天津臨港經(jīng)濟(jì)區(qū)吹填海灣泥綠化改良技術(shù)研究

侯俊偉,聞鐵,王武,張金龍

摘要：對(duì)天津臨港工業(yè)區(qū)吹填海灣泥土壤基本理化性狀、綠化改良技術(shù)進(jìn)行了研究，結(jié)果表明，吹填海灣泥土壤理化性狀空間變異較大，土體中自然或人工侵入體較多；土層含鹽量較高，一般在1.0%以上。采用暗管排鹽、摻砂、施有機(jī)肥、局部換土等綜合改良措施能有效改善吹填海灣泥土壤通氣透水能力，降低土壤鹽分含量，提高土壤肥力；園林植物栽植成活率在92%以上。

關(guān)鍵詞：吹填海灣泥；理化性狀；土壤改良；綠化

中圖分類號(hào)： TU472 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：ADOI編碼：10.3969/j.issn.1006－6500.2012.02.044

Studies on Improvement and Afforestation Techniques of Brackish Dredged Sediment in Tianjin Harbor Economic Area

HOU Jun-wei1, WEN Tie1, WANG Wu2, ZHANG Jin-long2

(1.Tianjin Harbor Landscape Construction Company Limited, Tianjin 300452, China; 2. Tianjin TEDA Landscape Construction Company Limited, Tianjin 300457, China)

Ａｂｓｔｒａｃｔ: In the paper, the properties, improvement and afforestation techniques of brackish dredged sediment in Tianjin harbor economic area were investigated. The results showed that the physical properties of brackish dredged sediment varied clearly at different spots. The salinity content of brackish dredged sediment was above 1.0%, and main salt ions were Cl-，Na+，SO42-. The brackish dredged sediment could improve greatly by comprehensive measures of mixing with sand, fertilization, irrigation leaching, subsurface drainage. The salinity content dropped and fertility increased greatly after three years of improvement activities, and survival rate of garden plant was above 92%.

Key words: brackish dredged sediment; soli properties; soil improvement; afforestation

當(dāng)前天津?yàn)I海新區(qū)正在進(jìn)行大規(guī)模的圍海吹填造陸[1]，如臨港經(jīng)濟(jì)區(qū)、南港工業(yè)區(qū)、濱海旅游度假區(qū)、中心漁港等。大規(guī)模的圍海造陸為經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供了空間，但由于新成陸地立地條件較差，生態(tài)環(huán)境建設(shè)面臨著巨大挑戰(zhàn)[2]。采用常規(guī)的客土綠化技術(shù)等能夠有效改善生態(tài)環(huán)境，但也存在實(shí)施成本高、破壞土源地區(qū)生態(tài)環(huán)境等不足[3-4]。從戰(zhàn)略高度來看，建設(shè)一個(gè)地區(qū)的生態(tài)環(huán)境不能以犧牲另一地區(qū)生態(tài)環(huán)境為代價(jià)。況且，由于客觀條件的限制，土地資源日趨緊張，綜合開發(fā)建設(shè)成本持續(xù)增加，難以滿足長(zhǎng)期發(fā)展建設(shè)的需要。因此，對(duì)吹填海灣泥土壤直接改良綠化才是解決問題的根本。

天津臨港經(jīng)濟(jì)區(qū)位于海河入?？谀蟼?cè)灘涂淺海區(qū)，是圍海造地而成的港口與工業(yè)一體化產(chǎn)業(yè)區(qū)，以發(fā)展重型裝備制造為主導(dǎo)的生態(tài)型臨港經(jīng)濟(jì)區(qū)。筆者對(duì)天津臨港經(jīng)濟(jì)區(qū)吹填海灣泥基本理化性狀進(jìn)行了調(diào)查分析，并通過田間試驗(yàn)對(duì)吹填海灣泥綠化改良技術(shù)及其效果進(jìn)行了研究。

1材料和方法

1.1 試驗(yàn)地概況

天津臨港經(jīng)濟(jì)區(qū)處于渤海灣的濱海淤泥質(zhì)灘涂地區(qū)，吹填前為淺灘淤泥，大沽高程為-4～0 m，吹填后大沽高程為3 m。試驗(yàn)地位于臨港經(jīng)濟(jì)區(qū)A23道與B16路東北，經(jīng)濟(jì)區(qū)污水處理廠和給水加壓泵站南側(cè)，長(zhǎng)150 m，寬30 m，面積4 500 m2。

1.2吹填海灣泥綠化改良方法

以大沽高程2.1 m開槽，整平槽底后鋪設(shè)排鹽管、隔鹽層，砌筑排鹽井。排鹽管采用內(nèi)徑60 mm PVC雙壁波紋管，間距6 m，坡降3‰。隔鹽層材料為碎石，厚20 cm。排鹽井與市政排水管網(wǎng)接通保證排除滲透水。開槽海灣泥與粗砂以體積比9∶1拌合后回填整平，回填高度90 cm。在回填海灣泥表面填墊30 cm厚客土，客土全鹽含量0.21%、pH值8.2，施腐熟牛糞并旋耕整地，施用量 3 kg·m-2。建設(shè)澆灌系統(tǒng)，水源為市政處理中水，礦化度1 600 mg·L-1。栽植國(guó)槐、白蠟、毛白楊等園林喬木，樹穴規(guī)格1 m ×1 m×0.9 m，株行距4 m×4 m，樹穴回填土為上述客土，并施腐熟牛糞，施用量 6 kg·穴-1。播種高羊茅草坪。栽植后正常養(yǎng)護(hù)。

1.3分析方法

土壤鹽分采用電導(dǎo)率法測(cè)定，pH值采用酸度計(jì)測(cè)定，容重采用環(huán)刀法，滲透系數(shù)利用Guelph土壤入滲儀測(cè)定，粒徑分析采用比重計(jì)法[5]。

2結(jié)果與分析

2.1吹填海灣泥基本性狀

吹填海灣泥不是經(jīng)過自然成土過程形成[6]，可以看作是一種人工土壤，土壤性狀與人的活動(dòng)密切相關(guān)。土壤剖面中含有較多的自然和人工侵入體，自然侵入體主要是各類貝殼，人工浸入體主要是建筑垃圾、塑料排水帶、排水管、土工布等。在改良海灣泥時(shí)，應(yīng)清除其中的人工侵入體。海灣泥土壤質(zhì)地空間變異較大，主要為砂壤質(zhì)和粘壤質(zhì)，這與海灣泥來源地質(zhì)地、土壤顆粒沉積速度和距離吹填管口遠(yuǎn)近有關(guān)。土壤沒有經(jīng)過熟化過程，結(jié)構(gòu)很差。土壤容重較大，一般在1.5 g·cm-3左右。土壤滲透系數(shù)變化較大，在1×10-6～1×10-4 cm·s-1之間。為了改善土壤結(jié)構(gòu)，保證海灣泥均勻脫鹽，應(yīng)深翻并摻拌結(jié)構(gòu)改良物。

受海水浸漬影響，吹填海灣泥土壤剖面各層含鹽量都較高，含鹽量都在1.0%以上[7]，最高可達(dá)4.0%以上。鹽分離子以Cl-、Na+、SO42-等為主，為氯化物型鹽堿土。吹填海灣泥土壤 pH值在7.9～8.3之間，呈弱堿性；吹填海灣泥有機(jī)質(zhì)含量較低，在0.7%～1.2%。

2.2吹填海灣泥改良效果

2.2.1吹填海灣泥理化性狀變化表1是改良前后試驗(yàn)地吹填海灣泥理化性狀測(cè)定結(jié)果。由表1可知，經(jīng)過改良后海灣泥通氣透水能力得到明顯改善，土壤容重降到1.42 g·cm-3左右，滲透系數(shù)增加到7.8×10-5 cm·s-1。改良后海灣泥土壤肥力明顯提高，土壤有機(jī)質(zhì)和速效氮含量分別增加到1.27%和51.5 mg·kg-1。根據(jù)第二次全國(guó)土壤普查養(yǎng)分分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，改良后吹填海灣泥肥力等級(jí)達(dá)到中等或中等偏上水平[8]。

2.2.2吹填海灣泥鹽堿變化表2是連續(xù)3年樹穴種植土鹽分調(diào)查分析結(jié)果。樹穴種植土為客土，初始鹽分含量為0.21%。在自然降雨和人工澆灌養(yǎng)護(hù)作用下，樹穴種植土鹽分含量降低，并且維持在較低水平。這表明在綠化改良技術(shù)和養(yǎng)護(hù)管理技術(shù)的作用下，樹穴種植土不會(huì)發(fā)生次生鹽漬化，能夠符合國(guó)槐、白蠟等喬木生長(zhǎng)要求。

圖1是連續(xù)3年樹穴間土壤鹽分變化規(guī)律。樹穴間土壤由表層30 cm厚客土和底層90 cm厚海灣泥組成，初始鹽分含量分別是0.21%和1.53%。由圖1可知，0～20 cm土層土壤鹽分含量維持在0.2%以下，能夠保證高羊茅草坪草正常生長(zhǎng)。在自然和人工淋洗作用下，深層土壤持續(xù)明顯脫鹽，經(jīng)過2年養(yǎng)護(hù)后，20～60 cm土層土壤鹽分含量降到0.3%以下；經(jīng)過3年養(yǎng)護(hù)后，60～80 cm土壤鹽分降到0.27%，80～100 cm土層土壤鹽分降到0.32%。這表明改良綠化技術(shù)能有效降低海灣泥土壤鹽分含量，將吹填海灣泥改良為適合植物生長(zhǎng)的種植土。

連續(xù)3年調(diào)查分析發(fā)現(xiàn)，樹穴種植土和海灣泥pH值變化沒有規(guī)律性，但都在8.5以下，沒有脫鹽堿化現(xiàn)象發(fā)生，這可能與土壤改良施用了大量的有機(jī)肥有關(guān)。

2.3 植物生長(zhǎng)狀況

栽植后白蠟、國(guó)槐、毛白楊等喬木成活率都較高，在92%以上。2008年調(diào)查發(fā)現(xiàn)，喬木根系已伸展到樹穴種植土之外，且主要分布在0~50 cm土層中。圖2是白蠟2年生枝新梢伸長(zhǎng)生長(zhǎng)動(dòng)態(tài)。4─5月新梢平均伸長(zhǎng)了45 cm左右；全年新梢伸長(zhǎng)生長(zhǎng)量約為60 cm，伸長(zhǎng)生長(zhǎng)量不大。這表明園林植物栽植后1~3年內(nèi)應(yīng)加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)管理，提高土壤肥力，改善植物生長(zhǎng)狀態(tài)；或者采用更大規(guī)格的樹穴換土。高羊茅草坪草生長(zhǎng)良好，播種后一次性成坪率在95%以上。

3結(jié)論

吹填海灣泥土壤理化性質(zhì)變異較大，土壤剖面中還有較多的自然或人工侵入體，增加了改良難度和成本。海灣泥改良應(yīng)清除土壤中的侵入體，特別是土工布、大塊建筑垃圾。由于吹填海灣泥土壤性狀空間差異較大，為了保證海灣泥均勻脫鹽，應(yīng)采用適當(dāng)深翻并摻拌結(jié)構(gòu)改良物的改良方法。

采用暗管排鹽、摻砂、施有機(jī)肥、局部換土等綜合改良綠化技術(shù)能持續(xù)有效降低吹填海灣泥土壤鹽分含量，改善土壤通氣透水能力，提高土壤肥力，為園林植物正常生長(zhǎng)創(chuàng)造適宜的地下環(huán)境。應(yīng)用海灣泥綜合改良綠化技術(shù)替代傳統(tǒng)的客土綠化技術(shù)，對(duì)節(jié)約客土資源、保護(hù)耕地、改善環(huán)境、降低綠化建設(shè)成本都具有重要的意義。

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