利用生物多样性保护生态环境
农药、化肥的大量使用,在促进农业增产的同时,也造成严重的农业环境污染。云南重金属污染严重,土壤退化,生物多样性丧失,不仅直接影响作物产量和品质,还会通过食物链影响人体健康。以上环境问题,可以利用生物多样性种植来解决。
作物间套种控制农业面源污染。降雨在农田产生的地表径流,冲刷农田土壤中的营养物质进入河流水体,成为水体富营养化的主要污染源。合理的种植模式能有效减少农田地表径流产生和地表径流污染的流失,主要表现在降雨截留与径流延滞作用,提高养分利用率与土层固结作用等方面。其中间作、套作种植模式控制面源污染的效果好,可以提高作物对土壤水肥资源的利用效率,改变作物根系的分布特征,增强作物根系对土壤的固结能力。近年来,云南省根据滇池流域农田的特点,通过间套作技术,减少污染物的排放、减少面源污染;应用物种多样性种植理论,运用最佳间做、套作种植模式技术、最优施肥施药技术、秸秆覆盖技术、农田尾水循环利用技术减少化肥等使用,治理和控制农业面源污染,获得了多项物种多样性种植集成技术;根据洱海流域奶牛养殖的特点,系统深入地研究了种养循环污染零排放技术体系,包括水虻分解牛粪、牛粪替代化肥、水稻—牧草轮作、稻草和牧草喂牛,氧化沟、三级氧化塘净化稻田排水、水循环利用等技术,取得了较好的效果。这些研究积累的成果对改善农村环境、治理云南省九大高原湖泊的农业面源污染具有重要意义。
本土富集植物与作物间作修复农田土壤重金属污染。矿产资源的开采导致农田土壤重金属污染,土壤质量下降,不适合农作物生长,而物种多样性种植为修复受污染农田提供了一条可行的方法。对于轻度污染重金属复合区,可以通过种植低积累型作物,施用石灰、有机肥等,生产出合格的农产品。而在中度重金属污染区,采用重金属富集植物与作物间作的种植模式,在正常农业生产的同时,开展重金属污染土壤治理,边修复边生产。铅锌矿是云南的优势矿产,大规模开采加工,导致矿区周边农田土壤重金属污染严重,影响农产品产量和质量。云南植物种质资源十分丰富,在重金属污染严重、土壤肥力低下的铅锌矿区,仍有一些重金属耐性植物顽强生长,包括大量累积重金属的富集植物。这些富集植物能忍耐重金属毒性,适应云南的土壤和气候条件,生长良好。云南省通过富集植物与作物间作、套种、轮作的科研,在农业生产的同时,修复农田重金属污染;开展本土植物与作物间作修复铅锌矿周边Cd、Pb污染农田的根际特征与机理研究,构建了富集植物与作物间作模式,增大富集植物对重金属的吸收能力,提高修复效率。该研究成果为保障食品安全和云南省高原特色农业健康发展,提供了很好的支撑。
植物—微生物联合修复土壤农药污染。施用农药可以较大幅度地减少农作物产量损失,但是农药的使用会对农业生态环境造成严重的污染,土壤中的残留农药会改变土壤生态系统的结构和功能,通过食物链对人体健康产生危害。对土壤农药污染修复,植物—微生物联合修复作为一种物种多样性模式是一种有效的方法。在植物—微生物系统中,微生物可以利用该农药为食物来源进行生长繁殖,植物本身也直接吸收和降解农药,植物和微生物可以联合起来共同作用,提高降解速度,有效降解农药残留,是农药污染治理的一种新途径。
受干扰迹地植被恢复技术。云南省多山地,地质构造复杂,泥石流滑坡等自然灾害频发。2012年9月7日,昭通市彝良县地震造成巨大人员和财产损失,地形地貌发生改变,植被遭到破坏。物种多样性种植对这些受干扰迹地(地质灾害地区)生态恢复具有重要意义。针对彝良地震灾区的山地农田分布格局,应用物种多样性种植技术构建以坡改梯、坡面水系工程、林草措施相互结合、优化坡耕地农业种植方式等治理水土流失;结合山地农田土壤肥力和施肥特点,优化配置和合理开发利用土、肥、水等农业资源,提高受干扰迹地的产出率;对生态破坏严重的地区,以原有生态系统为基础,选择该区域适合的粮食作物、牧草、中草药和经济林等进行农业生态系统重建,开展间套种,提高受损山地农业生物多样性和产量,具有较好的前景。
(责任编辑 李建宏)
作者 李元 云南农业大学资源与环境学院
2020年《社会主义论坛》第2期“沿着习近平总书记指引的方向 接续奋斗谱写好中国梦的云南篇章”