土壤盐渍化解决方法(6篇)

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土壤盐渍化解决方法篇1

摘要综述了国内外盐碱地改良概况,介绍了利用生物措施改良盐碱地,以及耐盐牧草在盐碱地改良和生态建设中的重要作用。

关键词盐碱地;生物措施;改良

盐渍土广泛分布于世界干旱地区及沿海平原,据已有资料报道,盐渍土面积约占陆地面积的10%左右。全球灌溉土地面积中,约50%的土地在不同程度地遭受着土壤的次生盐渍化和水淹的危害,每年约有1000万hm2的土地由于土壤次生盐渍化而被丢弃,土壤盐渍化已成为世界性的问题。我国是世界上盐碱土较多的国家之一,盐碱地已由过去的2600万hm2发展到3300万hm2。特别是沿海地区,土地盐碱化、盐渍化十分严峻。人类正面临着日益严重的粮食问题。根据联合国食品与农业组织估计,在未来30年内,仅热带和亚热带地区急速新增的人口就需要额外开发2亿hm2农田来养活。然而,就目前条件来讲,地球上仅仅有0.93亿hm2的土地适合开发,而且这些土地中大部分是应该保护的森林。我国拥有长达18000km的海岸线和众多岛屿,海岸带盐土资源十分丰富。同时,随着河流入海口的不断生长以及修筑海堤等造陆活动,每年可制造面积可观的海涂。对这些盐土的改良利用是解决我国面临的人口、粮食、资源和环境等问题的重要措施。为了合理开发和利用盐碱土地资源,人们进行了不懈的努力,采取了多种措施。随着科技的进步与发展,以及人们对盐碱土改良认识的不断提高,生物措施改良受到各国的普遍重视,其应用也越来越广。

1国内外盐碱地改良概况

盐渍土的改良利用是一项艰巨而复杂的生态工程,其不仅受技术发展的限制,还受到社会及经济因素的制约。多年来,许多科学家对盐碱地的改良与利用进行了多方面的研讨。20世纪初,科学家们主要对盐碱土的分布、形成过程及发生特性等方面进行研究,20世纪30年代建立了以水利工程、土壤改良为中心的灌溉、水质、防渗以及相应的基础理论研究。水利改良是最早的改良措施,通过排灌防盐工程系统(如挖渠、明沟、暗管、打井),淋溶土壤盐分,排除盐碱水,降低地下水位,保持土壤含水量在一定范围内。如巴基斯坦在印度平原,实施规模宏大的以水井、管道为主的水利工程,用36年时间治理4000万hm2土地,耗资十分巨大。盐碱地改良除水利措施外,前苏联、美国及欧洲一些国家,提出用物理(压沙、施矿渣)、化学(石膏)和农业综合措施(轮作、施有机肥、种植耐盐碱作物)来改良盐碱地,但这些措施均有其局限性,如费用高或工作量大而未被广泛应用。

我国在20世纪50—60年代,对盐碱地的改良多偏重于农业措施,如开沟躲盐、蓄雨淋盐、种稻改盐、种植绿肥、增施有机肥等;70年代以后随着国家经济的发展逐步形成以工程措施为主,如淡水压盐、挖沟排水洗盐、引黄放淤、筑堤种植等,取得了良好的效果。

随着科学技术的发展,人们对盐碱土改良有了新的认识。对土壤盐渍化的治理,现在比较一致的做法是采取农业生态工程手段综合治理。生物防治措施是农业生态工程的一个组成部分,实施适应性种植业,采用土壤改良与种植利用相结合的方法。世界各国的农业科学工作者,根据各国具体自然环境条件和农业实践,因地制宜地开展了草田论作、种树种草、筛选和培育耐盐碱农作物品种及牧草种类等,均取得了良好的经济效益。如美国采用狗牙根、黑麦、罗得草、白香草木樨及三叶草等植物混播改良碱土,取得一定效果,又用大米草、高冰草、阴翅滨藜改良盐渍土,也获得成功;阿根廷利用羊茅、高冰草、白香草、木樨改良盐碱试验也取得有益经验;澳大利亚在盐土上种植地肤属、滨藜属植物及水牛草取得良好效益;印度在碱土上种植田菁获得成功,尤其盐土上种植灌木滨藜成功解决了奶牛的饲草问题。2008年世界草地与草原大会文献报道,中亚地区的伊朗、吉尔吉斯坦等国家利用驼绒藜属植物治理盐渍土取得良好成效。

近几十年来,我国的农业科技人员在治理盐渍土方面做了大量研究,积累了丰富资料。从东南沿海地区开始,在黄淮平原、华北、西北及东北地区等广阔地域内开展了治理盐地的大量研究,取得了显著成就。例如东南滨海盐土上种植大米草取得良好的生态经济效益;新疆地区在盐渍化土上用胡杨、沙枣、柽柳等耐盐树种,植树造林取得显著效益;宁夏在盐渍土上推广种植湖南稷子,也取得良好的经济效益,最近又推广种植四翅滨藜(从美国引进);山东省沿海盐土改良中种植高冰草取得较好的生态经济效益,全国各地还筛选出不少耐盐碱牧草及饲用植物品种,如星星草、莱麦草、紫野麦、獐茅、碱谷等。国家对治理盐碱土壤很重视,我国“九五”规划把改良利用盐碱地,培育耐盐植物新品种列为“863”高科技重大攻关项目。

2盐碱地生物措施改良

2.1生物措施改良受到重视的原因

在盐碱地改良过程中,采用工程、物理、化学等各种措施取得了很大成效,但同时存在诸如工程量大,费用高,或改良过程中除把na、cl等盐离子排走外,土壤中一些植物必需的矿物质元素如p、fe、mn和zn等也同时被排走,以及存在地下水,下游水源受到污染及压盐效果难以巩固等缺陷,研究者逐渐明确了盐碱土改良的目的不仅是去盐,更重要的是达到高产稳产,也就是说,既要排除盐分,又要培肥土壤,于是开始重点关注生物学改良措施。

2.2生物改良盐碱地的方法与原则

近年来,对盐碱地的生物改良措施主要包括以下3个方面:一是开展植物耐盐生理和提高植物耐盐能力的研究。二是在盐碱土壤上引种和驯化有经济价值的盐生植物和耐盐植物。三是利用传统的杂交技术和遗传工程方法培育抗盐新品种和培育转抗盐基因植物。相比较而言,第2种措施投资少,见效快,并可使大面积盐渍土壤不经过工程改良即可被利用而获得良好的经济效益,而盐碱土地在利用的同时,其性质也可得到改良,并在改良过程中提高利用效率。这方面的研究目前已取得很大的进展。

生物改良盐碱土应遵循的原则:一是所选择的抗盐植物应符合农业生产所具备的经济效益和生态效益。二是植物耐盐能力强,对土壤有迅速的脱盐作用,而且植物本身的无机盐含量不得高于一般农作物,并有明显的改良土壤的物理性状功效。三是耐盐牧草应具备较好的饲用品质与饲养价值,无毒无害。

目前,生物改良盐碱土壤所利用的方法主要有:一是种植耐盐树木,如沙枣、胡杨等。树木改良盐碱土壤的作用是多方面的,它可以防风降温,调节地表径流,树木的庞大根系和大量的枯枝落叶也可改善土壤结构,提高土壤肥力,抑制表面积盐。同时,枝繁叶茂的树冠可蒸发大量水分,使地下水位降低,减轻表面积盐。二是种植抗盐性较强的牧草。我国的耐盐牧草资源比较丰富。尤其近年来随着盐碱土壤的改良需要,人们对耐盐品种进行了广泛地筛选,从文献统计来看,涉及到的品种近70个,其中,禾本科植物约49种,豆科植物约17种,还有其他科的一些植物[1]。盐碱草地种植牧草,可以疏松土壤,减少表面土壤积盐,待秋天枯草腐烂分解后,产生的有机酸和co2,可起中和改碱的作用,此外,还可促进成土母质石灰质的溶解。由于牧草有较好的覆盖度,使土壤表面的水分蒸发减少,土表积盐降低。与此同时,土壤的物理性状也得到改善,土壤总孔隙度和毛孔隙度增加,透水性能改善。此外,若在轻度盐渍地种植豆科牧草,可增加土壤有机质,提高土壤肥力。三是利用高抗盐植物,如盐地碱蓬、盐角草等。这些高抗盐植物为退化盐碱地的代表植物,它们本身的灰分含量很高(约27%~39%),当枯枝叶腐烂时,其所含的大量盐分就会遗留在土壤表面,而且,这些植物也不具备饲用价值。因此,利用这类植物来改良盐碱土壤应保持慎重。四是提高植物的抗盐能力。提高植物的抗盐能力比降低土壤的含盐量更具有积极的意义,但难度也很大,这需要培育新的抗盐品种或提高植物的耐盐能力。目前,这方面的研究处于研究阶段。

3耐盐牧草对盐碱地的生物改良机理

在生物改良盐碱土壤的方法中,由于利用耐盐牧草能经人工种植在盐碱土壤上生长发育,对盐碱土壤有一定的改良作用,并具有较好的饲用价值等,近年来在治理碱化地的研究工作中得到了广泛的应用。

3.1耐盐牧草作为生物泵带走土壤中的盐分

由于耐盐牧草对土壤盐分的大量吸收和体内累积作用,土壤中一部分盐分被植物吸收后,通过收割带走和去除盐分,不同耐盐牧草带走盐分含量不同。

滨海盐土上种植鲁梅克斯(rumex),其在含盐量0.3%的土壤上生长良好,产量达150t/hm2。通过收割,一年可带走土壤中盐分150~200kg/hm2[2]。若连续种植鲁梅克斯3~4年,脱盐率可达61.78%~80.71%[3]。吕彪等[4]在盐土上种植耐盐植物碱茅草进行脱盐改土效果研究,结果表明,种植碱茅草3~4年,脱盐率达到77.00%~84.63%。张永宏[5]在宁夏银北盐碱地上种植耐盐牧草红豆草、苜蓿、聚合草、小冠花、苇状羊茅,结果表明,耐盐牧草具有明显的脱盐作用,可使盐碱地0~20cm、0~100cm土层平均土壤脱盐率分别达31.1%和19.1%。

3.2种植耐盐牧草减少土壤蒸发,阻止耕层盐分积累

土壤蒸发量大于降水量是盐土形成的原因之一,在盐土上种植耐盐牧草,将裸露的土壤覆盖起来,以植物蒸腾代替土壤蒸发,减少了土壤蒸发量,降低了土壤的积盐速度,减少了盐分在耕层的累积。此外,由于植物吸收和水分淋洗作用,耕层土壤中盐分越来越少,数年后,耕作层的盐分含量可以达到一般农作物的耐盐水平。

有关研究证实,发育良好的碱茅草丛,可使土壤蒸发量降低到22.1%~28.0%[6-7]。0~40cm土层,碱茅草地的脱盐速度为-11.6~-1.3g/(m2·d),积盐速度为1.1~4.1g/(m2·d);而灌水裸地脱盐速度为-10.6~-2.1g/(m2·d),积盐速度为8.9~11.4g/(m2·d)。碱茅草地的积盐速度仅为裸地的1/7~1/3。在含盐量1.0%~1.5%的土壤上种植滨藜2年后,植被覆盖度达到100%,土壤含盐量下降到0.6%以下,下降率约65%。

3.3种植耐盐牧草可以改善盐土理化性状,提高土壤肥力

种植耐盐牧草后,由于植物根系的穿插作用,土壤容重、总空隙度、通透性、总团聚体等物理性质得到改善;由于植物枯枝落叶及死根的腐殖作用,土壤有机质增加,促进了土壤微生物的生长和繁殖,改善了土壤养分状况和化学性状,提高了土壤肥力。

魏忠平等[8]采用工程措施为先导、生物措施为核心,在北方泥质海岸盐碱荒地上种植田菁、苜蓿2种牧草对土壤进行培肥效果研究。结果表明,种植田菁、苜蓿一个生长季结束后,土壤盐分和ph值下降;土壤有机质含量有所提高,氮、磷营养状况得到改善;与对照处理相比,2种牧草处理在l0~50cm层次的肥土效果好于0~10cm层次;2种牧草相比,田菁处理好于苜蓿处理。张永宏[5]在宁夏银北盐碱地上种植耐盐牧草的结果表明,种植耐盐牧草可促进土壤团粒结构的形成,改善土壤理化性质,使土壤有机质、速效氮增加。胡发成[9]研究表明,种植苜蓿改善了土壤物理性质、土壤容重下降,孔隙度提高,土壤的颗粒结构更趋合理,水分渗透性土壤通气状况改善,提高了保肥蓄水功能,土壤养分发生变化,全氮、有机质含量明显提高。

3.4耐盐牧草可以改善盐土区微生态环境

耐盐牧草的开发利用增加了废弃盐土的植被覆盖度,有十分显著的生态效益,对维护自然生态平衡、改善和保护人类生存环境有重要作用。首先,耐盐牧草可以调节生物圈中大气成分的平衡,特别是co2和o2的平衡;其次,它有过滤尘埃、吸收毒气、降低噪音、改变空气质量的作用。再者,可调节气候,减少温差,增加雨量、湿度,减少地表风蚀和干热风危害,增加地面覆盖可降低土壤温度0.7~3.2℃,降低地面温度0.5~2.5℃;形成群落内小气候,白天中午和夏天的温度比裸地低,昼夜和全年温度变化幅度小,比较缓和。湿度的变化与温度相似。随着植被的自然演替,生态多样性和平衡得到恢复,人类生活环境得到改善。

4小结

盐渍危害是限制发展农业生产的主要障碍因素。因地势、气候、环境等各种原因,我国大部分地区的农业生产将继续受到盐渍危害。传统的改良方法虽然也可起到促进农业发展的目的,但却不能使盐渍土最大限度地发挥其生产能力。对盐渍土进行生物措施改良,特别是种植耐盐牧草,不仅能够降低盐碱地土壤含盐量,增加土壤肥力,而且可以作为优质牧草发展畜牧业,起到改良和利用的双重作用。对促进盐碱地生态条件改善、农牧产业结构的调整、增加农民收入、实现农业可持续发展意义十分重大。

5参考文献

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土壤盐渍化解决方法篇2

关键词:不同灌水定额、频率;盐渍化土壤;返盐

塔里木盆地位于新疆南部,该地区干旱少雨,气候干燥,蒸发量大,土壤盐渍化严重。土地盐渍化已成为一个世界性的环境灾害生态问题[1]。近40年来,在农业生产发展过程中,农业生产灌溉通过大水漫灌提供作物生长条件,使大部分水资源浪费达不到节水灌溉目的和洗盐效果,而且农田排水还使河流水质盐化加重。因此,对于南疆不同盐渍化程度棉田的调研,分别开展轻度、中度和重度盐渍化棉田冬春灌压盐补墒技术研究,将使得冬春灌技术更具有针对性和可操作性,利于该项技术的大面积推广。开展适度冬春灌技术研究,改变农户对常规冬春灌模式的习惯认识,走科学节水之路。本实验是通过室内土柱冬春灌来研究土壤返盐的效果、盐分运移规律和土壤水盐的空间结构分析[2-4];在冬灌和春灌情况下,探究它们的返盐效果以及盐分离子运移的状况[5-6];还有通过不同频率的灌水研究土壤盐分情况。这一实验方式课探究和解决了节水、盐渍化治理和环境保护的统一,它是干旱农业地区发展的方向。

1材料与方法

1.1实验基地的基本情况实验基地在塔里木大学水利与建筑工程学院实验基地温室,实验站位于东经80度51分,北纬40度37分,海拔高度1028米。年均降水量为40.1~82.5毫米,年均蒸发量1876.6~2558.9毫米。年均日照2556.3~2991.8小时,光热资源充足。土壤是通过在周围地区通过取土样,化验土样;确定重盐度,中盐度土样;然后在原地用图层方法取土,最后把取来的各土层的土按次序装进土柱内。

1.2实验设计该实验采取室内土柱试验,2014年、2015年试验共设12个处理试验过程中,取样土层深度分别为0~20、20~40和40~60cm,在室内测定土壤总盐。本实验采用直径315mm、高80cm的pvc管自制土柱,土柱分重、中、轻三组,每组作三个平行对照,土柱下面用塑料纸封底,并钻小孔接小管观察土柱出水量。室内试验一是采取自制试验装置,通过调查掌握南疆灌区各种棉田土壤盐渍化类型,按照新疆荒漠局盐渍化程度分级标准(罗家熊雄,《新疆垦区盐碱地改良》),分别选择轻度(含盐量5~10g/kg)、中度(含盐量10~20g/kg)、重度(含盐量≥20g/kg)的3个代表性土性实验装置,2014年11月1日冬灌,2015年2月25日做不同频率春灌,来探究返盐情况,灌水间歇以一天为标准,分三次灌完,每次灌水完两天后取土。实验方案设计见表1。

1.3试验观测项目及测定方法

1.3.1土壤含水量的测定。用烘干法测定土壤含水量。分别在冬春灌灌水前后采用土钻取土,取土深度为0~20,20~40,40~60cm。将取土立即装入已知重量的铝盒中带回室内称重,在105±2℃恒温箱中烘至12h,取出,冷却至室温,立即称重,计算其质量含水量。

土壤含水率(ω)=×100%(1)

式中:m0为烘干空铝盒质量,g;m1为烘干前铝盒及土样质量,g;m2为烘干后铝盒及土样质量,g。

1.3.2土壤含盐量的测定。本实验采用1:5比例的土水浸提液来测电导率,是通过从1mm筛孔筛出的土样,称取30g土样置于三角瓶中,加蒸馏水150ml,来配置水土浸提液。在震荡机上震荡15min,震荡停止后立即过滤,直到土水浸提液滤清为止。用DDS-307电导仪来测量溶液的电导率EC。因此,脱盐率的计算:在对冬春灌不同灌水定额的盐分数据进行分析时,本文采用返盐情况分析返盐效果,土壤返盐率采用下式计算:p=×100%(2)

式中:p表示洗盐后的返盐率,w1为第一次灌水后土壤盐分,m3/cm;w2为第二次灌水前土壤盐分,m3/cm。

当p>0时,表示土壤返盐;当p

2结果与分析

2.1冬灌免春灌对非生育期棉田中度土壤水分影响和返盐效

果从图1中可以看出,冬灌的灌水提高了中度土壤的含水率,但随着时间的增长含水率将会大幅度降低;而图2中可以看出,在不同的冬灌灌水定额下,棉田在0-20cm土层内的电导率增加较快,说明土壤的返盐效果,致使返盐率增加,脱盐率下降。

试验表明,冬灌免春灌对不同重度的土壤洗盐效果都有差异,对重度土壤的洗盐效果高于对轻度土壤的洗盐效果,是由于盐分影响了土壤的粘聚性能,使土壤的空隙较大,因此,将对盐分的吸附作用变小,电导率降低,使洗盐效果变得明显,将会抑制了返盐的现象。

2.2冬灌免春灌对非生育期棉田重度土壤水分影响和返盐效

果从图3中可以看出,冬灌的灌水提高了重度土壤的含水率;而图4中可以看出,在不同的冬灌灌水频率下,棉田在0-20cm土层内的电导率增加较快,说明灌水具有返盐效果,抑制了土壤的洗盐效果,使脱盐率降低。

试验表明,冬灌免春灌对非生育期棉田重度土壤水分随一定灌水定额的灌水增加而增加,而当冬灌免春灌的冬灌到播种这段时间内,由于蒸发时间长,蒸发量大,从而造成表层的含水率量降低,电导率升高,致使土壤的表层含盐量升高,出现了返盐现象。因此,在灌水定额相同的条件下,离播种较近时,灌水效果较明显时,可降低返盐效果,有利于棉花的出苗;在不同的灌水定额下,棉花土壤的洗盐效果差异很明显,不同处理的随着灌水量的增加洗盐率逐渐升高,而返盐率逐渐降低,而且随着土壤深度的增加,土壤的盐分下降值的变化渐小。

2.3不同频率春灌免冬灌对非生育期棉田中度土壤水分影响和返盐效果从图5、图6中可以看出,在不同的春灌灌水频率下,随着离灌水后时间的推移棉田在20-60cm土层内的电导率下存在一定规律(是根据每次灌水的定额决定的)而逐渐降低,出现返盐现象,会增加土壤的返盐效果。

试验表明,在不同频率的春灌灌水下,棉花土壤的洗盐效果的差异性明显,不同处理随着灌水量的增加洗盐率逐渐升高;而且随着土壤深度的增加,土壤盐分下降值的变化渐小;对非生育期棉田重度土壤水分随一定灌水定额的灌水增加而增加,而对不同重度的土壤洗盐效果存在差别,每次不同的灌水定额都会影响洗盐率和返盐率,每次灌水量少的它的返盐效果越强;而灌水量越大会影响了土壤的对盐分的吸附作用变小,使洗盐效果变得明显,大大降低返盐效果。

2.4不同频率春灌免冬灌对非生育期棉田重度土壤水分影响和返盐效果从图7中可以看出,不同频率春灌的灌水也提高了重度土壤的含水率,但也会随着时间的变长,也会降低土壤的含水率,出现返盐现象;而图8中可以看出,在不同的春灌灌水频率下,棉田在0-40cm土层内的电导率下在一定幅度的变化(是根据每次灌水的定额决定的)而逐渐降低,说明灌水具有淋盐效果,抑制了土壤的返盐效果;但在随着离灌水后时间的增长,也将会出现返盐现象的。

试验表明,不同频率春灌灌水对非生育期棉田重度土壤水分随一定灌水定额的灌水增加而增加,而对不同重度的土壤洗盐效果存在差别,对重度非生育期棉田土壤的洗盐效果要好于中度非生育期棉田土壤的洗盐效果,不同频率春灌灌水对不同重度的土壤洗盐效果存在差异,每次不同的灌水定额都会影响洗盐率和返盐率,每次灌水量少的返盐效果越强;而灌水量越大会影响了土壤的粘聚性能,从而使土壤的空隙较大,对盐分的吸附作用变小,使洗盐效果变得明显这可能也是由于盐分影响了土壤的粘聚性能,大大降低返盐效果;反之,将会增加返盐效果。通过试验可知,在相同的灌水量下,不同频率春灌灌水比一次性灌水洗盐效果明显,会更好的抑制返盐现象,因此建议采用不同频率灌水。

3结语

在本实验中,对各个定额灌水下的水盐分布和运移情况进行探究和分析可得出,在不同土层的含水率、脱盐率和返盐效果的变化状况可知在土层0-40cm之内变化较大,说明在40cm深度内的含水量、脱盐率、返盐效果受灌溉、外界环境的影响较大。从研究中可分析出冬春灌都具有淋洗盐分的效果,盐分都会随着水易被淋溶至土壤深层,当上层返盐率越小以及返盐过程都不显著时,说明返盐效果差,洗盐效果好。但从试验和研究可得出冬灌的效果好于春灌的。但同时,随着灌水量增加,灌溉前后土壤含水量、盐分含量和盐分含量差异增加,淋洗盐分效果越好,返盐效果就越差,土壤就越优良。

在不同频率春灌水下,不同频率春灌灌水对不同重度的土壤洗盐效果存在差异,对重度非生育期棉田土壤的洗盐效果比中度非生育期棉田土壤的洗盐效果好;不同频率春灌灌水比一次性灌水淋盐效果明显,因此建议采用不同频率灌水。但在相同灌水定额下,冬灌比春灌土壤盐分的淋洗效果好,如果要对棉田土壤进行压盐,可以采用冬灌的方式来对盐分进行调控。

通过试验可知,T6、T3、T7返盐率分别达到1.62%、6.49%、5.49%,其返盐率差,反之其洗盐效果较好。但从棉花次年的正常生长发育和节水的角度看,建议应采取冬灌+春灌的灌溉模式进行,在考虑水资源的情况下,冬春灌水定额应控制在200hm。

参考文献:

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基金项目:南疆灌区不同重度盐渍化土壤洗盐定额试验研究(201410757007)。

土壤盐渍化解决方法篇3

关键字:盐碱地;园林绿化;工程改造

中图分类号:S287文献标识码:A

1盐碱地绿化的概况

我国盐碱地面积大,分布广。伴随着高速发展的经济和城市化进程,土地资源的供需矛盾越来越突出。滨海地区加快围垦和开发利用滩涂资源,包括许多滨海新城的建设,这些新城绿化建设面临的重大难题是耐盐碱绿化树种筛选和植物群落构建。然而滨海盐碱地,普遍含盐量高、碱性强、地下水位较高,冬季海风强盛,夏秋季节台风等风害频繁,生态环境恶劣。伴随着高速发展的经济和城市化进程,土地资源紧缺的问题越来越严峻。滨海地区加快围垦和开发利用滩涂资源,滨海新城如天津滨海新城、唐山盐碱地新城、上海临港新城、浙江温州滨海园区及瓯江口新区等不断涌现。由于滨海围垦地普遍存在土壤含盐量高、园林植物存活率低、景观性差及植物群落单一等问题。要做到因地制宜,适地适树,合理利用乡土树种,就必须进行实地调查,详细了解当地气候、土壤等条件及其树木的生长状况和养护管理,盐碱对植物的危害主要表现在以下几方面:1)引起植物的生理干旱;2)直接毒害植物;3)影响植物气孔的关闭;4)影响植物正常的营养比例;5)破坏植物体内的蛋白质合成。

2盐碱地盐渍土对植物的危害

盐碱地盐渍土对植物的危害分2种:一是直接危害,既无法正常为植物提供水、气、肥、热等条件。二是生物毒害,即盐碱成分间接破坏了植物光合作用及其它生命元素(C、N、O、H)的循环。主要体现为植物的盐害和抗盐性。具体是:造成植物缺水;影响植物组织和正常营养;抑制了气孔保卫细胞淀粉的形成过程,气孔无法闭合,使植物枯竭。盐渍土对植物生长造成的危害主要来源于土壤中NaCO等强碱性物质直接破坏根系生长。此外,由于土壤结构改变,干时结硬成块,湿时膨胀粘重,使植物无法存活。

土壤含盐量过高,在其中生长的植物会因为盐分过多而发生胁变,从而造成“一年绿、两年黄、三年进灶堂”的现象。一旦植物被盐害,轻者影响生长发育,重者直接死亡。阳离子中,钠盐比钙盐对植物的毒害作用更大,其中属NaHCO、NaCO的毒害作用最大;在阴离子中,CO2-相对于C1+和SO2-而言毒性更强,当土壤表层的含盐量高于0.6%时,很多植物无法存活。而当土壤中含有的可溶性盐达1%,只有某些适应盐性环境的植物才能存活。

3盐碱地绿化的苗木选择及养护管理

3.1盐碱地绿化的植物选择

在盐碱地绿化时,植物选择要求很高,其要求植物抗污染、耐干旱、耐水湿、耐盐碱、耐瘠薄,长久的试验和施工总结出,下列植物基本能在该绿化区域生长:灌木类植物有白刺花、枸杞、盐豆木、金银木、文冠果等。常绿植物有龙柏、侧柏、圆柏、铅笔柏等。乔木、小乔木植物有绒毛白蜡、桂香柳、刺槐、中天杨、新疆杨、青杨、千头椿、盐肤木、沙枣、沙棘等。地被类植物有地被菊、大叶黄杨、绣线菊、珠美海棠、金银花、草木樨、苜蓿等。草类有狗牙根、野牛草、马绊草、大穗结缕草等。按照植物自然规律演替条件,先保证耐盐植物存活,在种植普通园林植物,使植被恢复。耐盐碱基因生物技术、耐盐植物的引进与筛选技术对滨海的重盐渍荒漠化地区生态重建非常关键。

3.2施肥养护

大多数灌溉用水源自于市政管网所供给的生活用水或将雨水收集而成作为灌溉用水。而施肥是以施高效复合肥和有机肥料为主。使用高浓度复合肥,是因为它的无效成分少,残留少,近观如此,在每次使用时,化肥的用量也不能过多,以避免加重土壤的次生盐渍化,施过化肥后应结合灌水,以降低土壤溶液浓度。就有机肥料而言,一般使用低浓度化肥,利用肥料的化学物质,对土壤中的有害阴、阳离子起平衡作用,从而有利于植物的发根、促苗、生长。

4盐碱地绿化改良的研究

4.1目前针对滨海盐碱地绿化的研究主要集中在:

(1)盐碱地土壤的改良;

(2)耐盐植物树种的选择;

(3)后期的养护管理措施目前已有许多成熟的盐良措施,主要包括物理、生物、化学及综合改良措施等。物理改良措施采用易于实施、条件要求简单的物理方法改良土壤并降低其含盐量,从而达到植物的生长要求。该措施目前常用的技术有客土降盐、松土通气及以水排盐。化学改良措施通过在盐碱土中施洒化学改良剂的方式降低土壤的碱度和盐度。常用的化学改良剂有化学酸性肥料、矿物性化肥、有机肥等。生物改良措施利用生物的生命活动改良土壤,兼顾充分挖掘当地资源和节约成本,是最具经济效益和生态效益的措施之一。种植耐盐植物是目前常用的生物改良方法。综合改良措施通过充分利用各种改良措施的优点,将其结合起来使用,使改良效果达到最好。

4.2园林植物的选择及种植

根据土壤的盐碱程度选择合适的耐盐碱的树种,并以乡土树种为主。这样更有利于苗木的成活。购买苗木时,要选择无虫害及树皮、根系等完整的树苗。要注意栽培的及时性,不能够耽搁太久,并且在运输过程中,要注意对树苗进行相关的篷布保护措施,能够将外来的伤害风险降低,保护根、枝、冠等,减少水分蒸发。

盐碱地区的树木种植与一般土壤地区基本相同,但应注意以下几点:

(1)在客土绿化工程的大穴整地改良工程中,植树前必须浇透淡水,并在土壤踏实后平整土面。

(2)在树木栽植时一定要踩实,以使土壤与根系密接,减少风摇对树木成活的影响。

(3)为了防止土壤次生盐渍化,促进树木根系生长,在树木浇完第一遍水后,其周围要用塑料薄膜覆盖。

(4)如果可以适当的浅栽,对于大部分园林植物的长势都有好处。经验证明,除杨柳树外其他树种均以浅栽为好。栽植深度比苗木原土印深1~2cm。浅栽可以有效地控制水渍烂根,又能保证根系有良好的透气性。

4.3苗木养护

俗话说:三分种七分养,因此苗木的养护工作非常重要,而且也是较难的一项工作。因此要进行全面的科学化管理,要进行周期的确定,并且能够考虑到绿化效果的需求,能够在苗木的定植情况下做好一些环境的监测管理工作,保证土壤的正常,适当给与灌溉和施肥,能够在一定程度上维护绿化的可持续性生长,在冬天的时候要进行更多的保护措施,保证植物的抗寒,能够减少害虫的侵害,采用科学的治理方法来完善外部的条件。

5客土绿化施工技术

客土种植全面换土要从根本上解决返碱问题,需铺设隔盐层。隔盐层铺设即在种植层下,先铺筑一层20~30cm厚的碎石或炉渣层,在隔盐层下每隔10m左右铺设渗水管,最好还需要在隔盐层上铺一层作物秸秆、草帘或土工布等物。该模式虽然能够有效解决土壤盐碱化问题,但工程浩大,造价高,工期长,通常难以实施,所以一般只适合重点地段、重点工程、重要景观区的园林绿化。

6利用盐碱植物直接简易绿化的模式

施用特种肥料,有效改良中度至轻度盐碱地。特种肥料可利用离子吸附、转化盐类、肥盐平衡的合力降低含盐量,降低pH值,内含钠离子吸附剂,腐植酸、黄腐酸、烯土组成了吸盐降碱的最佳聚合体。中度盐碱地配合大量应用麦糠加特种肥料效果更佳。目前市场应用比较多的化学改良剂有“盐碱丰”、“禾康”、“康地宝”等。运用该技术,2011年实施的曹妃甸重盐碱地原良花海工程,取得了显著成效,并节约了大量绿化成本。

结语

综上所述盐碱地可种植土壤为吹砂填海形成的客土土壤形成的过程中由于受到海水潮汐和海啸的影响再加上海水的渗透和蒸发使得土壤呈现出盐碱的特征影响了园林绿化效果的买现为此需要对土壤进行改良以控制土壤当中的盐分为绿化工程创设有利的条件一万面需要改良土壤通过选购耕植土、填挖盐碱池、铺设排盐管提高种植土壤的质量另一万面是选择具有耐盐碱、抗风、抗旱、抗寒等能力的苗木。

参考文献

[1]王洪港.盐碱地园林施工技术措施[J].现代园艺,2012,(22):77.

土壤盐渍化解决方法篇4

关键词:公路工程;特殊土;路基;处理Abstract:Intheroaddesign,weoftenneedtoconsidersomespecialcasesindesign.Themostcommonproblemisthedesignmustconsiderhowtomeetspecialsoilroadbedroadconstructionintheprocessofdealingwithproblems.Subgradetreatmentmusttakeintoaccounttheactualsituation,theonlywaytoensurethequalityofroad.Inthispaper,analysisandprocessingmethodforavarietyofspecialsoilsubgrade,andgivescorrespondingsolutions.

Keywords:HighwayEngineering;specialsoilsubgrade;treatment;

中图分类号:S731.8文献标识码:A文章编号:

我国幅员辽阔,因此各区域的土质也有所不同。然而由于修筑道路的线路会很长,会经过不同的土质地基,因此在进行道路设计时必须要考虑到各种情况。各地的土质结构不同,我们需要区别对待,并采用相应的技术措施对路基进行处理。这对提高公路的使用寿命具有重大的现实意义。

一、软土的主要的组成及其特性的分析。

软土路基是公路建设中遇到最多的的土质。软土,顾名思义是土质的密度不高的土质。一般指的是土质疏松、压缩性较高、抗剪强度低的土质。软土的特点是含水率高和饱和度高、孔隙比大、透水性低且灵敏度高的粘性土和粉土,包括淤泥以及淤泥质土有机沉积物在内的土质都是软土。软土对公路建设的的主要危害表现为遇水后地质的不均匀沉降,这就容易造成引起原本是平坦的路面大面积的开裂、下陷。这样的后果不仅破坏了道路行驶安全而且会引起其它次生公路危害,进一步加剧路基的湿陷性,引起沉降-破坏-加速沉降-这样的恶性循环。所以在公路工程中的软土路基的施工质量对于整个公路的施工质量以及后期运营期养护工程的影响是十分巨大的,如何解决软土路基问题是一个巨大的考验。

1、湿陷性黄土

湿陷性黄土是指在一定压力下受水浸湿,土结构迅速破坏,并产生显著附加下沉的黄土。由于我国是世界上黄土分布面积最广、厚度最大、成因类型最复杂、地层层序最完整的国家[1],所以我过的软土分布的面积非常大。黄土的对于公路的危害在于他的对于水的高吸收率,且水分贮存的时间长,不已流失。这就容易造成路基不规则的下陷。湿陷性黄土的运动原理是:黄土路基的边坡在雨水作用下容易产生冲蚀效应。并最终会破坏了公路的平稳。再者就是由于黄土具有垂直节理、多孔隙及含丰富的易溶盐的物理和化学特性,在水的渗透冲击下产生地下的陷穴。

2、盐渍土

盐渍土是盐土、碱土以及其他各种盐化和碱化土的总称。当土壤内部的易溶盐平均含量大于0.3%时,便可认为是盐渍土。在我国,盐渍土的分布较广,主要分布在内陆干旱地区和半干旱地区,以及滨海地区等。盐渍土的危害在意盐渍土浸水之后,其土体中的盐类结晶会遇水溶解,使土体的强度明显降低,形成软土的破坏效应。由于其中含有大量的矿物质盐,溶解在水中后,通过化学作用容易腐蚀铺路的钢材和铁轨。在气候较为干燥的地区,比如我国的新疆地区,这类的破坏效应可以不考虑在内。其他地区为了提高公路路基的稳定性,必须对此土质路基进行科学的处理,如果措施不当很容易导致路基的强度降低,进而影响路基的稳定性。在我国新疆等地,盐渍土的分布较广,高速公路工程施工过程中,对盐渍土路基的处理技术也较为成熟。[2]

膨胀土

膨胀土是指粘粒成分主要由亲水性矿物。主要是粘土矿物,膨胀土同时具有显著的吸水膨胀和失水收缩两种变形特性。膨胀土遇水膨胀、失水收缩的变形特性及其边坡浸水强度衰减特性给公路的设计和建设造成了严峻的挑战。对于这类土质而言,随着水分的流失,容易造成地表裂开,路边容易受此影响而破裂开来。反过来,随着水分的增加,也会导致地表破裂。膨胀软化,重量增加导致地表不均匀的下沉,最终破坏道路。同时,国际上尚未对于膨胀土做出统一的定义和看法。对于这类土质的确认的标准也没有统一。但是,这并不影响对于它危害的治理。

冻土

冻土的冻土是指零摄氏度以下,并含有冰的各种岩石和土壤。冻土的分布范围一般在高纬度和高海拔的地区。比较典型的是东三省和青海地区。这是是我国目前最大的冻土地带。冻土的中含有大量的水分,在温度较低的情况下,由于水的凝固作用,将含有各种矿物质的土壤凝固成一体,这时的地表是符合道路建设的要求的。冻土对于道路建筑的最大的威胁在于冻土受四季的作用,温度的起伏变化导致冻土失去了原有的硬度和稳定性。同时受到建筑施工的影响如地表覆盖层的破坏,或因填筑路基的土体材料砂砾含量较多,密实度较大[3],因而导热性能强,这就容易使地表的热量先下面的传递,形成软土层的破坏效应。极易导致塌方的出现。

对于各种土质的道路建设的解决方法

关于湿陷性黄土地基的处理方法

湿陷性黄土地基处理方法就是改善土的物理特性。主要是减少土的渗水性、压缩性。控制其湿陷性的发生,部分或全部消除它的湿陷性[4]。湿陷性黄土的处理方法必须根据实际的情况作出相应的方案。主要参考的是黄土层的厚度、湿陷性等级、类别等情况,同时考虑获得材料的难易度而来。常用的方法有换填法(即将挖出原有的一米左右厚度土层,换成其他的材料填埋)、强夯法(一般采用100~200KN重锤、10~20m落距夯实地基,压缩湿陷性黄土的沉降空间,提高密度,并最终提高承载力。)、排水法(在路堤底部地面上铺设一层砂垫层,在回填土的之后,这层砂垫层中排出回填土中的水,加速固结地基,提高软土硬度,最终达到增强路基稳定)。

盐渍土地基的处理方法

盐渍土的处理主要的原理是去除土层中含有的水分使其中的矿物质盐发挥不了吸水上升和腐蚀的作用。盐渍土在干燥的情况下,地基的强度很好,所以对水的隔断措施非常重要。常用的处理盐渍土地基的方法有换填法(具体的实施方法和湿陷性黄土的换填法一致)、提高路基高度(可以有效降低路基上部受到盐渍影响的几率,避免盐胀)、浸水预溶法(通过水的作用,溶解土壤中的易溶盐溶解,并最终将矿物质盐带到更深的的土中。同时土体结构会由于自身重力作用而被压缩,使部分土体中的空隙被填充,当上部土体在自重作用下发生预溶陷,就能提前消除盐渍土的各种病害。地基浸完水后需要晾晒和强夯)。

膨胀土路基的处理方法

膨胀土路基的处理主要从解决土质中的膨胀土的一些特性。如亲水性、热敏性和胀缩性。由于膨胀土的特殊性,他的处理方式目前世界上还没有统一的处理方法,人们比较常用的方法有换土法(即挖除膨胀土,换填非膨胀土或沙砾土,挖土的厚度一般为1~2米),重力式挡土墙(分解膨胀土膨胀力的作用)改性控制(利用其他的物质和膨胀土混合改变膨胀土的相应性质)。

冻土路基的处理方法

冻土的特殊在于它对于温度的敏感性,所以要解决在冻土路基上的道路修筑问题,必须先改善冻土的温敏性。常用的解决方案有换土法(挖除冻土层换填透水性材料)、设置隔温层(在路基下部接近基底处设置隔温层,使传入冻土路基中热量减少)。

结论:我们在进行道路建设的过程中,往往会进行软土路基施工,而软土路基由于其的种类较多,处理的方式方法各不相同,因此在进行路基施工时,必须采用与实际的土质地层的相对应的技术措施对土质进行处理,从而才能够确保未来道路的质量和性能。本文对常见的集中软土路基的特征和特点做了详细的介绍,同时也参照建筑施工的实际情况,介绍相应的处理手段。总而言之,软土路基处理关系重大,因此在道路建设过程中,必须要采取科学合理的技术措施,对软土路基进行处理,从而才能够确保路基的质量和性能,进而才能够确保道路交通能够正常稳定的运转。

参考文献:

[1]李振华.对湿陷性黄土路基处理的探讨[J].河南建材,2008,01:70-71.

[2]张金海.高速公路盐渍土路基处理措施探讨[J].交通标准化,2012,16:52-54.

土壤盐渍化解决方法篇5

关键词土壤恶化;棚室蔬菜;原因;治理

土壤是农业生产最基本的生产资料,是蔬菜获取优质高产最重要的物质基础。一旦土壤结构、土壤耕作层遭到破坏,土壤恶化,种植蔬菜就如无源之水,不仅蔬菜难以获得优质高产,而且会降低棚室的使用寿命。近年来,滨海县设施蔬菜发展越来越快,面积越来越多,效益也越来越高,但调查表明,很多种植户对于解决蔬菜产量低、质量差的问题,只注重管理技术水平的提高,但对土壤恶化现象没有足够的重视[1]。如果只一味强调管理技术水平的提高,则失去了土壤这个基础保证,棚室蔬菜将难以长期获取高产高效。因此,重视土壤的保护,避免土壤恶化,棚室才能得到持续利用,从而保证蔬菜获取优质高产。

1土壤恶化的原因

1.1盐渍化加重

从每年随机调查的棚室看来,盐渍化的程度呈逐年上升趋势。它与棚室栽培年限和氮肥施用总量呈正相关关系。过量施用化肥后,土壤中盐离子增多,盐渍化加重,妨碍根系正常吸水,影响植株生长;棚室内温度高,水分蒸发量大,盐分随水从土壤毛细管上升,水逸盐存;土壤受降雨淋洗少,灌水多,排水少,土壤长期处于盐积过程[1]。

不同作物抗盐渍化敏感度不同。据生产调查,茄科作物如茄子、番茄、辣椒抗性较强,瓜类作物中有高有低,西葫芦抗性中等,黄瓜则抗盐生较弱,菜豆的抗性弱,易受害。作物直接危害的典型标志是:初期地面有青霜而后发展到绿皮“青苔”,棚内作物尚为正常;当地面出现“红霜”时,棚内作物中期出现点片萎蔫;盐分重时地面出现白色结晶“盐霜”,苗期会出现死苗[2]。在温度、水分、肥料供应方面没有太大欠缺的前提下,棚内蔬菜植株根系发育不良,老根与新根比例失衡,吸收能力较差,使生长发展期明显延后,受害严重的会导致减产10%~30%,直接影响栽培效益。

1.2土传病害及病虫害加重

连作不但会引起减产,更容易导致土壤病和病虫害的加重。原因分析:①每种作物都有一些专门危害的病虫害杂草,连作可使这些病虫杂草周而复始、恶性循环地感染危害。②不同作物吸收土壤中的营养元素的种类、数量及比例各不相同,根系深浅与吸收水肥的能力也各不相同。长期种植一种作物,因其根系总是停留在同一水平上,该作物大量吸收某种特需营养元素后,就会造成土壤养分的偏耗,使土壤营养元素失去平衡。③不同作物根系的分泌物不同,有的分泌物质有毒害作物,连作易遭受作物自身分泌物积累的毒害,导致减产。④连作会导致土壤理化性质恶化,肥力降低,有毒物质积累,有机质分解缓慢,有益微生物和数量减少。

目前,滨海县大套乡主要以春提早辣椒、西瓜、番茄、黄瓜等为主。但随着面积的扩大及重茬次数的增加,在生产过程中病害越来越多,特别是土传病害发生严重,如根腐病、立枯病、枯萎病、炭疽病等,只要发现就很难根治。每年3—4月都有不少农户反映这个问题,这些病害都是由土壤带菌引起,因此,必须从土壤处理上着手,才能根治。

1.3土壤板结,耕作层变浅

多年来连作和多层次间套种,单位面积的水、肥投入极高,有机肥供应不足,同时大量施用各种化肥,有机质匮乏,土壤肥力出现衰退,透气性降低,需氧性的微生物活性下降,土壤熟化慢,团粒结构被破坏,造成土壤板结。棚室蔬菜多采用人工翻地,导致土壤活土层变浅,阻碍根系下扎,深层土壤中的水分和养发不能被吸收利用。

1.4微量元素缺乏

由于受市场因素和种植习惯影响,连作在棚室蔬菜栽培中较为普遍,易造成土壤养分的偏耗,不断从土壤中吸收锌、铁、钼、硼等微量元素,又未及时均衡地施用各种肥料,逐步造成土壤养分含量减少,各种养分的形态和比例失调,养分活性降低,微量元素缺乏,导致作物营养不良、长势弱、易发病、产量低、品质差。

2土壤恶化的治理

2.1盐渍化防治

2.1.1合理灌溉。广泛采用滴灌、渗灌等技术或开沟暗灌,禁止大水漫灌,以降低棚室内空气湿度。夏秋季揭盖,让自然降雨淋浇棚内土壤。

2.1.2合理利用秸秆。秸秆施入土壤后,在被微生物分解过程中,能够同化土壤的氮素,有效降低土壤中可溶盐的浓度,达到改良土壤的作用。

2.1.3土壤处理。深翻和轮作,通过深翻使表层土和深层土充分混合,可以有效预防或缓解土壤的盐渍化进程。

2.1.4科学施肥。控制化肥施用量,施用养分含量高、残留副成分少的化肥,采取深施、追肥与灌水相结合,少施或不施人畜粪尿等有机肥和未经腐熟的有机肥,减少土壤盐分的积累。

2.2轮作换茬和适当休闲相结合

要进行轮作换茬,一方面可减少病虫害的发生,另一方面也可减轻土壤中有毒元素的毒害作用。轮作可以均衡利用土壤中的营养元素,把用地和养地结合起来;可以改变农田生态条件,改善土壤理化特性,增加生物多样性;免除和减少某些连作所特有的病虫草害。同时合理利用休闲时间,如夏季休闲时高温闷棚灭菌、伏耕晒垡,可大大减少土传病害及病虫害的发生。

2.3增施有机肥,定期深翻土地

施用有机肥,可以改善土壤团料结构,增强土壤通透性和保水、保肥、蓄热能力,使土壤疏松肥沃,缓解土壤盐渍化。深耕可减少植物根系与病原菌的联系,利用土埋和暴露病原菌在自然温度和干燥的条件下提高病原菌的死亡率。深翻有机质是无污染的耕作方式[4]。每年蔬菜种植时利用间隔时间深翻土壤,基施腐熟的堆、沤肥,加厚熟土层,增强土壤保水、保肥能力,破坏土壤寄生虫寄存环境,有条件的还可以换土。

2.4合理施用微肥

微肥可作底肥或作根外施肥。根据作物的需肥特性和土壤中微量元素丰缺情况进行选择用肥,补充不足的微量元素。

3参考文献

[1]肖秀芝.保护地内土壤恶化的原因及改良[j].安徽农业,2003(9):29.

[2]褚传雄.大棚蔬菜园地土壤恶化的原因及其防治对策[j].嘉兴农业,1998(a05):17-18.

土壤盐渍化解决方法篇6

探讨了对立统一思想在自然系统中的体现以及当前环境问题的应用.自然要素间的对立统一平衡结果使得在松嫩平原中西部生态脆弱带发育了肥沃的草甸土和黑土.人类不合理地开发打破了该区域淋溶去盐-蒸发积盐以及黑土区土壤水土流失与养分固定的平衡关系,导致大面积的盐渍化和严重的水土流失发生.运用对立统一思想重新建立该地区自然要素的平衡,对于当前环境问题的治理以及和谐的人-地关系构建具有十分重要的意义.

关键词:

环境问题;盐渍化;人-地关系;水土流失

人类改造自然的能力随着科学技术不断发展而大大提高,但是随之而来的是人类无法摆脱的自然的“回报”:环境污染、水土流失和土壤盐渍化迅速发展等环境问题困扰着人类,而且这些问题愈发严重[1-3].频繁出现的环境问题阻碍了我国社会的发展和生态文明建设目标的实现.认识这些问题发生的本质,找到环境问题治理措施对于降低其对人类社会的危害度,对实现社会和谐发展具有十分重要的意义.国家“十二五”以及“十三五”规划都明确提出保护环境和生态文明建设是当前的重要任务,构建和谐的人-地关系是今后我国经济建设的长远目标.《矛盾论》认为,世间万物都是由存在对立统一的两面(要素)构成;组成系统的各要素是相互协调和制约的关系,通过要素彼此平衡实现系统的稳定和健康发展[4].这种对立统一的思想在地理学中则表现为综合思想,该思想以对立统一的思想(即保持要素彼此平衡的思想)分析、解决自然环境中的各种问题.当今环境问题治理措施都是针对具体某一方面(要素)的治理为出发点,尚缺乏从对立统一思想(系统的角度)看待各种环境问题产生的原因和提出的治理措施.基于此,本文从对立统一思想的角度出发,分析当前盐渍化和黑土的水土流失环境问题产生的原因和治理措施.本研究可以为今后类似环境问题的防治提供参考,对于当前进行的生态文明建设中如何处理人-地关系也具有参考价值.

1对立统一思想的来源及其在自然环境中的体现

对立统一思想是唯物辩证法的实质和核心,是指导一切实践活动的方法论原则.在我国古代,以为宇宙间的一切事物和现象都存在相互对立而统一的两个方面[5].《易经》开篇就提出“无机生太极,太极生两仪,两仪生四象”,而且强调两仪是对立统一的平衡,是动态变化和相互转化的,共同决定系统的稳定[6].中医学宝典《黄帝内经》强调天地为阴阳,是自然界两种相互区别又相互联系的基本物质,人也应该顺应天地的变化而调整自我,即“阴阳者,天地之道也,金木者生成之终始也,水火者阴阳之征兆也”.“五行论”既是宇宙万事万物的宏观分类方法,又是提示事物之间相互联系,相互作用,循环演化,持续发展的一种哲学辩证思想[7].根据《黄帝内经》,世间万物皆由金、木、水、火、土5种元素组成,它们之间相生相克的关系见图1.在古代地理学与哲学是密切相关的,由此产生的地理综合思想也就必然继承了对立统一的思想.如迄今为止依然认为自然地理环境(地球表层系统)是由岩石圈、生物圈、水圈、大气圈和土壤圈5大圈层构成[8],自然地理环境的产生和演化的动力来自于内部因素(地球内能作用,属阴)和外部因素(太阳辐射,属阳)的共同作用,地球内能往往造成地表抬升或者沉降而崎岖不平,而太阳辐射的作用则正是不断地风化而使得地表相对高度减小,2种因素对立统一产生的平衡作用共同作用在地球表层才铸就了地表系统的产生、发展和演化.在一个很小的、自然健康的湖泊生态系统中,存在大鱼吃小鱼,小鱼吃虾米,虾米吃水草,水草则靠腐泥生长,大鱼的排泄物和死后的腐烂物则回归底泥的闭合回环,各要素间也是对立统一的关系.一个健康生物体内各种元素之间存在着协同与抗诘的关系,如铅和锌,钙和镉之间是典型的2对对立统一的关系,正是这种对立统一的关系维持着包括人类的一切生物体内的元素平衡.自从地球表层诞生人类后,则产生了人-地对立统一的关系,这就要求人类不仅有节制地从自然获取资源,同时也需要以同等方式补偿自然界,才能保持人-地关系长期稳定和持续发展.人类对任何一部分要素的过分摄取而没有及时进行生态补偿,其结果都会直接或通过影响到其他要素的变化而间接影响到整个地表系统的稳定和发展,最终环境的变化反作用于人类,影响人类的生产与发展.在人类诞生初期,人为扰动较轻同时人类也以某种方式进行生态补偿,如使用的废弃物(主要是木质和草本类)和排泄物直接回归自然,所以这种扰动在一定时期地表系统能够自我修复.随着科学技术的发展和人口的迅速增长,人类无休止地向地表系统获取自然资源,其结果是获取自然资源的速度远远大于地表系统自我修复的速度.另一方面,人类大量地向自然界排放石化产品(持久污染物),结果平衡的人-地关系被打破,随之而来的就是各种环境问题的产生.如水土流失、土壤盐渍化、环境污染(重金属污染和水体富营养化)和食品安全等,给国家带来巨大损失,同时也减缓了人民生活水平提高的步伐,影响着广大人民物质水平和生态文明建设.如何从根本上治理出现的环境问题,成为摆在广大科研工作者面前的一大难题.本文以我国松嫩平原中西部的盐渍化和黑土“黄化”的环境问题为例,分析在处理环境问题中对立统一思想的应用.

2对立统一思想在处理环境问题中的应用

2.1盐渍化的发生与治理

松嫩平原中西部是黑龙江省重要的粮食产区,也是苏打盐渍土主要分布区之一[1].自然条件下,强烈的蒸发外加地下水埋藏较浅,导致一年当中大部分时间土壤表层的水分以上行为主,这也就可能把地下水图1五行各要素的对立统一关系的钠、钙等元素以苏打或小苏打盐的形式带到地表并富集(见表1和图2).每年7—9月集中的降雨则把部分地表盐分淋溶下行,外加不定期的洪水泛滥,可以把地表的富集盐分有效地带走,地表覆盖度较高的羊草植被产生的腐殖质层有效抑制地表水分蒸发和盐分富集,这样蒸发与降雨的对立统一关系使该地区地表系统保持着动态平衡(见图2a).近年来,一方面,人类大规模地破坏地表植被、超载放牧以及大规模的农田开发(旱田,主要使用化肥)破坏了地表植被,导致有机质层迅速衰减消失,强烈蒸发的水分带来大量的盐分在地表富集(甚至产生明显的盐结壳,这进一步阻碍了地表降雨淋溶效应,见图2b);另一方面,大量堤坝的建设阻止了洪泛的发生,富集盐分无法被淋洗带走,因此土壤表层积盐过程得到加强,盐渍化程度不断加重[9]68.研究表明,现阶段松嫩平原的水文过程(包括地下水、土壤水和地表水)与50年前相比发生了极大的变化:地面汇流速度有所加快,低平原雨季被淹没的机会有所减少[10]349,松嫩平原地区的地下水位逐年下降[11].随之而来的是盐渍化面积的不断增加,如上世纪50年代松嫩平原的盐渍化土壤面积为2.40×104km2,80年代增加到3.0×104km2.目前,松嫩平原21%(约3.27×104km2)的土壤都呈现出不同程度的盐渍化现象,而且每年还在以1.4%~1.5%的速度扩展[10]350.可以说土壤盐渍化已经成为松嫩平原西部生态建设和农业可持续发展的限制性因子.从区域环境健康来诊断,该地区地理要素循环的弱化、阻塞和切断是造成区域生态环境日益恶化的内在因素[9]62.要改善中西部的生态环境,遏制土壤大面积盐渍化发展,必须建立新的人-地关系.首先,需要修复该地区水盐的平衡,使地表可溶性盐流从内流状态变成通畅的外流状态,建立垂直方向上盐分的富集和淋溶稀释平衡.学者们根据这一思路提出了通过农业工程引入地表淡水进行水田开发的方法,同时合理建立排水沟渠,打破局地水分和盐分的内流特征,同时增加地表的植被和有机质的归还以抑制蒸发作用带来的盐分富集[12].另外,作物秸秆粉砂回田,增施有机肥,发展旱作耐盐植物等措施增加向该地区自然界的补偿,同时疏导当地人口往经济发达地区工作,减少人为带给自然的压力.综合这些措施,该地区盐渍化发展在一定程度上得到了缓解.

2.2黑土“黄化”的原因与治理

黑土的发育得益于特殊的气候条件(见表1和图3a):夏秋多雨外加母质粘重,土壤常形成上层滞水,草甸草本植物繁茂;冬季漫长,微生物活动受到抑制,有机质分解缓慢,并转化成大量腐殖质累积于土体上部,形成深厚的黑色腐殖质层(土壤的腐殖化过程).冻融季节性滞水使得土壤表层处于还原环境,使土壤中的铁锰还原成低价;在旱季滞水层消失并处于氧化条件,使得铁锰又被氧化,如此氧化-还原季节替变换产生,在土壤的淋溶层(B)形成铁锰结核的潴育层.自然状态下,黑土腐殖质层可厚达1m,养分含量丰富,肥力水平高.特殊的气候条件和地形条件又使得黑土很容易发生水土流失(见图3a).雨热同季意味着每年大量的降雨集中发生.据观测,每小时降雨量大于10mm,或者24h降雨量大于30mm就能产生明显的径流,而在松嫩平原黑土地带,这样的降雨强度每年至少发生十几次[13]6288.漫长强烈的冻融过程使得土壤表层非常积盐水分蒸发矿物质侧向补给去盐洪泛淋洗降雨淋溶积盐去盐强烈蒸发积盐积盐矿物质侧向补给降淋雨溶去盐有机质盐结壳a水盐平衡模式b积盐模式图2人为影响前苏打盐渍化区水盐平衡模式和当前积盐模式疏松而利于水土流失[14].母质粘重使得底土透水性差,极易遭到水力侵蚀.波状起伏的地形条件则为水土流失提供了条件[15]688.自然条件下黑土区的水土流失和腐殖质累积两方面处于对立统一的动态平衡之中.然而,自19世纪人为强烈开发以来,人为活动彻底打破了这种自然平衡(见图3b).人类强烈的开发破坏了地表的植被,化肥的使用替代了大量腐殖质回归土壤,结果导致黑土区的水土流失效应加强[16].据统计,自21世纪以来,我国东北黑土区平均每年流失0.3~1.0cm厚的黑土表层,土壤有机质每年以1/1000的速度递减[17].东北典型黑土区有水土流失面积4.47×104km2,约占典型黑土区总面积的27%,很多地方已露出黄土母质(即黑土“黄化”).要保持黑土资源的持续利用,必须改变不合理的人为利用方式,根据自然条件下黑土的成土与水土流失的关系进行治理.增加防护林带建设:采样岗顶种植水保林——坡中种植经济林——沟底种植薪炭林,形成多层林带防护体系.人为增加地表有机质的蓄积:在防护林间的农田耕作应推广免耕措施[13]6295,秸秆粉碎回田,采用有机肥、生物肥和化肥组合使用[18]2720.在小流域水源集中的地方建立水库,蓄水养鱼,同时减少对黑土表层的冲刷.黑龙江海伦地区和吉林榆树地区都曾经是黑土流失最严重的地区之一,按照上述模式进行治理,现今80%以上的水土流失区的黑土退化得到有效控制,同时复合农林模式还增加了当地农民收入[1,15,18],有效地协调了人-地关系.由此可见,人为不合理的行为往往破坏自然平衡,带来各种环境问题.在环境治理过程中,如何根据区域自然条件的平衡关系,通过人为合理补偿,协调好人-地之间的矛盾,建立自然和谐的平衡关系对于环境治理的效果起到关键的作用,同时也为我国正在进行的生态文明建设提供了参考.

3结论

人和自然界的基本矛盾是作用和反作用的对立统一,这一基本矛盾贯穿于人类社会和自然界的始终.根据人-地关系平衡理论,要求人类不仅要有节制地从自然获取资源,也需要以同等方式补偿自然界,才能保持人-地关系长期稳定和持续发展.人类对任何一部分要素的过分摄取而没有及时进行生态补偿,其结果都会直接或通过影响到其他要素的变化而间接影响到整个地表系统的稳定和发展,最终环境的变化反作用于人类,影响人类的生产与发展.人类大规模的地表植被的破坏、超载放牧、大规模的农田开发和堤坝建设破坏了松嫩平原中西部草原地区的淋溶去盐和蒸发积盐的对立统一平衡,导致该区域盐渍化迅速发展和加重.通过地表工程使地表可溶性盐流从内流状态变成通畅的外流状态;建立垂直方向上盐分的富集和淋溶稀释平衡思路;增加向该地区自然界的补偿,如作物秸秆粉碎回田和增施有机肥构建地表有机质层,综合这些措施能够有效地构建新的盐分淋溶和富集的平衡,对抑制该地区盐渍化的发展行之有效.人类强烈的开发破坏了我国东北黑土地区地表腐殖质累积和水土流失的平衡,导致该区域严重的水土流失发生.通过耕作模式的改变,防护林带建设和人为增加地表有机质的补偿措施,建立了新的腐殖质累积和地表水土流失平衡,使该地区黑土退化得到有效控制,该地区人-地关系实现可持续的平衡.面对不断出现的环境问题,我们可以运用对立统一的思想进行协调和治理.生态文明建设过程中可借鉴对立统一的平衡理论来构建和谐的人-地关系.

参考文献:

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