阿克陶地區(qū)鹽堿地治理工程實(shí)踐

摘 要：土地整治項(xiàng)目是改善當(dāng)?shù)赝恋刭Y源利用程度較低和提升土地利用效率的重要方式，將大量的鹽堿地資源開發(fā)為可利用耕地，不僅有利于保障國(guó)家耕地?cái)?shù)量和糧食安全，也是堅(jiān)持精準(zhǔn)扶貧、精準(zhǔn)脫貧，堅(jiān)持綠色協(xié)調(diào)可持續(xù)發(fā)展的必由之路。本文對(duì)新疆阿克陶地區(qū)土壤鹽漬化狀況和成因進(jìn)行分析，并結(jié)合土地整治工程提出了地表積鹽層鹽殼剝離、土地平整與地形地貌再造、土壤質(zhì)量改善工程、修建排水溝、灌溉系統(tǒng)以及修建道路和農(nóng)田防護(hù)等措施，以期為阿克陶地區(qū)鹽堿地整治提供技術(shù)支撐和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。

關(guān)鍵詞：阿克陶地區(qū);土地整治;鹽堿地整治;工程實(shí)踐

中圖分類號(hào)：S281

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

DOI：10.19754/j.nyyjs.20201115020

收稿日期：2020-10-10

作者簡(jiǎn)介：劉天成（1986-），男，碩士。研究方向：土地工程技術(shù)開發(fā)及應(yīng)用等。

引言

鹽堿土是鹽土和堿土的總稱。鹽堿地是鹽類物質(zhì)累積的一種土壤類型，主要是通過(guò)土壤與一定的鹽分、水分在特定氣候條件下相互作用而形成的。而鹽堿地形成實(shí)質(zhì)主要是一些易溶性的鹽類在土壤中重新分配，不斷聚集累積起來(lái)的。一般情況下，鹽堿地含有的鹽分超過(guò)植物正常生長(zhǎng)對(duì)鹽分的耐受范圍，而嚴(yán)重的將發(fā)生寸草不生的情況。目前我國(guó)的鹽堿地根據(jù)分類的方法及依據(jù)不同，可分為不同類型。根據(jù)含鹽量的多少主要分為3大類：輕鹽堿地、中度鹽堿地和重鹽堿地。其中，輕鹽堿地種植作物的出苗率一般保持在70%～80%，該類鹽堿地中含鹽量小于0.3%，pH值為7.1～8.5;中度鹽堿地是指含鹽量為0.3%～0.6%，pH值為8.5～9.5，其種植作物的出苗率約為60%;重度鹽堿地的植物出苗率小于50%，含鹽量大于0.6%，pH值大于9.5。根據(jù)土壤類型和所在地區(qū)的氣候差異可將鹽堿地分為4個(gè)大類：濱海鹽漬區(qū)、黃淮海平原鹽漬區(qū)、荒漠及荒漠草原鹽漬區(qū)、草原鹽漬區(qū)。新疆阿克陶地區(qū)主要是荒漠及荒漠草原鹽漬化區(qū)域。目前鹽堿地的改良方法包括各種物理手段、化學(xué)方法以及生物修復(fù)法。對(duì)于鹽堿化程度較重、面積較大的區(qū)域選用生物修復(fù)方法耗時(shí)周期較長(zhǎng);化學(xué)修復(fù)方法成本較高，且存在二次污染的潛在危險(xiǎn);選用土地整治手段進(jìn)行修復(fù)可高效快速地利用大面積鹽堿地。

土地整治項(xiàng)目是改善當(dāng)?shù)赝恋刭Y源利用程度較低和提升土地利用效率的重要方式[1-4]，阿克陶縣位于中國(guó)的西部邊陲，新疆維吾爾自治區(qū)克孜勒蘇柯爾克孜自治州的西南部，擁有大量的未利用鹽堿地。將大量的鹽堿地資源開發(fā)為可利用耕地，不僅有利于保障國(guó)家耕地?cái)?shù)量和糧食安全，也是堅(jiān)持精準(zhǔn)扶貧、精準(zhǔn)脫貧，堅(jiān)持綠色協(xié)調(diào)可持續(xù)發(fā)展的必由之路[5-8]。根據(jù)《中共中央國(guó)務(wù)院關(guān)于打贏脫貧攻堅(jiān)戰(zhàn)的決定》（中發(fā)〔2015〕34號(hào)）要求，新建阿克陶縣地處高寒山區(qū)、荒漠邊緣等生存環(huán)境惡劣、不具備基本發(fā)展條件、人口嚴(yán)重超負(fù)荷、產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)薄弱且少數(shù)民族高度聚集的地區(qū)，是新疆扶貧對(duì)象最多、貧困發(fā)生率最高、貧困程度最深、扶貧工作難度最大的地區(qū)，是全疆經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的短板和制約，也是影響新疆社會(huì)穩(wěn)定和長(zhǎng)治久安的重點(diǎn)區(qū)域，必須以更大的決心、更明確的思路、更精準(zhǔn)的舉措、超常規(guī)的力度，實(shí)現(xiàn)脫貧攻堅(jiān)目標(biāo)。

1?項(xiàng)目區(qū)概況

項(xiàng)目區(qū)地理坐標(biāo)介于E76°4′23.18″～76°6′43.51″，N39°4′02.08″～39°5′57.80″，項(xiàng)目區(qū)多年平均降水量49.6mm，多年平均水面蒸發(fā)量為2913mm，干旱指數(shù)為58.73。項(xiàng)目區(qū)屬于長(zhǎng)期未利用的荒漠化土地，其土壤發(fā)生分類屬于漠境鹽土，土壤鹽漬化和沙化嚴(yán)重。土壤剖面鹽分含量呈“胖T”型分布，在表層已形成厚度不等的鹽霜覆蓋層和5～15cm厚的鹽結(jié)殼，個(gè)別地塊的鹽結(jié)殼厚達(dá)15～20cm，質(zhì)地堅(jiān)硬，鹽結(jié)殼呈蜂窩狀，鹽分含量高達(dá)244.4g·kg-1。0～60cm土層易溶鹽的平均含量為107.1g·kg-1，項(xiàng)目區(qū)淺層地下水的礦化度為4.2～4.8g·L-1，屬于咸水（3～10g·L-1）。200m深處承壓水為重碳酸鈣鈉型水，礦化度為0.272g·L-1，項(xiàng)目區(qū)地下水埋深1.4～2.0m。

項(xiàng)目區(qū)屬于從未利用的重鹽堿化土地，鹽堿危害嚴(yán)重，土壤障礙因素多，自然肥力瘠薄。因此，在對(duì)項(xiàng)目區(qū)土地的鹽堿化問(wèn)題進(jìn)行綜合治理的過(guò)程中，必須堅(jiān)持治防相結(jié)合，即在治理土地現(xiàn)有鹽堿化問(wèn)題的前提下，將防止土地在以后使用過(guò)程中再次返鹽作為主要目標(biāo)，采取治控一體化設(shè)計(jì)，注重實(shí)效。根據(jù)項(xiàng)目區(qū)實(shí)際情況，因地制宜，提出合理的灌溉制度和耕作制度，防止因不合理的灌溉、施肥和耕作等方式導(dǎo)致次生鹽堿化的發(fā)生。后期加強(qiáng)跟蹤監(jiān)測(cè)、調(diào)控和管理，防止已經(jīng)治理好的鹽堿地重新返鹽返堿，鞏固好治理成果，保證治理好的耕地能可持續(xù)利用。結(jié)合土地利用現(xiàn)狀，通過(guò)可行的技術(shù)規(guī)程，經(jīng)濟(jì)合理、因地制宜以及兼顧社會(huì)、經(jīng)濟(jì)和生態(tài)效益的原則，將項(xiàng)目區(qū)鹽堿地通過(guò)綜合整治，開發(fā)為耕地是一項(xiàng)重大問(wèn)題。

2?土地利用現(xiàn)狀和土壤基本類型

項(xiàng)目區(qū)屬于長(zhǎng)期未利用的荒漠化土地類型，地表滋生有稀疏的蘆葦、駱駝刺和紅柳等典型鹽生植物。地表既生長(zhǎng)著耐鹽植物蘆葦，又生長(zhǎng)著旱生耐鹽植物駱駝刺，預(yù)示著該地區(qū)的地下水位埋藏較淺，升降活躍;但地區(qū)土壤上層較為干旱。

從土壤發(fā)生分類學(xué)看，該地土壤類型屬于漠境鹽土，又依據(jù)現(xiàn)代系統(tǒng)分類學(xué)，該地土壤屬干旱正常鹽成土類（Aridissols-OrthicHalosols），其亞類屬于石膏—鹽磐干旱正常鹽成土。

3?土壤鹽漬化狀況

項(xiàng)目區(qū)土壤鹽分含量空間分布變異性大。在土壤剖面垂直空間尺度上，不僅鹽分含量高，而且重鹽土層深厚。不僅0～30cm表層土壤鹽分含量很高，且在30～100cm范圍內(nèi)土壤鹽化程度也達(dá)到了重鹽土的水平。這完全有別于其它地區(qū)鹽分僅集中在土壤表層、而下層鹽分含量較輕的鹽漬土。

項(xiàng)目區(qū)內(nèi)在水平尺度上土壤含鹽量分布不均勻，呈插花狀的斑塊分布，整體呈現(xiàn)出由西南至東北遞增趨勢(shì)。0～60cm土層易溶鹽的平均含量為107.1g·kg-1，根據(jù)《新疆土壤》鹽堿化程度分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，項(xiàng)目區(qū)土壤屬于重鹽土，相當(dāng)于重鹽土閾值的10～20倍。嚴(yán)重的鹽漬土決定著項(xiàng)目區(qū)改良與利用的難度極高，因?yàn)橹囟塞}堿地土壤存在水分不易下滲，不同土層間還存在不透水隔層，這導(dǎo)致項(xiàng)目區(qū)鹽堿地整治過(guò)程中需要多種改良技術(shù)措施相互配合，改良的周期相對(duì)較長(zhǎng)，改良過(guò)程只能循序漸進(jìn)。

土壤鹽分組成以氯化物為主，伴有硫酸鹽或脫水石膏，土壤pH值范圍在7～8，說(shuō)明項(xiàng)目區(qū)主要是鹽漬土而不是堿土。依據(jù)土壤鹽分離子組成特點(diǎn)，斷定項(xiàng)目區(qū)鹽漬化類型主要為硫酸鹽—氯化物型。該類型鹽土具有很強(qiáng)的溶陷性和鹽脹性，對(duì)于項(xiàng)目區(qū)的道路和灌、排水工程質(zhì)量的穩(wěn)定性具有很大威脅，同時(shí)，氯化物對(duì)作物的危害性也特別巨大。

4?鹽漬化成因

項(xiàng)目區(qū)屬于沖洪積扇平原，山區(qū)成土母質(zhì)中普遍含有可溶性鹽分，這些鹽分可隨河流、農(nóng)業(yè)灌溉水等地表水運(yùn)移累積至項(xiàng)目區(qū)。上游河水在補(bǔ)給淺層地下水時(shí)，對(duì)含鹽地層的淋洗，使項(xiàng)目區(qū)淺層地下水的礦化度不斷提升。項(xiàng)目區(qū)氣候極端干旱，降水量稀少，蒸發(fā)強(qiáng)烈，年平均蒸發(fā)量是年降水量的十幾倍，土壤淋溶非常微弱，土壤水分上升占絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，鹽分隨水分向地表不斷聚集。項(xiàng)目區(qū)土壤質(zhì)地主要為砂壤土，毛細(xì)管水分上升高度較高，地下水埋深淺，長(zhǎng)期處在臨界深度以上是該地區(qū)鹽堿化嚴(yán)重的主要原因。

總體來(lái)說(shuō)，項(xiàng)目區(qū)土壤鹽漬化形成的原因大致可歸結(jié)為，土壤條件和地下水質(zhì)是鹽漬土形成的物質(zhì)基礎(chǔ)，干旱的氣候條件是灌區(qū)積鹽的動(dòng)力，地形條件及地下水位的影響是土壤鹽漬化的發(fā)展因子，人為活動(dòng)的影響不同程度地加劇了該地區(qū)的鹽漬化程度。

該地土壤是在原生鹽漬化與次生鹽漬化的雙重作用下形成的，其土壤鹽化程度及剖面變異特征在很大程度上有別于其它地區(qū)的鹽化土壤，表現(xiàn)為土壤鹽化程度逐年加重。土壤的鹽漬化過(guò)程決定著項(xiàng)目區(qū)土地整治內(nèi)容既要剔除現(xiàn)存的含鹽量，又要遏制和防止新的次生鹽漬化過(guò)程。

5?治理措施

5.1?地表積鹽層鹽殼剝離

由于項(xiàng)目區(qū)存在局部含鹽量極高而形成的鹽結(jié)殼，因此在該項(xiàng)目實(shí)施的初期，應(yīng)先對(duì)地表積鹽層（0～10cm）進(jìn)行刮鏟，剝離剔除鹽殼，以降低沖洗定額，節(jié)省以水資源為主要內(nèi)容的工程成本，達(dá)到提高沖洗效果目的。將該措施稱之為機(jī)械除鹽。同時(shí)，對(duì)剝離部分的鹽結(jié)殼需要在固定區(qū)域進(jìn)行深埋處理或其它的去鹽處理，以避免形成二次污染。

5.2?土地平整與地形地貌再造

應(yīng)對(duì)項(xiàng)目區(qū)地形進(jìn)行重塑與平整，以滿足機(jī)械化作業(yè)、灌溉、洗鹽等技術(shù)措施的需求，防止鹽分不斷向高處移動(dòng)聚集。在設(shè)計(jì)與土地平整過(guò)程中，避免將深層潛育性還原土層（灰藍(lán)色）暴露或接近地表，造成新的危害。

5.3?土壤質(zhì)量改善工程

在土地平整之后，建議利用探地雷達(dá)進(jìn)行全面普探，確定局部地段剖面上僵硬、緊實(shí)、透水性差的土層是否存在以及存在的部位和厚度。若埋藏較淺，采用深翻技術(shù)打破該土層;若埋藏較深時(shí)，需采用打孔法穿透該障礙層，再在孔中回填砂石的方式，打通水分和鹽分向深層遷移的通道，利用“文丘里效應(yīng)”原理，增強(qiáng)上部土層的脫鹽速率與效率。對(duì)于局部的沙土地帶，依據(jù)沙層厚度，在項(xiàng)目區(qū)風(fēng)沙帶周圍對(duì)表土進(jìn)行剝離，將剝離的表土與沙土混合，確保整個(gè)項(xiàng)目的土壤質(zhì)地類別基本一致。

在完成土壤物理改善之后，還需要對(duì)土壤的養(yǎng)分、水分進(jìn)行一定改善提升。添加有機(jī)肥可長(zhǎng)效綠色地改善土壤治理，提升土壤水分利用及土壤保水性能，如合理利用當(dāng)?shù)氐慕斩?、麥稈，以及施用腐熟的農(nóng)家肥等;同時(shí)，合理種植耐鹽植物有利于改善整體的生物群落特征，提升土壤微生物多樣性。

5.4?修建排水溝

項(xiàng)目區(qū)的地下水位受河流季節(jié)性水勢(shì)的驅(qū)動(dòng)作用，處于動(dòng)態(tài)變化過(guò)程，在這種情況下，修建排水溝目標(biāo)和任務(wù)，主要擔(dān)負(fù)改良初期移送洗鹽和壓鹽的鹽分;在后期主要擔(dān)負(fù)控制地下水位的季節(jié)性上升，防止次生鹽漬化任務(wù)。排水溝在這里顯然與其它地區(qū)有所不同，修建排水溝是將以排水排鹽為主要目標(biāo)改以控鹽（長(zhǎng)期）為主，排鹽為次;故排水溝的間距不宜設(shè)置過(guò)窄，以便降低溝渠占地面積，減少工程投入和運(yùn)行期間的清淤維護(hù)等費(fèi)用。

基于排水溝的任務(wù)與目標(biāo)，從工程成本以及排鹽效果諸方面考慮，排水溝優(yōu)先采用“明溝”排水洗鹽。利用明溝暴露的坡面?zhèn)认蛘羯⒆饔?，增加土體排鹽和脫鹽效果，同時(shí)該地區(qū)降雨量小，對(duì)溝道產(chǎn)生雨滴沖刷和淤積破壞小，減少溝道的護(hù)理難度和運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用。

通過(guò)對(duì)土壤質(zhì)地以及斷面研究，確定該地區(qū)地下水位的臨界深度為1.4～1.7m，排水溝的農(nóng)溝（末級(jí)固定溝）溝深不低于2m。為提高脫鹽速率和增加新增耕地面積，排水溝設(shè)計(jì)農(nóng)溝、支溝、斗溝3級(jí)固定溝道，溝邊坡可以采用紅柳、蘆葦?shù)壬锛夹g(shù)措施護(hù)理。

項(xiàng)目區(qū)次生鹽漬化主要條件是季節(jié)性河水驅(qū)動(dòng)的地下水位抬升，在項(xiàng)目區(qū)周邊設(shè)計(jì)修建截水斗溝，減輕河水浸漬的危害性。

5.5?灌溉系統(tǒng)

采用地表水進(jìn)行灌溉，水源為庫(kù)山河水。在修建灌溉系統(tǒng)時(shí)，由于項(xiàng)目區(qū)水資源匱乏，且蒸發(fā)強(qiáng)烈，土壤滲透性強(qiáng)，具有溶陷性和鹽脹性等特征。為節(jié)約水資源和保證灌溉系統(tǒng)的穩(wěn)定性，采用低壓管道輸水，且為以后條件允許時(shí)實(shí)施節(jié)水灌溉（滴管或噴灌技術(shù)）奠定基礎(chǔ)。

5.6?道路工程和農(nóng)田防護(hù)

道路采用田間道、生產(chǎn)路2級(jí)布設(shè)。由于項(xiàng)目區(qū)土壤的硫酸鹽含量較高，田間道采用砂礫石路面，碎石墊層;生產(chǎn)路采用素土路面。在項(xiàng)目區(qū)周圍、田塊、道路間種植林帶，樹種選速生楊和大果沙棘，林帶可以防風(fēng)，減小地面蒸發(fā)作用，改善小氣候，同時(shí)樹木的需水量遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于普通作物，能有效降低作物附近的地下水位，獲得生物排水的效果。

6?結(jié)語(yǔ)

鹽堿地的開發(fā)利用雖然耗時(shí)且復(fù)雜，但其對(duì)耕地的增加及當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)恢復(fù)等意義深遠(yuǎn)，值得更進(jìn)一步研究探索。本項(xiàng)目經(jīng)開發(fā)后，項(xiàng)目區(qū)將建成基礎(chǔ)設(shè)施配套、高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)、生態(tài)良好、抗災(zāi)能力強(qiáng)，與現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和經(jīng)營(yíng)方式相適應(yīng)的農(nóng)田，顯著提高土地的利用率和利用效率，全面改善農(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件和生態(tài)環(huán)境，實(shí)現(xiàn)耕地?cái)?shù)量、質(zhì)量和生態(tài)協(xié)調(diào)發(fā)展，保障安置居民的生產(chǎn)生活，有力推動(dòng)當(dāng)?shù)厣鐣?huì)、生態(tài)、經(jīng)濟(jì)全面協(xié)調(diào)發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1] 馮雨，孫義祥.整體推進(jìn)農(nóng)村土地整治的途徑·效果及經(jīng)驗(yàn)——以霍邱縣潘集鎮(zhèn)土地整治示范項(xiàng)目為例[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2020，48（16）：205-208.

[2]徐彬冰.農(nóng)村土地環(huán)境綜合整治項(xiàng)目對(duì)環(huán)境保護(hù)的影響研究[J].環(huán)境科學(xué)與管理，2020，45（08）：9-13.

[3]劉志銘，郭璨，周蔚兵，等.土地整治對(duì)耕地細(xì)碎度影響評(píng)價(jià)——以諸城市黑龍溝等村土地整治項(xiàng)目為例[J].江蘇農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2020，32（04）：132-138.

[4]文高輝，楊鋼橋.耕地細(xì)碎化對(duì)農(nóng)戶耕地生產(chǎn)率的影響機(jī)理與實(shí)證[J].中國(guó)人口（資源與環(huán)境），2019（05）：138-148.

[5]可順祥，馬黎.脫貧攻堅(jiān)筑夢(mèng)小康——鹽津縣精準(zhǔn)扶貧精準(zhǔn)脫貧的探索與實(shí)踐[J].創(chuàng)造，2016（11）：30-34.

[6]田長(zhǎng)彥，買文選，趙振勇.新疆干旱區(qū)鹽堿地生態(tài)治理關(guān)鍵技術(shù)研究[J].生態(tài)學(xué)報(bào)，2016，36（22）：7064-7068.

[7]楊勁松，姚榮江，王相平，等.河套平原鹽堿地生態(tài)治理和生態(tài)產(chǎn)業(yè)發(fā)展模式[J].生態(tài)學(xué)報(bào)，2016，36（22）：7059-7063.

[8]韋本輝，申章佑，周佳，等.粉壟改造利用鹽堿地效果初探[J].農(nóng)業(yè)科學(xué)與技術(shù)（英文版），2017，18（12）：2396-2400.

（責(zé)任編輯?李媛媛）