西藏地區(qū)土壤鹽漬化現(xiàn)狀及防治措施

韓躍明，薛會英，李虹嬋

（1.西藏農(nóng)牧學(xué)院高原生態(tài)研究所∕西藏林芝高山森林生態(tài)系統(tǒng)國家野外科學(xué)觀測研究站∕西藏高原森林生態(tài)教育部重點(diǎn)實(shí)驗室∕西藏高原森林生態(tài)重點(diǎn)實(shí)驗室∕西藏自治區(qū)高寒植被生態(tài)安全重點(diǎn)實(shí)驗室，西藏林芝 860000；2.西藏農(nóng)牧學(xué)院資源與環(huán)境學(xué)院，西藏林芝 860000；3.西藏農(nóng)牧學(xué)院植科科技學(xué)院，西藏林芝 860000）

土壤鹽漬化實(shí)質(zhì)上是表層土壤鹽分含量不斷累積而超標(biāo)的現(xiàn)象。鹽分來源于地下水或底層積水，由毛管水將富含鹽分的上述水分?jǐn)y帶至地表后蒸發(fā)形成[1]。鹽分濃度過高，造成土壤中的水分和養(yǎng)分不能被作物根系及時吸收，引起作物生長不良；土壤鹽分積累嚴(yán)重，理化性狀發(fā)生變化，導(dǎo)致作物根系生長異常。西藏在國際上具有“最后一塊凈土”的稱呼，良好的自然環(huán)境為綠色農(nóng)業(yè)發(fā)展提供了有利條件[2]。西藏現(xiàn)有土地中的0.42%適用于農(nóng)業(yè)耕地，面積為45.37 萬hm2。然而，生態(tài)系統(tǒng)脆弱成為限制西藏農(nóng)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵因素，其中土壤鹽漬化是重要因素。查閱相關(guān)資料確認(rèn)，“一江兩河”流域地區(qū)（即雅魯藏布江中游及其支流年楚河、拉薩河中部流域地區(qū)的一大片地方）是鹽漬化問題的高發(fā)地，耕地鹽漬化比例高達(dá)13.8%[3]。其中，拉薩河部分區(qū)域甚至具有11.5%含鹽量的耕地。本文結(jié)合相關(guān)文獻(xiàn)數(shù)據(jù)庫，梳理了西藏土壤鹽漬化的研究現(xiàn)狀，并結(jié)合相關(guān)研究成果提出了建設(shè)西藏生態(tài)環(huán)境和開發(fā)土壤資源的建議。

1 現(xiàn)狀

1.1 概況

自20 世紀(jì)50 年代以來，科技工作者針對西藏土壤情況展開了一系列調(diào)查，為研究青藏高原土壤提供了專題性或區(qū)域性的數(shù)據(jù)資料。中科院于1987—1990年間組織調(diào)研喀喇昆侖山區(qū)發(fā)現(xiàn)，堿土發(fā)育問題存在于高原地區(qū)（海拔5 000 m）附近，這一發(fā)現(xiàn)首次為高原堿土在國內(nèi)存在這一假設(shè)提供了有效數(shù)據(jù)（見圖1，I21 寒漠蘇打草甸-沼澤鹽漬土、I22 漠境-草原硫酸鹽鹽漬土）。關(guān)于羌塘高原堿土的一篇研究論文將堿土存在于西南至中南部（羌塘高原）這一事實(shí)論證。國內(nèi)學(xué)者研究鹽漬土在青藏高原的分布規(guī)律、含鹽量特點(diǎn)期間發(fā)現(xiàn)，青藏高原鹽漬土在0～75 cm 深度區(qū)域集中，硫酸鹽與氯化物為鹽漬的主要成分，平均1%的易溶鹽存在于土壤之中。其中，西部最高可達(dá)7%，平均易溶鹽量為3.77%；東部最高可達(dá)4%，平均易溶鹽量為2.28%。當(dāng)前，研究西藏土壤鹽漬化的方法多為樣品分析法，通過研究區(qū)域現(xiàn)場采樣的方式開展理化分析，評價土壤鹽漬化情況[4]。在技術(shù)發(fā)展過程中，研究人員將限制因素較少、信息量大、信息獲取高效的遙感信息技術(shù)應(yīng)用于工作中，進(jìn)一步提升了工作效率。

圖1 西藏地區(qū)鹽漬土分布圖

1.2 分布及種類

西藏高山、草原區(qū)域的湖泊、洼地及河流區(qū)域是鹽漬土的主要分布區(qū)域，鹽斑也存在于山南、拉薩等區(qū)域的農(nóng)地之中。在氣候方面，西藏因降雨少、蒸發(fā)量大，而且隨著地域向西，鹽漬土和地下水含鹽量隨之增長[5]。

1.2.1 原生土壤鹽漬化

鹽漬土在青藏高原中分布廣泛，形成于青藏高原富有特色的水文地質(zhì)及高寒氣候，西藏東部氣候為半濕潤的高原溫帶氣候，具有較低的地下水礦化度和通暢的地下徑流，鹽漬化問題較為少見。阿里地區(qū)存在碳酸鈣含量豐富（≥100 g·kg-1）的堿土，此類堿土的形成與區(qū)域內(nèi)巖石組成有關(guān)，巖石主要為安山巖、花崗巖等。

在西藏南部區(qū)域，較強(qiáng)的新構(gòu)造運(yùn)動增強(qiáng)了土體的淋溶作用，土壤鹽堿化問題在含量不斷提升的堿式鹽影響下不斷加深。西部地區(qū)（羌塘高原）具有更加干旱的氣候，湖泊、河流中的鉀、鈉、硫、鎂等濃度進(jìn)一步提升，鹽結(jié)皮、鹽霜等問題在湖濱周邊更加常見。東南區(qū)域（羌塘高原）及西藏南部為半干旱高原寒帶與溫帶氣候，在環(huán)境中不斷濃縮的湖泊及河水逐漸轉(zhuǎn)化為重碳酸鹽鈉質(zhì)、硫酸鹽鎂鈉質(zhì)、重碳酸鹽硫酸鹽鈣質(zhì)等水質(zhì)條件，地下水浸潤的盆地、湖濱平原也隨之轉(zhuǎn)化為鹽土[6]。

1.2.2 次生土壤鹽漬化

灌溉或者土壤使用不合理是次生鹽漬化形成的主要因素。降水量少、蒸發(fā)量大是“一江兩河”流域的氣候特點(diǎn)，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中存在排水不足、灌溉異常等問題，由于降雨、灌溉和蒸發(fā)的交替作用，農(nóng)田中的非飽和帶積累了大量鹽分，具有較淺地下水位的林周盆地、拉薩河、雅魯藏布江相關(guān)區(qū)域出現(xiàn)了更加嚴(yán)重的次生鹽漬化及鹽漬化問題[7]。在調(diào)查雅魯藏布江中段的曲水、貢嘎、扎囊、乃東、澤當(dāng)?shù)鹊佧}漬化問題與地下水有關(guān)，區(qū)域內(nèi)1 g·L-1礦化度的地下水中含有大量鹽分，而且在地表下2～3 m 深度的位置即可發(fā)現(xiàn)地下水。耕地中的鹽漬多為塊狀，部分渠道因長期灌溉而導(dǎo)致周邊存在大量斑塊或長條形的鹽漬。這類耕地具有“云彩地”的別稱，通常以鹽化草甸土命名此類耕地中的土壤。“云彩地”鹽化度相對較輕，局部可見中度鹽化情況，其表層土壤通常含有0.15%左右的鹽分，最高比例為0.4%。相對而言，此類鹽漬化問題影響較小，僅部分耕地會因次生鹽漬化問題出現(xiàn)缺苗斷壟問題。針對此類問題，如果未能做好耕地內(nèi)排水溝建設(shè)工作，在長期漫灌的情況下，耕地中土壤鹽分將持續(xù)累積，表現(xiàn)出更嚴(yán)重的鹽堿化問題，導(dǎo)致缺苗斷壟問題趨于擴(kuò)大化。在研究土壤鹽漬化在設(shè)施葡萄中的特征時發(fā)現(xiàn)，鹽漬化風(fēng)險存在于山南、林芝等區(qū)域，2014 年在拉薩種植的設(shè)施葡萄土壤EC 值為0.75～2.48 mS·cm-1，表明該區(qū)域存在嚴(yán)重的次生鹽漬化情況[8]。經(jīng)過分析可以發(fā)現(xiàn)，土壤在強(qiáng)輻射、高氣溫的設(shè)施環(huán)境影響下，大量鹽離子在水分蒸發(fā)時聚集至土壤表層，而應(yīng)用不合理的肥料也導(dǎo)致鹽漬化問題變得更加嚴(yán)重。

2 成因

2.1 西藏地區(qū)原生土壤鹽漬化成因

2.1.1 氣候因素

西藏存在季節(jié)降水不均勻的農(nóng)耕地，耕地在6—9 月集中降水的影響下存在夏澇及春旱問題。同時，區(qū)域內(nèi)豐富的太陽光增加了水分的蒸發(fā)量，日照蒸發(fā)量提升的同時較少的降水量導(dǎo)致土壤中水分含量持續(xù)降低[9]。在氣候干旱、寒冷的環(huán)境中，區(qū)域內(nèi)的降水量僅為蒸發(fā)量的1∕30～1∕7，淋溶作用較少的土壤無法有效排泄內(nèi)部鹽分，鹽土在持續(xù)積累土壤鹽分的過程中形成。

2.1.2 土壤母質(zhì)

西藏地質(zhì)發(fā)育時間短，土壤形成的時間也不長，原生鹽漬化存在于西藏土壤的主要原因是成土母質(zhì)及巖石中存在較多鹽分，在地下水、雨水、灌溉水、冰雪融水的影響下不斷積累至低洼的盆地等區(qū)域，鹽分無法在封閉的地形內(nèi)排泄到外界，導(dǎo)致鹽漬化問題在持續(xù)積累土壤鹽分的過程中產(chǎn)生。我國學(xué)者在青藏高原研究指出，沿地表水方向，鹽漬土在青藏高原的分布情況為下層比表層含量低，且低洼盆地比盆地邊緣、山坡及山前區(qū)域含量低[10]。

2.1.3 水文地貌因素

西藏地面基礎(chǔ)為高原，混合著部分寬谷盆地、丘陵及低山，高原與連綿的山脈能夠作為屏障阻擋氣流，將地表的熱量、太陽輻射分布改變，對于土壤內(nèi)部運(yùn)動、植被演替等產(chǎn)生影響[11]。盆地地下水在經(jīng)地表或地下徑流的積雪融水或降雨影響下不斷匯集，大量可溶鹽在徑流中由巖石或土壤進(jìn)入盆地區(qū)域，徑流緩慢的盆地地下水在外界蒸發(fā)中不斷為盆地表層土壤積累可溶鹽，隨著日積月累，鹽堿土成片出現(xiàn)于盆地內(nèi)部區(qū)域。

2.2 西藏地區(qū)次生土壤鹽漬化成因

西藏農(nóng)牧民在耕作用地時，忽視了對農(nóng)地的保養(yǎng)，在灌溉過程中采取無排水的自流渠灌、大水漫灌等方式，導(dǎo)致鹽分在農(nóng)地中不斷累積，農(nóng)地成為了發(fā)育次生鹽漬化的重要環(huán)境，導(dǎo)致次生鹽漬化問題以不同程度在耕地中形成，就“一江兩河”流域的具體情況分析，主要有3個原因。

2.2.1 灌區(qū)工程有灌無排

流域內(nèi)主要為河谷平原地形，地下水在地勢較低的該區(qū)域存在水位較淺的情況，同時區(qū)域內(nèi)的耕地有灌無排，地勢低洼區(qū)域容易出現(xiàn)耕地積水，在旱季人工灌溉、雨季集中降雨的共同作用下，耕地中的大量水分深入地下；在抬升地下水位的同時，富含鹽分的地下水在毛管力的影響下更易在地表積累；在陽光下持續(xù)蒸發(fā)，地下水中的鹽分不斷在耕地中累積[12]。相關(guān)統(tǒng)計數(shù)據(jù)指出，1—5月及10—12月作為旱季，耕地中水分蒸發(fā)量每667 m2最高可達(dá)1 800 mm，從而為耕地遺留120 kg 的鹽分（見表1）。經(jīng)過調(diào)研確認(rèn)，拉薩、澤當(dāng)和日喀則河谷區(qū)域普遍存在此類情況。

表1 河谷平原耕地旱地土壤逸散水量和表土積鹽情況

2.2.2 土地不平整，灌水量過大

河谷平原耕地大部分區(qū)域的坡度接近千分之一，雖然大多數(shù)區(qū)域地勢平坦，但局部地區(qū)依然存在耕地坡度變化復(fù)雜的情況，形成了整體平坦、局部凹凸不平的耕地現(xiàn)狀。部分凹凸不平的耕地甚至存在30 cm左右的高差，在缺少隔水畦埂的情況下，耕地灌溉無法采用節(jié)水灌溉，唯有依靠漫灌方式滿足灌溉需求。然而，這種灌溉方式會導(dǎo)致耕地中充滿大量水分，通過地表滲透持續(xù)涌入地下并抬升地下水位，而在毛管力的影響下，鹽分充足的地下水將侵入到耕地地表，待地下水蒸發(fā)后殘留大量鹽分在耕地之中。現(xiàn)場調(diào)研發(fā)現(xiàn)，凹凸不平的耕地更容易出現(xiàn)鹽分堆積問題，而鹽分含量最高的區(qū)域多位于耕地中的隆起部位，鹽分甚至能夠以鹽斑的形式在隆起部位大量堆積。例如，吉雄鄉(xiāng)沿江區(qū)域的鹽斑在耕地中較為普遍[13-14]。

2.2.3 渠道滲漏量大，長期蓄水

當(dāng)前階段下，農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)向著更加規(guī)范化的方向發(fā)展，需要對小型灌區(qū)農(nóng)田進(jìn)行科學(xué)的規(guī)劃，同時優(yōu)化灌區(qū)施工操作。然而，在小型灌區(qū)中仍然存在結(jié)構(gòu)老化、灌溉質(zhì)量差、滲漏量較大等問題，導(dǎo)致區(qū)域內(nèi)的渠系無法得到有效應(yīng)用，存在嚴(yán)重的浪費(fèi)問題。相關(guān)統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明，部分渠道能夠?qū)⒁康?0%在1 km區(qū)段內(nèi)浪費(fèi)。例如，渠系存在嚴(yán)重滲漏問題的野馬木工農(nóng)場，其地下水位在渠系滲漏的作用下上升，部分區(qū)域未能結(jié)合季節(jié)情況進(jìn)行灌溉，導(dǎo)致區(qū)域內(nèi)渠道始終處于蓄水狀態(tài)，渠道下方的地下水因此始終保持在較高的水位，周邊耕地也在地下水影響下出現(xiàn)鹽分不斷累積的情況（見圖2）。

圖2 渠道蓄水滲耕地返鹽示意圖

3 防控措施

3.1 地下潛水位埋深較淺引起的土壤鹽漬化

地下淺水位埋深淺是土壤鹽漬化形成的最主要因素。因為地下潛水會向土壤包氣帶源源不斷地補(bǔ)給水分；在強(qiáng)烈的蒸發(fā)作用下，包氣帶水分帶動鹽分離子經(jīng)過土壤毛細(xì)空隙匯聚到地表；水分散失蒸發(fā)后，鹽分離子便從地表結(jié)晶析出，進(jìn)而導(dǎo)致土壤鹽漬化。

針對此種土壤鹽漬化的治理，要充分考慮到形成原因是地下水位埋深小于極限蒸發(fā)深度，必須以發(fā)育機(jī)理為著眼點(diǎn)，做到既要排出鹽分又要降低地下水位埋深。充分發(fā)揮排堿渠的作用是解決這一問題的重要手段。土壤中的水分和鹽分可以通過排堿渠道排出，有效降低地表土壤含鹽分量和地下水位的埋深，以阻斷土壤鹽漬化的蔓延。由于疏于管理，現(xiàn)有的排堿渠道多荒廢或嚴(yán)重堵塞，導(dǎo)致排水不暢，甚至喪失排水能力，故要采取有效措施疏通和管理排堿渠道，拓展渠道深度，以保證渠道暢通和有可排之水。另外，要持續(xù)建設(shè)排堿渠道，確保排堿渠道密度合適、分布合理。排堿渠的建設(shè)涉及2 個部分，即主干排堿渠和田塊排堿渠道，拓展渠道深度必須設(shè)計大于地下水位的埋深，建造深度要大于極限蒸發(fā)深度，以保證始終有可排之水、可排之鹽，同時促進(jìn)土壤鹽分含量和區(qū)域地下水位的降低，讓土壤土壤鹽漬化的治理更加科學(xué)合理[15]。

3.2 漫灌壓鹽引起的土壤鹽漬化

針對次生鹽漬化的治理，要考慮是因大水漫灌壓鹽所引起的，需要從控制地下水位的角度入手，即在大水漫灌壓鹽的過程中，保證地下水埋深低于土壤極限蒸發(fā)深度，以此阻止該問題在土壤中繼續(xù)蔓延。通過就地取材的手段，防控大水漫灌壓鹽種植中地下水位的抬升，即就地直接抽取利用礦化度不高的淡水或者微咸水，以此實(shí)施灌溉壓鹽。針對礦化度很高的咸水，有必要借助地表水聯(lián)合調(diào)度，充分混合地表淡水后實(shí)施灌溉壓鹽。同時，可將開采后的地下水直接排入排渠管道，促使地下水位迅速下降，進(jìn)而通過排堿渠的流動讓鹽分加快排出。只有地表水資源的進(jìn)入減少，地下水位埋深才不會提升。要最大限度地發(fā)揮排堿溝和排堿渠的作用，在土壤中的鹽分被大水漫灌帶入到地下水后，利用排堿溝和排堿渠把鹽分和水借助水流排出區(qū)域外。這樣既能降低土壤鹽分含量又能控制地下水位埋深，從而有效阻斷原生土壤鹽漬化和次生土壤鹽漬化的繼續(xù)蔓延。

3.3 壟間鹽分微循環(huán)引起的土壤鹽漬化

在土壤鹽漬化治理技術(shù)中，目前應(yīng)用最廣泛的當(dāng)屬滴灌灌水種植措施。該方式在顯著節(jié)約淡水的過程中，可以帶動土壤中鹽分的遷移，即將農(nóng)作物根部鹽分遷移到遠(yuǎn)離根系的地方，大大提升農(nóng)作物的存活率，實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)的增產(chǎn)。當(dāng)次生鹽漬化由微循環(huán)問題引起時，以發(fā)育機(jī)理作為治理的突破口，利用對微循環(huán)的干擾，在耕作層內(nèi)降低土壤鹽分，達(dá)到治理的效果[16]。要想達(dá)到要求，可以深翻耕地，耕作層厚度增加可以利用深翻實(shí)現(xiàn)，將深層土壤與表層土壤均勻混合，實(shí)現(xiàn)對耕作層鹽堿化問題的緩解，避免不斷發(fā)育形成次生鹽漬化。此外，土壤的透氣性能在混合操作時提升，進(jìn)而促進(jìn)營養(yǎng)物質(zhì)和水分被農(nóng)作物根系吸收，從而快速改良土壤的鹽漬化。對滴水口位置的改變，可以最大限度阻止壟上和壟間土壤鹽分微循環(huán)的形成，大大降低土壤耕作層鹽分的含量，阻斷鹽漬化問題的蔓延。另外，在定期大水漫灌壓鹽的同時，將基于耕作層土壤內(nèi)的鹽分輸送到地下潛水和地下深層中，然后利用排堿渠排出，可以把土壤的鹽分濃度降低，阻斷因為微循環(huán)造成的次生鹽漬化蔓延。