一种水库区特色农业生产及面源污染拦截生态系统

摘要

本发明提供了一种水库区污染拦截生态系统，其特征在于包括林木带、牧草带、水生鱼带；水生鱼带位于水库区内，牧草带紧邻水岸，林木带环于牧草带外围陆岸。成功构建了环库多业共生耦合循环农业生态系统。运用“畜-沼-果-渣-饲”、“果-渣-肥”、“畜-沼-果-草”、水分循环等循环经济模式，建立库岸沼气工程、经济林带、截洪工程，消落区牧草带、库区淡水鱼等拦截系统，实现物质循环再生原理和物质多层次利用，在生产特色农产品过程中，发挥多种产业带、多重循环链、多层拦截网的综合作用，实现较少废弃物的生产和较高资源利用率的农业生产方式。

权利要求

1.一种水库区污染拦截生态系统，其特征在于由林木带、牧草带、水生鱼带、沼气工程、牲畜养殖区、配套沉沙凼的截洪沟组成；

水生鱼带位于水库区内，牧草带紧邻水岸，林木带环于牧草带外围陆岸，沼气工程紧邻牲畜养殖区，沼气工程和牲畜养殖区位于林木带或林木带外围陆岸，沼气工程带有沼气管网，伸入林木带和牧草带；所述截洪沟处于牧草带和林木带交界线的等高线上，按0.5%的比降砌筑；

所述水生鱼为草鱼和鲢鱼，所述牧草为禾本科狗牙根属中国狗牙根种狗牙根牧草或莎草科莎草属的莎草，所述林木带为柑橘树。

2.如权利要求1所述的水库区污染拦截生态系统，所述水库区存在消落带，其特征在于所述牧草带位于消落带。

说明书

一种水库区特色农业生产及面源污染拦截生态系统

技术领域

[0001] 本发明涉及水库区特色农业生产和面源污染拦截生态系统，尤其涉及季节性或反季节枯洪的水库区。

背景技术

[0002] 水库是防洪广泛采用的工程措施之一。在防洪区上游河道适当位置兴建能调蓄洪水的综合利用水库，利用水库库容拦蓄洪水，削减进入下游河道的洪峰流量，达到减免洪水灾害的目的。同时，水库又能作为淡水资源库提供工业、农业用水源。但是水库周边农业、工业的发展，往往会带来一系列污染问题。水库成库以后，水流速度减缓，污染物自然净化率下降，会导致污染加剧；为防洪，暴雨季要降低水位，增加防洪库容，导致库区水位反季节涨落，巨大水位落差导致水库消落区很大，新生消落带植被被破坏，削弱甚至失去拦截泥沙和消纳氮、磷等面源污染的能力，经暴雨冲刷直接流入库区水域，加剧水体污染。

[0003] 以三峡库区为例，柑橘、生猪、草食牲畜、长江鱼是库区主要的特色农业，畜禽粪污排放、种植业滥用化肥农药、橙汁加工弃用桔渣、网箱养鱼等农业面源污染，已成为三峡库2
区水环境最大的污染源；水位涨落反自然枯洪规律的新生消落带，面积达348.9km，出露成陆时正直炎热潮湿，夏季暴雨频发季节，基本丧失拦截、消纳和过滤农业面源污染功能，地表径流携带的氮、磷和泥沙等长驱直入，加重长江污染。生态环境、水土流失、面源污染问题突出，危及长江国家战略淡水资源安全、农业生产和移民增收。

发明内容

[0004] 本发明提供了一种水库区污染拦截生态系统，在生产特色农产品的同时，能有效的保护生态环境，防止水土流失和水土资源污染。

[0005] 本发明的目的是通过以下措施实现的：

[0006] 一种水库区污染拦截生态系统，其特征在于包括林木带、牧草带、水生鱼带；水生鱼带位于水库区内，牧草带紧邻水岸，林木带环于牧草带外围陆岸。牧草带在水库关闸蓄水时会被淹没，开闸放水时，逐渐出露成带。

[0007] 为了实现水库水中的生态循环，所述水生鱼主要为草鱼和鲢鱼。草鱼以水草为食，鲢鱼以浮游生物为食，鱼排泄产生的粪便可供浮游生物为食，以此形成了物质、能量的循环，控制水中富余的N、P，微生物等水质污染源。并实现水生系统的有机调控。

[0008] 当水库存在季节性或反季节性水位涨落，或满足周期性蓄水的需要时，所述牧草带位于消落带的水底，所述牧草优选为禾本科狗牙根属（Cynodon Rich）中国狗牙根种（Cyondon dactylon）狗牙根牧草，更优选为来自巫山县大昌湖畔的狗牙根牧草，命名为“三峡1号”；或莎草科莎草属的莎草，又名香附子。

[0009] “三峡1号”的狗牙根牧草来自于重庆市巫山县大昌湖畔，采用分根法繁殖。在春夏期间，挖起草茎，敲掉泥土，均匀拉开撒铺于地面，覆土压实，保持湿润，数日内即可生根萌发新芽，约经20天左右即能滋生新匍匐枝，此时应增施氮肥，匍匐枝迅速向外蔓延伸长，并节间生根扩大形成新的草甸。重庆市农业技术推广总站可获取“三峡1号”。

[0010] 为了便于监测水土营养、流失、污染情况，所述林木带为优选的经济林木，特别是柑橘树、龙眼树、枇杷、梨、李、茶叶。可实现对园区林木叶片及栽种土壤的氮磷、重金属进行监测，及时调整肥料配方，减少氮磷的过剩流失，为林木提供更加有利的生长环境，同时实现对水库及周边生态环境的检测，有效地避免对水土资源的氮磷及重金属等污染。

[0011] 在经济林木带园区中沿牧草带和林木带交界线的等高线，按0.5%的比降砌筑截洪沟，所述截洪沟配套沉沙凼，也称沉沙池，具有更好的沉淀效果，可以减缓暴雨径流速度，有效拦截暴雨径流携带的细颗粒泥沙。

[0012] 上述水库区污染拦截生态系统，还包括沼气工程和牲畜养殖区，沼气工程紧邻牲畜养殖区，沼气工程和牲畜养殖区位于林木带或林木带外围陆岸，沼气工程带有沼气管网，伸入林木带和牧草带。牲畜养殖产生的粪便等作为沼气生产原料，沼气可供农业、工业、家庭使用，生成的沼液残渣可作为林木的肥料使用，实现了物质能量的循环。

[0013] 有益效果

[0014] 本发明成功构建了环库多业共生耦合循环农业生态系统。根据生态系统及其能量动态特点，发展库区经济林木、渔业、畜牧等特色产业，通过建设库岸经济林带、消落区牧草带、水域淡水鱼带等特色产业带，构建以经济林木为主的环库农业生态系统、耐湿牧草为主的消落带湿地生态系统、大水散养鱼为主的水域生态系统共生耦合的库区人工生态系统。运用“畜-沼-果-渣-饲”、“果-渣-肥”、“畜-沼-果-草”、水分循环等循环经济模式；建立库岸沼气工程、经济林带、截洪工程，消落区牧草带、库区淡水鱼等拦截系统，实现物质循环再生原理和物质多层次利用，在生产特色农产品过程中，发挥多种产业带、多重循环链、多层拦截网的综合作用，实现较少废弃物的生产和较高资源利用率的农业生产方式。

[0015] 水质可达到并优于GB18918-2002的一级排放标准的A类标准；氮磷含量、重金属含量可达到并优于氮磷排放的一级排放标准的A类标准（GB18918-2002）。满足自然净化和稀释能力较小的水库水源保护需求。

附图说明

[0016] 实施例1所述的水库区污染拦截生态系统的示意图。

具体实施方式

[0017] 下面结合实施例对本发明作进一步描述，但本发明并不仅限于此。

[0018] 实施例1

[0019] 示范区位于重庆市巫山县大昌镇。三峡成库后，大宁河沿岸形成湖面达11.8Km2的2
大昌湖，消落带面积约5.76 Km，现有规模养殖户36户。

[0020] 大昌湖环库海拔500m以下区域，发展晚熟柑橘1100ha，其中核心示范区种植脐橙130ha，建成环库柑橘林带。对在柑橘林带或周边规模养殖猪场，建造沼气池，配套沼液肥水一体灌溉系统（ZL200810069436.0），结合柑橘营养诊断，指导控氮减磷，2012年，投产园单产30T/ha，生产的巫山脐橙已成重庆名牌农产品，经济效益显著。

[0021] 2010年起，在沿库消落区发展耐淹牧草和草食牲畜。建成覆盖175-150m区域，长度超过2Km的消落区草场示范带，每年的10月至翌年4月，三峡蓄水时，草场被淹3-4月水退时，牧草又绿消落区，其他植物受淹死亡，9月草甸厚度达50 cm以上，覆盖消落带砾石滩区，单产33T/ha，呈现耐淹、耐瘠、耐旱、丰产的显著效果，经人工去杂、逐年淹没淘汰和种属间竞争，逐步形成品种单一的优势群落，美化了消落区环境。

[0022] 在库区水域全面取缔网箱养鱼，结合增殖放流，发展大水散养渔业，还长江一汪碧水。放养鱼类主要为鲢鱼和草鱼等。

[0023] 利用构建的环库多业共生耦合循环农业生态系统在发展柑橘、牛羊、生猪、长江鱼等特色产业的同时，通过如下运行过程，达成长江淡水资源保护：

[0024] （1）畜禽粪污。经沼气池处理，沼气用作燃料，沼液经无害化处理池脱除化学淤泥和沉淀物，通过抗暴防堵管网系统，进入柑橘林带，实现施肥灌水一体；无养殖场和管网配套的地块，应用橘渣、秸秆有机配方肥，消纳农业生产及其加工产生的有机废弃物，减少氮、磷流失污染；结合柑橘营养诊断，缺啥补啥，控丰补缺，实现优质高产和质量安全。

[0025] （2）病虫为害。通过在柑橘林带悬挂太阳能杀虫灯可及时控制潜叶蛾、吸果夜蛾、天牛和黑蚱蝉等虫害；粘虫色板、毒诱灌诱杀柑橘粉虱、蚜虫、实蝇等害虫；红黄蜘蛛、锈壁虱等被捕食螨猎杀；根据柑橘叶营养诊断指标，采取控丰补缺的办法，限用过量元素，重点遴选含缺乏元素的矿质农药，如波尔多液（同时含铜、钙、硫），控制果斑、枝枯和炭疽等病害，用药补肥，实现化肥的减量使用，基本实现化学农药的零使用。

[0026] （3）暴雨或连阴雨为害。柑橘及行间矮秆经济作物会减轻暴雨冲击、滞缓流速，提高土壤商情，径流携带的泥沙被截洪沟和沉沙凼阻拦，少量的氮、磷等元素和泥沙，随径流进入消落带，被湿地草场拦截，吸收和消纳，氮、磷等通过放牧或刈割带出；未被收割的牧草，蓄水时会沉入江底，叶片被草鱼等吞食，产生的粪污会导致浮游生物虐生，可被花鲢、白鲢等鱼类消纳，通过捕捞带出，可有效避免氮、磷和消落带植物对长江水体的污染。3月-4月退水后，牧草残留的匍匐茎萌发，又绿库区两岸。

[0027] 实践证实。通过运行多业共生耦合循环农业生态系统。在环库柑橘带农业生态区和耐淹牧草湿地生态区构建中，通过“猪-沼-果-渣-饲”、“果-渣-肥”、“畜-沼-果-草”、水分循环模式等4种农业循环经济模式有机链接，把后端的粪污、橘渣、秸秆等有机废弃物作为内生要素，投入到前端的柑橘、畜牧、渔业生产活动中。并且通过4重循环经济链链接，使柑橘、生猪、草食牲畜、长江鱼等的多个产业链之间和产业链与生态链之间，形成多业共生耦合机制，实现了多业态产业共生、要素耦合、整体循环、综合利用的生态产业链，满足了库区特色农业发展、农移民增收和国家战略水资源库保护需求。

[0028] 多业共生耦合循环农业生态系统概念，即：人类在特定区域建立的农业生态系统内，以循环经济为纽带，采用减量化、再利用、资源化的农业生产方式，使区域内各种关联产业间资源、产品和废弃物角色发生相互转换，实现关联产业共生，生产要素耦合，废弃资源综合利用，从而延长产业链，拓宽产业幅，优化产业结构，并在人为和自然共同支配下，进行农副产品生产，实现废弃物零排放的综合农业循环经济体。