浙江温州瓯江口新区新围涂地治理对策及改良绿化技术研究
2015-08-06毛建华郑托刘太祥刘洪庆韩桂鸥
毛建华+郑托+刘太祥+刘洪庆+韩桂鸥
摘 要:针对浙江温州瓯江口新区新围涂地土壤含盐量高、质地黏重、通透性差、氮磷含量低、体积质量大等障碍因子,重点阐述了碴石盲沟(填料暗沟)排水的优越性和必要性,以及排水标准、排水规格(埋深、间距)等。同时提出潮滩盐土原土改良绿化的排水洗盐、改土培肥、覆草套种、支撑密植等综合措施。
关键词:新围涂地;潮滩盐土;碴石盲沟;改土绿化
中图分类号:S156.4+9 文献标识码:A DOI 编码:10.3969/j.issn.1006-6500.2015.08.001
浙江地处东海之滨,陆域面积105 300 km2,拥有1 840 km大陆海岸线和4 000多km岛屿岸线。岸线外缘分布有4 000多km2的潮间带土壤——海涂。海涂是宝贵的土地后备资源,也是最具活力和开发潜力最大的国土资源。
瓯江口新区地处东海与瓯江的交汇处,是温州市中心城区主拓展区和温州沿海产业带核心区。根据温州城市发展战略,瓯江口新区将成为温州新一轮经济、社会发展的主平台,并将建设成为全国一流的生态宜居新城。
1 瓯江口新区土壤盐渍化及农化性状
1.1 土壤盐渍化现状
瓯江口新区总规划面积24.6 km2,其中起步区8.6 km2,一期建设区16.0 km2。土壤调查面积17.48 km2(占总规划面积的71.0%),其中滨海盐土(包括滨海潮滩盐土)10.62 km2,占调查面积的60.8%;重度盐渍土0.65 km2,占3.7%;中度盐渍土3.86 km2,占22.1%;轻度盐渍土1.12 km2,占6.4%;非盐渍土1.23 km2,占7.0%(表1)。
瓯江口新区一期建设区是刚完成真空预压和疏干排水的海涂吹填区。一期建设区土壤调查面积10.79 km2中,滨海潮滩盐土和滨海盐土面积为10.62 km2,占98.4%;重度盐渍土0.17 km2,占1.6%。
瓯江口新区起步区为海涂围垦区。在土壤调查的6.69 km2面积中,重度盐渍土占7.2%,中度盐渍土占57.7%,轻度和非盐渍土占35.1%。
瓯江口新区系新围涂地。土壤质地以黏壤-粉黏壤为主,属浙南黏涂区。因成土时间短,土壤剖面发育层次不明显,盐分在土体中的分布为上层略高于下层,至40~60 cm以下土壤含盐量相对比较稳定。
一期建设区的滨海潮滩盐土(剖面 [○][×]Ⅱ-1,[○][×]Ⅱ-3,[○][×]Ⅱ-5)0~60 cm土层平均含盐量均>10.0 g·kg-1,离子组成以Na+和Cl-为主,分别占阳离子和阴离子总量的85%以上,土壤盐分组成中NaCl占全盐的比例高达87.44%。起步区的滨海盐土(剖面[○][×]Ⅰ-1)0~60 cm土层平均含盐量8.27 g·kg-1,离子组成同样以Na+和Cl-为主,NaCl占全盐的65.7%(表2和表3)。
瓯江口新区新围涂地为碱性土壤,全区土壤pH值最大达9.33,平均值为8.25。
1.2 土壤农化性状
瓯江口新区的土壤有机质含量总体适中(平均值为19.35 g·kg-1);水解氮和有效磷含量偏低(水解氮21.1~37.6 mg·kg-1,有效磷69.8~103 mg·kg-1);速效钾含量相对丰富(770~1 060 mg·kg-1)。土壤普遍紧实,体积质量较大,土壤容重最大值1.53 g·cm-3,平均值1.41 g·cm-3。土壤农化性状见表4。
2 改土绿化的基本对策
滨海盐土作为土类包括滨海潮滩盐土和滨海盐土2个亚类。
海涂亦称滩涂。海涂吹填和海涂围垦的涂地土壤为滨海潮滩盐土。
海涂改土绿化的基本对策是“排水”。因为只有建立了排水系统,灌溉和降雨后才能使土壤脱盐并排出区外;只有具备排水系统,才能降低和控制地下水位,为改土绿化创造必要的条件。
2.1 排 水
农田排水按工程特点可分为暗沟(暗管)排水、明沟排水和竖井排水3种形式。
2.1.1 暗沟排水 (1)碴石盲沟:暗沟排水又称地下排水。地下排水分为排水暗沟、排水暗管和鼠道排水。排水暗沟又有土暗沟和填料暗沟两种。土暗沟是在田间开挖一定深度的沟槽,上盖预制顶盖(板),然后回填原土。填料暗沟则是在沟槽内充填滤水材料再回填原土的排水暗沟。
在地下沟槽内充填碴石(直径3~4 cm的建筑用石材)的填料暗沟,称为碴石盲沟。以碴石盲沟(地面以下100~130 cm,截面积30 cm×30 cm)、石屑淋层(由直径6~8 mm石屑构成的厚10 cm的淋滤层)和集水井组成的排水系统,其排水途径是淋(滤)层→支盲沟→主盲沟→集水井→市政排水或自成体系的排水网络→入海。
(2)排水标准及盲沟埋深与间距:浙江沿海地处北亚热带季风区,雨量充沛,年降雨量1 200~1 500 mm。受海洋性气候和大陆性气候的双重影响,天气变化频繁。一年中有2个明显的旱季(4—5月和7—8月),台风多(年均3~4次)且风力强。暴雨和涝渍灾害时有发生。
海涂因长期受海水浸泡,土壤含盐量高,地下水埋藏浅、矿化度高,加之海水倒灌和涝渍危害,故农田排水工程必须兼具排水排盐、除涝防渍和降控地下水位的多重功能。
按10年一遇、1 d最大降雨量160 m、2 d内排出的要求设计排水标准(浙江上虞海涂实验农场),暗沟排水系统宜采取浅密式布置。结合天津、江苏等地海涂吹填区和海涂围垦区的经验:盲沟埋深1.0~1.3 m,间距10~15 m。
试验研究和生产实践均表明,盲沟排水系统具有排水排盐,降低和控制地下水位以及防洪排涝除渍的多重功能。
2.1.2 明沟排水 明沟排水是利用各级沟道排除地面水和地下水的农田排水措施,因过水断面大、排水能力强、工程造价低和施工方便而成为农田排水的一种主要方式。
涂地的农田明沟排水系统,一般由畦沟、腰沟(或田头沟)、农排沟、总排沟组成。沟深从0.2 m(畦沟)~1.2 m(总排沟)。
涂地的林地明沟排水多采用条田和台田,排水系统由台(条)田沟、农排沟和总排沟组成。台田沟沟深80~100 cm,间距10~20 m。条田沟沟深50~60 cm,间距50~100 m。
明沟排水因其占地多、土地利用率、交通与耕作不便等缺点,限制了在农田之外的推广与应用。另外,涂区土壤毛管强烈上升高度达2.4~3.0 m(浙江上虞海涂实验农场实测值),而涂区的平均海拔仅6.0 m(吴淞高程),加之周围河道运输的要求,需维持4.6 m的水位,则河水水面与地面的高差仅1.4 m。因此,明沟排水系统的末级排水沟的-沟深不可能达到能防止土壤返盐的深度要求。
2.1.3 暗沟排水与明沟排水相结合 在已有农排沟(明沟)的区域,可因地制宜地采用暗沟和明沟相结合的排水方式(盲沟直接入农沟),即盲沟排除地下水,明沟汇集地面径流和暗沟排出的水流,然后汇入总排沟直接排出区外入海。
2.1.4 瓯江口新区排水工程形式的选择 瓯江口新区是在新围涂地上通过吹填和围垦开发建设工业新城和生态宜居新城。为满足土地利用、盐渍化治理、城市绿化美化的要求,在排水工程形式的选择上,采用碴石盲沟(地下排水)应该是首选,为此建议:(1)瓯江口新区一期建设区全部(98%的土壤为潮滩盐土和滨海盐土)和起步区中部、东北部与南部的滨海盐土和重度盐渍土区,采用碴石盲沟排水;(2)瓯江口新区起步区的中度盐渍土区,可以采用暗沟与明沟相结合的排水形式。
2.2 改土、培肥、覆草
2.2.1 原土改良 “客土”种植是传统的改土绿化方法。但“绿一方,毁一方”破坏土地资源的做法是不可取的。另外,只换土而不排水,不能从根本上阻断水盐“上行”,而且改土效果也不能持久。
原土改良是指对涂地的潮滩盐土和滨海盐土进行原地和原土的改良与利用。具体做法是盲沟施工中,在回填的原土中掺拌碎秸秆、稻壳等有机物料(体积比20%~30%),以改善土壤物理性状,加速水分入渗和盐分“下行”,然后再进行灌溉冲洗或等待降雨淋洗。
2.2.2 培 肥 (1)在灌溉冲洗土壤脱盐后,地面铺施有机肥料(3~5 kg·m-2),经旋耕使肥土相融。
(2)树穴中重点施肥,每穴施有机肥15~20 kg,在穴内培育熟化土层。
2.2.3 林地覆草与套种 (1)林地覆草:涂地只要有排水的保证,可以广泛应用林地覆草技术。
(2)林带套种牧草(黑麦草、龙爪稷等)和豆科作物(蚕豆、大豆、花生等)。
涂区林地覆草与套种具有保水调温、培肥土壤、加速脱盐、防止返盐的作用,以及提高林木成活率、保存率和促进树木生长等显著效果。
2.3 灌溉冲洗与降雨淋洗
2.3.1 灌溉冲洗 年降雨量500~600 mm的环渤海地区滩涂吹填土和滨海盐土,在充分利用伏雨洗盐的同时,还需通过灌溉冲洗才能使土壤脱盐。天津滨海新区和河北曹妃甸的实践表明,吹填土和滨海盐土的土壤含盐量从≥6.0 g·kg-1下降至≤3.0 g·kg-1,一般需灌溉冲洗3~5次,总需水量20.1~26.8 m3·hm-2。
2.3.2 降雨淋洗 年降雨量1 000~1 200 mm的江苏海涂围垦区的滨海盐土和重度盐渍土,在排水脱盐、改土培肥等配套技术保证下,只要有平水年的降水量保证(1 000 mm左右),依靠降雨淋洗,就可以使土壤含盐量降低并控制在3.0 g·kg-1左右。但在旱年或干旱少雨季节,仍需通过灌溉冲洗来促使土壤脱盐。
2.4 支撑与密植
浙江沿海地区台风多、风力强。暴雨集中在梅雨季节和台风季节,24 h降水量最高曾达240.8 mm(1962-09-05)和200 mm(1990-08-30)。
为应对强台风和风暴潮,瓯江口新区不论是沿海防护林带、河道绿化带、行道树,还是公园、庭院绿化等,都应认真做好树木支撑与采取适度密植。
2.4.1 加大支撑力度 乔木必须做支撑。一般采用四角支撑。支撑杆长度1.6~1.8 m(支撑架高度1.5 m)。在树干与支撑杆相接处缠上包布。在支撑杆埋地后钉木桩,并把支撑杆直接绑在木桩上。
2.4.2 宽带状林带与适度密植 采用宽带状林带。沿海防护林带和河道绿化带,宽10~20 m;行道树宽6~10 m。适度密植:2行带株距1.0 m;4行带株距1.2~1.5 m。
参考文献:
[1] 全国海岸带和海涂资源综合调查温州试点工作队.全国海岸带和海涂资源综合调查温州试点区报告文集[C].上海:华东师范大学出版社,1981.
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[3] 毛建华,刘太祥.曹妃甸填海造地新陆地的土壤及其改良与绿化[J].天津农业科学,2010(2):1-4.
[4] 毛建华,刘太祥,马履一,等.中新天津生态城资源节约、环境友好的改土绿化技术[J].天津农业科学,2008(4):1-3.
[5] 毛建华,刘太祥.天津滨海东丽湖地区改土绿化的对策及措施[J].天津农业科学,2008(1):1-3.