兼具防洪、生态、景观、社会和经济效益于一体的堤防工程建设。

［中图分类号］ S157  ［文献标识码］ A  ［文章编号］ 1000－0941（2023）05－0038－03

堤防工程是防洪体系的基础和主体，是抵御洪水、保障两岸人民生命财产安全的基本设施和最后防线[1]。《堤防工程设计规范》（GB 50286—2013）规定，土堤堤坡宜采用草皮等生态护坡；《堤防工程养护修理规程》（SL 595—2013）规定，生物防护措施草皮护坡应经常修整、清除杂草、保持完整美观。堤防草地建植利于迅速提高植被覆盖率，控制堤防坡面水土流失，防控雨淋沟，维护堤防安全运行。

为全面提升江西省防御洪灾水平，确保防洪安全，保障鄱阳湖区群众安居乐业，实现江湖两利、人水和谐，江西省2021年制定并启动鄱湖安澜百姓安居工程（以下简称“双安工程”）总体方案，其中圩堤升级提质加固任务共计3 543 km，包括长江干堤江西段65 km、鄱阳湖区重点圩堤1 712 km、万亩（15亩=1 hm2，下同）以上一般圩堤810 km、万亩以下一般圩堤272 km、单退圩堤684 km。按鄱阳湖区每1 km圩堤背水侧草地管护面积2 hm2计算，“双安工程”实施后圩堤背水侧草地面积达7 086 hm2。新时代“双安工程”的发布实施，对堤防草地养护管理提出了更高挑战。

1 鄱阳湖区堤防草地控高管理技术需求

采用线路踏查法，调查鄱阳湖区堤防44 km。鄱阳湖区堤防背水侧的主要护坡形式为人工和自然恢复草地，堤防草地草本植物种类共有65种，分属24科。其中，植株高大（茎为直立型的株高大于50 cm或茎为攀缘型）、分布广、密度大，造成人畜难以通行的草种占总草种数的70.8%[1]，不仅影响堤防景观，还严重影响堤防汛期隐患排查和防洪抢险[2]。按照堤防汛期巡险要求，堤防草地高度不得高于30 cm，传统的堤防草地管理耗费主要来自于满足防洪巡险要求的草地控高，具体包括剪草和喷施除草劑。据调查，为达到堤防汛期巡险要求，堤防管理单位每年需剪草4次、喷施化学药剂除草5次，草地控高成本为0.90万～1.20万元/hm2，并伴生严重的除草药剂、剪草机尾气及大量植株碎渣污染。建设堤防堤貌良好、防汛巡堤查险便捷、杂草控高环保低廉的堤防草地工程，成为困扰滨湖沿江地区堤防工程建设和防汛工作的难题。因此，探索适应生态文明建设需求，兼具防洪、生态、景观、社会和经济效益的堤防草地控高技术措施迫在眉睫。

2 生物刈割技术的基本内涵

草地生态系统的本质是草地生境与其赖以生存的生物的耦合。期间，草地植物和动物之间的营养级转化是草地生态必经之路。按照农学诠释，放牧是人类通过家畜的牧食行为，对草地进行管理、利用的一种生产活动。放牧作为草地管理的基本手段，利于维持草地的生态健康和生产稳定[3]。

针对现阶段堤防草地控高管理需求和管理现状，笔者提出堤防草地生物刈割概念，即在堤防草地生态系统中，利用植物生产到动物生产的营养级转化，通过家畜牧食，构建包括人居—家畜—草地三要素的放牧系统。正确运用生物刈割技术，使人居、堤防草地和家畜三者和谐相处，才能保障堤防草地生态系统的健康发展。

生物刈割具有三重目的：一是管理堤防草地，使之保持健康，满足堤防防洪需求；二是生产动物产品，以获得可持续的经济效益，实现“以草定畜，以堤养堤”，减少堤防运维成本；三是减少传统堤防管理中的化学药剂、机械尾气、植物碎渣等污染。

3 堤防草地生物刈割技术实施的可行性

3.1 畜牧业发展对饲草资源的需求

2020年，江西省全年出栏肉牛135.12万头，存栏量为275.46万头，牛肉产量为15.21万t；肉羊出栏158.41万头，存栏量为73.3万头，羊肉产量为2.58万t[4]。全省牛羊产业发展态势较好，但“草畜配套”环节饲草资源供量不足，相当一部分加工企业仍以市场收购原料为主，缺乏自建核心基地和紧密型的合同订单基地，市场价格高、原料供不应求时，企业生产原料难以保障[5-6]，对高质高产草地资源需求旺盛。

3.2 鄱阳湖区堤防草地饲草资源

鄱阳湖区雨量充沛、光照充足，堤防草地具有生长旺盛、生长周期长、生物量大（产量高）、质量好等特点[7]。在所查明的堤防草种中，多数可被家畜采食，部分为优质牧草。草地年平均鲜草产量在6.05～7.50 t/hm2[8]，鄱阳湖区堤防草地每年可产鲜草4.29万～5.31万t。

人工重建堤防草地可在短时间内迅速恢复地上植被，增加地面植被覆盖率，建立良好的地上地下植被结构，从而增加截留降雨，防控水土流失，提高土地生产力。如项目组2020—2021年在成朱联圩人工重建的高质量狗牙根（Cynodon dactylon）堤防草地、假俭草（Eremochloa ophiuroides）堤防草地和狗尾草（Setaria viridis）堤防草地，均为优质牧草。

南方湿度大，调制草产品不易，江西省大部分肉牛羊养殖户（场）冬季不备草，肉牛羊整个冬季主要靠劣质的稻草过冬，营养物质供应远不能满足牛羊需要，致使牛羊冬季掉膘严重；或需高价从外地购买草料，推高养殖成本，致使经济效益显著下降[5，7]。2021年10月中下旬，项目组联合成新农场在鄱阳湖区成朱联圩堤防背水坡通过人工重建堤防草地，成功建设沿堤长43.2 km的多花黑麦草（Lolium multiflorum）草地。多花黑麦草为一种禾本科冷季型草种，适口性优良且具有较高的产量和营养价值。多花黑麦草在鄱阳湖区成朱联圩播种7～18 d后陆续出苗，出苗至分蘖8～24 d，适时管理下30 d左右即能快速形成覆盖度高的草地景观，有效地占据生态位，实现“以草控草”的同时，可在堤防草地野生牧草供青淡季为养殖家畜提供青鲜草3.17～4.22 t/hm2。

同时， 沈发兴等：鄱阳湖区堤防草地生物刈割控高技术探讨鄱阳湖区主要堤防均为路堤一体，交通便捷；堤防草地沿湖沿江沿河布局，家畜饮用水源充足，利于畜牧业发展。

3.3 生物刈割技术利于堤防草地控高

草地净初级生产力能最直观地反映草地生长状况，也是衡量草地生态系统功能稳定性与健康程度的重要指标。学者们的普遍共识是生物刈割乃影响草地生态系统稳定性和生产力的关键因素。在湿润区的放牧草地生态系统中，净初级生产力受家畜采食、践踏及排泄物返还等因素影响[9]，物种多样性、生产力与放牧强度呈单峰函数关系，中等放牧强度时家畜采食量和草地生物量均最高，物种多样性和生产力会保持在一个较高的水平，同时会显著降低植物群落的高度[10]。家畜排泄物返还会增加土壤速效养分含量，尤其是速效氮的含量，进而促进植被的异质性，致使草地粪斑周围植被显著高于其他区域植被，而坡面整体株高显著降低[11]。同时，家畜践踏也会改变土壤结构，如增加土壤容重、减少土壤孔隙度等，从而限制植物根系对养分的吸收利用，进而影响草地生产力，降低草地植株高度。因此，堤防草地引入生物刈割技术，草地群落的组成、结构、多样性及生物量均会受到影响，一定强度的干扰可使草地植物个体呈现“小型化”“低矮化”趋势[9]，利于汛期堤防险情巡查。

3.4 生物刈割对堤防安全运行的影响分析

堤防草地坡度较陡（部分堤段坡比达到1∶1），是具有一定弹性的脆弱生态系统。生物刈割技术是高质量、低成本利用草地饲养家畜的有效方式，是草地管理的重要环节，也是未来鄱阳湖区堤防草地合理利用与培育改良研究必然涉及的重要问题。只有土壤、植被和家畜达到最佳的组合，才能使堤防草地在维护堤防防汛安全、生态环境优良的同时，获取最大经济效益。

在堤防管理过程中推行生物刈割技术，需进一步研究堤防草地抗践踏能力、畜牧承载量、家畜排泄物污染等问题，杜绝堤防堤顶、堤身被人畜破坏，造成堤身土体裸露、破损、塌陷和雨淋沟现象发生，危及堤防安全。在相同的放牧强度下，牛群践踏强度是羊群的5.6倍[12]，堤防草地生物刈割可优化家畜上堤数量比（如牛、羊数量组合比），特别是加大羊的饲养比例，减少践踏对堤防的影响。必要时可试行“野外放牧+机械刈割打包舍饲”的方式，加强对堤防草料资源的充分利用。鉴于堤防草地属于线性草地，非大面积集中分布，可以堤防管理责任标段为划分依据，根据载畜量和地方优质特色品种，以及家畜群每日營养需求，划定该日生物刈割面积，建立管理精细的轮牧体系（即划区轮牧）[3]。

4 结 语

堤防草地是防控坡面水土流失，维护堤防安全的重要手段。建设堤防堤貌良好、防汛巡堤查险便捷、草被控高环保低廉的堤防工程，是困扰滨湖滨江堤防工程建设和防汛工作的难题。探索堤防生物刈割技术，有利于推进集防洪、生态、景观、社会和经济效益于一体的堤防工程建设。利用生物刈割技术，对堤防草地进行管理与综合开发利用，是实现堤防高效管护的有效手段和途径。

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[12] 林慧龙，侯扶江，任继周.放牧家畜的践踏强度指标探讨[J].草业学报，2008，17（1）：85-92.

［作者简介］ 沈发兴（1987—），男，湖南浏阳人，高级工程师，博士研究生，主要研究方向为水土保持与生态修复；通信作者刘洪光（1986—），男，河北昌黎人，工程师，博士，主要研究方向为水土保持与生态恢复。

［收稿日期］ 2022-09-28

（责任编辑 徐素霞）