以上海市金山区廊下镇为例探索农田沟渠生态廊道构建技术

摘要：农田排水沟渠作为农田景观中的“廊道”，同样具有物质传输通道、过滤或阻隔、物质能量的源或汇、生物栖息地等方面的生态功能[1]。本文通过样线调查法、远程视觉水位监测方法，对廊下镇农田沟渠展开包括物理特性、植物群落、蛙的种类、生态水位四个维度的基底调查，在此基础上，从微生境构建技术、植物群落组团技术、动物保育技术3个方面初步探索农田沟渠生态廊道的构建技术。

关键词：农田水利；沟渠生态廊道；生态水位；微生境；植物群落；动物保育

2019年，自然资源部印发《关于开展全域土地综合整治试点工作的通知》，使得全域土地整治成为土地治理工作的新起点，全域土地整治工作成为学者研究的热点。

灌溉和排水是调节农田水分的措施，沟、渠则是通常由人工建造形成的水流通道。在灌排系统中，排水系统是分布广泛且重要的农田基础设施[2]，功能可靠的农田沟渠排水系统能够为农业稳产、增产创造有利条件，也促使农田生态环境向良性循环方向发展[3]。

农田沟渠主要用于收集地表水和地下水，以排干多余的水和/或防止土壤侵蚀，还可以控制污染和保护生物多样性[4]。农田沟渠是一种人工水道，其目的是排水和灌溉，但是它不仅具有排水的作用，还担负着净化水质及维持农田生物多样性的任务[5]。

1 现状调查

1.1 地理位置

金山区地处上海市西南部，南濒杭州湾，北连青浦区和松江区，东邻奉贤区，西接浙江省平湖市、嘉善县。金山区东西长约43 km，南北宽约25 km，总面积586 km2。

廊下镇位于金山区中部偏西南，东与张堰、金山卫镇为邻，南与浙江省平湖市新仓、广陈镇相望，西与浙江省平湖市新埭镇交界，北与吕巷镇相连，镇域面积46.87 km2（金山现代农业园区规划面积51 km2），辖12个行政村，2个居民委员会和1个管理委员会，2022年廊下镇户籍人口3.017万人。

1.2 物理特性调查

1.2.1 调查方法

2023年6—9月份，对农田沟渠开展调查工作，采用样线调查方法，总计调查样线186条。调查农田沟渠现状，包括断面尺寸、断面结构形式等情况。

1.2.2 调查结果与分析

根据现场实际情况，区域内农田沟渠可以分为水泥沟渠和土质沟渠。其中，水泥沟渠的沟底宽度为40～65 cm，沟上口宽度为55～130 cm，沟深度为50～90 cm。土质沟渠的沟底宽度为20～120 cm，沟上口宽度为60～300 cm，沟深度为50～150 cm。

廊下镇农田沟渠可以从以下几个方面进行分类（图1）：

1）农田沟渠的位置分为两种：一是位于农田之间；二是位于农田和田间道路之间，一侧农田，另一侧田间道路；

2）农田沟渠的等级分为支沟、干沟；

3）农田沟渠的断面类型分为倒梯形、U型、矩形；

4）农田沟渠的护砌位置分为三种：一是没有护砌的土质沟渠，二是只对沟壁进行护砌，三是对沟壁和沟底三面均进行了护砌；

5）农田沟渠的护砌结构类型，廊下镇农田沟渠的护砌结构一般为混凝土。

1.3 植物群落调查

1.3.1 调查方法

2023年6—9月份，对农田沟渠开展调查工作，采用样线调查方法，总计调查样线186条。调查农田沟渠现状，包括断面尺寸、断面结构形式等情况。以农田沟渠两侧沟堤岸宽约0.5～2 m为边界，记录农田沟渠边界范围内出现的植物，根据《中国植物志》[6]鉴定部分植物名称。

1.3.2 调查结果与分析

调查农田沟渠植物物种的组成及分布，分析不同梯度农田沟渠植物群落的多样性，探讨农田沟渠植物群落的构建机制，研究农田沟渠植物的化学计量特征，可以充分了解区域农田沟渠植物生存现状和特点，为科学改造和栽培农田沟渠植物，净化沟渠水质提供数据支持和科学依据[6]。

根据对上海地区的外来植物的汇总分析，47种植物中有18种是上海外来植物。其中，大部分外来植物的入侵等级为上海等级4级，即一般外来类植物，有

11种，占外来植物的61%。等级为1级的植物有三种，分别为一年蓬、小蓬草和喜旱莲子草，也是中国入侵等级的1级植物，为严重危害类入侵植物。等级为2级的植物有3种，分别为圆叶牵牛、白车轴草和鬼针草，为一般危害类入侵植物。另外，还有一种等级为5级的狗尾草，为偶见外来类植物。

1.4 蛙的种类调查

1.4.1 调查方法

选取6条典型沟渠，在2023年6—10月份，对农田沟渠两栖动物开展调查，采用样线调查方法，每月调查2次，日落后1～5h内开展调查，总计调查样线

60条。6条典型沟渠每条长度约250～300 m，沟渠口宽约1.0～1.5 m。均为农田区域内沟渠，其中，3条沟渠两侧为农田种植区，另外，3条沟渠一侧为农田种植区、另一侧为田间道路。采用手电筒观察沟渠内以及沟渠堤岸侧，记录所见的两栖爬行动物的种类及数量，对于部分野外不能确定种类的两栖动物，采集标本带回室内进行鉴定，鉴定完以后再放回农田。

1.4.2 调查结果与分析

本研究样线调查共发现4种蛙，分别为中华蟾蜍、黑斑侧褶蛙、泽陆蛙和饰纹姬蛙，为上海农田区域常见两栖动物种类，共计120只，其中，泽陆蛙最多，为52只，占43%。

2023年6—10月份的两栖类数量变化情况详见图2所示。其中，8月数量最多，为37只，7月和9月数量均为30只，6月份为17只，10月份最少，为6只。

1.5 沟渠生态水位调查

1.5.1 调查方法

2023年8～11月，选取典型沟渠进行不间断水深调查，利用太阳能监控配套水尺进行24小时监测。本文选取沟渠位于廊下镇友好村委会北侧，东西向沟渠，沟渠排水方向为由东往西，最后排入西侧的向阳河，在排入向阳河处设闸门控制，截至2023年11月20日，已取得3个月水位数据（图3）。

1.5.2 调查结果与分析

通过对农田沟渠的调查，发现生态水位是农田沟渠生境构建的重要基石，要想恢复农田沟渠水生植物群落，必须先进行农田沟渠水位调查。2023年8—11月份，每天记录24个数据，共计2 386个数据，农田沟渠闸门关闭时，沟渠内蓄水，最高水位约700 mm；闸门开启时沟渠内基本无水，短时有水，最高水位约100 mm。

通过实时水位的调查数据，我们将沟渠水位状态分为以下几种工况，详见图4和图5：极低（0～10 mm）、低（10～100 mm）、较高（100～500 mm）、高（＞500 mm）。

当前，全域土地整治工作中需要解决的主要问题是改善农田生态环境。农田沟渠作为农田边界区域，其异质性对提高农田生态环境起改善作用。农田沟渠生境构建的重点是为生物群落提供适宜的栖息地，为生物群落多样性的恢复创造条件，生物多样性可以增强农田系统的韧性，生物多样性丧失会降低农田生态系统抗变能力，生态系统功能受到威胁。

农田沟渠生态廊道生物栖息地构建较多考虑农田沟渠深槽、洼地和生态岸坡的建设。一方面，为沟渠中底栖动物、浮游动物等小型动物提供栖息生境，另一方面，要为农田沟渠中常见的两栖动物蛙类等提供食物和生存环境。同时，为挺水、沉水植物的单体生长及群落的自适应生长提供多样性的空间。另外，由于沟渠长时间水位较低，影响农田沟渠的生态服务功能。因此，针对这一现象，可以采取一定的措施，保证排水间歇期，农田沟渠内仍保留一定的水位，以满足动植物生存需求，创造适宜的栖息地。

2 结论

本文通过样线调查法、远程视觉水位监测方法，对廊下镇农田沟渠从物理特性、植物群落、蛙的种类、沟渠生态水位4个维度进行基底调查，根据现状基底调查情况，对农田沟渠生态廊道的构建进行初步探索，提出微生境构建技术、植物群落组团技术、动物保育技术。

农田沟渠作为农田生态系统中关键的水分流通通道，既在农田水利基础设施工程中发挥着核心作用，又为全域土地整治与生态修复提供了一个特殊的湿地生态系统，是农田景观生态系统中重要的“廊道”，其在维持农田生态系统生物多样性、水土保持、保障水安全等方面发挥了重要作用。

参考文献

[1] 邬建国.生态学范式变迁综论[J].生态学报，1996（5）：449-459.

[2] 高占义.我国灌区建设及管理技术发展成就与展望[J].水利学报，2019，50（1）：88-96.

[3] 王修贵，张绍强，刘丽艳，等.现代灌区的特征与建设重点[J].中国农村水利水电，2016（8）：6-9+12.

[4] Herzon I，Helenius J.Agricultural drainage ditches，their biological importance and functioning[J].Biological Conservation，2008，141（5）：1171-1183.

[5] 郗敏，吕宪国，刘红玉.人工沟渠的生态环境效应研究综述[J].生态学杂志，2005（12）：1471-1476.

[6] 吕春朝，彭华，李德铢.吴征镒院士生平[J].植物分类与资源学报，2013，35（4）：529-535.