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Variation features of micro-waterlogged topographic and ecological agriculture models in Jianghan Plain

江汉平原涝渍微地貌变异特征及生态农业模式应用研究



全 文 :第 l2卷 第 2期
2 0 0 4年 4月
中 国 生 态 农 业 学 报
Chinese Journal of Eco—Agriculture
VO1.12 NO.2
April, 2004
江汉平原涝渍微地貌变异特征及生态农业模式应用研究
刘章勇 陈 阜
(长江大学农学院 荆州 434025)(中国农业大学作物学院 北京 100094)
摘 要 阐述 了江汉平 原涝渍灾害的成因及其微地 貌变异主要特 征 ,根据涝 渍地域 徵地貌差 异和涝渍灾害 发生特
点,将江汉平原涝渍徽地 域分为 6种类型,并对其 中广泛 分布的典 型碟 形洼地 不同高程按 水体圈、涝地 圈、渍地 圈 、
旱地 圈和庭 院圈配置 实施高效生患农 业模 式建 设。
关键词 江汉平原 涝 渍徵地 貌 变异特 征 生态农业模式
Variation features of micro—waterlogged topographic and ecological agriculture models in Jianghan Plain.LIU Zhang—
Yong(Colege of Agronomy,Changjiang University,Jingzhou 434025),CHEN Fu(College of Crop Science,China Agri—
cultural University,Beijing 100094),CJEA,2004,12(2):158~160
Abstract This paper analyzes the reason of forming waterlogged disaster and 6 variation features of micro—waterlogged re—
gion in Jianhan Plain.The land type of micro—waterlogged region in Jianghan Plain is classified to 6 kinds according to the
differences of the micro—landform.s and waterlogged disaster situation.A lot of ecological agricultural models are put out re—
spectively in the lowland similar to plate shape,according to the different altitudes,named respectix ely water circle,flood—
ed circle,waterlogged circle,dry field circle and courtyard circle.
Key words Jianghan Plain,Micro—warerlogged topographic features,Variation feature,Ecological agricultural model
长江流域 日益严峻的外生态环境压力及长期 以来湖区不合理围垦开发利用,导致江汉平原涝渍地域农
业生态环境日趋脆弱,气候变率增大,降雨分布不均,涝渍相随、旱涝并存,涝渍灾害频率及程度加剧,涝渍地
土壤潜育化和湖泊沼泽化继续扩大,土地生产力低下 ,涝渍地域相对贫困人 口增加等 ’ 。江汉平原内部微
地貌环境差异形成不同特征的涝渍微地域类型。本研究探讨 了该 区涝渍微地貌变异特征及生态农业建设模
式 ,为该区农业可持续发展寻求有效途径。
1 江汉平原涝渍灾害成 因
江汉平原涝渍灾害形成原因一是与地质地貌条件有关 。江汉平 原位于湖北省 中南部 ,属我 国东部新华
夏系第2沉降区,是由燕山运动开始形成的内陆断陷盆地,古时曾为湖泊、沼泽和河网遍布的云梦泽,最盛时
约有大小湖泊 2.6万 km ,因受江河 、湖泊冲淤及人类垦殖活动影响 ,目前湖泊水面缩减至 2500km 。16世
纪中期荆江大堤形成后长江河势 日益受堤防制约,目前荆江河床已高出邻近地面 2m,汛期水面高出地面
6~15m 。此外江汉平原成土母质主要 由江河冲积物和湖相沉积物堆积而成 ,特别是湖相沉积物质地较粘
重均一,土壤孔隙不发育,渗透性与内排水能力差,地下水渗流极滞缓,且该类母质形成的土壤多分布于低洼
湖 区.农 田地下水位高 ,极易形成潜育化或沼泽化渍害低产 田。二 是与特殊的气象和水文变化有关。江汉平
原位于北亚热带季风气候区,向心水系发育,年降水量 1lOOmm左右,且降雨主要集中在长江、汉江过境客水
量最大的 4~10月份。长江 、汉江等 1190余条大小河流从周围山区汇集于江汉平原,造成汛期“水高田低”,
外江水位往往高出田面数米乃至 10余米。此外降水变率增大也是涝渍成灾原因之一,该区降水极不稳定且
年际变化大,丰枯年地表径流量 比值达 l2.2:l,各地年降水距平(±)121~237mm,年均相对降水变率
ll%~18%。其夏季降水最不稳定,相对变率达 30%~39%,距平(±)150ram左右 。洪湖、监利是该区降
雨最不稳定地区,而不稳定降水是造成该区涝渍灾害的重要原因之一。三是区域农业生产经营活动的盲 目
性加剧了江汉平原涝渍灾害程度 。盲 目围湖造 田使湖泊数量和面积锐减,据测算 ,与解放初相 比该区较大湖
泊 由1066个减至326个 ,面积 由71.87万hm 减至1 9万hm ,总调 蓄水 量约减 少30亿 1TI ,加 大 了对 排水
*国家科技 部科技攻关项 目(96—004—03—14)和湖北省教育厅重点实验室 开放基金项 日(HNKFJ2002A01)共同资助
收稿 日期 :2003—06—30 改 回 日期 :2003—07—3l
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第 2期 刘章勇等 :江汉平 原涝 渍微地貌变异特征及生态农业模式应用研究 159
能力的要求,农田地下水位难以降低,内渍水位有升无降,严重影响土壤理化性状,增大了次生潜育化涝渍地
面积 ;不合理 的耕作制度如长期单一种植水稻 ,农田灌水时间较长(半年 ),加之平原湖区水源充足 ,抬高 了
农 田地下水位,犁底层滞水消退极为缓慢 ,且连年湿耕浅耕使粘粒下移 ,堵塞土壤孔 隙,加重 了耕层水 的滞
留,形成大面积次生潜育化渍害低产 田。
2 江汉平原涝渍微地貌变异特征及微地域类型划分
江汉平原涝渍微地貌分异和演变特征一是各种涝渍微地貌平面与河流呈水平带状分布,即以河流沿线为
起点 ,依次分布洲滩平地季节性洪涝地域、淤高平地季节性暗渍地域 、中间平地季节性渍害地域 、低湿平地渍害
地域、滨湖平地涝渍地域和湖泊水面调蓄地域等 6种微地域类型;二是各种涝渍微地貌空间呈梯度分异规律,
如潜江市涝渍微地貌分异是由汉江水系冲淤形成,随汉江走向东北地势较高,地面高程由东北向西南倾斜,各
种涝渍微地貌依次由东北向西南呈梯度分布;三是散布在江汉平原涝渍地域内碟形洼地主要涝渍特征在三维
空间呈同心圆梯度分异规律,在江河与湖泊中间隔离地带分布着6000个四周高中间低的碟形洼地,其地面高
程、地下水位 、土壤 、植被和农业利用方式等均呈同心圆环状分布;四是各种涝渍微地貌随时间推移发生有序变
化,江汉平原是地壳沉降及长江和汉江水系冲淤的产物,土壤剖面层次明显 ,是土壤母质和地势随时间推移变
化的证据,目前江汉平原仍缓慢下沉,各种微地域类型还在演化之中;五是人类活动 日益成为江汉平原涝渍地
貌分异主导因素 ,随着科技和经济的发展 ,人类改造 自然的能力越来越强 ,大型水利建设使 4湖流域中上游大
部分碟形洼地失去原有生态特征,致使“盆碟”底部变成旱地,特别是大面积围湖造田使湖泊水域变成滨湖平地
或低湿平地;六是江汉平原涝渍微地貌与涝渍灾害呈显著相关性 ,洲滩平地季节性洪涝地域主要是江河洪水造
成的短时间洪涝灾害,淤高平地季节性暗渍地域和中间平地季节性渍害地域主要是由春、秋多雨造成季节性暗
渍灾害,低湿平地渍害地域主要是由常年地下水位偏高造成渍害 ,滨湖平地涝渍地域主要是由地下水位偏高造
成渍害和春夏之交以及梅雨季节造成涝灾,而碟形洼地则因“盆碟”底部低洼而造成涝渍灾害。
根据涝渍微地貌差异和涝渍发生特点 ,选择地面高程 、地下水位、水域面积 、涝渍低产 田面积、农 田受渍
时间 、自然植被 、土壤质地和农业利用方式等与涝渍灾害密切相关因素为评价因子 ,将江汉平原涝渍地域划
分为洲滩平地季节性洪涝地域(I)、中间平地季节性渍害地域(Ⅱ)、低湿平地渍害地域(Ⅲ)、滨湖平地涝渍地
域(Ⅳ)、碟形洼地涝渍圈(V)和湖泊水 面调蓄地域 (VI)6种类型。江汉平原典型涝渍地 区潜江市涝渍微地域
类型特点及分布见表 1。
表 1 潜江市涝渍微地貌特点及其分布
Tab.1 Features and distribution of micro—waterlogged topographic in Oianjiang City
3 典型涝渍碟形洼地生态农业建设模式
3.1 甘家垸碟形洼地主要涝渍梯级特征
甘家垸属典型碟形洼地 ,总面积 3.5kin ,底部高程 25m,边缘高程 29m。而位于甘家垸南面田关河和西
面东干渠常年水位均 >29.5m,该区农 田常年受涝渍灾害威胁 。该 区土壤有机质 、碱解氮 、速效钾 和阳离
表 2 甘家垸主要涝渍特征梯度分异
Tab.2 Terraced variation of waterlogged feature in Ganjiayuan
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中 国 生 态 农 业 学 报 第 12卷
子代换量分布规律为以碟形地貌底部为圆心呈同心圆分布,由圆心向外养分含量逐渐降低;速效磷含量则相
反,由圆心向外养分含量逐渐增加,主要原因是随地形部位升高,开垦利用时间越长,土壤熟化程度越高,且
长期施用 P肥使土壤 P素有累积趋势 ,其主要涝渍特征梯度分异见表 2。
3.2 生态农业建设模式
根据微地域高程的差异,按照水体圈、涝地圈、渍地圈、旱地圈和庭院圈对甘家垸碟形洼地进行生态梯级
开发 ,其 中水体圈生态农业建设模式为在地下水位<20cm的碟形洼地底部实行水产养殖 ,将过去沼泽荒地
改造成水产立体养殖基地,该模式中 1口精养鱼池占地 1.Ohm ,池深3m,池中按上、中、下 3层分别放养鲢、
鳙 、草和鳊等鱼种 ,鲤鱼吃底栖生物 ,草鱼和鳊鱼吃水草 ,鲢鱼和鳊鱼吃浮游生物和商品饲料 。精养鱼池池梗
种植经济树木 ,树下种草 ,树可加 固池梗 ,草可养鱼 ,形成树一草一鱼立体结构,精养鱼池具有一定调蓄能力 ,年
纯收入可达 1.1万元/hm 。涝地圈生态农业建设模式为在地下水位 <50cm 的碟形洼地中下部实行鱼稻共
养或鱼藕共养‘ ,鱼稻共养梯级池占地面积 1.3hm ,常年水体占 50%,稻田占30%。秋冬季节挖池抬 田、围
梗和加台基 ,上半年鱼较小 ,用池养鱼 、田种稻 ;下半年成鱼长大,需灌水淹没稻 田抬高水位 ,水面增至 80%,
既不影响鱼类生长又增加 1季稻作。鱼藕共养当藕池中荷茎长高时投放一定数量鱼苗吞食浮萍和杂草,荷
叶护鱼免遭人袭 ,年纯收入可达 1.2万元/hm 。渍地圈生态农业建设模式为在地下水位 50~90cm 的碟形
洼地中部实施暗管工程降低地下水位,将其 改造成高抗涝渍危害 良田,改造后 稻田可实行多种优化种植如
“油菜一西瓜一晚稻”模式 ,其 田间设计为冬作油菜厢宽 2.Om(沟到沟),东西行 向,厢沟 0.33m。于9月 10日播
种油菜 .10月 20日6~7片叶时移栽 ,其行距 40cm,株距 18cm,在厢面一侧栽 4行油菜 ,另一侧预留 0.49m
栽西瓜 ,5月 10日左右油菜成熟后收割。西瓜于 3月 18日播种 ,采用双膜营养钵育苗 ,4月 20日左右移栽
至油菜田预留西瓜行靠沟边一侧,采用地膜栽培,行距 2.Om,株距 0.4m,种植密度为 1.2万株/hm 。晚稻 6
月 18日播种,西瓜收获藤叶耕沤整 田后于 7月 23~28日移栽 ,移栽密度 37.5万穴/hm 。该模式年纯收入
可达 1.65万元/hm ,为“小麦(或油菜)一中稻”模式产值的 3.4倍。旱地圈生态农业建设模式为在地下水
位 >90cm的碟形洼地中上部实施以旱作为主的高效种植如“菜一甜瓜一杂交棉”模式,该模式中大白菜于 8月
20日播种 ,9月 20日移栽至大 田,菠菜于 9月 20~30日撒播于大 田,3月底前收获完毕 ,甜瓜于 2月 25~28
日播种 ,采用大棚或小拱棚 、地膜覆盖营养钵育苗,4月 5日前后移栽至棉 田。棉花于 4月 1日播种 ,采用双
膜覆盖营养钵 育苗 ,4月 25~30日移栽至棉 田,该模式年纯收入可达 1.8万元/hm ,系“麦一棉 ”模式的 2.8
倍。庭院圈生态农业建设模式为在碟形洼地最上部及庭园附近旱地实行大棚蔬菜生产 ,该模式有利于集约
经营,可发展种 、养和加工业 。一般庭园规模≤0.1hm ,年纯收入可达 3万元/hm 。
江汉平原涝渍地域有大小碟形洼地近 6000个 ,碟形洼地梯级生态农业建设模式有广阔应用前景。据对
潜江、洪湖、监利和枝江等涝渍地区生态农业模式应用分析 ,其经济效益可提高 1~3倍 ,生态效益和社会效
益也显著提高。但应因地制宜应用梯级生态农业建设模式 ,如暗降工程投入较大 ,无条件地方可采取深沟大
渠排水降低地下水位。若不能显著降低地下水位,则渍地圈不宜实施“油菜一西瓜一晚稻”模式。
参 考 文 献
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