簡介
土壤鹽漬化,是指發生在乾旱、半乾旱區。由於漫灌和只灌不排,導致地下水位上升或土壤底層或地下水的鹽分隨毛管水上升到地表,水分蒸發後,使鹽分積累在表層土壤中,當土壤含鹽量太高(超過0.3%)時,形成的鹽鹼災害。
分布
中國也是鹽漬土分布廣泛的國家,編制中國鹽漬土分布圖時粗略計算,中國的鹽漬土面積約為l.0x108ha,其中現代鹽漬土約占37%,殘積鹽漬土約占45%.潛在鹽漬土約占18%。中國鹽漬土分布於遼、吉、黑、冀、魯、豫、晉、新、陝、甘、寧、青、蘇、浙、皖、閩、粵、內蒙古及西藏等19個省區。按自然地理條件及土壤形成過程,劃分為濱海濕潤—半濕潤海浸鹽漬區、東北半濕潤—半乾旱草原—草甸鹽漬區、黃淮海半濕潤—半乾旱旱作草甸鹽漬區、甘新漠境鹽漬區、青海極漠境鹽漬區及西藏高寒漠境鹽漬區等8個分區,用於指導生產實踐。中國在建國初期對鹽漬土的水鹽運動規律認識不足,在開發大型灌區、發展灌溉、擴大灌溉面積中,也曾使大面積土壤出現過嚴重的次生鹽質化,造成了不良後果。例如1956年一1961年間,在華北平原大搞引黃灌溉便是一例。冀、魯、豫三省平原有老鹽鹼地3200萬畝,占總耕地面積l0%左右(濱海區除外)。解放後,不少老鹽鹼地經過排水沖洗,挖溝種稻,引洪放淤,結合適當的農業措施,得到了改良利用。但是自50年代末期在黃淮海平原上大量引黃河水灌溉和平原蓄水而忽視了排水,曾導致平原北部大面積土壤鹽漬化,使鹽漬土面積由2800萬畝增加到4800萬畝,經過l0年的治理才得到恢復。
黃淮海平原總面積35萬km2,有耕地2.7億畝,是中國最重要的農業區之一。當時引黃灌溉面積曾一度達到2.3億畝,致使地下水位迅猛升高,地下水埋深由原來的2~4m減少到1~2m,土壤次生鹽強化迅速擴展。據調查當時幾處大型引黃灌區,次生鹽漬化面積競達實際灌溉面積的1/3。有些地區在開灌後一、二年,鹽鹼化即會露頭,或在局部地區發展。三、四年後即有大片次生鹽鹼地出現,造成次生鹽演化的直接原田是引黃灌溉打亂和截斷了排水系統,和大水漫灌,灌溉工程不配套等。灌溉水的大量滲漏,引起了地下水位升高。華北平原具春早秋澇、澇後又早,早澇交錯的自然特點,地勢低平,又多河問封閉窪地,地下水位高(一般埋深2—3m),礦化度大(一敘2~10g/l),土壤屬壤土或粘質砂壤土,具有易鹽漬化的條件。
現狀
土壤鹽漬化造成大面積次生鹽漬化的間接原因是當時不顧條件地片面強調“以蓄為主”的方針,到處攔河搭壩蓄水或修築平原水庫,所謂“一畝地對—畝天”、“滿天星”、“葡萄串”,盛行一時。因此各灌區多是蓄水不淺,有灌無排,或因灌廢排。蓄水愈多,蓄水位愈高,影響範圍愈大,土壤鹽鹼化、沼澤化愈嚴重。這就造成了人為的災禍,許多低洼平原地區淪為澤國。例如河南省淄陽縣因蓄水灌溉和發展航運,攔河梯級搭壩,壅高河道水位也抬高地下水位,縣城內曾一度也要求船行走,沿岸澇鹼為害,房屋倒溺,許多肥沃土地大幅度減產,甚至變為不毛之地。當時山東聊城至禹城的徒駭間塌了五道壩,河北省東風灌區的小漳河塌壩七道,黑龍港塌壩二十九道。在無排水條件下.大水漫灌,促使土壤積鹽。山東的高唐、夏津本是富庶地區,素有金高唐、銀夏律之稱,可是在當時由於鹽城危害,變成一片灰色荒野,生產力道受破壞,民眾逃荒謀生,沿途所見,觸目驚心。由於次生鹽漬化的普通發生和迅速發展,民眾對灌溉產生了顧慮,不少人有“寧叫旱死,不叫鹼死”的想法。中共中央在1962年下令引黃停灌,經過總結經驗教訓,採取疏通排水,灌區配套等措施,才使情況逐漸好轉。到60年代末期和70年代逐漸恢復灌溉。例如魯西北平原1956年開始引黃灌溉,1962年停灌,1967—1979年復灌。目前每年引黃河水50一60億m3,抗旱灌溉1000—1700萬畝,其中引黃灌區800一900萬畝,但少範圍的次生鹽漬化仍有發生,不像前些年那樣嚴重,卻也很值得注意。
影響
土壤次生鹽漬化的形成很大程度上給地下水帶來諸多影響。由於地下水超采使地下水位持續下降,沿渤海、黃海的沙質和基岩裂隙海岸地帶,發生海水入侵,在有鹹水分布的地區出現鹹水邊界向淡水區移動。例如,山東沿海地區由於地下水位大幅度下降,淶州灣形成面積為11,400km2的地下水位下降漏斗,其中地下水位在海平面以下的面積為2400km2,1988年漏斗中心地下水位在海平面以下20m,造成淶州灣海水入侵地下水含水層,海水入侵的面積達730.7km2。山東省的煙臺、威海、和青島市也發生了海水入侵。地下水位的下降也造成遼寧省大連市、錦州、錦西、營口市,和河北秦皇島市的海水入侵和水質惡化。1992年遼寧省海水入侵面積達434km2,秦皇島市達55.4km2。在廣西省北海市的海城區和潿州島都曾由於長期超采地下水引起海水入侵,造成水質惡化。
研究展望
由於不同區域不同氣候條件下的不同類型鹽漬土水鹽運動的規律有所不同,所以水鹽運動規律的研究近幾年仍是鹽漬化土壤理論研究的重點。其研究趨向於分區研究水鹽運動,或是採用參數模型進行區域水鹽均衡計算,及利用區域水鹽運動分布參數模型作區域水鹽平衡與產流的模擬,建立水鹽均衡方程.但目前區域水鹽運移的模型成果相對較少,主要是因為區域的空間變異性大,直接受作物、土壤、氣候的影響,區域與區域之間的差異也很顯著。目前土壤的改良方法中,水利工程改良和通過土壤耕作增施有機肥改良土壤理化性質,施用農家肥和植物殘體等改良土壤的方法在生產實踐中已經廣泛套用.化學改良和生物改良是目前研究的重點.對於化學改良來說,雖然見效快,但容易引入新的離子造成二次污染,且資金投入和技術要求都很高,對大面積的土地修復實施起來比較困難。如何降低成本,使高效的改良劑能儘快的運用到實際中是今後有待解決的問題。
綜合現有的治理措施不難發現,植物修復是鹽漬化土地恢復的最經濟有效的措施,而且鹽漬地修復最終目標也是實現植被的恢復與重建,有關抗鹽鹼植物耐鹽鹼基因的分離、提取、克隆已有所研究,以後還需要不斷深入轉基因技術和其他技術手段的結合,建立完善的植物耐鹽體系,儘快運用到實際當中。建立區域水鹽監測體系,尋求最佳的巨觀生態調控模式和環境保護策略。開展區域水鹽研究的各種信息的數位化、智慧型化,計算機決策自動化技術基礎研究,治理實踐證明,改良鹽漬土是一項複雜、難度大、需時間長的工作,應視各國、各地的具體情況制定措施。
建立完善的灌溉系統
建立完善的灌溉系統,使地下水深度保持在臨界深度以下。前蘇聯科學院v.AKovda等專家認為,可能引起土壤鹽漬化的礦化地下水的深度平均為2.5~3m。採取平整土地,畦格化、田園化灌水,渠道清淤防堵等措施。
建立現代化排水系統
①水平排水,主要以明溝、暗管的形式進行,既能降低地下水位,又可以排出土壤中的鹽份;②垂直(豎井)排水,豎井排水價格低、不占地、水量大、水質好、控制調節性地下水位靈活、維修工作少,同時又可以和灌溉相結合,豎直設井以梅花型布井效果為最好。建立井溝渠結合的灌排工程系統,合理排灌。機井灌溉,淋洗土壤鹽分,降低地下水位,增加地下庫容,起到灌排調蓄等作用;井溝渠結合,加速水鹽交換循環,使土壤脫鹽淡化。
化學改良化學改良劑。一些已開發國家如美國、澳大利亞在鹽漬土上,特別在鹼土上施化學改良劑,如:石膏、硫酸、礦渣(磷石膏),因土地類型不同,施入量也不同,施用時間長短取決於當地的經驗和資金的狀況。施用改良劑後需用大量水沖洗,在水資源缺乏的情況下套用困難,而且成本高。但是,用這種方法能使土壤積水從379天降到145天,滲水從292mm升到605mm。化學改良儘管成本高,但是從經濟效益看是有益的。
有機肥料。鹽漬土除了鹽漬危害以外,乾旱、瘠薄常常制約著農作物生長,並呈現著鹽化程度加重、土壤肥力愈低的趨勢。增施有機肥、秸稈還田、翻壓綠肥牧草、使用腐殖酸類肥料等改良鹽鹼土,都可收到脫鹽與培肥的較好效果。
種植水稻對鹼土的改良較有效
匈牙利、羅馬尼亞、前蘇聯、泰國、中國都在大面積鹽土上種水稻,取得良好的改土增產效果。
匈牙利專家通過對中歐及東歐地區盆遺土的研究提出灌溉沖洗、施用化學改良劑和種稻改良三結合的綜合改良措施,這一措施為當前改良鹽漬化的重點措施。但這一措施要求水平排水暢通。合理輪作,深耕、伏耕、秋翻、選育抗鹽作物種類品種,採用密播作物倒茬套種,利用地膜覆蓋,蓋草改良鹽斑地等。
向土壤中注入聚丙烯酸脂溶液
日本東京大學研究向土壤中注入聚丙烯酸脂溶液,與土壤形成0.5cm的不透水層,從而減少土壤水分的蒸發,減少鹽份隨毛管水蒸發向表土累積,使作物產量明顯增加。伊拉克土壤學家研究將瀝青混入表層5cm土層中,然後沖洗,可提高土溫1.3—2.3℃,從而提高鹽份的溶解度,增加淋洗效果。施用磷石膏等化學改良劑等進行鹽鹼地改良。也可使用硫磺、含鈣質的水、各種酸性肥料、碳渣等改良鹽鹼地。套用“康地寶”節水型鹽鹼土壤改良劑。
利用鹹水灌溉
鹹水灌溉雖然能增加土壤中鹽份,但也能增加土壤濕度,降低土壤溶液中的濃度。美國、突尼西亞、義大利、中亞、阿拉伯和北非分別用小於1g/1或3—8g/1的鹹水灌溉,印度還研究利用稀得了的海水灌溉。美國和前蘇聯為利用鹹水灌溉提供了大量的理論與實踐基礎。
種植耐鹽鹼的樹種
種植耐鹽鹼的樹種特別是能固氮的耐鹽樹種和草木(綠肥)植物,既可以減少地表水分的蒸發、防止土壤表面積鹽,又可以降低地下水位和鹽份,改良土壤的物理性狀,增加有機質和土壤微生物,降低土壤pH值,從而徹底改善周圍的生態環境。開展土壤水鹽動態監測,對土壤鹽鹼化進行預測預報,為改良利用鹽鹼地提供科學依據,為預防土壤次生鹽漬化奠定基礎。