新疆土壤鹽堿化現(xiàn)狀及其綜合治理對策

魏婷婷 馬延?xùn)| 鄭飛敏

摘 要：該文對新疆地區(qū)鹽堿化現(xiàn)狀進(jìn)行了梳理，從水利、農(nóng)業(yè)、生物及化學(xué)改良措施4個方面分析了鹽堿地改良的利弊，并提出了充分考慮水文過程因素的土壤鹽堿化綜合治理建議，以期為新疆生態(tài)農(nóng)業(yè)發(fā)展提供科學(xué)依據(jù)。

關(guān)鍵詞：鹽堿化程度;鹽堿地空間分布;鹽堿地改良措施;水文過程;新疆地區(qū)

中圖分類號 S287文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A文章編號 1007-7731（2020）10-0107-04

Abstract： This paper generalizes the present situation of salinization in Xinjiang region， and from the water conservancy， agricultural， biological and chemical improvement measures four aspects analyzes the advantages and disadvantages of the alkali-saline land， and then puts forward the integrated treatment of hydrologic process fully consider factors of soil salinization Suggestions， so as to Xinjiang ecological protection in the construction of ecological civilization provide a scientific basis for agricultural development. The Suggestions and prospects of controlling soil salinization were put forward in order to provide scientific theoretical basis for the improvement of salinization in Xinjiang.

Key words： Degree of salinization; Spatial distribution of saline-alkali land; Salinization improvement me-asures; Hydrological process;Xinjiang region

土壤鹽堿化是土地退化的主要表現(xiàn)之一，現(xiàn)已成為世界灌溉農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的制約因素[1-2]。自然界中的土壤鹽堿化包括原生鹽堿化和次生鹽堿化2個方面，土壤原生鹽堿化是地質(zhì)、水文、氣候、地形和生物等自然因素相互作用的結(jié)果;而土壤次生鹽堿化的主要起因則是人類生產(chǎn)活動的結(jié)果，其發(fā)生與發(fā)展的主要原因與農(nóng)田灌排水設(shè)置不合理以及水庫蓄水不當(dāng)導(dǎo)致的地下水位升高有關(guān)。從本質(zhì)上講，干旱區(qū)土壤鹽堿化主要是水文過程與成土過程相交互的結(jié)果，氣候、地形、地貌、地質(zhì)及生物因素構(gòu)成了其發(fā)生與發(fā)展的外部條件。據(jù)統(tǒng)計，新疆鹽堿化面積約占灌區(qū)耕地面積的1/3，土地利用率低，嚴(yán)重制約了當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)發(fā)展，鹽堿地的改良與防治已成為社會經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的重要內(nèi)容[3]。目前，新疆地區(qū)的鹽堿地改良主要表現(xiàn)在水利、農(nóng)業(yè)、化學(xué)及生物改良等方面。水利灌排措施在新疆地區(qū)比較普及，其中，膜下滴灌技術(shù)的推廣度較高[4-5]。不同的改良措施有利亦有弊，怎樣合理有效地將不同措施結(jié)合起來進(jìn)行綜合治理，已成為新疆鹽堿地改良的研究重點(diǎn)。黨的十九大報告中提出像對待生命一樣對待生態(tài)環(huán)境，把“綠水青山就是金山銀山”的科學(xué)論斷寫進(jìn)報告，把統(tǒng)籌山水林田湖草系統(tǒng)治理和鹽堿地、土地沙化的治理納入了生態(tài)文明戰(zhàn)略布局。本文在總結(jié)前人相關(guān)研究成果的基礎(chǔ)上，對新疆地區(qū)土壤的鹽堿化程度及鹽堿化分布現(xiàn)狀進(jìn)行梳理，并從水利、農(nóng)業(yè)、生物及化學(xué)改良措施4個方面分析了新疆地區(qū)土壤鹽堿地改良措施的利弊，進(jìn)而對土壤鹽堿化治理方向提出了相應(yīng)的對策建議，以期為該地區(qū)生態(tài)的高效農(nóng)業(yè)發(fā)展的對策提供科學(xué)依據(jù)。

1 土壤鹽堿化等級現(xiàn)狀及空間分布特征

2006年，新疆灌區(qū)土壤鹽堿化遙感調(diào)查結(jié)果顯示[3]，灌區(qū)耕地總面積為398.78萬hm2（不包括旱地），其中鹽堿化面積127.90萬hm2，占灌區(qū)耕地面積總數(shù)的32.07%。新疆地區(qū)整體呈“三山夾兩盆”的地理格局，即由北向南依次為阿爾泰山—準(zhǔn)噶爾盆地—天山—塔里木盆地—昆侖山。土壤主要分布在高山與盆地過渡帶及山間沖積平原，總體上呈現(xiàn)輕度鹽堿化比例最大，中度次之及重度較少的特征[3]。新疆土壤鹽堿化程度可劃分為以下5個等級，即非鹽化、輕度鹽化、中度鹽化、重度鹽化、鹽土（表1）?；诖藙澐謽?biāo)準(zhǔn)及世界土壤數(shù)據(jù)庫（HWSD）中的中國土壤鹽堿化（v1.1）資料，新疆地區(qū)土壤鹽堿地程度及其空間分布圖如圖1所示。

該地區(qū)非鹽堿土主要分布在沙漠、戈壁、高山等區(qū)域，少量分布于綠洲內(nèi)部及阿爾泰山以南綠洲區(qū)，輕度鹽堿土壤主要分布在天山北麓的洪積扇區(qū)。中度鹽堿土壤主要分布在吐魯番盆地及環(huán)塔里木盆地區(qū)。重度鹽堿土壤主要分布在托木爾提山以北地區(qū)。鹽土主要分布在盆地沙漠與山前沖積平原交錯地帶。顯然，該地區(qū)土壤鹽堿化與地理格局密切相關(guān)。也就是說，在很大程度上地理因素引起的水文格局決定了鹽堿地的分布。

針對新疆地區(qū)土壤鹽分空間分布的差異性，許多學(xué)者開展了大量的研究工作，并取得了一定的成果。沈浩等研究表明，地理、氣候、水文和地質(zhì)等自然因素是土壤含鹽量空間分布的內(nèi)在基礎(chǔ)，而高礦化度地下水灌溉、施肥、土地利用方式等人類活動則增強(qiáng)了土壤含鹽量的空間變異性，從而增加了土壤次生鹽漬化的風(fēng)險[7]。辛明亮等研究發(fā)現(xiàn)，瑪納斯流域平原灌區(qū)土壤鹽分含量低值區(qū)主要分布于南部山區(qū)和東北部，高值區(qū)主要集中在平原水庫周圍以及下游地勢低處[8]。張鳳華等[9]針對瑪河流域土壤鹽堿化問題進(jìn)行了研究，結(jié)果表明，從上游到中下游，地下水位呈由深變淺的趨勢，礦化度逐漸變大，土壤鹽漬化程度則呈現(xiàn)由輕變重的趨勢。吳永濤等在北疆棉田進(jìn)行大田實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，0～20cm土層土壤含鹽量低，輕度及中度鹽化土主要集中在40～100cm[10]。任加國[11]等根據(jù)鹽漬化程度不同，將葉爾恙河流域分成以下5個區(qū)域：流域內(nèi)非鹽漬化土壤廣泛分布在流域內(nèi)的山前沖洪積平原和沖積平原區(qū);輕度鹽漬化土壤主要呈島狀零星分布在葉爾羌河上游地區(qū);中度鹽漬化土壤零星分布于河流中游;重度鹽漬化區(qū)一般分布于河流中下游地帶;鹽土則主要分布在葉爾羌河兩岸。鄧寶山等在克里雅綠洲地區(qū)的研究表明，土壤鹽分總體呈西高東低，強(qiáng)度鹽漬化土壤主要分布在綠洲的邊緣地帶，基本與區(qū)域地下水埋深分布一致，表明土壤鹽分的時空分布主要與地下水的時空變異密切相關(guān)[12]。古麗娜爾·哈里別克等研究發(fā)現(xiàn)，田綠洲土壤鹽分空間分布表現(xiàn)為南北兩側(cè)土壤鹽分含量高，中部鹽分含量低，并指出不同地形和土地利用帶來的土壤水分運(yùn)動的差異是綠洲土壤鹽分空間分異的主導(dǎo)因素[13]。海米提·依米提等通過定量分析發(fā)現(xiàn)，伊犁河谷土壤鹽分的空間格局呈現(xiàn)出，在水平方向上各層土壤鹽分的高值區(qū)集中分布在地勢較為低洼區(qū)域;垂直方向上，土壤表層（0～20cm）鹽分含量最高，向深層逐漸減少[14]。前人的研究成果均表明，土壤鹽分分布具有很大的空間異質(zhì)性。究其原因，不難發(fā)現(xiàn)，流域尺度地表水及地下水的水文過程在很大程度上決定了土壤鹽堿化的強(qiáng)度與空間分布。因此，在鹽堿化治理過程中，要深究研究區(qū)的水文過程，重視水文過程的影響，從根本上治理土壤鹽堿化問題。

2 鹽堿地改良現(xiàn)狀

新疆地區(qū)鹽堿地的改良方法較多，最常見的有水利、農(nóng)業(yè)、生物及化學(xué)改良措施。在早期，大水漫灌是該地區(qū)土壤鹽堿化治理常用的方法，該方式雖能起到良好的排鹽效果，但也存在以下3個方面的問題：（1）需水量大，這與該地區(qū)水資源短缺存在矛盾;（2）排水不暢，引起地下水位上升，導(dǎo)致土壤鹽堿化的潛在風(fēng)險增大;（3）大量灌水將鹽分帶入地下水，地下水礦化風(fēng)險增大。隨著水土矛盾的加劇，以滴灌為代表的節(jié)水灌溉技術(shù)得到了廣泛應(yīng)用，其中，膜下滴灌技術(shù)在新疆得到了大面積的推廣[15]。宗含等研究表明，經(jīng)過多年膜下滴灌技術(shù)改良，生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)121、135、142等團(tuán)試驗(yàn)地的含鹽率已慢慢趨向有利于作物正常生長的水平[16]。

農(nóng)田排水措施一般有暗管排水、豎井排水及明溝排水3種方式。南疆29團(tuán)通過引進(jìn)先進(jìn)的暗管排水技術(shù)，發(fā)現(xiàn)研究區(qū)水位下降較快，使得地區(qū)脫鹽效果較好[17]。在克拉瑪依大農(nóng)業(yè)區(qū)及紅旗農(nóng)場等地區(qū)也都證明了實(shí)施暗管排水系統(tǒng)具有較好的排鹽效果，可以利用較少的灌溉水使土壤脫鹽，達(dá)到改良鹽堿地的目的[18-19]。豎井排灌在農(nóng)八師121團(tuán)及塔里木盆地庫車河流域都取得了較好的改良效果，區(qū)域土壤鹽堿化呈現(xiàn)變輕的趨勢[20-21]。阿爾娜古麗·艾買提等[22]通過試驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，若是將膜下滴灌技術(shù)與暗管、明溝排水工程共同作用，可有效地治理鹽堿地。但鄭愛民等[23]研究發(fā)現(xiàn)，臺蘭河灌區(qū)存在排水系統(tǒng)不完善，部分渠段襯砌老化嚴(yán)重的問題。郭琳等[24]研究指出，阿瓦提縣灌區(qū)排水渠淤積現(xiàn)象嚴(yán)重，排水能力很低，灌區(qū)呈現(xiàn)出重度的土壤鹽漬化。以上研究表明，有效的排水措施固然能夠達(dá)到治理鹽堿化的目的，但排除水的去向問題仍需進(jìn)一步明確。

另外，有研究者也采用了其他方式進(jìn)行土壤改良。農(nóng)業(yè)措施主要有平整土地、深耕深翻、培施有機(jī)肥、秸稈還田等，這些措施不僅可以增加土壤有機(jī)質(zhì)的含量，還可以通過改善土壤孔隙結(jié)構(gòu)來減少毛細(xì)作用，從而實(shí)現(xiàn)降低蒸發(fā)、增加土壤養(yǎng)分的目標(biāo)。生物措施通過增加地表植被覆蓋率，改善區(qū)域小氣候環(huán)境，來降低土壤表層積鹽的風(fēng)險。任崴等[25]通過在阜康生態(tài)站進(jìn)行10年的實(shí)驗(yàn)表明，采用耐鹽小麥套播豆科牧草方式種植，地區(qū)脫鹽率較高，改良鹽堿地的效果較好。但吸鹽植物代替農(nóng)作物，可能會對當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)水平產(chǎn)生影響。基于此，田長彥等[26]通過實(shí)驗(yàn)研究指出，鹽生植物（鹽地堿蓬、鹽角草等）完成“吸鹽”使命后，還可以被收割用來喂養(yǎng)牲畜，從而增加了鹽生植物的農(nóng)業(yè)價值?；瘜W(xué)措施主要是在鹽堿化土壤中加入磷酸、石膏、木醋液等改良劑來改善土壤質(zhì)量。劉易等[27]選用5種土壤改良劑對喀什地區(qū)岳普湖縣鹽漬化土壤進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)施用改良劑能有效地改善土壤的理化性質(zhì)，且磷石膏具有更好的鹽堿改良效果。王斌等[28]篩選了市面上有代表性的6種改良劑產(chǎn)品進(jìn)行鹽堿地改良試驗(yàn)，結(jié)果表明，以黃腐酸等水溶性有機(jī)酸為主要原料的土壤改良劑可作為新疆鹽堿地改良的優(yōu)先選擇，但是化學(xué)改良劑的施用可能會對土地造成再次污染。以上研究表明，這些改良措施雖能有效地減輕土壤鹽堿化現(xiàn)象，但是改良措施基本是在小范圍試驗(yàn)田進(jìn)行，具有一定的特殊性，如何因地制宜的大面積推廣仍需進(jìn)一步的研究。

3 鹽堿地綜合治理

土壤鹽堿化受到降水、蒸發(fā)、地表水、地下水及地形等環(huán)境因子的控制，這決定了其形成過程的復(fù)雜性與治理的困難性。因此，在鹽堿化土地改良方面，要做到因地制宜，綜合考慮各地區(qū)的不同因素，探求一種既環(huán)保又經(jīng)濟(jì)的最佳組合模式，以達(dá)到干旱區(qū)排鹽效果的最大化。楊柳青[29]研究表明，新疆鹽堿土的綜合治理應(yīng)以生態(tài)平衡原理為依據(jù)來改善流域或區(qū)域的生態(tài)環(huán)境，各類鹽堿土的綜合治理要科學(xué)地配置農(nóng)林牧副漁各業(yè)，建立起多種經(jīng)營的生產(chǎn)體系。張江輝等研究表明，鹽堿地的改良必須綜合治理，不能片面注重某一單方面的措施，要“農(nóng)、林、水”各項(xiàng)措施相互配合取長補(bǔ)短，才能起到最佳的改良效果;并且鹽堿地改良要因地制宜，在具體措施上有所側(cè)重，進(jìn)行科學(xué)的土壤鹽堿化改良分區(qū)[30]。王水獻(xiàn)等[31]根據(jù)土壤鹽堿化現(xiàn)狀及水文地質(zhì)條件等，將新疆焉耆縣平原灌區(qū)劃分為4個區(qū)域，在鹽堿地綜合治理中，應(yīng)以流域水鹽演化過程為基礎(chǔ)，以地下水調(diào)控和生物排水為主，以節(jié)水促治鹽、節(jié)水與治鹽并重進(jìn)行綜合治理。前人的研究均表明，鹽堿地的治理要采用綜合治理措施，進(jìn)行分區(qū)治理，實(shí)現(xiàn)節(jié)水與治鹽并舉，但同時也忽略了水文格局及水文過程對土壤鹽堿化的控制。

在鹽堿地治理中，要探明研究區(qū)的水文格局及水文過程，要在分析不同地區(qū)的自然條件及農(nóng)業(yè)生產(chǎn)情況的基礎(chǔ)上，綜合考慮引起土壤鹽分的結(jié)構(gòu)性因素（氣候、地下水位、地下水礦化度、地形、植被等）和隨機(jī)性因素（耕作、施肥、灌溉等），對區(qū)域土壤鹽分從表層到剖面進(jìn)行精確的評估，明確不同地區(qū)的土壤鹽堿化程度，綜合各種改良措施對鹽堿地進(jìn)行治理。鹽堿地的空間分布差異較大，所以治理方法要因地制宜。一般上游地區(qū)由于地下水位埋深較大，土壤鹽堿化現(xiàn)象很少，可以在適當(dāng)?shù)姆秶鷥?nèi)最大程度地利用土地資源來促進(jìn)農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。但是上游要合理有效地利用水土資源，避免水資源的浪費(fèi)和污染，以及不合理的圍墾而破壞了下游的生態(tài)環(huán)境，給下游帶來河流斷流、濕地萎縮及土壤鹽堿化等負(fù)面效應(yīng)。平原與山地交界的山前傾斜平原區(qū)域的地下水埋深較淺且水質(zhì)較好，可以開采出來用于流域周邊的農(nóng)田灌溉。而下游平原地帶由于地勢平坦，地下水位埋深淺，土壤鹽堿化情況較為嚴(yán)重。可以考慮在下游地區(qū)增加暗管排水與豎井排水設(shè)施來降低地下水位，并對農(nóng)田排出水水質(zhì)進(jìn)行監(jiān)測。若排出水水質(zhì)符合農(nóng)田灌溉要求，可以用來再次灌溉。比如，如在瑪納斯流域，可以通過將農(nóng)田排出水排入到咸水湖瑪納斯湖中，利用河湖的自然凈化功能優(yōu)化水質(zhì)補(bǔ)償生態(tài)用水。但是要正確判斷河流的自凈能力，避免出現(xiàn)因水文條件的改變引起的生態(tài)變化。此外，在理論研究層面上，要實(shí)時監(jiān)測灌區(qū)水鹽動態(tài)，加強(qiáng)在水鹽調(diào)控、溶質(zhì)運(yùn)移模擬、遙感反演模擬、植物耐鹽機(jī)理及微生物修復(fù)機(jī)理研究等方面的工作。探明大區(qū)域鹽堿地土壤水鹽的運(yùn)移規(guī)律，依據(jù)不同地區(qū)土壤理化性質(zhì)培育新的耐鹽作物品種及土壤改良劑，以期早日實(shí)現(xiàn)新疆土壤鹽堿地的改良目標(biāo)。

4 結(jié)論與建議

通過分析土壤鹽堿化空間分布特征，發(fā)現(xiàn)土壤鹽堿化分布與地理格局密切相關(guān)，在很大程度上地理因素引起的水文格局決定了鹽堿地的分布。整體上，新疆地區(qū)非鹽化和輕度鹽化土壤占據(jù)了很大的一部分比重，但中重度鹽堿化土壤及鹽土的存在，對地區(qū)生態(tài)文明建設(shè)與農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展起著阻礙作用，土壤鹽堿化的治理勢在必行。大量研究表明，水利、農(nóng)業(yè)、生物及化學(xué)改良措施在一定程度上改善了該地區(qū)的土壤鹽堿化問題，但依然十分嚴(yán)重，且不同改良措施各有利弊，仍需進(jìn)一步深入研究。鹽堿地的治理要采用綜合治理措施，合理應(yīng)用不同的改良措施進(jìn)行分區(qū)治理，綜合考慮水文格局與水文過程對土壤鹽堿化的控制作用，從根源上治理土壤鹽堿化問題。因此，在鹽堿地的治理工作中，要合理利用各種改良措施，探明研究區(qū)的水文格局與水文過程，建設(shè)與區(qū)域水文過程相適應(yīng)的灌排系統(tǒng)，在貫徹節(jié)水行動的背景下合理灌溉，并做到有效排水，避免由于地下水位升高引起的土壤次生鹽堿化現(xiàn)象。在大的流域或區(qū)域上，堅(jiān)持生態(tài)治理觀念，遵循水鹽平衡理論，從改善土壤理化性質(zhì)角度出發(fā)，探明鹽堿地土壤鹽分積累規(guī)律，灌排措施與農(nóng)業(yè)、生物及化學(xué)措施相結(jié)合進(jìn)行綜合治理。對于小區(qū)域的鹽堿地，可以依據(jù)研究區(qū)土壤鹽堿化程度及水文特征等，選擇適宜改良方式進(jìn)行治理。

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（責(zé)編：張宏民）