摘要:摘要:為研究農田水利工程治理鹽漬化的效果,以天津市為例,結合ArcGIS9.3與試驗分析方法,分析說明農田水利建設對土壤鹽漬化改良的作用。結果表明,1982-2008年,鹽漬土面積由4
摘要:為研究農田水利工程治理鹽漬化的效果,以天津市為例,結合ArcGIS9.3與試驗分析方法,分析說明農田水利建設對土壤鹽漬化改良的作用。結果表明,1982-2008年,鹽漬土面積由49.40×104hm2,降低到32.42×104hm2,18.76%的鹽漬土完全脫鹽化,其他土壤鹽化程度也大大降低;2006-2010年,來自于鹽漬土的新增耕地面積減少了2.54×104hm2,但有1.11×104hm2的溝渠轉換成耕地;0~60cm內的濱海鹽漬土剖面中,排水體系完善的耕地,69.81%以上在輕度鹽化以下,而排水體系較差的荒地,40%以上為鹽土,僅14.85%在輕度鹽化以下。1982-2005年,易形成鹽漬化的土壤面積由65.55×104hm2,減少到49.60×104hm2,減少區域與鹽漬化降低區的分布區域一致。因此,農田水利建設是通過改良鹽漬土的形成環境,從而達到治理鹽漬化的效果。對于溝渠分布過密的脫鹽化地區,可將部分廢棄溝渠納入宜耕后備資源中,通過土地整治促進農田集中連片,進而推進高標準農田建設。
關鍵詞:土壤,排水,灌溉,鹽漬化治理,天津市

0引言
鹽堿土(也稱鹽漬土)包括各種鹽土和堿土以及不同程度鹽化和堿化的土壤,是在氣候干旱、地面蒸發強烈、地勢低洼、含鹽地下潛水位高的條件下,土壤表層或土體中積聚過多的可溶性鹽類而形成的[1-2]。在干旱、半干旱以及半濕潤氣候蒸降比大于1的地區,如果地下水位高,則土壤水的毛管上升到達地表的量大于重力下行水流的量,在此情況下,地下水中的可溶性鹽類隨上升水流蒸發、濃縮,積聚于地表,形成鹽土[1]。由此可見,區域的水文、氣候條件與土壤的鹽漬化密切相關[3-5],是形成鹽漬化的主要因素。據第二次全國土壤普查資料顯示,鹽堿土面積為34.70×106hm2。隨著人口的不斷增長,為了滿足糧食需求,鹽堿土作為一種具有巨大開發潛力的土地資源,引起人們的重視。自20世紀50年代開始,就開始通過農田水利與農業生物措施相結合等方式來改良鹽土種植作物,成效顯著,各地的鹽堿地面積大大縮小,土壤的鹽堿化程度也明顯減輕,并且大部分地區已基本消除了鹽堿危害[6]。黃淮海平原的鹽堿地也由1958年的412.53×104hm2減少到2005年的38.45×104hm2[7]。
1研究區概況
天津市位于華北平原東北部,海河流域最下游,38°34′~40°15′N,116°43′~118°04′E,全市土地總面積為11916.85km2。屬于暖溫帶大陸性季風氣候,年均降雨量570~690mm,夏季占全年降雨量的75%(6-9月降雨量可達400~500mm,占全年降雨量的72%左右),年均蒸發量1100mm左右,約為降雨量的2倍。地形總趨勢是北、西北部高,南、東南部低。海拔高度介于0~1078.5m,除北部薊縣為山地丘陵區外,其余全為平原區,占全市面積的93%。受地形、地貌、母質、氣候等成土因素的影響,由于蒸降比大,又地處九河下梢,河流眾多,歷史上常因河流宣泄不暢,致使堤防潰決,在海積平原區形成許多洼地,加之地下水埋深淺,礦化度高,因而形成較多的鹽化潮土;海沖積平原區因長期受海潮影響,土壤鹽漬化較重,多形成濱海鹽土。二次土壤普查時(1982年),全市各種鹽化潮土和濱海鹽土總面積為49.40×104hm2,占土壤總面積的46.67%。
2數據來源與研究方法
本文所用到的1982年的土壤類型圖、淺層地下水埋深及地下水礦化度圖、土壤鹽漬化分布圖來源于《天津市土種志》[13];2002年、2005年淺層地下水埋深及礦化度圖分別來源于《天津市地質環境圖集》[14]、《天津市土地適宜性評價主要指標調查報告》[15];2008年土壤鹽漬化分布圖來源于天津市地質調查中心;2006年、2010年土地利用現狀圖來自于土地利用變更數據;利用ArcGIS9.3將所有圖件都與土地利用現狀圖進行配準矯正。154個濱海新區鹽漬土剖面數據來源于2009年3月實地采樣分析獲得(耕地53個,荒地101個),每個樣點分0~20、>20~40、>40~60cm進行取樣,共采集462個土壤樣品,按照常規分析方法[16]進行土壤含鹽量的測定。
3農田水利工程建設的土壤鹽漬化治理效果
3.1天津市農田水利工程建設
鹽漬土的治理是指將可溶鹽從某一土層或整個剖面中移去而達到脫鹽目的的過程。鑒于鹽漬化的形成原理,興修水利,挖排水溝排泄雨洪水,降低地下水位,是除澇治堿的首要工作。由表1可知,自1949年至1990年,天津市通過開辟、治理骨干河道,修建排水渠、建水庫等措施,改良鹽漬耕地面積20.78×104hm2[19-20]。90年代中期以后,又通過大規模的土地平整、機井灌溉及排水體系建設,擴大農田的有效灌溉面積,來進一步改善農業生產條件[21]。僅“十一五”期間,天津市土地平整面積1.62×104hm2,修建灌、排渠(管)道1832.12km,新打機井461眼。因良好的排水體系與長期開采地下水灌溉,地下水位下降至水分不再通過毛管吸引力上升至地表,在雨季降水量大于蒸發量的條件下,下行水量大于上行水,鹽分被淋洗出土體或被淋洗到剖面中的一定深度;地下水礦化度也隨著灌溉面積的增加,通過地下水補給,稀釋了鹽分離子,降低了地下水的礦化度。從而切斷了鹽分通過土壤毛管水上升聚積在地表的源頭。
3.2天津市土壤鹽漬化治理效果
3.2.1土壤鹽漬化面積變化與空間分布
按照土壤含鹽量百分比將鹽漬化等級劃分為5級[22]:<0.2%為無鹽化,0.2%~0.4%為輕度鹽化,0.4%~0.6%為中度鹽化,0.6%~1.0%為重度鹽化,>1.0%為鹽土。1982年,全市鹽漬土面積為49.40×104hm2,占土壤總面積的46.67%;2008年,全市鹽漬土面積為32.42×104hm2,占土壤總面積的27.91%。由此可見,至2008年,有18.76%的鹽堿土已經完全脫鹽化了。從表3中可看出,1982-2008年,輕度、中度鹽漬化土壤明顯改良,面積比例由29.88%、10.19%降低到11.76%、3.42%,分別減少了18.12%、6.78%;而重度、鹽土面積比例略有增長,由0.74%、5.85%增加到2.90%、9.82%,分別增加了2.16%、3.98%,增長幅度均不足4%,主要位于原有中度以上鹽漬化地區,在未脫鹽的情況下,水改旱作導致鹽漬化進一步加劇。
3.2.2新增耕地鹽漬化狀況
2006-2010年天津市新增耕地8.38×104hm2,其來源為3類:其他農用地(非耕地的農用地)、建設用地和未利用地,分別占新增耕地面積的45.07%、25.21%、29.72%。其中,來自溝渠的面積為1.11×104hm2,占新增耕地面積的13.24%;來自于荒草地和鹽堿地面積為1.03×104hm2,占新增耕地面積的12.27%。在耕地保護與“占補平衡”政策下,原有的許多荒草地和鹽堿地被開墾成為耕地。與此同時,在洪澇及鹽堿危害消除后,農民將許多失去原有效用的溝渠填埋開發成了耕地。
4結論與建議
1)通過農田水利工程建設的治理,1982年以來,無論是鹽堿土的面積、鹽化等級或是新增耕地的鹽漬化狀況都是減少或下降的。1982-2008年,鹽漬土面積由49.40×104hm2,降低到32.42×104hm2,18.76%的鹽漬土已經完全脫鹽化,其他土壤鹽化程度也大大降低。2006-2010年的4a間,來自于鹽漬土的新增耕地面積減少了2.54×104hm2,但有1.11×104hm2的溝渠轉換成耕地。
2)在濱海鹽漬土剖面中,擁有完善排水體系的耕地的鹽漬化程度大為降低。0~60cm內,至少69.81%的耕地樣點在輕度以下,9%以上樣點已經完全脫鹽漬化;而排水體系較差的荒地樣點40%以上為鹽土,只有14.85%的樣點鹽漬化程度在輕度以下,完全脫鹽漬化的僅占2%。
[參考文獻]
[1]王遵親,祝壽泉,俞仁培,等.鹽漬土[M].北京:科學出版社,1993.
[2]張鳳榮,王秀麗,王數,等.土壤系統分類中鹽成土及其相關土壤診斷標準的修訂建議[J].土壤學報,2013,50(2):206-209.ZhangFengrong,WangXiuli,WangShu,etal.SuggestedrevisionsofdiagnosticcriteriaforhalosolsandrelevantsoilsinChinesesoiltaxonomy[J].ActaPedologicaSinica,2013,50(2):206-209.(inChinesewithEnglishabstract)
王秀麗1,張鳳榮1※,王躍朋1,奉婷1,廉曉娟2,王艷2