鹽湖農(nóng)業(yè)及其發(fā)展戰(zhàn)略研究

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(diǎn)實(shí)驗(yàn)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(hù)，對發(fā)展西部落后地區(qū)經(jīng)濟(jì)，開拓具有干旱、半干旱地區(qū)特色農(nóng)業(yè)，具有現(xiàn)實(shí)和長遠(yuǎn)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(yán)重加劇，鹽湖周邊頻繁發(fā)生的沙塵暴，嚴(yán)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(jì)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(xiàng)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(jìn)行了調(diào)研分析，對取得的認(rèn)識和成果進(jìn)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(yán)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(yán)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(xiàn)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(xì)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(diǎn)[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(jī)、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(hù)，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義和長遠(yuǎn)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(yán)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(kuò)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(jì)價值

鹽湖系統(tǒng)中蘊(yùn)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(shí)現(xiàn)其經(jīng)濟(jì)價值。鹽水域已知最具有實(shí)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(dá)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(dá)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(jì)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(jì)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(jì)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(dú)特習(xí)性等，都是進(jìn)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(shí)用意義的鹽湖生物，如目前已開展大量鹽生經(jīng)濟(jì)植物種植，某些嗜堿細(xì)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(hù)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(jì)效益。

三、鹽湖農(nóng)業(yè)已取得的認(rèn)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(jì)，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(diǎn)[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(jì)鹽湖主要分布于近代第四紀(jì)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(kuò)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(jì)欠發(fā)達(dá)。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、寧夏八個省（區(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(dá)木盆地為例，柴達(dá)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(dá)木盆地干旱少雨的氣候條件使得柴達(dá)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(dá)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(jì)。柴達(dá)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(jìn)行改良需要大量的淡水進(jìn)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(dá)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(jìn)展成果

1. 利用鹽生生物進(jìn)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(yán)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(yán)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(dá)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(jì)效益。

2. 利用種植鹽生經(jīng)濟(jì)植物進(jìn)行青海經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型

研究表明，種植鹽生經(jīng)濟(jì)植物是進(jìn)行青海經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型的重要的經(jīng)濟(jì)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(jì)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?？捎^，合理的生態(tài)鹽湖農(nóng)業(yè)完全可以使當(dāng)?shù)刂赂?。除枸杞外，白刺、羅布麻、蘆葦?shù)犬?dāng)?shù)刂参锏母咧祷杂袧摿?，此外還可引入與當(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(rèn)識不足、措施不力等諸多問題，加強(qiáng)具有獨(dú)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(shí)踐上都需要進(jìn)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(jī)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(dá)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(jìn)行保護(hù)和查明“達(dá)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(qiáng)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(jī)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(jìn)行了調(diào)查分析，把鹽湖流域鹽堿地進(jìn)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(shí)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(jìn)行農(nóng)業(yè)改造。需要重點(diǎn)支撐的重大工程和需要重點(diǎn)研發(fā)的項(xiàng)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(shí)驗(yàn)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(jìn)鹽湖農(nóng)業(yè)市場化和產(chǎn)業(yè)化機(jī)制的模式創(chuàng)新，調(diào)動企業(yè)及廣大農(nóng)牧民的積極性。