曹妃甸填海造地新陸地的土壤及其改良與綠化

摘要:為解決填海造地的土壤改良與綠化難題，對曹妃甸新區灘涂土壤和填海造地土壤的基本性狀做了調查研究，并對采用“節水型鹽堿灘地物理-化學-生態綜合改良及植被構建技術”土壤改良及綠化效果進行了分析。結果表明，實行綜合改良后2個月，土壤含鹽量由13.07 g/kg降至1.55~1.67 g/kg，地下水礦化度由20 g/L降至10 g/L;土壤有機質、無機養分大幅提高，土壤容重降低;綠化成活率達到98%。

關鍵詞:濱海潮灘鹽土;填海造地;土壤;改良綠化

中圖分類號:S156文獻標識碼:A DOI編碼:10.3969/j.issn.1006-6500.2010.02.001

Effects of Soil Improvement Greening on Sea Reclamation Land in Caofeidian

MAO Jian-hua1， LIU Tai-xiang2

(1.Tianjin Institute of Agricultural Resources and Environment， Tianjin 300192， China; 2.Tianjin Hai-lin Horticultural and Environmental Engineering Company Limited， Tianjin 300457， China)

Abstract:This study aims to solve the problem of soil improvement greening in sea reclaimed land. We investigated the soil characters of mudflat and sea reclaimed land in Caofeidian new district， then we used water-saving physical-chemical-ecological comprehensive improvement technique and vegetation rehabilitation technique in salina to analyze the effects of soil improvement greening. The results indicated that soil salt content decreased from 13.07 g/kg to 1.55~1.67 g/kg after two months of soil improvement greening， and mineralization degree of groundwater decreased from 20 g/L to 10 g/L. Soil organic matter and inorganic nutrients significantly increased， while soil bulk density decreased. Greening survival rate reached to 98%.

Key words: coastal saline alluvial soil; sea reclaimed; soil; soil improvement greening

繼珠三角、長三角之后，環渤海成為拉動中國經濟增長的“第三極”。曹妃甸的后發優勢十分明顯，將成為以天津濱海新區為龍頭的環渤海地區經濟增長的重要“引擎”。河北省唐山市曹妃甸新區包括曹妃甸工業區，曹妃甸新城(國際生態城)，南堡經濟開發區，唐海縣及灤南縣的南堡鎮和柳贊鎮等，規劃面積1 943.7 km2。隨著曹妃甸深水港建設的推進和10億噸大油田的開發，加之首鋼的遷入，曹妃甸以其區域和資源優勢而成為國家級能源基地，國家級能源中轉樞紐，國家級重工業基地和環渤海地區重要的濱海生態城市。

曹妃甸新區地處渤海灣北岸冀東平原區的南部邊緣，擁有海岸線208 km，灘涂面積1 100 km2。曹妃甸新區的土地后備資源，主要依靠填海造地，根據曹妃甸新區總體規劃，至2020年，填海造地(灘涂造地，鹽田造地，沿海養殖池造地)面積為487 km2，占曹妃甸新區可使用土地總面積(630 km²)的77.3%[1]。

填海造地新陸地(簡稱填海陸地)的綠化是國際上公認的“世界性難題”，同樣也是曹妃甸新區生態環境建設的主要“瓶頸”。本文對曹妃甸灘涂、填海陸地的形成及土壤理化性狀進行了調查研究，并對填海陸地土壤改良和綠化所取得的成果進行分析。

1灘涂土壤(濱海潮灘鹽土)

灘涂是受潮汐、潮流和波浪周期性浸漫的海陸交接的灘地，位于高低潮線間，上界抵人工堤岸，下界至零米等深線，高潮時被海水淹沒，低潮時出露為灘地，自岸向海可劃分為高潮灘、中潮灘和低潮灘。

潮間帶灘涂土壤為海積濱海潮灘鹽土，它是濱海鹽土成土母質的鹽漬淤泥，是濱海鹽土形成過程的初級階段。

曹妃甸砂壤質濱海潮灘鹽土母質為海相沉積物，土體中鹽分含量上下較接近，1 m土體平均含鹽量10.0~20.0 g/kg，Cl-/SO42- 6.0~10.0，鹽分組成以NaCl為主;土壤養分含量低，有機質僅0.3%~0.5%;土壤顏色以灰棕為主，灰藍色潛育層現象普遍;地面為裸地，低洼處偶見黃須、堿蓬。曹妃甸灘涂土壤性質見表1。

從表1可以看出，位于中低潮灘的砂壤質潮灘鹽土，其全鹽含量和養分含量均較低，但因含細砂較多，故土壤滲透性能良好。

高潮灘的粘質龜裂潮灘鹽土，一般不受海水日潮的影響，主要受月潮或半月潮影響，因接受光照較多，土體中水鹽運行頻繁，地表積鹽明顯，故其含鹽量比其他潮灘鹽土都高。因其土質粘重吸收性能好，養分含量也較其他潮灘鹽土高，但土壤滲透性能差[2]。

2填海造地新陸地土壤

2.1填海造地的“人造土壤”

在潮間帶灘涂(包括原是灘涂現為鹽田或養殖池)通過圍海吹填造地和排水疏干，當達到一定標高后，可以為園林植物提供“立地”條件，但這個“立地”環境因為成土的時間過短(一般吹填后半年就要開發利用)，成土母質的鹽分過高，以及與海水仍保持著緊密的水力聯系，而成為園林植物生存與生長的最大障礙。

填海造地的土壤是“人造土壤”，沒有經過自然成土過程，沒有土壤生物及其演替過程，因而不具備植物生長必需的水、肥、氣、熱條件。

2.2填海造地土壤的基本性狀

填海造地的土壤，是將河道入海口的淤泥或海灣底泥吹填到高潮灘或中低潮灘的灘涂上形成的濱海潮灘鹽土。隨著成陸的年限增加和自然脫鹽過程，濱海潮灘鹽土會逐步演替為濱海鹽土。

填海陸地的土壤質地，取決于吹填的海底泥質地。由于一般都選用含鹽量較低、滲透性較強的砂壤質海相沉積物，加上吹填過程是先吹泥后吹砂，最后再人工鋪砂，因而土壤質地多為砂壤質。

土壤顏色:以灰棕為主。因填海造地的土壤仍處于高度還原狀態，故灰藍色潛育層較明顯。

含鹽量及鹽分組成:由砂壤質海相沉積物吹填而成的土壤，1 m土壤平均含鹽量10 g/kg以上，土壤鹽分組成中NaCl占80.0%以上。

土壤養分:有機質含量與吹填物的質地相關，砂壤質海相沉積物為0.3%~0.5%。

植被:多為裸地。成陸后半年至1年，低洼積水處可見稀疏黃須、堿蓬等鹽生植物。

地下水埋深與礦化度:地下水埋深90~100 cm(地面標高4.0 m時)，礦化度一般為40.0~50.0 g/L，高者達80.0~100.0 g/L，地下水化學性質與海水基本一致，NaCl占70%~75.0%。填海陸地的土壤鹽分及組成見表2。

3填海造地新陸地的土壤改良與綠化效果

“節水型鹽堿灘地物理-化學-生態綜合改良及植被構建技術”是一項針對含鹽量超過6.0 g/kg的濱海鹽土和濱海潮灘鹽土就地改造、不換種植土的改良與綠化的創新技術[3，4]，2007年獲得國家發明專利。該項技術于2009年4月通過了兩院院士石元春教授主持的科技成果鑒定，認為“總體技術達到國際先進水平”，“在我國濱海城市的生態環境以及長江以北鹽漬化淤泥質海岸的防護林建設方面有廣泛的應用前景”。近年來，已在河北曹妃甸、天津濱海新區、山東東營、江蘇啟東等地推廣應用100萬m²。

在曹妃甸填海造地的改土綠化施工中，因地制宜地采取加密支盲溝間距(由8.0~10.0 m改為5.0 m);加大沖洗定額(連續不間斷沖洗，約合300 m3/667 m²);以及鹽土回填時加大有機物料摻拌量和增加有機肥料施用量等措施，收到了良好的改土綠化效果。

3.1土壤脫鹽效果

曹妃甸國際生態城央企生活基地指揮部綠化示范區，系圍海吹填僅半年的新陸地。地下排水工程完成后的新陸地0~80 cm(回填的鹽土中已摻拌草炭的擾動土)土壤平均含鹽量為13.07 g/kg。經灌溉沖洗(總定額為300 m3/667 m²)后，土壤平均含鹽量降至1.67 g/kg。綠化種植后2個月內土壤平均含鹽量均在2.0 g/kg以下(表3)。

土壤快速脫鹽建立在完善的排水排咸工程基礎上。濱海潮灘鹽土高含量鹽分經灌溉淋溶，從砂柱-淋層-支盲溝-主盲溝-集水井直至排出區外。而處于排水工程之下的土壤水鹽，由于受到淋層與盲溝中碴石和石屑構成的大孔隙阻隔，毛管作用被破壞，毛管上升水被阻斷，因而有效地防止了土壤返鹽。

表4顯示7月22日—8月12日，主盲溝排出的咸水礦化度高達20 g/L以上;8月12日—9月23日在10.0~20.0 g/L間;9月30日為10.1 g/L。可以看出，從主盲溝排出的高礦化咸水中的鹽分，正是經淋洗被排除的土壤鹽分。

3.2土壤培肥效果

第2次全國土壤普查所采用的農田土壤養分分級標準見表5。

曹妃甸圍海吹填新陸地的土壤有機質為0.56%，全氮0.03%，按第3次全國土壤普查時的土壤養分分級標準均為VI級。

麥秸還田對灘涂鹽土具有改善土壤理化性狀和土壤生態環境，富集土壤有機質和鉀素營養，以及加速土體脫鹽等效果。據報道[5]，每公頃投入干麥秸1 600 kg，連續3 a還田，土壤有機質增加4.4 g/kg，速效鉀增加7.4 mg/kg，土壤容重降低0.07 g/cm3。

曹妃甸圍海吹填新陸地培肥改土的具體做法是:在回填的每立方米鹽土中拌入草炭0.1 m3(商品草炭肥)或秸稈0.2~0.3 m3(長5~8 cm的麥秸、玉米秸、葦稈或碎棉桃瓣、棉枝等)，洗鹽后種植時，再在種植穴內施優質牛糞，每穴15~20 kg。經培肥改土后，土壤有機質由0.56%提高到1.71%(增加11.5 g/kg)，達到IV級標準;全氮由0.03%提高到0.06%，達到V級標準;速效鉀增加39.4 mg/kg，見表6。

3.3苗木成活率

曹妃甸國際生態城圍海吹填新陸地綠化示范區種植的喬木有國槐、垂柳、千頭椿、合歡、白蠟，灌木有紫薇 、石榴;常綠植物為大葉黃楊、龍柏;草坪草為高羊茅。

在土壤脫鹽和培肥的基礎上，加之精心養護和管理，上述10種喬、灌、草的成活率達98.8%。

參考文獻:

[1] 唐山市人民政府.唐山市曹妃甸新區總體規劃(2008-2020年)[Z].唐山:唐山市人民政府，2008.

[2] 丁鼎治.河北土種志[M].石家莊:河北科學技術出版社，1992.

[3] 劉太祥，馬履一，毛建華.天津濱海新區土壤鹽漬化及節水型物理-化學-生態綜合改良與植被構建技術[C]//全國土壤污染監測與控制修復、鹽漬化利用技術交流研討會論文集.北京:中國環境科學學會，2007:209-213.

[4] 毛建華，劉太祥.資源節約環境友好的濱海鹽土改良與綠化創新技術[J].中國農學通報，2009，25(11):169-172.

[5] 董炳榮.浙江新圍海涂農業綜合開發技術[M].北京:中國農業科技出版社，1996.