盐碱地及其综合治理

盐碱地及其综合治理丁国栋目录一、盐碱地概况二、盐碱土土壤水盐运动规律三、盐碱地的综合治理措施四、实例前言人类进入21世纪，科学技术的发展达到了一个新的阶段，极大地推动了社会经济的进步。另一方面，人类面临的环境问题仍然十分突出，如气候变化，土地沙漠化，盐碱化，环境污染等。在发展中国家，由于人口日益增长，耕地面积不断减少，大量森林、草地、湿地等被开垦为耕地，进行集约经营，破坏了原有植被和土壤结构，导致土地盐碱化。在2002年9月约翰内斯堡召开的第二次国际可持续发展会议指出，继第一次国际可持续发展会议(1992里约热内卢)10年之后，全球面临的人口-环境-资源问题更加严重，其中土地沙漠化，水土流失和盐碱化呈现逐步加重的趋势。据估计，全球盐碱地每年以1×106～1．5×106hm2的速度在增长。根据联合国教科文组织和粮农组织不完全统计，全世界盐碱地的面积为9.5438亿公顷，其中我国为9913万公顷。一、盐碱地概况（一）盐碱地含义盐碱土：盐土与碱土以及各类盐化、碱化土壤统称盐渍土或盐碱土。盐土：土壤中含大量的易溶性盐分的土壤，当土壤表层含盐量超过0.6～2.0（‰）时即属盐土。碱土：氯化物的含盐下限为0.6，硫酸盐的积盐下限为2.0，氯化物-硫酸盐及硫酸盐-氯化物盐土的积盐下限为1.0。表层含盐量一般不超过0.5，土壤溶液中含有一定量的苏打，土壤胶体的交换性钠占交换性阳离子总量20%以上，一般pH为9或更高的土壤称为碱土。一、盐碱地概况（二）盐碱地成因地形：盆地或洼地气候：干旱地下水状况：流缓、矿化度高、紧邻地表母质与植物：含盐母质、植物聚盐人为影响：不合理灌溉，次生盐渍化（三）盐碱土的分类盐土滨海盐土草甸盐土沼泽盐土洪积盐土残余盐土碱化盐土碱土草甸碱土草原碱土龟裂碱土一、盐碱地概况一、盐碱地概况（四）盐碱地的分布和类型1.西北内陆盐碱区包括新疆大部分地区，青海的柴达木盆地，甘肃的河西走廊和内蒙西部。2.黄河中上游半干旱盐碱区包括青海，甘肃东部，宁夏，内蒙的河套地区以及陕西，山西的河谷平原。3.黄淮海平原干旱半干旱洼地盐碱区包括黄河下游，海河平原，黄淮平原，地跨京津冀鲁豫以及皖北苏北原。4.东北半湿润半干旱低洼盐碱区包括松嫩平原，辽西盆地，三江平原和呼伦贝尔地区。5.沿海半湿润盐碱区包括华东，华南及江北沿海地区。一、盐碱地概况（五）盐碱对植物的危害盐碱地由于土壤内大量盐分的积累，引起一系列土壤物理性状的恶化：结构粘滞，通气性差，容重高，土温上升慢，土壤中好气性微生物活动性差，养分释放慢，渗透系数低，毛细作用强，更导致表层土壤盐渍化的加剧。盐碱对植物的危害表现在：1、引起植物的生理干旱。盐土中含有过多的可溶性盐类，可提高土壤溶液的渗透压，从而引起植物的生理干旱，使植物根系及种子发芽时不能从土壤吸收足够的水分，甚至还导致水分从根细胞外渗，使植物萎蔫甚至死亡。2、伤害植物组织。土壤含盐量过高，尤其在干旱季节，盐类集聚表土常伤胚轴，其伤害能力以碳酸钠、碳酸钾为最大。在高PH值下，还会导致氢氧根离子对植物的直接伤害。有的植物体内集聚过多的盐，而使原生质受害，蛋白质的合成受到严重阻碍，从而导致含氮的中间代谢物的积聚，造成细胞中害。3、影响植物正常营养。由于钠离子的竞争，使植物对钾、磷和其他营养元素的吸收减少，磷的转移也会受到抑制，从而影响植物的营养状况。4、影响植物的气孔关闭。在高浓度盐类作用下，气孔保卫细胞内的淀粉形成受到阻碍，致使细胞不能关闭，因此植物容易干旱枯萎。一、盐碱地概况（六）盐渍化防治概况1.世界盐渍化防治概况在20世纪初人类就开始认识到盐渍土是一个世界问题，一些过节组织逐步加入到盐渍土防治行列。在世界银行的援助下，巴基斯坦在印度河平原开展了SCAP计划（1960～1996），治理面积7.3×106hm2；埃及在联合国粮农组织（FAO）的资助下，对尼罗河三角洲地区2×106hm2的盐渍土进行了治理；美国、加拿大、日本等国开展了不同规模的盐渍化防治工作。尽管如此，目前世界上得到真整治理的盐渍土还不到其总量的1%。一、盐碱地概况（七）盐渍化防治概况2.我国盐渍化防治概况(1)从50年代到70年代中期,由于不合理的开垦荒地和发展灌溉农业,土地盐碱化面积增加,1958～1978年间,中国有660万hm耕地退化为次生盐碱土。中国在60～70年代建设了很多大型灌溉工程,对提高灌区土地生产力和当地农业生产发展具有重要的作用。但是因各种原因,各灌区都发生了不同程度的次生盐碱化现象。(2)从70年代开始,国家和各省开始大力治理盐碱地,停止一些不合理灌溉,完善排灌配套工程,以及采取生物和农业技术措施等,使灌区地下水位得到控制,到80年代,华北平原和东北平原盐碱土面积约减少一半左右,盐碱化程度也发生很大变化。河套和新疆等地区尽管在一些老灌区的次生盐碱化得到控制,但总体上,土壤的盐碱化尚有不同程度的发展。(3)80年代后期,由于农村实行土地联产承包责任制以及缺乏相应的管理措施,再加上干旱引起的地下水位下降使人们对次生盐碱化发生的警惕性放松,导致排水设施破坏,华北和东北平原土地盐碱化的危险性增加。西北、东北西部和内蒙古等地区,由于人口压力,在大力发展生产的同时,不注意排灌工程的配套、用水的管理和调节,土地盐碱化面积仍在不断扩大。从中国土地盐碱化程度、发展趋势、次生盐碱化发生的危险性以及对21世纪中国食物需求安全性和世界食物贸易的影响等方面考虑中国土地盐碱化防治问题远比其他国家迫切。（八）滨海盐碱地类型、分布和特征1.滨海盐碱地类型（1）滨海盐土:①中性盐土②碱性盐土③酸性盐土（2）滨海重度氯化物盐土（3）滨海中度氯化物盐土（4）滨海轻度氯化物盐渍土（5）脱盐化的苏打型氯化物盐渍土一、盐碱地概况一、盐碱地概况2.滨海盐碱地分布（1）渤海滨海段:包括辽宁、河北、天津、山东等省市。年蒸发量1800毫米左右，年降水量约500～700毫米，蒸降比值为2.5～3.5。（2）黄海、东海滨海段:包括江苏北部、上海、浙江等省市。年蒸发量1000毫米左右，年降水量800～1000毫米左右，蒸降比值接近1。（3）南海滨海段:包括福建、台湾、广东、广西等省(区)和海南岛，由于海岸线曲折漫长，港湾岛屿较多，滨海盐渍土一般为零散分布，唯珠江口海涂面积较大，分布集中。（4）黄淮海平原:黄淮海平原包括北京、天津、河北、山东、河南、安徽北部和江苏北部等。年蒸发量1500～2200毫米，年降水量500～800毫米，蒸降比值为2.5～4.0。一、盐碱地概况3.滨海盐碱地的特征（1）土壤盐分随着离海的远近而变化（2）盐分组成与海水基本一致以氯化钠为主（3）地下水位高、矿化度大4.滨海盐碱地的成土条件（1）滨海盐碱土的盐分主要来自海水。（2）滨海盐碱土的主要类型是滨海浅色草甸盐土和滨海滩地盐土。二、盐碱土土壤水盐运动规律及调控（一）土壤水盐运动的主要影响因素1、气候条件2、地形和地貌3、土壤质地和土体构型4、地下水位5、地下水矿化度与化学性质6、土壤有机质（二）土壤水盐运动规律1、自然条件下的土壤水盐运动规律2、改良利用条件下的土壤水盐运动规律1.气候条件在不同的气候条件下，形成不同的水盐运动规律。年际间的和年内、季节间的降水量差异是造成旱、涝、盐、碱、咸的重要气候因素。例如黄淮海平原水均衡类型属降水蒸散型，水的支出形式主要是蒸散，约占全区水量支出的70%，土壤盐分随水分蒸发而累积。（一）土壤水盐运动的主要影响因素（一）土壤水盐运动的主要影响因素2.地形和地貌滨海平原区为例，就大地形而言，盐碱土多分布在地势低平的内陆盆地、山间洼地，和排水不畅的平原地区。但从小区地形而言，由于地面水集中于洼地，洼地积水补给坡地的地下水，因而缓坡地上的土壤盐碱化常较重。此外，在微小看地形上，当降雨或灌水时，低外受水多，淋溶作用强，高外受水少，而且蒸发作用强，水他由低处向高处不断的补给，盐分在高处积聚形成盐斑。而土壤透水性不良的情况下，含一定盐分的水从高处流向低洼处，由于水分蒸发盐分便在低洼处积累，使土壤发生盐碱化。（一）土壤水盐运动的主要影响因素3.土壤质地和土体构型不同的土壤质地，有着不同的毛管性状，因而土壤质地决定了土壤毛管水上升高度和上升速度，以及水的入渗性能从而直接影响潜水蒸发的速率和水盐动态特征。在土壤水分不断蒸发损失的条件下，地下水中的盐分将随土壤毛管水源源不断地补给表层土壤，随着水分的蒸发，盐分逐渐积存。研究表明，毛管水在有粘土夹层土壤中的上升速度均比砂质土和粘壤质土低，毛管水在有粘土夹层的土壤剖面中，其上升速度随粘土夹层厚度的增加而减慢；相同厚度时，毛管水上升速度随粘土层位的升高而减慢。从表土积盐情况看，若粘土夹层厚度相同，层位俞高，即距地下水面愈远，离地表愈近，其隔盐作用愈大；若粘土层位相同，厚度愈大，隔盐效果愈明显。（一）土壤水盐运动的主要影响因素4.地下水位在黄淮海平原，土壤的形成过程和土壤盐碱化的了生与演变均受地下水位的重要影响和控制。地下水位又是一个在气候、地形、特别是灌溉和排水活动影响下，反映非常灵敏的因素，是人工调控水盐运动的主要方面，是水盐均衡的重要指标。研究表明，地下水埋深越大，潜水补给蒸发量越小。同一种土质，地下水位越高，潜水补给蒸发量越大，盐分在土壤中积累的量也越多。地下水位的变化主要受降雨量和蒸发量、灌水量、和排水量的影响，地下水位的升降和水的平衡状况是一致的。在一个地区，如果来水量大于到去水量时，地下水位就要抬高；反之如来水量小于去水量则地下水位下降。在一年之间也是如此，雨季和灌溉期为高地下水位期，旱季和灌溉期为低地下水位期。在来水量与去水量相对而言平衡的条件下，地下水位也处在一种动态平衡之中。地下水位的这种动态变化与土壤盐分的变化密切相关。却又并非同步升降。当降雨或灌溉时，地下水位被抬高，但土壤盐分却被淋溶，此后随着排水和蒸发，地下水位开始回降，土壤因蒸发而开始积盐，即土壤因蒸发的积盐过程发生在地下水位从高到低的回降过程中，直至水位降至临界深度以下。水位回降越慢，土壤积盐越多。因降雨或灌溉之后，迅速降低地下水位，缩短回落时间和减轻土壤蒸发的措施，是减小土壤积盐的关键。（一）土壤水盐运动的主要影响因素5.地下水矿化度与化学性质地下水位听易溶盐分是强电解质，对水分子有较强的亲和力，因此，在气、液界面发生负吸附，吸附后的盐离子属表面非活性物质，可使水的表面张力增大。地下水矿化度升高时，溶液浓度增大水的表面张力增加，因而溶液的密度也随之增大，但溶液密度的增加率远远超过了毛管表面张力的增加率。在毛管半径相同的条件下，地下水矿化度的增加会使毛管水上升高度降低，从而减小潜水蒸发量。但是潜水蒸发减小的速率常常小于因水溶液浓度增加而使土壤盐分增加的速率。在同一潜水埋深情况下，高矿化地下水的土壤积量大于低矿化水土壤的积盐量。在地下水位和土壤质地基本相同的条件下，地下水矿化度越高，土壤积盐就越多。（一）土壤水盐运动的主要影响因素6.土壤有机质毛管水的上升速度随有机质含量的增加而减慢，潜水蒸发量和表土积盐量则随之降低。有机质含量越高，其抑制水盐上移作用越强。（二）土壤水盐运动规律1.自然条件下的土壤水盐运动规律（1）春季强烈蒸发-积盐阶段（2）夏季降雨淋溶阶段（3）秋季蒸发-积盐阶段（4）冬季相对稳定阶段2.改良利用条件下的土壤水盐运动规律（1）春季灌溉脱盐阶段（2）夏季除涝淋盐阶段（3）秋季不稳定增长阶段（4）冬季相对稳定阶段三、盐碱地的改良措施（一）工程措施（二）农业生物措施（三）林业改良措施（四）化学改良措施（五）其它土壤改良剂的应用（一）工程措施1.井灌井排2.灌水洗盐3.淤积4.开沟排水5.暗管排水6.客土压碱7.压沙治盐8.爆破盐斑（一）工程措施1.井灌井排又称垂直排水。是农业是常用的方法之一。其原理是当利用水泵从机井排水时，地下水位降低，其周围的地下水就不断地向机井的方向侧移，从而降低了地下水位