农田水渠里的生态革命：蛙有蛙路 蛇有蛇道

导读：农田水渠投资巨大，它该建成啥样?不仅是一个财政问题，也关乎生态平衡和食品安全。对这个领域的探索，衡阳市走在了前列。

撰文|袁树勋

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食品农药残留、农业面源污染……这些让人心悸的词汇，和农田水渠有关系吗？

在衡阳市农业综合开发办副主任刘旭看来，答案是肯定的。

“水渠是农田水利建设的核心，各级财政投入巨大。在很多地方，传统的混凝土式水渠仍然大行其道。”他说，“这类水渠破坏生态，加重农业面源污染，影响农产品安全，已不适应时代发展。”

4年前，衡阳开始推广“生态水渠”，如今已建成了6.5万米。四川、福建、湖北等地，也展开了相关探索。

衡阳耒阳市新市镇的生态水渠，兼具生产、生态和景观功能。刘旭认为，新时期的农田水渠，应该是上述三要素的复合体。

农田边的“生物荒漠带”

故事，可以从青蛙讲起。

繁殖季节，蛙类会赶到池塘稻田中交配产卵，之后又返回陆生栖息地。

这个过程，叫繁殖迁徙。迁徙范围，通常在500—1500米内，也有个别蛙类会达到2000—3000米。

自然农业时代，中国的农田就被综合交错的水渠切割成块。彼时的沟渠，用泥土和石块堆砌而成，被今天的人们称作“土渠”。土渠的内壁粗糙，起伏不平，蛙类可以轻松翻越，无碍迁徙。

进入现代，出现了混凝土浇筑水渠。其内壁光滑平整，意味着防渗效果好；不长水草，能提高水的流速。与之效果类似的是浆砌石渠——用石块砌造，再用混凝土砂浆填充石块间的缝隙。

混凝土浇筑水渠和浆砌石渠内，动植物难以生存

这些“钢筋混凝土风格”的渠，就排水灌溉、粮食增产而言，确实大有裨益。但对蛙类来说，却是个灾难。

哪怕是最底等级的农渠，宽和深也有近半米。成年蛙跳进去，面对又高又平滑的水泥渠壁，都很难跳出来。刚刚脱离了蝌蚪形态的幼蛙，更不用说。

“旱季渠中水干了，水泥渠里时常会发现死青蛙。”刘旭说。

作为上世纪80年代的生物遗传学硕士，他知道这个细节的意味，“蛙类的繁殖迁徙受阻，生存空间被压缩。”

生态链是一环扣一环。蛙类少了，意味着农田中的蝗虫、黏虫少了天敌。农民被迫喷洒更多的农药。这不仅是进一步恶化蛙类的生存环境，蚯蚓、萤火虫、异星瓢虫等益虫，包括能克制病菌的有益微生物菌群，也跟着遭殃。

这是一个恶性循环的过程。当农民只能依靠大量化学药剂来克制病虫害时，粮食蔬果的农药残留超标就成了常见事。

混凝土浇筑和浆砌石渠内，除苔藓外难见植物。鱼类找不到产卵和庇护空间，缺乏食物来源，也难以繁衍生存。

“它是农田边的生物荒漠带。”刘旭形容。

蛙有蛙路，蛇有蛇道

衡阳的生态水渠，充分吸取了上述教训。

有些渠段，用天然石块干砌；也有地方，使用生态砖。总而言之，要让渠壁上有足够的孔隙，可留置泥土，生长植物，为鱼类提供庇护空间。

渠底抹一层水泥的做法，在生态渠中被禁止。常见的替代方案，是在渠底铺石块，模仿天然河床。

衡阳市的一段生态水渠，特制作的生态砖，为动植物留出了生长庇护空间

渠底会修筑拦水坎。即使渠道退水，坎内还会有积水，植物和鱼虾不至于干渴而死。

砖塘镇的一些渠段，已经长出了茂密的水草。一个有鱼、虾、蚌的小型生态体系，又恢复了。

反过来，植物的根系又能稳固渠道，减少渗漏。

有些渠段，深2米、宽4米。哪怕渠壁不再是光溜溜的，爬行类和蛙类也很难翻越。

为此，工人们又在渠壁预留了“蛇道”，修建了从渠底通向岸边的“蛙道”。

衡阳县大安乡，生态水渠里的“蛙道”和“蛇道”

11月21日，已是深秋。在衡阳市祁东县砖塘镇的生态水渠岸上，来此视察的刘旭遇见了一只青蛙。

“深秋见蛙。”他很是感慨，“人类尊重自然，自然也赠人以惊喜。”

砖塘镇盛产水稻、芋头和黄花菜。镇长陈志强，调查过农民们的农药使用规律。

他发现，在混凝土浇筑水渠的稻田边，农民一年要打三次农药；在生态水渠的稻田里，只需要打两次农药，药量也少很多。

“这可能跟生态水渠稻田里青蛙等益虫的增加有关。”他觉得。

当然，病虫害的轻重，跟水土、气候也有关系。陈志强的结论不一定完全科学。但他讲的大道理——生态恢复了，才能种出绿色环保的粮食蔬果，毋庸置疑。

德国人拆掉混凝土水渠时，中国还在大量建造

一些发达国家和地区，早已意识到混凝土水渠的弊端。

上世纪70年代，德国大规模拆除了这类水渠，替之以生态渠。

日本和台湾，也在上世纪90年代加入了这一行列。

台北金山乡“八烟聚落”经过改造恢复的农田水渠，与周边生态环境融为一体

但当时的中国，尚不具备这个条件。

随着生活水平的提升，国人的饮食结构开始向发达国家看齐——餐桌上肉蛋奶的比例越来越高。每养出一公斤鸡肉需要2斤粮，一公斤猪肉要4斤粮，一公斤牛肉是7斤粮。1978年，中国只有7%的粮食用于制作饲料；1994年，涨至20%；当下，饲料加上工业用粮的比例，已经接近50%。

一度有人认为，十多亿人中国人饮食结构变化导致的粮食需求增长，尽全世界之力也无法满足。美国人莱斯特.布朗在1994年发表的《谁来养活中国？》，就是这类言论的代表。此后的数年里，“中国粮食威胁论”阴魂不散。

憋着一口气的中国人，要证明“能用世界上7%的耕地养活22%的人口”，一味向土地要产量。混凝土式水渠因此得宠，成为高标准农田建设中的“标配”。

直到最近十年，农田水渠的生态功才得到足够重视。此时的中国人在粮食安全上找回了自信，却也付出了沉重的环保代价。

2015年，中国生产了全球16%的粮食，却用掉了全球31%的化肥，每公顷化肥用量是世界平均水平的4倍。此前，浙江大学教授冯培恩也提供了中国单位面积化学农药用量的数据——是世界平均水平的2.5—5倍。

那一年，农业部的官员宣布，农业已超过工业成为中国最大的面源污染产业。究其元凶，正是过量的农药和化肥。

说起来，这也跟农田水渠有关。

水渠和农业面源污染

化肥农药中的污染物，主要是氮、磷和部分重金属元素。

它们会随着水流进入农田沟渠，继而排向江河湖泊。这是面源污染的一个主要路径。

如果水渠中有足够多的底泥和植物，情况会好很多。

有些植物，比如芦苇，能有效吸收氮和磷。姜翠玲等学者在长江中下游地区的研究表明，秋季收割一公顷的芦苇，能带走818公斤氮元、103.6公斤磷。

蜈蚣草、鱼腥草等，对重金属元素镉有良好的吸收效果。在很多土壤镉污染治理项目区中，经常能看到上述植物的身影。

渠底的淤泥，也不容忽视。当表层泥土处于好氧状态时，能与磷元素形成难以溶解的复合物。

衡阳的这段生态水渠，采用了干砌法。石块间的缝隙不再用混泥土砂浆填充，渠底模仿天然河床，以便动植物生存

徐红灯等学者的试验表明，有植物的生态沟渠对氮、磷的截留率在30%以上。有些国外研究者认为，这个比例还可以更高。

混凝土式水渠的内壁，俗称“三面光”，泥土难留、植物难长，截污效应无从谈起。生态水渠的出现，弥补了这一缺憾。

宜居美丽乡村的理念兴起后，农田水渠的景观功能也得到重视。衡阳的基层干部们正在琢磨：在生态渠边种什么植物，方能兼顾美观和截污功能？

衡阳的一段生态水渠。渠岸上种什么植物，有时候要需要考虑很多因素：美观、固坡、土壤污染治理

过去4年里，衡阳建设了6.5万米生态水渠。四川雅安、福建南平等地的探索，起步更早。

中国每年数以千亿计的农田水利资金，很大一部分都投向了排灌渠。很多地区，仍在大量修建混凝土浇筑和浆砌石渠。这让刘旭感到忧虑，“如果有天要像德国那样把它们都拆掉，损失就太大了。”

当然，农田生态是个复杂的系统，牵涉到土壤、水文、气候、生物。人类虽然意识到了水渠是其中的一部分，但涉及具体的影响机理，仍然知之甚少。

单从水渠对动物繁衍生存的影响来说，现有研究集中在蛙类和鱼类，对其它两栖类、鸟类和哺乳动物，很少涉及。

工程师们在设计生态水渠的建造工艺时，常有盲人摸象般的难堪。在这个关乎食品安全的重要领域，人类还有很长的路要走。