水質(zhì)凈化/生態(tài)保育相耦合的修復(fù)技術(shù)模式著眼于水-土-生之間的密切關(guān)系，從生態(tài)保育、水質(zhì)改善、種群復(fù)壯等方面解決農(nóng)田生態(tài)環(huán)境問(wèn)題，改善水質(zhì)的同時(shí)，增加本地生物物種的多樣性，復(fù)壯本地瀕臨滅絕物種。技術(shù)模式結(jié)合工程項(xiàng)目實(shí)施，通過(guò)生態(tài)化的設(shè)計(jì)，引入生態(tài)廊道、生態(tài)斑塊、關(guān)鍵棲息地等，達(dá)到在獲取土地整治收益的同時(shí)，維持住生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與功能，保育關(guān)鍵物種，盡量降低生態(tài)系統(tǒng)影響的目標(biāo)。

（技術(shù)模式原理圖）

示范區(qū)位于松江新浜市級(jí)土地整治項(xiàng)目“白牛鄉(xiāng)賢”片區(qū)內(nèi)，片區(qū)水系總面積約為42000平方米，原為7個(gè)養(yǎng)殖塘由北向南依次排列組成。水系水質(zhì)較差，水色缺乏自然，表面漂浮油污雜質(zhì)，淤泥層厚，局部水體因流動(dòng)性極低形成死水，有輕度臭味。水系水質(zhì)惡化主要由外源污染（地表徑流、外源水、農(nóng)田灌溉和降塵）、內(nèi)源污染（底泥污染、飼料、水生動(dòng)物排泄物）和生態(tài)系統(tǒng)薄弱造成的，其中農(nóng)田灌溉和生態(tài)系統(tǒng)薄弱是造成白牛鄉(xiāng)賢水系水質(zhì)差的主要因素。

（水系惡化原因分析圖）

為解決農(nóng)田灌溉和生態(tài)系統(tǒng)薄弱兩個(gè)根本性問(wèn)題，設(shè)計(jì)了農(nóng)田排水灌排四級(jí)凈化系統(tǒng)、濕地生態(tài)重構(gòu)、蛙類(lèi)保育等技術(shù)方案。

四級(jí)凈化循環(huán)系統(tǒng)由農(nóng)田區(qū)、生態(tài)凈化區(qū)、界河區(qū)、灌排溝渠、泵站五部分組成。周邊界河和灌排溝渠中的農(nóng)田污水經(jīng)太陽(yáng)能泵站進(jìn)入生態(tài)凈化區(qū)，在生態(tài)凈化區(qū)由北向南折流，分別流經(jīng)卵石疊水區(qū)、蘆葦、香蒲兩個(gè)挺水植物表流濕地和三個(gè)涵養(yǎng)塘后，再回流進(jìn)灌排溝渠，最終由泵站將一部分水用于農(nóng)田灌溉，另一部分回流至界河。循環(huán)系統(tǒng)中，農(nóng)田排水經(jīng)“灌溉溝渠-卵石疊水區(qū)-挺水植物表流濕地-涵養(yǎng)塘”四級(jí)凈化后重復(fù)利用排入自然水體。

（濕地凈化循環(huán)系統(tǒng)分區(qū)示意圖）

（濕地凈化循環(huán)系統(tǒng)凈化思路圖）

遵循生態(tài)學(xué)原理，涵養(yǎng)塘運(yùn)用本土物種構(gòu)建完整的水生植物-水生動(dòng)物-微生物共生體系，借鑒各生物間及生物與環(huán)境因子間的相互作用，降解、固定或轉(zhuǎn)移污染物和營(yíng)養(yǎng)物，提高水體生態(tài)系統(tǒng)的自?xún)裟芰?；通過(guò)建立復(fù)雜的食物鏈與食物網(wǎng)，提升生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

（挺水、沉水、浮葉植物群落配置表）

蛙類(lèi)對(duì)農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)的害蟲(chóng)具有重要的調(diào)節(jié)作用，對(duì)維持農(nóng)田生態(tài)平衡,保證農(nóng)業(yè)的可持續(xù)性發(fā)展有重要的意義。以國(guó)家二級(jí)保護(hù)動(dòng)物虎紋蛙為研究對(duì)象，針對(duì)蛙類(lèi)生命周期中早期發(fā)育關(guān)鍵階段，利用蘆葦、香蒲濕地為蝌蚪提供棲息生境，在濕地中建立蝌蚪保育區(qū)，同時(shí)，在濕地與田間交界處設(shè)置生態(tài)管涵，田間溝渠內(nèi)構(gòu)建蛙類(lèi)生物通道、腳踏板，便于蛙類(lèi)棲息、遷徙與繁殖。

（濕地蝌蚪保育區(qū)設(shè)計(jì)方案示意圖）

（濕地蝌蚪保育區(qū)位置與蛙類(lèi)保育箱）

建設(shè)生態(tài)農(nóng)溝，規(guī)模為上口寬1m，下口寬0.3m，高0.9m，邊坡采用舊磚砌生態(tài)框格方式，在空隙間種植植被，解決了傳統(tǒng)農(nóng)溝預(yù)制件背部常被掏空和漏水突出的難題，為水生動(dòng)物、微生物提供棲息生境；根據(jù)粒徑大小，將破碎的磚瓦和灰渣作為填料分層鋪設(shè)在農(nóng)溝底部，起到凈化作用。

（生態(tài)農(nóng)溝實(shí)景圖）

對(duì)濕地、水塘等生物棲息地與農(nóng)田之間的過(guò)渡區(qū)域進(jìn)行改造，使蛙類(lèi)在農(nóng)田與棲息地之間遷徙活動(dòng)。在濕地邊緣略高于常水位處建設(shè)涵管，將濕地與外側(cè)河道邊坡連通，并在涵管附近、河道邊坡兩側(cè)利用松木樁、植草袋等，構(gòu)筑面積約為10～20平方米微型棲息平臺(tái)，種植蘆葦、香蒲等具有隱蔽作用的濕地植物，形成生態(tài)踏腳石。

（蛙類(lèi)生物連通裝置示意圖）

在灌溉溝渠靠近農(nóng)田一側(cè)構(gòu)建青蛙跳板、下凹式通道以及生態(tài)踏腳石等，便于成蛙在田間與濕地之間遷移。

濱岸片林及濱岸濕地營(yíng)造，多樣化底質(zhì)改造，水生植被結(jié)構(gòu)優(yōu)化等，提高河道濱岸區(qū)域生物連通性，多樣化的生態(tài)環(huán)境為兩棲類(lèi)動(dòng)物交配繁殖、發(fā)育、棲息以及越冬提供適宜的生活環(huán)境。

（河道岸線(xiàn)生態(tài)化改造示意圖）

（蛙類(lèi)生態(tài)保育工程實(shí)景圖）

在工程建設(shè)完成后，于2017年5月至2018年11月對(duì)區(qū)域水質(zhì)及動(dòng)植物數(shù)量、多樣性等按季度開(kāi)展了連續(xù)監(jiān)測(cè)調(diào)查。

水體中總氮、硝態(tài)氮、銨態(tài)氮和亞硝態(tài)氮的去除率最終分別達(dá)到了56.4%、40.2%、54.2%和40.7%，總磷和溶解性磷酸鹽的去除率分別達(dá)到了34.2%和13.6%以上，農(nóng)田排水經(jīng)過(guò)處理之后由劣Ⅴ類(lèi)提升到接近Ⅲ類(lèi)，水質(zhì)明顯提升。

（濕地改造前后對(duì)比圖）

共檢測(cè)出水生浮游動(dòng)物26種，浮游植物98種。濕地中兩棲動(dòng)物主要有澤陸蛙、中華蟾蜍、飾紋姬蛙、黑斑側(cè)褶蛙、金線(xiàn)側(cè)褶蛙5種，對(duì)上海本地的瀕危物種國(guó)家二級(jí)保護(hù)動(dòng)物虎紋蛙進(jìn)行復(fù)育后，蝌蚪的存活率達(dá)到45%（無(wú)保育措施存活率21.7%）。生態(tài)改造前濕地僅發(fā)現(xiàn)一只中華大蟾蜍，改造后在濕地中段兩片水域區(qū)發(fā)現(xiàn)中華大蟾蜍蝌蚪集群，蝌蚪聚集區(qū)域分別約3平方米，數(shù)量均超過(guò)200只。

（保育箱內(nèi)完成變態(tài)發(fā)育的虎紋蛙幼蛙）

由于水生植物種類(lèi)和數(shù)量的增加，與改造前相比，鳥(niǎo)類(lèi)種類(lèi)數(shù)由7種增加至15種，鳥(niǎo)類(lèi)多樣性指數(shù)由1.36增加至2.38，優(yōu)勢(shì)種從農(nóng)田鳥(niǎo)類(lèi)向濕地、灌叢鳥(niǎo)類(lèi)轉(zhuǎn)變。

結(jié)合土地整治建設(shè)開(kāi)展生態(tài)修復(fù)技術(shù)示范實(shí)踐，實(shí)現(xiàn)技術(shù)創(chuàng)新與工程示范深度融合，也為系統(tǒng)提升土地整治項(xiàng)目生態(tài)環(huán)境效益夯實(shí)了基礎(chǔ)。長(zhǎng)三角平原農(nóng)耕區(qū)溝汊縱橫，河網(wǎng)密布，農(nóng)田排水直排入河網(wǎng)對(duì)周邊城市集建區(qū)的河流水質(zhì)和生態(tài)健康產(chǎn)生重要影響。水質(zhì)凈化/生態(tài)保育相耦合的修復(fù)技術(shù)模式可應(yīng)用于長(zhǎng)三角平原地區(qū)高強(qiáng)度集中式農(nóng)業(yè)區(qū)的農(nóng)業(yè)面源污染治理與生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能提升。