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崔勇等:盐碱地资源分析及利用研究展望

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点击次数:1475 更新时间:2023年04月14日09:02:32 打印此页 关闭

摘要: 我国高度重视盐碱地治理和农业高效利用。通过梳理分析现有盐碱地资源相关资料发现,我国盐碱耕地面积呈增长趋势,而优质可垦资源呈减少趋势,但盐碱地的数量、分布、质量等缺乏更加精准、全面的数据,底数不清问题突出。建议结合第三次全国土壤普查尽快摸清盐碱地“家底”,构建盐碱地资源合理利用长效机制,转变治理观念,推进以种适地,从而促进盐碱地有序开发和综合利用。


作者:胡炎, 杨帆, 杨宁, 贾伟, 崔勇,农业农村部耕地质量监测保护中心


      土壤盐碱化问题受到世界广泛关注。2021年世界土壤日的主题即为“防止土壤盐碱化,提高土壤生产力”,旨在鼓励社会加强土壤盐碱化防治、提升土壤管理意识,进而保护好生态系统,增进人类福祉。我国盐碱地面积大、分布广、类型多,加强盐碱地有序开发和综合利用,对保障国家粮食安全具有重要意义。本文梳理了现有盐碱地资源数据,分析了盐碱地变化趋势,提出了盐碱地治理及利用相关研究展望。

1.   盐碱地相关概念

      “盐碱地”这个概念在不同语境含义不同。在土壤学中,多称为盐碱土/盐渍土,即一系列受土体中盐碱成分作用的,包括盐土和碱土以及其他不同程度盐化和碱化的各种类型土壤的统称[1]。在土地利用分类中,盐碱地是指一级分类中“其他土地”的二级分类“盐碱地”(GB/T 21010—2017),属于未利用地范畴,定义为“表层盐碱聚集,生长天然耐盐植物的土地”,可通俗地理解为盐碱荒地。从农业利用和治理改良角度看,盐碱地一般是在盐碱土概念范畴上增加了土地利用类型,即盐碱地包括盐碱耕地、盐碱荒地以及土壤受盐碱影响的滩涂和草地等。

2.   我国盐碱地资源数量

      盐碱地是气候条件、地形地貌、人为活动等因素共同作用的结果,主要分布在我国北方干旱半干旱区以及滨海地区。当前关于我国盐碱地资源的数据来源包括土壤普查、统计调查、科学研究等多个途径,概念含义不同,统计口径不一,数据结果差异大。总体看,全国第二次土壤普查盐碱地数据仍是当前最全面、最具参考性的数据,但时效性差的问题亦十分突出。现阶段我国盐碱地面积、分布、类型以及盐碱化程度等情况有待进一步查清。


2.1   盐碱地测算数据

      上世纪九十年代初,王遵亲等[1]利用“中国土壤盐渍分区图”和“中国盐渍土地资源分布图”测算出,我国拥有各种类型的盐渍土9.91 × 107 hm2,包括现代(活性)盐渍化土壤约3.69 × 107 hm2,残余盐渍化土壤约4.49 × 107 hm2,潜在盐渍化土壤约1.73 × 107 hm2。其中,残余盐渍化土壤包括残余盐土和绝大部分含水溶性盐类的各种漠境土壤,如石膏盐盘棕漠土、盐化灰漠土等,主要分布在干旱和漠境生物气候的山前倾斜平原、古老河(湖)成阶地等高亢地形上,这些土壤由于地形变化等原因,积盐过程终止,但由于气候干旱,过去累积的盐难以被淋洗而残存着。潜在盐渍化土壤主要包括一旦发展灌溉,由于采取的水利措施不当,导致地下水位上升,而有可能发生次生盐渍化的各种土壤及一些心底土体中存在积盐层的土壤,包括底层盐化淡栗钙土、淡灰钙土等。换言之,上述盐碱地测算数据代表了过去形成的、正处于土壤盐碱化过程的以及可能形成的盐碱地,几乎可以称作我国盐碱地面积的极限潜在值。


      上述盐碱地测算数据也是许多文献经常引用的过去联合国科教文组织和粮农组织对我国盐碱土面积的不完全统计值,与之对应的是全球盐碱土面积9.54 × 108 hm2 [2-3]。2021年10月21日,联合国粮农组织发布了世界盐碱土壤分布图,据最新估计,全球盐碱土壤面积逾8.33 × 108 hm2,约占地球面积的8.7%,其中大多分布在非洲、亚洲和拉丁美洲的自然干旱或半干旱地带。不过上述数据同样为不完全统计值,包括我国在内的许多区域数据仍然空缺。


2.2   全国第二次土壤普查数据

      1979年,我国启动了全国第二次土壤普查,对当时我国土壤的面积、分布和类型做了较为详细的调查。据《中国土壤普查数据》[4]显示,全国第二次土壤普查时,我国有广义盐碱土3.51 × 107 hm2,其中耕地型5.79 × 106 hm2、非耕地型2.93 × 107 hm2。按土壤发生分类,列入盐碱土纲的狭义盐碱土共计1.70 × 107 hm2,包括草甸盐土(盐土)、滨海盐土、酸性硫酸盐土、漠境盐土、寒境盐土等5个盐土土类和碱土这1个碱土土类,其中耕地型占2.75%、非耕地型占97.25%。另外,盐碱化程度未达到列入盐碱土纲要求、仍分属于其它土纲的盐化、碱化土壤还有1.81 × 107 hm2,其中耕地型占29.48%、非耕地型占70.52%。根据第二、三、四、五次全国荒漠化和沙化状况公报显示,我国盐碱化土地面积分别为1.73 × 107、1.74 × 107、1.73 × 107和1.72 × 107 hm2,面积与全国第二次土壤普查狭义盐碱土面积相近[5-8]。


      基于全国第二次土壤普查数据和典型盐碱区域调查,“盐碱地农业高效利用配套技术模式研究与示范”公益性行业(农业)科研专项(2009 ~ 2013年)相关研究结果显示,我国目前拥有各类可利用盐碱地资源约3.67 × 107 hm2,其中具有较好农业开发价值、近期具备农业改良利用潜力的盐碱地面积为6.67 × 106 hm2,其中东北盐碱区2.00 × 106 hm2、西北盐碱区2.00 × 106 hm2、中北部盐碱区1.00 × 106 hm2、滨海盐碱区11.00 × 106 hm2、华北盐碱区6.67 × 105 hm2 [9]。


2.3   我国盐碱地调查数据

      2011年,原农业部在18个省(自治区、直辖市)开展了盐碱地治理调查,结果显示我国可利用盐碱地总面积仅为1.99 × 107 hm2,其中耕地7.60 × 106 hm2、非耕地1.23 × 107 hm2 [10]。第二次全国土地调查结果显示,2009年我国盐碱地(土地利用类型为未利用地)面积约为1.21 × 107 hm2 [10]。据第三次全国国土调查,截至2019年底,我国盐碱地(土地利用类型为未利用地)面积约为7.67 × 106 hm2 [11]。

3.   盐碱地变化趋势分析

      自全国第二次土壤普查以来,影响盐碱地的各种因素发生了显著变化。特别是受开荒垦殖、撂荒弃耕、农田建设、技术应用、城市扩张等人类活动影响,我国盐碱地的面积、分布、利用等情况也发生了显著变化。通过梳理不同来源的盐碱地数据可以发现,虽然缺乏全面的同一口径数据作对比,难以准确研判不同区域盐碱地变化具体情况,但总体看,我国盐碱耕地面积呈增长趋势,而盐碱地优质可垦资源呈减少趋势。


3.1   盐碱耕地面积不断增长

      土壤盐碱化是影响耕地产能的重要障碍因子,会抑制作物生长、降低肥料利用率,严重时甚至导致耕地抛荒[12-13]。通过比较全国第二次土壤普查数据和2011年调查数可以发现,30来年我国盐碱耕地面积从5.79 × 106 hm2增加到了7.60 × 106 hm2,呈增长趋势。盐碱耕地面积的增长,一方面是因为部分新垦耕地为盐碱地,另一方面则是因为不合理的水肥管理导致的土壤次生盐渍化问题。而随着新技术的推广和耕作方式的改变,我国耕地土壤盐碱化也出现了一些新问题、新形式。


      新疆是我国盐碱地主要分布区,近几十年来全疆累计开垦盐碱荒地超过3.40 × 106 hm2,许多土地开荒后不久就因土壤盐碱化加剧无法种植作物而弃耕,但仍有50% ~ 60%的盐碱荒地开垦后成为盐碱耕地并持续耕作[14]。根据2006年和2013年新疆灌区盐碱地遥感调查,2013年新疆盐碱化耕地面积为2.33 × 106 hm2,较2006年增加了7.10 × 105 hm2 [15-16]。自2000年左右开始,以膜下滴灌技术为代表的节水灌溉技术在新疆等地快速推广应用。截至2017年年底,新疆累积发展高效节水灌溉面积2.39 × 106 hm2,占本区总灌溉面积的48.6%,而该比例则在2018年年底进一步上升到56.66%[17-18]。膜下滴灌技术在节约水资源、提升作物产量、增加西北耕地面积的同时,也带来了新的土壤次生盐渍化风险[15]。该技术改变了传统大水漫灌条件下农田的水盐运动方式,少量多次的灌水将盐淋洗出了作物根系范围使得作物能正常生长,但没能将盐淋洗出土体,导致整个区域范围内的盐在缓慢但持续地积累,造成土壤次生盐渍化。据孟超然等[19]通过长期监测新疆建设兵团147团耕地土壤盐分发现,滴灌年限为3年、6年、9年和12年时,研究区土壤耕层盐分含量先降低4.2%,而后升高5.8%、21.1%和53.7%。


      设施(保护地)栽培是在人工保护设施所形成的小气候条件下进行的植物栽培,环境封闭、种植强度高、大肥大水现象突出,容易导致土壤板结、次生盐渍化、养分失衡等诸多问题[20]。设施栽培土壤次生盐渍化是伴随着新的栽培方式出现的一种新的土壤盐碱现象,已成为限制设施农业发展的主要障碍因子之一。山东是我国重要蔬菜生产基地及设施栽培优势区,2019年全省蔬菜产量占全国比重的11.35%[21],设施栽培面积占全国的15.46%[20]。据原山东省土壤肥料总站的调研结果,山东省约39.73%的设施蔬菜地出现不同程度的土壤次生盐渍化现象,随着设施栽培年限的增长土壤含盐量呈逐年累积趋势[22]。


3.2   盐碱地可垦资源逐步减少

      随着持续的开发和利用,盐碱地可垦资源是逐渐减少的,尤其是优质可垦资源。比较两次全国国土调查数据发现,10年间,从土地利用类型角度,我国可开垦盐碱地的面积从1.21 × 107 hm2减少到了7.67 × 106 hm2,呈减少趋势。


      盐碱地可垦资源量主要取决于区域内水土资源及其匹配程度。当前我国盐碱地主要分布的四个区域盐碱地可开垦情况基本可总结为西北内陆“有地无水”,黄淮海平原“无地可开”,东北松嫩平原和滨海地区“资源趋紧”。从土地资源看,除了滨海地区盐碱滩涂每年仍以一定速度增长之外[23],其余地区的盐碱地可垦资源几乎是不可再生的,黄淮海平原盐碱地甚至已基本开垦为耕地、仅有少量零星分布[10, 24]。土壤盐碱化是一种障碍因子,在其他水热光等自然条件相同的情况下,盐碱土相对于其他土壤开垦价值更低。换言之,因为土壤次生盐渍化而成为盐碱地的,并不是真正的可垦资源增量。从水资源看,以新疆为代表的西北地区水资源已处于过度开发状态[25-26],其盐碱地开垦的主要限制因子是水而非土,从“以水定地”角度看,现阶段技术条件下,如果降水量不发生巨大的变化或者实施大规模引水调水工程,新疆盐碱地可垦资源已几乎竭尽。而东北松嫩平原西部和滨海地区水资源相对较丰富,盐碱地可开垦潜力较大[27]。但是随着人们对生态安全越来越重视,过去被认为可垦的后备土地资源,如沼泽、滩涂等,不再作为耕地后备资源。按照第三次全国国土调查的新分类标准,许多滨海盐碱滩涂、东北松嫩平原盐碱沼泽被归类为“湿地”,纳入生态红线保护范围[10]。


      盐碱地可垦资源不仅缺乏增量,而且存量不断减少。自20世纪80年代以来,随着各项建设占用大量耕地,国家启动了耕地“占补平衡”工作,土地利用类型为“未利用地”的盐碱地可进行开垦并用于补充耕地。随着可垦土地资源越来越少[28],耕地占补平衡越来越难,补充耕地指标交易价格越来越高,盐碱未利用地的开发受到地方政府和社会资本的高度重视。据我国耕地占补平衡制度有关规定,新开垦的耕地经有关部门验收合格后,可以作为建设用地占补平衡补充耕地指标,在省域范围内调剂。按照《国务院办公厅关于印发跨省域补充耕地国家统筹管理办法和城乡建设用地增减挂钩节余指标跨省调剂管理办法的通知》,跨省交易指标的基准价为每亩10万元,其中水田每亩20万元。由于指标交易采取竞价方式,补充耕地指标交易价格往往高于上述标准。“南京市2020年第一批补充耕地指标挂牌交易公告”显示,该批交易底价为水田每亩31万元,非水田每亩26万元[29]。补充耕地指标交易为盐碱地开垦为耕地提供了巨大的动力和有力的资金支持,江苏、山东、内蒙古、吉林等地逐步汇聚了地方政策、社会资本和科研力量,形成一股自下而上推动盐碱地治理的力量。虽然近10年国家未针对盐碱地开垦实施大工程、大项目,但是通过占补平衡项目等开垦利用的盐碱地数量也达到了一定规模,是土地利用分类中“盐碱地”地类向“耕地”地类转换的重要途径。


4.   盐碱地治理与利用研究展望

      盐碱地作为重要的土地资源,在补充耕地数量、保障重要农产品生产等方面发挥了积极作用。但随着优质可垦资源逐渐减少,生态制约加剧,盐碱地开垦难度和投入逐渐增加,开垦盐碱地的经济效益降低,生态风险升高,通过大规模开垦盐碱地增加耕地进而增加农产品产量的路径已难以为继。相比较而言,防治耕地盐碱化的需求更加紧迫,可行性更强、性价比更高。


4.1   摸清盐碱地“家底”,加强耕地盐碱化预判预警

      底数不清仍然是当前盐碱地治理研究面临的最大问题,全国第二次土壤普查距今已过去40余年,经济社会飞速发展、科学技术不断进步,盐碱地的分布、类型、数量等均发生变化。但现在许多研究、决策仍然是参照全国第二次土壤普查关于盐碱地的相关数据[9]。例如全国第二次土壤普查时期浙江省盐碱地面积为3.98 × 105 hm2,其中耕地7.22 × 104 hm2 [4],而据2011年调查数据盐碱地面积仅约9.00 × 104 hm2,其中耕地7.39 × 104 hm2 [30]。底数不清,一方面严重影响了对盐碱地开垦利用潜力的决策判断,特别是占补平衡指标交易带来的巨大收益,使得社会普遍高估了盐碱地农业利用价值和开发利用潜力,忽视了盐碱地在生态环境保护中的重要意义。另一方面,耕地土壤盐碱化趋势加重停留在定性认识,定量监测和研究不足,当前耕地土壤盐碱化程度如何、准确分布地块和面积、对耕地产能的影响以及改造提升增产潜力等都缺乏科学数据支撑。2022年1月国务院印发通知启动了第三次全国土壤普查,主要针对全国耕地、园地、林地、草地等农用地和部分未利用地的土壤,也包含盐碱地。为此,应抓住机会尽快摸清全国盐碱地底数,建立完善盐碱地长期监测评价体系,重点加强灌溉、栽培方式、施肥等人为因素和气候变化、极端天气等自然因素对耕地土壤次生盐渍化的影响监测,研究建立风险评估和预判预警方法体系,为盐碱化防治提供科学依据,促进耕地可持续利用和盐碱地资源的科学开发利用。


4.2   加强盐碱地系统管理,探索构建长效机制

      虽然《农田水利条例》、《土壤污染防治行动计划》等法律法规以及《关于加强盐碱地治理的指导意见》、《全国土地利用总体规划纲要(2006 ~ 2020年)》等政策文件均对盐碱地治理提供了一定的指导与支持,但目前国家层面尚无关于盐碱地开发利用的总体规划,盐碱地开发治理缺乏系统管理,垦后利用缺乏管护,零散分布的开垦项目烂尾、已经治理的盐碱地返盐返碱等现象并不少见,开荒与撂荒并存。建议在摸清盐碱地底数的前提下,按照因地制宜、目标导向的原则,对盐碱地进行建档立案、分类管理。针对耕地土壤盐碱化问题,加强排灌设施等农田基础设施建设,开展土壤改良、优化水肥管理,推进耕地质量提升。对具备农业开发利用价值的盐碱地,应科学评估开发成本、利用方式、环境风险、综合收益,“宜农则农、宜草则草、宜牧则牧、宜渔则渔、宜林则林”,实现盐碱地综合利用。对主要担负生态功能的盐碱地,应以恢复和改善自然生态为主,维持湿地、湖泊、草地等,发挥涵养水源、调节小气候、防风固土、保持生物多样性等作用。


4.3   创新盐碱地多元化利用方式,提升产出效益

      治理技术和利用方式不改变的情况下,随着盐碱地优质可垦资源的逐渐减少,开垦盐碱地的边际效益逐渐下降,如何提高盐碱地开发利用效益一直是盐碱地研究的重点之一。盐碱地不仅仅是一种土地资源,同时其下埋藏的微咸水以及其上生长的耐盐碱植物等也都是可利用资源[3]。以色列、美国、日本、意大利等国家研究利用微咸水的历史已经超过50年,例如以色列采用先进的计算机系统,将微咸水的利用与节水灌溉技术结合起来,成功实现微咸水在农林业灌溉上的应用[31]。我国的河北、新疆等微咸水资源丰富的地区也开展了大量利用微咸水灌溉玉米、小麦、棉花等作物的研究[32-33]。社会熟知的“海水稻”,本质上就是耐盐碱水稻,即具有一定耐盐碱能力的水稻能够在一定盐度的土和水中生长成熟,近年来相关研究也取得有效进展[34]。另一个典型例子是微咸水养殖南美白对虾[35],在我国内蒙古、天津、河北等地都有成功经验。此外,近年来关于利用耐盐碱植物进行盐碱地治理和生态环境修复、开发盐生经济植物、培育筛选耐盐碱牧草作物品种等研究实践也取得了一定进展[36-37],但真正具有广泛推广价值的耐盐碱作物及品种仍然缺乏。建议加强盐碱地及相关资源利用方式创新,继续加强微咸水安全有效利用、盐生经济植物挖掘培育等研究,拓展可利用资源范围,探索新型农业的可持续发展路径。重点加强重要农产品耐盐碱作物品种的选育,加大现有盐碱地适宜作物及品种的推广力度,推进以种适地,提升盐碱耕地产能。

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