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【研究报告】基于小微湿地群的农业面源流域水质净化策略

   日期:2026-07-08 18:06:12     来源:网络整理    作者:本站编辑    评论:0    
【研究报告】基于小微湿地群的农业面源流域水质净化策略

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WETLAND SCIENCE & MANAGEMENT
湿地科学与管理

基于小微湿地群的农业面源流域水质净化策略

陈佳秋1,2 甘升伟3 戈萍燕2 顾沈怡2 邵一奇2 忻飞2 张鹏2 安树青2,4 杨棠武1,2,4*

1 水利部太湖流域水治理重点实验室

2 南大(常熟)研究院有限公司

3 水利部太湖流域管理局

4 南京大学生命科学学院

本文引用格式:

陈佳秋,甘升伟,戈萍燕,等. 2026. 基于小微湿地群的农业面源流域水质净化策略[J]. 湿地科学与管理, 22(2): 86-90.

doi:10.3969/j.issn.1673-3290.2026.02.14

随着我国农业现代化进程的加快,化肥和农药使用量的增加导致农业面源污染成为影响流域水质安全的主要因素之一。本研究系统分析了农业面源污染的现状、主要治理技术、小微湿地退化现象及管理困境。研究指出,现有控制措施普遍存在布局分散、系统性不足等问题,而小微湿地因面积小、分布零散,在高标准农田建设中被大量削减,造成生态功能丧失。本文提出以“小微湿地群”为核心的流域污染控制策略,通过景观生态学与流域水文过程相结合的空间优化布局,构建“缓冲湿地-核心湿地”双层结构,实现污染物的梯度削减与生态系统连通性恢复。该研究为我国农业流域生态空间规划及水质改善提供了理论依据与实践路径。

01

农业面源污染现状与主要控制技术

1.1 农业面源污染的现状与特征

农业面源污染是指农业生产过程中产生的污染物,如氮、磷、悬浮物、农药等,通过降雨径流、土壤溶出、灌溉排水等途径扩散进入水体的污染形式。与点源污染相比,农业面源污染具有分布广、时间和空间波动大、输入路径复杂、管理难度高等特点(Ongley et al., 2010; Wu et al., 2011)。在太湖流域,农业面源污染已成为湖泊富营养化与水质恶化的关键驱动因素(何东等, 2024)。流域内部的耕地广泛、施肥强度高、农药使用频繁(禹康康等, 2022; 姚梦雅等, 2021),再加上降雨集中与排水系统发达(Shen et al., 2014),使得非点源中的氮磷负荷在雨季大量流入湖泊,导致水体蓝藻暴发等生态问题日益严重。

1.2 主要控制技术与应用现状

1)工程措施。生态拦截沟渠及排水沟结构通过构建截流与沉降机制,可在农田边界或排水路径上截留含悬浮颗粒与部分营养盐的径流,但其净化效果高度依赖于沟渠的面积、长度、植被覆盖及维护强度。农田生态塘或低洼湿地区域的生态塘系统,通常设在汇流区或农田边角地带,其能够滞蓄径流、沉降固体悬浮物并通过植物和微生物作用吸收氮磷,但在太湖流域农田生态塘多为孤立分布,未形成连通网络,难以在流域尺度上形成持续净化效应。

2)生态措施。缓冲带与植被带作为较早被推广的方式,通过植物吸收、沉降、微生物反硝化等过程,在去除悬浮物和部分营养盐方面具有显著作用。此外,农田边角地、低洼洼地、废弃塘洼等农田小微湿地系统在多地被提出作为改善水质、改善生态景观与提供栖息地的技术路线,但这些系统往往是零星建设、规模小、连通性弱,不具系统性战略规划。

3)农田管理措施。农田管理措施主要包括减量施肥、精准农业,以及稻渔共生、种养结合等农业生态模式。减量施肥与精准农业在控制化肥使用与氮磷溶出方面显示出良好的潜力,但其推广受限于农户技术能力与投入成本。稻渔共生等模式在部分区域试点中具有较好效果,但在流域整体推广仍存在制度、经济以及水资源管理等瓶颈。

综上所述,农业面源污染治理措施多为点式或片段式,缺乏在流域尺度上的系统性布局;空间布置不够优化,往往忽略关键汇流路径和雨季流量集中的地段;小微湿地在政策体系中的地位不明确,在高标准农田建设与土地整治中常被填平或削弱其功能;而技术与政策、经济机制的联动尚不成熟,难以激励小微湿地保护与修复。此外,对小微湿地治理效应的长期监测、生态服务功能的定量评估,以及生态系统连通性与水文连通性的考量仍显不足。总体来看,农业面源污染控制的技术路径已具备一定基础,但要实现流域尺度的、系统性、网络化的污染削减,还需要将小微湿地作为核心策略之一,通过空间网络布局、政策机制支持与工程生态技术相结合的综合策略,来弥补现有治理技术的不足。

02

小微湿地退化现状及管理困境

2.1 小微湿地管理现状

当前小微湿地在我国湿地管理政策中处于边缘化状态,缺乏统一的保护和管理框架。现行的湿地保护政策主要集中在大型湿地保护区、湖泊湿地以及河口湿地等生态功能较强的区域,而对分布零散的小微湿地未能形成系统性管理(安树青等, 2019)。在高标准农田建设与土地整治过程中,小微湿地往往被视为低效用地,因其面积小、分布零散,许多湿地被填平或截断水源,造成湿地面积锐减,生态连通性下降。这种现象不仅破坏了湿地本身的生态功能,还使农业面源污染在流域范围内的削减效果大打折扣(陶苏芹, 2020; 向蒗等, 2022)。

2.2 小微湿地退化现状

随着现代农业发展,农田生产面积的不断扩大和排水系统的建设,许多小微湿地被改造成耕地或填埋,导致湿地面积急剧下降(宋怀宇, 2023)。同时,农业生产过程中过量使用化肥、农药等化学品,使小微湿地受到水质污染的威胁,进一步加剧了湿地生态功能的退化。此外,水文条件变化和气候变化也会造成湿地退化。干旱与水源短缺导致部分湿地水体干涸,生物多样性下降,尤其是在一些农业密集的流域,小微湿地的退化速度远远超过其恢复的能力(薛曌娜等, 2025)。这些退化不仅减少湿地的水质净化功能,还影响其对洪水的调蓄作用,增加农业面源污染的流入量,使生态环境进一步恶化。

2.3 小微湿地管理的政策困境

目前,我国针对湿地保护的法律法规主要包括《湿地保护条例》《水土保持法》和《自然保护区条例》等,这些法律为湿地保护提供了基础保障(崔丽娟等, 2021)。然而,针对小微湿地的管理政策尚不健全,缺乏明确的政策支持和激励机制。现有的法律和政策主要聚焦于大型湿地和保护区,小微湿地保护缺乏明确的规定(苏晶晶, 2024),导致在农田整治过程中小微湿地面积不断减少,甚至消失。政府对小微湿地的保护和修复工作仍缺乏有效的政策引导。尤其是在高标准农田建设的背景下,土地整治项目往往忽视湿地的生态功能,导致湿地管理中存在较大的政策空白。此外,湿地生态补偿和修复制度不完善,导致小微湿地管理和保护工作多由地方政府主导,缺乏长效机制和资金支持。

03

小微湿地群农业面源污染控制策略

3.1 小微湿地群的概念

在农业流域中,单一的小微湿地功能有限,往往难以在流域尺度上对农业面源污染发挥显著作用。近年来,基于景观生态学和流域管理理论,提出“小微湿地群”概念,即通过系统规划和空间优化,将零散的小微湿地斑块按照水文路径、地形条件和农业污染源分布进行合理布局,形成功能互补、连通协同的网络体系,显著提升流域污染削减能力和生态服务功能(王靖辉等, 2020)。

3.2 小微湿地群的空间格局策略

小微湿地群将看似空间上离散的小微湿地元素,通过乡村小流域的沟、渠、溪的联结,对流域中农业面源污染源、降雨径流特征、地形高程以及水文路径进行系统分析,实现功能上的有机联系(袁兴中, 2024)。有研究表明,构建小微湿地群,建设多级空间结构,小微湿地群的网络化布局使径流在进入下游水体之前经历多级滞蓄、沉降和生物净化过程(陈凯等, 2021)。相较于孤立的小微湿地,网络化布局不仅增强湿地对洪峰径流的调蓄能力,还优化氮磷削减效率,提高系统的冗余性和稳定性(LI et al., 2023)。

小微湿地网络建设应遵循“缓冲-核心”两层空间结构:缓冲湿地为周边小型湿地斑块,通过植物吸收和微生物作用降低入湖污染负荷;核心湿地为面积较大、水文条件良好的湿地斑块,主要承担主要污染负荷的沉积和净化。这种布局不仅提高湿地网络的整体净化效率,也增强生态系统对气候和降雨变化的适应能力。此外,小微湿地群的优化还需考虑湿地与河流、农田、村落的空间关系研究,相关研究显示通过地形、基底结构及周边系统设计构建的小微湿地群在净化径流污染方面具有显著功能(陈君钰等, 2022),而过远或孤立的湿地斑块对污染削减贡献有限。因此,在流域规划中,应优先保护和修复靠近主要水体的中小型湿地,同时通过生态廊道或缓冲带连接远离水体的小微湿地,实现功能互补。

3.3 小微湿地群的政策管理建议

小微湿地群建设和管理需要与地方农业、水利、生态保护政策协同推进。例如,可通过生态补偿、保护激励和土地利用管控等措施,确保小微湿地在高标准农田改造中不被填平,保持湿地网络的完整性。同时,应建立湿地网络监测和评估体系,对水质改善效果、生物多样性变化及湿地功能实现等进行长期跟踪(张佳敏等, 2023)。技术上,可结合生态塘、缓冲带、拦截沟渠及雨水调蓄设施,实现工程措施与生态措施的融合,形成多层次、多功能的小微湿地网络体系。

综上所述,通过构建小微湿地群并优化其空间布局,可在流域尺度有效削减农业面源污染,提升湿地生态服务功能。其核心策略包括网络化规划、分级布局、河流邻近优先原则,以及政策与技术手段的协同应用。未来研究和实践应进一步量化湿地网络在不同流域和不同降雨条件下的污染削减能力, 为农业流域水质改善提供科学依据和技术支撑。

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结语

小微湿地群的保护与修复不仅能够缓解农业面源污染,还能提升农村生态系统的整体稳定性与韧性。孤立的小微湿地难以在流域范围内发挥显著的净化功能,而通过系统化、网络化的布局,可实现污染物多级滞蓄和生物净化,有效削减农业面源污染,增强湿地生态服务功能。构建小微湿地网络需要遵循“缓冲湿地-核心湿地”的空间结构原则,优先保护和修复靠近主要水体的湿地斑块,并通过生态廊道实现水文连通性。同时,政策和管理层面应强化对小微湿地的保护激励,避免在高标准农田建设中盲目填平或改造湿地,为网络化布局提供制度保障。未来流域治理应将小微湿地群纳入整体规划,通过科学布局和管理策略,实现农业生产与生态保护的协调发展,为水质改善和生态文明建设提供可操作的路径。

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