羅慈蘭，侯賢貴

廣東省汕尾市水利水電規(guī)劃設(shè)計(jì)院，廣東 汕尾 516600

1 定義與內(nèi)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(jié)構(gòu)，促進(jìn)了作物的生長，從而提高了農(nóng)作物的產(chǎn)量。同時，人工溝渠這種景觀的存在對周圍的環(huán)境也產(chǎn)生了巨大的影響[1]。

2 價值與意義

對近幾年來國內(nèi)外的研究成果進(jìn)行分析，總結(jié)人工溝渠濕地對生態(tài)環(huán)境的重要意義。了解國內(nèi)外的對人工溝渠濕地的研究狀況有助于提供可靠的設(shè)計(jì)依據(jù)。

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(nóng)業(yè)溝渠對砷的去除能力，研究發(fā)現(xiàn)農(nóng)業(yè)溝渠能夠有效的去除有毒元素砷[2]。Louchart等人在地中海地區(qū)研究了水流中鋅元素的遷移情況，溝渠能有效降低進(jìn)入河流的農(nóng)業(yè)排水溝渠系統(tǒng)中污染物潛在毒性影響。Smith對瓦溝水中有機(jī)碳顆粒物和磷的研究表明，溝渠對有機(jī)碳顆粒物和磷有重要的滯留作用。

在國內(nèi)也有大量的有關(guān)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(yǎng)物質(zhì)的截留作用進(jìn)行了初步研究。曲向榮對遼東灣蘆葦濕地對陸源營養(yǎng)物質(zhì)凈化作用進(jìn)行了初步研究，結(jié)果表明溝渠對各種形態(tài)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(yàn)研究，如溝渠濕地對農(nóng)業(yè)非點(diǎn)源污染物的凈化能力[3]。

人工溝渠可以對各種污染物進(jìn)行截流和去除，但是管理不當(dāng)也可能導(dǎo)致整個溝渠系統(tǒng)物質(zhì)元素的單向喪失和溝渠系統(tǒng)外環(huán)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(dǎo)致污染物對水土環(huán)境產(chǎn)生二次污染。Mats Astrom[4]在西芬蘭通過兩小溪流水的物理化學(xué)屬性對比，研究發(fā)現(xiàn)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(dǎo)致水中Mn、Ca、Mg懸浮物質(zhì)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(jī)制的變化。Minh和Tucker的研究結(jié)果表明如果不對溝渠流出物進(jìn)行處理，將會給溝渠及其周圍的環(huán)境帶來危害。其中，Jan等人的研究表明其會造成溝渠富營養(yǎng)化。在國內(nèi)，張蕓通過研究三江平原排水溝渠，得出溝渠排水導(dǎo)致大量離子、營養(yǎng)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(jù)加拿大南部魁北克農(nóng)業(yè)景觀物種統(tǒng)計(jì)，臨近水溝的濕地本地種比臨近農(nóng)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(fā)現(xiàn)，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(nèi)，費(fèi)永俊等對荊州市西郊鄉(xiāng)村溝渠濕地植物種類、數(shù)量特征、物種多樣性指數(shù)和植被類型進(jìn)行了初步的研究，研究結(jié)構(gòu)表明：溝渠岸邊植物種類分屬17科35屬39種，群落結(jié)構(gòu)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(dāng)數(shù)量的人工溝渠濕地應(yīng)用于實(shí)際，但是在設(shè)計(jì)過程中還是存在各種各樣的問題。

3.1 計(jì)算模型研究的滯后

在人工溝渠相關(guān)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(jì)算出了人工網(wǎng)絡(luò)（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(jié)論。Adrian Armstrong利用DITCH模型成功的預(yù)測了英國Norfolk Broads和Somerset Levels區(qū)域兩塊濕地水位行為模式，其中土壤的水力導(dǎo)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(guān)人工溝渠的水文效應(yīng)研究比較多，但是研究不系統(tǒng)，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(yīng)的發(fā)揮。國內(nèi)對該方面的研究更少，尚屬空白，極不利于濕地、農(nóng)田保護(hù)與管理工作的開展。同時，也給設(shè)計(jì)部門造成了不小的難題。

3.2 經(jīng)濟(jì)效益評價較困難

生態(tài)效益評價比較困難，目前還沒有統(tǒng)一的評價標(biāo)準(zhǔn)。因此，人工溝渠濕地的經(jīng)濟(jì)效益評價顯得比較困難。而且，在人工溝渠的基礎(chǔ)上建立溝渠濕地，難以避免給溝渠的功能產(chǎn)生一定得影響，如何在充分發(fā)揮溝渠輸水功能的前提下，將生態(tài)效益最大化也難于定量計(jì)算與評價。經(jīng)濟(jì)效益難于評價，給溝渠濕地的應(yīng)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(tài)環(huán)境效應(yīng)研究綜述[J].生態(tài)學(xué)雜志，2005，24（12）：1471-1476.

[2]Bouldin JL，Milam CD，F(xiàn)arris 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(nóng)業(yè)非點(diǎn)源污染物的凈化能力研究[J].環(huán)境科學(xué)，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(xué)元素的影響[J].農(nóng)村生態(tài)環(huán)境，2001，17（1）：9=12.

[6]費(fèi)永俊，劉志雄，葉玉娥.荊州市西郊鄉(xiāng)村溝渠濕地植物群落結(jié)構(gòu)初步研究[J].長江大學(xué)學(xué)報(bào)：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.