孔凡晶，鄭綿平，張洪霞，李真，王利偉

（1. 自然資源部鹽湖資源與環(huán)境重點實驗室，中國地質(zhì)科學(xué)院礦產(chǎn)資源研究所，北京 100037；2. 魯東大學(xué)農(nóng)學(xué)院，山東 煙臺 264025；3. 南京農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院，南京 210095）

一、前言

“鹽湖農(nóng)業(yè)”是從事鹽湖流域鹽水域與鹽堿地系統(tǒng)生產(chǎn)食物和多種材料的科技與生產(chǎn)活動。鹽湖及其生態(tài)環(huán)境可發(fā)展成為一種新型的農(nóng)業(yè)，它既為一種鹽水域水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)，又與鹽水域周緣鹽沼澤耐鹽生物群落相關(guān)聯(lián)，從而構(gòu)成水產(chǎn)–農(nóng)牧業(yè)研究發(fā)展的新領(lǐng)域[1]。我國是多鹽湖國家，擁有豐富的鹽沼帶及咸水資源，發(fā)展鹽湖農(nóng)業(yè)對于荒漠化治理、生態(tài)環(huán)境保護，對發(fā)展西部落后地區(qū)經(jīng)濟，開拓具有干旱、半干旱地區(qū)特色農(nóng)業(yè)，具有現(xiàn)實和長遠的戰(zhàn)略意義。近年來，全球氣候變化引起湖泊干涸，鹽湖流域荒漠化趨勢嚴重加劇，鹽湖周邊頻繁發(fā)生的沙塵暴，嚴重影響著人們的健康和環(huán)境。隨著全球人口增長，糧食短缺，淡水資源缺乏，充分利用咸水資源及鹽堿地資源發(fā)展鹽湖農(nóng)業(yè)對保障人類食品安全十分必要。人民科學(xué)家錢學(xué)森先生在給鄭綿平的信中指出，鹽湖農(nóng)業(yè)是21世紀的產(chǎn)業(yè)。本研究依托中國工程院與國家自然科學(xué)基金聯(lián)合資助的咨詢項目“鹽湖流域鹽堿地利用和鹽湖農(nóng)業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略研究”，對我國鹽湖資源及技術(shù)現(xiàn)狀進行了調(diào)研分析，對取得的認識和成果進行了梳理，提出“創(chuàng)新驅(qū)動鹽湖農(nóng)業(yè)發(fā)展”的建議，在鹽湖水域和鹽堿地以科技利用鹽環(huán)境中的鹽堿地、鹽水域以及鹽生物資源，發(fā)展種植業(yè)、養(yǎng)殖業(yè)以及相關(guān)多種工業(yè)、科學(xué)材料高值化產(chǎn)業(yè)，優(yōu)化鹽境生態(tài)環(huán)境。利用現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)發(fā)展環(huán)境友好型、資源節(jié)約型、多領(lǐng)域多學(xué)科綜合型鹽境生物產(chǎn)業(yè)新領(lǐng)域，具有重要的戰(zhàn)略意義。

二、鹽湖農(nóng)業(yè)研究的戰(zhàn)略地位與應(yīng)用價值

（一）發(fā)展鹽湖農(nóng)業(yè)具有重要的生態(tài)學(xué)意義

受近期氣候干暖、湖面下降、湖泊鹽化、湖區(qū)牧場退化等不利因素的影響，鹽湖流域荒漠化趨勢嚴重加劇。例如，北京周邊的安固里諾爾、查干諾爾、烏拉蓋高畢等湖泊正在急速干涸，湖盆流域荒漠化嚴重；內(nèi)蒙古自治區(qū)的湖泊總面積從2001年至2010年前后，出現(xiàn)了大面積萎縮現(xiàn)象；京津冀風(fēng)沙源區(qū)形成超過2000 km2的鹽堿湖盆。裸露的湖盆逐漸鹽漠化、沙漠化，成為新的化學(xué)物塵源或沙塵源。研究表明，干涸鹽湖粉塵貢獻占總量的27%，卻提供了96.1%的鹽塵。鹽塵在污染、腐蝕、毒害等方面危害極大，鹽塵暴中含有密度很高粒徑很細的硫酸鹽、氯化物及Mn、As、Rb、Pb、Sr、Cr等有害重金屬元素，極大地污染空氣、土壤、水質(zhì)、食物，并腐蝕設(shè)備，引發(fā)疾病，導(dǎo)致受害區(qū)生態(tài)與自然環(huán)境的惡化，成為治理的難點[2]。因地制宜地發(fā)展鹽湖農(nóng)業(yè)，可使荒漠區(qū)恢復(fù)生機、綠化環(huán)境，從而降低粉塵污染外圍城市環(huán)境，對于荒漠化治理、生態(tài)環(huán)境保護，具有重要的現(xiàn)實意義和長遠的戰(zhàn)略意義。

（二）發(fā)展鹽湖農(nóng)業(yè)對保障我國糧食安全具有重要的意義

當(dāng)今世界人口迅速增長，食品短缺，特別是廉價的高質(zhì)量蛋白質(zhì)不足，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)已不能滿足一些國家，特別是第三世界國家人口迅速增長的需要。我國也面臨著耕地減少，糧食自給率降低的嚴峻形勢。對此，習(xí)近平總書記要求“我們自己的飯碗主要要裝自己生產(chǎn)的糧食”。積極研究開發(fā)鹽湖農(nóng)業(yè)技術(shù)，大力發(fā)展鹽湖農(nóng)業(yè)，利用鹽湖水域發(fā)展水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)；將廣袤的鹽湖、鹽灘、鹽田變?yōu)椤傲继铩?，擴大糧食等種植，能夠增加糧食等食物供給，對我國糧食安全，保障1.8h109畝（1畝≈666.667 m2）耕地紅線具有重要的作用。

（三）發(fā)展鹽湖農(nóng)業(yè)具有重要的經(jīng)濟價值

鹽湖系統(tǒng)中蘊含著豐富的鹽生生物資源，通過發(fā)展鹽湖農(nóng)業(yè)可以實現(xiàn)其經(jīng)濟價值。鹽水域已知最具有實用意義的鹽湖生物有鹽藻、鹵蟲、螺旋藻、輪蟲、嗜鹽菌和嗜堿菌等。嗜鹽的杜氏藻內(nèi)胡蘿卜素可高達8%～10%（干重），并富含30%左右甘油和30%～40%蛋白質(zhì)以及脂肪酸、葉綠素和四烯油等（干重），具有重要的營養(yǎng)和保健價值，鹽藻在市場上十分暢銷[3,4]。鹽鹵蟲干重蛋白質(zhì)含量達57%～60%、脂肪約為18%，并含有多種氨基酸、不飽和脂肪酸、維生素等，特別是含魚蝦蟹生長所需要的EPA和礦物質(zhì)，可作為性腺發(fā)育激素和抗病害載體，能使魚蝦早成熟，因而成為對蝦、蟹幼體和高檔魚的優(yōu)質(zhì)飼料之一[5]。對這些生物資源的開發(fā)利用具有重要的醫(yī)藥和營養(yǎng)價值，經(jīng)濟前景廣闊。

鹽沼帶有多種鹽生植物分布，多為牛羊喜吃的飼料，也可作為能源植物。鹽湖鹽生植物有很大的經(jīng)濟價值，富含營養(yǎng)和多種元素。僅禾本科高品質(zhì)優(yōu)等牧草就有11種，如星星草、短芒大麥草、傳統(tǒng)藥材肉蓯蓉、鎖陽。有的還可作為中藥材，具有重要的經(jīng)濟價值。當(dāng)?shù)夭菰盟幹档瞄_發(fā)，堿蓬含共軛亞油酸，可以食用，有醫(yī)療價值，也可以作為旅游景觀植物，每到秋季，鹽湖灘地呈現(xiàn)大片紅色景觀。鹽堿地植被的梯度比變化，耐鹽植物的獨特習(xí)性等，都是進行科研和生態(tài)旅游的最佳選擇[6]。

（四）鹽湖生物具有重要的科學(xué)價值

鹽湖、鹽堿湖是一類重要的但非常脆弱的生態(tài)系統(tǒng)，還賦存有大量的各種具有重要科學(xué)和實用意義的鹽湖生物，如目前已開展大量鹽生經(jīng)濟植物種植，某些嗜堿細菌已開始用于工業(yè)生產(chǎn)，嗜鹽菌（視）紫膜是理想的光電轉(zhuǎn)化材料，具有廣泛的應(yīng)用前景；一些極端嗜鹽微生物能代謝產(chǎn)生可以降解的聚羥基脂肪酸酯新型塑料；鹽生植物和嗜鹽菌及嗜堿菌中的抗鹽基因可以作為特殊基因庫，可以培育抗鹽或抗鹽堿的新的生物品種等[7]。

總之，發(fā)展鹽湖農(nóng)業(yè)，可以保護鹽湖生物資源，改善和恢復(fù)惡化的鹽湖生態(tài)環(huán)境；鹽湖流域鹽堿地還可以作為糧食后備種植基地，保障糧食安全，增加當(dāng)?shù)剞r(nóng)牧民收入；發(fā)展鹽湖農(nóng)業(yè)具有良好的社會效益、生態(tài)效益和經(jīng)濟效益。

三、鹽湖農(nóng)業(yè)已取得的認識和成果

（一）發(fā)展鹽湖農(nóng)業(yè)的資源基礎(chǔ)

1. 眾多的鹽湖資源

中國為多鹽湖國家，據(jù)考察統(tǒng)計，面積大于1 km2的現(xiàn)代內(nèi)陸鹽湖有813個，占全國1 km2以上天然湖泊總數(shù)量的29.04%；鹽湖面積為4h104km2， 約占全國湖泊總面積的一半以上。我國鹽湖具有水化學(xué)類型多樣等特點[8]。特別是在我國西部內(nèi)陸鹽湖和東部濱海、與其相鄰的廣袤鹽堿土和鹽咸水域，總量分別為1.5h109畝和4.926h1010m3，這是值得引起重視的潛在土地資源和鹽類礦產(chǎn)。地球上的第四紀鹽湖主要分布于近代第四紀早期干旱和半干旱氣候帶，大致可將全球鹽湖分布區(qū)劃分為二帶和二區(qū)；將我國鹽湖帶劃分為四個鹽湖區(qū)：青藏高原鹽湖區(qū)（I）、西北部鹽湖區(qū)（Ⅱ）、東北部鹽湖區(qū)（或稱中北部鹽湖區(qū)）（Ⅲ）和東部分散鹽湖區(qū)（Ⅳ）。在鹽湖區(qū)內(nèi)再分亞區(qū)和小區(qū)[9]。

2. 鹽湖農(nóng)業(yè)資源：鹽生生物

鹽湖是湖泊中一種極端的類型，是一種特殊的水生和陸生生物生態(tài)環(huán)境。超過一般生物種群的耐鹽度，在此極端的高鹽環(huán)境，仍有個別生物種與其種群的多數(shù)成員不同，能夠適應(yīng)而繁衍，這種生物稱之為鹽生生物。

隨著鹽湖湖水含鹽度的增高，鹽生生物的屬種越來越稀少，那些能適應(yīng)高（超）鹽度的鹽生生物，由于寡有天敵，反而更加孳生、繁盛，在條件適宜時其繁殖范圍可擴展至整個鹽湖（鹽田）。鹽湖生態(tài)系統(tǒng)包括鹽沼帶（I）和鹽水域（II）兩個亞系統(tǒng)。鹽沼帶（I）以多種鹽生物為主，如鹽蒿、鹽生藜科、田菁、紅柳、紫穗槐等，往往構(gòu)成重要的牧場。

鹽湖生物不僅有大量微生物、藻類，還有一些較高等的動植物，如端目綱、甲殼類、單子葉植物、昆蟲以及脊椎動物（火烈鳥、羅非魚等）[1,7]。

3. 鹽湖農(nóng)業(yè)資源：鹽堿地資源

鹽湖流域鹽堿地資源及人口規(guī)模：我國是多鹽湖的國家，鹽湖主要分布在西部干旱或半干旱地區(qū)，經(jīng)濟欠發(fā)達。鹽湖流域主要涉及青海、西藏、新疆、內(nèi)蒙古，以及黑龍江、吉林、甘肅、寧夏八個?。▍^(qū)）；鹽湖流域鹽堿地面積為5.236h106km2，占全國鹽堿地的55.9% [10]。

以柴達木盆地為例，柴達木盆地共有湖泊51個，除可魯克湖為淡水湖和7個半咸水–咸水湖外，其他皆為鹽湖，湖表鹵水及晶間鹵水礦化度都超過50 g/L。其中有6個面積較大的干鹽湖，鹽類沉積儲量居我國之冠。盆地中6大干鹽湖各自的面積，名列世界現(xiàn)代鹽湖面積前列，再加上柴達木盆地干旱少雨的氣候條件使得柴達木盆地具有大面積的鹽堿地。有資料顯示含鹽量較高、未開發(fā)利用的鹽堿地約占總土地面積的11.7%，但是柴達木地區(qū)農(nóng)業(yè)用地、草地、林地中鹽堿土面積占比也很大，因此該區(qū)鹽堿地資源非常豐富，具體數(shù)據(jù)目前尚未統(tǒng)計。柴達木盆地鹽堿土類型以荒漠鹽土、草甸鹽土、沼澤鹽土以及湖濱鹽灘為主。鹽堿土壤由于其不適于傳統(tǒng)作物的生長，鑒于以往國內(nèi)外鹽堿地利用的研究，多注重采取人工改良土壤工程措施來適應(yīng)“淡水”作物生長，但是對土壤進行改良需要大量的淡水進行洗鹽，并且這些改良的土壤在耕作過程中很容易發(fā)生次生鹽漬化，因此柴達木地區(qū)大量的鹽堿地資源幾乎未被利用。大面積的鹽堿地資源為發(fā)展鹽湖農(nóng)業(yè)提供了大量的土地資源[11,12]。

（二）鹽湖農(nóng)業(yè)進展成果

1. 利用鹽生生物進行內(nèi)蒙古干涸鹽湖區(qū)生態(tài)治理

近年來，隨著全球氣候變化，湖泊干涸，鹽湖流域荒漠化趨勢嚴重加劇。比如在北京周邊的6大湖泊安固里諾爾、查干諾爾、烏拉蓋高畢等急速干涸，張北縣的安固里諾爾，距北京200 km，在2004年干涸，湖盆流域鹽堿地荒漠化。北京每年春季頻繁發(fā)生的沙塵暴，嚴重影響著人們的健康和環(huán)境。 2008年以來在干涸鹽湖先鋒植物堿蓬治理技術(shù)上取得重要突破，目前在查干諾爾、安固里淖種植面積達到10 000 hm2，受到國內(nèi)外相關(guān)領(lǐng)域的重視。取得了良好的生態(tài)效益、社會效益和經(jīng)濟效益。

2. 利用種植鹽生經(jīng)濟植物進行青海經(jīng)濟轉(zhuǎn)型

研究表明，種植鹽生經(jīng)濟植物是進行青海經(jīng)濟轉(zhuǎn)型的重要的經(jīng)濟形式：①盡管格爾木察爾汗鹽湖區(qū)鹽生植物類型比較單一，但其經(jīng)濟價值和生態(tài)價值相當(dāng)可觀；②氣候整體變濕，盆地地下水位上升，為發(fā)展生態(tài)鹽湖農(nóng)業(yè)提供了最重要的水資源保障；③目前黑、紅枸杞種植已在盆地形成產(chǎn)業(yè)，河?xùn)|農(nóng)場、河西農(nóng)場、大格勒鄉(xiāng)、諾木洪等地已大面積種植，枸杞產(chǎn)值已非常可觀，合理的生態(tài)鹽湖農(nóng)業(yè)完全可以使當(dāng)?shù)刂赂弧３坭酵?，白刺、羅布麻、蘆葦?shù)犬?dāng)?shù)刂参锏母咧祷杂袧摿Γ送膺€可引入與當(dāng)?shù)丨h(huán)境適應(yīng)的物種，提升生態(tài)鹽湖農(nóng)業(yè)產(chǎn)值。

四、發(fā)展鹽湖農(nóng)業(yè)存在的問題

（1）鹽湖農(nóng)業(yè)是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展的新業(yè)態(tài)，具有高科技、高投入、高效益、高風(fēng)險的特性，必須正視和解決目前存在的認識不足、措施不力等諸多問題，加強具有獨具特色的鹽湖農(nóng)業(yè)發(fā)展之路，顯得十分迫切和必要。

（2）鹽湖農(nóng)業(yè)是一個涉及多領(lǐng)域、多部門、多學(xué)科的新興研究領(lǐng)域，在理論體系和實踐上都需要進行完善。由于基礎(chǔ)相對薄弱，土地、政策、稅收、金融、人才、投入等配套政策不健全，發(fā)展合力尚未形成，加之商業(yè)化開發(fā)利用不夠，也制約了鹽湖農(nóng)業(yè)的發(fā)展。

（3）目前鹽湖開發(fā)主要生產(chǎn)無機鹽，有的地區(qū)鹽湖生態(tài)環(huán)境和生物資源受到破壞，如柴達木盆地，僅有個別的鹽湖還保留著原始的生態(tài)和微觀層次的微微生物資源，亟待進行保護和查明“達爾文之樹黑洞”，搶救瀕危的生物基因資源[13]。

五、鹽湖農(nóng)業(yè)創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展的建議

（1）加強鹽湖農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新，把鹽湖農(nóng)業(yè)列入國家科技規(guī)劃。 集中多學(xué)科人才，逐步創(chuàng)建與發(fā)展我國鹽湖全國性和地區(qū)性以至企業(yè)性專門研究開發(fā)機構(gòu)，逐步建立具有我國特色的鹽湖農(nóng)業(yè)創(chuàng)新體系。

（2）對鹽湖流域氣候、水資源、土壤和植被條件進行了調(diào)查分析，把鹽湖流域鹽堿地進行功能區(qū)劃， 鹽堿地劃分為：①可改良鹽堿地；②自然發(fā)展的鹽堿地；③混合發(fā)展的鹽堿地。鹽水域可劃分為：①已有可利用鹽生物資源（鹽藻、螺旋藻、鹵蟲等）的鹽水域；②尚未發(fā)現(xiàn)鹽生物資源的鹽水域。干鹽灘依據(jù)鹽類的類型劃分微生物群落類別。通過現(xiàn)代生物學(xué)與技術(shù)等開展多學(xué)科研究，實現(xiàn)學(xué)科發(fā)展和資源的科學(xué)利用，提升農(nóng)業(yè)潛力。

（3）建立鹽湖區(qū)域土壤、水文、氣象、生物種群和種質(zhì)優(yōu)良與品系五個基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫；基于這五個數(shù)據(jù)庫，結(jié)合不同地域的生物、水文水利和土壤技術(shù)進行農(nóng)業(yè)改造。需要重點支撐的重大工程和需要重點研發(fā)的項目有：①基于水文技術(shù)的節(jié)水土壤去鹽化處理方案；②西部鹽湖地區(qū)周邊土壤和水文數(shù)據(jù)庫建設(shè)；③鹽湖與周邊地下水的交互影響；④鹽湖周邊地區(qū)農(nóng)業(yè)土壤改造中土壤肥力的提升；⑤基于礦物的鹽湖淡水化處理方案；⑥鹽湖以及周邊水資源的合理調(diào)配以及系統(tǒng)水利工程建設(shè)；⑦深入開展耐鹽/嗜鹽生物種質(zhì)的生理、生態(tài)、行為、病理實驗研究。

（4）在青海、新疆、內(nèi)蒙古、沿海等不同的生態(tài)區(qū)設(shè)置不同的鹽湖農(nóng)業(yè)示范基地，建立起國家級一二三產(chǎn)業(yè)融合的鹽湖農(nóng)業(yè)基地。

（5）政府應(yīng)對鹽湖農(nóng)業(yè)取得的成效給予獎勵和稅收優(yōu)惠，推進鹽湖農(nóng)業(yè)市場化和產(chǎn)業(yè)化機制的模式創(chuàng)新，調(diào)動企業(yè)及廣大農(nóng)牧民的積極性。