論文稿刊發(fā)表濱海鹽土綠化的排鹽

　　本篇文章是由《分子植物育種》發(fā)表的一篇農(nóng)業(yè)論文，(雙月刊)創(chuàng)刊于2003年，由海南省生物工程協(xié)會(huì)主辦。是一份為轉(zhuǎn)基因育種、分子標(biāo)記輔助育種及常規(guī)育種服務(wù)的國(guó)際化科學(xué)期刊，內(nèi)容涉及了水稻、小麥、玉米、油菜、大豆、棉麻、薯類(lèi)、果樹(shù)、蔬菜、花卉、茶葉、林草等多方面，主要是刊登分子遺傳育種理論、分子育種方法、分子育種研究動(dòng)態(tài)以及優(yōu)良種質(zhì)培育的科學(xué)論文報(bào)道。

　　摘要：根據(jù)推廣應(yīng)用的實(shí)踐與理論研究的成果，闡述了編制“濱海鹽土綠化的排鹽改土技術(shù)規(guī)程”的必要性以及原則和依據(jù)。

　　關(guān)鍵詞：濱海鹽土;圍海造陸吹填土;排鹽改土;技術(shù)規(guī)程

　　由天津海林園藝環(huán)保工程有限公司編制完成的“濱海鹽土綠化的排鹽改土技術(shù)規(guī)程”作為天津市地方標(biāo)準(zhǔn)(DB12/T441-2011)已由天津市質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局于2011年2月21日發(fā)布，2011年5月1日實(shí)施 [1]。

　　1制定標(biāo)準(zhǔn)的必要性

　　中國(guó)有11個(gè)省(區(qū))市分布在海岸線上，大陸海岸線18 340 km，島嶼海岸線11 159 km，并擁有沿海灘涂面積2萬(wàn)多km2 [2]。

　　中國(guó)長(zhǎng)江以北多為鹽漬化淤泥質(zhì)海岸。江蘇省1 039 km海岸線有857.7 km是淤泥質(zhì)岸線，全省灘涂5 100 km2，且每年淤長(zhǎng)成陸1 333hm2[3]。天津市海岸線153.3 km，潮間帶灘涂370.3 km2[4]。

　　潮間帶灘涂是受潮汐、潮流和波浪周期性浸漫的海陸交接的灘地，土壤為濱海潮灘鹽土。濱海潮灘鹽土是濱海鹽土成土母質(zhì)的鹽漬淤泥，是濱海鹽土形成過(guò)程中的初級(jí)階段，其土體平均含鹽量在10.0 g·kg-1·m-1以上[2]。

　　灘涂圍墾(江蘇、浙江沿海地區(qū))和圍海吹填成陸(環(huán)渤海地區(qū))是沿海地區(qū)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的重要土地后備資源。以天津?yàn)I海新區(qū)為例，到2020年圍海吹填造陸面積將達(dá)300～400 km2。正在建設(shè)中的南港工業(yè)區(qū)，規(guī)劃面積200 km2，其中圍海造陸124 km2，占總土地面積的62.0%。河北省唐山市曹妃甸新區(qū)總體規(guī)劃(2008─2020年)填海造地(灘涂造地、鹽田造地等)487 km2，占可使用土地總面積(630 km2)的77.3%。江蘇啟東濱海工業(yè)園規(guī)劃面積30 km2，其中19 km2是待圍墾灘涂，新圍涂地占園區(qū)土地總面積的63.3%[5]。

　　濱海鹽土(含鹽量≥6.0 g·kg-1)分布在由海向陸延伸10～20 km范圍內(nèi)的潮間帶灘涂，海退地和海積平原。據(jù)筆者統(tǒng)計(jì)，中國(guó)長(zhǎng)江以北遼寧、河北、天津、山東、江蘇和上海6省市的濱海鹽土面積達(dá)11 467.6 km2[6]。天津?yàn)I海新區(qū)的濱海鹽土面積為996.5 km2，占總土地面積(2 270 km2)的43.9%[7]。

　　中國(guó)沿海地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)，城市化水平高，人口密度大，城市群密集，屬于優(yōu)先開(kāi)發(fā)和重點(diǎn)開(kāi)發(fā)區(qū)域，特別是環(huán)渤海的天津?yàn)I海新區(qū)，河北曹妃甸新區(qū)，遼寧沿海經(jīng)濟(jì)帶和長(zhǎng)三角的上海浦東新區(qū)，江蘇沿海經(jīng)濟(jì)帶，都已納入國(guó)家發(fā)展戰(zhàn)略，成為帶動(dòng)中國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的“火車(chē)頭”。各地濱海新區(qū)高起點(diǎn)規(guī)劃，高標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)的原則都是以“生態(tài)、環(huán)保、可持續(xù)”為發(fā)展目標(biāo)。不論是天津南港工業(yè)區(qū)和曹妃甸新區(qū)的圍海吹填新陸地，還是江蘇啟東濱海工業(yè)園和大豐港經(jīng)濟(jì)區(qū)海港新城的新圍涂地，規(guī)劃提出的綠地率與綠化覆蓋率都分別達(dá)到30%和35%。

　　濱海鹽土被視為“綠化禁區(qū)”，新圍涂地和圍海吹填新陸地的綠化是國(guó)際公認(rèn)的“世界性難題”。濱海鹽土和吹填土綠化已經(jīng)成為制約沿海城市生態(tài)環(huán)境建設(shè)和經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的主要“瓶頸”。

　　目前，濱海鹽土綠化仍普遍采用更換種植土的做法，這不僅“綠了一方，毀了一方”破壞土地資源，而且還因?yàn)榈叵滤癫販\，礦化度高，即使更換的是耕地非鹽化土，也會(huì)很快“次生鹽化”而危及苗木生長(zhǎng)并導(dǎo)致綠化失敗。

　　制定并實(shí)施不換種植土的“濱海鹽土綠化的排鹽改土技術(shù)規(guī)程”，不僅是沿海城市和濱海新區(qū)(城)園林綠化與沿海防護(hù)林建設(shè)的需要，也是堅(jiān)守“耕地紅線”，保護(hù)生態(tài)環(huán)境，促進(jìn)可持續(xù)發(fā)展的需要。

　　2標(biāo)準(zhǔn)制定的原則

　　2.1資源節(jié)約，環(huán)境保護(hù)，快速高效相統(tǒng)一的原則

　　要使濱海鹽土(包括濱海潮灘鹽土)在半年至1年時(shí)間內(nèi)快速演進(jìn)為輕度鹽化潮土并使喬、灌、草成活率達(dá)到

　　95%，只能依靠排水脫鹽和農(nóng)、林、生物等多項(xiàng)集成技術(shù)的人工干預(yù)才有可能實(shí)現(xiàn)。

　　不換種植土對(duì)鹽土進(jìn)行就地改造與回填利用，可以保證土地資源和生態(tài)環(huán)境不受破壞。采用伏雨洗鹽，先咸水后淡水灌溉沖洗以及做畦打埂平整地面和沙柱孔群等農(nóng)田工程，可以攔蓄雨水，節(jié)省淡水，并提高降雨和灌溉的水分利用率。不換種植土的施工工藝還可以節(jié)省工程成本和縮短施工周期。由此，達(dá)到資源節(jié)約、環(huán)境保護(hù)、快速高效相統(tǒng)一的目的[8]。

　　2.2農(nóng)林水多項(xiàng)技術(shù)集成的原則

　　濱海鹽土綠化的主要障礙是地下水位高，地下水礦化度高，土壤含鹽量高和土壤水分物理性狀差。據(jù)此提出改土綠化的技術(shù)路線是：遵循水鹽運(yùn)動(dòng)規(guī)律，采用以排水為基礎(chǔ)的水利、農(nóng)業(yè)、林業(yè)、生物等多項(xiàng)集成技術(shù)，以收到既治“本”又治“表”的綜合治理效果。

　　排水是“治本”之舉。只有通過(guò)排水才能實(shí)現(xiàn)土壤脫鹽并降低和控制地下水位;在排水脫鹽基礎(chǔ)上的土壤培肥和結(jié)構(gòu)改良，才能為園林植物提供適宜的“水、肥、氣、熱”條件。同時(shí)，針對(duì)沿海地區(qū)土壤鹽堿和海風(fēng)、鹽霜等氣候特點(diǎn)采取相應(yīng)的種植、養(yǎng)護(hù)和管理措施。

　　只有因地制宜，綜合治理，農(nóng)林水多項(xiàng)技術(shù)并舉，才能達(dá)到“表、本兼治”的目的。

　　2.3土壤改良的深度同時(shí)滿足地下水臨界深度和喬木生長(zhǎng)最低土層厚度的原則

　　地下排水工程(盲溝、淋層)布設(shè)在地面以下100～130 cm，可以使沿海低平原粘質(zhì)土地區(qū)的地下水埋深控制在臨界水位。盲溝和淋層等排水系統(tǒng)還可以起到雨季排水和旱季排咸(淺潛咸水)以及防止土壤返鹽的作用。

　　對(duì)回填入槽或回填樹(shù)穴的鹽土摻拌有機(jī)物料和重施有機(jī)肥料，不僅可以使回填入槽(或樹(shù)穴)的土壤容重達(dá)到1.3 g·cm-3，0～20 cm土層有機(jī)質(zhì)達(dá)到10.0 g·kg-1，還可以提高水分蓄納和鹽分淋洗的效率。

　　由于對(duì)盲溝和淋層以上1 m土層進(jìn)行結(jié)構(gòu)改良和土壤培肥，不僅利于排水脫鹽，還能基本滿足喬木生長(zhǎng)所需最低土層厚度的要求。

　　3標(biāo)準(zhǔn)制定的依據(jù)

　　3.1 大面積推廣應(yīng)用的實(shí)踐依據(jù)

　　本標(biāo)準(zhǔn)在“節(jié)水型鹽堿灘地物理—化學(xué)—生態(tài)綜合改良及植被構(gòu)建技術(shù)”的基礎(chǔ)上進(jìn)行編制。

　　該項(xiàng)技術(shù)于2007年獲得國(guó)家發(fā)明專(zhuān)利。2009年4月通過(guò)了由中國(guó)科學(xué)院、中國(guó)工程院院士，中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)原校長(zhǎng)石元春教授為主任，中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)、中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院、中國(guó)林業(yè)科學(xué)院、中國(guó)水利科學(xué)院等專(zhuān)家組成的鑒定委員會(huì)的成果鑒定。認(rèn)為：“該項(xiàng)技術(shù)所提出的濱海鹽土的脫鹽及土體控鹽等集成技術(shù)符合水鹽運(yùn)動(dòng)與調(diào)控的科學(xué)理論原理。在我國(guó)濱海城市的生態(tài)環(huán)境以及長(zhǎng)江以北鹽漬化淤泥質(zhì)海岸的防護(hù)林建設(shè)方面有廣泛的應(yīng)用前景。該項(xiàng)目具有明顯的創(chuàng)新性，總體技術(shù)達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平”。

　　國(guó)家林業(yè)局于2009年11月在江蘇啟東召開(kāi)“沿海防護(hù)林—鹽堿灘涂地綜合改良與植被構(gòu)建技術(shù)經(jīng)驗(yàn)交流會(huì)”，向遼寧、河北、天津、山東、江蘇、上海、浙江等沿海省市推廣“節(jié)水型鹽堿地物理—化學(xué)—生態(tài)綜合改良及植被構(gòu)建技術(shù)”。

　　2010年11月，江蘇省林業(yè)局在江蘇大豐召開(kāi)“江蘇省沿海生態(tài)景觀防護(hù)林建設(shè)與鹽土綜合治理現(xiàn)場(chǎng)會(huì)”，在全省沿海地區(qū)重點(diǎn)推廣“海林”不換種植土的濱海鹽土快速高效改土綠化技術(shù)。

　　“節(jié)水型鹽堿地物理—化學(xué)—生態(tài)綜合改良及植被構(gòu)建技術(shù)”在天津臨港產(chǎn)業(yè)區(qū)，南港工業(yè)區(qū)，河北曹妃甸新區(qū)的圍海吹填土以及江蘇啟東濱海工業(yè)園，大豐港經(jīng)濟(jì)區(qū)海港新城的圍墾灘涂地，均取得了改土綠化的顯著成效。至2010年底，該項(xiàng)技術(shù)在天津、河北、山東、江蘇等地推廣應(yīng)用面積達(dá)150萬(wàn)m2。

　　3.2科學(xué)研究的理論依據(jù)

　　3.2.1人工干預(yù)可以實(shí)現(xiàn)濱海鹽土向潮土的快速演進(jìn)濱海潮灘鹽土(圍海吹填和新圍涂地)向潮土的演進(jìn)序列是:濱海潮灘鹽土—濱海鹽土—鹽化濕潮土—鹽化潮土(重度鹽化—中度鹽化—輕度鹽化潮土)—潮土。

　　與土壤演進(jìn)相對(duì)應(yīng)的植物群落演進(jìn)序列：裸地—鹽地堿蓬—獐茅—白茅—農(nóng)作物或園林植物。

　　濱海鹽土向輕度鹽化潮土的演進(jìn)一般需要幾十年、上百年的進(jìn)程。在氣溫適宜、降雨量豐沛的江浙沿海一帶，經(jīng)過(guò)20～30年，土壤含鹽量有可能降至農(nóng)作物和園林植物生長(zhǎng)范圍(≤3.0 g·kg-1)。在開(kāi)溝排水、種稻改良和耕作施肥等人為活動(dòng)干預(yù)下，這一進(jìn)程可縮短至3～5年。

　　高強(qiáng)度人工干預(yù)，如建立完善的排水系統(tǒng)，進(jìn)行大定額沖洗，加入有機(jī)物料和重施有機(jī)肥料，可以在一個(gè)雨季或3～4次灌溉沖洗后，使濱海鹽土快速脫鹽培肥演進(jìn)為輕度鹽化潮土并實(shí)現(xiàn)植被構(gòu)建、生態(tài)恢復(fù)與生態(tài)重建。

　　3.2.2 排水與農(nóng)藝等集成技術(shù)可以有效促進(jìn)土體脫鹽和控鹽降低地下水位并控制在臨界動(dòng)態(tài)是濱海鹽土改良最有效的措施之一。田間沙柱孔群、地下盲溝和淋層等排水系統(tǒng)能使土壤鹽分隨降雨或灌溉被淋溶后經(jīng)沙柱過(guò)淋層到盲溝至集水井，最后隨市政排水系統(tǒng)或自成體系強(qiáng)排出區(qū)外直至入海。

　　土壤水鹽因受到淋層與盲溝內(nèi)由石屑和渣石構(gòu)成的大孔隙的阻隔，毛管作用被破壞，毛管上升水被阻斷，故地下水鹽難以繼續(xù)上升成為土壤水鹽和在土層表聚，因此土壤不再“返鹽”。而土壤脫鹽后增施有機(jī)肥料和培育熟化土層又可以加速土體脫鹽和抑制土壤返鹽[9]。

　　3.2.3施用改良劑可以防治土壤脫鹽堿化和改善土壤水分物理性狀鹽土脫鹽堿化是自然界堿化土壤形成原因之一[10]。濱海鹽土改良與綠化過(guò)程中，當(dāng)伏雨洗鹽尤其是大定額灌溉沖洗與頻繁澆灌后，濱海鹽土中以NaCl為主的中性鹽類(lèi)被大量淋溶和沖洗，隨之NaHCO3等堿性鹽類(lèi)出現(xiàn)，土壤pH上升，總堿度和鈉堿化度明顯增高，土壤表層更加板結(jié)和不透水，呈現(xiàn)出鹽土脫鹽后的土壤堿化現(xiàn)象[11]。

　　試驗(yàn)研究表明[12]，施用磷石膏等改良劑，土壤pH和總堿度明顯降低，引起土壤堿化的蘇打鹽(NaHCO3)全部消失，利于土壤“自我改善”的石膏(CaSO4)出現(xiàn)。同時(shí)，土壤容重降低，滲透速度加快，毛管持水量、田間持水量和飽和含水量等土壤水分物理常數(shù)都明顯提高。

　　參考文獻(xiàn)：

　　[1] 天津市質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局. DB12/T 441-2011濱海鹽土綠化的排鹽改土技術(shù)規(guī)程[S]. 2011.

　　[2] 王遵親. 中國(guó)鹽漬土[M]. 北京：科學(xué)出版社，1993.

　　[3] 嚴(yán)少華. 江蘇海涂快速改良與高效利用技術(shù)體系研究[M]//江蘇省土壤學(xué)會(huì). 邁向21世紀(jì)的江蘇土肥科技.南京：河海大學(xué)出版社, 1999：111-114.

　　[4] 天津市海岸帶和海涂資源綜合調(diào)查領(lǐng)導(dǎo)小組辦公室. 天津市海岸帶和海涂資源綜合調(diào)查報(bào)告[M].北京：海洋出版社,1987.