我国盐碱土修复现状与特点*

2017-03-07 20:28赵秀芳宋国香谢志远王振宇张涛
环境卫生工程 2017年4期
关键词:盐碱土盐渍盐碱

赵秀芳,宋国香,谢志远,王振宇,张涛

(1.天津泰达绿化集团有限公司,天津300457;2.天津泰达盐碱地绿化研究中心有限公司,天津300457)

我国盐碱土修复现状与特点*

赵秀芳1,2,宋国香1,2,谢志远1,2,王振宇1,2,张涛1,2

(1.天津泰达绿化集团有限公司,天津300457;2.天津泰达盐碱地绿化研究中心有限公司,天津300457)

从绿化和农业利用角度阐述了我国盐碱地的分布概况与特点,分析了国内盐碱地绿化和盐碱地农业行业发展的技术特征与市场现状,并进行了经济效益分析,进而提出了盐碱地绿化、农业发展的技术问题与发展前景。

盐碱土;修复;技术;市场;效益;前景

盐碱土是一系列受土体中盐碱成分作用的、包括各种盐土和碱土以及其他不同程度盐化和碱化的各种类型土壤的统称,也称盐渍土[1]。盐渍土广泛分布于世界上100多个国家和地区,总面积近1.0×109hm2[2-3],土壤盐渍化已成为一个世界性的技术难题。我国是全世界盐渍土面积第三大国,盐渍土面积9.913 3×107hm2[4-5],占世界盐渍土面积的近10%,其中,残余盐碱土4.487× 107hm2,现代盐碱土3.693×107hm2,潜在盐碱土1.733×107hm2[6]。截至目前,我国已被修复开垦利用的盐渍土仅为576.6 hm2[7],尚有大面积盐渍土待修复利用;且已开垦利用的土地,多为中低产田区,地力贫瘠,亟需土壤质量的进一步修复提升。当今世界随着经济活动的增强,人地矛盾日益突出,盐渍土已成为我国重要的后备土地资源[8],亟待被开发、修复与利用。目前,我国对盐碱地的利用主要集中在城市及工业绿化功用盐碱地的修复[9-11]和盐碱地农业高效利用与可持续发展[12-14]2个方面,由于盐碱土利用的用途不同,采用的技术不同,其发展水平及现状也存在显著的差异。

1 绿化功用盐碱地的修复现状与特点

1.1 盐碱地绿化的经济效益及市场概况

绿化在盐碱地城市建设中具有不可替代的重要作用[15-17]。盐碱地绿化在发挥美化环境、净化空气、调解气候、防治和减轻污染等生态功效的同时,通过升华区域环境,提升土地价值,极大地拉动了周边商贸、房地产、工业和旅游等产业的快速发展,经济性显著,其中房地产近几年受益最大。因“绿”而涨,绿化的高收益给投资者带来了信心与动力,很多政府和企业投资意愿高,乐于将资金注入到盐碱地绿化建设中去,并积极从收益和回报中拿出适当的资金进一步投入到盐碱地绿化的生态建设中,良性循环,促进了盐碱地生态建设的健康发展。

盐碱地绿化一般只占沿海城市面积的15%~40%,但修复工艺复杂,成本相对较高,且绿地后期也需要专业的绿化公司进行养护,总体收益相对较好,这为专门从事盐碱地治理的企业带来了较为可观的收益,保证了盐碱地绿化技术市场的平稳运行与成长。据统计,2015年东部沿海地区盐碱地绿化总投入上百亿元,其中涵盖绿化设计、施工及后期养护,市场巨大。近几年,受利益的驱动,越来越多的企业涌入到盐碱地绿化的建设队伍中,很多企业资质混乱、专业队伍参差不齐、技术方法五花八门,给盐碱地绿化市场带来了巨大危机与风险。以“天津泰达绿化集团有限公司”为首的盐碱地专业绿化公司,是目前国内规模最大、技术最先进、资质最齐备的盐碱地生态绿化专业公司。

1.2 绿化功用盐碱地的分布与特点

盐碱地绿化有别于农业,植物根系深、生长周期长、景观要求高,修复成本往往较高,这导致当前我国的盐碱地绿化主要以政府或企业投入为主,且主要集中分布于我国东部经济较发达的沿海地区,而经济欠发达的内陆地区更倾向于撂荒、闲置。近年来,随着经济活动的增强和城市化进程的加剧,土地的稀缺性迫使东部沿海地区围海吹填造陆活动加剧,每年新吹填增加陆域数千万公顷,这些土壤源于近海海底泥,土壤含盐量极高、碱性极强,质地极差,养分贫乏,作为绿化基质进行城市生态景观建设极其困难,任务异常艰巨。

1.3 绿化功用盐碱地的修复技术

盐碱地绿化最初采用“客土换填”的方法,即将客来的好土直接回填于重盐碱土上,其结果是次生盐渍化极其严重,一般1~2 a客土层即变为重盐碱或极重盐碱土,针对这一棘手难题,20世纪90年代末期,张万钧等人经不断研究改进提出并推广应用了“浅潜水滨海盐土地区暗管排盐技术”,“浅潜水滨海盐土地区暗管排盐技术+客土工程技术”模式彻底解决了滨海盐碱地绿化的技术难题[18],几经改进,一直延用至今在工程上广泛应用。但随着客土面积的急剧增大,土源越来越贫乏,且很多学者认识到客土对土源地的破坏性太大,不是解决盐碱地绿化的最终手段,据此展开了原土绿化技术的研发,建立了“浅潜水滨海盐土地区暗管排盐技术+原土改良绿化技术”,该技术目前在天津沿海绿化中已进行一定规模的推广应用,成本可控,效果较好。

2 农业利用盐碱地的修复现状与特点

2.1 农业利用盐碱地的分布与特点

目前我国拥有各类可利用盐碱地资源约3.60× 107hm2[19],其中具有农业利用前景的盐碱地总面积1.23×107hm2,包括各类未治理改造的盐碱障碍耕地2.10×106hm2,以及目前尚未利用和新形成的盐碱荒地1.02×107hm2。目前具有较好农业开发价值、近期具备农业改良利用潜力的盐碱地面积为6.67×106hm2[20],集中分布在东北、中北部、西北、滨海和华北五大区域的18个省、市和自治区,其中东北盐碱区2.00×106hm2,西北盐碱区2.00×106hm2,中北部盐碱区1.00×106hm2,滨海盐碱区1.00×106hm2,华北盐碱区6.7×105hm2。近年来,随着人类对农田的不合理开发利用(如,不适宜的灌溉、施肥),土壤次生盐渍化面积在逐年扩大,据FAO和UNESCO估计,半数灌溉土地或多或少受盐化或渍涝影响,我国每年约有近百万公顷土地因土壤的次生盐渍化而荒废,根据王遵亲等编制的“中国盐渍土资源分布”,我国目前尚有潜在或已经发生的次生盐渍土1.733×107hm2。仅新疆地区,在现有的4.43×106hm2耕地中,1.20×106hm2由于缺水和盐渍化而弃耕,在已利用的3.23×106hm2耕地中,次生盐渍化面积1.00× 106hm2。

2.2 农业利用盐碱地的经济效益与市场概况

农业部2011年在全国18个省(自治区、直辖市)开展的盐碱地治理调查结果显示,2000—2010年,调查区累计治理盐碱地面积3.13×106hm2,总投入511.05亿元,平均成本16 320元/hm2,新增粮食生产能力1.017 24×107t,每公顷新增粮食生产能力3 249 kg。

由于农业利用盐碱地面积大,投资周期相对较长,一般需要3 a左右才能收回成本,投资见效周期长,收益相对较低,企业参与农业盐碱地治理的积极性不高,市场化程度低;再加上我国的农业生产还处于农户生产模式,农民投资意愿不高,目前主要依靠国家投资为主开展修复治理。

2.3 农业利用盐碱地的修复技术

当前,我国有关盐碱地农业开发利用技术的研发,主要是以中科院、农业部联合国内农业高校及科研单位在盐碱化防控、土壤改良、农业高效利用等领域开展盐碱地治理技术研究,试验示范和成果推广,并形成了一系列适用不同地区不同类型盐碱地治理与农业高效利用的实用技术。如适合滨海盐碱地的旱作“上覆下改”控盐培肥技术[21-22];适合黄河上中游盐碱区的“上膜下秸”控抑盐技术[23-25];适合西北内陆盐碱区的盐碱地棉花精量灌水控盐技术[26-28];适合东北盐碱区的苏打盐碱地水田“淡化表层”创建技术[29-31];适合黄淮海平原盐碱区的咸水结冰冻融淋盐保苗技术[32-34]等。另一方面,国土资源部、水利部联合地方政府开展修渠、打深井、排碱沟清淤等水利工程建设,为灌溉区农业生产提供资金和技术支持,开展土壤盐渍化治理,预防次生盐渍化。通过持续治理改造,目前我国农业盐碱地呈现面积总量减少、重度盐碱地面积比例降低、中轻度盐碱地比例上升(约占2/3)的趋势。近年来,逐渐有一些企业进入到农业利用盐碱地修复的改良剂、肥料、灌溉设施等;以及少部分具有技术优势的企业与农户或地方政府合作,开展成果转化。缺少资金和技术雄厚,以及具有从方案设计、修复及防护等全方面开展农业盐碱地修复的专业化企业。

3 存在问题与展望

3.1 盐碱地绿化的技术问题与发展前景

30多年来,盐碱地绿化技术从无到有,从简单的客土回填到暗管排盐技术的研发,再到暗管、原土改良技术的集成应用,盐碱地绿化技术已相对较为成熟,盐碱地绿化已不再是一个技术难题,但成本问题还是很多地区盐碱地绿化受限的一大障碍,降低成本,提高速度,降低工程量,提高质量是盐碱地绿化功用亟待解决的问题,应高度重视。

盐碱地绿化“三分改,七分养”,很多绿化功用的盐碱地后期植物会出现各种诸如长势弱化、干枝、脱叶等现象,有些甚至已布设暗管排盐技术的绿化功用盐碱地后期也会出次生盐渍化现象,这多是由于人为不当的水、肥养护管理有关,暗管排盐工程作用下的盐碱地绿化,特殊的地理环境和技术工艺创造的植物生境,就象一个大花盆一样,其植物生长所需的水肥完全需要人工供给,且水分和养分补充要随植物的生长不断变化,因此,绿化功用盐碱地需要长期进行水、肥、盐动态监测、预警,养管模式要科学、合理的调控。

盐碱地发生区往往是淡水资源匮乏区,水资源短缺对盐碱地区绿化发展的制约越来越显著,如何在保障盐分平衡的前提下,提高水资源利用效率,快速提升土地质量仍是较为关键和亟待解决的科学难题。

3.2 盐碱地农业利用的问题与前景

近年来,随着国家对盐碱地治理及农业高效利用技术体系研发的不断投入,已形成了一系列成熟的先进修复技术和方法。技术的全面推广,需要有相应的水资源、工程、装备、农艺技术相配套,资金仍然是制约农业利用盐碱地修复的重要原因,因此,国家在这方面应加大投入,制定相关的法律和优惠政策,鼓励一些有经济实力和相对技术优势企业或个人的投资。另外,我国盐碱地大多处于生态脆弱区,要协调好开发与生态的关系,应在不破坏生态环境的前提下,优先开发缓坡丘陵地、盐碱地、荒草地、裸土地等未利用地和废弃地。灌水淋盐、洗盐是降低土壤含盐量的首要方法,随着水资源越来越稀缺,水资源的过度利用往往会对下游造成生态破坏,应在对水土资源进行统一规划、综合平衡,合理安排地表水和地下水的开发利用的前提下,开展盐碱地修复和农业可持续发展利用。

[1]王遵亲,祝寿泉,俞仁培,等.中国盐渍土[M].北京:科学出版社,1993.

[2]张金龙,闻铁,王鹏山,等.暗管排水控制区土壤盐分淋洗研究[J].水土保持学报,2014,28(5):242-246.

[3]杨永利.盐生植物对盐碱地的改良作用及在绿化中的景观效果[J].现代园林,2004(10):31-38.

[4]李志杰,孙文彦,马卫萍,等.盐碱土改良技术回顾与展望[J].山东农业科学,2010(2):73-77.

[5]高淑梅,周继伟.松嫩平原盐碱土现状及改良措施[J].现代化农业,2011(6):13-15.

[6]李献宇,朱博.大庆市盐碱化土地治理对策初探[J].牡丹江师范学院学报:自然科学版,2006(3):33-35.

[7]付鹏飞.滨海典型地区土壤盐渍化时空变异及监测系统研究应用[D].青岛:中国科学院大学,2015.

[8]贺志雄,赵秀芳,李娅莉,等.我国滨海盐碱地生态绿化的重要性[J].环境卫生工程,2014,22(5):1-4.

[9]王振宇,张金龙,戴青,等.天津开发区盐渍土绿化[J].中国城市林业,2009,7(4):16-18.

[10]张金龙,王振宇,张清,等.天津滨海新区盐碱土绿化综合治理技术研究[J].天津农业科学,2012,18(6):147-151.

[11]印志祥,宋万平,蔡亚平,等.城市园林绿化中土壤改良方法探讨[J].现代农业科技,2014(16):219-222.

[12]杨劲松,姚荣江.我国盐碱地的治理与农业高效利用[J].中国科学院院刊,2015,30(S1):257-265

[13]吕晓,徐慧,李丽,等.盐碱地农业可持续利用及其评价[J].土壤,2012,44(2):203-207.

[14]王婧.黄河上中游盐渍土农业高效利用技术与模式研究[D].北京:中国农业科学院,2011.

[15]张京秋.滨海城市道路绿地景观设计浅谈:结合滨海新区绿化建设[J].现代园林,2008(7):56-60.

[16]乔磊,矫明阳,董丽.城市化进程中青岛地区地域性植物景观的营建[J].黑龙江农业科学,2011(5):79-81.

[17]胡喆.建设具有花园城特色的现代化滨海城市[J].上海城市规划,2008(S1):33-38.

[18]张万钧,郭育文.滨海海涂地区绿化及排盐工程技术探讨与研究[J].中国工程科学,2001,3(5):79-85.

[19]杨劲松.中国盐渍土研究的发展历程与展望[J].土壤学报,2008,45(5):837-845.

[20]杜卫军,王文成,王淑芬.关于河北省滨海盐碱地城镇绿化的思考与建议[J].现代农业科技,2008(23):85-87.

[21]张建兵,杨劲松,李芙蓉,等.有机肥与覆盖对苏北滩涂重度盐渍土壤水盐调控效应分析[J].土壤学报,2014,51(1):184-188.

[22]张建兵,杨劲松,姚荣江.有机肥与覆盖方式对滩涂围垦农田水盐与作物产量的影响[J].农业工程学报,2013,29(15):116-125.

[23]霍龙,逄焕成,卢闯,等.地膜覆盖结合秸秆深埋条件下盐渍土壤呼吸及其影响因素[J].植物营养与肥料学报,2015,21(5):1209-1216.

[24]赵永敢,王婧,李玉义,等.秸秆隔层与地膜覆盖有效抑制潜水蒸发和土壤返盐[J].农业工程学报,2013,29(23):109-117.

[25]王婧,逄焕成,任天志,等.地膜覆盖与秸秆深埋对河套灌区盐渍土水盐运动的影响[J].农业工程学报,2012,28(15):52-59.

[26]李显溦,左强,石建初,等.新疆膜下滴管棉田暗管排盐的数值模拟与分析I:模型与参数[J].水利学报,2016,47(4):537-544.

[27]闫映宇.塔里木灌区膜下滴灌的棉花需水量及节水效益[J].水土保持研究,2016,23(1):123-127.

[28]李文昊,王振华,郑旭荣,等.长期膜下滴管对根区土壤盐分及棉花生长影响研究[J].干旱区资源与环境,2015,29(8):161-166.

[29]赵兰坡,冯君,王宇,等.松嫩平原盐碱地种稻开发的理论与技术问题[J].吉林农业大学学报,2012,34(3):237-241.

[30]张梅.吉林省西部苏打盐碱土种稻改良机理与生产关键技术研究[D].长春:吉林农业大学,2015.

[31]徐晓腾.苏打盐碱地水田“淡化表层”土壤的物理、化学及生物学特征[D].长春:吉林农业大学,2011.

[32]封晓辉,张秀梅,郭凯,等.覆盖措施对咸水结冰灌溉后土壤水盐动态和棉花生产的影响[J].棉花学报,2015,27(2):135-142.

[33]郭凯,张秀梅,刘小京.咸水结冰灌溉下覆膜时间对滨海盐土水盐运移的影响[J].土壤学报,2014(6):1202-1212.

[34]隆小华,倪妮,金善钊,等.北方滨海盐碱地冬季咸水结冰灌溉对菊芋生长及离子分布的影响[J].农业环境科学学报,2012,31(1):161-165.

Status and Characteristics of Saline-alkali Soil Remediation in China

Zhao Xiufang1,2,Song Guoxiang1,2,Xie Zhiyuan1,2,Wang Zhenyu1,2,Zhang Tao1,2
(1.Tianjin TEDA Green Group Co.Ltd.,Tianjin300457;2.Tianjin TEDA Saline Green Research Center Co.Ltd.,Tianjin 300457)

The distribution and characteristics of saline-alkali land were described based on the utilization of greening and agriculture in China.The technical characteristicsand market situation of the greening and agricultural industry development in saline-alkali land were analyzed,and the economic benefit analysis was made.Then the technical problems and development prospectsofgreening and agricultural industry development in saline-alkali land were put forward.

saline-alkali soils;remediation;technique;market;benefit;prospect

S156.4

A

1005-8206(2017)04-0096-04

赵秀芳(1980—),博士,高级工程师,主要从事土壤盐渍化防控和水土资源利用方面的研究。

E-mail:zhaoxiufang2000@sina.com

天津市自然科学基金青年项目(13JCQNJC08100);生态园林产业技术创新战略联盟项目(STYLCXLM201601);天津市滨海新区“十大战役”重大科技支撑项目(2010-Bk140003)

2017-03-01

猜你喜欢
盐碱土盐渍盐碱
盐渍土二次相变温度变化规律
盐渍池深度对渍菜理化特性和微生物的影响
玉米秸秆和Al2(SO4)3对苏打盐碱土 主要盐碱化指标的影响
新型复合改良剂对苏打盐碱土的改良效果研究
盐碱荒滩的“底色之变”
盐碱地区南美白对虾、青虾混养技术
吉林省黑土与盐碱土中氮形态及含量预测方法
脱硫石膏对滨海盐渍土理化性能的影响研究
盐碱胁迫对三种西藏牧草种子萌发及幼苗影响
盐碱胁迫对亚麻苗期生长及阳离子吸收和分配的影响