严小功 张金旭 杨占云 朱晓雯
摘 要:本文介绍了柴达木盆地盐碱地现状,从水利排水措施、化学措施、物理措施和生物措施4个方面分析了改良技术,并提出了今后盐碱地治理的方向。
关键词:柴达木盆地;盐碱地;改良技术
中图分类号:S181
文献标识码:A
DOI:10.19754/j.nyyjs.20200415006
收稿日期:2020-03-05
基金项目:青海省级工程技术中心-青海省水资源高效利用工程技术研究中心(项目编号:2016-GX-G06)
作者简介:严小功(1994-),男,本科,助理工程师。研究方向:节水灌溉、水土保持。
盐碱地是盐类集积的一个种类,是各种盐土和碱土以及各种不同程度盐化和碱化土壤的总称。由于盐碱地具有不良的物理化学性质,致使大多数作物不能正常生长。
土壤盐碱化问题是目前世界上最严重的环境问题之一,随着人口不断增加以及耕地面积减少,土壤盐碱化在很大程度上制约着经济发展。尤其在我国西北干旱地区,土壤盐碱化致使农作物不能正常生长,严重制约着农业经济发展[1]。因此,盐碱地改良对于西北干旱地区农业经济发展,生态环境保护等具有重要意义。
柴达木盆地位于青海省西北部,是中国3大内陆盆地之一,总面积25.8万km2,属高原大陆性气候,干旱少雨,降水量自东南向西北大幅度递减。按荒漠土类可分为石膏荒漠土和盐化荒漠土,柴达木盆地多分布草甸土,一般均有盐渍化现象[2]。
长期以来,国内外学者做了大量盐碱地改良方面的工作,虽然取得了一定成效,但仍然存在许多难以克服的困难。如盐碱地治理工程投资大,见效慢,淡水资源缺乏,养分随水分流失等问题。本文针对柴达木盆地盐碱地现状,分析盐碱地成因及危害,提出可行的改良措施。
1 盐碱地成因及危害
土壤盐分是随土壤水分运移的,随着土壤水分蒸发,盐分累积在土壤表层,形成盐碱土。土壤盐碱化的成因有自然因素和人为因素2方面。
1.1 自然因素
1.1.1 气候
气候因素是土壤盐碱化的根本因素之一。如果没有强烈的蒸发作用,土壤表层就不会强烈积盐。柴达木盆地属典型的大陆性气候,干旱少雨,年平均降水量100.76mm,年水面平均蒸发量1528.1mm,年平均气温-5.6~5.2℃,区内气温地区差异较明显。强烈的蒸发使盐分聚集在土壤表层,形成盐碱土。
1.1.2 地形
盆地、洼地等低洼地形有利于水、盐的汇集。地形起伏影响地面和地下径流,土壤中的盐分也随之发生分移。一般地形较高的区域排水条件好,盐分随水分向地势低洼处运移,盐碱化程度较轻;而洼地排水不畅,盐分容易聚集,水分蒸发后容易形成盐碱地。柴达木盆地海拔高度在2675~3200m之间,是我国海拔最高的封闭型内陆盆地,地势呈西北高,东南低。盐分随地表径流和地下径流由地势高处向低处汇集,土壤含盐量也由高处到低处逐渐加重,地形低洼处盐渍化现象较为严重。
1.1.3 地下水位
鹽随水来,盐随水去,盐碱土中的盐分是水分运动的结果,且主要是由地下水运动带来的。因此,地下水的埋深和矿化度大小,直接影响着土壤的盐渍化程度。地下水埋藏越浅,越容易通过土壤毛管上升至地表,蒸发散失的水分越多,土壤表面积累的盐分就越多,尤其是当地下水矿化度大时,土壤积盐更为严重。在干旱季节,不至于引起表层土壤积盐的最浅地下水埋藏深度,称为地下水临界深度。临界深度一般为3m左右,但并非一个常数,一般来说,气候越干旱,蒸发量和降水量的比率、地下水矿化度越高,临界深度就越大[3]。地下水位低于临界深度时,地下水无法沿土壤毛管上升到地表,不发生积盐,土壤无盐碱化;地下水位高于临界深度时,地下水沿土壤毛管上升至表土层,土壤积盐,发生盐碱化现象。柴达木盆地地下水位很浅,地下水容易通过土壤毛管上升至地表,水分蒸发后,土壤盐分积累形成盐碱地。尤其是当地下水矿化度大时,土壤积盐更为严重。
1.1.4 土壤质地条件
土壤质地条件影响盐分积累,质地粗细影响土壤毛管水运动的速度与高度。一般来说,黏土孔隙度小,水分不易通过毛管上升到地表,积盐程度轻;砂土孔隙度大,透水性好,水分容易散失形成盐碱土。柴达木盆地土壤多为砂土,孔隙度大,结构松散,透水性很强。疏松的土壤孔隙使地下水很容易通过毛管孔隙上升至地表,水分蒸发后盐分聚集在土壤表层,形成盐碱土。
1.2 人为因素
人为活动是造成土壤盐碱化的外部因素。随着工业化进程的加快,人类对自然资源需求量加大,导致土地不合理开垦和不合理灌溉,从而造成了土壤盐碱化。主要表现在以下几个方面。
1.2.1 植被破坏
随着人口增多,人类对资源的需求日益增大,工业化进程加快,导致开采资源的过程中破坏了原有的植被,打破了土壤与地下水位之间的平衡,植物蒸腾量降低,地下水位上升;另外,降雨进入土壤的比例增大,也会抬高地下水位,导致土壤盐碱化。
1.2.2 灌溉方式
不合理的灌溉方式导致土壤盐碱化。柴达木盆地主要种植枸杞、藜麦等经济作物,由于当地经济条件的制约以及农民节水意识不强,通常采用传统的大水漫灌方式进行灌溉,使地下水与地表水连通,地下水位上升,强烈的蒸发使水分散失,留下盐分聚集在土壤表面,形成盐碱地。
1.3 盐碱地的危害
柴达木盆地土壤盐碱化程度高,盐碱地分布广,严重影响着当地生态环境的平衡发展,制约着经济快速发展。盐碱地的大面积分布,导致作物不能正常生长,越来越多的土地被废弃,林草面积大大减少,对当地农业、牧业都产生了不良影响。
2 盐碱地改良措施
改良盐碱地的措施多种多样,针对柴达木盆地特殊的气候条件和水文地质,提出以下几点措施。
2.1 水利排水措施
水利排水措施是最常见的一种措施,是降低地下水位的根本。主要有开沟排水和井灌井排,开沟排水主要适用于地下水位浅,排水通畅的盐碱化严重地区,通过修建排水沟,排除由于灌水和降雨而产生的多余地下水,控制地下水埋深在临界深度以下,可以有效降低地下水位,从而减轻土壤积盐[4]。为防止返盐,排水沟开挖深度一般在1.5m以上。井灌井排适用于地下水资源丰富的地区,通过水泵从机井内抽吸地下水,灌溉洗盐,同时,机井抽水降低地下水位,达到灌溉、排水的双重作用。
2.2 化学改良措施
柴达木盆地土壤总碱度高,土壤易板结,导致土壤孔隙度降低,作物很难生长。而且,碱土中含有的碳酸钠、重碳酸钠直接危害植物生长。
国内外学者针对盐碱地研发了多种化学改良剂,通过向土壤中加入化学改良剂,达到降低土壤碱化度以及改善土壤结构的目的。常见的化学改良剂有石膏、脱硫物、腐殖酸以及酸性磷肥等。化学改良措施效果较显著,能有效降低土壤pH值,施入适量的矿物性化肥,能补充土壤中氮、磷、钾等元素的含量,提高作物产量[5]。
2.3 物理改良措施
物理改良主要是通过平整土地、疏松表土、客土等措施,切断土壤毛细管,阻断盐分向地表聚集。平整土地可以改善土壤结构,消除低洼区域局部积盐现象,使水分均匀下渗,防止土壤板结硬化。客土是通过交换土壤的方式,增加土壤有机质,效果较好,但工程量大,柴达木盆地土壤基本都存在盐碱化现象,土壤碱度较高,有机质含量少,不适合作为换填对象。
2.4 生物改良措施
生物改良是指种植耐盐碱植物,吸收土壤盐分以减轻土壤盐碱化程度的措施。生物改良措施适用于盐碱度较低的地区,适合柴达木盆地种植的耐盐碱植物有盐角草、牧草、胡杨等。种植耐盐碱植物作为护林带,可以减少土壤积盐,防风固沙,减少水分蒸发,减轻土地荒漠化,改善当地生态环境[6]。
3 结论
柴达木盆地土壤盐碱化严重制约着当地经济发展,盐碱地改良是一项复杂的长期工程,包括水利改良、化学改良、物理改良以及生物改良措施等一系列措施。针对柴达木盆地特殊的气候条件及水文地质,考虑经济因素,需要采取合理有效的治理措施。根據以往的盐碱地治理效果分析,水利改良适用于土质较粘,土壤透水性差的地区,柴达木盆地土壤多为沙壤土,土质疏松,透水性好,排水洗盐会导致地下水位升高,加重盐碱化程度,而且水利改良会消耗过多的水资源,不利于节水;化学改良见效快,能有效降低土壤盐碱化程度,改善土壤结构,增加土壤中有机质含量,但投资较大,不经济,不适合大范围使用;物理改良投资低,对环境影响小,但改良后持续时间短,随着降雨或地下水位抬升,土壤会再次发生盐碱化现象,而且物理改良工作量大,耗时长,目前不常使用;生物改良是目前使用最广的措施,通过种植耐盐碱植物不但能降低土壤碱化度,改善土壤结构,提高土壤肥力,而且能防风固沙,减少蒸发,可以抑制柴达木盆地荒漠化程度。
盐碱地改良经历了由单一到综合的过程,随着各种改良技术的更新,在今后的盐碱地治理中需结合多种措施,取长补短,加强土壤盐碱化监测,并加强生物改良在盐碱地治理方面的研究[7]。
参考文献
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[2]王秀红,胡双熙.柴达木盆地农田土壤盐渍化特征及其防治对策研究[J].干旱区资源与环境,1998(04):75-85.
[3]李明,宁立波,卢天梅.土壤盐渍化地区地下水临界深度确定及其水位调控[J].灌溉排水学报,2015,34(05):46-50.
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[7]郭圣浩.盐碱地改良技术研究现状与新发展[J].山西水土保持科技,2019(167):7-9.
(责任编辑 周康)