天津滨海盐碱地地区土壤现状调查及绿化对策

2017-05-22张兴

天津农业科学 2017年4期

摘要：为提高滨海盐碱地城市绿化的质量和降低工程成本，通过对东丽湖万科项目的土地现状、气候、植被、土壤理化性质、地表水和地下水状况进行全面调查分析。结果表明，项目区域绿化的主要障碍因子是土壤紧实度大、肥力低下、盐分含量高、地下水位高、地表水矿化度高等，并提出相应的改良措施和对策：因地制宜，采取工程改良、土壤培肥、植物选择、滨水景观建设等措施。

关键词：东丽湖；现状调查；障碍因子；改良措施

中图分类号：S156.4 文献标识码：A DOI 编码：10.3969/j.issn.1006-6500.2017.04.026

Investigation and Greening Countermeasures of Soil Status in Coastal Saline-Alkali in Tianjin：A Case of the Vanke Dongli Lake

ZHANG Xing

（Tianjin Tada Landscaping Group Company Limited， Tianjin 300457， China）

Abstract：To improve the urban landscape quality and reduce the project cost， in this paper， we made a comprehensive investigation and analysis of the land status， climate， vegetation， soil physical and chemical properties， surface water and groundwater status of Dongli Lake Vanke project. The results showed that the main obstacle factors come from soil compactness， low fertility， high salt content， high groundwater level and high salinity of surface water. The corresponding improvement measures and countermeasures were mainly according to local conditions， adopting engineering improvement， soil fertilization， plant selection， waterfront landscape construction etc.

Key words： Dongli Lake； current situation investigation； obstacle factors； improvement measures

沿海地區城市和港口分布星罗棋布，也是我国经济发展最为活跃的地区，为适应生态宜居和社会经济发展的需求，生态环境建设已成为各个地方一项重要任务，但由于沿海地区大多地势低洼，特殊的水文地质条件和海水倒灌等因素的影响，土壤一般含盐量高，地下水位高，从而导致土壤生产力低，植被难于建立，严重制约着我国沿海地区绿化的质量和数量。近年来，已有许多有关滨海盐碱土上进行绿地景观建设的技术途径研究和成功实践[1-10]。

本文以万科东丽湖度假区建设为例，就天津滨海盐碱地地区土壤现状进行调查分析，并提出相应的对策，以期为滨海类似地区城市园林绿化和生态建设提供借鉴。

1 区域概况

1.1 土地利用现状

天津万科东丽湖项目土地区划为：东至胡张庄村土路、南至东丽湖北岸、西至规划路（湖西路）、北至东丽之光大道，项目用地呈东西长、南北窄的不规则四边形，土地利用状况主要有农田、鱼池、宅地、洼地、撂荒地及在建项目。

1.2 气候条件

气候状况属于半干旱、半湿润大陆季风性气候，四季变化明显，冬季寒冷干燥、春季干旱且风沙较多，年均气温11.7 ℃，最低气温-22 ℃；年平均降雨量591 mm，降雨主要集中在7—9月，占全年降雨量的75%；年蒸发量达1 819.4 mm，蒸降比大于3；全年主导风向为西南风、且具有明显的季节更替现象，年平均风速为3.3 m·s-1，最大风速为33 m·s-1；多年平均日照时数为2 697 h。

1.3 植被状况

属于水生湿生植物及其生存环境与陆地动植物（包括农作物）及其生存环境组成的水域-陆地复合开放型生态系统。在历史上，这里是典型的自然湿地生态系统，后来由于人为干预，垦洼造田，种植水稻、玉米、高粱、棉花等农作物，形成了人工复合农田生态系统，由于该系统的脆弱性，在闲置撂荒及部分地段改为鱼池后，植被群落发生了演化，原来的农田植被自然演化成芦苇杂草草甸群落，群落中的植物种类增加；在鱼池及周边水湿条件较好的地方，人为干预少，自然发展成为顶级群落——芦苇群落（图1），形成了典型的湿地生态系统，植被主要是沼泽植被。在地势较高的地区，主要分布有旱生芦苇、碱蓬、碱茅及藜科等盐生草甸植被群落（图2）。

实地调查表明，建设项目所在地现存植物60余种，分属28个科。其中，草本植物21科47种，木本植物9科13种，单子叶植物3科9种，双子叶植物25科51种，基本上都属于华北地区常见的湿生植物品种，如芦苇、香蒲、酸模、叶蓼等，盐生植物有碱蓬、虎尾草、萝摩、藜；湖堤为刺槐群落，属于人工次生林，伴生紫穗槐、臭椿等。

1.4 地形地貌

本研究项目所在地处于东丽湖北岸与东丽之光大道之间，其一期开发地段高程普遍在3.1～3.5 m 左右，地势较周围低洼，比南侧湖堤低约3 m，常年受到湖内高水位的影响，较东丽之光大道4.5 m高程也低将近1 m，区域内容易汇集雨水，同时整个区域内的微地形起伏较大，特别是鱼池及周边低洼地带，池底高程在2 m左右，池埂高程在4 m左右，池内及一些低洼区域常年积水。

由此可见，区域内地下水位较高，且地下及地表水不易排除，排除区域内的地表水和消除周边地区高水位对该区地下水位的顶托作用，对于绿化建设十分重要。

2 土壤状况

2.1 土壤性质

土壤属于氯化物盐化潮土，从形成过程来看，是以海相沉积物上覆盖河流沉积物堆积而成，具有滨海与内陆交接地带成土母质的特点。地下水参与了土壤的形成，土壤黏重板结，土壤毛细管水上升高且快，易返盐，易受旱，极易遭受盐渍、水涝危害。区内1/3为农田，由于多年人为耕作，使土壤得到有效改良，熟化程度较高，撂荒地、低洼地和水面养殖约占总面积的2/3。

2.2 土壤肥力状况

经现场调查、取样化验分析以及查阅历史资料，得出该区域土壤的基本類型主要为盐潮土。该区土壤质地以重壤和黏土为主，土壤容重大，一般在1.3～1.5 g·cm-3；撂荒地容重甚至更高，三相比不合理，从采集土样过程看，在耕层以下土壤紧实度普遍偏高，即土壤容重大，不利于土壤的通气、透水，不利于植物根系的穿插生长，也影响土壤中矿质营养的有效性。

土壤有机质含量低，一般在1.5%以下，全氮0.075%～0.150%，水解氮在58～111 mg·kg-1，速效磷含量在3～18 mg·kg-1，处于较低水平。该区土壤的N/P多在4～31，氮磷比严重失调；一般情况下，氮磷表现为协同作用，但植物在氮磷比失调时容易产生拮抗作用。土壤全钾和速效钾含量都很丰富，而且多年来能保持相对稳定，主要是由于渤海湾沿岸的滨海盐土的冲积母质富含钾素。

从研究区已有的资料、土壤性质及生产实践看，土壤仍存在缺Mn、部分缺Zn的状况，同时盐分的化学组成也降低了某些养分的有效性，如磷和锌被固定、铁有效性低等。微量元素在一些蔷薇科植物上容易发生缺素症（如桃树缺铁黄化；海棠缺锌小叶、生病等），导致植物叶片失绿、光合作用减弱，生长缓慢或停止生长。缺锰、铁或锌，与成土母质、土壤质地、土壤有机质含量、土壤反应和碳酸钙含量有着密切的关系。此外，该区土壤代换量偏低，为16.2%左右，代换量的大小是衡量土壤保肥、供肥能力的重要指标，它与土壤质地和土壤有机质含量有相关性。因此，本地土壤的保肥、供肥能力不足；且土体构型简单，按质地划分基本为中壤—重壤。

3 土壤盐分及酸碱度

3.1 不同利用方式下土壤盐分分布情况

从测试结果可以看出，土壤盐分在0.070%～1.185%，但土地的利用方式之间差异相当大，一般来说，建筑填垫土>荒地>鱼池>苗圃>农田，其中，撂荒地盐分含量处于轻度、中度和重度水平；农田和苗圃地盐化作用较弱，属于轻度盐渍化；建筑填垫土和鱼池泥盐分含量较高，土壤剖面上盐分表聚现象不明显，这与采样时期有关。

3.2 土体中盐分的垂直分布情况

撂荒地中土壤盐分的剖面分布随不同分布地段而不同，距东丽湖最近的采样点土壤剖面盐分均高于其他2个地点，说明排水沟内的高矿化度水对土壤盐分含量存在明显影响，其余2个地点土壤剖面盐份含量虽低，但明显高于耕作土壤。

农田土壤各层次的含盐量较接近，且均低于0.2%水平。一般来说，当植物根系分布层土壤中易溶盐类含量达到0.1%时，植物的生长已受到伤害，达到0.2%时则影响较为明显；达到0.5%时，大部分植物就不能生长。

3.3 土壤中离子组成情况

对可溶性盐离子含量分析表明，土壤中的主要阳离子为Na+，其次是Ca2+，Mg2+，可溶性阴离子以Cl-为主，其次为HCO3-，SO42-。每100 g土中，Cl- 含量为0.17～7.13 mmol ，SO42-含量为0.05～1.79 mmol，HCO3-含量为0.39～1.28 mmol，Ca2+含量为0.05～0.35 mmol，Mg2+含量为0.04～0.67 mmol，Na+含量为0.35～9.17 mmol。盐分对植物的不同影响，直接取决于不同离子对植物的影响，盐渍土壤中易溶盐类主要是Ca，Mg，K，Na，其中，Na，Mg对植物有害，Ca，K则有利于植物的生长和土壤物理性质的改善；阴离子中，高浓度的Cl，HCO3-，CO32-对植物有害。一般情况下，土壤中HCO3-达到0.08%，pH值为7.7～9.0时，已明显抑制植物；当达到0.1%～0.2%，pH值高达9以上时，则对植物产生致死作用。Cl-含量达0.05%～0.1%时，开始明显危害植物生长；达到0.4%～0.8%时为致死浓度。而SO42-过多，常引起植物缺钙，在土壤三相比不合理情况下，与微生物作用容易产生H2S，对植物根系造成伤害；Mg2+过多则引起Ca/Mg比例失调，影响作物对Ca2+的吸收，其对植物的毒性大大超过了对渗透压的影响；Na+是滨海盐土中主要的阳离子，其主要危害是引起土壤碱化，恶化土壤物理性质，影响植物对Ca2+的吸收。

3.4 土壤酸碱度分析

研究区内所有样点的酸碱度在8.00～8.75，均在碱性以上水平，农田土壤1 m土体内均呈强碱性，表现为脱盐碱化现象，其余地点的酸碱度为碱性水平。通过对土壤溶液的钠吸附比（SAR）、残余碳酸钠（RSC）、易溶性钠百分比（SSP）及一价二价离子比（SDR）的分析结果表明，该区土壤呈现碱性和强碱性主要是由过多的钠离子所致。

4 地表水

由于微地形及利用方式不同，地表水水位在20～100 cm变化较大，样品采集选取了拟开发区域内的自然沟渠、养鱼池、深井水、鱼塘间的深沟水，并对其酸碱度、矿化度及主要离子进行了分析。从分析结果可以看出，所有样品的pH值均低于8.5，矿化度除深井水较低，符合农田灌溉水的水质标准外，其余自然水体的矿化度均相当高，在6 441.6～9 227.1 mg·L-1，且不同区域水体存在差异，其中，以鱼池沟边水最高，主要阴离子为氯离子，除深井水外，均在6 g·L-1以上；其次依次为HCO3-，CO32-离子，即总碱度较高，深井水的阴离子则以HCO3- 为主，主要阳离子以Na+为主。由此可见，区域内所有自然水体均属于咸水类，是土体盐分的主要来源，同时不能用于土壤脱盐和绿地浇灌。深井水虽然矿化度不高，但其总碱度较高，在用于绿化灌溉时，应考虑其对土壤碱化的影响。同时对雨后区内鱼池水及东丽湖水进行采样分析表明（表1），鱼池水及东丽湖水的盐度均相当高，虽低于雨前水平，但仍属于咸水范畴，二者属于强碱性。

5 地下水

研究区域地势较低，加之大面积高矿化度自然水面的存在，所以地下水位较浅，一般在0.5～1.0 m左右；同时这种浅层地下水的矿化度比较高，多属于强矿化度水。因此，在降雨量少、蒸发量大的情况下，土壤极易返盐，常对植物造成盐害。

6 绿化建设的主要障碍因子

通过以上各方面的分析表明，该区绿化的主要限制因子为：土壤含盐量高，达轻度至重度盐化；地势低洼、地下水位偏高、矿化度大，容易造成土壤积盐；土壤肥力低、有机质含量低，缺磷严重、氮磷比失调，缺乏微量元素Zn；土壤紧实，理化性质差；土體中存在阻碍植物根系延伸发展的层次；质地黏重，排灌条件差；农田存在土壤脱盐碱化现象等障碍因子。

7 改良措施及对策

针对上述限制因子，绿化建设中需采取如下措施。

7.1 工程改良

根据土壤、地下水以及土地利用特点，可采用区域内绿地暗管排盐、并结合部分明渠排盐的综合措施；同时要建立完善的上水系统，保证灌溉、脱盐的需要，控制土壤水分平衡，控制后期土壤返盐，防止次生盐碱化；另外，由于地表养鱼池、排水沟及地势低洼地段汇集有大量的地表水，这些地表水源由于蒸发浓缩，矿化度极高，属于咸水范畴，也成为土壤盐分和地下水的主要来源之一，因此，在未开发利用前，应排除这些咸水，同时结合开发项目的推进，对这些区域进行填垫和整平，然后结合其他措施进行改良。

7.2 土壤改良和培肥

在控制水盐平衡的同时，进行肥盐动态和肥盐平衡调控，在排盐、淋盐的水利工程措施上，加强农业生物措施，以巩固和提高土壤脱盐效果，增施有机肥，调节氮磷比；主要措施包括：对即将绿化地段土壤采取增施有机肥等熟化措施，改善土壤结构；在待开发地段，通过平整土地后，种植苜蓿、田菁等耐盐绿肥或牧草进行生物改良；在绿化区域施用盐碱土改良专用有机肥，丰富土壤有机质和N，P及中微量元素；对于局部高盐碱化土壤，采用向土壤中施加磷石膏、硫酸亚铁等改良剂进行化学改良，降低土壤pH值，活化土壤中的Ca2+等；对所建绿地土壤的水盐动态、土壤肥力状况进行定期监测。

7.3 绿化水源的选择

灌溉水质常常是土壤盐渍化的直接因子，依项目所在地的情况，目前存在5种水源途径，一是深层地下水的利用；二是地上自然水的利用，如东丽湖水；三是自来水的利用；四是区内天然水的利用；五是降雨的利用。但由于区内地表水及东丽湖水的盐度及pH值很高，不宜用于绿化和脱盐用水，实际应用中可使用深层地下水、自来水和雨水收集利用，但考虑成本因素，应在规划设计中考虑雨水的收集利用。

7.4 土源问题

由前述分析可知，该区土壤除农田外，土壤含盐量均较高，特别是深层土壤，不仅含盐量高，而且质地黏紧。因此，在抬地造景或挖制水景时，应把深层土壤作为填垫土，表层土壤作为种植土，局部地段因高程不能满足需要，或植物对土壤条件要求较高时，应采用客土种植，以满足要求。

7.5 因地制宜

绿化中根据植物耐盐能力、根系分布、土壤有效深度、地下排盐深度、地形起伏状况等因素进行植物配置和选择，并制定相应的改良方案，尽量选择耐盐植物和乡土植物。

7.6 生态滨水

通过区域内土方调剂，进行生态湖和水系建设，并将其与区域内的水系沟通连接。

参考文献：

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