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土壤盐碱化及其防治措施[摘要]根据水文地质学原理分析土壤盐碱化产生的原因,并为土壤盐碱化的防治措施提供了可靠的依据。[关键词]土壤盐碱化;水文地质;防治措施1土壤盐碱化的成因在干旱、半干旱的气候条件下,地下水径流不良,潜水埋藏又较浅的地区,极易产生土壤盐碱化。在这些地区溉,特别是不合理的灌溉时,会使潜水位迅速抬高致临界深度,甚至接近地面。由于地下水和土壤水分不断蒸发,土壤盐分剧增而产生次生盐碱化或使原生盐碱地的程度加重。因此地下水是土壤发生盐碱化的决定条件。111地下径流滞缓地下水在运动过程中,能溶解岩石或成土母质的盐分;河水在补给地下水时,也同时把水中的盐分带到地下水中,这些都促成了地下水含有一定的盐分。在地下水运动过程中,有受地形、地貌、成土母质的影响,在不同的地貌部位,地下水埋藏深浅、径流通畅与滞缓、地下水矿化度高低等均有差异,而影响到土壤的积盐状况。一般地势越低,地面和地下径流不畅通,地下水埋藏越浅、矿化度越高,土壤越易发生盐碱化,反之则不宜发生盐碱化。112地下水位的升高农田灌溉本来是缺水地区增加农田生产的有效措施。但是,如果灌溉不合理,例如单纯引地表水灌溉,有灌无排,灌水定额过高,大水漫灌,渠道渗漏等,都会给地下水增加新的补给量,破坏地下水的天然收支平衡,引起地下水位升高。上升的速度与地形和岩性有关,在地形坡度较大的地方,原来水位埋藏较深,地下水流坡度和流速也较大,水位上升速度较慢,一般不宜形成次生盐碱化。在低平的地段则相反,原来地下水位埋深就较小,地下水流坡度和流速都小,多呈停滞状态,灌后极易加速地下水位上升。由于不断地蒸发,土壤表层逐渐积盐。岩性条件决定毛细水上升高度和渗透性。粘土层的毛细上升高度大,上升速度和毛细水流量均小,地下径流速度也小。所以,当包气带土壤中有大于10cm的粘土层存在时,有人认为应该看作是隔水层和隔盐层。而亚砂土及亚粘土,粉砂的毛细上升高度虽较粘土为小,但它们的上升速度和所运移的毛细水流量均较大。所以,对水、盐运移作用大,灌溉后也易于抬高地下水位,形成次生盐碱化。地下水位是决定性因素。一般地下水位埋深越浅,则潜水蒸发量越大,土壤积盐越重。即使在地下水矿化度较低的情况下,如果地下水埋深较浅时,由于地下水因蒸发进入土壤中的水分较多,也携带较多盐分,使土壤积盐。如地下水矿化度在2~3g/l左右,地下水埋深在115m左右,即便在夹粘土的轻质土的条件下,土壤仍会发生积盐。只有地下水控制在不致因蒸发而使土壤积盐的深度,土壤才不发生盐碱化。113地下水和土壤中的含盐量地下水或土壤中含有一定量盐分,土壤才会产生盐碱化。否则,地下水位抬高也只能形成湿地或沼泽。一般地下水埋深相同的情况下,地下水矿化度越高,地下水向土壤中补给的盐分就越多,土壤积盐越重。即使地下水埋藏较深,蒸发量较少,但因其矿化度高,随毛细管水进入土壤的盐量也大。在砂壤的条件下,当地下水的矿化度在10~15g/l,地下水埋深在218m时土壤仍会发生积盐。高矿化度地下水对底土盐化的影响尤为明显。有的地方表土含盐很轻,但由于地下水矿化度高,底土仍处于轻度或重度盐化状态。上面概括谈到了产生次生盐碱化的主要原因,它们之间是互相联系的。尤其是后两个原因,因为只要含有一定量有害盐分的地下水升高到一定成度,就可发生次生盐碱化。有一个因素不会产生盐碱化,如地下水矿化度再高,而水位很低,盐分运移不上来,也不能出现盐碱化。旱、涝、碱三害往往同时存在,是有其内部联系的。由于旱,特别是春旱,在地下水位较高、径流条件差的情况下,含盐地下水强烈蒸发,形成盐碱地。夏秋季节雨水集中,发生涝灾,使水位抬高,又给盐碱化创造了条件。2土壤盐碱化的防治措施对于土壤盐碱化的预防和治理,一般是从旱、涝、碱综合治理入手,而有灌有排,调空地下水位,则是防治盐碱化的根本措施。应本着以防为主,防治结合原则进行治理。在拟定防治措施之前应进行水文地质调查研究,着重观测和研究地下水和土壤盐分的动态变化。在此基础上采取科学的治理措施。211合理灌溉这是一种预防措施,主要是控制灌溉水对地下的过量补给,将地下水位限制在临界深度以下。这类措施中包括:严格控制灌溉定额,改善灌溉方法;减少水库渠道渗漏;设置排水网等。这样既节约了灌溉用水,控制了地表水的过量渗入,又可把节约的水量用于扩大灌溉面积。如果条件允许,采取渠灌和井灌结合,既开采地下水又补给地下水,这样更容易控制浅层地下水位。正确制定灌水定额,有计划用水。主要抓:统(对水源的利用统一安排)、算(水帐、田亩、时间、劳动)、配(定配水次序和时间)、灌(贯彻丰产的灌溉制度和合理灌水方法)、定(人员、职责)、量(量水和灌水因素数据)等六个环节。进行防渗处理,减少库、渠的渗漏。在难于处理或处理后仍渗漏时,应在下游适当位置开挖截流沟以降低下游的地下水位。沟的深度应以既能降低下游的地下水位,又不增大库区渗漏量为标准。在灌区内渠道很多,应从砂质土渠段开始进行防渗工作,可以采用泥沙充填、夯实或建筑防渗层等方法。212人工排水人工排水是控制地下水位的有效措施。实行有灌有排,排灌结合,控制地下水位在临界深度以下。这样既防盐碱又防涝,同时能加强浅层地下水交替作用,使灌溉水和大气降水渗入过程中不断淋洗土壤中的盐分,将其带入地下水中,促使土壤向脱盐方向转化。21211河渠排水修建河渠系统,不断将多余的地下水排走,达到控制地下水位和制碱的目的。根据经验,排水沟对于土壤脱盐的作用与排水沟的深度和土质有关。一般排水沟单侧脱盐影响范围与沟深的关系为:轻质土沟深117~4m时,脱盐影响范围为沟深的80~100倍,粘质土沟深1~215m时,脱盐影响范围为沟深的80~130倍。21212竖井排水在某些水文地质条件下,适于采用垂直排水系统降低地下水位。当浅水含水层下伏承压水含水层有密切水利联系,且承压含水层的侧压水位高于潜水水位时,承压水便不断补给潜水,这时用排水沟往往不能有效地降低潜水位,而要用竖井抽取承压水。当承压水水质符合灌溉要求时抽出的水还可以用于灌溉,如不符合灌溉要求,则可在水平排水沟底上每隔一定距离打一小口径竖井,使承压水通过井口自流排泄,可节省抽水的动力消耗。当下部承压含水层与潜水含水层联系不密切时,也可直接在潜水层中抽排。为了加强排水效能,可采用各种水量大的井型,例如辐射井、井群等。如果水质符合灌溉要求时,排除的水用于灌溉,在这种情况下,垂直排水比水平排水更为经济合理。21213植物排水树木在生长过程中,通过叶面蒸发排除大量的水分,在一定条件下可以降低地下水水位。一棵15年的柳树每年通过叶面蒸发消耗9114m3水,杨树为8219m3水。据研究灌溉渠系林带的排水影响范围可达200m,潜水位下降最大的地方可达116m。一般多在灌溉渠旁植树,利用它吸收渠道侧渗补给地下水的水量,以消除灌溉渠道两侧可能产生的次生的盐碱化或沼泽化,这就代替了截渗沟的作用。213洗土即用淡水冲洗土壤,溶解土壤中的盐类,使其进入地下水中,再用人工排水的方法将其排走。洗土要与排水结合,要在适当的时期进行,并制定合理的冲洗定额,选择适当的水质和水温,否则不但达不到脱盐的目的,反而引起积盐,加重土壤盐碱化。对于碱土,单纯用水冲洗还不能达到改良的目的,必须同时加入石膏以中和碱土,以及防止由于钠盐土脱盐而向碱土转化。214严格防止地下水矿化度增加主要防止开采地段地下水咸化,防止高矿化度水进入井内以保证淡水灌溉,尽量减少盐分积累,只要保证地下水含盐量不高,在其他条件不变的情况下,也可减轻土壤盐碱化的程度。其次在使用矿化度超过2g/l的地下水灌溉时,要严格控制和采取相应的措施,以免扩大土壤盐碱化。215配合适当的农工技术措施土壤盐碱化往往是多种因素综合作用的结果,正确的农业技术措施也是改碱不可缺少的,一般是采取平整土地,精耕细作,增施有机肥,修条田,衬砌渠道措施。这样,一方面可以节省灌溉,提高灌溉质量;另一方面可以改善土壤结构,增加土壤的透水性和透气性,切断毛细水上升的通道,减少土壤水分蒸发,起到防治次生盐碱化的作用。总之防治土壤盐碱化一定要/碱、涝、旱兼治,蓄、灌、排兼施0,因时因地制宜地采取措施。土壤盐碱化是和水的运动分不开的,水的运动又受旱涝的支配,旱、涝是碱的主要成因,而碱害抑制作物生长,又会加重旱、涝灾情。防碱治碱需要消除旱涝,而治理不当又会加重盐碱化。可见这三大害相伴发生,互为因果。在治理碱、涝、旱灾害当中,应当把防碱治碱放在首位,兼治旱、涝。消除碱、涝、旱的根本措施是灌溉排水。为了加速土壤脱盐和用水洗碱,需要灌溉,有了灌溉,作物不受旱碱威胁,晚苗减少,就有利于抗涝。防止涝灾必须排水,防止土壤次生盐碱化也必须排水。所以,必须灌排并举,才能逐步根除碱、涝、旱灾害。3结语信息网络化对经济和社会的可持续发展产生了深远的影响,同时也对推动和实现水资源的可持续利用产生了积极作用。水资源管理和水信息交流应重视发展因特网和充分利用因特网。水资源可持续利用的因特网战略包括建立中国水门户网站,构筑水信息公共平台;利用因特网推动水行政部门电子政务和水务公开;通过因特网实现水基础数据共享等。土壤盐渍化及其治理措施研究综述摘要:土地是人类赖以生存及其一切社会活动的基本条件。土壤盐渍化是当今世界上土地荒漠化和土地退化的主要类型之一,也是世界性的资源问题和生态问题。土地盐渍化对地区的农业生产和生态环境造成很大影响。因此,较准确的分析土壤盐渍化的空间变异特征及变异尺度,揭示其分布规律来防治区域土壤盐渍化具有重要意义。本文首先提出了盐渍化的相关概念,然后对导致土壤盐渍化的主要因素及其土壤盐渍化的研究目标、研究方法进行全面阐述。结论表明土壤盐渍化的时空变化及其与导致这种变化的驱动力之间的因果反馈关系足够有效地揭示人为和自然因素与土壤盐渍化之间相互作用的内在机制,而且可以此来预测其未来发展趋势。最后在此基础上,提出了防治土壤盐渍化的综合性建议以及土壤盐渍化研究中急待解决的研究课题及其有效的研究手段,从而为进一步拓展和深化土壤盐渍化研究的内容及水平打下了牢固基础。关键词:遥感;盐碱地;成因;研究方法;治理前言近年来随着可开发土地的逐渐利用,人们己经将注意力转向干旱半干旱地区,而在这些地区由于水资源匮乏,农业节水己成为水资源管理的重要问题,而且由于降雨、灌溉和蒸发的交替作用,盐分在非饱和带土壤中不断积累,形成次生盐渍化。土壤盐渍化和次生盐渍化目前已经成为全世界共同面临的一个全球性环境问题。土壤盐渍化是涉及资源问题和生态环境问题,它直接影响了粮食的生产,是农业开发和农业可持续发展的重大限制条件和障碍因素。因此,利用传统手段及其遥感这种具有宏观、综合、动态和快速等特点的高新技术研究盐碱地的性质、范围、地理分布、盐渍程度等方面的信息,是治理盐碱地和防止其进一步恶化的必要前提,加快对盐渍化的动态监测及治理有其重要意义。加强对盐渍化土地的科学管理和改善、提高土地资源利用率,是关系经济发展、社会稳定、地区协调发展和最终实现共同富裕的重大举措,是改善生态环境的重大问题。以改善发展条件,为可持续发展服务为主要研究目的,对区域盐渍化的分布进行全面的定量监测,实现合理、协调地开发和利用国土资源,决定综合治理、利用方向和措施,对区域的生态平衡、经济建设和进行农业可持续发展起到至关重要的作用。1土壤盐渍化的相关概念盐渍土是盐土和碱土以及各种盐化、碱化土壤的统称。盐土是指土壤中可溶盐含量达到对作物生长有显著危害程度的土类。碱土则含有危害植物生长和改变土壤性质的多量交换性钠,又称钠质土。中国所说的盐渍土相当于美国分类有关土纲中的盐化、碱化土类,相当于联合国分类的盐土、碱土单元[1]。盐渍化按其成因可分为原生盐渍化和次生盐渍化两种。由于自然环境因素:气候、地质、地貌、水文和土壤条件等而导致的土壤盐渍化是原生盐渍化,而次生盐渍化是人类对土地资源和水资源不合理利用而引起区域水盐不平衡的结果(关元秀,2001)。盐渍土的形成主要是可溶性盐类在土壤表层重新分配的结果,而盐分在地表层的迁移和聚集是在一定的环境条件下形成的。造成土壤盐渍化的条件,概括的说,有自然条件和人为因素两方面