1、61ENVIRONMENTAL PROTECTION Vol.50 No.24 2022问题的提出土壤盐渍化是一种由人为或自然因素造成的土壤灾害1。土壤盐渍化会造成土壤养分有效性的降低,恶化土壤结构,引起土地资源破坏,对植被直接产生盐胁迫作用,对生态环境构成威胁,影响人类生存与环境可持续发展2。近年来,滨海地区城市化进程加快,人口增长迅速,大量土地资源被占用,人地矛盾加剧,土壤盐渍化成为限制滨海地区发展的重要因素3。治理盐碱地已成为特定区域内维持生态系统安全的重要策略4。中国的盐碱地主要集中在沿海地区5。因盐碱土的形成过程受地形地貌、气候、生物、水文、人类活动的影响,不同地区的土壤盐渍化程度、
2、盐渍化特征因子有所差异。本文以天津市滨海新区大港区为例,对滨海土壤盐渍化现状及应对措施进行研究。材料与方法研究区样品采集试验基地位于天津市滨海新区大港区,年均气温为12.2,日照时间长。本文共采集表层土壤样品我国滨海土壤盐渍化现状及应对措施以天津市滨海新区大港区为例文/周学良2591份,土壤纵剖面样品524份,样品采集时间为46月。为保证采样的科学性,样品选自地表至20.5cm深的连续土柱,以采集点为圆心、以30m为半径确定采集区域,进行多点组合采样。分析方法与质量控制样 品 测 试 指 标 包 括:碳 酸 根(CO32-)、全盐量、硫酸根(SO42-)、碳酸氢根(HCO3-)、钾离子(K+)
3、、氯根(Cl-)、钙离子(Ca2+)、钠离子(Na+)、酸碱度(pH)、镁离子(Mg2+)。测试方法参照土工试验方法标准(GB/T501232019)。表1列举了土壤样品成分常用分析方法及检出限。为保证检测结果的准确性及有效性,同时设置空白实验进行对照,所有样品均进行精密度控制、准确度控制,其基本值和检查值偏差均小于偏差允许限。数据处理及分析结果表层土壤理化性质及含盐量分析从测试结果来看,天津市滨海新区大港区表层土壤pH为7.049.85,土壤整体呈碱性,土壤全盐量为0.02%17.7%,不同位置土壤含盐量波动较大,表明不同空间土壤含盐量明显不同。表2为全盐量按含量区间统计情况。由表2可知,有
4、923份样品的全盐量小于0.16%,占35.63%;有819份样品的全盐量区间为0.16%,0.62%),占比为31.61%;有849份样品的全盐量超过(含)0.62%,占比为32.76%。表层土壤盐渍化等级分布分析参照土地质量地球化学评价规范(DZ/T02952016),以土壤盐度为主要指标,参考作物对土壤的反应(生长情况),对土壤盐渍化程度进行探究。结果如表3所示。Current Situation and Countermeasures of Coastal Soil Salinization in ChinaTake Dagang District,Binhai New Area,Ti
5、anjin as an Example摘 要 全球气候变暖导致海平面不断上升,超出海平面的海水会流入或渗透到海滨城市。海水中含有大量的盐分物质,城市地下水盐分含量的急剧增加会对植物生长、城市土地酸碱性等产生影响,加重土壤盐渍化程度。本文针对天津市滨海新区大港区土壤盐渍化问题,从分布、含量、纵向变化、类型等方面分析滨海土壤盐渍化的现状及其影响因素,探究土壤盐渍化的改良措施,基于滨海土壤盐渍化的复杂情况,建议因地制宜,从整平土地、合理规划灌排水渠道、建立生态防护林和防护带、打造农业复合生态工程、合理使用化学改良剂等措施入手,对盐渍化土壤进行生态修复。关键词 土壤盐渍化;滨海土壤;生态修复近年来,滨
6、海地区城市化进程加快,人口增长迅速,大量土地资源被占用,人地矛盾加剧,土壤盐渍化成为限制滨海地区发展的重要因素。DOI:10.14026/ki.0253-9705.2022.24.004业务62在土壤盐渍化分级标准的基础上,对天津市滨海新区大港区表层土壤盐渍化分布空间进行分析。结果表明,天津市滨海新区大港区东部浅层土壤含盐量较西部高,整体呈现东高西低的态势,加上黄河、渤海等自然因素及人们生产、生活等人为因素,更加剧了土壤含盐量分布的不均衡。经测算,在滨海新区大港区表层土壤中,盐土面积为1005.14km2,不同程度的盐渍化土向外延伸分布,面积约为576.61km2。沿海岸线由南至北分布为条带状
7、,向陆地延伸宽度为1020.5km。非盐渍化土面积为332.25km2,集中在农用地地区。因绿化作用,城区表层土壤为非盐渍化土。表层土壤盐渍化类型分析本文采用阴离子含量比值法,对天津市滨海新区大港区土壤盐渍化类型展开研究。土壤盐渍化类型划分见表4,大港区表层土壤盐渍化类型统计见表5。由表5可知,天津市滨海新区大港区表层轻度盐渍化土壤的盐渍化类型主要为硫酸盐氯化物型,占比为71.21%,其次为氯化物型,占比为12.63%;中度盐渍化土壤的盐渍化类型主要为硫酸盐氯化物型、氯化物型,占比分别为61.22%、24.08%;重度盐渍化土壤的盐渍化类型主要为硫酸盐氯化物型,占比为54.50%,其次为氯化物
8、型,占比为35.39%。轻度盐渍化土壤、中度盐渍化土壤、重度盐渍化土壤的盐渍化类型均主要为硫酸盐氯化物型。随着土壤盐渍化程度的增强,硫酸盐氯化物型盐渍化土壤占比逐渐降低,同时由于土壤含盐量(NaCl)的增加,氯化物型盐渍化土壤占比逐渐升高。经过以上实验,分析得出天津市滨海新区大港区表层土壤盐渍化类型分布情况为:从沿海到内地,土壤盐渍化的类型变化依次为氯化物型、硫酸盐氯化物型、硫酸盐型、苏打型。其中,氯化物型盐渍化土壤主要分布在大港城区东部及城区等地,硫酸盐氯化物型土壤分布在中塘镇、太平镇等地,硫酸盐型土壤分布零星,苏打型土壤分布在塘沽城区、小王庄镇等地。表1 土壤样品成分分析方法及检出限指标分
9、析方法检出限/(mg/kg)全盐量重量沉淀法无检出限氯根硝酸银滴定法7硫酸根、钙离子EDTA络合滴定法1碳酸根(碳酸氢根)双指示剂中和滴定法无检出限钾离子、钠离子火焰分光光度法1镁离子钙镁含量滴定法1pH离子选择性电极法1表2 天津市滨海新区大港区表层土壤全盐量按含量区间统计情况土壤全盐量/%样品数量/份占比/%0.02,0.16)0.02,0.06)662.550.06,0.12)50719.570.12,0.16)35013.510.16,0.62)0.16,0.26)39615.280.26,0.42)2459.460.42,0.62)1786.870.620.62,2.2)41015.
10、822.243916.94合计2591100.00表3 天津市滨海新区大港区表层土壤盐渍化情况盐渍化程度作物生长情况土壤盐度/%面积/km2面积占比/%非盐渍化土正常生长0.16332.2517.36轻度盐渍化土抑制轻微0.16,0.26)245.2712.81中度盐渍化土抑制适度0.26,0.42)189.119.88重度盐渍化土抑制严重0.42,0.62)142.237.43盐土死亡0.621005.1452.52合计1914100.00表4 土壤盐渍化类型划分情况盐渍化类型苏打型硫酸盐型氯化物硫酸盐型硫酸盐氯化物型氯化物型离子比值(毫克当量/100克土)(HCO3-+CO32-)/(SO
11、42-+Cl-)1Cl-/SO42-0.50.5Cl-/SO42-11Cl-/SO42-4Cl-/SO42-463ENVIRONMENTAL PROTECTION Vol.50 No.24 2022土壤盐渍化纵向变化分析土壤盐渍化纵向变化受多种因素影响6,人类的生产、生活方式对其影响巨大。在不同的土地利用方式下,土壤盐渍化具有纵向变化特征。坑塘水面、其他草地等无农业生产活动的土地,其土壤盐分剖面为表聚型剖面;人为活动影响较大的土地,其土壤盐分剖面为底聚型剖面。在上层052cm土壤深度内,水浇地含盐量大于绿化地;在中层52102cm和下层102152cm土壤深度内,绿化地含盐量大于水浇地。水浇地
12、052cm土壤盐渍化类型为硫酸盐氯化物型;绿化地052cm土壤盐渍化类型为苏打型、硫酸盐氯化物型。土壤盐渍化影响因素分析地下水矿化度的影响天津市滨海新区大港区地势平坦,地下水位埋深相差较小,水力坡度小,浅层地下水径流条件较弱,径流滞缓。海水渗透到天津滨海的地下水中,地下水通过毛细作用自下而上渗流到地表。地下水矿物质含量越高,渗流到表层土壤的盐分则越高7。地下水中的盐分从土层下部向上部迁移是通过毛细管水的垂向渗流来实现的,因此受到结构、土质、地下水矿化度、地下水位埋深等因素制约8。含盐量低者形成非盐渍化土壤或轻度盐渍化土壤,含盐量高者易形成重度盐渍化土壤。地形、地貌的影响受海河水系影响,天津市滨
13、海新区大港区土壤类型为潮土、湿潮土、盐化潮土,均存在表层土壤盐渍化问题。盐渍化土壤面积和程度均有所增加。在土中,盐分运移到最高位置,受毛细水上升高度控制显著,表层土盐渍化程度受微地貌变化、地面高程或地下水位埋深影响9。因为盐随水从高处向低处流,使得盐分积累在土壤表层,所以在蒸发作用下,洼地容易形成积盐。从微地形来说,因蒸发快,盐分从低处向高处移动,形成较轻的低处积盐,在高处则具有较重积盐。人类活动的影响地下水是大港区农业用水的主要来源。大港区具有完好的配套机井用于灌溉农业。机井灌溉使土壤水盐运移具有其特有规律:井水中含有大量盐分,盐分会随着井水的使用在土壤中不断积累;在天气炎热的夏季,地下深处
14、的盐分会随着水分的蒸发被带到土壤表层,造成土壤盐渍化。滨海土壤盐渍化应对措施整平土地天津市滨海新区大港区多数土地地势平坦,但在少数不平坦地面易形成盐斑。填平坑地、整修土地,能使土地平整。平整的土地,没有高度差别,从源头上减少了径流的产生,提升了灌水洗盐、伏雨淋盐的效果10,同时,也防止了洼地受淹、高处返盐。合理规划灌排水渠道天津市滨海新区大港区原有的重灌轻排模式造成地下水位升高,盐碱化面积扩大。开挖干、支、斗深沟排水系统,在雨季迅速排除洪涝,可起到排盐降碱作用。在重度盐渍化地区,需要注意地下水高度,若地下水位过高,修建排水沟不能满足需求,则需要抬升地面,形成高度差,以保证顺利排盐。建立生态防护
15、林和防护带在盐渍化区以种植柳树为主,构建灌木、乔木、草叶交互地带,同表5 天津市滨海新区大港区表层土壤盐渍化类型统计盐渍化等级盐渍化类型样品数量/份占比/%非盐渍化(样品数923)苏打型49453.52硫酸盐型181.95氯化物硫酸盐型11812.78硫酸盐氯化物型27229.45氯化物型212.30轻度盐渍化(样品数396)苏打型61.52硫酸盐型215.30氯化物硫酸盐型379.34硫酸盐氯化物型28271.21氯化物型5012.63中度盐渍化(样品数245)硫酸盐型124.90氯化物硫酸盐型249.80硫酸盐氯化物型15061.22氯化物型5924.08重度盐渍化(样品数178)硫酸盐型
16、73.93氯化物硫酸盐型116.18硫酸盐氯化物型9754.50氯化物型6335.39业务64时辅以农业水利,方便灌溉。选择易成活、抗旱、抗盐能力强的白杨等植物,打造多重防护林体系。在天津市滨海新区大港区开展湿地修复,通过扩展保护区范围,大量种植如柽柳、芦苇、盐地碱蓬等耐盐碱植物,利用生物的净化及吸收功能,修复盐渍化土地11。合理配置其他物种,保障物种间的水平衡,形成和盐渍化程度相适宜的湿地景观恢复区域。打造农业复合生态工程在天津市滨海新区大港区实施农业生态工程,包括种植结构选育工程、抗旱耐盐品种工程、改土培肥生态工程、林农复合生态工程,改善海水入侵引起的盐渍化问题和大棚种植造成的次生盐渍化问
17、题。通过改良品种和采取生态措施,在保护地发展高效节水农业,防止发生次生盐渍化。在滨海区域通过林农联合作业,建造人工林,在低洼湿地区域种植杂交水稻,在盐渍化轻微地区种植棉花等作物,打造层次分明、林农套种的复合生态工程。合理使用化学改良剂针 对 盐 碱 化 土 地 呈 碱 性 的 特点,采用化学处理的方法降低土壤碱性。在土壤中施以酸性化肥、改良剂等12,利用酸碱中和原理,降低土壤碱性,酸碱中和生成的水也能起到稀释盐分的作用。参 考 文 献1李玉,田宪艺,王振林,等.有机肥替代部分化肥对滨海盐碱地土壤改良和小麦产量的影响J.土壤,2019,51(6):1173-1182.2李小牛,苏沛兰.中度盐碱地
18、不同秸秆覆盖量对土壤含盐量的影响J.灌溉排水学报,2017,36(S1):66-70.3ZHAOQ,BAIJ,LUQ,etal.Effectsof salinity on dynamics of soilcarbonindegradedcoastalwetlands:i m p l i c a t i o n s o n w e t l a n drestorationJ.Physics&ChemistryoftheEarth,2017(97):12-18.4张梦璇,董智,李红丽,等.不同白榆品系对滨海盐碱地的改良效果及盐分离子的分布与吸收J.水土保持学报,2018,32(6):340-345
19、.5何海锋,吴娜,刘吉利,等.柳枝稷种植年限对盐碱土壤理化性质的影响J.生态环境学报,2020,29(2):285-292.6邓玲,魏文杰,胡建,等.秸秆覆盖对滨海盐碱地水盐运移的影响J.农学学报,2017,7(11):23-26.7高惠敏,王相平,屈忠义,等.脱硫石膏与有机物料配施对河套灌区土壤改良及向日葵生长的影响J.灌溉排水学报,2020,39(8):85-92.8王朋飞,杨思存,陈英,等.基于典范对应分析的河西绿洲灌区土壤盐渍化特征J.甘肃农业大学学报,2016,51(4):92-100.9张小栋.滨海盐渍化土壤改良效应研究D.保定:河北农业大学,2020.10王曼华,陈为峰,宋希亮,等.秸秆双层覆盖对盐碱地水盐运动影响初步研究J.土壤学报,2017,54(6):1395-1403.11李奇霏.胶州湾典型河口区土壤盐渍化特征及养殖池塘土壤盐分淋洗研究D.青岛:青岛大学,2018.12王杰,王计平,杨秀艳,等.渤海湾河口三角洲盐碱地生态修复研究进展J.世界林业研究,2020,33(4):68-73.(作者单位:上海师范大学马克思主义学院)土壤盐渍化成为限制滨海地区发展的重要因素