【盐碱地】滨海盐碱地生态修复现状及趋势

【盐碱地】滨海盐碱地生态修复现状及趋势
滨海盐碱生态修复不仅改善滨海地区的生态环境，丰富当地绿化景观格局，为生物多样性提供新的生境，同时还能更好地解决滨海地区环境发展及经济发展中遇到的问题，为实现社会、经济和生态良性循环及可持续发展，提供广阔空间。

目前，国内外对滨海地区的盐碱治理多在土壤改良、耐盐植物品种、工程技术等方面进行单一的研究，尤其在气候改良方面存在较大空白。

因此，我们以盐碱环境因子——土壤、水体、植被、气候的研究进展为切入点，以期寻找出滨海盐碱地生态修复的可持续发展方向。

滨海盐碱地主要形成原因为海水影响、土壤蒸腾、填海造田工程、砍伐森林、围湖产盐。

其特点主要体现在土壤含盐量和地下水位高，土壤自然脱盐率低等因素上。

淡水资源缺乏，水文存在日变化及季节变化、植被品种多样性及数量性均较差，乡土树种及耐盐碱树种生长缓慢，不能迅速成林。

气候方面，生态环境易受台风、海潮、盐尘、盐雾的影响。

为充分提升盐碱地的生产力，世界各国均在盐碱地修复方面进行了深入研究。

本研究从土壤、水体、植被、气候4个方面进行了综述。

中国的盐碱地防治与修复有着极其悠久的历史，中国古代盐碱地改良技术主要有：引水种稻洗盐、淤灌压碱、深翻窝盐与压砂抗碱、生物
治盐等。

这些在当代仍有一定的借鉴意义。

在20世纪30—40年代，以前苏联B.A.科夫达为代表的学者，建议修建排水网作为防治的主要手段，再采用其他措施结合。

经过长期的研究和实践，利用排水措施来治理改良盐碱化土壤得到广泛认同。

作物秸秆还田、种植绿肥、绿肥翻压、改土、培肥等农艺措施的原理是通过改良土壤物理结构及成分等起到改良盐碱土的作用。

除了常用的农艺措施，通过化学方法改良盐碱土也是一个有效的途径。

如在碱化土壤中加入含钙物质（石膏、磷石膏、亚硫酸钙）及酸性物质（如硫酸亚铁、黑矾、风化煤、糠醛渣）的方法改良。

随着化学改良方法研究的深入，从20世纪90年代开始，利用高聚物改良剂改良盐碱地的研究引起国际上的广泛关注。

化学改良方法优点是短期效果显著，但缺点也很明显，成本过高，而且对于土壤环境的影响有待调查研究。

物理措施在盐碱土改良中也有广泛应用，它主要是通过一些物理的方法改变土壤物理结构来调控土壤水盐运动。

如深耕晒垡、抬高地形、微区改土、冲洗压盐等均属于物理措施。

随着材料科学研究的不断深入，又出现了利用沸石、地面覆盖物等物理措施改良盐碱地的新工艺。

20世纪60年代，日本开始将沸石用作土壤改良剂。

沸石来源广泛，成本低廉，且无毒无害，在实际应用中显示出好的土壤改良效果，是一种便于推广的土壤改良剂。

物理措施对土壤无后遗症，常常结合植物改良一起实施。

含盐量较高的水会给工农业生产和人民生活带来一系列问题，可能造成巨大危害和经济损失。

国外对高含盐量水体的修复也做了研究和实践，其中比较成功的有荷兰须德海大坝、美国科罗拉多河和澳大利亚墨累河等。

荷兰须德海大坝内于1932年建成时为海水，为了将坝内包围的海水湖和沼泽盐碱地改造为淡水湖和良田，荷兰人经过排水、烧荒、开沟、挖运河等工程，到1980年时坝内的海水基本上变为淡水。

美国科罗拉多河的地表水，绝大部分用于农业灌溉，由于科罗拉多州的满科斯页岩风化层隆起外露，并含有大量盐碱，河水反复地被引来灌溉，使得灌区土壤中大量盐类被河水溶解后又排入河中，致使含盐量逐年增高，严重影响位于河流最下游的墨西哥灌区的农作物。

美墨两国1974年开始实施“科罗拉多河盐碱控制计划”，主要是采取渠道衬砌以减少渗漏；鼓励采用喷灌和滴灌，提高灌溉效率；减少咸水排泄量；拦截地下咸水；对灌区排出的含盐量很高的水，经淡化水厂处理，以及把灌区的排水道延至加利福尼亚湾直接入海等。

澳大利亚的墨累河是一条含盐度高的河流。

其在盐碱治理方面采取的治理方法主要有3种：将盐分高的地下水抽至地面，与灌溉后盐分高的尾水一起送入荒漠中的蒸发塘。

该方法收效良好，1982—1983年旱季，引入蒸发塘的盐达2×105t，相当于当年上游排入河道盐量的40%；放水稀释，如发现某河段水体含盐量过高，就由附近水库放水加以稀释；在河口建挡潮闸，防止枯水季节海水入侵污染地下含水层
中国目前主要采用雨水冲淋，蓄水补水的方式，如崇明东滩湿地公园通过雨水收集湖区收集雨水。

然后通过一条长达6km的流动水径，随着北高南低的地形水可缓缓流动，水流到南面时水质基本达到二类水标准，水径中可集纳超过60×104m3的淡水。

天津经济技术开发区再生水景观河道的水体生态修复工程在国内滨海盐碱地区水体修复项目中是相对比较成功的。

该工程河道总长2275m，水面平均宽约80m，河道平均水深1.3m，天津市环保科学研究院以再生水资源综合利用为出发点，以水环境生态修复技术和水质生态净化技术为重点，形成一套名为“再生水景观河道复合生物-生态强化水面流湿地净化系统”的技术方案，其中包括：多介质卵石生物膜岛净化系统、多介质床混合流湿地岛净化系统、沉水植物净化系统、水生植物过滤带净化系统、生态护岸系统，并充分发挥水生生物、土壤微生物及基底的物理化学作用。

利用植被修复盐碱地在中国历史悠久，在晚唐五代时期，沿海地区筑堤围垦海涂时便已经采用种植田菁等耐盐退碱的植物以改良滨海盐碱土。

之后数千年间，中国利用植被修复盐碱地的实践经验更是日趋丰富。

植被修复是近年来快速发展的盐碱地生物修复的主导方向，其具有经济和生态效益高、节省淡水和能源、改良效果持久、可推广应用面积大等诸多优点。

植物对环境的修复包括多个方面，如改善土壤结构，改变土壤水分平衡，植物根系对土壤微环境的改变，降低土壤的盐度和容重，增加土壤的孔隙率，增加土壤有机质和总氮，土壤的生物活性（土壤微生物、土壤酶）也有显著提高等。

同时，滨海盐碱地形成大面积绿地生态系统也将起到降低空气中碳含量，缓解温室效应及海平面上升带来的生态破坏作用。

目前，种植耐盐植物是国内外盐碱地治理技术的发展趋势之一。

盐碱性植物一般分为聚盐性植物、泌盐性植物、拒盐性植物。

据不完全统计，中国现已有盐生植物423种，分属66科、197属，约占世界盐生植物总数的27.1%，包括各种类型的盐生植物。

中国各盐碱区生长着丰富的野生盐生及耐盐植物，如碱蓬、盐地碱蓬、柽柳、罗布麻、白刺、星星草、中亚滨藜等数百种植物，有待开发利用。

个别地区也对有经济价值及农业价值的野生盐生植物资源进行了研究，分别从食用、饲料、药用、纤维原料、造纸原料、石油替代物等方面进行了分类整理。

但是，对野生盐生植物的园林建设应用少有研究。

在提高植物的盐碱性方面国内外有一些研究。

播种前用盐水处理种子来提高品种耐盐性，一些科学家认为用盐水和其他方法处理的种子获得的耐盐性还能遗传给后代。

近年来，施肥与作物耐盐性关系的研究也是植物耐盐性研究的一个重要方面。

研究发现，通过施肥来改善作物营养，可以提高作物耐盐能力，减轻盐分对作物的毒害。

比如一些研究指出，通过对麦秆接种入分解纤维素的真菌，能增强其在耐盐地的适应性及生长、分支等。

耐盐作物的开发和盐土农业的发展引起国际学术界和各国政府的重视。

近年来，许多国家和地区都加快了对本地盐生植物资源的调研和研究，获得良好效果。

南美洲、墨西哥、智利、巴基斯坦、东非、澳大利亚等地，为了解决薪柴、饲料、粮油等问题以及促进生态平衡，种植耐盐植物如柽柳、海蓬子、滨藜属植物、白刺、牧豆树、红树等，都获得了较大的成功。

有研究指出，多年生草本植物可以让盐分通过根系流到地下水中，起到排盐效果。

如苜蓿、草木樨有着发达的深根系，有很好的排盐效
果。

在盐碱地种植一些聚盐的经济作物，通过采摘及收割，不仅可以降低土壤的含盐量，同时也可以改良土壤的物理性能。

2012年3月11日，澳大利亚阿德莱德大学格里汉姆领导的团队在《自然-生物技术》杂志上发表论文，宣布培育出一种抗盐小麦新品种，可以使盐地上的粮食产量提高最多可达25%。

近年来，盐雾（或盐风、盐尘）对植物生长发育的影响研究已有相关的报道，如荷兰科学家曾通过森林对大气中各种离子沉降的影响研究发现，越靠近林缘，盐离子沉降量越大，林缘是林中的5倍。

日本作为一个岛国，对于空气中盐分的研究报道相对较多，包括盐雾对不同海岸带树种的胁迫危害特性、空气中盐分的分布、对树木冠形的影响等。

一些学者以饱和NaCl溶液模拟盐雾胁迫对7种岩质海岸有关树种在盆栽和离体条件下的叶片和芽进行处理试验，结果表明，不同组织耐盐雾性强弱排序分别为成熟叶、嫩叶、芽，盆栽条件下叶片耐盐雾性强于离体状况，阔叶树类耐盐雾性强于针叶树类。

11个树种中，木荷、杜英、晚松、杨梅较耐盐雾胁迫，枫香抗性较弱。

他们认为，滨海区盐碱地应该设置乔木海防林带，以耐盐碱的浅根系树木为主，构成海堤防廊道，使其具有防风、防浪、抵抗强风暴的能力。

滨海绿地系统构建时应首先考虑设置防风林的建设，并在林缘处靠近海潮风来的方向采用耐盐碱性强的树种。

目前，国内外针对盐碱地的改良修复方法主要有物理改良、化学改良、生物改良等，这些方法各有利弊。

在众多的改良措施中，其关键是遵循水盐运动的规律，培肥地力，保持客土的长效，做好水的文章，合理灌溉，有效排水，减少径流，增加重力水，切断毛管水。

在土壤改良中目前多采用农、林、水综合治理措施。

水系方面多采用雨水冲淋，蓄水补水来淡化盐碱水。

植物方面，国内外在植物对盐碱地土壤的改良作用、耐盐品种选择、外部处理加强植物品种耐盐性、农作物的耐盐性等领域有广泛的研究。

气候方面研究数据较少，多为防风林的研究，如何解决盐雾对植物的伤害，还有待采取更合理的措施。

由各项研究及案例不难看出，
要生态持续地解决盐碱地问题需采取系统的综合的生态修复措施，包括：结构性修复措施（各因子的工程处理措施）和非结构性修复措施（相关的管理体系及政策法规），不仅要注重短期生态效果还要注重长期生态效益。

在治理盐碱地的各项技术措施中，生物措施被普遍认为是最为有效的改良途径。

全世界高等盐生植物约有5000~6000种，约占被子植物的。

发展耐盐植物及耐盐农业品种，不仅可以低成本改良土壤性质，同时能提高绿量，降低空气碳含量、并能降低后期淡水的灌溉使用量及养护成本，让植被生态环境可持续的发展。

目前，广泛筛选和深入挖掘优良耐盐种质，及采用分子生物学基因工程培育耐盐植物新品种等方面的研究，均得到广大研究者关注。

另一方面，淡水资源匮乏的滨海地区，要多采用节水滴灌和中水雨水利用等方式。

滴灌能够最有效的最节约地使用水资源让植物形成生境，能够开始自我进行生态修复。

中水雨水收集及利用不仅解决了水资源问题，而且也极大地降低了资金成本，使盐碱地修复做到低碳及可持续发展。

滨海盐碱地的生态修复与可持续发展涉及的专业知识是多方面，如水文学、农业科技、植物学、土壤学、景观学、管理学、规划学、生态学等。

要可持续地发展滨海盐碱地，必须利用多学科知识综合性的进行盐碱治理与生态修复及持续发展。

首先，要认识水盐运动规律，如利用3G技术、数据分析技术等全面量化的掌握盐碱情况。

其次，土壤改良方面，要节约资源及成本、多利用植被、雨水等长期进行生态改良。

生物恢复方面,要完善动植物品种、数量、结构多样化。

前期多采用乡土及耐盐碱性树种，降低成本及后期维护费用。

雨水及自然水系的管理方面，要进行合理水网规划、利用雨水及中水进行绿化灌溉及排盐。

绿地与景观格局，要生态化、可持续化、要有利于盐碱地生态修复。

同时，采用可持续的各项管理措施，实行技术与管理并举实施的模式，这样才能够彻底解决滨海盐碱地问题。

胜伟集团首创了“盐碱地产业生态综合体”模式，首先对盐碱地
进行保护性开发，进而在开发后的盐碱地上打造一、二、三产协同发展的盐碱地产业生态综合体，由此创造了巨大的生态、经济和社会效益。

1. 全机械化立体式波纹管排盐（井）网络体系
包括波管排盐技术，明沟排盐技术、明沟-暗管相结合的排水降盐技术等。

波管排盐施工实现全机械化作业，使用GPS定位系统及激光精平系统控制埋管深度及坡降比，无需开挖碱土即可一次性实现从开沟到埋管再到集料铺设，从而降低土壤含盐量，隔离并排出土壤中的可溶性盐。

2. 原土调理增肥降盐改碱模型
包括各类基于堆肥、有机肥和绿肥的有机废弃物资源化利用技术；以物理掺伴型结构调理制剂和化学物料优化配比的撒施型化学改良调理剂；研发出适合滴灌水肥一体化应用的液体改良调理剂。

通过原土调理肥改善土壤基本结构，进一步降低土壤含盐量，平衡土壤PH值，增加土壤有有机质含量。

3. 多层次植物吸盐控盐体系
包括吸盐植物土壤改良作用；抗、耐盐碱植物品种应用。

吸盐植物土壤改良技术：盐生植物生长过程中，可将土壤中的盐碱离子吸收于体内，成熟后将植物地上枝叶取走，即等于取走了一定量的盐分离子，这样可较大程度地降低土壤中的盐分离子浓度；耐盐碱植物选育，保证新优植物品种不断更新，将抗、耐盐碱植物品种推广与应用。

4. 全自动水肥一体化痕量滴灌技术体系
基于滴管、喷灌、痕灌、分根交替灌等灌溉方式的节水控盐技术，创建局部的淡化“水肥保蓄层”；基于微地形构造的耕作避盐节水技术，通过垄、沟等微地形引盐和躲盐已达到节水目标；基于生物/薄膜覆盖的蒸发抑制技术，减缓盐分的上行表聚，实现根区控盐节水。

5. 苦咸水自动膜分离及微咸水安全利用技术
咸水淡化灌溉洗盐技术，利用咸水淡化设备对盐碱区浅层地下咸水进行淡化，并用淡化后的水对植物进行灌溉洗盐；基于咸水-微咸水直灌或轮次灌溉的劣质水安全利用技术，保障区域水盐平衡及植物健
康增长；基于淡水-咸水交替灌溉的劣质水安全利用技术，控制根区水盐平衡。

6. 多尺度信息化与标准化管理控制体系
在盐碱地整理与利用的管理及工程施工中采用现代化的管理模式，运用信息技术对工程造价控制、采购、施工、资料、结算等进行科学管控，通过物联网时时监测，收集数据，建立标准、规范体系。