遏制土壤鹽堿化\\荒漠化的必要性及技術進展

摘要：論述了遏制土壤鹽堿化、荒漠化的必要性，并綜述了當前國內外土壤鹽堿化、荒漠化治理技術的發展趨勢。

關鍵詞：土壤鹽堿化：土地荒漠化；治理

中圖分類號：S156 文獻標識碼：A 文章編號：1006－6500(2008)04－0026－04

1 遏制土壤鹽堿化、荒漠化的必要性

土壤鹽堿化是當今世界性的難題。全世界鹽漬土面積約近10億hm²，分布在世界各大洲干旱地區，主要集中在歐亞大陸、非洲、美洲西部。我國鹽堿土地達9913萬hm²，農林牧用地受鹽堿化危害的土地面積有3630萬hm²，其中耕地921萬hm²，林地412萬hm³，草地2320萬hm²。主要分布在黃淮海平原、黃土高原及西北內陸區，東北平原和沿海地帶也有大面積的鹽堿地。中國還有潛在鹽堿土地約1733萬hm²，東北、內蒙古和西北內陸鹽堿化最為嚴重。全國每年因鹽堿化廢棄的土地達25萬hm³，鹽化耕地每年少收糧食207億kg，年損失鮮草1218億kg。天津市東臨渤海，據《天津土種志》和《天津市農業資源和農業區劃圖集》等有關文獻資料介紹，天津市鹽堿土總面積為49.3萬hm²，占天津市土地總面積的42.3％，其鹽堿土的形成與發展主要受渤海的影響(歷史的、地理的、水文的)，氯化物是主要的土壤鹽害離子。其中濱海鹽土總面積8.1萬hm²，占全市鹽堿土總面積(下同)的16.5％，屬于強氯化物型；氯化物型(以氯化物為主的鹽漬土，包括氯化物、硫酸鹽氯化物、蘇打氯化物)總面積27.87萬hm²，占56.5％；蘇打型(包括氯化物蘇打、硫酸鹽蘇打)總面積7.6萬hm³，占15.4％；硫酸鹽型(以硫酸鹽為主的鹽漬土，包括硫酸鹽、氯化物硫酸鹽、蘇打硫酸鹽)總面積5.73萬hm²，占11.6％。

鹽堿對土壤危害是由鹽堿土壤中HCO3^-、CO3^2-、SO4^2-、Ci^-4種陰離子和Ca²⁺、Mg²⁺、Na⁺3種陽離子組成的12種鹽所致，其中NaCl、Na₂CO₃(馬尿堿)和Na₂sO₄(芒硝)危害最大。土壤內大量鹽分的積累會引起一系列土壤物理性狀的惡化：結構粘滯，通氣性差，體積質量高，土溫上升慢，土壤中好氣性微生物活動差，養分釋放慢，滲透系數低；毛細作用強，導致表層土壤鹽漬化的進一步加劇，造成土壤冷、硬、板現象。鹽堿對植物的危害是：(1)過多的可溶性鹽類可提高土壤溶液的滲透壓，引起植物的生理干旱，使根系及種子發芽時不能從土壤中吸收足夠的水分，甚至還導致水分從根細胞外滲，使植物萎蔫，甚至死亡；(2)在高pH值下還會導致氫氧根離子(OH^-)對植物的直接毒害。植物組織內鹽分過量積聚，會使原生質受害，蛋白質合成受阻，含氮的中間代謝產物積累，造成細胞中毒；(3)由于交換性Na⁺的競爭，使植物對鉀、磷和其他營養元素的吸收減少，磷的轉移也會受到抑制，從而影響植物的營養狀況；(4)在高濃度鹽類作用下，氣孔保衛細胞內的淀粉形成受到阻礙，使細胞不能關閉，植物容易干旱枯萎。總之，鹽堿危害造成農業綜合生產能力下降，嚴重影響農業生產發展和農民生活水平的提高，并使大面積土壤資源難以利用。

土地荒漠化是地球的癌癥，是全球性重大環境問題之一。聯合國最新統計表明，目前全球有近1／2的陸地表面、110多個國家和10億以上人口深受沙漠化影響。非洲和亞洲是土壤荒漠化現象最嚴重的地區。在非洲，46％的土地和4.85億人口受到荒漠化威脅。亞洲一半以上的干旱地區已受到荒漠化的影響，其中中亞地區尤為嚴重。土地荒漠化每年給全球造成的經濟損失約420億美元。我國是世界上荒漠化嚴重的國家之一，全國沙化土地面積約為174.3萬km²，占國土總面積的18.2％，超過全國耕地面積的總和。盡管近年我國土地荒漠化防治取得很大成績，局部地區生態環境得到根本改善，但土地綠化趕不上沙化，“局部好轉、整體擴大”的趨勢仍未得到根本的改變，沙化的年擴展速度已由1994年前的2460km²擴大到目前的3436km²，全國2.67億hm²天然草場也不同程度地出現退化和沙化。土地荒漠化的危害在于：(1)縮小了人類的生存和發展空間；(2)生態環境越來越惡化，沙塵天氣越來越頻繁，水土流失越來越嚴重。據有關統計資料，全國每年流入黃河的泥沙16億t，其中，12億t來自沙化地區。全國水土流失面積達到356萬km²，占陸地國土面積的37％，每年仍以100萬hm²的速度擴展；(3)土地生產力的嚴重衰退。據中科院蘭州沙漠所測算，我國每年風蝕損失折合化肥2.7億t，相當于全國農用化肥產量的數倍。沙漠化使全國草場退化達1.38億hm²，占沙區草場面積的60％；耕地退化773.3萬hm²，占沙區耕地面積的40％；(4)造成嚴重的經濟損失。據《中國荒漠化災害的經濟損失評估》，我國每年沙化造成的直接經濟損失達540億元。

由此可見，土壤鹽堿化、荒漠化問題已成為嚴重威脅人類生存的大問題。因此，遏制土壤鹽堿化、荒漠化，保護土壤資源，改善生態環境，刻不容緩。

2 遏制土壤鹽堿化、荒漠化的技術進展

2.1土壤鹽堿化防治與改良

對于土壤鹽堿化防治與改良許多國家都積累了豐富的經驗。美國從20世紀初開始在西部17個州開墾土地，并持續開展防治土壤鹽堿化的工作，在灌溉洗鹽及暗管排水等技術方面取得了顯著成就。前蘇聯鹽堿地面積分布很廣，有比較完整的以灌溉、排水為中心的水利土壤改良科學技術體系，并在許多國家得到應用。巴基斯坦在灌溉土地上存在大面積次生鹽堿化的問題，近40年來通過改進灌溉技術、推廣豎井排水等措施，已取得了良好效果。在我國，改良利用鹽堿地有悠久歷史，建國以來由于進行了大規模的農田水利工程建設，治理洪澇災害，修建骨干排水工程，使超過667hm²鹽堿耕地得到不同程度的改良利用，數百萬公頃鹽堿荒地開墾為農田，灌溉土地次生鹽堿化基本上得到控制。

2.1.1水利改良措施主要包括排水、灌溉洗鹽、引洪放淤。其中排水是一項帶根本性的措施。排水、灌溉洗鹽利于土壤中鹽分溶解于水中，通過在土壤中滲透，自上而下地把表土層中的可溶性鹽堿洗出去，然后由排水溝排除。所謂放淤是把含有泥沙的水通過渠系引入事先筑好的畦埂和進、退水口建筑物的地塊，用減緩水流的辦法使泥沙沉降下來。由于增加新的淡土層，使地下水位相對降低，抑制土壤返鹽，且含豐富的養分，有利于作物的生長發育。

2.1.2農業技術改良措施主要包括種稻、平整土地、耕作客土、施肥等。因為種稻的田間要經常保持水層，這樣就能使土壤中的鹽分不斷遭到淋洗，隨著種稻年限的延長，土壤脫鹽程度不斷增加。同時結合平整土地，合理耕作，增施有機肥料等措施，可以加速土壤淋鹽，防止表土返鹽。匈牙利、羅馬尼亞、前蘇聯、泰國、我國都在大面積鹽土上種水稻，取得良好的改土增產效果。

2.1.3植物土壤改良措施主要是植樹造林、種植牧草、綠肥等，植樹造林對改良鹽土有良好的作用。林帶可以改善農田小氣候，減低風速，增加空氣溫度，從而減少地表蒸發，抑制返鹽。綠肥牧草種植，具有培肥改土的作用，尤其是它們都有茂密的莖葉覆蓋地面，可減弱地面水分蒸發，抑制土壤返鹽。特別是能固氮的耐鹽樹種和草木(綠肥)植物，既可以減少地表水分的蒸發、防止土壤表面積鹽，又可以降低地下水位和鹽分，改良土壤的物理性狀，增加有機質和土壤微生物，降低土壤pH值，從而徹底改善周圍的生態環境。

2.1.4化學改良措施從鹽堿土的改良研究方法上來看，化學改良較為簡便易行，而且降低土壤堿性，協調和改善鹽堿土壤理化性狀的功能作用成效良好，由此成為國內外土壤研究者改良鹽堿土的主要研究方向。有關研究資料表明，國內外鹽堿土的化學改良劑主要有三大類：一類以石膏等物質為主；一類以硫酸及酸性鹽為主；一類以風化煤及泥炭等有機物為主。研究最多的是以石膏等含鈣物質改良鹽堿土。近年來，與農業生態和環境保護理念相吻合的有機質土壤營養型改良劑成為土壤鹽堿化防治與改良技術新熱點。如中國農業大學的鹽堿土壤生化改良劑“康地寶”，利用有機生化高分子結合土壤中成鹽離子，隨灌溉水將鹽分帶到土壤深處，降堿除鹽，迅速解除鹽分對作物的毒害作用。而且它也具有改善土壤團粒結構，使土壤中營養物質及微量元素轉化為可利用狀態被植物吸收，保證植物在鹽堿地上正常生長；又如上海全新農林科技有限公司引進美國核心技術研究生產全新KOM活化劑土壤改良劑，對于鹽堿地改良、大棚土壤板結化治理、治沙造林、退耕還草等方面也有明顯的效果。再如天津萬特達農業科技發展有限公司研究開發的含酸式鹽生物活性土壤改良劑，針對天津市及“三北”地區鹽堿土壤的特點，引入富含細菌和大量的植物及腐質酸類物質的生物活性有機質成分等改良鹽堿土的有效特色組分，使之既具有改良鹽堿土壤功能又具有生物活性肥料功能的雙重特點。

綜上，在以上土壤鹽堿化防治與改良措施中，水利改良和農業技術改良為傳統土壤鹽堿化防治與改良措施，技術較為成熟，也收到了良好的效果。而植物改良和化學改良則是在現代生物、現代化工基礎上發展起來的鹽堿土壤改良技術，高科技含量，應用廣泛、靈活，成為土壤鹽堿化防治與改良技術發展新趨勢。

2.2土壤荒漠化防治與改良

土壤荒漠化防治與改良是一門科學，必須遵循自然規律，按自然法則辦事。防治土壤荒漠化的根本技術措施就是按照生態適應性和植物地域分布的規律，確定地表植被建設中喬、灌、草的結構和比例，實現最佳配置，增加地表植被覆蓋率。世界上有關國家高度重視沙化的防治問題，采取了許多措施，獲得了可貴的經驗與教訓。

2.2.1營造防沙林帶，實施生態工程日本在0.33萬hm²的沙岸宜林地上營造15萬米寬的海岸防護林，先設置植物沙障固定流沙，形成防護林后對沙丘內側進行開發利用。美國的“防護林帶工程”、“羅斯福工程”，8年共營造防護林帶2.9萬km，保護農田162萬hm²。前蘇聯“斯大林改造自然計劃”營造防護林570萬hm²，營造8條總長5320km的大型國家防護林帶。北非5國阿爾及利亞、摩洛哥、突尼斯、利比亞、埃及等聯合建設一條橫貫北非國家的綠色植物帶，以阻止撒哈拉沙漠的進一步擴展或土地沙漠化，在東西長1500km，南北寬2040km的范圍內營造各種防護林300萬hm²。我國已實施建設“三北”地區防護林體系“綠色長城”工程，一期工程已完成600萬hm²植樹造林任務。目前已使數百萬公頃農田得到保護，輕度沙化得到控制。

2.2.2控制農墾在土地沙化正在發展的農區合理規劃、控制農墾，在草原地區控制載畜量是土壤荒漠化防治必要措施。印度在1.7億hm²草原上放牧4億多頭羊，使一些稀疏干草原很快成為荒漠。內蒙古草原羊的理論載畜量應為0.49只／hm²，而實際載畜量每公頃達0.65只羊，超出33％，這是內蒙古草原沙化加劇蔓延的原因之一。

2.2.3開發沙區風能、光能、熱能開發沙區風能、光能、熱能，為沙區群眾開辟生活用能源的新途徑，減少由于薪采對沙區植被資源的強烈破壞。

2.2.4推廣節水措施水資源是限制荒漠化地區發展的最主要因素，只有走節約用水的道路，可持續發展才有可能成為現實。因此，要大力推廣各種節水措施，搞節水農業、節水牧業，提高水的利用效率。近年來，利用土壤改良劑提高雨水利用率，防止水土流失和解決于旱沙化問題成為一個新的重要研究領域。一方面土壤改良劑通過改變土壤物理狀況，改善土壤結構，使盡可能多的降雨就地入滲，減少水土流失。另一方面土壤改良劑也可作為人工坡面集雨材料，通過坡面化學處理，在坡地上形成人工集流面，使盡可能多的降雨產生徑流，進行雨水匯集利用，緩解作物及苗木干旱缺水，有效保護植被資源，遏制土壤沙化。目前研究最多的是高聚物土壤改良劑，其對防止水土流失和解決干旱沙化問題的效果也最好。其機理是選擇和腐殖酸等土壤有機質具有相似功能團、相似性質的高分子聚合物，模擬土壤中有機大分子物質的作用，創建人工團粒和穩定天然團粒，增大土壤的孔隙度和滲透性，減少地表徑流；同時，形成水蝕保護層，提高土壤穩定性，增加土壤抗外力侵蝕能力，防止水土流失，使土壤具有農林牧價值。