对于新疆绿洲土地的可持续发展有两个必然趋势:一是防沙,保护现有的植被;二是发展绿洲高效节水农业。但是,目前这些保护一方水土的荒漠植被已遭到严重的破坏,保护这些荒漠植被已刻不容缓。......
2023-11-30
第二节 盐碱化的危害及发展趋势
一、盐碱化与土地退化
土壤盐碱化也叫土壤盐渍化,是指土壤含盐量太高(超过0.3%),而使农作物低产或不能生长。
土壤盐碱化通常是由于灌溉不当或不合理的灌溉方式,如漫灌(水中含有的盐、碱会留在土地表层),从而造成土壤中盐分积聚的过程或用水过量等原因引起地下水位上升。二是因为有些地区的地区性问题,如:降水的水中本身含有盐、碱,这主要发生在干旱、半干旱、半湿润气候区及受海水侵灌的海滨低地区域。我国盐渍土地总面积0.99亿hm2,其中现代盐渍土壤0.37亿hm2,潜在盐渍化土壤0.17亿hm2;全国受盐碱化危害的耕地达0.09亿hm2。它们主要分布在新疆、河西走廊、柴达木盆地、河套平原、银川平原、黄淮海平原、东北平原西部,以及滨海地区。其中西北内陆地区盐碱化耕地面积占总耕地面积的15%。新疆土壤盐碱化程度比较严重,数据显示,新疆灌区现有盐碱地面积127.9万hm2,占灌溉面积的32%以上。
在我国的盐碱耕地中,大约73%属轻度盐碱化,对农业生产影响不严重,其余27%为中强度盐碱化,对农业生产影响较大。
在耕地次生盐碱化的过程中,灌溉水量过多是主要成因之一。由于管理水平低,不少农区灌溉定额偏高,既浪费了大量宝贵的水资源,又容易带来耕地次生盐碱化,不仅造成农作物减产,也会提高作为农区饮用水源的地下水矿化度,危及居民与牲畜的健康。
1.盐碱土形成的两个原因
一是气候干旱和地下水位高(高于临界水位)。地下水都含有一定的盐分,如其水面接近地面,而该地区又比较干旱,由于毛细作用上升到地表的水蒸发后,便留下盐分。日积月累,土壤含盐量逐渐增加,形成盐碱土。
二是地势低洼,没有排水出路。洼地水分蒸发后,即留下盐分,也形成盐碱地。
2.土地盐碱化的不利影响
(1)土壤板结与肥力下降,庄稼产出减少,不利于农业生产。
(2)不利于农作物吸收养分,阻碍作物生长。
可见土壤盐碱化直接威胁着新疆仅有的可耕土地,在没有大规模开垦新耕地的情况下,对出现盐碱化土地的治理成为现阶段下保持可耕土地的主要方式。
治理和防治必须从土壤盐碱化的原因着手,因此可通过以下方式来治理和防治:治理盐碱地的措施有水利改良措施(灌溉、排水、放淤、种稻、防渗等);农业改良措施(平整土地、改良耕作、施客土、施肥、播种、轮作、间种套种等);生物改良措施(种植耐盐植物和牧草、绿肥,植树造林等);化学改良措施(施用改良物质,如石膏、磷石膏、亚硫酸钙等)。由于每一措施都有一定的适用范围和条件,因此必须因地制宜,综合治理。
盐碱化制约农村经济发展,土壤盐碱化对农作物最直接的影响是导致产量降低,甚至颗粒无收。治理盐碱地,主要采取综合措施治理,如从水利措施上完善排水系统和排盐系统,提倡高效节水,同时要采取秸秆还田等措施保持土壤环境。盐碱地治理后,可种植棉花、水稻、瓜果等。
通过科学家对盐碱化土壤的研究,掌握了盐碱化土地的成分和发生缘由,盐碱地变“绿洲”不再只是梦想。
我国科学家从一种盐生植物中成功地克隆出一个耐盐关键基因,并已导入多种植物。这一发现,将有望使占地球陆地总面积约1/4的盐碱地变为“绿洲”。
盐碱土是地球陆地上分布广泛的一种土壤类型,约占陆地总面积的25%。仅我国,盐碱地的面积就有3300多万公顷。在山东省的黄河三角洲地带,每年新增加的盐碱地达6000多公顷,大量的土地因此而荒废。专家认为,耐盐关键基因的发现,对于我国这样一个耕地资源日趋减少的人口大国而言,具有十分广阔的应用前景,可以把经济效益、环境保护和可持续发展很好地结合起来。而对新疆这个可耕地本身就缺乏而且盐碱化又对仅有耕地产生很大影响的地区更是一个可喜的成果。
二、盐碱化与生态环境恶化
土地退化是指土地受到人为因素或自然因素,或人为、自然综合因素的干扰、破坏而改变土地原有的内部结构、理化性状,土地环境日趋恶劣,逐步减少或失去该土地原先所具有的综合生产潜力的演替过程。
(一)土地退化的原因
土地退化的原因有自然灾害、人为的破坏和不合理利用等。土地质量退化的主要形式有:①土地侵蚀(水土流失)。由自然界发生风力、洪水(水力)和机械重力及人为滥垦、滥伐、滥牧等原因所致。②土地沙漠化。主要发生在干旱、半干旱地区。③土地盐碱化。主要由灌溉不当和排水不畅引起。④土地次生潜育化。是水田土地的退化形式,主要由排灌不当和不合理耕作制度所造成。⑤土地污染。主要是由工业“三废”污染、化肥农药污染和生物污染(种子、农产品污染)所造成。此外,还有对土地的不合理利用造成的土地质量退化等。
土地退化严重制约着农业生产的发展。防治土地退化,是合理利用土地的重要途径。而造成西部地区土地退化的主要原因如下。
1.生态环境脆弱
西部大开发战略所指的西部地区,泛指西部生态环境恶化、经济欠发达的地区,包括国家“七五”计划制定的三大经济地带中的西部经济地带全部和中部经济地带的内蒙古、晋西、湘西、鄂西、赣西南等“老、少、边、穷”地区。本地区大部分属干旱、半干旱地区,降水量小,蒸发强烈,且多大风天气,地表植被为荒漠、草原,植被覆盖率低,造成强烈的风蚀、水蚀和次生盐渍化。
2.农业发展对土地资源开发利用强度过大
西部地区大部分属贫困和较贫困地区,人口密度过大,土地负载量大,以粮为主的单一农业经济占据主导地位。在脆弱的生态环境下,高密度的贫困农业人口的生存,高强度地利用土地与生物资源,过度农垦、放牧和樵采,导致土地退化和生态环境恶化。
3.工矿区、城镇周围在工矿开发和道路、城镇的基本建设过程中造成的土地退化
如露天开采矿物,直接损坏表层土壤和植被;堆放开采过程中产生的废弃物(尾矿、矿渣等)占压土地并造成严重的崩塌、滑坡和泥石流等地质灾害,破坏了土地;工矿开发、城镇建设中产生的有害废弃物随水分循环进入土壤,造成土壤污染。
(二)土地退化类型和现状
西北地区地处欧亚大陆腹地,海洋暖湿气流很难到达,致使大部分地区降水稀少,全年降水量多数在500mm以下,气候干旱。森林面积不断减少,生态功能不断衰退。我国森林面积覆盖率约为13%,远远低于世界平均水平,而西北地区的森林覆盖率还不及全国森林覆盖率的一半。天然林下降,人工林增加,森林树种趋于单一化,加之林分结构不尽合理,因此森林生态功能差,自我调节能力也严重下降。
西部地区的退化土地,根据形成原因,分为以下几种类型。
1.风蚀作用形成的退化土地
在强烈的风蚀作用下,由于过度农垦、放牧,过度利用地表水、地下水资源和过度樵采而形成。分布于西部干旱地区绿洲边缘,新疆塔里木河、叶尔羌河,甘肃黑河、石羊河下游地区,内蒙古呼伦贝尔草原、锡林郭勒草原、科尔沁草原和乌兰察布草原北部。
2.水蚀作用形成的退化土地
由于地表缺少植被覆盖,降水集中,水蚀作用强烈形成退化土地。包括腾格里沙漠南缘、鄂尔多斯高原中部、毛乌素沙地南缘及晋、陕、甘、宁等省区的黄土高原地区。
3.物理化学作用形成的退化土地
部分西部干旱、半干旱地区,地下水埋藏浅、矿化度高,蒸发强烈,或由于灌溉不当导致盐分于地表聚集,形成次生盐渍化。分布于内蒙古河套平原,河西走廊的石羊河、黑河、疏勒河下游,塔里木盆地、准噶尔盆地边缘的绿洲等地。
4.工矿型退化土地
由工矿开发和城镇建设破坏植被和土壤形成,呈点、线状分布于城镇周围及工矿开发区附近,如晋、陕、蒙接壤地区的神木、府谷、东胜、准格尔煤田,内蒙古东部的霍林河煤田。
西部地区土地退化过程已持续了较长一个时期,退化土地面积占当地面积的40%左右。风蚀作用为主形成的退化土地形成石质、砾质或砂质荒漠;水蚀作用为主形成的退化土地多分布在黄土堆积区,土壤侵蚀强烈,地面沟壑纵横;工矿开发、城镇建设形成的荒漠化土地,分布较集中,且发展速度较快。从退化土地目前利用状况来看,严重退化的土地多已不能利用,中度、轻度退化土地多为旱作农业区、半农半牧区,工矿型退化土地在工矿区、公路沿线和城镇郊区形成难以利用的土地。
(三)退化土地防治对策
西部地区的退化土地严重制约了当地社会经济的发展,对退化土地的整治是实施西部大开发战略的关键。对西部干旱、半干旱地区已无法利用的退化土地,旱作农业区、半农半牧区,治理退化土地和具有退化趋势的土地,应大力营造防护林带,退耕还林、退耕还草或退耕还湖,防治风蚀和水蚀;此外,还要合理利用和调控作为农田灌溉水源的地表水和地下水,减少农田灌溉不足,推广先进的喷灌、滴灌等灌溉技术,节约用水,防治因灌溉不足、灌溉不当引起的土壤次生盐渍化等土地退化过程;对牧区的退化土地,应采取合理控制载畜量,采取定期轮牧、轮流割草等措施,防止过度放牧导致的草场和土壤退化。对工矿型退化土地的治理应在开发建设的同时,重视生态环境的重建,限制污染物的排放,对矿山开采、城镇化进程中产生的占压土地、损毁土地要进行复垦,避免只重视开发不重视生态环境改善的做法。
西北地区生态条件十分脆弱,目前全国水土流失面积为360万km2,其中约有80%发生在西部。陕西、甘肃、宁夏、青海、新疆水土流失面积分别占各省(区)总土地面积的67%、85%、75%、46.3%、58%,内蒙古自治区西部地区水土流失面积占该地区总面积的87.2%。全国每年新增的荒漠化土地也大都分布在西北地区。这些都加重了该地区自然灾害的严重性,严重阻碍了西北地区的可持续发展。
西北地区当前主要的生态环境问题是生态退化。生态退化是在自然和人为作用下,引起生态系统及其相关因子向不利于人类对其可持续利用的方向发展的一个过程,该过程的最终结果是导致土地退化。引起西北地区生态退化的主要自然因子有:干旱、风蚀及堆积、水力侵蚀、寒冻与冻融、强蒸发;人为因素主要有:不合理垦殖或过垦、放牧强度过重、森林砍伐和樵采、采集药材破坏草皮、水资源的不合理利用等。生态退化是以严酷的自然条件为背景的,人类的不合理利用加速和强化了这一进程。
西北地区是我国水土流失的重灾区,如何积极应对生态退化、推进西部地区的水土保持生态修复工作、实现可持续发展是西北部地区面临的重要问题。严重的水土流失,破坏了生态系统自身修复能力。沙漠戈壁面积大,风沙危害蔓延。西北地区分布着全国最大的沙漠和戈壁。沙漠中包括塔克拉玛干沙漠、古尔班通古特沙漠、巴丹吉林沙漠,腾格里沙漠以及毛乌素沙漠等,占全国沙漠总面积的69%。在沙漠戈壁中除小面积绿洲之外,大部分为干燥的沙砾所覆盖,夏日炎热,冬天酷寒,风大水缺,飞沙走石。因此,西北地区是沙尘暴容易发生的主要地区,进入20世纪90年代,沙尘暴的发生有发展的趋势,特点是频率增加、强度增大、范围扩展。
从生态学角度出发,根据西北地区近年来试验水保生态修复经验教训,进一步实施水保生态修复工作必须遵循以下几个基本原则。
1.做好生态区划
西北地区生态环境条件地带性非常明显,无论从水平带还是垂直带上,其生态系统类型都有较大差异。因此,生态修复工作必须建立在退化生态系统评估或生态功能区划的基础上,同时还要注重区域内小环境的差异,在此基础上再进行生态修复规划与技术体系的建立。
注重生物生态位。任何生物都有其适宜生存的生态幅度和范围,在生态修复规划过程中,必须充分认识物种与生态环境条件的相适应,才能确定最好的修复方式。不仅要从物种的生态位来考虑,而且在物种配置上也要遵循个体竞争理论,采用的生物配置必须在立地条件的基础上草、灌、乔相结合,野生种、当地种与引进种相结合,不同区域给予不同的生物配置,使修复后的生态系统不仅具有物种多样性,还要使各物种达到互惠共生。
2.保护与重建并重
生态修复应是一个保护与重建并重的过程,必须在修复区内划出适宜于生物多样性保护最小面积的区域,在保护生物多样性的同时,这些区域也可能成为修复自我维持生态系统的自然种源扩散地。
3.“防”与“治”相结合
生态修复的根本目标是通过人工方法、技术恢复和重建新的生态平衡,以建立适于人类生存与发展的良好环境,因此必须达到防止生态进一步退化和修复已退化生态系统两个目标。从西北地区的现状和可能投入来考虑,全区域范围的修复和重建显然是很困难的。因此,必须在修复的同时,防止生态进一步退化,即“防”与“治”应有机的结合。(www.chuimin.cn)
4.生态与经济相协调
生态修复必须在生态环境条件转良的同时,注重区域经济的发展,可根据不同的区域和修复的不同时段制定经济发展目标,并将其寓于修复工作之中,如:在修复过程中可采用部分经济型植物代替水保型植物,或采用水保、经济复合型植物来进行修复。
生态修复是生态退化的逆转过程,在这个过程中不能单靠纯粹的自然恢复,还应加入一定的人为手段和技术。最终修复的不仅仅是自然生态系统,还有许多人工建立的新的生态系统。
生态修复的过程一般是,在本地资源现状调查的基础上,首先制定目标及规划,然后依据各退化区域的不同程度采用不同的手段。生态退化从其表现上可分为土壤退化和植被退化两种,土壤退化一般是重度和极重度的,在土壤退化过程中植被往往丧失,因而必须先从土壤修复开始,再逐步建立植被,这就涉及土地复垦的问题;植被退化一般是中度或轻度的生态退化,即使植被丧失,只要环境条件和土壤条件未发生根本性的变化,通过生物措施就能达到植被恢复的目的。
三、盐碱化与人类生存环境
形成盐碱土要有两个条件:一是气候干旱和地下水位高(高于临界水位);二是地势低洼,没有排水出路。地下水都含有一定的盐分,如其水面接近地面,而该地区又比较干旱,由于毛细作用上升到地表的水蒸发后,便留下盐分,日积月累,土壤含盐量逐渐增加,形成盐碱土;如是洼地,且没有排水出路,则洼地水分蒸发后,即留下盐分,也形成盐碱地。
人类漫长的农业历史表明:一切大规模的农业活动都会产生深远而持久的生态环境影响,这些影响有正的也有负的。
盐碱农业作物栽培的环境效应和生态效应就其有利的方面看,主要表现为:①在光板盐碱荒滩种植碱蓬等盐生作物,可以防止水土流失和盐渍化扩散;②可以增加地表植被,增加地表光合作用面积,提高初级生产力;③降低热辐射,增加湿润度,改善局部气候环境;④涵养水分,降低地表土壤盐含量,防止盐碱粉尘对大气和淡水水系的污染;⑤为陆地和海洋(或湖沼)动物提供食物和栖息地;⑥可作为污染隔离带,用于降解和消除部分陆源污染物对海洋水体的污染;⑦可作为生物富集器,用于环境污染的防护和治理。如从一些特定环境中富集各种有益或有害物质,净化环境,回收资源;⑧可用于盐碱环境,尤其是西部地区的生态恢复与沿海滩涂的绿化和美化。
但是,盐碱农业由于历史较短,对各种潜在的复杂环境和生态效应尚缺少全面研究,而对增加作物种类的迫切需求导致人们急于引进外来物种,在缺乏细致研究的情况下不加控制地扩大外来种的分布范围,有可能导致某些无法预料的环境和生态后果。此外,盐碱农业的灌溉部分尤其是海水灌溉部分,也是一个容易发生问题的环节,在控制不当时,有可能引发海水浸染和盐渍化扩散,从而导致淡土生态系统的崩溃和破坏。正如传统农业所表明的那样,灌溉一直是农业活动中一个非常重要且敏感的环境影响因子,不适当的灌溉措施往往导致严重而深远的环境生态影响。
需要特别注意的是:由于盐碱环境,尤其是海陆交界的盐碱环境往往极为脆弱敏感,是一种环境敏感带,不适当的人为活动经常导致意想不到的严重后果。对海水灌溉,必须做好充分的相关环境论证与保护,限定适当区域,以防造成海水浸染和盐渍化扩散。同时,不仅应当选择适合当地情况和条件的作物,还要选择适合当地情况和条件的水源与灌溉方式。例如在江苏沿海,由于降雨充沛,淡水资源丰富,其盐碱荒地大都能够逐年淡化脱盐,在这种地区如果人为灌溉海水,则会导致自然脱盐过程终止,使盐渍化泛滥。
宁夏西吉县有一个现象,只要在村子里挖下1m深的土坑,不到3个月,里面就填满了从高原上冲下的泥沙。过去填满一个坑要半年时间,说明现在水土流失比过去严重。水土流失早已不是新话题,这些年给人的感觉似乎一直在治理着。但为何仍是这样的结果呢?
宁夏回族自治区水利部门提供的《宁夏水土保持改革情况汇报》证明:宁夏南部山区的水土流失面积3.69万km2。
在西吉县的一些农村,广袤的土地上灰蒙蒙的一片,地表板结着一层坚硬的盐碱。人们在为越来越多、越积越厚的盐碱而发愁。如果不加紧挑沟排碱,几代人几十年流血流汗开垦出来的良田,有可能重新成为荒原,重新成为白的盐碱滩。由于盐碱越来越重,土地已经无法耕种了。原本的高产良田,现在盐碱渗到下面的地里流不出去,日积月累,地面硬得像石头,白的,种上苞谷半尺长,种了小麦不成熟。“这样的盐碱地越来越多了,农民的耕地硬生生被它夺去了,这日子咋过呀?”人们不禁发出如此感叹。
黄土高原干渴难耐
“明、清时期,这里森林茂密,动植物很多”宁夏回族自治区科协副主席、高级农经师郭忠诚这样描述这片土地曾经辉煌的历史。
“这么多年,我们为了解决吃饭问题,种一葫芦收一瓢。由于黄土高原人口增加,没柴烧,就把小灌木、野生草当柴烧,致使土地大量裸露,造成水土流失。盲目开垦,最终带来的是水土的大量流失。”
让人痛心的还不止于此,50多年来,由于快速工业化,使我国的土地和生物资源达到前所未有的紧张程度,最明显的信号是水危机。在中国西北部地区,由于过度开采,地下水位每年下降非常快。卫星照片显示,数百湖泊、河流正在消失。黄河,中国文明的摇篮,正面临断流甚至干涸消失的危机。
大量使用化肥贻害土地
伴随着水土的大量流失,土地荒漠化、盐碱化面积也在不断扩大。西北是中国荒漠分布面积最广的地区,占全国沙漠、戈壁的68%以上。同时,广大农村长期以来大量使用化肥,忽视传统农业生产秸秆还田的有益做法,也使耕地土壤中有机质含量越来越少,土壤板结严重。中国和国际环境专家一致认为,沙漠化、盐碱化在很大程度上是人为的灾难。
水土大量流失,土地荒漠化、盐碱化带来的直接后果是贫穷。笔者在西吉县的一些农村看到,一些农民居住的还是用土夯起来的房子,他们的年均收入不到1500元。农民阿山告诉笔者,至今有一大半村民家里没电视机。
盐碱地造成的生态环境恶化主要表现在以下几方面。
1.对植物的危害
盐碱土对作物危害的原因是多方面的,最主要的是对作物水分生理的影响,盐碱土的土壤溶液浓度高,渗透压大,会造成作物生理干旱,直至枯萎死亡,即所谓“烧苗”、“渴死”。当土壤含盐量达0.2%~0.3%及以上时,就可能使种子发芽受到影响。在土壤墒情降低时,会增加土壤溶液中的盐分浓度,加重对作物的危害。
对作物种子、根、幼苗的毒害作用。不同盐类物质,当其含量达到一定数量时,便会对作物产生腐蚀,造成蛋白质变性,引起代谢机能紊乱,使作物营养失调。如碳酸钠碱性很强,当1m土层中含量超过0.05%时,就会发生腐蚀作物根部纤维组织的作用,引起“烧根”;钠离子增多时,会使蛋白质变性,同时减少根部对钙、镁、铁、硝酸根、磷酸根等离子的吸收能力,造成作物的营养失调,如缺磷产生苗发紫、缺铁产生白叶病,以及氯灼病造成作物叶片变白的“戴白帽”现象。
盐碱对土壤物理性状的影响。盐碱地土壤一般“发死”,当土壤溶液中含有一定数量的代换性钠时,土壤黏土粒充分分散,形成湿时泥泞、干时坚硬的状态,土壤物理性状变坏,严重影响耕作和通气性,致使作物根部和地上部分的生长受到危害。与土壤盐碱伴随的地下水位过高,致使早春地温低,土壤发阴、地寒,作物出苗缓慢,苗子发红、发锈。
2.对动物的危害
例如:银北地区多数池塘常呈重碳酸盐型水体,pH值常在9以上。一般养鱼池,由肥水光合作用引起的pH值周期性升高,鱼类对此有较强的适应能力。但是,在盐碱性水体中,由碱度引起的高而稳定的pH,与碱度之间有协同作用(银北地区越冬池塘就属此例),鱼类很难适应,pH达到9.5以上后,就会产生较大危害。
养殖实践证明,鱼类能够安全生活的pH值范围是6.5~9,而最适宜酸碱性条件pH值在7~8.5之间,银北地区盐碱地越冬池塘pH值可上升到9~9.6之间,在这种碱性条件下,会直接导致鱼类血液pH值发生碱中毒,影响血液缓冲系统平衡,对鳃、皮肤及黏液有腐蚀作用,致使鱼体分泌大量黏液,影响呼吸,在此状况下,即使在富氧水域里的鱼也会出现缺氧症状。若短时间内pH值变化过大,会使鱼兴奋、快游、喘息、跳跃,甚至造成灾难性的危害;在冬季,pH值长时间处于高位,会使鱼类出现慢性碱中毒现象,起先鱼类弯体侧游,慢慢鱼类仰卧于水中,随后贴近冰下被冻伤、冻死,造成经济损失。
3.对环境的危害
盐碱尘暴又可称为化学尘暴,系指沙、尘等固体颗粒物主要来源于盐碱地、盐碱荒漠、干涸的盐碱湖盆河床、退化草地中的盐渍化草地等等。其危害比普通沙尘暴更为严重。除了影响能见度、大气质量等之外,其危害的特别之处还在于以下三点。
(1)化学污染 在化学尘源的下风方,盐碱粉尘形成大片重度污染带,可使草场严重退化,耕地粮食减产,加剧土地荒漠化的趋势。
(2)化学腐蚀 对周边环境中所有的裸露在外的部分,如建筑表面、围栏、管线(道),具有较强甚至很强的腐蚀作用,使之生锈变质等。
(3)化学毒性 当化学尘暴降落到草、乔灌木上时,轻者可以使植物表面灼伤、生长缓慢或暂停生长;重者可以抑制生长,甚至导致死亡。
我国盐碱化土地主要分布在华北平原、东北平原、西北内陆地区及滨海地区。例如:内蒙古河套灌区盐渍土占耕地面积的2/3,受盐碱制约,产量低,有些只能种向日葵,收获很少。再比如:新中国成立以来由于条件的限制,南北疆广大平原灌区大规模引河水灌溉,兴修平原水库,高灌溉、定额灌溉农田使地下水位逐年提高,次生盐碱化面积迅速扩大,严重影响农业生产的发展,现全疆有100万hm2盐碱地,是总耕地面积的1/3,形成了新疆一个严重的生态环境问题。
由于盐碱化给生态环境带来的危害越来越严重,不少科学家开始关注盐碱地的预防和治理。治理盐碱地的措施有水利改良措施(灌溉、排水、放淤、种稻、防渗等);农业改良措施(平整土地、改良耕作、施客土、施肥、播种、轮作、间种套种等);生物改良措施(种植耐盐植物和牧草、绿肥,植树造林等);化学改良措施(施用改良物质,如石膏、磷石膏、亚硫酸钙等)。由于每一措施都有一定的适用范围和条件,因此必须因地制宜,综合治理。
四、世界各国(地区),中国及新疆绿洲的盐碱化发展趋势
(一)世界各国(地区)盐碱地的特点及分布
土地资源是人类生产活动最基本的资源和劳动对象。地球上的万物生长于土壤。在人类目前能探测到的其他星球上,虽充满阳光,却难找生命的痕迹。那里没有土壤,有的只是石和沙状物质。从这一点来看,可以说土壤是地球表面最独特也是对生命最重要的物质,它养活着地球陆地上60亿人口和其他所有的生物。但是,人类对土地资源过度的开发及不合理的利用,同时也造成对土地资源的直接破坏,以致引发和加剧水土流失、土地沙漠化、土地次生盐碱化及土壤污染等环境问题。根据联合国教科文组织和粮农组织不完全统计,全世界盐碱地的面积为9.5438亿hm2,其中我国为9913万hm2。我国的国土资源保护形势更是不容乐观。
盐碱地是盐类集积的一个种类,是指土壤里面所含的盐分影响到作物的正常生长。20世纪60年代以来,世界范围内干旱、半干旱和半湿润干旱地区人口迅速增长和对土地开发日趋扩大,出现了人们始料未及的全球性土地荒漠化问题,涉及各大陆的100多个国家,全球1/6的人口受到危害。截至目前,全球荒漠化土地面积为3600万km2,几乎等于俄罗斯、加拿大、美国和我国国土面积的总和,而且正以每年5万~7万km2的速度扩大,相当于每年吞噬一个比利时加丹麦。全球土壤盐碱面积急剧加大,因各种不合理利用的人类活动所引起的土壤问题,已严重地威胁着世界农业可持续发展。从盐碱地区分布来看,非洲和亚洲的土壤破坏尤为突出。全球受化学退化(包括土壤养分、盐碱化、酸化、污染等)影响,对环境破坏造成巨大损失。
英国在16~17世纪受到了土地破坏的影响后,政府颁布了各种法律保护土壤资源,20世纪初,美国在一些地区没有重视对土地资源的保护,使得恶化的问题日益严重。在这样的背景下,美国总统召集各州州长商讨有关保护自然资源的问题,确立了资源保护的内容和目的。20世纪30年代,土地利用中出现了大量的土壤侵蚀,破坏了土壤资源。同时也认识到没有保护土壤资源、滥用土壤资源是经济萧条的一个重要原因。于是在一些发达国家开始建立了土壤保护部门。20世纪80年代,发展中国家经济正处于高速发展时期,工业建设的快速发展不可避免,而在这一过程中能否做好国土资源保护工作让人担忧。近年来,各个国家(尤其发展中国家)为了经济建设肆意侵占耕地良田,农业生产中还在大量使用农药、化肥,造成土壤缺水缺肥或有盐碱等。
盐碱化是干旱地区土地退化的一种主要形式和诱因。干旱地区,在干旱的荒漠气候、富含盐分的母质、地表和地下水的动力作用以及特殊的地形等因素的综合作用下,形成了大面积的土地盐碱化现象。这些地区通常地处偏远,大范围的实地调查研究工作很难开展,而遥感技术在土地盐碱化的快速监测方面可发挥其优势。土地盐碱化的遥感监测研究工作始于20世纪70年代,随着遥感技术、GIS技术和GPS技术的发展,经历了从目视解译到基于数字图像处理的计算机自动分类等阶段,也经历了一个静态定性研究到动态定量研究的发展历程。目前,土地上的灌溉容易产生盐碱化的危险。因为干旱土地的地下水和地表水相对盐分高;蒸发量大,使得作物需要更多的水,于是灌溉用水增多,土壤盐分随之增加,而过量的水不仅造成作物根部系统通气性不好,而且浪费水;由于蒸发量大,水在向土壤深层渗透过程中,盐分就开始在土壤表层和作物根部周围积累;由于缺水,往往不注意把水中的盐分过滤掉再使用;由于有了灌溉,生产活动更加注意作物本身的营养,于是大量施用化肥,这成为产生盐碱化危险的又一个原因。以色列减少水浇地盐碱化危险的方法是使用从盐分较低地区输送来的水,即使输水,还是缺水。以色列把保护和有效利用水资源作为既增加农业生产,又避免盐碱化危险的关键问题来考虑。巴基斯坦用36年时间,治理了4000万hm2盐碱地,取得了显著效益,但耗资巨大。近40年来,前苏联、美国一些经济较发展国家用物理、化学及农业措施改良盐碱地,如施用工业副产品(矿渣、石膏)作土壤改良剂,并配清水冲洗盐碱,以改善土壤理化性质。但这些措施需要较大的物力、财力及大量淡水,也难以广泛应用。
随着全球气候变暖,各个国家都采取了各项措施保护生态环境,同时也加大了对土地资源的保护,以防止土地盐碱化、沙漠化。在未来的几年里,土地盐碱化的趋势将有所降低,但是,目前仍然没有有效的方式来彻底解决。
(二)中国盐碱地的特点及分布
目前,我国有各类盐碱地2600多万公顷,主要分布在松嫩平原、黄淮海地区,西北地区的新疆、甘肃、宁夏、青海,华北的内蒙古、山西、河北和东北三省,全国有17个省(区)有面积不等的盐碱地。由于我国经济正处于高速发展时期,工业建设的快速发展不可避免,而在这一过程中能否做好国土资源保护工作让人担忧。近年来,地方经济建设肆意侵占耕地良田,农业生产中还在大量使用农药,长期以来人口给土地带来巨大的压力等等问题都让人担忧不已。
长期以来,由于我国土地资源多度开发,经营管理不善,导致土壤生态环境日益恶化。自1949年以来,我国开垦扩大耕地面积,在相当长的时期内占用耕地,人口增长失控,土地资源盲目开发利用。主要表现:陡坡开荒种植,森林乱砍滥伐,草原过度开垦放牧,盲目围海造田等等。20世纪20~30年代内陆干旱半干旱地区水源枯竭,土地发生次盐碱化。50年代中期进入迅速开发时期,林、牧、副、渔业没有得到相应发展。80年代以来,草原过度放牧,造成严重的荒漠化。
1.盐碱化的产生原因
平原主要是河流冲击沉积平原,在平原形成的过程中,河流水体中有大量的盐分存留在了平原成土母质和地下水的水体中,加之成土母质颗粒细密,造成地下水排水不畅且埋深浅,在蒸发作用下,地下浅层水经毛细管输送到地表被蒸发掉,毛细管向地表输水的过程中,也把水中的盐分带到地表,水被蒸发后,盐分就留在了地表及地面浅层土壤中,这样积累的盐分多了,又没有足够的淡水稀释并将其排走,就形成了土壤盐碱化。
2.土壤次生盐碱化产生原因
土壤盐碱化是指土壤含盐量太高(超过0.3%),而使农作物低产或不能生长。形成盐碱土主要有两个条件:一是气候干旱和地下水位高(高于临界水位);二是地势低洼,没有排水出路。地下水都含有一定的盐分,如其水面接近地面,而该地区又比较干旱,由于毛细作用上升到地表的水蒸发后,便留下盐分,日积月累,土壤含盐量逐渐增加,形成盐碱土;如是洼地,且没有排水出路,则洼地水分蒸发后,即留下盐分,也形成盐碱地。
(三)新疆绿洲盐碱地的现状
近50年来,西北干旱区随水土资源开发利用规模的不断扩展,使区域内工农业与经济得以稳定持续发展。但同时,引起一系列生态环境变化。大多数河流下游水量锐减,甚至断流,河道缩短,终端湖泊萎缩或干涸,水质咸化和污染趋势加剧;沙漠化和盐碱化,植被退化,生物多样性减少,与50年代初相比,天然森林面积减少49%~58%,草地面积减少16%~92%;沙尘暴灾害发生频数增加,灾害程度加剧。节约与高效化利用水资源以及生态环境效益与经济效益间统一协调是西北干旱区可持续发展的根本途径。
从20世纪40年代开始,干旱区农耕规模飞速发展,新疆全境河西走廊、准噶尔盆地和塔里木盆地等中国干旱区最主要的平原区,水资源利用率都超过65%以上,远远超出世界干旱区平均水资源利用率为30%的水平。在局部地区,如乌鲁木齐河流域和石羊河流域,水资源利用率分别已达108.1%和104.7%,超过流域可更新的水资源量。水资源利用程度的提高直接引起干旱区水文状况的剧烈变化,河道缩短,湖泊萎缩或干涸,区域地下水位下降以及流域水量的时空重新分配等。自70年代以来,干旱区水文状况的这些变化十分显著而且具有普遍性。近半个世纪以来,植被生态的变化主要表现为:山地森林过伐严重,林木蓄积量减少;平原胡杨、灌木林大面积衰败;草场载畜能力下降,面积缩小。天山西部及阿尔泰山山地森林的集中采伐程度达到70%~80%,实际采伐量达合理采伐时的1.5~2倍。
新疆全区森林用材林资源自50年代以来由20%减少到现状的12.4%,新疆境内玛纳斯河流域森林采伐十分严重,新疆地区80%以上的河谷次生林分布于阿勒泰、伊犁两地区,80年代与50年代相比,胡杨林及柽柳等灌木林是西北干旱平原最主要的森林生态构成植物,其分布一般呈“走廊”式分布在河流两岸,对流域中下游生态环境具有重要的作用,也是构成荒漠天然绿洲的主要成分。从50年代以来,干旱区内陆流域中下游普遍出现天然胡杨及灌木林衰败现象。新疆地区自1958年到1989年的30年内,胡杨林面积减少了49.9%,蓄积量减少59.6%,塔里木河流域上游面积减少达74.8%,下游面积减少69.6%,蓄积量减少达77.1%。叶尔羌河流域、喀什噶尔河、和田河流域是中国独有树种——灰杨的主要分布区,从1959~1986年的27年中,叶尔羌河流域灰杨分布面积减少46%,和田河流域减少55%。黑河下游额济纳旗境内,森林生态系统退化严重,自1958年至1982年间,下游三角洲区沿河胡杨、沙枣和柽柳林、林灌草甸都有不同程度的影响。
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