鹽堿地綠化技術(shù)研究進(jìn)展

徐自恒，胡傳偉，郭光光，武艷芳

（棕櫚生態(tài)城鎮(zhèn)發(fā)展股份有限公司，河南 鄭州 450000）

0 引言

隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，城市規(guī)模也在逐漸擴(kuò)大，而各種環(huán)境問題也變得尤為明顯，其中土壤鹽堿化是限制土地開發(fā)和園林綠化的一個(gè)重要因素。土壤鹽堿化是指土壤中鹽分逐漸積累的過程，鹽堿化土壤是指土壤表層或亞表層中水溶性鹽類含量超過0.1%或土壤堿化層的堿化度超過5%[1]。有數(shù)據(jù)表明，世界鹽堿地總面積9.544 億hm2，占陸地面積7%左右，我國鹽堿地總面積2.7hm2，主要分布在西北、華北、東北及沿海的100多個(gè)城市[2]。鹽分在土壤中積累的增多，到導(dǎo)致各種土壤物理性狀惡化如：土壤板結(jié)通氣性差、土溫上升慢及滲透系數(shù)低等，同時(shí)也會(huì)嚴(yán)重影響土壤中微生物活動(dòng)，影響植物生長發(fā)育，并致使其死亡[3]。鹽堿地綠化不僅可以改善生態(tài)環(huán)境，提高生態(tài)環(huán)境的穩(wěn)定性，在綠化的同時(shí)還可以享受綠化植物帶來的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益[4]，因此鹽堿地綠化具有重要的生態(tài)、經(jīng)濟(jì)和社會(huì)意義，對社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展也有重要意義。為此，本文分析了我國的鹽堿地綠化研究經(jīng)驗(yàn)，綜合當(dāng)前鹽堿地綠化相關(guān)技術(shù)，并對不同的技術(shù)進(jìn)行效益評價(jià)，為目前鹽堿地綠化治理工作的開展提供依據(jù)。

1 鹽堿地形成的原因及其危害

1.1 鹽堿地形成的自然因素

（1）地下水因素。水作為土壤鹽分運(yùn)輸與轉(zhuǎn)移的載體，對鹽堿地的形成有重要的作用，“鹽隨水來，鹽隨水去，水去汽散，汽散鹽存”，任何一塊鹽堿地的形成都伴隨著水鹽運(yùn)動(dòng)[5]。地下水通常含有大量的可溶性鹽，隨著地下水蒸發(fā)，鹽分也會(huì)隨之經(jīng)土壤毛管到地面留在土壤表層，而當(dāng)年降水量小于年蒸發(fā)量時(shí)，土壤表層鹽分持續(xù)增加，長時(shí)間積累后便會(huì)形成鹽堿地[6]。

（2）土壤及地形因素。某些地形的土壤可溶性鹽含量較高，經(jīng)風(fēng)化作用和侵蝕作用后，土壤中的鹽分會(huì)不斷析出，并逐漸在土壤表層聚集形成厚度較大的結(jié)晶鹽殼，植被難以在上面生存，土壤堿性越來越強(qiáng)而形成典型的鹽堿地[7]。另外，東南沿海的鹽堿地大多由泥沙沖積沉淀形成，江河水尤其是黃河水中攜帶的大量泥沙包含有多種鹽堿成分，加上東部沿海地帶地勢低平，地下水位較高，才導(dǎo)致了土壤積鹽嚴(yán)重，使土壤鹽堿化程度進(jìn)一步加重[8]。

1.2 鹽堿地形成的人為因素

重灌輕排，水資源的不合理利用會(huì)導(dǎo)致部分區(qū)域的地下水位的升高，地下水位升高過后會(huì)便會(huì)有大量的可溶性鹽類殘留在土壤中造成了不同程度的區(qū)域鹽堿化[9]；隨著黃河水中泥沙含量的增多，引用黃河水灌溉過后的土壤中鹽分含量也會(huì)越來越多，從而導(dǎo)致了土壤質(zhì)量的進(jìn)一步降低，加重了土壤鹽堿化程度[10]；另外，灌溉設(shè)施不完善、長期使用化肥等均會(huì)引起土壤鹽堿化[11]。

1.3 鹽堿地的危害

首先，鹽堿地的形成會(huì)大幅度的改變土壤的理化性質(zhì)，鹽堿地土壤通氣性和透水性均較差，水分在地表不能下滲就會(huì)導(dǎo)致地表土壤升溫較慢，同時(shí)土壤中各種可溶性鹽還會(huì)降低土壤酶活性以及影響土壤生物的生存，并降低土壤中有機(jī)質(zhì)含量和肥力，對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)影響較大[12]。鹽堿地對植物的危害有很多方面，最明顯的是滲透脅迫和離子毒害作用[13]，土壤中可溶性鹽含量增加會(huì)使土壤水滲透壓明顯升高，植物的根系細(xì)胞滲透壓較低就很難從環(huán)境中吸收水分，從而導(dǎo)致植物出現(xiàn)生理干旱而死亡[14]，離子毒害作用是指植物在各種鹽類濃度較高的環(huán)境下生存一段時(shí)間后其體內(nèi)某一種或幾種有毒離子積累過多，導(dǎo)致細(xì)胞膜滲透性改變，從而改變對其他離子吸收而引起營養(yǎng)缺乏的現(xiàn)象，植物長期無法吸收和補(bǔ)充缺乏的營養(yǎng)元素，其生長也會(huì)受到嚴(yán)重的影響甚至死亡[15]。當(dāng)植物在鹽堿地生長時(shí)，由于鹽堿地的鹽分含量較高，通常pH 也相對較高，土壤中的氫氧離子會(huì)直接傷害植物的組織，使其不能正常生長[16]。其次，由于土壤鹽堿化改變了土壤的理化性質(zhì)，部分地區(qū)土地會(huì)出現(xiàn)溶陷、鹽脹等現(xiàn)象，對工程施工帶來了嚴(yán)重的影響，土壤質(zhì)量的下降會(huì)導(dǎo)致土地資源更加緊缺，進(jìn)而對經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展帶來了嚴(yán)重影響[17]。

2 鹽堿地綠化措施

鹽堿地綠化技術(shù)是指通過各種方法對鹽堿地進(jìn)行改良達(dá)到綠化效果的技術(shù)，通常包含兩個(gè)方面，即改土適樹和改樹適土，改土適樹是指把鹽堿地的土壤通過各種措施改良為生殖土壤，為各種植物的生存創(chuàng)造有利條件達(dá)到綠化的效果，而改樹適土是指在鹽堿地上選用耐鹽植物種植以達(dá)到改良土壤和綠化的效果。按照綠化技術(shù)性質(zhì)的不同通?？煞譃槲锢泶胧?、化學(xué)措施和生物措施。

2.1 物理措施

物理措施主要是對土壤進(jìn)行改造，通過改變土壤的物理構(gòu)造，改變土壤中的水分和養(yǎng)分，使其在土壤中進(jìn)行適當(dāng)?shù)胤峙?，以達(dá)到抑制土壤水分蒸發(fā)，提高入滲淋溶作用的目的，增加土壤中顆粒的含量，提高土壤的透氣性和透水性，可以切斷毛細(xì)管水上升的通路，阻止鹽分向地表運(yùn)動(dòng)，減少鹽堿含量，改善鹽堿地，控制鹽漬化[18]。另外，通過電流的作用可以使土壤中鹽堿物質(zhì)的陰陽離子發(fā)生定向移動(dòng)，從而使鹽堿物質(zhì)發(fā)分解，也可以達(dá)到降低土壤中鹽堿含量的目的，有研究表明通過電流修復(fù)的土壤，其中，Mg2+、Na2+、K+和Ca2+都會(huì)有所減少，Cl-會(huì)大量減少[19]。

在工程中，可采用平整土地、客土、深耕、覆蓋、防鹽堿隔離層、壓沙治鹽等措施，在鹽堿地嚴(yán)重地區(qū)應(yīng)用廣泛，但此類方法成本較高，存在運(yùn)輸、土源等問題，而且3～5 年后，還易出現(xiàn)鹽堿化等問題。也可通過井灌井排、灌水洗鹽刮鹽、開溝排水、暗管排水等措施，通過鹽隨水去的規(guī)律，使鹽分溶解于水后，通過排除水、刮鹽等措施，達(dá)到降低土壤鹽堿含量的目的。

2.2 化學(xué)措施

化學(xué)措施一般是指向鹽堿土壤中加入能與鹽堿發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)改良物質(zhì)，從而改變土壤理化性質(zhì)的方法。李旭霖等[20]在黃河三角洲地區(qū)進(jìn)行了鹽堿地改良試驗(yàn)，比較了不同物質(zhì)對土壤物理、化學(xué)和生物性能的影響。其中，磷石膏、禾康對鹽堿地的化學(xué)性能有明顯的改善作用，而有機(jī)肥料和菌肥混合施用對提高棉田的肥力有很大的促進(jìn)作用，但需要注意的是磷石膏中也含有鹽分，使用太多會(huì)對植物的生長產(chǎn)生負(fù)面效果。鄭悅[21]對生物炭和秸稈還田進(jìn)行了試驗(yàn)比較，整個(gè)生長周期內(nèi)水稻的各項(xiàng)性能指標(biāo)都得到了較好的改善，還提高了土壤的營養(yǎng)，降低了土壤的pH。除此之外，從20世紀(jì)90 年代開始，已經(jīng)有眾多的學(xué)者已經(jīng)開始利用高聚良改良劑對鹽堿地進(jìn)行改良，并研究出了多種改良效果較好的高聚良改良劑，但是該方法因?yàn)槌杀据^大在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上很少應(yīng)用[22]。目前工程上主要有納米技術(shù)、煤矸石、粉煤灰、腐植酸、草炭等土壤改良劑的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)疏松土壤結(jié)構(gòu)、改良土壤的作用。

2.3 生物措施

目前，生物改良措施已經(jīng)成為鹽堿地綠化技術(shù)的研究重點(diǎn)，生物措施是指通過生降低土壤中鹽分，減少地表水分蒸發(fā)以達(dá)到鹽堿地整改目的的措施，該措施用到的生物主要是植物和微生物[23]。植物改良的方法主要是選用耐鹽堿植物和種植綠肥植物，植物的栽植擴(kuò)展了地面植被的覆蓋面，利用植物的蒸騰作用，可以減少地面的水分蒸發(fā)，同時(shí)也可以降低地下水位，減緩?fù)寥利}分的積累，而綠肥植物則是由于根瘤菌的固氮效應(yīng)而使土壤養(yǎng)分含量升高，同時(shí)能使土壤容重下降、孔隙度增加、N、P、K 和有機(jī)質(zhì)含量增加[24]。耐鹽植物應(yīng)具有泌鹽、聚鹽以及拒鹽的功能，并且可以通過結(jié)構(gòu)的脫落排出體內(nèi)多余的鹽分[25]，目前常用的耐鹽堿植物主要有亞濱藜、翅堿蓬、羅布麻、地膚、檉柳和白刺等[26]，對鹽堿土有較好改良效果的綠肥植物主要有田菁及紫花苜蓿等[27]。另外，在鹽堿地中種植耐鹽性牧草，不但可以減少鹽堿地的鹽分，提高土地的肥力，還可以作為優(yōu)良牧草發(fā)展畜牧業(yè)，具有改良和開發(fā)利用的雙重功能，這對于改善我國鹽堿地綠化技術(shù)，實(shí)現(xiàn)生態(tài)可持續(xù)發(fā)展，具有重要的指導(dǎo)意義[28]。在微生物上，土壤中的固氮微生物可以通過固定氮素的方式增加根際礦物元素的利用率，并可以有效地抑制土壤中的細(xì)菌的繁殖，從而改善土壤的狀況，促進(jìn)植物的生長，其中固氮糞產(chǎn)堿菌耐鹽性強(qiáng)，并可以增強(qiáng)作物的耐鹽性，對鹽堿地的綠化效果較好[29]。所以在工程上通過種植綠肥、園林廢棄物還土、合理密植、種植耐鹽堿植物等方式，達(dá)到增加地面覆蓋度，減少土壤蒸發(fā)，抑制返鹽；疏松土壤的目的，進(jìn)而保障鹽堿地綠化工作。

3 現(xiàn)有鹽堿地綠化技術(shù)存在問題分析

鹽堿地綠化一直都是一個(gè)世界性難題，眾多學(xué)者針對這個(gè)難題已經(jīng)做了大量的研究，在強(qiáng)鹽堿地，通過物理、化學(xué)等改良措施后進(jìn)行綠化試驗(yàn)，對園林綠化樹種的成活情況和生長適應(yīng)情況都有不同程度的影響，且物理改良措施的效果要大于化學(xué)改良措施[30]。事實(shí)上每種改良措施均有利也有弊，物理改良措施雖然效果較好，但對人力物力要求較高，并不適用于大面積鹽堿地的改良；化學(xué)改良措施方便快捷，但是成本一般較高且不合理的使用會(huì)對土壤造成二次傷害；生物改良措施綜合效果最好，但是一般見效較慢且并不適用于鹽堿含量過高的區(qū)域，想要從根本上解決土壤鹽堿化問題，單一改良措施很難達(dá)到理想效果，多種措施結(jié)合使用才能更快更好的將鹽堿地變?yōu)榫G地，有效改善生態(tài)環(huán)境。

4 結(jié)語

在鹽堿地開展綠化工作不僅能改善生態(tài)環(huán)境、提高土地資源利用率，對生態(tài)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展也有重要意義。迄今為止，國內(nèi)外對于鹽堿地綠化采用不同的方法如物理、化學(xué)以及生物方法，但是每種方法都有自身的優(yōu)缺點(diǎn)，物理方法耗費(fèi)人力物力較多，化學(xué)方法成本較高且對可能造成土壤的再次污染，生物方法見效較慢。針對鹽堿地綠化技術(shù)的現(xiàn)存問題提出以下建議。

（1）鹽堿地的綠化應(yīng)采取“取長補(bǔ)短，綜合應(yīng)用”的思想，將物理、化學(xué)和生物方法更好的結(jié)合起來，建立一套完整的鹽堿地改良和綠化體系。

（2）加快綠色化學(xué)改良劑的研制以及耐鹽植物優(yōu)良新品種的選育，可以更好更快的推進(jìn)我國的鹽堿地綠化進(jìn)程。

（3）重視科技研發(fā)投入，推進(jìn)鹽堿地綠化新技術(shù)的研究以及鹽堿地綠化工程的實(shí)施。