新疆鹽堿地成因及改良措施研究

郭婧涵 北京市第八中學(xué)

新疆地處歐亞大陸腹地，位于我國西北部，屬典型的內(nèi)陸性北溫帶氣候，具有干旱少雨、多風(fēng)沙等特點(diǎn)。截至目前，新疆的鹽堿地面積約為266.7萬公頃，占全部可墾荒地面積的40%[1]。鹽堿土嚴(yán)重妨害與限制了新疆農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)與發(fā)展，土地鹽堿化問題的嚴(yán)峻性不容小覷。因此，新疆農(nóng)業(yè)發(fā)展的頭等大事便是如何解決鹽堿地問題。

一、新疆地區(qū)鹽堿地的自然成因

鹽堿地的形成過程與自然條件密不可分，其中自然條件又細(xì)分為氣候、地形、土壤條件、灌溉水水質(zhì)、地下水水位五類。

（一）氣候

新疆地區(qū)深居歐亞板塊腹地，屬溫帶大陸性氣候，具有干燥降水少、風(fēng)沙天氣多、蒸發(fā)劇烈等特點(diǎn)。新疆地區(qū)的蒸發(fā)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出其降水量。強(qiáng)烈的蒸發(fā)作用會(huì)導(dǎo)致地下水上移，土壤中的鹽分也隨水向上移送，如此一來鹽分在土壤表層富集，形成土壤嚴(yán)重積鹽現(xiàn)象，當(dāng)鹽離子達(dá)到一定濃度時(shí)就會(huì)形成鹽堿地。因此，干燥少降水、蒸發(fā)劇烈的氣候條件是新疆灌區(qū)鹽堿地形成的源動(dòng)力。

（二）土壤

新疆全境均屬干旱、半干旱地區(qū)，山區(qū)巖石和成土母質(zhì)普遍含鹽量較高，主要土壤類型為風(fēng)沙土和棕漠土。其中棕漠土的腐殖質(zhì)含量極低，干旱土層有機(jī)質(zhì)含量約為0.5%，土壤一般呈堿性，土壤剖面通體均具石灰反應(yīng)，土體極易聚集易溶性鹽分。因此，土壤和水分的相互作用是新疆灌區(qū)鹽堿地形成的主導(dǎo)誘因。

（三）地形及河流

新疆地區(qū)整體呈現(xiàn)出“三山夾兩盆”的地形特征，而其中灌區(qū)周邊普遍被群山環(huán)繞。新疆地區(qū)河流多為內(nèi)陸河，且多由山區(qū)流向盆地。在此過程中，蘊(yùn)含在巖石山體及成土母質(zhì)中的可溶性鹽分會(huì)搭乘高山雪水融化以及降雨匯集而成的地表徑流與地下徑流的便車進(jìn)入新疆灌區(qū)，為灌區(qū)土壤注入鹽分。但與此同時(shí)，一旦超過土壤所需鹽分標(biāo)準(zhǔn)后，持續(xù)不斷的輸入鹽分會(huì)引起地下水位升高及土壤礦化度增大。由于新疆具有特殊的環(huán)山灌區(qū)地形特點(diǎn)，土壤的鹽分會(huì)由高處流入低洼處并在低洼處不斷堆積，最終導(dǎo)致土壤含鹽量不斷增加的不良后果。因此，地形條件及河流分布是促使新疆灌區(qū)土地鹽堿化的重要發(fā)展因子。

（四）灌溉水水質(zhì)

灌溉水水質(zhì)是新疆灌區(qū)土地鹽堿化的物質(zhì)基礎(chǔ)。若灌區(qū)灌溉水水質(zhì)較差且礦化度較高，則其中所攜帶的可溶性鹽分就會(huì)進(jìn)入灌區(qū)，進(jìn)而形成大片的灌區(qū)鹽堿地。根據(jù)相關(guān)研究報(bào)告顯示，灌溉水水質(zhì)礦化度為1.5 g/L，新疆灌區(qū)的平均灌溉面積約為七百至八百立方米，可得出每年通過灌溉所帶入的鹽分約為1.05 t/m2，這些鹽分為新疆灌區(qū)鹽堿地的形成創(chuàng)造了充分條件[2]。

（五）地下水水位

每逢灌溉季節(jié)，土壤中的水分會(huì)跟隨地下水水位的升高沿著土壤毛細(xì)管上移至地表，可溶性鹽分也會(huì)跟隨水分產(chǎn)生上移運(yùn)動(dòng)，從而進(jìn)一步加速灌區(qū)土壤鹽堿化形成。因此，地下水水位的變動(dòng)解決新疆灌區(qū)鹽堿地問題首要考慮的因素。

二、新疆灌區(qū)鹽堿地的人為成因

人為活動(dòng)更是加快了土地鹽堿化的進(jìn)程。本段將從人為因素方面來分析新疆地區(qū)鹽堿地的成因。

（一）灌溉方式

新疆境內(nèi)大部分灌區(qū)仍采用大水漫灌、串灌等傳統(tǒng)灌溉方式，此類方式實(shí)際灌溉水量遠(yuǎn)大于土壤所需水量。所灌溉的一部分水分排泄到排溝中去，另一部分被熱量蒸發(fā)，剩余部分則向下滲透轉(zhuǎn)化為地下水。這樣一來使得田間低洼盆地區(qū)域地下水位向上抬升，地下水中含有的礦物質(zhì)成分與可溶性鹽分就會(huì)不斷的沿著毛細(xì)管向上運(yùn)輸至土壤表層，從而加速灌區(qū)鹽堿地的形成。

（二）防滲措施與灌排體系不完善

新疆灌區(qū)部分防滲措施與灌排體系有待完善。防滲措施無法防止水分下滲，灌排體系無法及時(shí)將多余水分引離灌區(qū)，這些均會(huì)造成地下水位與渠道周邊水位的抬升，最終造成排鹽量逐年減少。根據(jù)新疆農(nóng)二師鹽堿地調(diào)查結(jié)果顯示，灌區(qū)灌溉渠道防滲率僅為26.6%，其中農(nóng)渠防滲率更低至3.56%[3]。

（三）引水墾荒工程

根據(jù)新疆工程調(diào)查數(shù)據(jù)顯示，近幾十年來大規(guī)模的引水墾荒工程均在一定程度上造成了各地區(qū)水土資源配置失衡的現(xiàn)象，例如中上游開荒棄耕、下游荒耕等。根據(jù)新疆開墾土地調(diào)查報(bào)告顯示，近40年來新疆累計(jì)開墾鹽堿荒地的面積高達(dá)340x104hm2，但實(shí)際留存使用的面積僅余186.6x104hm2，其余棄耕的153.4x104hm2的土地大部分因土壤次生鹽堿化而無法投入生產(chǎn)。土地荒廢后，底部土層中的可溶性鹽分與礦物質(zhì)都會(huì)跟隨強(qiáng)烈的蒸發(fā)作用運(yùn)移至地表，這便再次加速新疆灌區(qū)土地鹽堿地的形成[4]。

（四）農(nóng)業(yè)措施中化肥投入的影響

化肥過量投入也是引起新疆灌區(qū)鹽堿化的重要因素。根據(jù)農(nóng)六師耕地調(diào)查結(jié)果顯示，農(nóng)業(yè)化肥中速效磷的含量為210.4 mg/kg，速效鉀含量為492.45 mg/kg，原本的土壤內(nèi)部已含有大量的礦物質(zhì)與鹽分，后期甚至再補(bǔ)充礦物質(zhì)，這無疑是在加深新疆灌區(qū)的鹽堿化程度，也是導(dǎo)致土壤肥力與有機(jī)質(zhì)含量遞減的元兇[5]。

三、鹽堿地的治理措施

綜合治理是解決鹽堿地問題所應(yīng)圍繞的核心。目前可供選擇的治理措施主要包括從水利、農(nóng)業(yè)、生物和化學(xué)四方面著手。由于新疆灌區(qū)鹽堿地問題是一個(gè)極為復(fù)雜的生態(tài)問題，需要多方面因素相互配合協(xié)作，才能使問題在最大程度上得到改善。

（一）水利措施

土壤中水分既是導(dǎo)致鹽堿地形成的原因，也是解決灌區(qū)鹽堿地問題的關(guān)鍵因子。尚未使用合理的水利措施解決排水與灌溉的問題，是致使新疆灌區(qū)鹽堿地形成的最為主要的因素之一。合理的水利措施必須解決源頭水質(zhì)、輸水工程、灌溉方式、排水處理這個(gè)問題。第一，控制源頭水質(zhì)，預(yù)防可溶性鹽分在源頭富集。冰川融水或降雨積累形成的地表與地下徑流會(huì)將巖體表層和土壤內(nèi)部中的可溶性鹽運(yùn)至灌區(qū)。因此引水進(jìn)入灌區(qū)前必須對(duì)灌溉水質(zhì)進(jìn)行嚴(yán)格檢測(cè)，重點(diǎn)檢驗(yàn)可溶性鹽與礦物質(zhì)含量兩個(gè)指標(biāo)。若含量超標(biāo)，應(yīng)拒絕使用此類水源灌溉。第二，輸水工程，防止在過程中鹽分富集。新疆灌區(qū)的地下水普遍有著埋藏深度不大，礦化度較高的特點(diǎn)。因此應(yīng)采用水泥防滲渠道或暗管等工程進(jìn)行輸水，從而起到減少滲漏、防止鹽分富集的目的。第三，灌溉方式。針對(duì)新疆境內(nèi)的輕度鹽堿地，應(yīng)采用滴灌、噴灌、低壓管道等方式，因?yàn)榇祟惙绞骄哂休^高的灌溉效率，且能減少灌水用量。水分的輸入減少能夠直接緩解水分下滲問題，起到減緩灌區(qū)鹽堿化進(jìn)程的效果。針對(duì)新疆灌區(qū)這類鹽堿化程度高的地區(qū)，應(yīng)采用大水漫灌的方式對(duì)其進(jìn)行充分淋洗，以致達(dá)到降低土壤鹽分的目的。第四，建立現(xiàn)代化的排水系統(tǒng)。排水深度不同，會(huì)導(dǎo)致土壤中水鹽運(yùn)移方向不同，而水鹽的移動(dòng)是影響土壤鹽堿化的重要因素，因此應(yīng)根據(jù)各流域的特點(diǎn)，建立排水渠道網(wǎng)絡(luò)。

（二）農(nóng)業(yè)措施

第一，平整土地。平整土地不僅能使土地的宜植性得到改善，進(jìn)而增加作物產(chǎn)量，而且能在灌水淋洗時(shí)降低水分蒸發(fā)量且脫鹽均勻，一旦土壤毛細(xì)管受力均勻，就能起到防止鹽分富集的作用。第二，增施有機(jī)肥。相關(guān)資料表明[6]，施用有機(jī)肥比不施有機(jī)肥的土地脫鹽率高出11.6%-24.8%，并且農(nóng)作物增產(chǎn)高達(dá)50%～80%。有機(jī)肥的施用實(shí)際上是在增加土壤內(nèi)部有機(jī)膠體含量，有機(jī)膠體的作用是對(duì)土壤中可溶性鹽分進(jìn)行吸附，從而使可溶性鹽分得到固定，防止鹽分富集或運(yùn)移。科學(xué)合理地利用有機(jī)肥不僅可以改良灌區(qū)鹽堿地內(nèi)部成分，而且可以遏制灌區(qū)土壤鹽堿化。第三，深翻曬垡。此舉可以有效增大土壤孔隙度，通過給予微生物更多的氧氣達(dá)到提高其分解效率的目的。分解作用可以為土壤提供大量所需的有機(jī)質(zhì)，進(jìn)而達(dá)到改善土壤肥力、水分、排氣、熱量狀況的效果，最終實(shí)現(xiàn)減少蒸發(fā)、防止鹽分富集的目標(biāo)。除此之外，采用輪作倒茬的田間耕種模式能夠有效改善土壤表面狀態(tài)和耕層構(gòu)造，起到抑制土壤表層結(jié)鹽的作用。

（三）生物改良措施

生物改良措施分為兩類，培育耐鹽植物與種植牧草。第一，培育耐鹽植物。因耐鹽植物的地下根系極為發(fā)達(dá)，可直接接觸地下水。通過此類植物不斷地吸收深層地下水，起到降低地下水位的效果。耐鹽植物的種植不僅可以提高地表覆蓋度、減少地面蒸發(fā)、防止土壤表面積鹽，還可以利用生物排水降低地下水位，從而減輕或抑制鹽堿對(duì)農(nóng)作物的危害。第二，種植牧草。牧草對(duì)生存環(huán)境條件的要求極其寬松，在新疆這類強(qiáng)蒸發(fā)少降水的地區(qū)也能生長。牧草覆蓋密度高，能有效的起到降低土壤水分蒸發(fā)量、改善土壤可溶性鹽分聚集，并且牧草枯腐后產(chǎn)生的有機(jī)酸能夠通過中和作用降低灌區(qū)土地堿性。

（四）化學(xué)改良措施

化學(xué)改良措施主要是指在重度鹽堿地區(qū)的土壤中加入磷酸類化學(xué)物質(zhì)、石膏、礦渣等改良劑，以此來置換出其中多余的鹽離子，以期達(dá)到降低土壤中鹽堿含量的目的。常用的化學(xué)改良劑有三種。第一，鈣劑。如石膏，通過將可溶性鈣注入鹽堿化土壤中，利用其金屬活潑性較強(qiáng)的性質(zhì)置換出其中多余的鹽離子。第二，鈣活化劑。如粗硫酸、黑礬，作用機(jī)理同鈣劑。第三，其他改良劑。如爐渣，此類物質(zhì)中的活潑金屬離子會(huì)通過離子代換的方式將鹽堿地中的Na+替換出來，后期只需要再配合淋洗的技術(shù)手段，就可以起到緩解灌區(qū)土地鹽堿化的效果。

結(jié)語：新疆地區(qū)受自然因素和人為因素的影響，導(dǎo)致鹽堿地問題日益嚴(yán)重。經(jīng)過對(duì)新疆地區(qū)鹽堿地的成因分析以及對(duì)治理鹽堿地措施的研究，發(fā)現(xiàn)可以通過水利措施、農(nóng)業(yè)措施、生物改良措施、化學(xué)改良措施等對(duì)鹽堿地進(jìn)行治理，其中合理灌溉、增施有機(jī)肥、植樹造林、加入改良劑等措施是可發(fā)展的重點(diǎn)治理思路。這些改良措施如果能運(yùn)用得當(dāng)，將會(huì)取得良好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益，為新疆地區(qū)的可持續(xù)發(fā)展提供保障。