陜西鹽堿地分布成因與開發(fā)造田模式分析

胡一　韓霽昌　杜宜春　郝起禮

摘要 鹽堿地是重要的土地資源之一，鹽堿地開發(fā)利用是我國確保耕地總量動(dòng)態(tài)平衡、實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的重要手段。該研究結(jié)合調(diào)查統(tǒng)計(jì)資料分析了陜西省鹽堿地的分布、成因，并以定邊縣為例對(duì)陜西省鹽堿地的開發(fā)造田模式進(jìn)行了探討分析，以鋪沙和修筑水利設(shè)施為主，輔以生物、農(nóng)藝等其他措施，土壤性質(zhì)得到了明顯改善，改良效果顯著。

關(guān)鍵詞 鹽堿地；分布；成因；開發(fā)模式

中圖分類號(hào) S156.4文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A文章編號(hào) 0517-6611（2015）11-301-03

在我國，經(jīng)濟(jì)發(fā)展與耕地保護(hù)之間的矛盾尤為突出， 2010～2012年全國因建設(shè)占用、災(zāi)毀、生態(tài)退耕等原因減少耕地面積123.78萬hm2，通過土地整治、農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整等增加耕地面積101.40萬hm2，凈減少耕地面積達(dá)到22.38萬hm2 [1]。鹽堿地是重要的土地資源之一，我國鹽堿土面積為9 913.00萬hm2，幾乎遍布全國[2]。隨著生態(tài)環(huán)境惡化和人為開發(fā)不當(dāng)?shù)纫蛩?，鹽堿地呈局部治理、整體惡化、面積增加的趨勢(shì)，已經(jīng)成為影響區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展和生態(tài)恢復(fù)的重要因素。對(duì)陜西省而言，隨著工業(yè)化、城鎮(zhèn)化的快速發(fā)展，省內(nèi)耕地面積的日益縮減，實(shí)現(xiàn)耕地占補(bǔ)平衡的難度不斷增大，增加耕地面積、提高耕地質(zhì)量成為保障我省經(jīng)濟(jì)發(fā)展和糧食安全的重要基礎(chǔ)。為了解決陜西省異地占補(bǔ)平衡供需矛盾，保證陜西省重點(diǎn)工程和重大項(xiàng)目的異地補(bǔ)劃工作，開發(fā)和利用鹽堿地對(duì)確保糧食安全及農(nóng)業(yè)生態(tài)恢復(fù)具有重要意義。

1 陜西鹽堿土分布及特點(diǎn)

陜西省鹽堿地面積為15.320 hm2，約占全省總土地面積的7%。其中鹽堿農(nóng)耕地8.324萬hm2，占全省農(nóng)耕地的2.3%左右，集中分布在陜北榆林地區(qū)和渭南地區(qū)。榆林地區(qū)主要分布在定邊、靖邊、橫山、榆林、神木等縣的下濕灘地及無定河中游的川道地區(qū)，近年米脂、綏德等縣的一些溝壩也有零星分布。渭南地區(qū)的鹽堿土分布在三門峽庫區(qū)，人民引洛灌區(qū)、東方紅電力抽渭灌區(qū)及交口抽渭灌區(qū)的鹵泊灘地等。此外，在咸陽地區(qū)的涇惠灌區(qū)和周至縣的渭河灘地，亦有輕度鹽漬土零星分布[3]。

陜西省鹽堿地主要分為2種類型：一種是分布在河流沿岸階地的低平地形、爽槽形、灘洼地形。關(guān)中三門峽庫區(qū)，人民引洛灌區(qū)、東方紅電力抽渭灌區(qū)和陜北無定河沿岸榆林、橫山、綏德、米脂的川道，以及靖邊、橫山、榆林和神木等縣下濕灘地的鹽堿土均屬這類，具有次生性質(zhì)。第二種鹽堿土屬于古代和近代鹽湖周圍以及地層含鹽所形成的土壤劇烈積鹽，如定邊縣內(nèi)河流盆地鹽堿土，大荔縣的鹽池洼和蒲城縣的鹵泊灘的鹽堿土，具有原生性質(zhì)。

2 陜西鹽堿土成因分析

鹽堿土形成是自然和人為因素共同作用的結(jié)果，研究表明，土壤母質(zhì)、氣候、地形、新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)、水文條件和人為活動(dòng)等是影響鹽堿土形成的重要因素[4-8]。陜西省位于中國內(nèi)陸腹地，關(guān)中地區(qū)年降水量650 mm，蒸發(fā)量1 261 mm，陜北地區(qū)年降雨量400 mm，蒸發(fā)量2 189 mm。由于干旱少雨、蒸發(fā)量大于降水量，地下水中的可溶性鹽分隨著毛細(xì)管上升聚積到土壤表層，當(dāng)水分蒸發(fā)后，可溶性鹽分即濃縮沉積下來，使原生性的更加重，次生性的不斷促生。

就陜北和關(guān)中土壤鹽堿化形成因素而言：關(guān)中地區(qū)的大荔鹽池洼和蒲城的鹵泊灘屬于古代和近代鹽湖周圍，地形低洼、排水不暢，地下水礦化度高，主要受自然因素影響，屬于原生鹽堿地；其他大部分地區(qū)多為人為因素造成的次生性鹽堿地。陜北較關(guān)中干燥，積鹽特點(diǎn)與關(guān)中類似，土壤鹽分組成除有氯化物—硫酸鹽型外，還有氯化物—重碳酸鹽型，該區(qū)鹽堿土形成屬古代近代鹽湖影響和地勢(shì)低洼，排水不暢，受自然因素影響影響較大。

人為因素是造成土壤此生鹽漬化的主要原因，人類活動(dòng)對(duì)鹽漬化的影響主要表現(xiàn)為不合理灌溉以及灌區(qū)排水設(shè)施不配套等。由于灌溉定額大于田間需水量的大水漫灌、串灌等產(chǎn)生大量田間滲漏，致使地下水位上升，造成土壤次生鹽漬化；排水系統(tǒng)不配套，排水溝淤積阻塞，排水渠坍塌嚴(yán)重以及渠道防滲率低也會(huì)造成地下水位上升，促生土壤的次生鹽漬化。

3 陜西鹽堿地開發(fā)造田技術(shù)——以定邊縣白土崗子和小灘子項(xiàng)目區(qū)為例

3.1 陜西省鹽堿地改良造田模式

陜西省有14個(gè)縣分布有鹽堿地，其中面積最大的是定邊縣?？h域內(nèi)鹽堿地集中連片，且地勢(shì)平坦，水資源豐富，光照充足，具有極大的潛在生產(chǎn)力。項(xiàng)目區(qū)土壤含鹽量為0.04%～2.38%，平均值為0.47%， 根據(jù)中國科學(xué)院南京土壤研究所對(duì)我國半干旱干旱區(qū)鹽土分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，屬強(qiáng)度鹽化土。土壤pH為7.66～10.12，平均值為8.70，根據(jù)陜西土壤中pH的分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)研究區(qū)的土壤屬于堿性土壤。由于定邊縣位于毛烏素沙漠南緣，沙土資源豐富，結(jié)合當(dāng)?shù)馗稍锷儆甑臍夂蛱攸c(diǎn)，提出了以下的綜合開發(fā)利用技術(shù)。

3.1.1 平整土地，鋪沙壓堿。土地不平整是形成鹽斑地的重要原因之一，因此大面積平整土地是內(nèi)陸鹽堿地改良的基礎(chǔ)工程。王建紅的研究表明，微地形顯著影響到海涂土壤中的鹽分含量，幾厘米的高差就可導(dǎo)致微小區(qū)域內(nèi)海涂土壤土體脫鹽不均，影響海涂土壤的綜合改良效果[9]。由于微域地形高起的部位蒸發(fā)強(qiáng)烈，土壤水分散失快，易形成鹽分的局部聚積，平整土地可以消除鹽分富集的微域地形，達(dá)到改良目的。鋪沙有明顯的脫鹽和壓堿的作用，使土壤pH和電導(dǎo)率下降，土壤含水率增加，為植物在鹽堿土上生長創(chuàng)造了良好的生態(tài)環(huán)境。杜社妮等研究表明，沙封覆膜種植孔，可以有效減少定植孔根際土壤鹽分表聚，促進(jìn)鹽堿地油葵生長[10]。在該研究項(xiàng)目中根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)田塊的設(shè)計(jì)要求，平整后土地地塊坡度小于3‰，田塊設(shè)計(jì)可耕區(qū)域?yàn)槊繅K2.67 hm2。同時(shí)對(duì)項(xiàng)目區(qū)內(nèi)地塊進(jìn)行覆沙，覆沙厚度10 cm，由此切斷土壤的毛管作用，抑制地下水向表層土壤運(yùn)移，改變土壤中鹽分的時(shí)空分布，實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目區(qū)內(nèi)土壤的脫鹽排堿，改善耕作層土壤質(zhì)量。

3.1.2 興修水利，改排為蓄。傳統(tǒng)的灌溉排鹽技術(shù)是利用排水或降雨，使土壤中的部分鹽分被水沖走，此種方法雖然能降低鹽堿土的含鹽量，但消耗水資源量大，且地下水和土壤中的鹽分在蒸發(fā)過程中隨土壤毛細(xì)管上升，容易形成土壤二次鹽漬化。改排為蓄模式打破了排水脫鹽的傳統(tǒng)理念，提出了以蓄為主的新理念，區(qū)域?qū)ν獠慌潘?，區(qū)域內(nèi)控制排水，通過循環(huán)壓鹽，改變土壤中鹽分的垂直分布，達(dá)到鹽分向深層轉(zhuǎn)移，減少耕作層土壤含鹽量的目的，同時(shí)從根本上解決了田間排水造成的次生水體污染問題，達(dá)到了保護(hù)生態(tài)環(huán)境的目標(biāo)[11-12]。項(xiàng)目區(qū)內(nèi)開挖蓄水溝，每隔120 m開挖一條農(nóng)溝，在項(xiàng)目區(qū)地勢(shì)較低處，垂直農(nóng)溝開挖支溝，使項(xiàng)目區(qū)蓄水溝連成體系，呈網(wǎng)狀分布，結(jié)合降雨、灌溉，將鹽分沖洗或擴(kuò)散到土壤飽和層及蓄水溝內(nèi)，這種方法能有效的改變土壤中鹽分的垂直分布，降低土壤耕作層的鹽堿，同時(shí)節(jié)約大量的水資源，并且具有工程投資少，設(shè)計(jì)、施工簡便易行的特點(diǎn)。

3.1.3 營造農(nóng)田林網(wǎng)，改善田間小氣候。植樹造林利用生物吸水蒸騰，降低地下水位，抑制土壤返鹽；增加地表覆蓋，減少蒸發(fā)，調(diào)節(jié)地溫，提高土壤肥力，從而降低鹽堿地的危害[13]。項(xiàng)目區(qū)樹種選用割頭柳，布置于道路兩側(cè)，主干道和田間路兩側(cè)雙排栽植，行距1 m，株距2 m，梅花樁式布置，生產(chǎn)路一側(cè)種植單行，株距2 m，共栽植20 000余株，農(nóng)田防護(hù)林的建成，一方面起到了美化環(huán)境的作用，另一方面還可以防風(fēng)固沙，有效地控制了水土流失。

3.1.4 種植綠肥，培肥地力。種植綠肥擴(kuò)大了地表植被覆蓋，通過植物的蒸騰作用，既減少地表地表水分的蒸發(fā)，又降低了地下水位，減輕地表鹽分累積；綠肥作物通過根瘤菌的固氮作用可以改善根際微環(huán)境并提高土壤中的養(yǎng)分含量；綠肥翻壓后，還可以疏松土壤，降低土壤容重，增加土壤孔隙度，增加有機(jī)質(zhì)含量和N、P、K等養(yǎng)分含量，有利于作物生長[14-15]。秸稈粉碎還田可以改善土壤結(jié)構(gòu)，增加有機(jī)質(zhì)含量，提高肥力和緩沖性能，調(diào)節(jié)pH，減輕鹽害[16]。項(xiàng)目區(qū)種植苜蓿作為綠肥，利用當(dāng)年種植當(dāng)年壓翻的有效模式來提高土壤有機(jī)質(zhì)含量，同時(shí)每年玉米收獲后直接將秸稈粉碎翻壓到土壤中，培肥地力。

3.1.5 機(jī)械深翻，改善土壤。

通過耕翻、耙地、深松、中耕等田間作業(yè)，可創(chuàng)造良好的土壤表面狀態(tài)和耕層構(gòu)造，阻止底層鹽分向上運(yùn)行，防止表層積鹽。孫建敏研究了不同耕作方式對(duì)樂陵市鹽堿土區(qū)高粱產(chǎn)量及其根系生長的影響，結(jié)果表明，壟溝深松、中耕深松能夠顯著提高作物產(chǎn)量，促進(jìn)作物根系發(fā)育[17]。

3.2土壤性質(zhì)分析

項(xiàng)目實(shí)施后，分別對(duì)白土崗子及小灘子項(xiàng)目區(qū)田塊的土壤性質(zhì)進(jìn)行了測(cè)定，項(xiàng)目區(qū)鹽堿地改良項(xiàng)目實(shí)施前后土壤性質(zhì)對(duì)比見表2。結(jié)果表明，與土地開發(fā)項(xiàng)目實(shí)施前相比，土壤pH、電導(dǎo)率明顯下降。其中白土崗子項(xiàng)目區(qū)土壤pH由項(xiàng)目實(shí)施前的8.73下降至7.77，電導(dǎo)率由5.49 ms/cm下降至1.03 ms /cm，小灘子項(xiàng)目區(qū)土壤pH下降至8.08，電導(dǎo)率下降至4.83 ms / cm，土壤pH平均下降了0.78，電導(dǎo)率平均下降了51.41%，土壤性質(zhì)得到了明顯改善，改良效果顯著。

3.3 效益分析

3.3.1 社會(huì)效益分析。通過鹽堿地改良開發(fā)造田項(xiàng)目的實(shí)施，土地利用結(jié)構(gòu)發(fā)生轉(zhuǎn)變，增加耕地面積，提高耕地質(zhì)量，提高土地的生產(chǎn)效率，帶動(dòng)當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)的發(fā)展，促進(jìn)農(nóng)村主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，提高農(nóng)民生活水平，對(duì)建設(shè)社會(huì)主義新農(nóng)村發(fā)揮顯著作用。

3.3.2 生態(tài)效益分析。項(xiàng)目區(qū)通過綜合治理開發(fā)，土地荒蕪面積大大減少，鹽堿地造成的惡劣生態(tài)得到了極大的改善，項(xiàng)目區(qū)內(nèi)“田成方，路成框，林成行，水成網(wǎng)”。新開發(fā)的耕地，土壤性質(zhì)良好，水利設(shè)施完善，形成了生態(tài)型綜合農(nóng)業(yè)新模式。

3.3.3 經(jīng)濟(jì)效益分析。項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)效益主要為新增耕地的糧食產(chǎn)量。綜合考慮市場需要狀況和土地的適宜性，結(jié)合該地農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及生活習(xí)慣，農(nóng)作物種植玉米，復(fù)種指數(shù)為1.0。開發(fā)后新增耕地173.14 hm2，按2014年度現(xiàn)行價(jià)估算，單產(chǎn)10 500 kg/hm2。項(xiàng)目完成后新增耕地年產(chǎn)值計(jì)算如表3。項(xiàng)目完成后，正常生產(chǎn)期間項(xiàng)目區(qū)年均增加產(chǎn)值363.59萬元。

4 展望

鹽堿地開發(fā)利用是我國確保增加耕地面積，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展并保持耕地總量動(dòng)態(tài)平衡的重要手段之一。陜西省是農(nóng)業(yè)大省，進(jìn)行鹽堿地改良利用，確定鹽堿地開發(fā)模式，不僅能解決長期以來因?yàn)楦牧妓俣嚷?，?jīng)常出現(xiàn)反復(fù)，影響改良投入等現(xiàn)實(shí)問題，而且對(duì)于解決區(qū)域可持續(xù)發(fā)展，堅(jiān)守18億畝耕地紅線等都具有十分重要和深遠(yuǎn)的意義。

參考文獻(xiàn)

[1]

國土資源部.2013年國土資源公報(bào)[R].2013.

[2] 王遵親，祝壽泉，俞仁培，等.中國鹽漬土[M].北京：科學(xué)出版社，1993.

[3] 陜西省地方總編篡委員會(huì).中華人民共和國地方志叢書：陜西省志[M].西安：陜西科學(xué)技術(shù)出版社，2007.

[4] LIU H Q， XU J W， WU X Q. Present situation and tendency of saline-alkali soil in west Jilin Province[J].Journal of Geographical Sciences，2001，11（3）：321-328.

[5] BIAN J M， TANG J， LIN N F. Relationship between saline-alkali soil formation and neotectonic movement in Songnen Plain， China [J]. Environmental Geology， 2009，55（7）：1421-1429.

[6] FANG H L， LIU G H， KEARNEY M. Georelational analysis of soil type， soil salt content， landform， and land use in the Yellow River Delta， China[J]. Environmental Management， 2005， 35（1）：72-83.

[7] 李瑞云，魯純養(yǎng)，凌禮章.植物耐鹽性研究現(xiàn)狀與展望[J].鹽堿地利用，1989（1）：38-41.

[8] 孟繁昊，王聰，徐壽軍.鹽脅迫對(duì)植物的影響及植物耐鹽機(jī)理研究進(jìn)展[J].內(nèi)蒙古民族大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2014（3）：315-318，373.

[9] 王建紅.浙北砂性海涂土壤鹽分運(yùn)動(dòng)定位觀測(cè)研究[J].浙江農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2001，13（5）：298-301.

[10] 杜社妮，白崗栓，于健，等. 沙封覆膜種植孔促進(jìn)鹽堿地油葵生長[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2014，30（5）：82-90.

[11] 葉校飛，解建倉，秦濤，等.“改排為蓄”鹽堿地治理模式的可行性研究[J].水資源與水工程學(xué)報(bào)，2009（3）：48-50，53.

[12] 王偉，解建倉，黃俊銘，等.鹽堿地治理新模式研究[J].水資源與水工程學(xué)報(bào)，2009，20（5）：117-119，122.

[13] 劉小京， 劉孟雨. 鹽生植物利用與區(qū)域農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展[C].北京： 氣象出版社，2002：26-32.

[14] 郜翻身，崔志樣，樊潤威，等.有機(jī)物料對(duì)鹽堿化土壤的改良作用[J].土壤通報(bào)，1997，28（1）：9-11.

[15] 石元春.鹽堿土改良——診斷、管理、改良[M].北京：中國農(nóng)業(yè)出版社，1996：1-22.

[16] BHATTI A U，KHAN Q，GURMANI A H，et al. Effect of organic manure and chemical amendments on soil properties and crop yield on a salt affected Entisol [J].Pedosphere，2005，15（1）：46-51.

[17] 孫建敏.不同耕作方式對(duì)鹽堿化土壤改良效果試驗(yàn)[J].山東農(nóng)業(yè)科學(xué)，2010（5）：74-75.