嚴(yán)小功 張金旭 楊占云 朱曉雯
摘 要:本文介紹了柴達(dá)木盆地鹽堿地現(xiàn)狀,從水利排水措施、化學(xué)措施、物理措施和生物措施4個(gè)方面分析了改良技術(shù),并提出了今后鹽堿地治理的方向。
關(guān)鍵詞:柴達(dá)木盆地;鹽堿地;改良技術(shù)
中圖分類(lèi)號(hào):S181
文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A
DOI:10.19754/j.nyyjs.20200415006
收稿日期:2020-03-05
基金項(xiàng)目:青海省級(jí)工程技術(shù)中心-青海省水資源高效利用工程技術(shù)研究中心(項(xiàng)目編號(hào):2016-GX-G06)
作者簡(jiǎn)介:嚴(yán)小功(1994-),男,本科,助理工程師。研究方向:節(jié)水灌溉、水土保持。
鹽堿地是鹽類(lèi)集積的一個(gè)種類(lèi),是各種鹽土和堿土以及各種不同程度鹽化和堿化土壤的總稱(chēng)。由于鹽堿地具有不良的物理化學(xué)性質(zhì),致使大多數(shù)作物不能正常生長(zhǎng)。
土壤鹽堿化問(wèn)題是目前世界上最嚴(yán)重的環(huán)境問(wèn)題之一,隨著人口不斷增加以及耕地面積減少,土壤鹽堿化在很大程度上制約著經(jīng)濟(jì)發(fā)展。尤其在我國(guó)西北干旱地區(qū),土壤鹽堿化致使農(nóng)作物不能正常生長(zhǎng),嚴(yán)重制約著農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展[1]。因此,鹽堿地改良對(duì)于西北干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展,生態(tài)環(huán)境保護(hù)等具有重要意義。
柴達(dá)木盆地位于青海省西北部,是中國(guó)3大內(nèi)陸盆地之一,總面積25.8萬(wàn)km2,屬高原大陸性氣候,干旱少雨,降水量自東南向西北大幅度遞減。按荒漠土類(lèi)可分為石膏荒漠土和鹽化荒漠土,柴達(dá)木盆地多分布草甸土,一般均有鹽漬化現(xiàn)象[2]。
長(zhǎng)期以來(lái),國(guó)內(nèi)外學(xué)者做了大量鹽堿地改良方面的工作,雖然取得了一定成效,但仍然存在許多難以克服的困難。如鹽堿地治理工程投資大,見(jiàn)效慢,淡水資源缺乏,養(yǎng)分隨水分流失等問(wèn)題。本文針對(duì)柴達(dá)木盆地鹽堿地現(xiàn)狀,分析鹽堿地成因及危害,提出可行的改良措施。
1?鹽堿地成因及危害
土壤鹽分是隨土壤水分運(yùn)移的,隨著土壤水分蒸發(fā),鹽分累積在土壤表層,形成鹽堿土。土壤鹽堿化的成因有自然因素和人為因素2方面。
1.1?自然因素
1.1.1?氣候
氣候因素是土壤鹽堿化的根本因素之一。如果沒(méi)有強(qiáng)烈的蒸發(fā)作用,土壤表層就不會(huì)強(qiáng)烈積鹽。柴達(dá)木盆地屬典型的大陸性氣候,干旱少雨,年平均降水量100.76mm,年水面平均蒸發(fā)量1528.1mm,年平均氣溫-5.6~5.2℃,區(qū)內(nèi)氣溫地區(qū)差異較明顯。強(qiáng)烈的蒸發(fā)使鹽分聚集在土壤表層,形成鹽堿土。
1.1.2?地形
盆地、洼地等低洼地形有利于水、鹽的匯集。地形起伏影響地面和地下徑流,土壤中的鹽分也隨之發(fā)生分移。一般地形較高的區(qū)域排水條件好,鹽分隨水分向地勢(shì)低洼處運(yùn)移,鹽堿化程度較輕;而洼地排水不暢,鹽分容易聚集,水分蒸發(fā)后容易形成鹽堿地。柴達(dá)木盆地海拔高度在2675~3200m之間,是我國(guó)海拔最高的封閉型內(nèi)陸盆地,地勢(shì)呈西北高,東南低。鹽分隨地表徑流和地下徑流由地勢(shì)高處向低處匯集,土壤含鹽量也由高處到低處逐漸加重,地形低洼處鹽漬化現(xiàn)象較為嚴(yán)重。
1.1.3?地下水位
鹽隨水來(lái),鹽隨水去,鹽堿土中的鹽分是水分運(yùn)動(dòng)的結(jié)果,且主要是由地下水運(yùn)動(dòng)帶來(lái)的。因此,地下水的埋深和礦化度大小,直接影響著土壤的鹽漬化程度。地下水埋藏越淺,越容易通過(guò)土壤毛管上升至地表,蒸發(fā)散失的水分越多,土壤表面積累的鹽分就越多,尤其是當(dāng)?shù)叵滤V化度大時(shí),土壤積鹽更為嚴(yán)重。在干旱季節(jié),不至于引起表層土壤積鹽的最淺地下水埋藏深度,稱(chēng)為地下水臨界深度。臨界深度一般為3m左右,但并非一個(gè)常數(shù),一般來(lái)說(shuō),氣候越干旱,蒸發(fā)量和降水量的比率、地下水礦化度越高,臨界深度就越大[3]。地下水位低于臨界深度時(shí),地下水無(wú)法沿土壤毛管上升到地表,不發(fā)生積鹽,土壤無(wú)鹽堿化;地下水位高于臨界深度時(shí),地下水沿土壤毛管上升至表土層,土壤積鹽,發(fā)生鹽堿化現(xiàn)象。柴達(dá)木盆地地下水位很淺,地下水容易通過(guò)土壤毛管上升至地表,水分蒸發(fā)后,土壤鹽分積累形成鹽堿地。尤其是當(dāng)?shù)叵滤V化度大時(shí),土壤積鹽更為嚴(yán)重。
1.1.4?土壤質(zhì)地條件
土壤質(zhì)地條件影響鹽分積累,質(zhì)地粗細(xì)影響土壤毛管水運(yùn)動(dòng)的速度與高度。一般來(lái)說(shuō),黏土孔隙度小,水分不易通過(guò)毛管上升到地表,積鹽程度輕;砂土孔隙度大,透水性好,水分容易散失形成鹽堿土。柴達(dá)木盆地土壤多為砂土,孔隙度大,結(jié)構(gòu)松散,透水性很強(qiáng)。疏松的土壤孔隙使地下水很容易通過(guò)毛管孔隙上升至地表,水分蒸發(fā)后鹽分聚集在土壤表層,形成鹽堿土。
1.2?人為因素
人為活動(dòng)是造成土壤鹽堿化的外部因素。隨著工業(yè)化進(jìn)程的加快,人類(lèi)對(duì)自然資源需求量加大,導(dǎo)致土地不合理開(kāi)墾和不合理灌溉,從而造成了土壤鹽堿化。主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。
1.2.1?植被破壞
隨著人口增多,人類(lèi)對(duì)資源的需求日益增大,工業(yè)化進(jìn)程加快,導(dǎo)致開(kāi)采資源的過(guò)程中破壞了原有的植被,打破了土壤與地下水位之間的平衡,植物蒸騰量降低,地下水位上升;另外,降雨進(jìn)入土壤的比例增大,也會(huì)抬高地下水位,導(dǎo)致土壤鹽堿化。
1.2.2?灌溉方式
不合理的灌溉方式導(dǎo)致土壤鹽堿化。柴達(dá)木盆地主要種植枸杞、藜麥等經(jīng)濟(jì)作物,由于當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)條件的制約以及農(nóng)民節(jié)水意識(shí)不強(qiáng),通常采用傳統(tǒng)的大水漫灌方式進(jìn)行灌溉,使地下水與地表水連通,地下水位上升,強(qiáng)烈的蒸發(fā)使水分散失,留下鹽分聚集在土壤表面,形成鹽堿地。
1.3?鹽堿地的危害
柴達(dá)木盆地土壤鹽堿化程度高,鹽堿地分布廣,嚴(yán)重影響著當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境的平衡發(fā)展,制約著經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展。鹽堿地的大面積分布,導(dǎo)致作物不能正常生長(zhǎng),越來(lái)越多的土地被廢棄,林草面積大大減少,對(duì)當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)、牧業(yè)都產(chǎn)生了不良影響。
2?鹽堿地改良措施
改良鹽堿地的措施多種多樣,針對(duì)柴達(dá)木盆地特殊的氣候條件和水文地質(zhì),提出以下幾點(diǎn)措施。
2.1?水利排水措施
水利排水措施是最常見(jiàn)的一種措施,是降低地下水位的根本。主要有開(kāi)溝排水和井灌井排,開(kāi)溝排水主要適用于地下水位淺,排水通暢的鹽堿化嚴(yán)重地區(qū),通過(guò)修建排水溝,排除由于灌水和降雨而產(chǎn)生的多余地下水,控制地下水埋深在臨界深度以下,可以有效降低地下水位,從而減輕土壤積鹽[4]。為防止返鹽,排水溝開(kāi)挖深度一般在1.5m以上。井灌井排適用于地下水資源豐富的地區(qū),通過(guò)水泵從機(jī)井內(nèi)抽吸地下水,灌溉洗鹽,同時(shí),機(jī)井抽水降低地下水位,達(dá)到灌溉、排水的雙重作用。
2.2?化學(xué)改良措施
柴達(dá)木盆地土壤總堿度高,土壤易板結(jié),導(dǎo)致土壤孔隙度降低,作物很難生長(zhǎng)。而且,堿土中含有的碳酸鈉、重碳酸鈉直接危害植物生長(zhǎng)。
國(guó)內(nèi)外學(xué)者針對(duì)鹽堿地研發(fā)了多種化學(xué)改良劑,通過(guò)向土壤中加入化學(xué)改良劑,達(dá)到降低土壤堿化度以及改善土壤結(jié)構(gòu)的目的。常見(jiàn)的化學(xué)改良劑有石膏、脫硫物、腐殖酸以及酸性磷肥等?;瘜W(xué)改良措施效果較顯著,能有效降低土壤pH值,施入適量的礦物性化肥,能補(bǔ)充土壤中氮、磷、鉀等元素的含量,提高作物產(chǎn)量[5]。
2.3?物理改良措施
物理改良主要是通過(guò)平整土地、疏松表土、客土等措施,切斷土壤毛細(xì)管,阻斷鹽分向地表聚集。平整土地可以改善土壤結(jié)構(gòu),消除低洼區(qū)域局部積鹽現(xiàn)象,使水分均勻下滲,防止土壤板結(jié)硬化??屯潦峭ㄟ^(guò)交換土壤的方式,增加土壤有機(jī)質(zhì),效果較好,但工程量大,柴達(dá)木盆地土壤基本都存在鹽堿化現(xiàn)象,土壤堿度較高,有機(jī)質(zhì)含量少,不適合作為換填對(duì)象。
2.4?生物改良措施
生物改良是指種植耐鹽堿植物,吸收土壤鹽分以減輕土壤鹽堿化程度的措施。生物改良措施適用于鹽堿度較低的地區(qū),適合柴達(dá)木盆地種植的耐鹽堿植物有鹽角草、牧草、胡楊等。種植耐鹽堿植物作為護(hù)林帶,可以減少土壤積鹽,防風(fēng)固沙,減少水分蒸發(fā),減輕土地荒漠化,改善當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境[6]。
3?結(jié)論
柴達(dá)木盆地土壤鹽堿化嚴(yán)重制約著當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)展,鹽堿地改良是一項(xiàng)復(fù)雜的長(zhǎng)期工程,包括水利改良、化學(xué)改良、物理改良以及生物改良措施等一系列措施。針對(duì)柴達(dá)木盆地特殊的氣候條件及水文地質(zhì),考慮經(jīng)濟(jì)因素,需要采取合理有效的治理措施。根據(jù)以往的鹽堿地治理效果分析,水利改良適用于土質(zhì)較粘,土壤透水性差的地區(qū),柴達(dá)木盆地土壤多為沙壤土,土質(zhì)疏松,透水性好,排水洗鹽會(huì)導(dǎo)致地下水位升高,加重鹽堿化程度,而且水利改良會(huì)消耗過(guò)多的水資源,不利于節(jié)水;化學(xué)改良見(jiàn)效快,能有效降低土壤鹽堿化程度,改善土壤結(jié)構(gòu),增加土壤中有機(jī)質(zhì)含量,但投資較大,不經(jīng)濟(jì),不適合大范圍使用;物理改良投資低,對(duì)環(huán)境影響小,但改良后持續(xù)時(shí)間短,隨著降雨或地下水位抬升,土壤會(huì)再次發(fā)生鹽堿化現(xiàn)象,而且物理改良工作量大,耗時(shí)長(zhǎng),目前不常使用;生物改良是目前使用最廣的措施,通過(guò)種植耐鹽堿植物不但能降低土壤堿化度,改善土壤結(jié)構(gòu),提高土壤肥力,而且能防風(fēng)固沙,減少蒸發(fā),可以抑制柴達(dá)木盆地荒漠化程度。
鹽堿地改良經(jīng)歷了由單一到綜合的過(guò)程,隨著各種改良技術(shù)的更新,在今后的鹽堿地治理中需結(jié)合多種措施,取長(zhǎng)補(bǔ)短,加強(qiáng)土壤鹽堿化監(jiān)測(cè),并加強(qiáng)生物改良在鹽堿地治理方面的研究[7]。
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(責(zé)任編輯?周康)