江杰 王勝
摘要 我國鹽堿地的面積為9 913萬hm2,已被開墾利用還未達(dá)到20%,對(duì)于當(dāng)今經(jīng)濟(jì)發(fā)展,鹽堿地的開發(fā)利用具有巨大價(jià)值。不合理開發(fā)利用會(huì)造成更大環(huán)境破壞,每個(gè)類型鹽堿地改良方法不同,要因地制宜根據(jù)該地區(qū)形成因素特點(diǎn),以水為中心,治鹽與治水相結(jié)合,有針對(duì)性運(yùn)用適合改良方法。簡述國內(nèi)不同類型鹽堿地的形成條件和因素,并對(duì)我國不同鹽堿地的改良開發(fā)狀況進(jìn)行總結(jié),為今后我國鹽堿地的改良、可持續(xù)開發(fā)利用提供幫助和借鑒。
關(guān)鍵詞 鹽堿地;成因;分布;改良
中圖分類號(hào) S156.4文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A
文章編號(hào) 0517-6611(2020)13-0085-03
Abstract The area of salinealkali land is 99.13 million hectares in China,which has development and utilization not reached 20%.The development and utilization of salinealkali land has great value for the current economic development.Unreasonable development and utilization have caused greater environmental damage.Each type of salinealkali land improvement method is different.According to the characteristics of the formation factors in the area,suitable methods are used to improve by combination of salt governance and water management.This paper briefly describes the formation conditions and factors of different salinealkali land in China,and summarizes the improvement and development of the different salinealkali land in China,providing help and reference for the future improvement and sustainable development and utilization of salinealkali land in China.
Key words Salinealkali land;Cause of formation;Distribution;Improvement
鹽堿地是指土壤中積聚的鹽分含量超過正常耕作土壤的水平而影響到作物正常生長的一類土壤。據(jù)聯(lián)合國教科文組織和糧農(nóng)組織不完全統(tǒng)計(jì),我國鹽堿地的面積總量達(dá)9 913萬hm2,主要分布在東北、華北、西北、長江中上游及濱海新區(qū)[1]。已開墾種植的為576.84萬hm2,不到鹽堿地總面積的20%[2]。鹽堿化不僅直接危害作物,導(dǎo)致不能進(jìn)行正常的農(nóng)業(yè)生產(chǎn),而且會(huì)破壞土地,降低土地生產(chǎn)力,在鹽堿化土地上工程建筑也會(huì)有嚴(yán)重的侵蝕危害。我國鹽堿地分布面積大,范圍廣而多樣,嚴(yán)重影響了農(nóng)業(yè)和經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展。因此,了解我國鹽堿土的成因、分布和利用現(xiàn)狀對(duì)于今后鹽堿地資源可持續(xù)性的改良、開發(fā)利用有重要意義。
1 鹽堿地的成因
1.1 自然因素
1.1.1 氣候。
氣候是我國大多數(shù)鹽堿地形成的關(guān)鍵性因素,由于北方地區(qū)氣候特點(diǎn),年降雨量遠(yuǎn)少于年蒸發(fā)量,這種氣候條件,決定了土壤中水分從下往上移動(dòng)占絕對(duì)優(yōu)勢,水分蒸發(fā)后其鹽分留在土壤中,淋洗和脫鹽過程十分微弱,造成土壤普遍積鹽。風(fēng)對(duì)土壤鹽堿化也起到促進(jìn)作用,主要體現(xiàn)在風(fēng)將鹽堿化土壤上吸附在土粒中的鹽分帶到了非鹽堿化土壤表面或鹽堿化程度較輕的土壤表面,大風(fēng)也加快了土壤水分蒸發(fā)致使鹽堿化更加嚴(yán)重[3]。
1.1.2 成土母質(zhì)。
成土母質(zhì)的類型對(duì)土壤鹽堿化形成起到很大的影響。由于河湖沉積物含有一定的水溶性鹽類,在進(jìn)入平緩或低洼地區(qū)沉積后受到長期氣候等自然作用極易導(dǎo)致該地區(qū)形成鹽堿化,其中我國的華北和東北地區(qū)鹽堿地主要分布在黃淮海平原、松嫩平原。大陸的風(fēng)化物和海洋生物及物質(zhì)也會(huì)形成海相沉積物,泥沙在河流入??诔练e逐漸形成陸地,海潮周期性的浸漬,大量的海生生物、鹽分在土壤中聚集形成鹽堿土壤[4]。
1.1.3 水文地質(zhì)。
水文地質(zhì)條件是土壤鹽堿化發(fā)生的基礎(chǔ),重要的驅(qū)動(dòng)力[5],水是鹽的載體,溶于水中隨著移動(dòng),其對(duì)鹽堿化的影響主要體現(xiàn)在地下淺水層水位、地下水礦化度、地下(表)徑流強(qiáng)度等方面,各因素之間對(duì)鹽堿化形成存在相互依托、非孤立的緊密關(guān)系。淺水層水位的高低直接關(guān)系到淺水層水中鹽分能否從土壤毛細(xì)水達(dá)到地表,使土壤產(chǎn)生積鹽。淺水層水位越高,地下水礦化度越高,土壤積鹽程度越激烈,土壤的鹽堿化程度越嚴(yán)重。地下(表)水徑流對(duì)鹽堿化影響的程度主要取決于地表徑流的強(qiáng)度、浸泡時(shí)間、包氣帶巖性、接觸面積及其礦化度。地表徑流對(duì)土壤鹽堿化主要體現(xiàn)在2個(gè)方面,一是河水的泛濫和灌溉使河水中的鹽分殘留在土壤中,二是河水滲漏補(bǔ)給地下水,提高了地下水位和地下水中鹽分含量,增加地下水的礦化度[6]。
1.1.4 地質(zhì)構(gòu)造和地貌。
在土壤鹽堿化形成過程中,地貌地質(zhì)及構(gòu)造運(yùn)動(dòng)對(duì)鹽堿化的形成和分布起主導(dǎo)性作用,地層發(fā)育組合狀況不僅決定了成土母質(zhì)類型及土壤中含鹽量的多少,進(jìn)而直接影響土壤中鹽分含量的高低,還決定了土壤鹽分的運(yùn)移方向和分布規(guī)律[6]。河流由山區(qū)進(jìn)入低平地區(qū)后,大量泥沙向湖底沉積,湖泊日益變淺、變小形成沖積、沉積平原鹽堿地。新疆塔里木、吐魯番和青海柴達(dá)木等盆地是形成鹽堿化的常見地形地貌,由于盆地中心低洼周邊高,地下徑流和鹽分出路不暢,土壤和地下水中的鹽分不斷向地表聚集,使耕地產(chǎn)生次生鹽堿化。地形由陡變緩,土的粒徑組成由粗變細(xì),土壤越來越黏,地下水位由深變淺,鹽堿化程度也逐漸的嚴(yán)重[7]。例如松嫩平原具有利于積鹽的洼地和不利于積鹽的崗、坡,不同微地形會(huì)對(duì)水鹽進(jìn)行重新分配,在地下水與礦化質(zhì)地表水雙重作用成因的土壤鹽堿化地區(qū),地下水礦化度相對(duì)最高和土壤積鹽最重的地段,往往不在低洼地的中心,而是在其邊緣和洼地的稍高之處[6]。例如蘇打草甸堿土多分布于地勢較高的地貌上,蘇打草甸鹽土分布在較低處,而蘇打鹽化沼澤土分布在更低處[8]。
1.1.5 生物積鹽。耐鹽生植物在土壤鹽堿化形成中也起著較為重要的作用,鹽堿地上常見植物多為鹽生植物或干旱地區(qū)的深根植物,具有抗鹽特性,對(duì)鹽堿環(huán)境具有非常強(qiáng)的適應(yīng)性。如堿蓬、鹽生草、豬毛菜、堿灰菜、鹽地堿蓬、檉柳等,鹽生植物的耐鹽力強(qiáng),根系發(fā)達(dá),可適應(yīng)較高的滲透壓,能從深層土壤及地下水中吸收水分及鹽分,將鹽分累積于植物體中,植物死亡后經(jīng)分解,鹽分回歸土壤并積累于地表,具有一定的積鹽作用。還有不少植物能在其體內(nèi)合成生物堿,例如檉柳還能將鹽分分泌出體外,增加表層土壤的含鹽量[9]。
1.2 人為因素
1.2.1 大面積開荒。
近幾十年來,由于生產(chǎn)需要,未對(duì)流域尺度上的水土資源進(jìn)行統(tǒng)一規(guī)劃,大規(guī)模的引水墾荒工程導(dǎo)致了各流域上、中、下游用水失衡,中上游開荒、下游撂荒,土地棄耕撂荒后,土層底部的鹽分上升到地表,造成土壤鹽堿化[10]。
1.2.2 水利設(shè)施不完善。
平原水庫蒸發(fā)、渠系滲漏嚴(yán)重是造成灌區(qū)次生鹽堿化的重要因素;灌區(qū)灌溉面積擴(kuò)大、引水量控制不當(dāng)、排水不暢等造成了地下水位普遍抬升,排鹽量逐年減少,這也是灌區(qū)次生鹽堿化發(fā)生的重要原因[11-12]。
1.2.3 農(nóng)業(yè)措施的影響。長期利用含有鹽分的河水漫灌方式進(jìn)行農(nóng)業(yè)灌溉,增加了土壤鹽分含量,同時(shí)也提高了灌區(qū)的地下水位,隨土壤水分蒸發(fā),下層土壤中的鹽分不斷向表層土壤累積導(dǎo)致土壤發(fā)生次生鹽漬化,增加了土壤鹽分積累的程度。此外,長期使用化學(xué)肥料,也增加了土壤的鹽分,加劇了土壤鹽堿化的發(fā)生[13]。
2 鹽堿地的分布及改良利用
2.1 西北硫酸鹽鹽堿地
西北硫酸鹽鹽堿地屬于極端干旱漠境鹽土區(qū),該地區(qū)包括新疆南部塔里木盆地、東部吐魯番盆地和青海柴達(dá)木盆地,鹽漬土資源面積達(dá)1 306.67萬hm2[2],主要為干旱鹽堿土。土壤普遍含鹽高,積鹽程度強(qiáng),含鹽量達(dá)到百分之幾十,主要化學(xué)成分以硫酸鹽為主,也含有氯化鹽、碳酸鹽等,有的地段還含有硝酸鹽和硼酸鹽[7]。該區(qū)鹽堿地形成的主要原因是干燥的氣候和灌溉方式和技術(shù)總體落后、防滲渠建設(shè)不全面、不完善,排水設(shè)施不完備,田間配套率低,工程老化、淤積嚴(yán)重等因素[14-15]通過合理利用水源和地下水,排、灌結(jié)合,有效控制地下水位,通過工程和化學(xué)方法改良,合理地改良利用了部分鹽堿地土壤,廣泛的植樹造林和種草,不僅起到了防風(fēng)固沙的作用,也能起到覆蓋并改良鹽堿地土壤的作用。
2.2 河套灌區(qū)鹽堿地
該地區(qū)屬于半漠內(nèi)陸鹽土區(qū),包括內(nèi)蒙古河套灌區(qū)、寧夏銀川平原、新疆準(zhǔn)葛爾盆地、甘肅河西走廊等,處于黃河中、上游。鹽漬土面積至少也有幾千萬畝,且呈連片分布。鹽土積鹽量高,鹽分組成復(fù)雜,在黃河河套沖積平原的土壤和地下水中的水溶性鹽類具有較明顯的水平差異,在山麓高地以碳酸鹽-重碳酸鹽為主,在平原上部以重碳酸鹽-硫酸鹽為主,在平原中部以氯化物-硫酸鹽為主,平原尾部以硫酸鹽-氯化物為主。河西走廊的鹽土,有大量的石膏和碳酸鎂累積,而寧夏銀川平原則有大面積的龜裂堿化土[7]。主要由于引含鹽分的黃河水灌溉、徑流排水不暢、灌排比例失調(diào),受黃河水補(bǔ)給地下水位過高干燥強(qiáng)蒸發(fā)而形成的鹽漬化土壤[16-18]。然而,寧夏、內(nèi)蒙古等地通過長期的探索,興建灌溉工程,加強(qiáng)灌溉管理,開溝排水排鹽,降低地下水位,施用有機(jī)肥及綠肥,種植牧草等增加地表覆蓋,鹽漬土的改良取得了顯著的成效[18-20]。
2.3 東北蘇打鹽堿地
東北蘇打鹽堿地主要分布在松嫩平原、遼松平原和三江平原,屬于溫帶半濕潤氣候區(qū),鹽堿面積達(dá)319.73萬hm2。松嫩平原的鹽漬土大多屬蘇打堿化土,土體總含鹽量不算太高,但含有碳酸鈉、重碳酸鈉,pH很高,對(duì)植物的毒性大,有很多斑狀的光板地。這里土壤的有機(jī)質(zhì)含量高,質(zhì)地黏重,保水保肥性能較好[2],蘇打鹽土堿性大,物理結(jié)構(gòu)不良,具有膠結(jié)性強(qiáng),透水性差[21],通過“客土”改良費(fèi)時(shí)費(fèi)力,目前已很少使用。與之相比較為簡便的方法就是使用石膏等化學(xué)改良劑,低洼鹽堿地水稻、養(yǎng)魚等水田濕地綜合利用模式,微咸水淋洗改良?jí)A化旱田,有效改善土壤結(jié)構(gòu),降低了土壤鹽分[22-23]。
2.4 華北插花鹽堿地
黃淮海平原鹽堿地面積為200萬hm2左右,除去濱海鹽土,分布在內(nèi)陸地區(qū)的鹽堿地只有130余萬hm2,我國黃淮海平原地區(qū)也存在較大面積的鹽堿土壤,在季風(fēng)氣候和地形因素綜合影響下,土壤重鹽分向微地形高處重新分配[24],使得地表幾厘米厚的土層中累積大量鹽分,結(jié)皮以下土層內(nèi)鹽分含量在0.1%左右,而其最顯著的特點(diǎn)就是季節(jié)性積鹽和脫鹽的頻繁交替[16-25]。因?yàn)辄S淮海平原臨近濱海平原,多為氯化物鹽堿土,也有硫酸鹽-氯化物鹽堿土、碳酸鹽-氯化物鹽堿土及它們脫鹽而成的瓦堿土。這4類鹽堿土呈不同大小的斑狀相互插花分布在耕地中[7]。該區(qū)域河流主干道及其支流交錯(cuò)分布,洪、澇、旱、鹽、堿并存,形成鹽堿地主要原因是季風(fēng)性氣候和潛水位上升、潛水蒸發(fā)增加、降雨和灌溉淋鹽作用減弱,使向上累積的鹽分超過淋洗的鹽分[26]。根據(jù)上蓄、中疏、下排的指導(dǎo)原則,通過采用溝、渠、井等水利措施,綜合運(yùn)用排、灌、蓄、補(bǔ)等措施,調(diào)節(jié)地下水量、水位和水鹽動(dòng)態(tài)變化,達(dá)到了土壤脫鹽的作用。
2.5 濱海灘涂鹽堿地
濱海灘涂位于我國東部和南部沿海,分別屬于渤海、黃海、東海和南海4大海域,自然氣候差異較大,但濱海地區(qū)的鹽堿地形成有著共同的特點(diǎn),由于濱海地區(qū)近年來過度抽取地下水引發(fā)海水倒灌,都是受海水的浸漬而成,而且海拔較低,土壤和地下水中的鹽分基本來自海水,濱海鹽堿化均直接發(fā)育于鹽漬淤泥,積鹽過程先于成土過程,土壤的鹽堿程度和地下水的礦化度平行與海岸呈帶狀分布,頻繁的季節(jié)性積鹽和脫鹽交替過程,離海岸越近含鹽量越高[4]。由于受海潮頂托,深溝自流排水很困難;而合理的耕作栽培、施肥養(yǎng)地、種植綠肥等措施,加厚土壤熟化層,對(duì)土壤水鹽運(yùn)移有明顯的抑制作用[26-27]。種稻淋鹽在水源充沛的沿海地區(qū)對(duì)鹽漬土的治理起到了積極的作用。在土壤鹽分重、地下水礦化度大的鹽漬土地區(qū),在引淡水沖洗的基礎(chǔ)上再種植水稻,在生長期間通過灌、排和換水作用,可使土壤中鹽分隨重力水下滲或側(cè)滲排走。
3 總結(jié)
我國鹽堿地分布廣,鹽堿化過程和因素多樣復(fù)雜,主要因素是自然因素和人為因素,從20世紀(jì)50年代開始,我國學(xué)者開展了大規(guī)模的鹽堿地治理研究工作[28],由于不同地區(qū)的鹽堿地主要成因、鹽堿化程度、土壤結(jié)構(gòu)和理化性質(zhì)都不同,治理鹽堿地要根據(jù)不同類型鹽堿地特點(diǎn)因地制宜,選擇相對(duì)應(yīng)的改良方法。鹽堿地改良以水為中心,農(nóng)林牧水相結(jié)合,促進(jìn)農(nóng)業(yè)向高產(chǎn)、高效、優(yōu)質(zhì)方向發(fā)展。將鹽堿地改良和治水有機(jī)結(jié)合起來,應(yīng)用鹽堿地形成的基本原理及土壤水鹽動(dòng)態(tài)調(diào)控來考慮鹽堿地地區(qū)的水利灌溉工程建設(shè)和配套,在這一基礎(chǔ)上再采用農(nóng)業(yè)、林業(yè)、牧業(yè)和生物措施,既改良利用鹽漬化土壤,又建立與培育鹽堿地地區(qū)良性的生態(tài)體系,以期達(dá)到生態(tài)平衡,改善生態(tài)環(huán)境,促進(jìn)農(nóng)、林、牧全面發(fā)展。
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