李國會,王松岳,田增剛
(1.山東省水利科學研究院,山東 濟南 250014;2.山東省水資源與水環境重點實驗室,山東 濟南 250014)
鹽堿土是指由于土壤中含有較多的鹽堿成分,造成土壤pH 值增高、土壤理化性質發生改變,從而嚴重影響動植物生長的一種土壤類型。山東省鹽堿地總面積約59.33 萬hm2,約占山東陸域總面積3.8%,根據成因和分布規律,分為沿黃內陸鹽堿地和濱海鹽堿地兩種類型。其中,沿黃內陸鹽堿地經過多年改良和治理,鹽堿地面積逐漸減少,鹽堿度明顯降低,鹽堿地利用率較高,目前以中輕度鹽堿為主;濱海鹽堿地由于地下水位埋藏較淺,地表滯水,土壤表層鹽漬化重,鹽堿地利用率相對較低,應進一步加強對濱海鹽堿地的綜合治理。
傳統鹽堿地改良和治理措施主要以降低土壤pH 值,改善土壤理化性質,提高土壤生產力為重點,改良和治理措施主要有物理改良措施(包括營造微地形、切斷蒸發渠道等)、化學改良措施(使用酸性改良劑等)以及生物改良措施(通過栽植豆科植物降低土壤pH 值)等[1]。研究表明,運用生態學原理、可持續發展原理等對濱海鹽堿地進行小流域綜合治理可有效提高鹽堿地的治理水平。既能提高濱海鹽堿地治理效果,又能起到水土保持作用,提升水土保持功能。生態清潔小流域是水土保持小流域綜合治理的深化與發展,與傳統小流域治理相比,生態清潔小流域建設內涵更加豐富,措施更加綜合,建設標準更高。鹽堿地生態清潔小流域綜合治理主要是通過對流域內的山水林田路村等進行統一規劃,統籌實施工程措施、植物措施以及耕作措施等各項治理措施,實現水土流失綜合治理、生態環境和人居環境改善的目的。
濱海鹽堿地土壤類型主要為潮土、鹽土和水稻土,表層質地可劃分為沙壤土、輕壤土、中壤土、重壤土和粘土。由于降水比較集中,農業灌排體系不完善,標準低、老化失修等原因,田間內溝道容易淤積,對周邊農田灌溉和排水造成不利影響。為滿足灌溉排澇和生產需要,生態清潔小流域治理通常設計對路邊溝渠進行清淤,清淤標準按照原規模進行清淤設計,可結合水利工程措施,通過抽提地下水,淡水壓鹽,降低地下水位,實現鹽堿地改良。干渠清淤以機械施工為主,人工施工為輔。
針對小流域內部分生產路為土質路面,無排水措施,以及部分溝道內管涵失修或者無管涵的現狀,生態清潔小流域綜合治理統籌考慮設計生產路硬化及排水設施,提高溝渠的過水能力,改善小流域內的農業生產條件。生產道路路面總寬度一般為5.0~6.0 m,其中硬化路面寬4.0~5.0 m,兩側各0.5 m 路肩,路肩邊坡1∶2.0。
整治流域內河道及湖庫:首先,要從源頭控制水污染,重點控制點源及面源污染,如控制農田化肥及農藥使用,鼓勵流域內居民實行垃圾分類等;其次,要對河道及湖庫內淤泥進行清除和對岸坡進行整治,以消除內源污染和擴大容量,對岸坡整治可考慮構建生態駁岸,如木樁駁岸;最后在河道及湖庫周邊種植耐鹽堿植物及適水性植物,構建良好的景觀環境和水生態環境。河道治理可通過以點串線,打造節點的形式進行河道整治。在河道流經的村莊附近重點進行岸坡整治、景觀綠化以及水土保持宣傳。通過布置水土保持文化廊亭和水土保持文化宣傳牌等,在提高節點景觀效果的同時,增強項目區居民的水土保持意識。
鹽堿地植樹造林可以改善土壤結構,降低土壤密度、孔隙度和含鹽量,提高土壤質量[2-3]。生態清潔小流域的植物措施主要包括林草措施和經濟林。林草措施主要包括構建農田防護林、河道及湖庫周邊綠化、村居綠化等。濱海鹽堿地實施植物措施首先要考慮選擇能適應鹽堿地,在當地廣泛種植的植物種類。刺槐、白蠟、白刺、檉柳、堿蓬、苜蓿、柳枝稷等是濱海鹽堿地主要的植物種類,表現出良好的適應性,棗樹和梨樹等是主要的經濟樹種[4-6]。生態清潔小流域植物措施通常要進行換土及壓堿處理。
進行鹽堿土開挖時將堿土開挖倒運至已協調好的土場,完成后進行排堿管開槽,開槽應順直、不能彎曲,防止影響排堿效果,開槽深度因排堿管的距離、坡度而不同,一般每隔3~5 m 取一個控制點;敷設排堿管前使用無紡布將排堿管包起來,以防止泥土將排堿管縫隙堵住,影響滲水性、透水性;回填中砂時,注意防止兩側土壤混入砂中,將中砂填至隔離層頂部;鋪筑石屑填充全部完成后,進行表面拉線找平、壓實,施工機械碾壓不到的部位由人工配合推料填充、石屑壓實,石屑上層采用土工布隔離,攤鋪完成后人工進行滾鋪,布面要平整,并適當留有變形余量,自然搭接時必須留有充足的搭接余量,搭接完成后及時使用石屑進行覆蓋,防止位置偏移。綠化土回填采用挖掘機進行倒壓方式,在不能損壞土工布的情況下一次性填成。
按照栽植苗木規格起壯苗、好苗并應盡快栽植,確實不能及時栽植時須采取假植措施。苗木種植前進行苗木根系修剪,將劈裂根、病蟲根、過長根剪除,并對樹冠進行修剪,保持地上地下平衡,減少水分蒸散,保證樹木成活。樹木置入種植穴前,應先檢查種植穴的大小及深度,確定是否符合根系要求,將苗木放入種植穴內,居中使其保持垂直,然后分層回填種植土,每填一層土就將土壓緊實,直到填滿穴坑,并使土面能夠蓋住樹木的根頸部位,初步栽好后應再次檢查樹干是否保持垂直,樹冠有無偏斜。最后,把余下的穴土繞根頸一周進行培土,拍壓緊實。
苗木栽植完成后應及時安排專人灑水養護,保證成活率。管理主要措施包括松土除草、防治鼠害、修枝整形、灌水施肥、補植補種。后期應固定專人管護,防止人畜破壞。
根據鹽堿地播種要求,若堿地含堿度過高,需多次澆水灌溉壓堿,水質以軟水較好。每次澆水過程中,按照“初益細、中宜大、終宜暢”的原則完成,以免表土沖刷。
澆水完成后撒播適量草籽。播前要施足基肥,整地耙平。撒播草籽要均勻,不可過密,播種深度依種子大小、氣候條件和土壤性質而定,一般為種子橫徑的2~5 倍,總之,在不妨礙種子發芽的前提下,以較淺為宜。若土壤干燥,可適當加深。為保持土壤濕度,可在覆土后蓋稻草、地膜等,種子發芽出土后撤除或開口使苗長出。
草籽撒播完成后,及時澆水灌溉進行養護,保證種子成活率。發芽期應保證水分足、溫度高,可于播種后立即覆蓋農用塑料薄膜,以增溫保濕,當大部分幼芽出土后,應及時劃膜或揭膜放苗。幼苗生長過程中,要適時適量補肥、澆水。迅速生長期以追施或噴施速效氮肥(尿素、腐熟糞尿)為主,后期增施速效磷、鉀肥,以促進苗木組織充實。
耕作措施、工程措施和植物措施并稱為水土保持的三大措施。其中,秸稈還田是耕作措施的一種重要形式。實施秸稈科學還田,可以減少秸稈焚燒造成的CO2排放,促進微生物活力和作物根系發育,改良土壤性質,增加土壤有機質,減少化肥使用,提高作物產量等,近年來受到越來越多的關注和大面積推廣。秸稈還田利用方式主要有直接還田、間接還田和綜合利用。
直接還田包括兩種方式,一種是在作物收獲后,將農作物秸稈或殘茬直接覆蓋地表,下茬作物播種的時候,不進行土地耕翻,后期定時進行輪耕或深松;另一種是在作物收獲后將秸稈粉碎直接翻壓還田或者配合化肥一同翻入土壤中翻壓還田。直接還田可以調節土壤溫度,減少土壤水分蒸發,減少降雨土壤侵蝕,提高土壤肥力。
翻壓還田由于秸稈粉碎并且翻入土壤中更容易腐解,更有利于改善土壤理化性狀,提高土壤肥力。間接還田是將秸稈通過漚制、堆腐等微生物腐解等或者將秸稈作為飼料,在動物腹中經過消化變為糞便后再施入田間的還田方式。
綜合還田是直接還田和間接還田相結合的一種還田方式。直接還田模式操作簡單,費用較低,在生態清潔小流域治理中應用較多,一般要求作業地留茬高度應小于11 cm,粉碎長度應小于10 cm,翻深不小于25 cm,耕后秸稈掩埋率≥70%。濱海鹽堿地秸稈還田一般選擇當地種植作物的秸稈,主要有小麥、水稻、玉米、棉花等。
實施河道及湖庫整治工程不僅能夠提高岸坡穩定性和安全性,還可以有效攔截泥沙以及氮、磷等營養物質進入水體,提高了水安全保障能力,改善了水生態環境質量。在流域內實施植物措施可以增加植被覆蓋度,降低土壤侵蝕模數,增強水土保持功能。
在濱海鹽堿地生態清潔小流域內實施溝渠清淤,新建排水溝以及修建路涵,不僅能夠有效改善流域內的耕作、灌溉、交通條件,還有助于鹽堿地改良,提高土壤肥力和土地生產力,從而提高人民生產生活水平。
治河疏水、治污潔水和綠化美化措施不僅能夠提升生態景觀,改善人居環境,提高人民生活質量,同時還可以促進農村經濟和新農村建設的全面發展,實現山青、水凈、村美、民富的目標,具有良好的社會效益。
山東濱海鹽堿地生態環境脆弱,實施生態清潔小流域治理,采取水土保持工程措施、植物措施、耕作措施等能有效集中連片改良和治理鹽堿地,改善流域內生態環境,提高生態效益、經濟效益和社會效益,實現“山青、水凈、村美、民富”的目標。濱海鹽堿地土壤鹽堿含量高,在進行生態清潔小流域措施設計時要充分考慮鹽堿地的特殊性,尤其植物措施要盡量選用當地常見的植物種類,并且要注意后期養護,以保證長期發揮效益,提高資源利用率。