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把清澈还给洱海,把绿色带到田间 院士牵头的“科技小院”扎根云南乡村,打造面源污染截污控源的绿色样板
来源:中国环境报 时间:2023-01-17 15:43:49
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走进云南省大理白族自治州湾桥镇古生村,一个不起眼的小院子与周围青瓦白墙的民居融合在一起,唯独墙面上“解民生之多艰,育天下之英才”的书法字迹,透露着小院里正在上演着一场“科技大会战”。

洱海流域的面源污染如何防控?又如何实现与农民的增收协同?这便是这座古生村科技小院和它背后百余位科技人才一直在攻克的关键问题。

◎系统溯源,掀开面源污染的“黑箱子”

“水质是表象,根子在土里。大家都说,洱海流域的农业面源污染贡献非常大,因为土壤是个‘黑箱子’,解释不清的很多问题都归根于农业。” 古生村科技小院负责人、中国农业大学副教授金可默这样说道。

而这背后反映出的正是洱海保护仍面临面源污染来源不清、贡献不明的挑战。

为掀开面源污染的“黑箱子”,2021年11月,来自中国农业大学的张福锁院士牵头组织全国50多名专家学者,开展洱海流域农业绿色发展调研与研讨。

2022年2月,由大理州人民政府、中国农业大学和云南农业大学联合打造的古生村“科技小院”正式揭牌,这是全国聚焦首个流域农业绿色转型的“科技小院”。

不大的院落,背后是20余家科教企业及多达200余名科技人员的支撑。他们与农民同吃、同住、同劳动,建立起面源污染来源精准解析与系统治理模式。

系统解析首先要全面摸查。金可默介绍,在古生村片区,团队构建了“六纵七横”监测网络,六纵为从苍山流向洱海方向的6条沟渠,七横则为在六纵的基础上划分的7条横线,六纵七横的交叉点则形成了21个取样点。

这个监测网络有多细致?金可默将其比喻为“解剖麻雀”。

在村庄里,他们精准定位古生村1566户农户,连村庄里1321个井盖和22个垃圾堆放点也没放过。在农田里,他们摸查5235个田块(精度达0.3米),了解近20种农作物的分布情况,走进440个农户家中进行调研。

此外,学生每日还负责在监测点测量水深、流速、溶解氧、采集水样等多项任务。有一次,去河边取样监测水质的学生还被村民当成是偷偷来打鱼的,在了解到真实情况后,村民热心帮助学生一起取样。

系列科学调研后,小院的团队发现了重要结论——村庄污染被大大低估了。“在降雨较大的季节,来自村庄的污染和农田的污染其实是各占一半。”金可默说道。

一方面,垃圾分类和全面管制还有待完善。经道路硬化,村庄干净了,交通方便了。但同时降雨无法被土壤涵养,0.5毫米的降雨就会形成径流;大暴雨时,一旦垃圾没及时收起来,就会被冲刷至沟渠,最终进入洱海。

另一方面,古生村除1220亩已流转的土地外,仍然还有200亩的村民自留地在耕种,并不在防控范围内,用肥等难以管控,加上部分管网可能存在跑冒滴漏问题。因而,无论农田建设得再好,每年的头两场降雨的污染贡献可达全年的50%。

而最让大家担心的,还有降雨季节易发的自然灾害——泥石流。金可默将其给面源污染防控带来的危害比作“一夜回到解放前”,各点位一下就能监测出庞大的污染贡献。

◎截污控源,筑牢阻隔面源污染的多道防线

系统解析面源污染的现状后,下一步就是精准防控。

为实现“地还要种,水还要用,肥要少施,循环利用”的目标,围绕精准治污的思路,“科技小院”的学者们为古生村“量身定制”了源头减排、退水回用、生态建设三道防线。

在农田方面,与种植结合实施源头减排。

金可默介绍,团队列出了“4个清单”。土壤清单用来精准把控区域里土壤的养分基本情况;作物清单则在了解养分基础上,选取既能保值高产,又不污染环境的适宜作物;用肥清单和用水清单则依据作物的需求量选取绿色智能肥料,精准控制水量,减少排放。

种植环节产生的农田退水仍以水为载体,也会进入沟渠。

中国农业大学资源与环境学院副教授许稳介绍,对此,团队构建了生态沟渠,拦截阻断污染物入湖。

漫步在古生村村口,可以看到一个平整的生态沟渠。这样的沟渠在村庄里形成近400米的生态拦截带,起到生态拦截的作用。其中种植了一些水生植物,对退水中的氮、磷等物质进行吸收,在污染物输移过程中可促进其降解。

但仅利用植物拦截效果有限。团队还利用古生村现有的塘库,退水通过生态沟渠进入塘库后,污染物会再进行一次化学、物理削减。而这些退水将被汇流收集起来,进行处理回用。“这样二次利用后,既可以减少农业从洱海里调水,又能减少污染物进洱海的通量。” 许稳说。

而在降雨季,作物用水量没那么大,这些经处理达标的部分农田退水就会经过生态湿地这条最后的“防线”,最终流入洱海。

这个“系统解析、精准防控、生态治理”的洱海流域农业面源污染防控新体系,最终在2022年年底实现了“农田氮、磷排放量减少30%—50%,氮、磷入湖负荷减少10%以上”的初期目标。

◎致富增收,绿色种植产业链助推乡村振兴

以古生村为代表的洱海流域村庄,还面临着一个挑战——绿色不高值、高值不绿色。

如果农民种普通的庄稼,投入少、污染轻,但是产值也低,钱袋子“鼓”起来难;如果农民种蔬菜,投入多、产值高,但是污染又较重,洱海难以“清”起来。

为应对这一挑战,小院里的专家们以水环境安全阈值为前提,打造了“水稻+”“烟草+”“周年蔬菜”等绿色高值协同种植模式,周年作物亩产值均超过万元。

基于古生片区 4600 亩耕地,他们建立了土壤肥力监测网,覆盖 5235 个田块,其中有机质、有效磷含量处于高等级,均值达50g/kg、59 mg/kg。

他们还建立了洱海流域水稻绿色/有机种植、生物可降解地膜覆盖、控水高效利用三大模式,较农民常规模式减氮肥10%—48%、减磷肥 44%—55%,节水42%—45%,增产 12%—38%,降低氮、磷径流排放 30%以上。团队建立的烤烟绿色种植模式,较农民常规模式减氮肥 40%、减磷肥 25%,增产 5%,降低氮、磷径流排放 24%以上。

不止于此,团队还搭建起了绿色高值产业链模式,打造绿色食品品牌,进行生态文化赋值,与苍山洱海的文化结合,在网络平台上邀请网红等进行推广,实现农业全产业链高值。

钱袋子“鼓”起来了,生态环境美了,“科技小院”还想再往前走一步——从古生村做起,推动乡村振兴。

专家学者和学生们不仅扎根在村庄,把论文写在洱海畔,还要实现“零距离、零时差、零门槛、零费用”服务村民。他们成立了临时党支部,学生协管村党建实务,入户调研、构建困难农户清单,与村民一同上党课,开展洱海保护科普培训和绿色种植技术培训。

学生既然要解决实际问题,就要与村民像朋友一样去沟通、相处。金可默介绍,老师们常开玩笑说,评价学生一个学期在“科技小院”做得好不好,得看农户请你吃了几顿饭。

“去年我们一个学生在农户家吃了12顿饭,在年终特别自豪地向大家汇报,我们老师也很开心。这样才是真正与农民走到了一起,坐到了一起,他们才会接受你带来的绿色科技。”

在她看来,“科技小院”存在的意义,就是不论学者也好、学生也好,都要真正走到田间地头去推广和示范,把清澈还给洱海,把绿色带到田间。


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