天津臨港吹填土植被生態(tài)重建中土壤改良及綠化技術(shù)研究

許曉靜， 劉洪慶， 張 蕊， 劉立民

(1.天津市海林園藝環(huán)保科技工程有限公司，天津 300457；2.天津港海灣園林綠化有限公司,天津 300457)

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天津臨港吹填土植被生態(tài)重建中土壤改良及綠化技術(shù)研究

許曉靜1， 劉洪慶1， 張 蕊1， 劉立民2

(1.天津市海林園藝環(huán)保科技工程有限公司，天津 300457；2.天津港海灣園林綠化有限公司,天津 300457)

摘要以天津臨港緯二路吹填土植被生態(tài)重建項(xiàng)目為例，介紹了節(jié)水型鹽堿灘地物理-化學(xué)-生物綜合改良與植被構(gòu)建技術(shù)的應(yīng)用效果，并對(duì)項(xiàng)目實(shí)施后2年的土壤進(jìn)行了跟蹤調(diào)查，發(fā)現(xiàn)土壤含鹽量、pH及土壤養(yǎng)分都維持在適宜植物生長(zhǎng)范圍內(nèi)，植被成活率達(dá)95%，并對(duì)臨港項(xiàng)目進(jìn)行了簡(jiǎn)單的生態(tài)效益、經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益描述。

關(guān)鍵詞吹填土；生態(tài)重建；土壤改良；綠化

吹填土又名沖填土，是在整治和疏通江河航道時(shí)，用挖泥船和泥漿把江河和港口底部的泥砂通過(guò)水力吹填造陸而形成的沉積土[1]。隨著天津?yàn)I海新區(qū)經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展，京津冀一體化的提出，土地資源緊張與經(jīng)濟(jì)發(fā)展大量用地之間的矛盾日益突出，促使沿海地區(qū)向淺海和灘涂地帶迅速擴(kuò)張。目前，天津港、臨港經(jīng)濟(jì)區(qū)、南港工業(yè)區(qū)等已經(jīng)吹填造地200 km2左右，規(guī)劃2020年達(dá)到400 km2，填海造地的面積還將不斷增大，吹填地已成為濱海新區(qū)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的重要國(guó)土資源。吹填土土壤鹽分主要來(lái)源于海水，含鹽量多在1.0%以上，pH 8.0以上，養(yǎng)分含量低，水分物理性狀差，是鹽漬化程度最為嚴(yán)重的濱海鹽土，不具備園林植物生長(zhǎng)的條件。根據(jù)天津?yàn)I海新區(qū)城市總體規(guī)劃(2005～2020年)，天津市創(chuàng)建國(guó)家園林城市和建設(shè)生態(tài)城市的具體指標(biāo)為人均公共綠地面積10 m2，綠化覆蓋率40%，綠地率35%，其中用于建設(shè)公共綠地面積不低于建設(shè)項(xiàng)目用地面積的10%。天津海林公司通過(guò)對(duì)濱海鹽漬土改造與綠化的長(zhǎng)期實(shí)踐，摸索總結(jié)出節(jié)水鹽堿灘地物理-化學(xué)-生態(tài)綜合改良及植被構(gòu)建技術(shù)。該可有效解決吹填土區(qū)域植被單一、生態(tài)脆弱問(wèn)題。筆者論述了天津臨海鹽堿地治理，以及及生態(tài)經(jīng)濟(jì)示范園區(qū)利用海林專利技術(shù)改良吹填土土壤結(jié)構(gòu)、構(gòu)建植被、修復(fù)生態(tài)的工藝流程，并進(jìn)行了效益分析，以期為天津地區(qū)吹填區(qū)域土壤改良及植被構(gòu)建提供借鑒。

1天津臨港項(xiàng)目概況

項(xiàng)目區(qū)位于天津?yàn)I海新區(qū)天津臨港經(jīng)濟(jì)區(qū)南部區(qū)域?yàn)I海大道東側(cè)，緯二路以南，緯五路以北的預(yù)留規(guī)劃綠化建設(shè)用地。面積約33 hm2，現(xiàn)為軟基吹填而成的新陸地。吹填土是挖泥船用高壓泥漿泵把沿海灘涂、港口和江河入海口底部的泥砂通過(guò)水力吹填而成的沉積土。該類沉積土是濱海鹽土的成土母質(zhì)，其母質(zhì)的特點(diǎn)是在海相沉積物上覆蓋河流沉積物。項(xiàng)目區(qū)域土壤理化性質(zhì)：土壤(0～60 cm)含鹽量12.22～13.07‰，pH 8.43～8.48，土壤容重1.49～1.62 g/kg，土壤非毛管孔隙1.38%～3.22%，有機(jī)質(zhì)0.56%，水解氮9.6 mg/kg，有效磷78.3 mg/kg，速效鉀434.0 mg/kg(表1)。

項(xiàng)目開(kāi)展的技術(shù)難點(diǎn):①該工程土壤是圍海吹填造陸而成，缺乏自然成土過(guò)程，無(wú)土壤生物及其演替過(guò)程，其自身不具備滿足植物生長(zhǎng)的水肥氣熱條件；②該項(xiàng)目距海近，地下水位高，易出現(xiàn)返鹽返堿現(xiàn)象，控制地下水位難度較大，后期養(yǎng)護(hù)管理工作不同于一般園林綠化工程；③該工程要求原土改良，不使用客土技術(shù)。

2改土工藝

天津臨港項(xiàng)目采用的天津海林園藝股份有限公司專利技術(shù)“節(jié)水型鹽堿灘地物理-化學(xué)-生物綜合改良與植被構(gòu)建技術(shù)”[2]進(jìn)行原土改良和回填，做到改善土壤條件，達(dá)到植物生長(zhǎng)標(biāo)準(zhǔn)。具體工藝流程見(jiàn)圖1。

臨港緯二路項(xiàng)目土壤條件特殊，地下工程中采用橫縱相交的排水排鹽技術(shù)[3]，同時(shí)在樹(shù)穴改良中添加了建立沙柱的特殊工藝(圖2)，在洗鹽過(guò)程中添加了專用的土壤調(diào)理劑[4-5]，使得土壤水分入滲飽和后能夠快速將溶于水中的鹽分排到地下，達(dá)到土壤脫鹽的效果。當(dāng)土壤達(dá)到排鹽標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，為了防止鹽分再反彈，需要進(jìn)行防滲處理，這就保證了改好的土壤不會(huì)形成二次鹽漬化。

3土壤改良與綠化效果

3.1土壤改良效果項(xiàng)目區(qū)域土壤含鹽量由改造前的12.66‰(0～60 cm平均)降至3.29‰(2014年)和2.62‰(2015年)，土壤pH從8.46(0～60 cm)降至8.09(2014年)和8.07(2015年)，土壤容重從1.56 g/kg(0～60 cm)降至1.21 g/kg(2014年)和1.22 g/kg(2015年)(表1)。通過(guò)對(duì)原土改良治理，臨港項(xiàng)目區(qū)域的土壤適合種植植被。

圖1　臨港緯二路項(xiàng)目工藝流程Fig. 1　Technological process of Lingang Project

圖2　地下工程與地上工程種植效果Fig. 2　Planting effects of underground and aboveground engineering

臨港緯二路吹填土改良前土壤有機(jī)質(zhì)為0.56%，全氮為0.08%，按第2次全國(guó)土壤普查時(shí)土壤養(yǎng)分分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)均為VI級(jí)(表2)。臨港吹填土土壤改土培肥的具體做法：在已洗鹽后的種植區(qū)域上定點(diǎn)放線，開(kāi)挖樹(shù)穴，每個(gè)樹(shù)穴內(nèi)配置土壤調(diào)理劑[4-5]及酸性有機(jī)肥各0.03 m3(調(diào)理劑及有機(jī)肥使用量根據(jù)種植樹(shù)木品種、規(guī)格而定)，再與改良土進(jìn)行摻伴，完成種植養(yǎng)護(hù)。2014年4月對(duì)種植苗木樹(shù)穴內(nèi)采土取樣檢測(cè)，土壤全氮為0.14%，達(dá)到III分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)；有機(jī)質(zhì)為1.86%，達(dá)到IV分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。水解氮為48.8 mg/kg，達(dá)到V分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。2015年1月取樣檢測(cè)，土壤全氮為 0.18%，達(dá)到II分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)；有機(jī)質(zhì)為2.05%，達(dá)到III分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)；水解氮為50.4 mg/kg，達(dá)到IV分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。

表1　天津臨港產(chǎn)業(yè)區(qū)吹填土改良前后土壤理化指標(biāo)

3.2苗木成活率

3.2.1植物種類。在吹填土生態(tài)重建的初始階段，植物種類的選擇至關(guān)重要[6-7]。實(shí)踐證明，鄉(xiāng)土樹(shù)種有其他樹(shù)種不可替代的作用，同時(shí)注意喬、灌、草搭配豐富植被重建的品種和層次，對(duì)植物成活率和項(xiàng)目建設(shè)質(zhì)量有至關(guān)重要的作用。臨港項(xiàng)目選擇生長(zhǎng)快、適應(yīng)性強(qiáng)的先鋒樹(shù)種和檉柳、堿蓬、白蠟、國(guó)槐、金葉榆、白榆、二月蘭等鄉(xiāng)土樹(shù)種。

3.2.2技術(shù)措施。根據(jù)項(xiàng)目的實(shí)際情況，臨港緯二路只有工業(yè)用水，筆者選用節(jié)水的技術(shù)方案采取以下措施：①地塊劃分后，地塊之間形成排水溝，并將各區(qū)域排水溝貫通起來(lái)引入種植區(qū)域西側(cè)自行開(kāi)挖的河道，每次沖洗的水可以集中到河道內(nèi)，通過(guò)處理可再次利用。②每個(gè)樹(shù)穴底部中間設(shè)置沙柱，沙柱直接通向淋水支溝，通過(guò)支溝流向主溝形成一個(gè)整體的淋排水系統(tǒng)。③填充樹(shù)穴形成淋水層，回填10 cm的鹽土專業(yè)改良劑，加大排淋水力度，達(dá)到高效快速排鹽。④樹(shù)穴排鹽后需要回填摻伴有機(jī)肥的混合土，達(dá)到培肥目的。

表2　第2次全國(guó)普查土壤養(yǎng)分分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)

3.2.3苗木成活率及長(zhǎng)勢(shì)。截至2016年春季，臨港緯二路項(xiàng)目喬灌木成活率超過(guò)95.00%，苗木生長(zhǎng)態(tài)勢(shì)良好，枝葉繁茂。

4效益分析

4.1生態(tài)效益臨港緯二路項(xiàng)目實(shí)施以后，改善了大氣C-O平衡，提高了周邊空氣質(zhì)量。通過(guò)對(duì)吹填土的改良治理，使土壤從含鹽量極高的濱海鹽土逐步轉(zhuǎn)化為輕度鹽漬化土壤，改善了土壤理化性質(zhì)，減少了水土流失。

4.2社會(huì)效益 天津臨港項(xiàng)目在臨港吹填土區(qū)域內(nèi)植被生態(tài)重建，減輕了水土流失可能造成的危害，提高了環(huán)境質(zhì)量，使得環(huán)境與經(jīng)濟(jì)發(fā)展呈良性循環(huán)。同時(shí)，促進(jìn)了生態(tài)環(huán)境建設(shè)，改善了臨港產(chǎn)業(yè)區(qū)投資環(huán)境，加快了城市建設(shè)和發(fā)展。

4.3經(jīng)濟(jì)效益 天津臨港項(xiàng)目在洗鹽過(guò)程中采用邊洗鹽邊種植的工程技術(shù)措施，不僅達(dá)到了快速改土綠化的目的，還節(jié)約了大量淡水資源，降低了工程成本造價(jià)，對(duì)缺水地區(qū)鹽堿土原土綠化起到了很好的示范作用。

參考文獻(xiàn)

[1] 劉瑩,王清,肖樹(shù)芳.不同地區(qū)吹填土基本性質(zhì)對(duì)比研究[J].巖土工程技術(shù),2003(4):197-200.

[2] 劉太祥,馬履一,毛建華.天津?yàn)I海新區(qū)土壤鹽漬化及節(jié)水型物理-化學(xué)-生態(tài)綜合改良與植被構(gòu)建技術(shù)[C]//全國(guó)土壤污染監(jiān)測(cè)與控制修復(fù)、鹽漬化利用技術(shù)交流研討會(huì)論文集.北京：中國(guó)環(huán)境科學(xué)學(xué)會(huì)，2007:209-213.

[3] 劉太祥.鹽堿灘地生態(tài)綜合改良與植被構(gòu)建技術(shù)集成[M].天津：天津科學(xué)技術(shù)出版社,2014.

[4] 張蕊,劉洪慶,高雅星，等.土壤調(diào)理劑對(duì)濱海吹填土的改良效益[J].中國(guó)土壤與肥料,2014(5)：27-31.

[5] 張芳芳,劉洪慶.室內(nèi)淋洗條件下土壤調(diào)理劑對(duì)濱海吹填土理化性質(zhì)的影響[J].天津農(nóng)業(yè)科學(xué),2013,19(5):16-19.

[6] 毛建華，劉太祥.曹妃甸填海造地新陸地的土壤及其改良與綠化[J].天津農(nóng)業(yè)科學(xué)，2010，16(2)：1-4.

[7] 包志毅，陳波.工業(yè)廢棄地生態(tài)恢復(fù)中的植被重建技術(shù)[J].水土保持學(xué)報(bào)，2004，18(3):160-163，199.

Soil Improvement and Greening Technology of Reclaimed Soil Vegetation Ecological Reconstruction in Tianjin Lingang Industrial Area

XU Xiao-jing, LIU Hong-qing, ZHANG Rui et al

(Tianjin Gardening Environmental Technology Engineering Co., Ltd., Tianjin 300457)

AbstractWith the reclaimed soil vegetation ecological reconstruction project in Weier Road of Tianjin Lingang Industrial Area as a case, we introduced the application effects of physics-chemistry-biological comprehensive improvement and vegetation construction technology in water-saving salt marshes. Tracking survey of soil was carried out in two years after project implementation. Results showed that pH, soil salt content and soil nutrient all maintained at a proper range for plant growth; the survival rate of vegetation reached 95%. The economical benefit, ecological benefit and social benefit of Lingang Project were simply described.

Key wordsReclaimed Soil; Ecological Reconstruction; Soil improvement; Greening

作者簡(jiǎn)介許曉靜(1982- )，女，天津人，中級(jí)工程師，碩士，從事水土保持、土壤鹽堿地改良與土壤生態(tài)研究。

收稿日期2016-03-08

中圖分類號(hào)S 181

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A

文章編號(hào)0517-6611(2016)10-082-03