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1、天津滨海园林绿化中盐土治理的理论及工艺张万均龙怀玉郭育文等来源:http://www.tianyi-la.com/2010/0526/262.html1 理论基础1.1 土壤剖面上盐分的周年运动石元春在研究黄淮海平原的水盐运动时发现:我国东部地区在季风气候的影响下,水盐的周年运动可分为春季强烈上升阶段、初夏稳定阶段、雨季下行阶段、秋季上行阶段及冬季冻结稳定阶段(图1)[1].天津滨海地区位于渤海的西海岸带,属于黄淮海的一部分,其水盐运动应符合黄淮海平原水盐运动的一般规律,但是又有其特殊的一面.首先开发区距渤海只有1.5km,平均海拔仅2.5m,坡降不到1/10000
2、,地下水埋深仅0.5~15m,地势低洼平坦,排水不畅,海水回渗非常容易.由于地下水很容易得到海水的侧渗补充,即使在干旱季节,地下水也不会因土壤蒸发而显著下降,地下水埋深仍然小于土壤毛管水的上升高度.因此蒸发作用对土壤盐分上行运动的负反馈作用基本不存在,即土壤积盐过程在初夏还将继续进行.雨季到来时,地下水位很快上升,甚至形成地面滞水,致使在1m土体中在雨季也不会产生明显的脱盐过程,甚至由于地下水的顶托而可能产生积盐过程(如图1中的虚线所示).因此在垂直方向上,在天津滨海地区,土壤盐分的周年运动以积盐过程占绝对优势,造成地下水的矿化度比海水还要高出2倍多. 图1 季风气
3、候影响下的土壤水盐周年运动示意图(根据石元春1991重绘,虚线的潜水过程线和盐分过程代表天津滨海地区)1.2 关于“临界深度”概念盐土治理的一项重要内容就是对土壤盐分进行调控,在垂直方面,也就是对土壤盐分的上行运动和下行运动进行调控,抑制上行运动,促进下行运动,或者使两者处于动态平衡之中.在一般情况下,土壤盐分的载体是土壤水,调控土壤盐分实质上是调控土壤水分.能给土壤带来盐分的土壤水运动不外乎两种,一是地下水位的升高,使土壤直接遭受含盐地下水的饱和浸渍;二是毛管水运动,即含盐地下水沿土壤毛管而上升的运动,这两种运动能否造成土壤积盐均取决于地下水水位.因此在具有潜在盐
4、渍化的地区,修建水利措施控制地下水水位是防治盐渍土的必要措施.原苏联土壤学家B.B.波勒诺夫1931年提出防治土壤盐渍化的地下水“临界深度”,其基本含义是:如果地下水埋深达到某个深度,使得地下水沿土壤毛管的上升运动弱到不足以使土壤表层(耕作层)产生积盐,这个深度便叫“临界深度”.显然,“临界深度”等于“最大毛管上升高度+植物根系的活动层”.因此在治理盐渍土时,需要将地下水位控制在“最大毛管上升高度+根系活动层”的深度以下,即将土壤积盐部位控制在根系活动层之下.这个“临界深度”是从土壤发生学的角度加以定义的,只注意到静止的毛管水的上升极限,而忽视了毛管水的流速和土壤水
5、流通量等动态因素.为此,20世纪50年代我国学者对“临界深度”进行了更深入的研究,指出“临界深度”实际上可以划分为三个等级[2],①“安全深度”,即地下水不参与表土层积盐的地下水埋深,也就是B.B.波勒诺夫关于“临界深度”的原始含义;②“允许深度”,表土轻微积盐,但不影响作物生长,周年盐分基本稳定的地下水埋深;③“警戒深度”,表土层开始强烈积盐的地下水埋深.对于防治土壤盐分危害作物,“安全深度”是最为可靠的.但是,我国东部地区在季风气候的影响下,土壤盐分在垂直方向上表现为“积盐—脱盐(或潜在脱盐)—积盐—冻结稳定”的周期性运动,积盐阶段所累积的盐分完全有可能在其还未
6、来得及危害植物时就被随后的脱盐过程所消除.在这种情况下,“安全深度”至少会导致两种资源的作用不能得到充分发挥.一是气象资源,即自然降雨和土壤冻结期,不论地下水位高低,自然降雨具有直接的或潜在的洗盐作用;在土壤冻结期间,几乎不会发生土壤积盐过程.二是植物的耐盐性,许多植物(包括农作物和园林植物)均具有一定的耐盐性,遭受短期的不很严重的盐害并不会造成它们死亡.另外,在我国劳动人民中广泛流传有“马瘦长癣,地饿起碱”,“碱大吃肥,肥大吃碱”等农谚;一些土壤学家曾提出在盐渍土区建立“淡化肥沃层”,即在不减少土体盐分储量的前提下,通过提高土壤肥力,以肥对土壤盐分进行时(间)、空
7、(间)、形(态)的调制,在作物主要根系活动层,建立一个良好的肥、水、盐生态系统,达到作物持续高产稳产[3~5].这充分说明,植物对土壤盐分的忍耐性与水、肥等外部环境有关,可以通过加强管理使之有所提高.在生产实际中,选用“允许深度”作为指导依据更能发挥人类的主观能动性.1.3 进一步明确“允许深度”的涵义为了充分利用降雨和植物的耐盐性,有必要进一步明确“允许深度”的涵义.为此,我们在此提出“允许积盐”的概念,即如果积盐阶段并没有使耕作层土壤盐分增加到马上危害植物的程度,即为随后的脱盐过程所消除,那么这种积盐是完全可以允许发生的.某个时期内土壤的积盐量可以近似地用土