基于文獻計量分析的土壤鹽漬化研究

崔國屹

摘 要：土壤鹽漬化是目前全球面臨的較嚴重的土地退化問題之一。為了解土壤鹽漬化研究的發(fā)展和現(xiàn)狀，基于對CNKI和SCI兩大數(shù)據(jù)庫的文獻檢索，就數(shù)據(jù)庫所發(fā)表的相關文獻進行計量分析，得出土壤鹽漬化研究領域主要涉及鹽漬化成因、鹽漬化影響、鹽漬化改良和鹽漬化等3個方面。根據(jù)研究現(xiàn)狀提出未來土壤鹽漬化研究發(fā)展的展望，以期為土壤鹽漬化研究提供一些參考。

關鍵詞：土壤鹽漬化;研究進展;鹽漬化成因;鹽漬化改良;文獻計量分析

中圖分類號：X825 ? ? 文獻標志碼：A ? ? 文章編號：1003-5168（2022）7-0108-04

DOI：10.19968/j.cnki.hnkj.1003-5168.2022.07.025

Abstract： Soil salinization is one of the most serious land degradation problems in the world. To understand the development and status quo of study on soil salinization， based on CNKI and SCI database literature retrieval， database published by the literature measurement analysis， discussed the main research in the field of soil salinization study involving salinization cause， salinization impact， salinization improvement， salinization monitoring of remote sensing. According to the present situation of the research， the prospect of future research on soil salinization is put forward in order to provide some references for the research of soil salinization.

Keywords： soil salinization; progress of research ; cause of salinization; improvement of salinization; bibliometric analysis

0 引言

土壤鹽漬化，亦稱土壤鹽堿化，是指在自然和人為作用下，土壤表層鹽分含量不斷積累的過程和現(xiàn)象，是造成土地退化的原因之一，也被視作環(huán)境地質(zhì)問題。干旱半干旱地區(qū)、沿海易受海水倒灌地區(qū)、地下水位較高、地區(qū)地表徑流和地下徑流滯留排泄不暢地區(qū)常出現(xiàn)土壤鹽漬化。在我國，鹽漬土的總面積約為36萬km2[1]，占全國可利用土地面積的4.88%，主要分布在東北、華北、西北以及東南沿海地區(qū)。在全世界范圍內(nèi)，鹽漬化土地的總面積約為12 781.3萬km2[2]，主要分布在中低緯地區(qū)，其中澳大利亞、中國、匈牙利、美國等國家的土壤鹽漬化問題尤為突出，非洲、南美洲的土壤鹽漬化狀況趨于嚴重[3]。土壤鹽漬化已經(jīng)成了全球性問題。土壤鹽漬化會對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生不利的影響。因此，土壤鹽漬化問題，特別是關于土壤鹽漬化的成因、形成過程、對植物的影響以及防治的問題越來越受到相關學者們的重視。筆者通過對近10年來的相關文獻的總結(jié)，分析土壤鹽漬化領域的研究進展，論述土壤鹽漬化的熱點問題和發(fā)展趨勢，以期為未來的土壤鹽漬化研究提供新思路。

1 研究方法

文獻計量學是定量地分析文獻發(fā)表規(guī)律、文獻信息、分布結(jié)構(gòu)的交叉科學[5]。本文數(shù)據(jù)來源于知網(wǎng)數(shù)據(jù)庫和SCI數(shù)據(jù)庫。知網(wǎng)是我國文獻數(shù)量最多、使用率最高的中文數(shù)據(jù)庫;SCI數(shù)據(jù)庫是國際外文文獻資源數(shù)量最多的數(shù)據(jù)庫。本文以“土壤鹽漬化”“鹽漬土”“土壤鹽分”“鹽漬土改良”“鹽漬化機理”等關鍵詞檢索了近10年的知網(wǎng)和web of science數(shù)據(jù)庫，分析土壤鹽漬化問題研究的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢。

2 土壤鹽漬化研究的發(fā)展及現(xiàn)狀

2.1 土壤鹽漬化研究成果的發(fā)表情況

通過對知網(wǎng)數(shù)據(jù)庫和SCI數(shù)據(jù)庫的近10年文獻的檢索，由圖1可以得出，整體上，知網(wǎng)數(shù)據(jù)庫中的中文土壤鹽漬化研究的論文的發(fā)表數(shù)量少于SCI數(shù)據(jù)庫。從2011—2019年，知網(wǎng)與SCI數(shù)據(jù)庫的論文量的變化趨勢較為相似。在2011—2013年變化較平穩(wěn)，在2013—2016年呈現(xiàn)增長趨勢，2016—2017年有所下降，2017—2019年較為穩(wěn)定。

從表1可知，中國是在SCI數(shù)據(jù)庫里土壤鹽漬化研究領域發(fā)文量最大的國家，近十年發(fā)表了1 518篇SCI論文，遠高于其他國家的發(fā)文量。由于我國的土壤鹽漬化形勢較為嚴峻，因此，在土壤鹽漬化的領域投入了大量的研究經(jīng)費。在未來我國應該加強與其他國家的科研合作與交流，共同研究解決日益嚴峻的土壤鹽漬化、土地退化等環(huán)境問題。

2.2 土壤鹽漬化主要研究內(nèi)容

近10年來，國內(nèi)外的土壤鹽漬化研究人員把目光主要聚焦在土壤鹽漬化過程、機制、影響、改良、動態(tài)監(jiān)測等研究方向上。

2.2.1 土壤鹽漬化成因。土壤鹽漬化成因可劃分為由自然環(huán)境因素（如氣候、地質(zhì)地形、水文、土壤）而形成的原生鹽漬化和由人類不合理的灌溉、施肥方式和人類活動而導致的次生鹽漬化。

在干旱半干旱地區(qū)，年蒸發(fā)量遠大于降水量，地下水隨土壤毛管力的吸附上移至土壤表面，而氣候干燥缺少降水對土壤的淋洗，使土壤表面鹽分不斷積累產(chǎn)生鹽漬化。部分地區(qū)因地處地勢較低的洼地，成為地下水的排泄區(qū)，地下水礦化度高、埋藏較淺且潛水位較高。地表徑流也容易匯聚在洼地將周圍地區(qū)的鹽分匯聚從而形成鹽漬化。形成鹽漬化的自然因素之間往往是相互關聯(lián)的。原生鹽漬化的形成是由氣候、地形、地質(zhì)環(huán)境等多種影響因素共同作用的結(jié)果，關于原生鹽漬化成因的研究已趨于成熟。

人類不合理的生產(chǎn)活動會大大加劇鹽漬化的形成。形成次生鹽漬化的人為原因主要是不合理的農(nóng)業(yè)灌溉方式、施用化肥的方式、融雪劑的使用等。其中，不合理的農(nóng)業(yè)灌溉方式和濫用化肥是常見的原因。早期農(nóng)業(yè)種植采用粗放的、過度的大水漫灌的形式，在氣候較干旱的地區(qū)，這種只灌不排的灌溉方式會導致地下水位升高，地下水攜帶鹽分隨著土壤的毛管作用把水分輸送至表層土壤，在地表水分被太陽輻射蒸發(fā)，留下鹽分在地表。雖然滴灌相比漫灌更節(jié)水，但是滴灌方式也會造成土壤鹽漬化。為緩解灌區(qū)的土壤次生鹽漬化，應該從排鹽設施設置和科學的灌溉管理入手。濫用化肥會導致土壤中鹽分的積累，因此，近年來，越來越多的學者探究有機肥與無機肥的適宜配比，以減少土壤中鹽分積累。路鹽隨著冰雪融水滲入土壤造成鹽漬化。在使用路鹽融雪較多的歐美地區(qū)，一些學者已經(jīng)關注到這一問題。如加拿大學者Equiza等[6]研究了埃德蒙頓市冬季拋灑的路鹽對城市綠化樹木產(chǎn)生的影響，發(fā)現(xiàn)路鹽引起道路邊土壤鹽分的升高，給行道樹帶來鹽分脅迫。但我國學者對此問題關注較少。因此，我國東北等寒冷地區(qū)融雪劑的使用給土壤帶來的影響應引起重視，在修筑道路時可以考慮設置排鹽的管道或渠道以緩解造成的鹽漬化問題。

2.2.2 土壤鹽漬化改良。土壤鹽漬化的改良措施可劃分為生物改良措施、化學改良措施、物理改良措施（農(nóng)業(yè)工程改良）三大類。

①生物改良措施。生物改良措施主要有使用微生物菌群、種植鹽生植物等方法。關于生物措施的鹽漬化改良效果，目前已有學者對此展開研究。鹽生植物通過其根系吸收土壤中的鹽分，按對土壤鹽分的適應性分為三種類型。一是聚鹽植物，又稱真鹽生植物，能從重鹽漬化的土壤中吸收大量可溶性鹽分聚集在體內(nèi)。二是泌鹽植物，這類植物也能從土壤中吸收一定的鹽分，但是并不積存在體內(nèi)，而是通過莖、葉的鹽腺細胞分泌鹽分排出體外。三是抗鹽植物，這類植物自身具有高滲透壓，不吸收土壤中的鹽分。在鹽漬土改良上，主要使用聚鹽植物和泌鹽植物。近年來，鹽生植物和耐鹽植物對鹽漬土的影響得到了一部分學者的關注。例如，Jing等[7]以三角濱藜（Atriplex triangularis）和堿蓬（Suaeda glauca）兩種當?shù)卦柠}生植物的根系土壤聚集有機質(zhì)和鹽分，改良濱海的鹽漬土。除了對某個鹽生植物物種的研究，還有一部分學者將目光聚焦在多種鹽生植物群落的組合對土壤鹽漬化的改良研究。如趙丹等[8]以青海大柴旦鹽湖區(qū)的蘆葦（Phragmites Australis ）、毛穗賴草（Leymus paboanus）、海韭菜（Triglochin matitimum L.）、賴草（Leymus secalinu）4種鹽生植物及群落組合為研究對象，研究發(fā)現(xiàn)鹽生植物群落對水平方向上的土壤鹽度產(chǎn)生顯著影響。也有學者探究農(nóng)業(yè)輪作方式對于鹽漬土壤的改良和影響，發(fā)現(xiàn)糧-草輪作方式對于中度鹽漬化土壤具有較好的改良效果，該方法適用于吉林西部的鹽漬化土地[9]。未來對鹽生植物群落的研究還將繼續(xù)深入。土壤不僅孕育了植物，也是許多土壤生物的棲息地，有學者發(fā)現(xiàn)蚯蚓（Eisenia fetida）和叢枝菌根真菌（Rhizophagus intraridices）結(jié)合使用對改良鹽漬土有良好效果[10]。

②化學改良措施?；瘜W改良措施主要是通過施用化學藥劑和藥品與土壤中的鹽分發(fā)生離子交換，從而改良土壤?；瘜W改良方法已得到廣泛應用[11]，有較多的學者研究土壤改良劑的選擇。脫硫石膏是一種表現(xiàn)良好的土壤改良劑。但由于通常所用的脫硫石膏常來自燃煤的廢棄物可能存在重金屬，一些學者對于使用脫硫石膏是否會對環(huán)境產(chǎn)生污染的問題進行了研究[12]，得出脫硫石膏改良劑的重金屬含量低于相關標準、對環(huán)境安全無害的結(jié)論。在實際的土壤改良工程中應注意檢測使用的脫硫石膏的重金屬情況[13]，避免對環(huán)境造成污染?；瘜W改良除了使用化學物質(zhì)之外，通常還須結(jié)合一些生物材料（如牛糞、秸稈等）或有機肥一起施入土壤以起到更好的改良效果。土壤改良劑與有機肥結(jié)合使用也被認為是更有利于植物生長的。對于化學改良劑的選擇、化學改良劑與有機質(zhì)混合使用的模式將繼續(xù)深入研究，同時，化學改良劑對土壤環(huán)境的負面影響應得到更多的研究。

③物理改良措施。物理改良措施包括隔層阻鹽、深耕翻耕、灌水洗鹽、暗管排鹽等工程手段。其機理是從切斷土壤中毛細水的上升通道，使鹽分無法在土壤表面積累和灌水淋溶土壤中的鹽分并使之排出的思路來實現(xiàn)的。對于鹽漬土地區(qū)的道路施工而言，通常使用隔層阻鹽的方法，即在路堤與路床之間設置由礫石土料和不透水的復合土工膜組成的綜合隔斷層，以阻斷毛細水中的鹽分隨著蒸發(fā)上升至路基的過程，從而保護路基不受土壤中鹽分的腐蝕[14]。在灌溉農(nóng)業(yè)區(qū)常使用溝渠、暗管排出過高的地下水，使地下水難以隨毛細管力輸送到地表。暗管排水具有調(diào)節(jié)地下水位和排鹽的雙重作用，引起了一些學者的關注[15-16]。深耕翻耕提高了土壤的通氣性，阻斷了土壤毛管力向上輸水的過程，從而能夠緩解土壤鹽分的積累過程[6]。另外，農(nóng)田土壤鹽漬化的物理改良措施通常還需要結(jié)合多種物理工程手段，乃至與化學改良措施和生物改良措施結(jié)合。例如，祝榛等發(fā)現(xiàn)灌水淋洗鹽分并通過暗管排鹽與化學土壤改良劑結(jié)合使用能夠有效改善次生鹽漬化的農(nóng)田[17]。

在實際的鹽漬化改良工作中，往往是三種或兩種措施綜合使用，才能達到更好的土壤改良效果。土壤鹽漬化使種植作物受到鹽分脅迫，給農(nóng)業(yè)生產(chǎn)種植活動帶來巨大和難以估計的損失。因此，對于如何防治和利用生物、化學、物理手段整治土壤的次生鹽堿化和改良鹽漬化土地，使整治修復的土地可以和正常的耕地一樣進行農(nóng)作物種植，仍將是許多研究人員所關注的重點。

3 結(jié)語與展望

目前，關于土壤鹽漬化的研究已構(gòu)成系統(tǒng)化，對于土壤鹽漬化的成因、影響、改良的研究已經(jīng)逐漸趨于成熟，鹽漬化成因研究已經(jīng)較為全面和深入。目前，學者們更多地關注次生鹽漬化的成因研究和改良修復的關鍵技術，這是因為原生鹽漬化較嚴重的地區(qū)基本都是未利用土地，可利用的價值不高，但考慮到我國耕地短缺、存在較大的糧食安全供給的壓力，未來還應對原生鹽漬化土地修復和改良開展更多研究，以便改良未利用土地。在鹽漬化研究的微觀角度下，鹽漬土壤改良的方法將趨向于生物、化學、物理方法相結(jié)合的綜合化改良體系的研究，主要集中在耐鹽作物的育種、喜鹽植物對鹽漬土的改良、化學物質(zhì)對土壤鹽分的降低和農(nóng)業(yè)工程排鹽等措施方面。隨著人類農(nóng)業(yè)活動影響的加劇，土壤鹽漬化問題將愈發(fā)嚴重，為保障農(nóng)業(yè)安全，我國還應該關注耐鹽糧食作物的培育并發(fā)掘新興的食用、藥用鹽生植物，以便更好地為人類的生產(chǎn)生活服務。

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