土壤鹽漬化調查研究

張瑞軍　韓旭　康艾

摘要：土地是人類賴以生存及其一切社會活動的基本條件。土壤鹽漬化是當今世界上土地荒漠化和土地退化的主要類型之一，也是世界性的資源問題和生態(tài)問題。土地鹽漬化對地區(qū)的農業(yè)生產和生態(tài)環(huán)境造成很大影響。因此，較準確的分析土壤鹽漬化的空間變異特征及變異尺度，揭示其分布規(guī)律來防治區(qū)域土壤鹽漬化具有重要意義。本文首先提出了鹽漬化的相關概念，然后對導致土壤鹽漬化的主要因素及其土壤鹽漬化的研究目標、研究方法進行全面闡述。結論表明土壤鹽漬化的時空變化及其與導致這種變化的驅動力之間的因果反饋關系足夠有效地揭示人為和自然因素與土壤鹽漬化之間相互作用的內在機制，而且可以此來預測其未來發(fā)展趨勢。最后在此基礎上，提出了防治土壤鹽漬化的綜合性建議以及土壤鹽漬化研究中急待解決的研究課題及其有效的研究手段從而為進一步拓展和深化土壤鹽漬化研究的內容及水平打下了牢固基礎。

1.問題的提出

鹽漬土是一系列受土體中鹽堿成分作用，包括各種鹽土、堿土及其它不同程度鹽化的各種類型土壤的統(tǒng)稱，也稱鹽堿土。在形成鹽漬土的諸多成土過程中，土壤鹽漬化過程起著主導或顯著作用。各類鹽漬土的共同特征是土體中含有明顯的鹽堿成分，具有不良的物理化學性質，導致大多屬植物的生長受到不同程度的抑制，甚至不能生長成活。鹽漬化土壤是重要的土地資源，目前廣泛分布與全世界100多個國家和地區(qū)，面積達1，000萬km2，占陸地面積30%左右，分布在世界各大洲干旱地區(qū)。我國是鹽漬土分布較廣的國家，鹽漬土比例明顯高于世界水平，約有鹽漬化土壤1.7萬km2，近1/3的灌區(qū)土壤存在問題。

2.研究思路

2.1研究內容

對土壤不同土地利用類型的土壤分10cm，30cm和50cm進行采樣分析，研究內容包括以下幾個方面：

（1）土壤鹽分的垂直分布特征分析。包括土壤中八大離子（C1-，SO42-，HCO3-，CO32-、Mg2+，Ca2+，Na+、Ka+離子）、總鹽量、電導率以及PH值在不同土層的變化特征。

（2）土壤鹽分的水平分布特征分析。包括土壤中八大離子、總鹽量、電導率以及PH值在耕地、草地、交錯帶、果園林地和未利用地等不同土地利用類型上的變異特點分析。

（3）土壤鹽離子之間的相關陛分析。利用SPSS統(tǒng)計系統(tǒng)，相關性分析方法，對土壤中各鹽離子之間和各個鹽離子與電導率之間進行相關性分析。

（4）土壤鹽漬化的類型分析。根據(jù)土壤中不同離子含量，對土壤鹽漬化進行分級和分類，并分級別和類別進行統(tǒng)計。

2.2研究方法

（1）綜合運用土壤學、化學、統(tǒng)計學、生態(tài)學、地理學、全球變化等多學科理論為指導進行研究。

（2）通過傳統(tǒng)實地調查采樣、代表性剖面法和代表性隨機抽樣法相結合、野外考察實測和室內實驗分析相結合測出土壤總鹽含量、PH值和電導率等指標。

（3）統(tǒng)計分析與數(shù)學建模相結合，運用SPSS等統(tǒng)計軟件全面分析研究濱州地區(qū)土壤鹽漬化特征，探討濱州地區(qū)土壤鹽漬化程度以及土壤鹽漬化防治措施。

3.土壤鹽漬化生成原因

3.1生成條件

形成鹽堿土要有兩個條件，一是氣候干旱和地下水位高（高于臨界水位）地下水都含有一定的鹽分，如其水面接近地面，而該地區(qū)又比較干旱，一部分水是由于毛細作用而上升到地表的，它們蒸發(fā)后留下鹽分，經過長時間積累，土壤的含鹽量便逐漸增加，形成了鹽堿土；二是低洼的地勢，阻礙了排水。如果在潮濕的天氣里，降雨能將鹽分沖走進而不至于對土壤造成傷害，但是在于熱天氣條件下，因為灌溉的水沒有出路排出，地表形成了積水，水在干熱的條件下蒸發(fā)，留下有害鹽分，鹽分積聚的危害足以嚴重到使作物枯萎而死，寸草不長，形成鹽堿地。

3.2生成原因

鹽漬化土的形成主要受水文、氣象、地質、地貌、土壤顆粒組成及水文地質條件等多種因素的影響，是上述諸種因素共同作用的結果。地形條件、地表徑流、人為活動、降雨與蒸發(fā)以及風等氣象條件是鹽漬化的外因。地下水和介質條件是影響土壤積鹽的內部條件。前者主要指潛水的埋藏深度和礦化度；后者指包氣帶的巖性結構和潛水含水層的透水性。這四個要素通過影響水分和鹽分在地下水——包氣帶中的遷移轉化過程，從而影響土壤的積鹽和脫鹽過程。在潛水埋深相同的不同地段若包氣帶有細顆粒組成，潛水的蒸發(fā)作用越明顯，土壤積鹽越顯著。土壤的積鹽過程可歸納為以下幾種：

（1）海水浸漬影響下的鹽分積累

在濱海地帶的成陸階段時i河流攜帶大量泥沙入海，由于受海水潮汐的頂托，不斷在近海沉淀下來，當其還處于水下堆積階段時，就為高礦化海水所浸漬，當其出水后，鹽分開始重新進行分配，并且向地表運移、積累進而形成鹽漬土。在這期間，由于地表的植被很少，土壤的表層因蒸發(fā)作用強烈積鹽，地下水礦化度也因蒸發(fā)作用而濃縮增高。另外，在土壤的鹽漬化過程當中，海水的海潮入浸和溯河倒灌現(xiàn)象會加劇土壤積鹽過程。

（2）地下水影響下的鹽分積累

潛水的埋藏深度較小時，蒸發(fā)作用明顯。在潛水埋藏深度小于“臨界深度”的條件下，礦化度越高，潛水供給土壤的鹽分就越高，土壤鹽漬化的可能性就越大。

在潛水埋深小于“臨界深度”條件下，如果抽取潛水進行灌溉，潛水的礦化度越高，土壤獲得水量的同時，也會獲得更多的鹽分。

當?shù)叵滤宦裆钶^小，小于某一臨界深度時，地下水會在土壤內通過毛細作用，攜帶著鹽分上升到地表，受蒸發(fā)作用，水分揮發(fā)，鹽分則殘留在地表附近的土壤內，長期的累積使土壤內的鹽分愈來愈高，使土壤產生了鹽漬化，而臨界深度的大小主要受包氣帶土壤的巖性影響。

（3）地下水與地表水共同影響下的鹽分積累

以地下水起主導作用，土壤鹽分累積的重要因素是地表漬澇積水，在一些湖沼四周和積水洼地，鹽漬化土分布更為普遍。另外，在工作區(qū)南部各地在發(fā)展農業(yè)灌溉時，不能科學地分配水量，過多地消耗灌溉用水，使土壤形成次生鹽漬化，均為這種積鹽過程的結果。

4.土壤鹽漬化危害

（1）造成農作物減產或絕收

鹽漬土可分為含硫酸鹽為主的松鹽土和含碳酸鹽為主的堿鹽土，其對人類活動造成的危害主要是使農作物減產或絕收，對植被生長造成影響并間接使生態(tài)環(huán)境受到破壞，并且會腐蝕損壞工程設施，造成每年25.11億元的損失。對內蒙古河套平原進行統(tǒng)計，每年灌區(qū)播種面積的10%-20%因鹽漬土死于苗期，甚者達30%；黃淮海平原的輕度、中度鹽漬土就使農作物達10%-50%的減產，重度者會顆粒無收。

（2）造成鹽漬荒漠化

現(xiàn)階段全球最嚴重的環(huán)境問題已是荒漠化，其既是生態(tài)與環(huán)境問題，亦是社會與經濟問題，受到國際社會和組織的高度重視。中國約332.7萬km2土地受荒漠化影響，占國土總面積的34.6%，受土地荒漠化危害的人口數(shù)近4億。鹽漬荒漠化是化學作用造成的，是重要的荒漠化類型。造成其因素有很多，主要為干旱、半干旱地區(qū)由于高溫、干燥、蒸發(fā)，使土地無法受到植被的保護，上升水流占絕對優(yōu)勢，淋溶和脫鹽的過程微弱，造成土壤的普遍積鹽，形成大面積的鹽堿化，尤其是不合理灌溉，使次生鹽漬化迅速發(fā)展。鹽漬荒漠化較集中并且分布連續(xù)的地區(qū)為塔里木盆地周邊的綠洲、天山北麓山前沖積平原、河套平原、銀川平原、華北平原及黃河三角洲。土壤鹽漬化分布較廣泛，其中新疆、內蒙古、青海三省的面積最大，占土壤鹽漬化總面積分別為46.3%、23.0%和18.7%，三個省區(qū)分布的土壤鹽漬化比例為88%。

（3）對地下水造成污染

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。由于地下水超采使地下水位持續(xù)下降，沿渤海、黃海的沙質和基巖裂隙海岸地帶，發(fā)生海水入侵：在有咸水分布的地區(qū)出現(xiàn)咸水邊界向淡水區(qū)移動。

5.治理和利用鹽堿地措施

土壤鹽漬化研究目的是預防和治理土壤鹽漬化，使生態(tài)、環(huán)境、經濟和社會的可持續(xù)發(fā)展得以促進。干旱地區(qū)的自然環(huán)境決定土地鹽漬化的發(fā)生和發(fā)展，其作用相對穩(wěn)定。而鹽漬化時空變化的主導因素是人為因素，人類活動對植被、地下水資源、土壤等等自然要素影響深刻，說明了土地鹽漬化是可調控的。因而，在鹽漬化防治的工作中，務必要重視人為因素對土地鹽漬化的影響。

（1）控制人口數(shù)量、提高人口素質，人口對土地資源有十分大的壓力。部分地段大量開荒活動導致天然植物被破壞，植物地面覆蓋率下降嚴重。破壞植被加劇了土地的沙化、鹽漬化，使其生態(tài)穩(wěn)定性下降，生態(tài)更脆弱。因此，控制人口數(shù)量迫在眉睫，減緩人們生產和生活對環(huán)境造成的壓力，提醒人們的行為規(guī)范，提高土地的管理利用水平以減輕土地鹽漬化的發(fā)生。

（2）水利工程措施：過高的地下水位是形成鹽漬土的重要條件。地下水位的不斷上升是一個引發(fā)土地吹生鹽漬化的潛在因素，為避免此類問題的發(fā)生，我們從水文地質角度提出以下幾點建議。

①合理灌溉、減少對地下水的補給量

一個地區(qū)引水灌溉部分水體總是要下滲補給地下水，從而引起地下水水位的升高，如果按照科學的灌溉定額，既能滿足農作物的需要，又能避免地下水位的抬高，這將是控制發(fā)生鹽漬化的有效途徑。

②減少和防止渠道滲漏

一方面可以提高水資源的利用率，同時又減少了對地下水的補給量，從而控制水位升高，以達到防止土壤鹽漬化的目的。

③完善灌排配套、防止鹽分積累

引水灌區(qū)只要有配套的排水系統(tǒng)，既可以降低水位。又可以加速地下水的淡化，還可以鞏固洗鹽效果

④井灌井排改良鹽堿地

淺層淡水分布區(qū)采用井灌井排的方法，降低地下水水位，既可以防止土壤鹽漬化，還可以充分利用地下水資源，緩解水資源的供需矛盾。

（3）農業(yè)技術措施通過農業(yè)技術措施可防返鹽，降低其鹽漬化的程度，增強其作物的產量。亦可使土壤現(xiàn)有鹽分重分配，表層鹽量降至作物耐鹽度以下，以達鹽漬化耕地合理利用目的：

①整平土地：鹽漬化耕地的發(fā)生會與地表不平關系密切，因此應該對土地平整加以強調，特別應該使渠旁取土坑回添以防止積水。

②增加施用有機肥：將有機肥增施在具鹽漬化耕地之上，以改良耕地結構以及不良的物理性狀，有效控制土壤毛管水上升的強烈，以減輕地表積鹽。

（4）種植措施

①洗鹽種稻：鹽漬化的土地上，若有水源灌溉充足，排水條件良好，種植水稻對脫鹽改土十分有效。但若排水系統(tǒng)不完善，切不可擴大水稻面積，而且還應注意排水，造成異地污染。

②種植耐鹽植物：在鹽漬化的土壤上種耐鹽的植物，例如，向日葵、甜菜等等，可治理鹽漬化土壤且作用顯著。在灌排水渠兩側及和尾端區(qū)域種植蘆葦和紅麻可利用渠道兩邊的濕地和鹽漬化土地，吸取土壤中大量的鹽分亦可減少蒸發(fā)、使土壤返鹽得到抑制。

③草田輪作，套種：旱田區(qū)地下水位較高，土壤鹽漬化嚴重。實行草田輪作，套種既能使土壤有機質增加和速效養(yǎng)分且可使土壤物理性狀得以改善，使土壤孔隙度增加，使土壤的持水量和透水性增加，返鹽將得到抑制。此措施不會減產糧草套種后糧食和牧草。