梯田生态工程的发展现状及探索

2022-09-10

生态工程是指人类应用生态学和系统学等学科的基本原理和方法, 通过系统设计、调控和技术组装, 对已被破坏的生态环境进行修复、重建, 对造成环境污染和破坏的传统生产方式进行改善, 并提高生态系统的生产力, 促进了人类社会和自然环境的和谐发展。梯田作为生态工程的研究方向, 其修筑原理必然离不开生态工程学的相关原理。梯田是在坡地上分段沿等高线建造的阶梯式农田, 是治理坡耕地水土流失的有效措施, 蓄水、保土、增产作用十分显著。对梯田生态工程的研究, 有助于现代梯田的修建, 有助于坡耕地水土流失综合整治, 有助于我国耕地的合理利用, 实现梯田的可持续发展。

1 国内外梯田生态工程研究

1.1 国外现状

自20世纪60年代, 全球出现人口激增、资源破坏、能源短缺、环境污染和食物供应不足等问题, 表现出不同程度的生态与环境危机, 尤其是一些西方发达国家, 这种资源与能源的危机更加明显与突出。现代农业提高了农业生产率与产品的供应量, 但由于长期大量使用农药、化肥, 造成了各种各样的污染, 高残留、高毒性农药, 使土壤农残问题日趋严重, 化肥使土壤成分、结构遭到破坏, 导致富含有机物质的天然土壤逐年减少, 土壤中的残留物质又随水体循环扩散到江湖河流, 对饮用水源、水产养殖等造成污染, 从而导致对人体健康也带来了严重的危害。而在发展中国家, 存在环境资源问题的同时, 还面临着人口增长, 资源不足与遭受破坏的综合作用问题, 这些问题进一步孕育、催生了生态工程及技术对解决各种各样生态危机的作用。生态工程发展至今, 约有50 a的发展历史, 美国著名生态学家H.T.Odum于1962年首次使用生态工程 (Ecological Engineering) , 提出生态学应用新领域:生态工程学, 并定义为“为了控制生态系统, 人类应用来自自然的能源作为辅助能对环境的控制”, 生态工程即管理自然, 它不仅是对传统工程的补充, 而且是自然生态系统的一个侧面。20世纪80年代以后, 生态工程在欧洲及美国逐渐发展, 并相应提出了生态工程技术, 即“在环境管理方面, 根据对生态学的深入了解, 花最小代价的措施, 对环境的损害又是最小的一些技术。”

梯田是一种波浪式断面的田地, 是在坡地上沿山体的等高线开垦建造耕田而形成的一种的乡村景观, 广泛分布于世界许多国家地区, 如北非、地中海沿岸、中美洲及亚洲的中国、日本、印度、菲律宾、韩国等地。其中, 著名的有瑞士拉沃梯田、菲律宾的巴纳韦水稻田、及秘鲁的马丘皮克丘梯田, 及我国云南省的哈尼梯田以及广西省龙胜龙脊梯田。由于梯田 (尤其是梯田湿地) 的耕作与维护十分艰辛, 许多地方的梯田已经逐渐淘汰。目前, 对山地梯田的研究仅限于一些尚存在梯田的国家。

国外学者主要从梯田的历史角度和其独特的文化展开研究。20世纪后期, 国外学者开始研究梯田的生态效应及对其的保护与管理, 并认为梯田能减少水土流失、蓄水保土、改良土壤、提高作物产量、促进农业可持续发展。法国塞维内生物圈保护区正是以梯田景观著称, 当地村民把层层梯田作为旅游资源, 修建通往山顶的小路, 以便游客上山游览欣赏这里的田园风光。欧洲联盟保护梯田项目官员让•巳布地斯特•拉那斯佩滋指出, 梯田对于农业发展的重要性, 不少梯田是历史遗迹, 有发展旅游的潜力, 这些地方往往还具有丰富的生态资源, 在建筑和工艺方面还有许多值得保护的遗产。

1.2 我国现状

中国的生态工程概念是由我国生态学家、生态工程建设先驱马世骏先生在1979年首先倡导的, 马世骏认为, 应用物种共生、物质循环再生、结构和功能协调等原理原则, 将系统分析最优化, 设计成为促进分层多级利用物质的生产工艺。

我国出现的生态危机是由人口剧增、环境污染、资源环境受破坏、能源紧缺以及食物供不应求等因素共同形成的一种综合效应。故我国开展生态工程的目的, 一是保护生态环境和资源的同时, 更须要在资源有限的基础上充分利用物质生产潜力提高产品产量, 以满足人口及社会发展需求;二是维护并改善生态系统促进物质良性循环, 防止环境继续污染, 达到生态环境、经济及社会三大效益协调发展的综合高效益。因此, 我国的生态工程以生态学为支柱外, 还综合了农林渔、养殖、经济管理、环境工程等多种应用学科的原理、技术和经验, 并针对我国生态工程建设及生态系统发展提出协调、整体、再生、协调、良性循环理论。梯田作为一个开放的生态系统, 可以充分利用土地资源, 我国梯田修筑的最初目的就是为了解决粮食问题, 大量移民至丘陵地区的农民构筑了梯田, 用一道道的堤坝涵养水源, 使在丘陵地带大面积种植水稻成为可能, 解决了当地的粮食问题。

国内于20世纪80年代中期, 对云南元阳县哈尼梯田、广西龙胜各族自治县龙脊梯田和湖南省新化县紫雀界梯田展开研究, 研究内容主要为从梯田起源、发展历史、稻作礼仪、生产管理等方面来论述梯田及其住民的社会结构等相关性。付广华[1]在《环太平洋梯田文化圈论》中, 对整个环太平洋地区梯田文化的分布范围、形成了特点、共性等方面对环太平洋地区梯田文化进行了深入的研究, 主要对环太平洋地区梯田文化圈的梯田稻作、饭稻羹鱼、干栏建筑、棉质服饰、连名制度、祖先崇拜、多神信仰及祭献用牺牲等8个方面的文化特征分析, 分析说明龙脊梯田文化典型地具备上述特征是环太平洋梯田文化圈的典型代表。国内关于梯田旅游的研究以具体梯田的实证研究为主, 内容包括梯田旅游开发中的生态环境保护。王勇[2,3]通过对甘肃梯田的建设现状进行概述, 提出了梯田化建设的发展对策, 他认为, 只有不断提高对旱作农业区梯田工程重要性的认识, 坚持成功的梯田建设经验, 依靠科技进步, 推广先进实用的梯田建设和管理技术, 实行优惠政策, 调动广大群众兴修梯田的积极性和创造性, 逐步增加梯田建设的投入, 才能实现旱作梯田的推广和发展。角媛梅[4]通过深入哈尼族集中居住地区实地进行调查, 采用系统论及文化生态方法, 得出哈尼梯田文化生态系统这一概念, 分析该梯田文化生态系统特征、组成、空间结构、物质能量流动及其功能, 指出哈尼梯田文化生态系统是一个和谐的人地系统, 具有自我维系的功能。元阳哈呢梯田所形成的“森林—村庄—梯田—河流”四位一体的构造, 是梯田生态系统中较为完整的实例, 表现出了较好的垂直特征。

我国有的学者还对梯田区的地质、土壤、生态环境等方面进行了研究。扬州大学水利科学与工程学院的徐英、王俊生[5]等学者写的《农田土壤水分和盐分空间分布的指示克立格分析评价》运用非参数地质统计学的多元指示克立格法, 结合单元指示克立格法, 对黄河河套灌区55 hm2的盐渍化地区两个关键时期的土壤水分和盐分进行空间分布的分析。虽然其不是对梯田土壤进行研究分析, 但农田土壤也包括了梯田土壤, 所以有一定的指导意义。另外, 中国林业科学研究院沙漠林业实验中心的包耀贤、刘明虎、宋芳云[6]所写的《渭北旱塬梯田土壤氮素特征及影响因素分析》通过采集土样, 按不同年限、不同坡向和不同坡位采集然后土样按常规方法测定, 得出土壤养分的变异系数、有机氮含量等数据, 同时, 对土壤氮素的剖面变异性和土壤氮素的相关性及其影响因素分析得出梯田土壤的氮素特征及影响因素。另外, 还有许多有关梯田地质、梯田水系以及梯田涵养森林等方面的文章, 从不同的方面提出保护梯田的方式、管理和合理利用梯田文化、生态环境的经济价值, 恢复生态环境、控制水土流失、支撑经济可持续发展有效协调人与自然的矛盾, 实现二者的共同发展。苗晓靖[7]等人通过对集流梯田工程进行研究, 认为集流梯田工程是水平梯田和自然坡地沿山坡相间布置的一种水土保持工程措施, 较水平梯田更能提高土壤含水率, 改善土壤理化性状, 针对这一特点, 在黄前流域进行集流梯田与水平梯田、坡耕地对比试验, 研究与分析结果表明集流梯田具有显著的保持水土和提高作物产量的效果, 为有效治理水土流失和增加农民收入提供科学依据。

2 发展趋势及存在问题

2.1 发展趋势

目前, 梯田生态工程的研究着重于古梯田的保护和现代梯田的修建。大部分的古梯田区被开发成旅游胜地, 众多的梯田成为人们娱乐的地方, 人为活动造成了部分梯田的损坏。此外, 古梯田的耕作也存在问题, 过多使用化肥农药, 造成了梯田区土壤和水资源的污染;现代梯田的修建没有合理的理论指导, 在全国大范围推行的坡改梯工程中, 有的地方为了完成任务, 盲目修筑梯田, 把原本绿油油的森林砍倒, 修建了极不合理的梯田, 造成大面积的水土流失, 使国土资源遭到破坏。

面对我国目前梯田生态工程所面临的问题, 如何实现梯田的可持续发展, 是梯田真正起到保土、保水、保肥的作用, 是广大梯田研究工作者的首要任务。因此, 需要充分运用生态学、系统学等科学方法对古梯田耕作建设及保护加以设计, 因地制宜采用生态技术, 防止或减少对生态环境造成破坏, 实现古梯田生态系统的建设和发展的可持续;依照生态工程学的物质循环再生原理、物种多样性原理、协调与平衡原理、整体性原理和系统学与工程学原理, 应用生态学的相关知识对现代梯田的修建进行指导, 是梯田生态工程未来的发展方向。

2.2 存在的问题

实现梯田生态工程合理利用是一个长期而艰巨的工程, 我国的生态工程虽然已取得部分成果, 但在发展过程中, 仍然还存在不少阻力, 如果这些问题得不到合理的解决, 将会导致我国生态工程建设受到一定限制和阻碍。

2.2.1 相关理论不完善, 推广面窄

生态工程是一项包括生态学、林业学、养殖学、农学、资源保护与利用学等自然科学的系统性工程, 是现代文明和科学进步的产物。一套行之有效的科学理论必不可少, 但目前中国的研究现状是很多相关研究停留在对单一学科的独立、深入研究上, 于是出现各学科之间渗透及联系不充分, 甚至对立等问题。梯田生态工程想要得到很好发展, 必须先提高各学科之间的联系和沟通力度, 形成多学科渗透、综合、交叉、完整的生态工程理论体系, 这种研究可通过开展课题合作、跨学科学术研讨会等多种形式开展。

另外, 推广同样是生态工程发展的重要手段, 但生态工程建设者缺乏生态学理论知识、知识与实践得不到高效结合、农民参与积极性不高等因素影响着生态工程理论的推广, 因此, 建立行之有效的理论推广系统、落实政府的推广工作迫在眉睫。

2.2.2 专项资金不足

我国生态工程处于起步阶段, 地方财政及国家财政补贴范围及程度有限, 导致许多生态建设工程项目未能全面开展, 工程的缓慢进行甚至停滞使已投入的前期资金得不到最终成效, 这样一个恶性循环不仅浪费人力、财力, 而且在一定程度上打击了农民积极性。梯田建设作为生态工程建设的一个重要要素, 为确保专项资金的准确投向、资源利用最大化, 需中央政府总规划总统筹、地方各级政府根据实际情况积极响应。

2.2.3 生产及短期经济利益原因

自2001年我国正式成为WTO成员后, 市场经济逐渐建立并完善, 农业生产随之形成了买卖机制。农民根据市场需求选择所生产的农作产品, 并能快速得到经济利益回报, 但这种短期经济利益是以牺牲环境甚至更长远的利益为代价, 不同的代价支付方式会对社会和谐发展产生不同的后果, 当付出的代价大于所获得价值就成为了偿失。生态工程系统建设是一个漫长的工程, 一个合理的系统建立需要较长周期, 生态工程本质是实现生态系统可持续发展, 长远考虑它的回报必然大于总成本, 但是在这个较长的时间周期内, 难免会影响到农民的切身利益。因此, 还需要完善相关保障体系, 加强宏观调控, 引领农民走科学发展道路, 努力实现可持续发展和短期效益的结合。

梯田生态工程的建设, 要求生态安全与环境建设和经济发展有机的结合、农林牧副渔与第二、第三产业结合, 充分利用我国农业大国传统精粹和现代科技, 通过生态工程设计协调生态环境与经济发展、资源有效利用与集约保护的关系, 形成一个良性的、循环的梯田生态工程。

摘要：通过对梯田发展历史和近些年来的研究作简单概述, 明确了生态工程在修建梯田和梯田可持续发展中的作用, 探讨了梯田生态系统的发展现状和未来的发展方向。

关键词：梯田,生态工程,发展现状,持续发展