第 1 章 绪 论
1.1 研究背景
中国土地盐碱化危害严重,盐碱地面积在世界各国位居第三,可谓盐碱地大国。中国西北、东北、华北及滨海地区共 17 个省区都存在盐碱地,盐碱地总面积(包括盐碱荒地和影响耕地的盐碱地)超过 5 亿亩,其中具有农业发展潜力的盐碱地占耕地总面积 10%以上[1].土地盐碱化是土地荒漠化的主要类型之一。
2011 年 1 月国家林业局发布《中国荒漠化和沙化状况公报》,公报显示:“截止2011 年 1 月,中国荒漠化土地面积 262.37 万平方公里,占全国土地面积的 22%,并且每年还在以 5%的速度不断增加。每年因为土地荒漠化对中国生态环境造成的经济损失超过 500 亿元。在土地荒漠化中盐碱地面积占 28.9%,共 75 万平方公里,遍及中国 17 个省、市、自治区。与此同时,中国人口还在以年均 0.57%的速度增长[2].”土地荒漠化和盐碱化的不断加剧使我国人多地少的矛盾更加突出。
为寻求经济社会持续稳定发展目标的不断实现,为解决人口、资源、环境制约问题,对重要的土地后备资源--盐碱化土地进行治理、开发和利用,受到了人们的普遍关注。2008 年,中国公布了《全国土地利用总体规划纲要》,提出:“在生态环境不被破坏的前提下,要优先开发缓坡丘陵地、荒草地、盐碱地、裸土地等未利用的土地和废弃地”“综合运用农业、水利、生物和化学措施,集中连片改良治理盐碱化土地[3]”.现阶段中国经济和社会的发展已进入新时期,盐碱地的治理和改良对于补充耕地资源、改善生态环境、缓解土地供需矛盾具有非常重要的意义,可以说是从战略高度上对国家粮食安全进行保障的重大举措。
目前,全国各地区对盐碱地的综合治理与开发取得了一定的成效。2011 年,农业部对全国 18 个省(自治区、直辖市)开展了盐碱地利用调查,调查数据显示,2000-2010 年十年间,调查区的盐碱地治理面积累计达 4696.81 万亩,治理投入累计为511.05亿元,亩均投入累计约1088.07元,亩均新增粮食生产能力达216.58公斤,新增粮食生产能力达 1017.24 万吨[4].
由于特殊的地理环境,辽宁省滨海地区存在着大面积的盐碱地,如离入海口近的盘锦市、营口市,历史上就属于重盐碱土壤地区,大连市的瓦房店、普兰店以及庄河地区濒临黄渤海,也有大面积的盐碱地,其土壤是典型的滨海盐渍土,即整个土体盐分含量高,且盐分组成以氯化物为主。据调查,2015 年辽宁省有盐碱地 1500 多万亩,其中 50%的盐碱地尚未被开发、利用[5].近几年,连续干旱的气候条件导致辽宁省滨海地区盐碱地稻田表土层积盐非常严重,水稻产量受到影响。营口市和盘锦市的水稻育种单位和农户采用了中国农大研制推广的抗旱抗盐种稻新技术,有效地抑制了盐碱危害,从而在大旱之年实现了水稻丰产丰收。
实践证明,盐碱地改良技术不仅能脱盐降碱、改善水质,还能提高盐碱地土壤渗透性能,进而消除土壤板结积盐现象。除此之外,利用新技术在盐碱地种植树木、绿化环境、修建道路与景观等,都是利用盐碱地的良策。但是,辽宁省的盐碱地利用存在着利用并不充分、经济效益低、面积不断扩大、农林牧矛盾突出、被利用的盐碱地还存在一定程度的退化、不能可持续发展等问题。本文对辽宁省盐碱地的利用情况进行了调查研究,对其存在的问题进行分析,并有针对性地提出了解决的方案,以期对辽宁省盐碱地的合理利用提出一些可资借鉴的建议。
1.2 研究目的与意义
1.2.1 研究目的
随着科学技术的日益发展,盐碱地不再是不毛之地,而是重要的土地资源,合理的开发利用盐碱地与保护盐碱地环境不被破坏对于我国非常重要。本文在总结国内外专家学者对盐碱地利用的研究成果基础上,对辽宁省盐碱地的分布与形成原因进行了分析,并且对辽宁省盐碱地的利用现状进行了调研与阐述,从中发现了辽宁省盐碱地利用存在的问题,并针对这些问题提出了切实可行的对策建议。
研究的目的是,本文的研究提出辽宁省土壤盐碱化涉及到多方面的影响因素,辽宁省盐碱地的利用需要采用综合治理技术与方法,应该因地制宜,结合当地的自然条件与经济条件,对盐碱地进行统筹规划、综合治理。研究的目的是防止盐碱地被盲目开发与利用,进而造成次生盐碱化,对环境形成污染与破坏。
1.2.2 研究意义
土地盐碱化是我国面临的一个重要的环境问题,在人口不断增长和耕地面积逐渐减少的情况下,开发治理盐碱地具有重要意义。针对目前盐碱地利用与开发过程中存在着的盲目、滥用科技、生态退化等问题,本文研究了相应的对策建议,对于合理开发利用辽宁省盐碱地具有一定的实践意义。
1.3 国内外研究现状
土地盐碱化是全球面临的一个世界性问题,因此开发利用盐碱地是全世界都关注的热点问题。目前,在国内外专家学者的努力下,土壤盐碱化的原因已基本查明,但是对于治理方法的研究还不统一,大多数治理方法都有其局限性和副作用。
1.3.1 国外研究现状
20 世纪初,国外的专家学者开始对盐碱地的开发治理进行研究,主要是初步研究了盐碱地的地理分布、形成过程与原因等。在二十世纪三四十年代,苏联学者提出采用人工排水的方式来防治土壤次生盐碱化。以 B.A.萨乌缅为代表的学者提出控制用水和草田轮作应作为防治的主要措施。而以 B.A.科夫达为代表的学者则认为修建排水网是防治的主要手段[6].于是世界各国进行了大规模的修建各级排灌沟渠工程,利用修建的明沟、暗管、竖井等进行排灌,巴基斯坦的管井排水措施和美国的防渗与排水措施都是比较成功的工程[7].但是这种治理办法在容易发生土壤盐渍化的干旱半干旱地区是不现实的也是不经济的,因为在这些地区可以利用的灌溉水也大多为咸化水,根本无法对盐碱地进行冲洗降盐。因此,A.J.Peck 提出在澳大利亚用恢复和建立植被的方法来控制土壤的水盐平衡,因为植被可以直接影响土壤的盐分积聚,最重要的是植物的耗水量常超过裸露地的蒸发量,植被的种植可以使整个地区的水位降低[8].以色列科学家 Hugo BoyKo 在《Salinity andAridity》(1966 年)一书中提出,可以利用咸水灌溉作物或种植耐盐植物来解决土地盐碱化问题。1976年,USF(the United States Science Foundation)的成员:Lewis Mayfield,James Aller and OskerIaborsky 共同提出 Biosaline 的概念,即利用生物措施来治理盐碱地。以色列、美国、苏联成立了 Biosaline 研究机构,开始进行微盐水灌溉、植物耐盐机理、盐生植物的利用等方面的研究[9].
实践证明,改良盐碱地,生物措施比工程措施更为经济有效。A.H.罗赞诺夫(1939)主张对盐碱化问题应根据每个地区的自然条件和经营管理条件采取综合改良措施,包括经营管理措施、农业技术措施和水利工程措施。Singh 等指出在印度半干旱灌溉区,盐碱地的灌排技术需要合适的地下水管理做保障,如增加地下水抽取、水价格政策变化、减少水稻种植面积和阻止地下水位进一步上升[10].目前,各国也都趋向于采取综合改良措施。第一届国际盐渍化论坛于 2005 年在美国加利福尼亚州召开,第二届国际盐渍化论坛于 2008 年在澳大利亚阿德莱德召开。
来自世界各国的土壤灌溉、盐渍化、水资源管理、水利工程、政策经济等方面的专家学者参加了会议,大会议题主要集中水资源利用和气候变化对土壤盐渍化的重叠影响,还涉及了应对水资源咸化的新技术与方法的讨论[11].2010 年,全球盐渍化与气候变化论坛召开,组织者包括联合国粮食与农业组织、世界土壤学联合会盐渍土工作组和西班牙瓦伦西亚大学。此次论坛从多学科的视角,研究了盐渍化与气候变化的相关问题,并呼吁各领域的专家共同应对这一问题[12].
综上所述,国外关于盐碱地利用的研究在几个方面取得了很大进展:包括大型灌区土壤次生盐渍化的预报与防治、土壤的休养生息、节约用水、土壤耕作与施肥、高矿化水应用、利用土壤改良剂以及选育耐盐品种、提高作物抗盐力、合适的经济政策、提高管理水平作为保障等。
1.3.2 国内研究现状
在中国,从建国初期就有学者对盐碱地进行了研究。如陈恩凤、王春裕等研究了土壤盐碱的存在状态以及相应的植被演替;杨国荣等(1986)、李建东等(1997)、郑慧莹等(1986)、裘善文等(2005)研究了盐碱化草地类型、成因及其治理、保护措施;陈建军等(2003)、李晓燕等(2005)、包春红等(2007)运用遥感和地理信息系统技术,对盐碱地动态变化和监测进行研究。
第一,盐碱地治理工程技术的研究成果
目前,中国盐碱地治理技术可以分为两种类型不同的技术:在干旱半干旱气候带采用的技术和在半湿润半干旱气候带采用的技术。干旱半干旱气候带存在着淡水资源缺乏、地下水咸化、地下水位高等问题,盐碱地治理技术的研发主要方向是节约淡水资源、利用地下咸水资源以及开发耐盐植物。如何雨江等(2010)研究在新疆试验棉花微咸水膜下滴灌技术;杨建国等(2010)、王诗景等(2010)研究在黄河上中游宁夏地区引黄灌区试验井水与引黄渠水不同比例(咸水与淡水混合)灌溉的淋盐效果;杨树青等(2010)研究咸淡水轮灌对内蒙河套灌区地下水位、矿化度及根层盐分含量的影响;孔清华(2010)研究地下滴灌和地表滴灌技术在耗水量、产量与水分利用效率的对比试验。半湿润半干旱气候区降雨季节分布不均,春旱、夏涝的情况多见,同时地下水咸化、高地下水位。盐碱地治理技术的研发主要方向是在春季利用地下咸水和海冰水进行灌溉。如郭凯(2010)对冬季咸水结冰灌溉与春季融水入渗相结合的地膜覆盖技术影响土壤盐分变化、出苗率和产量进行研究;武雪萍等(2010)张国明等(2010)在河北黄骅市中捷农场盐碱地进行试验,研究在作物春季干旱期利用海冰水进行灌溉,同时结合排水措施进行洗盐和排盐的效果。在半湿润半干旱的滨海盐碱区,利用丰富的水资源,已经建成一些水利工程措施,如淡水养鱼、海水养鱼、蓄淡压盐等。
第二,盐碱地治理生物技术的研究成果
盐生植物资源方面,赵可夫、范海等(2005)系统研究了中国盐生植物资源;山东省德州农业科学研究所开发了一种转基因耐盐冬小麦新品种;中国首家盐生植物园在山东省东营市建立,可以在此对盐生植物耐盐性与盐生植物利用进行多方面的研究。相继地,耐盐小麦、玉米、棉花等新品种都已经研究成功。研究相对滞后的耐盐水稻新品种在山东东营试验成功[13].目前,可以在滨海盐碱地种植的盐生植物除了以上作物以外还有:锦葵[14]、北美海蓬子、碱蓬以及菊芋[15].
第三,盐碱地可持续利用的研究成果
李贻学等(2003)从定性的角度提出,保障盐碱地利用技术可持续性的措施包括水利、规划、政策法规,并强调这些保障措施的重要性。周洪华等(2008)运用定性和定量相结合的方法,提出维系干旱区盐碱地可持续利用的地下水合理临界深度。李彬等(2005)对盐碱地资源开发利用的基本原则进行了讨论,并分析了盐碱地可持续开发面临的问题,如认识不足、无序开发、缺乏统一规划以及粗放经营等,并提出了相应的对策建议。李宽意等(2002)研究了低洼盐碱地改良存在的水污染、地下水资源利用率低、次生盐渍化、土壤养分失衡等问题,提出了优化生态环境、调整产业结构、健全服务体系等解决方案。上述研究表明,光靠实验室培育的作物或工程技术等手段治理盐碱地是不够的,要防止新技术、1手段,只有这样才能从根本上实现对盐碱地的合理利用。
国内外对盐碱地利用的研究成果表明,随着人们对盐碱地利用研究的深入,人们越来越认识到,盐碱地的改良是一项重大的系统工程,是需要经济和科技支撑的,要彻底根治盐碱化是不实际的并且很困难,在常年的生产实践中,人们体会到要根治土壤盐碱化,就不能只采取任何单项的技术措施,必须考虑各方面的影响因素,遵循因地制宜和综合治理的原则。
1.4 研究内容与框架
研究内容:本论文从盐碱地利用的研究背景、研究目的和研究意义入手,了解当前国内外盐碱地利用现状及趋势,分析中国的国情,根据辽宁省的具体情况,通过调查,进一步分析辽宁省在对盐碱地的利用上采取了哪些有效措施。通过分析发现其中还存在哪些需要进一步解决的问题并提出对策建议,从而更加深刻的认识到盐碱地资源是一种可持续发展的重要资源,有效利用盐碱地具有非常重要的意义。
论文框架:
第一章是绪论。对论文的研究背景、意义与目的、内容与框架、方法及创新点等进行了论述,并对国内外的相关研究进行了述评。
第二章是相关概念与理论基础。对盐碱地、盐碱地利用进行了概念界定,并对论文的理论基础--可持续发展理论与农业技术推广理论进行了阐述。
第三章是辽宁省盐碱地利用现状分析。从分布、成因、利用效果、技术措施以及“渤海粮仓”辽宁项目这几个方面对辽宁省盐碱地利用现状进行了分析。
第四章是辽宁省盐碱地利用存在问题与原因分析。阐述了辽宁省盐碱地可持续利用观念尚不统一、资金投入不足融资渠道单一、忽视可持续发展不重视生态效益、盐碱地可持续利用技术推广难度大、盐碱地资源利用效率低结构不合理五个存在的问题,并对原因进行了分析。
第五章是辽宁省盐碱地利用对策建议。提出了培养可持续利用的观念、 科学制定盐碱地的治理规划、加强政策与资金的保障、继续加大生态治理力度、有力开展农业技术推广工作、大力开发配套技术及应用模式六项改进措施。
第六章是结论与展望。
1.5 研究方法与技术路线
1、文献法:本文中的部分资料来自图书、政府文件、互联网和学术期刊。到图书馆、中国知网数据库查找有关盐碱地利用的相关书面文献和视听文献,拓展个人视野,以便深入剖析盐碱地利用的相关问题。
2、实地考察法:根据自己的知识、经验和目的,深入调查,获得辽宁省盐碱地利用的相关资料和数据。
3、定性分析法:对辽宁省盐碱地利用进行“质”的方面的分析,认清存在的问题,分析成因,提出能够解决问题的对策建议。技术路线图如下:
1.6 主要创新点
创新点之一:概念的创新。本文将盐碱地利用与盐碱地改良等概念区分开来,认为盐碱地改良的效果往往不佳,直接利用盐碱地进行相应植物的栽培是对盐碱地资源的最好开发。
创新点之二:研究区域的创新。本文研究辽宁省盐碱地的利用,这个领域迄今无人涉及。本文提出的对辽宁省盐碱地利用问题的解决对策具有针对性。