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山东滨海盐碱地生态清洁小流域综合治理研究

2023-10-24李国会王松岳田增刚

山东水利 2023年8期
关键词:盐碱地滨海水土保持

李国会,王松岳,田增刚

(1.山东省水利科学研究院,山东 济南 250014;2.山东省水资源与水环境重点实验室,山东 济南 250014)

盐碱土是指由于土壤中含有较多的盐碱成分,造成土壤pH 值增高、土壤理化性质发生改变,从而严重影响动植物生长的一种土壤类型。山东省盐碱地总面积约59.33 万hm2,约占山东陆域总面积3.8%,根据成因和分布规律,分为沿黄内陆盐碱地和滨海盐碱地两种类型。其中,沿黄内陆盐碱地经过多年改良和治理,盐碱地面积逐渐减少,盐碱度明显降低,盐碱地利用率较高,目前以中轻度盐碱为主;滨海盐碱地由于地下水位埋藏较浅,地表滞水,土壤表层盐渍化重,盐碱地利用率相对较低,应进一步加强对滨海盐碱地的综合治理。

传统盐碱地改良和治理措施主要以降低土壤pH 值,改善土壤理化性质,提高土壤生产力为重点,改良和治理措施主要有物理改良措施(包括营造微地形、切断蒸发渠道等)、化学改良措施(使用酸性改良剂等)以及生物改良措施(通过栽植豆科植物降低土壤pH 值)等[1]。研究表明,运用生态学原理、可持续发展原理等对滨海盐碱地进行小流域综合治理可有效提高盐碱地的治理水平。既能提高滨海盐碱地治理效果,又能起到水土保持作用,提升水土保持功能。生态清洁小流域是水土保持小流域综合治理的深化与发展,与传统小流域治理相比,生态清洁小流域建设内涵更加丰富,措施更加综合,建设标准更高。盐碱地生态清洁小流域综合治理主要是通过对流域内的山水林田路村等进行统一规划,统筹实施工程措施、植物措施以及耕作措施等各项治理措施,实现水土流失综合治理、生态环境和人居环境改善的目的。

1 工程措施

1.1 沟渠清淤

滨海盐碱地土壤类型主要为潮土、盐土和水稻土,表层质地可划分为沙壤土、轻壤土、中壤土、重壤土和粘土。由于降水比较集中,农业灌排体系不完善,标准低、老化失修等原因,田间内沟道容易淤积,对周边农田灌溉和排水造成不利影响。为满足灌溉排涝和生产需要,生态清洁小流域治理通常设计对路边沟渠进行清淤,清淤标准按照原规模进行清淤设计,可结合水利工程措施,通过抽提地下水,淡水压盐,降低地下水位,实现盐碱地改良。干渠清淤以机械施工为主,人工施工为辅。

1.2 路涵工程

针对小流域内部分生产路为土质路面,无排水措施,以及部分沟道内管涵失修或者无管涵的现状,生态清洁小流域综合治理统筹考虑设计生产路硬化及排水设施,提高沟渠的过水能力,改善小流域内的农业生产条件。生产道路路面总宽度一般为5.0~6.0 m,其中硬化路面宽4.0~5.0 m,两侧各0.5 m 路肩,路肩边坡1∶2.0。

1.3 河道及湖库整治工程

整治流域内河道及湖库:首先,要从源头控制水污染,重点控制点源及面源污染,如控制农田化肥及农药使用,鼓励流域内居民实行垃圾分类等;其次,要对河道及湖库内淤泥进行清除和对岸坡进行整治,以消除内源污染和扩大容量,对岸坡整治可考虑构建生态驳岸,如木桩驳岸;最后在河道及湖库周边种植耐盐碱植物及适水性植物,构建良好的景观环境和水生态环境。河道治理可通过以点串线,打造节点的形式进行河道整治。在河道流经的村庄附近重点进行岸坡整治、景观绿化以及水土保持宣传。通过布置水土保持文化廊亭和水土保持文化宣传牌等,在提高节点景观效果的同时,增强项目区居民的水土保持意识。

2 植物措施

盐碱地植树造林可以改善土壤结构,降低土壤密度、孔隙度和含盐量,提高土壤质量[2-3]。生态清洁小流域的植物措施主要包括林草措施和经济林。林草措施主要包括构建农田防护林、河道及湖库周边绿化、村居绿化等。滨海盐碱地实施植物措施首先要考虑选择能适应盐碱地,在当地广泛种植的植物种类。刺槐、白蜡、白刺、柽柳、碱蓬、苜蓿、柳枝稷等是滨海盐碱地主要的植物种类,表现出良好的适应性,枣树和梨树等是主要的经济树种[4-6]。生态清洁小流域植物措施通常要进行换土及压碱处理。

2.1 换土及压碱处理

进行盐碱土开挖时将碱土开挖倒运至已协调好的土场,完成后进行排碱管开槽,开槽应顺直、不能弯曲,防止影响排碱效果,开槽深度因排碱管的距离、坡度而不同,一般每隔3~5 m 取一个控制点;敷设排碱管前使用无纺布将排碱管包起来,以防止泥土将排碱管缝隙堵住,影响渗水性、透水性;回填中砂时,注意防止两侧土壤混入砂中,将中砂填至隔离层顶部;铺筑石屑填充全部完成后,进行表面拉线找平、压实,施工机械碾压不到的部位由人工配合推料填充、石屑压实,石屑上层采用土工布隔离,摊铺完成后人工进行滚铺,布面要平整,并适当留有变形余量,自然搭接时必须留有充足的搭接余量,搭接完成后及时使用石屑进行覆盖,防止位置偏移。绿化土回填采用挖掘机进行倒压方式,在不能损坏土工布的情况下一次性填成。

2.2 苗木栽植及养护

按照栽植苗木规格起壮苗、好苗并应尽快栽植,确实不能及时栽植时须采取假植措施。苗木种植前进行苗木根系修剪,将劈裂根、病虫根、过长根剪除,并对树冠进行修剪,保持地上地下平衡,减少水分蒸散,保证树木成活。树木置入种植穴前,应先检查种植穴的大小及深度,确定是否符合根系要求,将苗木放入种植穴内,居中使其保持垂直,然后分层回填种植土,每填一层土就将土压紧实,直到填满穴坑,并使土面能够盖住树木的根颈部位,初步栽好后应再次检查树干是否保持垂直,树冠有无偏斜。最后,把余下的穴土绕根颈一周进行培土,拍压紧实。

苗木栽植完成后应及时安排专人洒水养护,保证成活率。管理主要措施包括松土除草、防治鼠害、修枝整形、灌水施肥、补植补种。后期应固定专人管护,防止人畜破坏。

2.3 撒播种草及管护

根据盐碱地播种要求,若碱地含碱度过高,需多次浇水灌溉压碱,水质以软水较好。每次浇水过程中,按照“初益细、中宜大、终宜畅”的原则完成,以免表土冲刷。

浇水完成后撒播适量草籽。播前要施足基肥,整地耙平。撒播草籽要均匀,不可过密,播种深度依种子大小、气候条件和土壤性质而定,一般为种子横径的2~5 倍,总之,在不妨碍种子发芽的前提下,以较浅为宜。若土壤干燥,可适当加深。为保持土壤湿度,可在覆土后盖稻草、地膜等,种子发芽出土后撤除或开口使苗长出。

草籽撒播完成后,及时浇水灌溉进行养护,保证种子成活率。发芽期应保证水分足、温度高,可于播种后立即覆盖农用塑料薄膜,以增温保湿,当大部分幼芽出土后,应及时划膜或揭膜放苗。幼苗生长过程中,要适时适量补肥、浇水。迅速生长期以追施或喷施速效氮肥(尿素、腐熟粪尿)为主,后期增施速效磷、钾肥,以促进苗木组织充实。

3 耕作措施

耕作措施、工程措施和植物措施并称为水土保持的三大措施。其中,秸秆还田是耕作措施的一种重要形式。实施秸秆科学还田,可以减少秸秆焚烧造成的CO2排放,促进微生物活力和作物根系发育,改良土壤性质,增加土壤有机质,减少化肥使用,提高作物产量等,近年来受到越来越多的关注和大面积推广。秸秆还田利用方式主要有直接还田、间接还田和综合利用。

直接还田包括两种方式,一种是在作物收获后,将农作物秸秆或残茬直接覆盖地表,下茬作物播种的时候,不进行土地耕翻,后期定时进行轮耕或深松;另一种是在作物收获后将秸秆粉碎直接翻压还田或者配合化肥一同翻入土壤中翻压还田。直接还田可以调节土壤温度,减少土壤水分蒸发,减少降雨土壤侵蚀,提高土壤肥力。

翻压还田由于秸秆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状,提高土壤肥力。间接还田是将秸秆通过沤制、堆腐等微生物腐解等或者将秸秆作为饲料,在动物腹中经过消化变为粪便后再施入田间的还田方式。

综合还田是直接还田和间接还田相结合的一种还田方式。直接还田模式操作简单,费用较低,在生态清洁小流域治理中应用较多,一般要求作业地留茬高度应小于11 cm,粉碎长度应小于10 cm,翻深不小于25 cm,耕后秸秆掩埋率≥70%。滨海盐碱地秸秆还田一般选择当地种植作物的秸秆,主要有小麦、水稻、玉米、棉花等。

4 效益分析

4.1 生态效益

实施河道及湖库整治工程不仅能够提高岸坡稳定性和安全性,还可以有效拦截泥沙以及氮、磷等营养物质进入水体,提高了水安全保障能力,改善了水生态环境质量。在流域内实施植物措施可以增加植被覆盖度,降低土壤侵蚀模数,增强水土保持功能。

4.2 经济效益

在滨海盐碱地生态清洁小流域内实施沟渠清淤,新建排水沟以及修建路涵,不仅能够有效改善流域内的耕作、灌溉、交通条件,还有助于盐碱地改良,提高土壤肥力和土地生产力,从而提高人民生产生活水平。

4.3 社会效益

治河疏水、治污洁水和绿化美化措施不仅能够提升生态景观,改善人居环境,提高人民生活质量,同时还可以促进农村经济和新农村建设的全面发展,实现山青、水净、村美、民富的目标,具有良好的社会效益。

5 结 论

山东滨海盐碱地生态环境脆弱,实施生态清洁小流域治理,采取水土保持工程措施、植物措施、耕作措施等能有效集中连片改良和治理盐碱地,改善流域内生态环境,提高生态效益、经济效益和社会效益,实现“山青、水净、村美、民富”的目标。滨海盐碱地土壤盐碱含量高,在进行生态清洁小流域措施设计时要充分考虑盐碱地的特殊性,尤其植物措施要尽量选用当地常见的植物种类,并且要注意后期养护,以保证长期发挥效益,提高资源利用率。

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