天津滨海新区重盐碱土高效生态绿化研究

张金龙

田晓明

王国强

李静平

张 清*

盐碱土指土壤表层、亚表层或碱化层含有显量盐碱成分的一系列土壤[1]。全球盐碱土面积约9.55亿hm2，分布在100多个国家和地区，约占陆地面积的10%[2]。中国盐碱土面积约 9 913万hm2，主要分布在东北、华北、西北内陆地区和沿海地带[1]。盐碱土中的盐碱成分一方面产生离子毒害、渗透胁迫等直接对植物造成伤害[3]，另一方面通过破坏土壤结构、降低养分有效性，以及减少土壤微生物菌群种类和数量等间接影响植物生长[4]。如何科学高效治理盐碱土是全球生态环境建设亟待解决的重大问题。滨海盐碱土是分布在沿海地区的重要土壤资源，受特殊的成土过程影响，滨海盐碱土通体土壤含盐量较高，且沿海地区普遍地势低平、地下水位高、地下水矿化度大，因此滨海盐碱土生态治理尤为困难[5]。本文对30年来天津滨海新区在盐碱土生态绿化方面取得的进展进行了梳理总结，以期为我国盐碱地区城市生态环境建设提供借鉴和参考。

1 天津滨海新区重盐碱土生态绿化的艰巨性

天津滨海新区位于渤海湾畔典型淤泥质海岸带上，东经117°20′～118°00′、北纬38°40′～39°00′，由天津开发区、天津保税区、中新天津生态城等5个功能区和塘沽街道、汉沽街道、大港街道等21个街镇组成，陆域面积2 270km2，其中盐碱土面积1 958.9km2，占土地总面积的86.3%。

1.1 严峻的盐渍生境

天津滨海新区开发建设前的地貌景观类型主要为盐田、滩涂和盐碱荒地(图1、2)，土壤盐分本底值高。天津开发区土壤平均含盐量高达4.73%，天津中新生态城起步区0～1m土体土壤平均含盐量高达2.23%，远高于一般绿化植物耐盐阈值[6-7]。滨海盐碱土质地粘重，渗透系数小，通气透水性能差，脱盐十分困难[8]。滨海新区地下水埋深浅、矿化度高，开发建设整体抬高地势后的地下水埋深在1.5～2.5m，矿化度一般在3～10g/L，最高达30g/L。区域地势低平，地面高程1～3m，坡降约1/10 000，地表排水不畅，加剧了土壤盐渍化。区域年降雨量约600mm，年蒸发量是降雨量的3倍，且降雨、蒸发季节性变化明显。滨海新区自然条件加剧了土壤盐渍化，形成了严峻的盐渍生境，十分不利于土壤改良和绿化植物生长[9]。

图1 滨海新区盐田景观(江涛摄)

图2 滨海新区盐碱荒地景观(作者摄)

1.2 有限的地下生长空间

天津滨海新区开发建设普遍抬高地势后，包气带土壤土层深度在1.5～2.5m，且含盐量高。采取改良措施使包气带土层土壤脱盐时，土壤脱盐深度越大，则改良成本越高、改良时间越长、改良难度越大。考虑盐碱土改良的经济、时间成本和技术可行性，盐碱地绿化只改良一定深度的土壤，通常土壤改良深度(地下纵向空间)不超过1.2m[10]。另外盐碱土绿化只对绿化范围内的土壤(地下横向空间)进行改良，不可能对全区域土壤进行改良。因而，即使盐碱土经改良后成功营建了绿地，绿地植物地下生长空间也十分狭小，如同长期生长在一个大的“花盆”内，且“花盆”内的土壤也时刻面临周围盐渍环境的威胁，极易发生次生盐渍化。有限的地下营养生长空间、潜在的次生盐渍化威胁极易造成绿化植物生长不良、早衰，甚至死亡，绿地系统的稳定可持续性面临着严峻挑战。

1.3 贫乏的绿化植物资源

天津滨海新区自然植物资源种类少，以盐生植物为主，且主要是盐地碱蓬等一年生盐生植物[11]。盐生植物绿期较短，单株绿量较小，景观效果较差，生态功能较弱，不能作为主要绿化植物大量用于城市区域盐碱土绿化。滨海新区盐碱土绿化面临适生绿化植物资源稀缺的挑战。

2 天津滨海新区重盐碱土生态绿化策略

统筹分析天津滨海新区立地环境、区域土壤水盐运移特征、绿化植物生物生态学特征，以及城市环境条件与绿化建设需求，综合考虑重盐碱地生态建设成本、周期与效益，以建设生态稳定性绿地系统，实现生态、经济、社会效益共赢为目标，基于恢复生态学、景观学生态原理等制定滨海新区重盐碱土生态绿化应对策略(图3)。

2.1 构建淡化根层土壤环境

改良盐碱土、降低土体盐碱成分、消减盐碱障碍是盐碱地生态绿化建设的前提和基础。滨海新区盐碱地绿化土壤改良确立了“规划先行、工程为主、多措并举、规范实用”的原则方针。

先行开展区域绿地系统、水系、市政雨水管网整体规划，解决区域盐碱土改良水盐出路；开发利用灌排工程技术控制地下水位，改良盐碱土；综合利用工程改良措施与物理、化学、生物改良配套措施治理盐碱土；制定盐碱土改良相关技术标准，规范盐碱土改良技术措施，适度改良盐碱土[12]。当前滨海新区盐碱土改良土壤含盐量以下降到0.3%为标准，该盐分含量在大多数园林植物的耐盐承受范围内；盐碱土改良深度以基本满足园林植物根系生长所需地下土壤空间为标准，一般草坪、地被植物30～40cm，花灌木60～80cm，乔木100～120cm。

图3 滨海新区盐碱土绿化应对策略(作者绘)

2.2 开发适生绿化植物资源

开展植物引种驯化，开发适应滨海新区自然条件和改良后土壤条件的绿化植物。滨海新区盐碱土绿化植物引种驯化遵循以下基本原则：1)适地适树原则，以乡土绿化植物为主；2)抗逆性强原则，选择耐盐碱、耐瘠薄、抗病虫害强的绿化植物；3)植物和景观多样性原则。

盐碱土绿化建设前几年，脱盐改良的土壤仍含有一定的盐分(0.2%～0.3%)，土壤基本为生土，以引进栽植耐盐碱植物和乡土植物为主，如白蜡、国槐、臭椿、栾树、山桃、杏树、西府海棠、金银木、柽柳、马蔺和荷兰菊等。经过几年的绿地养护，土壤熟化程度得到提高，可逐步增加引进栽植植物品种的数量。

2.3 管控土壤-植物系统

强化盐碱土绿化施工和养护管理是绿地得以持续稳定的根本保证。天津滨海新区针对盐碱土绿化特点确立了“建标准、强监管、严监测”的管控策略。

建立和完善盐碱土绿化施工技术标准和养护管理作业手册，如盐碱土绿化种植土和苗木质量标准、盐碱土绿地灌溉和施肥手册等；加强施工过程和养护作业监督管理，重点监管改土工艺、培肥工艺；建立绿地质量定位观测系统，严格监测绿地土壤水肥盐动态和排盐系统运行状态[13]。

表1 滨海盐碱土绿化土壤改良排盐管埋深、间距技术参数设计值

3 天津滨海新区重盐碱土生态绿化技术体系

3.1 淡化根层土壤构建技术

针对区域盐渍环境特点，根据“盐随水来、盐随水去”原理，开发利用暗管排盐工程技术和相关配套技术快速高效改良盐碱土，构建适宜绿化植物生长的“淡化”土壤空间。

3.1.1 暗管排盐绿化工程技术

天津滨海新区重盐碱土改良的关键在于如何有效控制地下水位，促进盐分向下运动，抑制盐分向上运动。综合分析比较国内外盐碱土改良技术，在国内首先提出将农田暗管排水技术应用于城市区域盐碱土绿化土壤改良，并经过探索和实践，对农田暗管排水技术进行改进和创新，创建了适用于滨海浅潜水地区重盐碱土规模绿化的“浅密式”暗管排盐工程改良技术[14-15]。“浅密式”暗管排盐系统由隔盐层、排盐管、集水管、集水井、排水管和出水口等组成，集水井用于排盐系统监测和检修，排水管接入市政雨水管网或地表水系。排盐管埋深技术参数根据建立的地下水“允许深度”概念设计，早期的间距技术参数主要依据经验，2011年建立了设计间距技术参数的理论计算方法[16]。表1为不同地区盐碱土绿化土壤改良排盐管埋深、间距技术参数设计推荐值。

与常规农田暗管排水技术相比，“浅密式”暗管排盐工程技术优点突出[17]，体现在：1)暗管埋深浅，工程量小、施工便捷、工程质量有保证，适合滨海浅潜水地区应用；2)有效利用市政排水管网，减少配套排水管网建设投入，减少投资40%；3)减短盐分淋洗运移路径，提高排盐效率50%；4)排水排盐、调控地下水位效果稳定。

3.1.2 暗管排盐配套技术

天津滨海新区重盐碱土质地粘重、土壤板结，水盐在土体中运移困难，影响暗管排盐技术改土效率。循环利用粉煤灰、炉渣、磷石膏、脱硫石膏和发酵残渣等工业固体废弃物和开发利用土壤结构改良剂改良土体结构，改善土壤通气透水能力[18-19]。在暗管排盐与灌溉淋洗协同改良下，距暗管较近区域分配的灌溉水多、土壤脱盐快，远离暗管区域分配的灌溉水少、土壤脱盐慢，土壤改良空间不一致[20]。改变灌溉淋洗方式，采用分区淋洗、间歇淋洗改良土壤，提高土壤脱盐空间均一性[21]。开发利用中水、微咸水等劣质水源淋洗盐碱土，节约淡水资源[22]。

3.2 适生绿化植物资源开发技术

绿化植物的选择与配置是绿化建设的核心内容，是绿地生态系统稳定与优化的基础。盐碱土绿化土壤盐碱、结构、肥力等改良与熟化过程缓慢，甚至需要几年的时间，因此需尤为重视绿化植物的选择。

3.2.1 常规绿化植物开发应用

采取实地调查、查阅文献资料等方法和手段，引进在同纬度地区、盐碱地区等生长表现优良的常规绿化植物，经过试种、耐盐性试验、工程示范应用等过程，筛选能够在天津滨海新区重盐碱土绿化建设中推广应用的绿化植物，据此制定滨海新区重盐碱土绿化常规植物名录，并进行植物耐盐性分级和应用分类。经过30多年的引种、试种和工程应用，目前天津滨海新区重盐碱土绿化常规植物名录已包含150余种绿化植物，其中乔木约40种，花灌木约70种，藤本植物8种，草坪、地被植物约30种。

3.2.2 新优绿化植物资源开发应用

天津滨海新区在绿地土壤质量得到显著提升的基础上，开展了新优绿化植物开发利用工作，经引种驯化、筛选培育、扩繁和示范推广等过程，开发适应本地区环境的新优绿化植物品种[23-24]。

天津滨海新区建设了面积为26万m2的泰达植物资源库，引进绿化植物种质资源3 000余种。引进月季、蔷薇品种300余种，筛选出耐盐性较强的品种100余种；从国内外引进“红玉”“道格”“草原之火”欧美海棠等海棠类品种60余种，筛选出耐盐性较强的品种20余种；从国内外引进4个科32个属100余种观赏草，评价观赏草耐盐、抗旱、耐涝、耐荫性，优选出狼尾草、斑叶芒、大油芒、拂子茅和花叶芒等品种；引进各类彩叶植物50余种，优选出金叶皂荚、金叶榆、金叶国槐、紫叶合欢、红叶臭椿、紫叶矮樱、美人梅、金叶接骨木、金叶莸和红叶杨等品种；收集引进耐盐碱玫瑰、红花柽柳、醉鱼木、滨梅、银水牛果和长穗偃麦草等60余种耐盐或盐生植物，筛选出耐盐碱玫瑰、醉鱼木、红花柽柳等抗性较强的绿化植物。

3.3 土壤-植物系统管控技术

经30多年的研究与实践，天津滨海新区建立完善了盐碱土绿化植物栽植、绿地水肥盐调控等管控技术体系，保障了绿地生态系统的持续稳定与永续发展。

3.3.1 盐碱土绿化植物栽植技术

滨海盐碱土养分贫瘠，有机质含量大多在1%以下，栽植植物前应先培肥改良种植土。树穴土壤一般施4～8kg/穴盐碱土专用有机肥，草坪、地被种植土壤一般施3～6kg/m2盐碱土专用有机肥，大规格苗木、针叶树种等树穴土壤按配比设计进行改良[25]。盐碱土绿化新栽苗木缓苗较慢，为保证栽植成活率，应严控苗木质量，苗木一般应带土球，树冠应适当修剪，栽植后加强土壤水分管理。

3.3.2 盐碱土绿地水肥盐调控技术

图4 天津开发区泰丰公园(王同领摄)

图5 滨海新区临港湿地公园(贾成龙摄)

经过试验和长期定位观测，制定绿地盐分管控技术：春季土壤强烈积盐期，植物萌发前后适时补充灌溉2～3次，灌水量10～15cm；生长期根据植物需求适时灌溉；秋季土壤积盐期，植物进入休眠前后适时补充灌溉1～2次，灌水量5～10cm。近30年的定位监测表明，0～40cm土层土壤盐分已基本趋于稳定(0.1%左右)；深层土壤盐分呈现逐年降低趋势；绿地土壤pH值稳定在8.5以下[26]。

研究分析主要园林植物和典型绿地水分消耗规律，确定乔灌草等不同类型植物主要吸水土层深度、灌溉饱和点、灌溉补偿点，制定相应的灌溉定额、灌溉周期、灌溉频次等指标。如洋白蜡主要吸水土层深度为0～80cm，灌溉饱和点在35%左右，灌溉补偿点在26%左右，年灌溉量约330mm[27]。

研究监测绿地土壤肥力和植物养分含量动态变化等，制定绿地施肥、植物修剪计划。如根据树种、树龄、生长势等，乔木一般每年基施有机肥3～5kg/棵，每2～3年追施复合肥0.5～1.0kg/棵，植物休眠期适时修剪调控树势和地上生物量；花灌木一般每年基施有机肥2～4kg/棵，每1～2年追施复合肥0.2～0.5kg/棵[28]。

3.3.3 盐碱土绿化植物保护技术

对天津滨海新区绿地病虫害进行调查，采集制作了大量标本，共鉴定出园林昆虫120余种，隶属于昆虫纲的10个目和蛛形纲的蜱螨目。园林植物病虫害防治主要采用生物防治、信息素防治等无公害防治方法，减少了传统农药的使用，降低了病虫害防治对环境的危害[29]。

4 天津滨海新区重盐碱土生态绿化成效

天津滨海新区重盐碱土绿化始于天津开发区。1984年12月，天津开发区在滨海盐滩上成立，开始破解盐滩绿化这一世界性难题，经过3年的探索，于1987年创建了以“浅密式”暗管控排盐技术为核心的盐碱土改良绿化技术模式，并在滨海盐滩上成功建设了第一片绿地。从此，天津开发区与滨海新区重盐碱土生态绿化建设走上了蓬勃发展之路。

历经30余年的发展，天津开发区在33km2的盐滩上建成了泰丰公园、泰达公园等20余座不同类型的公园，长约23km、宽20～50m的环城生态防护廊道，以及纵横交错的区内行道树绿网，形成“点、线、面”结合的城市绿地系统，绿化面积总计约1 100万m2。区内盐碱地绿化植物长势良好，栽植成活率和保存率在95%以上。天津开发区由初期的盐碱荒滩华丽转身为三季有花、四季有绿、色彩丰富、景观多样的生态园林城区(图4)。

天津滨海新区自2009年正式成立以来，盐碱土生态绿化建设发展迅猛，每年盐碱土绿化新增面积约500万m2，生态环境得到明显改善(图5)。2018年滨海新区建成区绿化覆盖率达38.05%，绿地率达到36.99%，人均公园绿地面积达到12.60m2。天津中新生态城历经9年发展，盐碱土绿化面积已达755万m2，建成区绿化覆盖率达50%，建设了中新友好公园、生态谷、惠风溪、惠风溪和数个社区公园，构建了“一园、一谷、两溪、多点”的景观格局。

5 结语与建议

盐碱土绿化是园林绿化与生态环境建设领域的重要难题。天津滨海新区在重盐碱土生态绿化方面坚持科学发展观，尊重自然规律，遵循生态学原理，创新构建了盐碱土生态绿化技术体系，并进行大规模推广应用，取得了显著的生态、经济和社会效益。总结30年来滨海新区盐碱土绿化发展经验，笔者认为滨海城市盐碱土绿化应注重以下几个方面。

1)滨海盐碱地区普遍地下水位高、排水不畅，盐碱土绿化应提前做好排水规划，解决好土壤改良水盐出路。天津滨海新区规划将城市雨水管网和地表水系作为盐碱土改良排水排盐通道。有些地区由于没有合适的排水通道，盐碱土绿化只能采取强排、抬高地势等措施。

2)绿化植物大多具有一定的耐盐能力，应充分利用植物的耐盐性适度改良盐碱土。滨海新区将盐碱土含盐量改良标准设定为0.3%，基本能满足绿化植物的生长需求。适度改良盐碱土能降低改良难度，减少改良成本，节约水土资源。

3)盐碱土绿化应适度扩大植物地下生长空间，基本保证植物持续健康生长的需求。滨海新区部分国槐、白蜡等行道树绿化种植槽宽度仅有1.2m，地下生长空间狭小，行道树成林后逐渐出现生长缓慢、早衰等退化现象。采取改良人行道铺装下的盐碱土措施，将行道树地下横向生长空间扩大到2～3m，植物生长恢复正常。

4)盐碱土改良具有长期性、反复性和复杂性等特点，盐碱土绿化也具有特殊性，应尤为重视绿地管护和质量监测，防控土壤次生盐渍化，保证水肥供给充足。天津滨海新区部分工业厂区绿地由于管护不周，导致植物长势弱、病虫害严重、绿期较短，而公共绿地因精心管护，植物长势良好、绿期明显延长。