松嫩低平原水土资源综合整治与开发利用研究

曲 洋，董延超，张 鹤

（1.水利部松辽水利委员会，吉林 长春 130021；2.中水东北勘测设计研究有限责任公司，吉林 长春 130021）

1 研究背景

松嫩低平原位于东北地区中部，是尼尔基水库以下、二松下游部分河谷平原，以及松干哈尔滨以上平原区域，属半湿润向半干旱过渡气候区，地势低平，有近266.67万hm2耕地，是东北地区商品粮生产最有发展潜力的地区之一。但是，由于自然和人类活动的双重作用，带来了土地沙化、盐碱化、水土流失、湿地萎缩等一系列生态问题，制约着水土资源的可持续利用和地区经济的健康发展。

松嫩低平原洪涝、干旱、风沙等灾害频繁，特别是盐碱、干旱问题突出。作为世界上三大苏打盐碱地分布区之一，松嫩低平原土地盐碱化指数达到80%；再加半干旱气候，降水不足，不能完全满足雨养农业发展需要。而耕地以无灌溉的中、低产旱田为主，水田仅占耕地的10%左右。农业靠天吃饭，生产水平低，潜力未能充分发挥。

松嫩低平原后备土地资源丰富。在众多古河道上分布大量的盐碱荒地，是整个东北地区的最后一块可垦后备荒原，也是全国少有的土地和水匹配良好、规模较大、集中连片的后备耕地资源，有待开发利用。

松嫩低平原虽然降水不足，但东北地区松、嫩两大水系在此交汇，每年有多达百亿的过境水量，具有合理利用江河水资源、大力整治开发盐碱地和改造中、低产农田的潜在条件。

为了实现松嫩低平原水土资源的有效利用和生态状况的不断改善，有必要进一步分析研究区域水土资源利用的现状及问题，查明可开发盐碱地的规模和分布状况，总结种稻治碱的成功经验，研究生态安全前提下盐碱地开发的合理规模，分析评价盐碱地开发对河道及湿地的生态与环境影响和对策。这对于区域水土资源合理利用，促进区域资源开发和生态与环境保护相结合，实现区域可持续发展；对于实现国家保障1.2亿hm2耕地保有量目标，以及进一步巩固提高东北地区粮食基地的地位，保证国家粮食安全具有重要意义。

2 主要研究内容

2.1 水土资源利用与开发方向分析

松嫩低平原水土资源丰富，开发潜力大，目前利用不充分。在充分了解区域自然条件和社会经济情况基础上，分析区域水土资源利用状况与存在问题，及生态与环境问题及成因，确定区域农业地位和发展方向。

2.2 盐碱地资源评估及开发治理分区

采取遥感目视解译、相关专题图GIS空间分析和野外实地调查三者相结合的方法，应用3S技术，对研究区当前盐碱土地资源的数量、质量、空间分布及其开发潜力进行分析评价。在综合分析研究区水土资源条件的基础上，确定盐碱地开发规模、布局及模式，并探讨开发盐碱地可能产生的生态与环境问题。

2.3 盐碱地开发生态环境影响分析

研究区生态在世界占有重要地位，分析盐碱地开发区域生态环境状况及近年来演变趋势，确定生态环境恶化因素；根据盐碱地开发区水环境功能区要求，进行研究区污染物排放环境容量研究；估算研究区退水量和排盐量，分析盐碱地开发规模、退水安排及其生态影响研究，着重研究水稻重点开发区；确定影响土壤次生盐渍化因素，研究盐碱地开发区土壤次生盐碱化发展现状及预测；估算盐碱地开发甲烷排放量，并提出控制排放措施。

3 研究基本结论

1）盐碱地开发对于促进农民增收、优化种植业结构及保障国家粮食安全作用突出。

适度开发松嫩低平原的盐碱地发展水稻生产，对松嫩低平原地区种植业结构的优化、农民增收、治理盐碱和保护湿地等都有着重要作用。松嫩平原西部虽是半干旱气候，但过境水资源较多，水资源条件尚可，在保证河道生态用水前提下，适度开发松嫩下游沿河的低洼涝渍盐碱带（分布大量古河道）种稻洗盐，同时将部分中低产旱田改造成水田，可形成新的大型灌区，从而优化资源配置，合理发掘资源潜力。其结果将优化和完善东北稻米生产基地的格局，形成三江平原、松嫩平原、辽河下游平原与东部山地四大水稻基地互补并存的新格局，必将强化东北地区国家商品粮基地、特别是优质大米生产基地的地位。

2）盐碱地丰富，重点开发区和适度开发区有约33.33万hm2可供开发。

此次调查评价查明，松嫩低平原现有盐碱地125.58万hm2，加上因盐碱限制弃耕的土地9.85万hm2，合计盐碱地面积约为135.33万hm2。其中，轻、中度盐碱地面积占到盐碱地总面积的70%以上，而且土壤自然肥力相对较高，根据大安灌区种稻改良盐碱地的试验与实践表明，“洗盐脱碱”后具有将盐碱地开发成以水田为主的粮食基地的资源基础。

特别是杜尔伯特南部、大庆-肇源-肇洲、肇源、泰来片、大安东北、乾安、通榆东北部片、镇赉-泰来等区，盐碱地相对集中连片，地貌和土壤条件较好，地势低平，土壤养分相对较高，且距离水源较近（或有大型水利工程及灌区支撑），水资源有所保障，可作为水稻重点开发区，集中连片地开发种植水稻。还有大安-通榆-洮南区、镇赉区、林甸区和肇东区，条件稍差，可适度发展水稻。在水资源有保障前提下，重点开发区和适度开发区至少有约33.33万hm2水田（包括旱改水）的潜力，其中吉林省约20万hm2、黑龙江省约13.33万hm2。

3）研究区生态环境长期处于退化之中，盐碱地开发后生态系统发生结构性变化。

研究区具有重要的生态地位，但长久以来，该区生态环境处于退化状态，主要表现在盐碱化加重、草地加速退化严重、湿地萎缩和明显的水生态恶化，从研究区生态系统服务价值量变化情况来看，2000—2008年生态服务价值减少了75.3亿元。

盐碱地开发以后，生态系统发生结构性的变化，由自然生态系统转化为人工生态系统，同时出现一定规模的芦苇湿地和大量的人工湿地（水稻田）。

4）重要水系给予研究区盐碱地开发的环境容量为“准零”。

根据水环境功能区划的要求，研究区水体水质要求为Ⅲ类，从历史发展情况来看，2005—2008年在农业退水期间大部分水质超过水环境功能要求，结合该地区国民经济发展的趋势，水系环境容量极为短缺，消减污染物成为该区可持续发展的重要组成部分，在这种背景条件下，水环境功能给予盐碱地开发的环境容量极为有限，盐碱地开发污染物排放“准零排放”是必然的抉择。

5）水稻重点开发区可开发的盐碱地规模为23.33万hm2，需要适宜的芦苇湿地与之相配合环境容量分析研究结果表明，在尽可能减少污染、实现“准零排放”前提下，松嫩低平原可重点开发的盐碱地适宜规模为23.33万hm2，如果不实行滚动性开发，理论上完全消除盐碱地开发污染物（特别是盐类），需要芦苇湿地13.6万hm2，如果实行滚动性开发，并且有适当的积盐储存区，所需要的芦苇湿地面积可适当减少。建立芦苇湿地系统是可持续开发盐碱地的重要基础，是消减盐碱的重要途径，芦苇湿地的建设占有极为重要的地位。如果通过水利工程对承泄区进行增容，盐碱地开发规模会有所增加。

6）盐碱地开发在特定的条件下对重要水域产生不利影响，莫莫格、查干湖湿地存在逐步盐湖化的风险。

在一般情况下，盐碱地开发产生的盐碱和污染物积存在承泄区内，对湿地保护区和松花江水功能影响有限，但是在洪水特殊情况下，将对湿地保护区和松花江水系产生不同程度的影响，特别是在洪水流量不足够大、同时又突破承泄区水容量的情况下，将对保护区和松花江水系产生一定的不利影响，将超过水功能区划的要求。不排除突发性污染事件的可能。

莫莫格、查干湖湿地位于盐碱地开发区下游，由于芦苇湿地功能发挥与盐碱地开发可能存在时间上的差异，在该湿地的上游近距离存在大量被富集而待消除的盐碱及污染物，在特殊的情况下，这些盐碱将被泄入湿地保护区，对湿地水质造成一定的影响。特别是查干湖湿地，由于前郭灌区的节水改造导致入湖的农业退水减少，两者的叠加作用将浓缩湖水、加剧盐湖化趋势。

7）稻田周边将产生不同程度的盐碱化，农业退水承泄区盐碱化将周期性“显现”。

从整体情况来看，盐碱地开发以后变成的耕地发生盐渍化区域有限，只在局部区域产生盐渍化，如渠道的两侧和部分低洼容易集盐地区。由于承泄区是盐碱地开发的盐碱聚集区，地下水位也会有所上升，承泄区水面积减少和增多交替频繁，可产生一定数量的盐渍化土地，并且呈现“周期性”的变化。

8）盐碱地开发产生温室气体。

研究结果表明，水稻重点开发区（大安-乾安项目区、杜尔伯特-肇源项目区、镇赉项目区和泰来项目区）盐碱地种植水稻，每年的甲烷排放量约5.208万t。若中远期进一步增加开发大庆-肇州项目区、洮南项目区、通榆项目区、安达-大庆-林甸项目区盐碱地种植水稻，则每年甲烷排放量共计13.42万t，采取措施减少甲烷排放很有必要。

4 建议

4.1 做好盐碱地开发规划，实施滚动开发、综合开发

盐碱地开发规划是盐碱地开发利用的指南，是对盐碱地开发的总体安排，它对盐碱地开发区经济社会全面、协调、可持续发展具有不可替代的作用，做好盐碱地开发规划是非常必要的。

盐碱地开发受到水资源、环境、技术、资金等多方面的制约，盐碱地开发规划应在此方面进行深入的分析后做出科学的安排。

盐碱地开发规划至少包括盐碱地开发的规模、土地开发的模式、人工芦苇湿地系统、开发时间序、处理盐碱地开发和草地、自然保护区之间的关系。根据环保的要求，需要在新开发的土地附近进行人工湿地芦苇系统的建设，待芦苇长成可以满足洗盐废水和水田退水要求后进行土地规模的开发。

对盐碱地开发应该在有序的条件下滚动开发，盐碱地初期大面积开发对环境的冲击是非常大的，将对自然保护区和水系造成很大的威胁，因此应该对盐碱地开发的时间、开发的规模、开发地点、开发的方式进行合理的安排，对于轻、中重盐碱地开发组合模式也要进行科学的统筹。初步测算在此区每年0.67万hm2的开发速度是较为适宜的（可能已是较快的速度）。

同时，可以回收盐碱制作化工原料。设想将碱质荒漠中适宜的浅洼地设计成盐碱收集池，建成独特的盐碱人工沉积系统，将盐碱浓度高的稻田水引入池中，利用该区强蒸发的气象优势，回收盐碱物质作为化工原料。

4.2 合理配置水资源，保障盐碱地开发区水资源供给

盐碱地开发的数量受限于水资源数量和环境容量，盐碱地被开发以后，保障水资源的供给是维护生态环境的重要因素。从流域的角度合理配置水资源，保障盐碱地开发区水资源供给具有重要的意义。

在盐碱地开发区内部，如果不能保障水资源供给，将出现严重的后果：1）承泄区因积存大量的盐分，在水资源被“断供”的情况下，盐分被析出，出现大片的盐碱滩，已经建立起来的生态系统将受到毁灭性的冲击；2）被开发的盐碱地将被废弃，重新变为荒地，需要一定的时间才能恢复盐碱地。

在盐碱地开发区外部，也会对生态环境造成一定的问题。盐碱地开发需要大量的水资源，将从松花江引水进入开发区，势必对流域的生态环境造成一定的影响，从流域的角度考虑盐碱地开发水资源需求，并降低流域生态环境影响，是非常必要的。

4.3 建立节水高效生态的盐碱地开发体系

从宏观的角度来看：1）盐碱地开发周边分布重要湿地，向海、扎龙、莫莫格、查干湖是国家自然保护区，其中向海和扎龙还列入世界湿地名录，是生态极为敏感的区域，盐碱地开发必须保护这些地区生态，这是该区发展的第一生态制约因素；2）该区水资源短缺，已有部分灌区用水很紧张；3）水环境容量有限，难以承纳灌区污染物，整体环境恶化趋势明显。由于客观条件的限制，盐碱地开发只能走节水高效生态之路，建立节水高效生态的盐碱地开发体系是盐碱地持续利用的基础。

因此，在灌区建设时必须贯彻在开发利用全过程中保护生态环境且高效利用水资源的理念，并逐步形成具有特色的盐碱地开发文化。

在具体实施技术上，应因地制宜地采用节水灌溉技术，在水稻生产全过程中实施节水，提高水资源利用率。建立完善的灌溉与排水体系，旱能灌、涝（盐碱）能排，构建与生态敏感区协调发展的盐碱地开发模式。盐碱地开发灌区设计时，应充分利用灌区微地形的变化，设立灌区退水的贮存区，并通过湿地系统处理农业开发退水，缓解承泄区压力。尽可能减少农药、化肥的使用，降低因过量使用化肥农药所造成的污染。利用该区生态多异质共生特点，在灌区设计上要构建水稻、草场、芦苇、养殖、水生生物（养殖水面）生态林等综合开发体，使灌溉水在复合系统中多层次、多回路的循环利用。

4.4 建立完善的盐碱地开发生态监测体系

盐碱地开发对生态影响是多方面的，必须建立一个完善的监测体系，对盐碱地开发所造成的生态影响进行系统的监测，及时地发现盐碱地开发存在的各种问题，并进行及时通报，让有关人员方便及时地获得生态监测信息，以便调整不合理的行为或者政策。

完整的盐碱地开发生态监测体系由生态监测系统、监测技术保障系统、信息传输系统、评价服务系统和预警服务系统等部分组成，在现有的监测基础上进行调整和完善。盐碱地开发中钠是一项重要的指标，应纳入到常规的监测体系之中，建立具有特色的盐碱地开发生态监测体系，为盐碱地顺利开发和决策提供科学的依据。

4.5 建立开发区生态风险防范体系

盐碱地开发存在众多的风险，这些风险的存在对生态安全造成一定的威胁，特别是风险变成现实的时候，会带来不同程度的损失。盐碱地开发生态风险评价就是评估由于一种或多种外界因素导致盐碱地开发可能发生或正在发生的不利生态影响的过程。其目的是帮助环境管理部门了解和预测外界生态影响因素和生态后果之间的关系，有

利于环境决策的制定。为此：1）对盐碱地开发生态风险进行系统的评估，确定盐碱地开发生态风险的大小，并且就其风险进行排序；2）制定切实可行的方案，预防盐碱地开发生态风险的发生，将生态风险降低到最低程度；3)制定盐碱地开发生态风险预案，对生态风险发生如何应对进行具体的规划，减少生态风险发生所造成的损失。

4.6 加大扶持力度，建立盐碱地开发投入和经营的长效机制

盐碱地开发是一项利国、利民、艰巨、长期的系统工程，开发的成败关键在于投入的持续性。中央和地方政府应把盐碱地开发作为一项重大的国家战略决策，放在事关我国耕地补充、保障粮食和生态安全的高度，加强组织领导，有序推进整体开发。由于盐碱地开发投资较大，投资回收期较长，需要国家立项并投入资金，建立长期有效的投融资机制，保障盐碱地的有效开发与规模化利用。同时，盐碱地种稻洗盐初期收益低、甚至没有收益，因此，应根据盐碱地开发难易程度，建立对经营盐碱地农户的补偿机制，激励农户经营的积极性，实现可持续发展。