山东地区盐碱地林业发展建设的探讨

2021-12-13 08:59:22孙伟博惠宇飞李红岩李玲玲
中国林业经济 2021年6期
关键词:盐碱化盐碱地林木

孙伟博,惠宇飞,李红岩,李玲玲,王 璞

(南京林业大学 生物与环境学院,南京 210037)

长期以来,土地盐碱化一直都是困扰全球大部分国家的一大难题。土壤的盐碱化不仅造成了土壤理化性质的恶化,同时也通过盐碱胁迫干扰植物的各种代谢活动从而抑制植物的营养吸收和生长发育[1],由此带来了盐碱地区生态环境的恶化以及森林质量的整体下降。为解决这一难题,国内外众多研究人员对盐碱地绿化建设及改良治理进行了长期的探索和研究,研究的主要重点在耐盐树种的选择培育和利用林木种植实现盐碱地生态改良的工作上。山东地区盐碱地在多个地市均有分布,对土地盐碱化不加以控制和解决,盐碱地的生态状况将持续恶化,在没有足够植被覆盖的盐碱地上,水分流失更为严重,盐碱化的土地面积将持续增多,发展盐碱地林业建设进行盐碱土壤的改良利用,是改善当地生态环境、增强可持续发展、开辟生态经济价值增长点的良好举措。

1 山东盐碱地状况

盐碱地在山东省多个地市均有分布,根据山东省第二次土壤普查结果,全省盐碱土面积约为47.60万hm2,占山东土地总面积的3.1%,省内盐碱地主要分为滨海盐碱地和内陆盐碱地两种类型。滨海盐碱地主要分布于沿海滩涂地区,土壤中含盐量均大于0.1%,多数含盐量超过0.4%。该类型盐碱地在山东省内主要分布于潍坊、滨州和东营市沿海地区,三地滨海盐碱地面积占山东盐碱地总面积的比例超过75%[2]。内陆盐碱地主要分布于河流泥土淤积形成的三角洲地区,在山东省内主要是指黄河三角洲。在三角洲地区,由于地下水位较浅且矿化度高,蒸降比大,盐分随水转移至土壤表层,容易形成盐碱地带。该类型盐碱地主要分布于聊城、菏泽和德州等地的黄河冲积平原地区。内陆盐碱地特点属于土壤表层含盐量较高,因此,生态条件较滨海盐碱地更利于植被的生存。

根据土壤盐渍度,盐碱地划分为三种类型,分别是轻度盐碱地(土壤含盐量0.1%~0.2%)、中度盐碱地(土壤含盐量0.2%~0.4%)和重度盐碱地(土壤含盐量0.4%~0.6%)。从盐碱程度划分标准统计,山东地区的轻度、中度和重度盐碱地分别占比44.80%,28.99%和26.21%[3],盐碱地生态改良潜力较大。轻度盐碱地可以根据实际情况直接进行生物改良,种植各类耐盐碱植物;中度盐碱地需要进行合适的土壤工程改造后实现植被种植覆盖;而重度盐碱地需要利用多种手段进行土壤恢复后才能够进行耐盐植物的种植。

2 山东省盐碱地植被覆盖情况

山东整体属于温带季风气候,广泛分布的林木植被类型为落叶阔叶林。省内主要盐碱地区的原生植被具有一定程度的多样性,包括75种植物,分属于30科65属[4]。其中草本植物占绝大多数,比例高达89.19%。

滨海盐碱地植被在不同程度盐碱化的土地上分布种类有所差异,草本植物主要包括猪毛菜(Salsola collina)、鹅绒藤(Cynanchum chinense)、魁蒿(Artemisia princeps)、稗草(Echinochloa crusgalli)、狗尾草(Setaria viridis)、地锦(Parthenocissus tricuspidata)、牛筋草(Eleusine indica)、苣荬菜(Sonchus wightianus)、铁苋菜(Acalypha australis)、马齿苋(Portulaca oleracea)、小藜(Chenopodium ficifolium)等;滨海盐碱地覆盖的林木主要是通过绿化改造形成的人工林,主要有皂角(Gleditsia sinensis)、臭椿(Ailanthus altissima)、白蜡(Fraxinus chinensis)、槐(Sophora japonica)、旱柳(Salix matsudana)、三球悬铃木(Platanus orientalis)、白榆(Ulmus pumila)、欧美杨(Populus×euramericana)等[5]。

山东地区内陆盐碱地属于暖温带落叶阔叶林,原生植被主要是耐盐性的灌木丛和盐碱地草甸,建国前不存在规模化的人工林植被类型。在山东实施造林绿化改良盐碱地项目后,在盐碱地地区大力营造柽柳(Tamarix chinensis Lour.)、旱柳、桑树(Morus alba L.)、槐、白刺(Nitraria sibirica Pall.)等乡土树种的人工防护林,并通过引种、驯化等手段,形成了枣树(Ziziphus jujuba Mill.)、刺槐(Robinia pseudoacacia L.)、白榆、臭椿、白蜡等人工林的规模化种植。

山东省在上世纪50年代即开始在省内的盐碱地进行人工防护林的种植,以充分利用土地资源,并改善盐碱地生态环境。在黄河三角洲以及滨海盐碱地进行了规模化的人工林建造,至今仍保留有国内最大面积的刺槐人工林。但随时间增长,到90年代后期,人工林出现严重的林木衰退现象。此时,山东省再次加强盐碱地耐盐绿化树种的引种栽培工作,进一步丰富了盐碱地林木的遗传多样性和生态多样性,但由于自然环境的变化及立地条件调查分析不够准确、引种科学性不够规范等多方面的原因,仍然出现了大量的低效林,加之地被植物的引种栽培工作开展不够全面,一定程度上制约了相关地区盐碱地的生态改造和恢复。

3 盐碱地林业发展的生态改造价值

土地盐碱化是当前人类面对较为严重的环境问题之一,土壤中盐碱成分高于正常土壤中的含量,严重影响土地的理化性质和使用价值,盐碱化较为严重的土地上植物无法生存。

在山东省内,内陆盐碱地主要分布于黄河三角洲地区,总面积约54万hm2,湿地面积约20万hm2,湿地水面面积在2020年达到5.9万hm2,对于山东省的经济发展、近海生态环境和生物多样性具有重要影响。但由于地下水位浅且矿化度高,临海范围内海水入侵,该地区春旱夏涝等环境因素,存在大量的盐碱化土地,在建国前该地区仅存部分自然生长的薄弱草本植被,抵抗环境胁迫能力低,生态系统脆弱,加之自然灾害频发,造成大量土地荒废,无法有效利用,整体的生态环境和经济发展收到严重制约。东营市是山东省盐碱地资源分布最广的地区,近年来,东营地区通过人工林推广和地被植物覆盖,使盐碱程度有效降低的土地面积增长13.26%,有效地改善了盐碱地土壤环境。在此基础上,进一步采用花卉苗木栽培、盐碱地水稻种植、盐碱地生态改良等多项措施,提高可供人工栽培植被的土地面积[6]。仅“渤海粮仓”工程一项就为东营市完成8 000hm2盐碱荒地改造,且基本达到中产田的产出水平,全市20 000hm2中低产田实现产量增收,成为中高产田,有效增加了耕地面积,显著提升了当地的农业收入。利用盐碱地研发和推广耐盐植被种植与水产养殖相结合,依托各种创新平台,大力发展综合种养模式,研发和推广的“菜—渔”“稻—蟹(虾)”“蟹—鳜—水生植物”等综合种养模式,不仅能够增加当地的创收途径,更形成了丰富生物多样性的生态系统。

在滨海盐碱地当中,潍坊市滨海陆域面积67 800hm2,各类盐碱地面积曾经占比高达75%,属于山东省滨海盐碱地面积较高的地市。近年来,依托城际生态廊道项目,潍坊滨海区大力开展治碱工程,仅2020年一年时间,潍坊滨海经济技术开发区栽种乔木及灌木200万株,地被植物400hm2,完成市级造林任务573hm2,大量种植黑松、白蜡、柽柳等耐盐树种,并以柽柳为基础,成功培育出鲁台盐杨、环海盐柳、滨海盐松等一系列耐盐碱植物,在集中推广种植后,形成湿地建成区绿化率达35.6%。在人工造林形成的良好局面下,芦苇、牛筋草、野兔、野鸡、刺猬等野生动植物繁衍生息更加旺盛,白鹭、红腿鸥等多种野生水鸟纷纷搭窝筑巢,丰富生物多样性的自然生态链逐渐形成[7]。同时,林下经济及盐碱地生态农业发展良好,开发出盐碱地滨海红苹果、肉苁蓉、碱地黑牛等一批知名特色农畜产品,形成盐碱地特色产业化发展模式,显著地提高了当地居民的收入。

4 盐碱地林木推广存在的问题

对土地盐碱化不加以控制和解决,盐碱地的生态状况将持续恶化,在没有足够植被覆盖的盐碱地上,水分流失更为严重,盐碱化的土地面积将持续增多,盐碱地土壤的改良利用是改善当地生态环境、增强可持续发展、开辟生态经济价值增长点的良好举措。

山东地区在盐碱地林木推广的发展过程中存在的主要问题是人工防护林防护效力的退化。造成山东盐碱地植被防护林效力低下的主要原因有自然因素和非自然因素两方面。由于受盐碱地形成的自然条件制约,植物自身生长环境恶劣,持续的干旱和淹涝会进一步加剧原生植被的退化,没有进行人工造林地区的原生林木不断进入成熟林和过熟林阶段[8],林分结构持续恶化,林木衰老退化严重,生态调节功能降低,抗逆性差,更容易受到病虫害的侵袭,造成盐碱地林地面积减少,生态效能降低。

在非自然因素方面,一个首要的原因是由于对造林地立地条件评估不准确,树种选择存在失误,盲目育种造林,选种的林木自身无法适应该地区盐碱环境,造成林木生长状态差,甚至出现大面积死亡的情况。在育种正确、林木成活率高的造林地,仍然会出现防护效力不足的人工林,其主要原因是由于一味追求绿化效果和降低土壤次生盐渍化,采用高密度造林,且单一树种造林面积占比高,缺少配套的地被植物覆盖,生态体系较脆弱,在林木生长过程中,空间及养分竞争加剧,而抚育管理措施不到位,影响整体的改良效果。

5 适宜盐碱地种植的林木推荐

盐碱地绿化成本是普通土地的4到10倍,因此,盐碱地植被修复与群落构建仍是盐碱地治理面临的重要课题,盐碱地林木建设工程,需要科学有序地推进。在准确分析立地条件下的前提下,选择适宜的树种和地被植物进行推广种植,才可以有效扩大林地面积,增多植物种类,而乔灌草植物的混合种植能够有效增强生态多样性,达到改良土壤结构,降低土壤含盐量,优化土壤生态的目标。表1中列举能够适应山东地区盐碱地生长的多种耐盐植物,可以为不同程度盐碱地的森林质量提升和植物景观改造提供选择。

表1 适宜山东地区生长的耐盐碱植物

部分杂交新品种由于推广范围有限,在评测期,未列入名单。

表1中盐生植物在改良盐碱地功能之外,具有多方面的附加价值。其中,可以食用种类较多且含有较高营养价值,例如碱蓬、合欢、千屈菜、盐角草、沙枣、地肤、马齿苋、互花米草等;多数盐生植物具有医用价值,如皂荚、沙枣、枸杞、二色补血草、槐、合欢、罗布麻、白刺等;盐生植物也可以作为牧草和饲料,如碱茅、虎尾草、芦苇、构树、馒头柳、结缕草等;还有可作为绿色能源(盐角草)、纤维材料(元宝枫)、工业润滑油(蓖麻)、板材(多种乔木)等多种开发用途。多种耐盐植物的混合种植,还可以丰富景观色彩和层次,为营造生态旅游和提升城市形象服务。另外,传统种植的耐盐树种如枣树、无花果、葡萄、桃树、石榴等也具有食用等多方面的经济价值,这些盐生植物下游产品开发利用途径广,附加价值较高,种植难度低且易于管理,能直接增加当地农民经济收入,有效提升区域整体农业经济水平。

6 盐碱地生态改造林木建设建议

在很长的一段时间内,人们利用各种手段进行盐碱地改造以扩大农耕面积,但传统农业的发展需要各种肥料的使用以及人工灌溉,容易破坏土壤的理化性质,使改造的盐碱地土壤出现复碱情况,造成改造盐碱地的效果不佳,甚至会进一步恶化盐碱地环境。因此,对盐碱地改造应进行实地勘察,立足盐碱地实际情况,利用生物改良措施,特别是种植耐盐碱的林木和草地植被,加强盐碱地的固氮、固水,增强土壤微生物活力和有机质含量,改善盐碱地土壤的理化性质,利用混合种植手段发展盐碱农业和生态经济[9],彻底改变盐碱区域生态环境,实现生态繁荣、经济效益和社会发展的统一。

以潍坊和东营地区盐碱地改造的经验为例,进一步做好盐碱地林木建设工作,首先做好立地情况调查,提前规划,合理布局,坚持因地制宜,以盐碱地造林的实际需要出发,提升工程建设质量,对灌排蓄基础水利设施执行高标准配套;其次要满足生态要求,科学育林,营造多树种、多层次、生态系统稳定的复合式防护林,并大力开发林下经济,配合渔牧等产业混合发展,培育生态旅游体系[10],最终实现盐碱地生态经济化、经济生态化的良性发展局面,在复合生态体系的基础上实现生态价值和经济价值的双赢[11-12]。

盐碱地的林业建设是一项长期且复杂的工程,从各方面看,要做好以下工作:对推广林木建设的立地条件进行一定程度的人工改造,整理苗圃地,做到有效地排水降盐,施用合适的有机肥,提高土壤肥力,从而给林木生长提供一个更加有利的环境。科学选种,以乡土树种为主,适当引入外来树种,以乔灌木为主,结合地被草本植物,采用速生树种与慢生树种的合理搭配,形成树种结构合理、树龄结合科学的复合混交林。在种植过程中,要选择科学的播种方式、适宜的播种时间和合理的灌溉方法,在苗木的成活期和生长期做好各项管理工作,保证苗木的快速生长和成活率,并做好病虫害的防治工作,坚持管理的长期性,保证可持续发展,形成长效机制。建立多元化投资机制,大力发展“林渔结合”“林牧结合”以及各种林下经济和旅游经济,缓解财政压力并提高经济效益,创新投资融资机制,吸纳更多的社会资金投入到相关建设当中。做好各项工作,盐碱地的林木建设才能获得更大的生态、经济和社会效益。

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