黄河三角洲高效生态经济区土地资源评价与治理

杨玉珍，卜凡敏，于利涛

(黄河三角洲保护与发展研究中心，山东东营257091)

黄河三角洲高效生态经济区处于陆地生态系统、河流生态系统和海洋生态系统相交汇的区域环境，由于河流动力系统和海洋动力系统的冲淤剥蚀与覆盖侵润，其海岸带的多数区段处于变动不居的状态。其大环境的演变过程在很大程度上影响着该地域的地形地貌、土壤质地、土壤盐渍化程度、土地利用与改良等重要因素的变化。本文依据该区域的地质与古地理演化情况，分析其环境演变特征，然后根据卫星遥感解译数据对黄河三角洲土地利用变化格局、土地适宜性、水盐运移特征及工程治理等进行简要的分析。

一、黄河三角洲经济区地域环境演变概述

该区所处的渤海西岸在数万年的地质时期一直是古渤海变动最频繁、最剧烈的地带①(见图1黄河三角洲经济区古地理略图)。据渤海西岸滨海平原埋藏的海相地层显示，晚更新世至中全新世古渤海共发生过三次规模较大的海侵:第一次海侵距今10—7万年;第二次海侵距今5—2.3万年，此次海侵后冰期来临，海水大幅度后退，东海古海面较今低160多米，广阔的黄海、渤海及东海大陆架裸露，古黄河则大跨度向前延伸，曾于今韩国济州岛西侧入东海。早全新世(距今1—0.4万年)又发生第三次海侵，黄、渤海陆架复被海水侵漫，古黄河亦大幅后退，并北移河北一带摆动泛流。由于陆冰消溶与海面回升相交汇，我国北方进入洪水期，中国古籍中记载的“汤汤洪水方割、浩浩怀山襄陵”或处这一时期之末，遂有大禹治水的传说:“禹抑洪水十三年”，将泛流之水“播为九河”，入于渤海楔入河北陆地的古海湾，是谓“禹王故道”。

图1 黄河三角洲经济区古地理略图

此后影响渤海西岸地域变迁的主导因素由海陆之间的大幅交互进退，演化为由河流、尤其是以黄河为主导的淤进造陆。从图1中可以看出，四千年前，今渤海湾、莱州湾原为连为一体的渤海大湾，从天津以北至山东昌邑、莱州一线本为一个大孤型平滑岸线，后来随着黄河中游高原的侵蚀加剧，黄河挟带泥沙量大增，在渤海西岸进入一个剧烈的造陆运动时期，多条流路淤成的三角洲叶瓣互相排列、叠压并向海域扩展。特别是1855年黄河复归利津流路之后，在河海动力特征的共同作用下，主要以宁海为顶点持续向东北方向摆动淤进，在覆盖并陆化了一个浅海大油田的同时，还造就了一个突出于神仙沟口的五号桩岬角，终在渤海西侧以三角洲的淤进形态间隔出了渤海湾和莱州湾两个大海湾。地形的剧变又相应改变了海动力环境，五号桩遂成为两个潮流系统的分水岭。其附近的M2分潮无潮点一带因为潮差小、流速大的特征成为渤海泥质型海岸中良好的天然港址，现东营港正在如火如荼地兴建。黄河三角洲高效生态经济区建立后，莱州湾成为该经济区的“内海”。

莱州湾西起黄河入海口，东迄屺坶岛高角，海岸线长319km，海湾面积6966km2，居山东海湾之冠。该湾东部为沙岸，发育了滩脊、连岛坝和泻湖;西侧为现代黄河三角洲，湾顶为粉沙淤泥岸。湾周滩涂广阔，其中潮滩和海滩面积811.73km2，岩滩 0.46km2，湾内水深不大，最深 18m，大部分水深在10m以内。其周边未利用土地广阔，但因长期受海水侵润，土壤盐渍化的问题较为突出。

由渤海湾西侧湾顶向南向东依次分布着众多入海河流。有彰卫新河、马颊河、徒骇河、马新河、刁口河(黄河故道)、黄河、支脉河、小清河、塌河、弥河、白浪河、虞河、潍河、胶莱河、沙河等十几条之多，这些河流为其近海海域带来较为丰富的淡水资源，在咸淡水交汇区形成了有利于多种生物繁育成长的生态环境，是生物多样性的资源宝库②。广阔浅海、潮间带、河口三角洲、滩涂洼地连接成为渤海泥质海岸极富生机的湿地资源，其中我国第二大河——黄河百年冲泛侵润形成的黄河口湿地生态保护区总面积1530km2，是我国东部沿海最系统、最完整、最年轻的湿地生态系统，是各种野生动、植物资源的基因库，是环西太平洋多种珍稀、濒危鸟类的栖息地。其茂密的原生植被是维系区域气候、生态、气温、湿度等优裕生存与发展环境的重要条件。加强对经济区沿海湿地生态系统的保护、规划与管理是发展黄河三角洲高效生态经济的应有之义。

二、黄河三角洲土地利用变化格局

2009年列为“国家战略”的黄河三角洲高效生态经济区总面积2.65万km2是一个包括两个完整的地级市、4个地级市局部区域，计19个区、市、县的集合群体，政区类别多样，地域结构迥异，统计数据多元，信息交流不畅，因此过去一直没有将其作为一个整体进行土地利用变化的分析研究。目前要尽快掌握对这一宏观区域统筹规划所需要的大量土地资源动态信息，最快捷、最有效途径就是充分利用“3S”(遥感、地理信息系统、全球定位系统)技术来判读本区域的卫星影像数据，辅之以采样监测分析，从而形成较完整的信息系统③。

(一)土地信息数据来源与数据处理

利用四景2001年TM影像数据和三景2011年TM影像数据、一幅2010年带有经纬度和县域边界的山东省行政区图。

首先利用ERDAS软件分别将获取的TM影像数据进行图像校正(Geometric Correction)、拼接(Moasic)，并将空间数据进行投影变换(Reproject Images)，置于一个坐标系统来进行空间匹配，主要采用墨卡托投影坐标系处理，最终得到包括黄河三角洲高效生态经济区完整区域的2001年和2011年相隔10年的两套遥感影像数据，其中2001年影像数据是由四景该年度不同月份的TM影像数据拼接而成;2011年的影像数据是由该年度的三景影像数据拼接而成;其次，利用带有经纬度和县域边界的山东省政区图进行几何校正配准，对区内19个县(区)进行矢量化;最后根据TM影像上的海岸线和矢量化后的内陆边界来界定研究范围，利用ERDAS软件进行裁切(Subset)处理，得到了两幅经济区全景的遥感影像图(见图2、图3)。

图2 2001年黄河三角洲高效生态经济区遥感影像图(4、3、2 波段组合)

图3 2011年黄河三角洲高效生态经济区遥感影像图(4、3、2 波段组合)

(二)区域土地利用变化格局分析

将土地利用变化分为10类，分类方案见表1。

表1 土地利用分类方案

利用ERDAS软件对遥感影像建立分类模板、进行监督分类，得到两个时期的土地利用状况数据(见图4、图5)。

图4 2001年黄河三角洲高效生态经济区范围土地利用图

图5 2011年黄河三角洲高效生态经济区范围土地利用图

通过2001和2011年两幅遥感解译分类图相比较，10年来的总体性趋势呈现以下状况:黄河三角洲湿地自然保护区生态保护较好，但其缓冲区有萎缩现象;黄河灌区面积比10年前有所扩大，但不明显。两个年代相比，同为灌区，但盐碱地改碱的效果差异很大。整个经济区的西部、南部以及最东部植被覆盖稠密，内陆的一些局部区域盐碱地也在相对减少，主要原因是10年来实施的盐碱地改良工程，效果比较明显，这些区域生态与环境的正向演替的趋势较为明显;而在离海岸线较近的内陆区和经济区北部、中部地带仍显露出生态脆弱的特点，耕地退化为低产田或趋于荒芜的面积在增加，有的水利灌溉工程因年久失修或不能引用黄河水而变为旱田并造成土地质量退化，可能有不少农村由于劳动力流失出现耕地撂荒现象，有些滨海滩涂、沼泽苇地变成了光板地，荒碱地及其他形式的未利用地斑块分布有扩展之势，导致这些区域生态与环境处于逆向演替状态。分布面积较大的生态破碎区块存在着通过综合整治转化为连片可耕地资源的巨大潜力，有必要在科学规划的基础上规模化地进行国土资源整治和盐碱地改良工程。

三、黄河三角洲土地适宜性评价

土地适宜性评价是土地利用规划的基础和重要内容。通过对适宜性评价的结果进行分析，可为土地适宜性区划和科学管理提供良好的数据基础和方法，为土地的可持续发展提供数据保障。

指标体系是土地适宜性评价的根本条件和基础。结合经济区的具体情况，划分宜农、宜林、宜牧、宜渔、自然保护、城镇等适宜类，因为其中的宜农类土地面积较大，故将其划分为3个适宜等级。根据以上不同适宜类土地用途，选择起主导限制作用、性质稳定且可度量的因素作为参评因子，并根据区内的实际情况，确定各适宜类得分和分级指标，并为指数赋值。最后通过各数据层与景观单元的叠加分析，得到本区域的土地适宜性等级区划图(见图6)，但是由于收集到的本区遥感影像分辨率较低，加上全区范围的土壤含盐量、土壤含氮量、地下水埋深、地下水矿化度等指标在短时间内很难全面获取，因此本专题只能从宏观上针对土地高效开发与利用进行适宜性分析，供省、区决策部门作为战略布局层面的参考。

图6 黄河三角洲高效生态经济区土地适宜性评价图

根据以上土地适宜性评价图，宜农地面积最广，其中一、二等宜农地主要分布在本区的西部、南部及东南地区，即乐陵市、庆云县和滨州西南部以及广饶、寿光、昌邑等地区;宜林地分布在原有林区及其扩展地带，形成农区之外的半封闭型防护林带;宜牧地主要分布在平地、河成高地和含盐量稍高的滩涂地带;宜渔地分布在滩涂地、潮间带以及一些低洼地区，盐业也大体分布于这一区域。

适宜性土地质量的好坏主要反映在土地适宜性程度上。黄河三角洲经济区有60%以上的宜农耕地质量不高，存有不同程度的旱、薄、低、洼、盐碱等障碍因素，土地生产力低，土地开发力度还远远不够。此外，林牧业发展不平衡，大部分集中在海拔较低的沿海地区。

通过土地适宜性等级划分图可以看出，黄河三角洲经济区适宜以农、牧、渔作为大农业的发展方向。为此必须以水利建设和治碱改土为龙头，以增加农产品的有效供给为目标，常规农业、科技农业和保护资源并重，统一规划，合理调整农、牧、渔之间的比例，因地制宜，综合治理，逐步建成稳产、高产良性循环的高效生态农牧渔业生产基地④。该区的开发途径，宜按离海远近分为五个层次:第一层，浅海区，鱼、虾、蟹种类繁多，应大力保护资源，合理采捕和护养;第二层，潮间带和潮上带，经济贝类分布广，适合于发展贝类养殖，也是虾、蟹、海参和鱼类的良好养殖区;第三层，盐业、牧草地，这里地下水含盐量高，原盐储量大，是盐业的重点开发区，盐业区紧邻着牧草地，是牛、羊等主要放牧区，以上三个层次以内还包涵着湿地生态保护区和黄河防洪区，应予特别关注;第四层，防护林区，处于内陆农区和沿海渔牧区、自然保护区的间隔地带，应根据适地适树的原则大力植树造林，与黄河两岸防护林共同形成可防控河、海自然灾害的绿色生态屏障;第五层，种植业和农产品加工区，这一带距海较远，土壤含盐量较低，生产条件好，是发展高效种植业和林果业并带动多种农产品加工业的适宜性区域。不论哪一个圈层的建设和发展，均应在顺应水盐运移规律的基础上积极进取，以实现更大程度的人地和谐与可持续发展。

四、黄河三角洲水盐运移特征及工程治理

水分在地球陆地表面以降水——径流——蒸散——入海的形式不停地循环运动，并在其运动和转移中，不断溶解和携带多种矿物质盐类，形成一种水盐运移特有的形式和规律⑤。这种水盐运移状态无时无刻不在影响着区内土壤的演进和变化。总结前人的经验和理论，以及本专题的卫片解译和监测数据分析，可简要地将黄河三角洲水盐运移概括为三大特征:

(一)黄河三角洲经济区的地理环境造就了地下径流的运动方式和水盐运移状态，海水和高矿化度地下水的顶托和蒸腾作用是造成本区域土壤盐渍化趋势的主导性原因。

黄河三角洲经济区的地形概貌是平原低湿、环山抱海。其南部有泰山、鲁山、沂山，直到东部的大泽山，呈弧形环列;北有渤海湾、黄河入海口、莱州湾，构成了外高内低的地形格局。在季风、降水等综合气候条件下，形成了由丘陵地向海倾斜的地下径流。其上游水质良好，是天然的淡水资源，从地层中流过较为狭窄的山前冲积平原、进入广阔低洼的三角洲冲积扇时，地下径流水质逐渐改变。由于历史上发生过多次大的海侵，三角洲基底长期受海水侵润，可溶性盐类积聚，地下径流逐渐过渡为微咸水和咸水，至邻近沿海区域，更受海潮和风暴潮的间歇性顶托，地下径流渐趋微弱。新淤成的陆地覆土层薄、地下水埋藏浅，使高矿化度地下水的垂直性升降作用成为三角洲土壤盐分的主要来源。

在以上情况下，陆地离海的远近和海拔高程是影响土壤盐碱化程度的重要条件⑥。在离海较近、海拔高程小于2m的滨海地带，土壤类型为滨海潮盐土，在海水的侵润作用下，土壤通体高盐，是三角洲盐碱地中的最不易改良区。

在海拔2—4m的海陆缓冲区，除了仍受海潮及其变化周期的影响外，还要受微地貌条件、地下水埋深、地下水矿化度、气候、季节以及土壤本身质地等因素的综合影响，土地出现由积盐——脱盐——再积盐的往复变迁过程，是黄河三角洲盐碱地中的重点改良区。

在海拔4—6m的内陆地区，基本脱离了海水的影响，地下微咸水是土壤盐分的主要来源，其中地势较高地区一般不会发生盐碱化，而平地和洼地在地下水埋深小于临界深度时就会发生土壤返盐。这一区域是黄河三角洲土地的进一步改良优化区。

在海拔6m以上的南部山前冲积平原地区以及西南部的河成高地和沿黄岗阶地区域，由于地势高、地下淡水水质较好，或引黄灌溉设施配套，土壤类型已由潮土过渡到砂姜黑土与褐土，已成为黄河三角洲上稳产高产的现代农业区。但这一区域仅占经济区总面积的15%—20%左右。

(二)人类活动的干预对地下水盐运移方式有重要的影响作用，可加快或减缓土壤的盐渍化趋势，是导致区内土地出现大面积优劣变异的主要驱动力。

黄河三角洲所处的大地理环境因素所导致的地下水盐运移方式和近海冲积平原的盐渍化趋势是自然界所固有的，其总体趋势是不可改变的，但人类活动可以对这一趋势产生重要影响作用。影响有正面和负面两种情况，其中正面的影响非常明显:整个近、现代三角洲地区及莱州湾周边总计约6000km2的荒原除了有不足2000km2的原始生态区“被保护”之外，均已实现不同程度的垦殖与利用，大部分区域已由过去的盐碱荒凉地貌演进为现代人文景观。但其中的负面影响亦不容小觑，由于这一新生成的三角洲地带不同于我国中西部高原、丘陵或古沉积大陆，它属于一种大水大沙快速沉积模式下的新生陆地，生态反应敏感，虽然刚开垦的农田初级生产力很高，但在开垦后如不及时跟进保护与治理措施，当原有的野生植被群落消失后，地表裸露，水盐运移中水分蒸发、盐分积聚，土壤水循环的相对平衡被打破，农田在3—5年内就会逐步次生盐渍化，于是人们又追逐更广阔的未利用地进行开垦活动，形成了大面积土地生产力衰减并向荒碱地形态复归的恶性循环。这一境况，不论是小农经济还是现代化大生产形式，只要是不尊重客观规律的盲目开垦，都会遭遇这种失败与尴尬。

还有一种对大环境的结构性负面影响亦产生于工业化进程中，由于优越地理位置和优势资源条件，南部的泰沂山麓冲积扇地带崛起了一批现代工业城市，依山傍水、发展迅速，对于强国强省功不可没。但由于对大工业和城市建设的高耗水规模控制不力，地下水资源超采现象严重，据有关资料显示:地下2000—3000m的优质淡水资源有耗费过量之虞，形成了严重的地下漏斗。由此向下游延伸的山前冲积平原地层亦出现水位迅速下降的局面，其中农业生产力最高的井灌区，水面已由埋深几米、十几米沉降到数百米乃至上千米。从而形成了地下径流的“倒比降”状态，引发更下游的海水倒灌，使土壤含盐量渐有从沿海向内陆扩增之势，这可说是另一种负面影响的典型。

(三)认识和尊重水盐运移规律，通过科学地规划治理，可保持有利于土地良性演变的水盐运移相对平衡状态，实现黄河三角洲经济区土地资源的高效开发和利用。

关于黄河三角洲地下水位、地下水矿化度与土壤积盐、脱盐的机理性因果关系，前人已有大量的论述。其中，地下水位是一个在气候、地形，特别是在灌溉和排水活动影响下，反应非常灵敏的因素。当地下水的条件使地下水盐能够不断上升补充土壤水盐时，土壤就往积盐方向发展;反之，如果土壤和地下水条件发生变化，切断或大量减少了地下水盐对土壤水盐的补给，加上淡水淋洗的作用，土壤就从积盐向脱盐的方向转化，因此地下水埋深是总体上支配盐分上行积盐和下行淋出的重要杠杆。根据这一原理，黄河三角洲当地人民对大规模治理盐碱地进行了积极地探索和实践，主要形成了三种治碱模式:

1、高台田模式，也叫“上农下渔”模式。主要做法是挖池筑田、抬高地面。农田在原基础上抬高2m以上，拉开了与地下水位的距离，土壤基本不再返盐，经改造培肥后可有较高产出;池塘养殖如选择高价值种群试育成功，亦可获较高收益。缺点是整治工程的出地率低，仅为40%。另外，此模式要求淡水供给可靠，此点在黄河来水不足的条件下很难做到，且高田易被冲蚀，深池易被地下高矿化度盐水浸染，需支付很高的维护成本和技术成本，因此这一模式多已废弃。

2、渠系排灌模式，也叫“深沟排碱”模式。这一模式针对区内水盐运移的特点，引用黄河水灌溉洗盐，利用农田土层的侧渗力使土壤中的溶盐水渗入沟渠排出农田。这一有效的工程措施在本区及更大地域范围得到了推广普及。但这一模式亦有不足:一是每条排沟所控制的土壤侧渗区宽度有限，为加强排碱效果，必须加密排渠建设，造成渠系设施占地较多，土地开发的出地率仅为65%左右，这在目前土地资源日益宝贵的条件下不符合“高效利用”的原则;二是本区土质结构疏松，在地下水冲蚀下沟壁易塌陷、淤塞，加重了水土流失和提高了维护成本;三是在土壤侧渗力达不到的区域仍有可能造成耕层积盐，另如排沟长时间存有积水，亦向土壤渗透返盐。因此如果大面积灌区工程得不到及时维护管理，已整治过的土地仍可能退化为低产田，这就是遥感影像中的不少灌区出现盐碱地斑块的实地印证。

3、“暗管改碱”模式。引自荷兰的“暗管排水”技术，该技术通过在地下设置排水系统，实现排水、改碱、节地、保水等多种功能。由于十几年前引入该项技术的初衷是改良盐碱地，因此，引入方仅关注其改碱功能，而忽略了对其他多种功能的开发。由于实施这一工程均是在同时开挖排灌沟渠与之配套的情况下加铺暗管，其排碱效果虽已得到保障，但大量排灌沟渠占地的问题没有解决。本来，农田铺设了排水暗管，那么与之功能重复的排水沟就可废止。排水沟的排涝功能可通过建设农田小型排涝浅沟予以替代，从而可实现暗管排水的节地功能，这一重要功能目前正在东营市进行工程试验并已取得重大进展。另外人们在实施暗管改碱中还存在着一个误区，即盐碱地含盐量越高，越应当加密暗管的布设，这显然是错误的。如地下水排出过快，就会加速农田水肥流失，并可带来土壤干旱积盐，因此除了应通过土壤侧渗力和地下水位数据确定暗管间距和埋深以外，还可在排水系统中的集水井加设控水装置，在灌溉水源不足的条件下，适当控制农田水位，防止农田淡水过量、过快排出，保持土壤湿度，优化作物生长环境。因此暗管排水设施还具有“保水”功能。由于目前暗管排水技术正处于由引进到完善的阶段，应在国家和省相关部门支持下有规划地大力开展关于暗管排水综合功能配套的试验与研究，推进其实现产业化、规模化，使之在全面开发利用黄河三角洲土地资源优势的工程中发挥更加积极有效的作用。

［注释］

①戴英生:《黄河下游河道地质特征与古地理环境》，《黄河防洪》，1996年第10期。

②宗秀影，刘高焕，乔玉良，林松:《2009.黄河三角洲湿地景观格局动态变化分析》，《地球信息科学学报》，2011年第1期。

③宋创业，刘高焕，刘庆生，曹铭昌，黄翀:《黄河三角洲植被群落分布格局及其影响因素》，《生态学杂志》，2008年第12期。

④杨玉珍，刘高焕，刘庆生等:《黄河三角洲生态与资源数字化集成研究》，郑州:黄河水利出版社，2004年版，第184页。

⑤石元春，辛德惠等:《黄淮海平原的水盐运动和旱涝盐碱的综合治理》，石家庄:河北人民出版社，1983年版，第16－20页。

⑥刘庆生，刘高焕，薛凯，宋红伟:《近代及现代黄河三角洲不同尺度地貌单元土壤盐渍化特征浅析》，《中国农学通报》，2006年第11期。