松嫩平原西部盐碱地分布特征及其影响因素

松嫩平原西部盐碱地分布特征及其影响因素

松口蘑平原以西包括吉林省西部的12个县市，15个黑龙江省西部的县市和5个内蒙古兴安盟市。总面积为1533公里2公里，总面积为1444.5万人。属中温带大陆性半湿润、半干旱季风气候区,生态环境十分脆弱。根据最新卫星图象解译和实地调查,区内现有盐碱化土地面积373万hm2,是世界上三大片苏打盐碱地集中分布地区之一,而且重度盐碱化土地面积仍以每年1.4%的速度扩展,盐碱化程度不断加剧,部分土地“碱斑”累累,造成了大片良田产量下降和草地退化,生态环境日趋恶化,制约了区域经济的发展。因此,盐碱地治理与生态环境改善是实现区域农业与农村经济可持续发展的前提,也是国家粮食安全基地建设的重要生态屏障。我国从50年代起,许多单位和学者在黄淮海平原一直致力于盐碱地治理与开发研究,尤其是在中低产田治理和农业发展的科技攻关期间,成功研究了该区盐碱地水盐运动规律和多种盐碱地综合治理模式。松嫩平原西部盐碱地治理与开发研究则比较薄弱。由于它的土壤类型主要是苏打盐碱土,土壤的理化性质恶劣,对植物的毒害大,改造利用难度大,并有其独特的水文地质和地貌条件。在治理开发的方法和措施方面,60年代在前郭灌区开展的盐碱地种稻,取得了可喜成绩,但由于水稻旱育壮苗、立枯病防治等技术未能解决,尤其是井灌种稻技术不完善,制约了大面积应用推广。进入80年代以来,盐碱地水稻旱育秧技术的研究成功和推广,使得盐碱地水稻面积有了长足发展,并取得了较高的经济效益,为区域农业的发展做出了重大贡献。1碱土的类型和特点1.1土壤肥力较低,土壤水位较低盐碱化旱田约有80万hm2,土壤类型主要是盐碱化黑钙土、盐碱化淡黑钙土和盐碱化草甸土,土壤肥力较低。地下水位1.5—2.0m。轻度盐碱化旱田可种植玉米、春小麦、大豆、高粱等作物,中度盐碱化旱田只能种植向日葵、甜菜等耐盐作物,重度盐碱化日田多已撂荒。1.2盐碱化土壤类型盐碱化草地面积约180万hm2,占区域总面积的48.5%,是区域内盐碱化面积最大的土地类型。本区属科尔沁草原的东端,曾有“风吹草低见牛羊”的草原景观,但近年来盐碱化程度逐渐加剧。草地的土壤类型主要有草甸土,盐碱化程度有轻、中、重三种。轻度盐碱化草地植被有羊草(A.chinense)、虎尾草(Ch.Virgata)等,中重度盐碱化草地植被类型有虎尾草、碱蓬(Suaedaglauca)、碱茅(Puccinellia)、碱蒿(A.anethifolia)等,部分重度盐碱化草地则变成了“碱斑”的不毛之地。1.3盐碱化湖泡区域内的盐碱化湿地主要有盐碱化湖泡和盐碱化沼泽湿地两种。盐碱化湖泡主要分布在嫩江中下游、第二松花江下游、洮儿河、霍林河、乌裕尔河等河流沿岸,其中面积在百亩以上的湖泡7000多个,总面积42万hm2,盐碱化的程度轻重不同。湖泡的分布呈现两种规律:一是与河流平行或沿古河道呈带状分布,其形成主要受河流作用或地质构造运动的影响;二是与沙垅平行呈沙垅间或坨间分布,其形成主要受风沙强烈作用影响。区域内盐碱化湖泡可分为两种类型:一是内陆闭流型盐碱地湖泡,主要分布在长岭、乾安、通榆等县,总面积4万多hm2,其特点是水分不能外流,水源靠大气降水,少数有涌泉补给,水位不稳定,夏季水位高、水面大,春秋季节水位降低、水面减小,甚至干涸;湖水盐碱化较重,pH8.5以上,湖泡低部平坦,底质为碱泥,个别盐碱较重的湖泡盛产盐、矸和硭硝等,如大布苏泡。二是外流型盐碱化湖泡,与河流相通,面积较大,水分主要受江河补给,水位稳定,水质盐碱化较轻,如月亮泡水化学类型属Na-CaCO3型,透明度54cm,pH7.5,总碱度3.01me/l。盐碱化沼泽湿地主要分布在河流沿岸、水库和湖泡周围,总面积58万hm2。水源补给来自于河流洪水和雨季的降水,与河流相通的沼泽湿地盐碱化轻,而修建防洪筑坝的地区,由于堤坝隔断了沼泽湿地与河流的水分联系,盐碱化较重。植被以芦苇(Phragmitesaustralis)、香蒲(Typhalatifolia)、三棱草(Bolboschoenus)等沼泽植物为主,部分盐碱化沼泽湿地因盐碱化加重,植被逐渐退化,芦苇被碱蓬(Suaedaglauca)等盐生植被代替。2碱化与动态变化2.1现有的盐碱地土地盐碱化土地自50年代以来,面积逐渐增大,年均增长1.1%,新增的盐碱地土地主要来自于草原的盐碱化。而且,盐碱化程度逐渐加剧,轻中度盐碱地土地面积有减少趋势,而重度盐碱化土地明显增加(表1)。2.2土壤面积在土壤中的应用50年代土壤类型是盐碱化土壤面积>盐土面积>碱土面积,90年代是盐碱化土壤面积>碱土面积>盐土面积。碱土是最难利用的土壤类型,盐碱化土壤和盐土向碱土的转化,说明土壤的恶化。白盖碱土(“碱斑”)数量明显增加,土壤盐分含量、碱化度(ESP)和pH均有所增长(表2)。3土壤盐碱化的主要成因松嫩平原西部盐碱地的地形与地貌、成土母质、气候条件、地下水水位和含盐量等因素有关。土壤中的苏打主要来源于周围山地的火成岩(花岗岩、片麻岩、安山岩和玄武岩等)的风化物,以及平原深层地下水所含盐分,地下水所含苏打成分也是土壤中苏打的另一来源。地下水环境与土壤盐碱化的关系极为密切。松嫩平原的地下水主要有第四纪下更新统白土山组承压水、第三纪上新统—第四纪下更新统泰康组承压水和第四纪孔隙潜水。与土地盐碱化有直接联系的地下水是松散孔隙潜水,它对土壤盐碱化的影响主要反映在潜水埋深、径流条件、地表水及地下水的矿化度和离子组成等。承压水与土壤盐碱化有间接的联系,特别在人类生产活动的影响下关系密切。本区潜水埋深1.5—1.8m,小于土壤盐碱化的临界水位(3.0m),而且潜水矿化度0.7—0.8g/l,高于临界指标(0.5g/l),再加上坡降小(1/8000),径流滞缓,垂直蒸发强烈,土壤盐碱化极易发生。自然条件固然是土壤盐碱化的重要原因,但以往松嫩平原,几乎全部为草甸草原景观,植被茂密,存在草根层或腐殖层,虽有些土地有原生暗碱层,但“碱斑”面积很小,盐碱化程度很轻。随着人口的迅速增加,人类活动对自然环境的干扰强度不断增大,土壤盐碱化程度日益加重,“碱斑”面积迅速扩大,其形成速度之快,分布面积之广是前所未有的。新增的盐碱化土地,主要来自于草地的盐碱化,其次是耕地的次生盐碱化和沼泽湿地的次生盐碱化。全区盐碱化草地占草地总面积的2/3以上,已有约1/4的草地碱斑连片分布,基本失去利用价值,由于过度放牧,草越啃越短,加上牲畜的反复践踏,使暗碱层埋深不足10cm的浅位暗碱土迅速转变为碱斑累累的明碱土。过度樵柴、挖草皮、取土等一些不合理的农事活动,也在一定程度上促使土地盐碱化的发展。4合理使用盐碱土4.1低盐碱地种稻“盐随水来、盐随水去”,盐碱地治理与改良利用的核心是水分过程调控。利用低洼盐碱地保水性好的特点,可开发种稻,通过稻田保持水层,抑制了盐碱表聚,促进盐分垂直淋洗而不断脱离耕层,建立地表“淡化层”,从而建立适于水稻生长的环境。技术措施以合理规划、建立完善的灌排水田工程体系为基础,结合以沙压碱、措施有机肥和土壤改良剂、选用耐盐碱水稻品种钵育大苗壮秧、精细整地、排水洗盐、合理密植、平衡施肥、科学灌水、防治病虫草害等一系列技术形成低洼易涝盐碱地水稻高产栽培技术体系。实践证明,以稻治碱是低洼盐碱地合理利用、农民脱贫致富的有效途径。低洼盐碱地种稻可获得:水稻产量6000—9500kg/hm2,收入6480—10260元/hm2,经济效益2480—7260元/hm2。种稻5年后,土壤盐分含量由0.45%下降到0.34%,减少了24.7%,Na+减少73.3%,有机质增加19.6%,速效氮增加2.5%,速效磷增加8.4%。4.2下一步建设—盐碱湿地育苇养鱼模式区域内的盐碱湿地具有补充区域地下水、蓄洪排涝、调节气候、防止土壤侵蚀、净化环境等功能,而且还是多种珍禽的栖息场所,是生物多样性和生态环境保护的重点区域之一。目前已建立了向海湿地、扎龙湿地等国家自然保护区,但尚有众多的盐碱湿地未得到保护,由于干旱、人为开垦等,盐碱湿地面积逐渐萎缩,盐碱化加重。盐碱湿地保育势在必行。利用盐碱湿地的特点,通过建设水利工程措施,可开展湿地育苇,苇塘养鱼,形成苇—鱼模式。研究发现,芦苇不但具有耐盐碱的特性,而且具有很强的环境净化能力,发达的地下茎可吸收大量的盐分。每100kg芦苇能吸收6.45kg盐分,相当于1.3hm2稻田的排盐量。而且芦苇种群茂密,为优质的纤维植物,是重要的造纸工业原料,具有很高的经济效益。因此,这一模式的建立,既保护了盐碱湿地和生态环境,发挥了湿地的功能,又提高了湿地的经济效益。应成为盐碱湿地保育的重要途径。4.3生态恢复工程利用盐碱湖泡水资源的优势,通过建设引水工程,利用嫩江、洮儿河、霍林河等河流的汛期洪水,灌泡养鱼,既发挥了泻洪排涝的作用,又可改善生态环境,并有较好的经济效益。适于盐碱湖泡饲养的鱼种很多,鲤、草、鲢、鳙、鲂、鲫等均可良好生长。目前盐碱湖泡养鱼已具备一定规模,查干湖、月亮泡、新荒泡等盐碱湖泡的鱼产量达几十万公斤,而且其鱼产品因自然生长和无污染而倍受欢迎。此外,可采用立体开发方法,把湖泡养鱼、岸边种稻、稻田养鱼、水面禽相结合,禽粪肥水促进鱼的生长,肥水灌稻肥沃土壤,形成鱼、稻、禽立体开发模式。4.4秸秆还田模式由于盐碱化旱田土壤碱化度高,理化性状不良,营养有效性差,多数为中低产田,改良应以改土培肥为核心,工程措施、生物措施和耕作栽培措施相结合,实现改良利用。(1)改土培肥,种植耐盐碱作物或牧草。“肥能吃碱”,据研究,500kg腐殖质可以吸收15kg以上的钠。由于本区一直以放牧为主,有机肥源不足。利用秸秆发酵还田是有机培肥的重要方向。根据盐碱化程度,逐步将碱斑占15%以上的低产旱地退耕还草,种草发展舍饲畜牧业,积造有积肥还田改良也是一种有效模式。选种适应强的耐盐碱作物或牧草发展草—粮轮作模式。如种植草木樨两茬后,种植大田作物高粱、玉米,或者种植苜蓿饲草,能收到良好的改土效果。(2)微咸水淋洗改良。采用开发区内20—30m深的浅层地下水(矿化度1—3g/l),灌溉盐碱化旱田,淋洗土壤盐分,降低土壤含盐量。实践证明,微咸水具有较好的渗透性,淋洗2次,耕层含盐量降低5倍,特别是CO−233-2和HCO-3降低7—10倍,ESP降低6倍,原不能种植大豆的盐碱化旱田,淋洗后种植大豆,产量可达2334kg/hm2。(3)物理化学改良。松嫩平原西部盐碱地与风沙地带交错分布,可以就地就近取沙压碱,改善土壤结构。当中度盐碱化土壤压沙厚度10cm时,作物单产可增加40%—50%。此外,