松嫩平原西部鹽堿地分布特征及其影響因素

松嫩平原西部鹽堿地分布特征及其影響因素

松口蘑平原以西包括吉林省西部的12個(gè)縣市，15個(gè)黑龍江省西部的縣市和5個(gè)內(nèi)蒙古興安盟市?？偯娣e為1533公里2公里，總面積為1444.5萬(wàn)人。屬中溫帶大陸性半濕潤(rùn)、半干旱季風(fēng)氣候區(qū),生態(tài)環(huán)境十分脆弱。根據(jù)最新衛(wèi)星圖象解譯和實(shí)地調(diào)查,區(qū)內(nèi)現(xiàn)有鹽堿化土地面積373萬(wàn)hm2,是世界上三大片蘇打鹽堿地集中分布地區(qū)之一,而且重度鹽堿化土地面積仍以每年1.4%的速度擴(kuò)展,鹽堿化程度不斷加劇,部分土地“堿斑”累累,造成了大片良田產(chǎn)量下降和草地退化,生態(tài)環(huán)境日趨惡化,制約了區(qū)域經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。因此,鹽堿地治理與生態(tài)環(huán)境改善是實(shí)現(xiàn)區(qū)域農(nóng)業(yè)與農(nóng)村經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的前提,也是國(guó)家糧食安全基地建設(shè)的重要生態(tài)屏障。我國(guó)從50年代起,許多單位和學(xué)者在黃淮海平原一直致力于鹽堿地治理與開(kāi)發(fā)研究,尤其是在中低產(chǎn)田治理和農(nóng)業(yè)發(fā)展的科技攻關(guān)期間,成功研究了該區(qū)鹽堿地水鹽運(yùn)動(dòng)規(guī)律和多種鹽堿地綜合治理模式。松嫩平原西部鹽堿地治理與開(kāi)發(fā)研究則比較薄弱。由于它的土壤類型主要是蘇打鹽堿土,土壤的理化性質(zhì)惡劣,對(duì)植物的毒害大,改造利用難度大,并有其獨(dú)特的水文地質(zhì)和地貌條件。在治理開(kāi)發(fā)的方法和措施方面,60年代在前郭灌區(qū)開(kāi)展的鹽堿地種稻,取得了可喜成績(jī),但由于水稻旱育壯苗、立枯病防治等技術(shù)未能解決,尤其是井灌種稻技術(shù)不完善,制約了大面積應(yīng)用推廣。進(jìn)入80年代以來(lái),鹽堿地水稻旱育秧技術(shù)的研究成功和推廣,使得鹽堿地水稻面積有了長(zhǎng)足發(fā)展,并取得了較高的經(jīng)濟(jì)效益,為區(qū)域農(nóng)業(yè)的發(fā)展做出了重大貢獻(xiàn)。1堿土的類型和特點(diǎn)1.1土壤肥力較低,土壤水位較低鹽堿化旱田約有80萬(wàn)hm2,土壤類型主要是鹽堿化黑鈣土、鹽堿化淡黑鈣土和鹽堿化草甸土,土壤肥力較低。地下水位1.5—2.0m。輕度鹽堿化旱田可種植玉米、春小麥、大豆、高粱等作物,中度鹽堿化旱田只能種植向日葵、甜菜等耐鹽作物,重度鹽堿化日田多已撂荒。1.2鹽堿化土壤類型鹽堿化草地面積約180萬(wàn)hm2,占區(qū)域總面積的48.5%,是區(qū)域內(nèi)鹽堿化面積最大的土地類型。本區(qū)屬科爾沁草原的東端,曾有“風(fēng)吹草低見(jiàn)牛羊”的草原景觀,但近年來(lái)鹽堿化程度逐漸加劇。草地的土壤類型主要有草甸土,鹽堿化程度有輕、中、重三種。輕度鹽堿化草地植被有羊草(A.chinense)、虎尾草(Ch.Virgata)等,中重度鹽堿化草地植被類型有虎尾草、堿蓬(Suaedaglauca)、堿茅(Puccinellia)、堿蒿(A.anethifolia)等,部分重度鹽堿化草地則變成了“堿斑”的不毛之地。1.3鹽堿化湖泡區(qū)域內(nèi)的鹽堿化濕地主要有鹽堿化湖泡和鹽堿化沼澤濕地兩種。鹽堿化湖泡主要分布在嫩江中下游、第二松花江下游、洮兒河、霍林河、烏裕爾河等河流沿岸,其中面積在百畝以上的湖泡7000多個(gè),總面積42萬(wàn)hm2,鹽堿化的程度輕重不同。湖泡的分布呈現(xiàn)兩種規(guī)律:一是與河流平行或沿古河道呈帶狀分布,其形成主要受河流作用或地質(zhì)構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的影響;二是與沙垅平行呈沙垅間或坨間分布,其形成主要受風(fēng)沙強(qiáng)烈作用影響。區(qū)域內(nèi)鹽堿化湖泡可分為兩種類型:一是內(nèi)陸閉流型鹽堿地湖泡,主要分布在長(zhǎng)嶺、乾安、通榆等縣,總面積4萬(wàn)多hm2,其特點(diǎn)是水分不能外流,水源靠大氣降水,少數(shù)有涌泉補(bǔ)給,水位不穩(wěn)定,夏季水位高、水面大,春秋季節(jié)水位降低、水面減小,甚至干涸;湖水鹽堿化較重,pH8.5以上,湖泡低部平坦,底質(zhì)為堿泥,個(gè)別鹽堿較重的湖泡盛產(chǎn)鹽、矸和硭硝等,如大布蘇泡。二是外流型鹽堿化湖泡,與河流相通,面積較大,水分主要受江河補(bǔ)給,水位穩(wěn)定,水質(zhì)鹽堿化較輕,如月亮泡水化學(xué)類型屬Na-CaCO3型,透明度54cm,pH7.5,總堿度3.01me/l。鹽堿化沼澤濕地主要分布在河流沿岸、水庫(kù)和湖泡周圍,總面積58萬(wàn)hm2。水源補(bǔ)給來(lái)自于河流洪水和雨季的降水,與河流相通的沼澤濕地鹽堿化輕,而修建防洪筑壩的地區(qū),由于堤壩隔斷了沼澤濕地與河流的水分聯(lián)系,鹽堿化較重。植被以蘆葦(Phragmitesaustralis)、香蒲(Typhalatifolia)、三棱草(Bolboschoenus)等沼澤植物為主,部分鹽堿化沼澤濕地因鹽堿化加重,植被逐漸退化,蘆葦被堿蓬(Suaedaglauca)等鹽生植被代替。2堿化與動(dòng)態(tài)變化2.1現(xiàn)有的鹽堿地土地鹽堿化土地自50年代以來(lái),面積逐漸增大,年均增長(zhǎng)1.1%,新增的鹽堿地土地主要來(lái)自于草原的鹽堿化。而且,鹽堿化程度逐漸加劇,輕中度鹽堿地土地面積有減少趨勢(shì),而重度鹽堿化土地明顯增加(表1)。2.2土壤面積在土壤中的應(yīng)用50年代土壤類型是鹽堿化土壤面積>鹽土面積>堿土面積,90年代是鹽堿化土壤面積>堿土面積>鹽土面積。堿土是最難利用的土壤類型,鹽堿化土壤和鹽土向堿土的轉(zhuǎn)化,說(shuō)明土壤的惡化。白蓋堿土(“堿斑”)數(shù)量明顯增加,土壤鹽分含量、堿化度(ESP)和pH均有所增長(zhǎng)(表2)。3土壤鹽堿化的主要成因松嫩平原西部鹽堿地的地形與地貌、成土母質(zhì)、氣候條件、地下水水位和含鹽量等因素有關(guān)。土壤中的蘇打主要來(lái)源于周圍山地的火成巖(花崗巖、片麻巖、安山巖和玄武巖等)的風(fēng)化物,以及平原深層地下水所含鹽分,地下水所含蘇打成分也是土壤中蘇打的另一來(lái)源。地下水環(huán)境與土壤鹽堿化的關(guān)系極為密切。松嫩平原的地下水主要有第四紀(jì)下更新統(tǒng)白土山組承壓水、第三紀(jì)上新統(tǒng)—第四紀(jì)下更新統(tǒng)泰康組承壓水和第四紀(jì)孔隙潛水。與土地鹽堿化有直接聯(lián)系的地下水是松散孔隙潛水,它對(duì)土壤鹽堿化的影響主要反映在潛水埋深、徑流條件、地表水及地下水的礦化度和離子組成等。承壓水與土壤鹽堿化有間接的聯(lián)系,特別在人類生產(chǎn)活動(dòng)的影響下關(guān)系密切。本區(qū)潛水埋深1.5—1.8m,小于土壤鹽堿化的臨界水位(3.0m),而且潛水礦化度0.7—0.8g/l,高于臨界指標(biāo)(0.5g/l),再加上坡降小(1/8000),徑流滯緩,垂直蒸發(fā)強(qiáng)烈,土壤鹽堿化極易發(fā)生。自然條件固然是土壤鹽堿化的重要原因,但以往松嫩平原,幾乎全部為草甸草原景觀,植被茂密,存在草根層或腐殖層,雖有些土地有原生暗堿層,但“堿斑”面積很小,鹽堿化程度很輕。隨著人口的迅速增加,人類活動(dòng)對(duì)自然環(huán)境的干擾強(qiáng)度不斷增大,土壤鹽堿化程度日益加重,“堿斑”面積迅速擴(kuò)大,其形成速度之快,分布面積之廣是前所未有的。新增的鹽堿化土地,主要來(lái)自于草地的鹽堿化,其次是耕地的次生鹽堿化和沼澤濕地的次生鹽堿化。全區(qū)鹽堿化草地占草地總面積的2/3以上,已有約1/4的草地堿斑連片分布,基本失去利用價(jià)值,由于過(guò)度放牧,草越啃越短,加上牲畜的反復(fù)踐踏,使暗堿層埋深不足10cm的淺位暗堿土迅速轉(zhuǎn)變?yōu)閴A斑累累的明堿土。過(guò)度樵柴、挖草皮、取土等一些不合理的農(nóng)事活動(dòng),也在一定程度上促使土地鹽堿化的發(fā)展。4合理使用鹽堿土4.1低鹽堿地種稻“鹽隨水來(lái)、鹽隨水去”,鹽堿地治理與改良利用的核心是水分過(guò)程調(diào)控。利用低洼鹽堿地保水性好的特點(diǎn),可開(kāi)發(fā)種稻,通過(guò)稻田保持水層,抑制了鹽堿表聚,促進(jìn)鹽分垂直淋洗而不斷脫離耕層,建立地表“淡化層”,從而建立適于水稻生長(zhǎng)的環(huán)境。技術(shù)措施以合理規(guī)劃、建立完善的灌排水田工程體系為基礎(chǔ),結(jié)合以沙壓堿、措施有機(jī)肥和土壤改良劑、選用耐鹽堿水稻品種缽育大苗壯秧、精細(xì)整地、排水洗鹽、合理密植、平衡施肥、科學(xué)灌水、防治病蟲(chóng)草害等一系列技術(shù)形成低洼易澇鹽堿地水稻高產(chǎn)栽培技術(shù)體系。實(shí)踐證明,以稻治堿是低洼鹽堿地合理利用、農(nóng)民脫貧致富的有效途徑。低洼鹽堿地種稻可獲得:水稻產(chǎn)量6000—9500kg/hm2,收入6480—10260元/hm2,經(jīng)濟(jì)效益2480—7260元/hm2。種稻5年后,土壤鹽分含量由0.45%下降到0.34%,減少了24.7%,Na+減少73.3%,有機(jī)質(zhì)增加19.6%,速效氮增加2.5%,速效磷增加8.4%。4.2下一步建設(shè)—鹽堿濕地育葦養(yǎng)魚模式區(qū)域內(nèi)的鹽堿濕地具有補(bǔ)充區(qū)域地下水、蓄洪排澇、調(diào)節(jié)氣候、防止土壤侵蝕、凈化環(huán)境等功能,而且還是多種珍禽的棲息場(chǎng)所,是生物多樣性和生態(tài)環(huán)境保護(hù)的重點(diǎn)區(qū)域之一。目前已建立了向海濕地、扎龍濕地等國(guó)家自然保護(hù)區(qū),但尚有眾多的鹽堿濕地未得到保護(hù),由于干旱、人為開(kāi)墾等,鹽堿濕地面積逐漸萎縮,鹽堿化加重。鹽堿濕地保育勢(shì)在必行。利用鹽堿濕地的特點(diǎn),通過(guò)建設(shè)水利工程措施,可開(kāi)展?jié)竦赜?葦塘養(yǎng)魚,形成葦—魚模式。研究發(fā)現(xiàn),蘆葦不但具有耐鹽堿的特性,而且具有很強(qiáng)的環(huán)境凈化能力,發(fā)達(dá)的地下莖可吸收大量的鹽分。每100kg蘆葦能吸收6.45kg鹽分,相當(dāng)于1.3hm2稻田的排鹽量。而且蘆葦種群茂密,為優(yōu)質(zhì)的纖維植物,是重要的造紙工業(yè)原料,具有很高的經(jīng)濟(jì)效益。因此,這一模式的建立,既保護(hù)了鹽堿濕地和生態(tài)環(huán)境,發(fā)揮了濕地的功能,又提高了濕地的經(jīng)濟(jì)效益。應(yīng)成為鹽堿濕地保育的重要途徑。4.3生態(tài)恢復(fù)工程利用鹽堿湖泡水資源的優(yōu)勢(shì),通過(guò)建設(shè)引水工程,利用嫩江、洮兒河、霍林河等河流的汛期洪水,灌泡養(yǎng)魚,既發(fā)揮了瀉洪排澇的作用,又可改善生態(tài)環(huán)境,并有較好的經(jīng)濟(jì)效益。適于鹽堿湖泡飼養(yǎng)的魚種很多,鯉、草、鰱、鳙、魴、鯽等均可良好生長(zhǎng)。目前鹽堿湖泡養(yǎng)魚已具備一定規(guī)模,查干湖、月亮泡、新荒泡等鹽堿湖泡的魚產(chǎn)量達(dá)幾十萬(wàn)公斤,而且其魚產(chǎn)品因自然生長(zhǎng)和無(wú)污染而倍受歡迎。此外,可采用立體開(kāi)發(fā)方法,把湖泡養(yǎng)魚、岸邊種稻、稻田養(yǎng)魚、水面禽相結(jié)合,禽糞肥水促進(jìn)魚的生長(zhǎng),肥水灌稻肥沃土壤,形成魚、稻、禽立體開(kāi)發(fā)模式。4.4秸稈還田模式由于鹽堿化旱田土壤堿化度高,理化性狀不良,營(yíng)養(yǎng)有效性差,多數(shù)為中低產(chǎn)田,改良應(yīng)以改土培肥為核心,工程措施、生物措施和耕作栽培措施相結(jié)合,實(shí)現(xiàn)改良利用。(1)改土培肥,種植耐鹽堿作物或牧草?！胺誓艹詨A”,據(jù)研究,500kg腐殖質(zhì)可以吸收15kg以上的鈉。由于本區(qū)一直以放牧為主,有機(jī)肥源不足。利用秸稈發(fā)酵還田是有機(jī)培肥的重要方向。根據(jù)鹽堿化程度,逐步將堿斑占15%以上的低產(chǎn)旱地退耕還草,種草發(fā)展舍飼畜牧業(yè),積造有積肥還田改良也是一種有效模式。選種適應(yīng)強(qiáng)的耐鹽堿作物或牧草發(fā)展草—糧輪作模式。如種植草木樨兩茬后,種植大田作物高粱、玉米,或者種植苜蓿飼草,能收到良好的改土效果。(2)微咸水淋洗改良。采用開(kāi)發(fā)區(qū)內(nèi)20—30m深的淺層地下水(礦化度1—3g/l),灌溉鹽堿化旱田,淋洗土壤鹽分,降低土壤含鹽量。實(shí)踐證明,微咸水具有較好的滲透性,淋洗2次,耕層含鹽量降低5倍,特別是CO?233-2和HCO-3降低7—10倍,ESP降低6倍,原不能種植大豆的鹽堿化旱田,淋洗后種植大豆,產(chǎn)量可達(dá)2334kg/hm2。(3)物理化學(xué)改良。松嫩平原西部鹽堿地與風(fēng)沙地帶交錯(cuò)分布,可以就地就近取沙壓堿,改善土壤結(jié)構(gòu)。當(dāng)中度鹽堿化土壤壓沙厚度10cm時(shí),作物單產(chǎn)可增加40%—50%。此外,