中国西部地区的盐渍土及其改良利用

第18卷　第3期Vol.18　No.3干旱区研究

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

2001年9月Sep.　2001ARID　ZONE　RESEARCH

中国西部地区的盐渍土及其改良利用

樊自立　　　　马英杰　　　　　马映军

3Ξ

(中国科学院新疆生态与地理研究所　乌鲁木齐　830011)(新疆遥感中心　乌鲁木齐　830011)

〔摘要〕　在中国西部大开发中,改良和利用盐渍土是生态环境建设重要的一个方面。本文就此论述了中国西部盐渍土的分类、分布规律和分布状况;盐渍土的形成过程和形成原因;盐渍土的危害和对经济发展的影响,提出了盐渍土改良利用的对策和措施。关键词　中国西部　盐渍土　改良利用

中图分类号　S156　　文献标识码　A　　文章编号　1001-4675(2001)03-0001-06

1　盐渍土的类型、分布和状况

1.1　类型划分

盐渍土无论是发生学土壤分类或是土壤系统分类都是作为一个独立的土纲。和碱土两个土类〔1,2〕,,。综合各家对盐渍土分类的研究,中国西部地区的盐渍土分类如表1。我国西部地区以典型盐土面积最大,

表1　中国西部地区盐渍土分类表

Tab.1　ClassificationofthesalinizedsoilsinwestChina土纲土类

土　　　属

氯化物草甸盐土、苏打草

草甸盐土硫酸盐草甸盐土、

甸盐土

氯化物典型盐土、苏打典

典型盐土硫酸盐典型盐土、

型盐土

硫酸盐沼泽盐土、氯化物沼泽盐土、苏打沼

盐沼泽盐土泽盐土土

碱化盐土钠碱化盐土、镁碱化盐土

氯化物残余盐土、硝酸盐残余盐土硫酸盐残余盐土、

残余盐土

洪积盐土氯化物洪积盐土草原碱土草原碱土

碱荒漠碱土荒漠碱土、残盐荒漠碱土土

草甸碱土钠质草甸碱土、镁质草甸碱土

亚类

盐渍土

残余盐土和洪积盐土为特有类型;碱土和碱化土壤,

在各省区都有一定面积的分布。盐渍土特点是:分

布广,从低于海平面以下的吐鲁番盆地艾丁湖边,到海拔5000m;积盐重,0～20(30)cmkg,高者可达100;,5厚的盐聚层;盐、氯化物和硫酸盐外,在吐。1.2　分布规律

盐渍土是一种非地带性土壤,但其形成和分布仍然与地带性自然条件有密切联系。在我国随着降水从东向西减少,干旱程度增加,土壤盐渍化也随之增强。华北和东北半湿润地区,降水量较大,降水随季节变化,因而土壤全年处于脱盐和积盐交替进行,虽地表盐分较多,而心、底土含盐量并不高。在黄河中游的宁夏和内蒙古冲积平原属半干旱地区,年降水量较少,一年中的盐分平衡积盐大于脱盐,表层土壤盐分重,心、底土盐分也高,常有盐结晶析出形成盐结皮或薄的盐结壳。新疆、河西走廊内陆干旱区,微弱的降水不足以淋溶土壤表层积累的盐分,土壤常年积盐,地表多出现较厚的盐结壳,心、底土也出现盐斑层〔3〕。

地貌类型和水文地质条件的不同,也对土壤中盐分聚积影响很大,总的趋势是地势高,地下水位深,盐渍化轻;而地势低平,地下水位高,则盐渍化重。如河谷地形,高阶地上河床下切较深,地下水位低,可免遭次生盐渍化威胁;但在河滩和低阶地上由于地下水位高,多分布着盐渍化土壤。冲洪积扇从中上部至扇缘溢出带,随着地形趋于平缓,沉积物变

Ξ　收稿日期:2001-06-15,修订日期:2001-06-253国家重大基础研究项目G1999043509资助。

　干　旱　区　研　究　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　18卷2　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

细,地下水位升高,矿化度增高,土壤积盐加重。河流三角洲地下水位普遍较高,但三角洲顶部地下径流条件比中下部好,因而盐渍化是从顶部向中下部不断加重。湖滨型三角洲,由于受到湖水顶托,尤其是在三角洲下部和湖滨盐渍化更重。冲积平原地形平坦,在沿河两岸地下水能受到河水淡化影响的狭长地带,盐渍化较轻,而在地下水淡化带以外,排水条件困难,地下水矿化度高,土壤积盐普遍较重。黄河中游冲积平原土壤盐渍化是从灌区上部向灌区下部不断加重,如宁夏引黄灌区,上部卫宁灌区盐渍化较轻,盐渍土仅占15.28%,中部银川平原占25.6%;下部银北平原达42.37%。内蒙古的河套灌区,盐渍化也是后套较轻,前套较重,特别是前套平原地形更加低平,积水难排,盐渍化、沼泽化十分普遍。1.3　分布状况

依据《中国1∶100万土地资源图》,土地资源数〔4〕4据集中国盐渍土面积3630.53×10hm2,可利用土地4.88%,西部六省区(、青蒙新)共有盐渍土4hm土地面积9.03%。其中11×104hm2,占可利用土地面积19.75%,占全国盐渍土总面积36.8%。其次是内蒙古(763.01×104hm2)、青海(229.84×104hm2)、甘肃(103.79×104hm2)和宁夏(38.50×104hm2)(表2)。全国耕地中盐渍化面积920.94×104hm2,占全国耕地面积6.62%。西部盐渍化耕地344.7×104hm2,占西部地区耕地面积13.93%,占全国盐渍化耕地37.4%。也以新疆耕地盐渍化最

重,共126.39×104hm2,占耕地面积30.85%;其次是内蒙古179.76×104hm2,占23.8%;宁夏18.24×104hm2,占14.44%;陕、甘、青较少,分别占其耕地面积的2.67%、0.72%和2.08%(表3)。全国后备耕地资源总面积3394.95×104hm2,其中西部六省区为2165.53×104hm2,占全国后备耕地资源的63.7%。在西部后备耕地资源中,盐渍土720.83×104hm2,占后备耕地资源的33.2%。新疆的后备耕地资源面积950.93×104hm2,仅次于内蒙古,但盐渍土地达556.16×104hm2,占58.49%。内蒙古后备耕地资源为985.26×104hm2,盐渍土面积93.20×104hm2,占9.46%。陕、甘、宁、青四省区后备耕地资源相对较少,但盐渍土地面积比例不低,分别为67.46%、40.28%、22.79%和7.06%(表4)。

表2　oftheitsproportioninthe

andanimalhusbandryin

sixprovincesandautonomousofwestChina

单位:104hm2

盐渍化程度盐渍化占可省区　　　盐渍化面积利用土地(%)轻盐化中盐化重盐化内蒙古763.07陕西35.08甘肃103.79青海229.84宁夏38.50新疆1336.11西部六省区2506.33全国3630.53

7.56　465.53154.23

1.87　35.083.54　21.1862.865.09　43.82186.027.87　17.0217.4319.75　537.34527.529.4　1119.47948.064.88　1793.981352.12

143.25

4.04271.24438.28484.42

表3　中国西部六省区耕地土壤盐渍化状况

Tab.3　Thesalinizationsituationofthecultivatedlandinthe

sixprovincesandautonomousregionsofwestChina

省区　　　　内蒙古　　陕西　　甘肃　　青海　　宁夏　　新疆　　西部六省区　　全国

耕地面积

755.22　533.42　572.61　70.45　129.77　413.35　2474.82　3630.53　

单位:104hm2　　

盐渍化程度中盐化

27.00　　

盐渍化耕地面积

179.76　　　14.24　　　4.10　　　1.47　　　18.74　　　126.39　　　344.70　　　920.94　　　

占耕面积%

23.80　　　2.67　　　0.72　　　2.08　　　14.44　　　30.58　　　13.93　　　6.62　　　

轻盐化

152.76　　35.08　　21.18　　43.82　　17.02　　537.34　　1119.47　　1793.98　　

重盐化

62.86　　186.02　　17.43　　527.52　　948.06　　1352.12　　

4.04　　271.24　　438.28　　484.42　　

3期　　　　　　　　　　　　　　　樊自立等:中国西部地区的盐渍土及其改良利用　　　　　　　　　　　　　　　3

表4　中国西部六省区后备耕地资源的盐渍化面积

Tab.4　Thesalinizedlandareaofthereservecultivatedlandresourcesin

thesixprovincesandautonomousregionsofwestChina

省区　　　内蒙古　陕西　甘肃　青海　宁夏　新疆　西部六省区　全国

后备耕地资源面积

985.26　　

19.57　　68.81　　67.40　　73.54　　950.93　　2165.53　　3394.95　　

单位:104hm2　　

中盐化

19.33　　11.61　　14.67　　5.04　　210.55　　345.07　　316.75　　

盐渍化后备耕地资源面积

93.20　13.20　27.71　15.36　5.19　556.16　720.82　858.61　

盐渍化程度

轻盐化

73.88　　13.20　　16.10　　0.69　　0.15　　345.61　　375.75　　541.86　　

占%

9.46　　67.45　　40.28　　22.79　　7.06　　58.49　　33.28　　25.29　　

重盐化

管上升水流不断的向地表聚积。(2)地形封闭或低

2　盐渍化过程及形成原因

2.1　积盐过程

平。内陆河流域从山区淋溶的盐分,通过地表和地下径流,不断向盆地输送而不能排泄,初步估算,仅1953104t、蒙灌区也都处,地势低平,,,因而也容易积盐。

。前山带普遍分布着含盐的第

5〕

三系和第四系地层,含盐量达99.2～807.1g/kg〔。

中国西部地区的土壤盐渍过程主要有以下方

式:(1)现代积盐,也称活性积盐,于临界深度时,断向地表聚积。)积盐,,,又因降雨稀少,原来聚积的盐分不能淋洗仍残留在表层和土体中。(3)洪积积盐,是一种地表水参与土壤积盐的方式,由暴雨冲刷和溶解山区含盐地层中的盐分,与泥沙一起形成洪水径流,在山前平原散流沉积。(4)生物积盐,是盐生植物的分泌物或残体分解时,将盐分聚积于地表。柽柳枯株盐分含量高达361.8g/kg,分解释放出的盐的土壤盐分含量比相邻土壤高2～3倍。胡杨可分泌胡杨碱,苏打含量可达88.1～118.4g/kg,

内蒙古大小黑河流域黄土层下埋藏的霉绿色浅湖泊相沉积物含有较多的碳酸钠和重碳酸钠,使河水和地下水中都含有较多苏打,成为土壤中苏打主要来源〔3〕。人为原因:水资源利用不合理,是引起灌区土壤次生盐渍化的根本原因〔6〕,主要表现为:(1)渠道渗漏大,渠系利用率低。新疆的渠系利用系数为0.4～0.5,每年引入灌区的水量达440×108～460×108m3,其中有178×108m3,是通过渠道、水库和田间

渗漏补给了地下水。宁夏引黄灌区每年引入灌区水

108m3,灌区消耗仅40×108m3,其余大部分因此发育在胡杨林下的土壤,多具有苏打盐渍化。量75×

补给地下水。(2)灌溉技术落后,灌溉定额高。过去(5)风力积盐,大风吹蚀,把含盐的土壤刮走,以沙尘

串灌,现虽有改进,以畦灌沟灌为主,暴或浮尘的方式迁移到别的地方沉积。(6)次生积多是大水漫灌、

石羊河和黑河盐,主要是灌溉不合理,导致地下水位升高,使原来但毛灌溉定额仍很高。除天山北麓、

非盐渍化土壤变为盐渍土,或增强了土壤原有盐渍

化程度。(7)脱盐碱化,当地下水位下降,在淋溶作用下,土壤发生脱盐时,土壤胶体从溶液中吸附钠离子形成碱土或碱化土壤。2.2　形成原因

自然原因有:(1)气候干旱,降水稀少,蒸发强烈。年平均降水量为50～250mm,而蒸发能力高达1500～3000mm。降水少,使聚积在土壤表层的盐

流域毛灌溉定额在6000～9000m3/hm2较低外,其它地方多在15000～22500m3/hm2。(3)重灌轻排,灌排失调。要使土壤稳定脱盐,灌水与排水的比例应达到2～4∶1,而多数地方为10～20∶1,这就造成进入灌区的水量多,排走的少,仅能依靠潜水蒸发来调节灌区水量平衡,造成土壤积盐。(4)平原水库渗漏提高周围地下水位。多数平原水库的利用率仅0.4～0.5,除了蒸发外,大部分通过渗漏补给了地下

分淋溶微弱,而蒸发强烈,可使含盐的地下水通过毛水,影响范围可达0.5～1.0km。(5)上排下灌,把上

　干　旱　区　研　究　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　18卷4　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

部灌区排出的盐分带入下部灌区。新疆的塔里木河和喀什噶尔河上游灌区,每年把440×104t和222×104t的盐分排入自然河道,又进入下游灌区,使下游

灌区90%土地遭受盐渍化。

土地资源利用不合理,使绿洲生态系统良性循环破坏,加速了盐渍化发展,主要表现为:(1)灌区内夹荒被开垦,使干排积盐地减少。这样由耕地脱出的盐分不能水平迁移,只能作上下垂直运动,而由干排积盐地开垦后脱出的盐分则能水平迁移影响相邻耕地。(2)土地用养失调,使土壤肥力下降,特别是

苗减产20%～50%。强度时严重缺苗或渍死幼苗,植株瘦弱、萎黄,不抽穗或只抽蝇头小穗,籽实小而瘪,产量很低,甚至连种子都收不回来,缺苗减产50%～80%。

3.2　对工程建设的危害

近年来化肥用量增加,有机肥和厩肥用量减少,绿肥

苜蓿和豆科作物播种面积急剧下降,因而使土壤物理性质变坏,板结不透水性增加,有利于土壤水分蒸发,使盐分在地表聚积。(3)绿洲内外天然植被破

坏,使风速增加,蒸发加强,削弱了生物排水功能。低。

:,硫酸(4)耕作、田管粗放,不能及时松土保墒,使作物的死

。土体亡和失收面积增大。

,形成松胀层,且愈接近

3　,盐胀值愈大,这对地基危害很大,常因沉陷不

均造成房倒屋塌。对建筑材料侵蚀:NaCl、Na2SO4、影响

MgSO4的侵蚀性很强,一般要求含盐量在20.0g/kg

影响土壤的流限、朔限:由于氯化物和硫酸盐的流限、朔限随水分的增加而不同,当铁路公路穿过盐渍化土壤时,由于含盐量和盐分组成的差异(多为混合盐类),将在土壤水分发生变化时使公路、铁路产生变形现象。

使土壤的密实度随盐分增加而降低:氯化物盐土湿化后,因盐分溶解,孔隙增加,可使密实度降低,当含盐量超过50～80g/kg,密实度下降明显;硫酸盐含量超过20g/kg,松胀现象严重,密实度会大大降

以内。易溶性碳酸盐能使沥青材料乳化,并从路面

盐害:盐害首先是可溶性盐过多,直接毒害作结构层中淋溶出去,从而降低沥青加固土的水稳性物,轻则生产不良,降低产量,重则死苗颗粒无收。和沥青护面粘结力。常见可溶性盐类对作物的危害顺序是:碳酸钠3.3　对经济发展影响(Na2CO3)、碳酸氢钠(NaHCO3)、氯化镁(MgCl2)、氯盐渍土的危害在西部大开发中是一个不可忽视化钙(CaCl2)、氯化钠(NaCl)、硫酸镁(MgSO4)。从的大问题。西北地区灌溉土地的低产田几乎全部为

5〕

离子看又以CO32-、Cl-危害性最大〔。盐渍土,以新疆为例,由盐渍化造成的低产田占耕地

碱害:由于土壤碱化度高,有的则因苏打含量面积31%,而低产田的农作物单位面积产量一般比高,均能使土壤产生强碱性,恶化了土壤的物理性平均产量要低0～40%以上,初步估算土壤盐渍化每质,使土粒分散度大,湿时泥泞,干时板结,龟裂、不年使新疆粮食减产约72×104t,占粮食总产8.6%;透水、不通气,使构成土壤肥力因素的水、肥、气、热使棉花减产13.05×104t,占棉花总产量的9.0%,仅不协调,宜耕性、宜种性和生产性都很差。粮棉两项带来的经济损失19亿元,如再加上对瓜、

瘦害:除了盐渍土本身有机质含量低外,土壤中果、蔬菜、油料、糖料、牧草和其它作物危害减产造成盐分含量高时,可抑制作物对养分吸收,使作物产生的损失,合计带来经济损失约24.0亿元,占新疆种“生理瘦害”。“碱大了吃肥”,有些次生盐渍化耕地,土壤有机质含量不低,但苗情生长不良,整个生育期瘦黄,有的则瘦死。

盐碱化对作物的危害可以划分为轻度、中度和强度三级。轻度时作物受到较轻抑制,低矮发黄,缺苗减产10%～20%。中度时作物受到较强抑制,禾苗不够健壮,抽穗数少,籽实不够饱满,产量较低,缺

植业总产值7.2%,西北6省区由于盐渍化每年造成的粮食减产约30×104～150×104t,棉花15×104t,使种植业造成的经济损失不少于35亿～40亿元。

盐渍土对工程建设带来的经济损失很难估算,兰新铁路哈密段通过膨松盐土区,由于路基膨胀,可使道钉拨脱,铁轨弯曲,火车行速降低,站台的水泥块撬曲。修在盐渍土的民用建筑常因地基不稳造成

3.1对农业生产的危害

3期　　　　　　　　　　　　　　　樊自立等:中国西部地区的盐渍土及其改良利用　　　　　　　　　　　　　　　5

房屋倒塌。由于盐渍土分布区地下水位高,再加上其不良物理力学性质,使工程造价和维护费用大为提高,约增加50%～200%。而且工程的病害很多,如314国道穿过焉耆盆地和策大雅———轮台段及由阿克苏到阿拉尔公路,新修的路使用1～2年后,就产生路面损害、塌陷、翻浆,常修常坏,始终没有治理好过,严重影响行车速度,交通安全,甚至可造成交通事故。

含盐量高的表土被风吹蚀,形成盐沙尘,在艾比湖地区含盐量高达50～500g/kg,降落在牧草上,牲畜吃后大量死亡。并对人群健康有很大影响,使精河县成为鼻咽腔疾病、慢性支气管炎高发区,心血管疾病上升,与呼吸系统有关的肺心病死亡率远高于全国平均水平。

4　土壤盐渍化防治对策及措施

4.1　防治对策

,,使其实现良性循环,采取灌(灌溉管理)、排(排水)、平(平整土地)、肥(提高肥力)、林(植树造林)等综合措施,以流域为单位,全面规划,防治并重,综合治理。实行改良与利用相结合,在合理利用中使土壤得到逐步改良,通过改良不断提高利用水平,以排水为先导,以培肥为中心,为作物生长创造良好的土壤环境。在改良措施中,应水利措施与农业措施并重,水利措施是实施农业措施的基础和条件,农业措施可巩固和提高水利措施的作用和效果。在水利措施中灌排并举,以加强灌区建设和灌溉管理来控制对地下水补给,以排水来降低地下水位。在排水措施中,明渠是骨干,适合盐碱较重地区;竖井排灌应与开发利用地下水相结合;暗管排水,节地省管,应大力发展;干排盐以灌区下游土地分散用水紧张地区为宜。农业措施以草田轮作农牧结合为基础;以植树造林作为保护绿洲和生物排水主要手段;因土利用,发展适合在盐碱地上种植的作物种类和品种;因地制宜采用防盐躲盐等保苗措施,以减轻盐分危害。因为西部地区盐碱土面积大,含盐量高,改良任务艰巨,在战略上必须打持久战和攻坚战。4.2　防治措施

总结新疆、甘肃、宁夏及内蒙等地防治土壤盐渍

7～9〕

化的成功经验,有以下几方面〔。(1)控制灌区多引和超引水,提高水资源的有效利用;进行渠道防渗,减少输水损失;加强灌溉管理,计划节约用水;提高灌溉技术,降低灌溉定额;以达到减少对灌区地下水的补给。(2)加强灌区排水,把地下水位控制在临界深度以下,根据不同地段的情况可采用明排、竖排、暗排、扬排及干排,对明渠排水要加强管理,及时清淤,保证排水畅通。(3)修建山区水库,实行以水发电,以电提水,提高机电灌排面积,淘汰不必要的平原水库,减少蒸发渗漏。(4)精平土地,保证灌水均匀;合理规划条田,适时适量灌水;对有粘重土层地区,用深翻犁开沟松土,增加土壤透水性。(5)对碱土或碱化土壤施用风化煤和石膏进行化学改良,增施有机肥料,并结合深翻、伏耕晒垡、掺沙等措施。(6)增加灌区林木覆盖,,改善农田小,、绿肥,发展,增加地面覆盖,减少蒸发;推行秸杆还田,增加土壤有机质。(8)因土种植,合理利用盐碱地,盐碱地上种瓜含糖量高,可实行瓜粮轮作;还可栽培耐盐植物,如枸杞、红花、向日葵等,以及甘草等中草药。(9)开沟起垄,躲盐巧种;扩大地膜覆盖,防止雨后返盐;在有条件的地区,推广宁夏引黄灌区的果基渔塘。

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SalinizedSoilsandTheirImprovementandUtilizationinWestChina

FANZili　MAYingjie

(XinjiangInstituteofEcologyandGeography,ChineseAcademyofSciences,Urumqi830011,China)

MAYingjun

(XinjiangCenterofRemoteSensing,Urumqi830011,China)

Abstract　SalinizedsoilsinwestChinaaremianlydistributedinXingjiang,Gansu,Qinghai,Ningxia,InnerMongolia,andShaanxiprovincesandautonomousregions.Intheseregionstheclimateisarid,precipitationisless,andevaporationisviolent.Moreover,thesalinizedsoilsarecharacterizedbyextensivedistribution,strongsaltaccumulation,andcomplicatedsaltcompositionbecausemostoftheseregionsbelongtotheinlandaridareasandthereisnoouterdischargeconditionsforsalts.ThetotalareaofthevarioussalinizedsoilsinwestChinaisaslargeas33.9495millionhm2,andaccupies69.03%ofthetotalinthewholecountry.Undertheirrationaluti2lizationofwaterandlandresources,secondarysalinizationofthecultivatedlandisalso,itsareacanoccu2py20%～40%and13.93%oftheareaoftheirrigatedcultivatedandthelandrespectively.Thesecondarysalinizedlandisthemainlow-yieldlandthe20%～40%.Theharmfulphysical-chemicalpropertiesoftheatoconstructionofroadsandthe,itisanimportantfoundationaltakingthemeasuresofirrigatingrationally,enhancingdrainage,,fertility,etc.,andbytakingwatershedsastheunitstoplancomprehen2sively,laystressonpreventionandimprovementinasyntheticalway.Keywords　westChina,salinizedsoil,improvementandutilization.

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