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第三章第三章 土壤恢复生态工程土壤恢复生态工程 1 应用生态学、生态经济学与系统科学基本原理，采用生态 工程方法，吸收现代科学技术成就与传统农业中的精华，建 成的以恢复土壤结构和功能为中心的生产工艺体系，以实现 防治土壤侵蚀和改良各种低产田，建设高效、稳定、持续发 展的土壤生态系统的目的。 土壤恢复生态工程 2 第一节 土壤生态系统退化及恢复 3 土 壤 生 态 系 统 基 本 特 点 土壤生态系统是多层次结构的复合生态系统 水平结构 垂直结构 第一层是生物群体层，它是植物进行光合作用的主要场所，所占 空间的高度依植物种类而异； 第二层是生物地被层，包括地面的生物群体及植物根系所及的土 层，其中土壤动物和土壤微生物丰富，生物物质的累积、分解、 转化、矿质元素的淋溶、淀积以及水分蒸发蒸腾的活跃场所； 第三层是土壤底层和岩石风化层，生物有机体少，是土壤矿质养 分元素与水分补给的基地。 4 土 壤 生 态 系 统 基 本 特 点 土壤生态系统是多层次结构的复合生态系统 水平结构 均匀分布： 簇生分布： 随机分布： 生物种群的分布是均匀的，在二维空间上各占有一定的面积； 生物种群在空间上间断地成群分布； 土壤生态系统中多数生物种的分布都呈随机分布。 5 土壤生态系统是一个动态开放系统 土 壤 生 态 系 统 基 本 特 点 土壤生态系统为物质流和能量流所贯穿，是个开放系统，通过 内部以及与外部物质能量的交换，表现出动态演替过程 。 天然演替过程 人为控制演替过程 一种自调节、自修复、自维持、自发展的过程。 在人类定向干预下进行的，人类活动参与了系统中物质与能量的 交换，是在人类干预和不同程度管理下产生的人工生态系统 6 土 壤 生 态 系 统 基 本 特 点 土壤生态系统是自然过程最活跃的场所 土壤生态系统位于岩石圈、大气圈、水圈和生物圈的交界层 ，是物质三态的复合界面，构成了一个完整的生物与其环境无 法分离的生态系统。自然界中四大基本循环大气循环、地 质循环、水分循环、生物循环都在此不同程度地表现，各种循 环的各个环节都表现为物质的迁移、能量的转换，构成该系统 与外界的联系以及自身的发展，维持系统的动态平衡。 7 土 壤 生 态 系 统 基 本 特 点 土壤生态系统是人类活动最激烈的场所 土壤生态系统是一种人工干预最多的生态系统，它与人类的 生产活动息息相关。 直接影响 间接影响 天然植被的破坏、土壤的耕种、灌溉、排水、化肥和有机 肥的施用，病、虫、草的化学防治等作用； 与工业的发展、大气和水污染、人为气候变化与流域治理等 有关。 8 土 壤 生 态 系 统 基 本 特 点 9 土 壤 生 态 系 统 退 化 类 型 土壤退化包括一切导致土壤生产力下降和土壤其他功能与属性 衰退的现象与过程，如土壤侵蚀、土壤机械压实与地表结壳、土壤 酸化、土壤有机质含量降低、土壤肥力衰竭、土壤生物退化以及土 壤污染等。 esser 土壤侵蚀即土壤结构物质的损失； 土壤衰竭即土壤中营养元素的消耗； 外来物质积聚即各种外来有害成分在土壤中的积累与固定； 土壤板结即土壤物理结构破坏，容重增加。 10 土 壤 生 态 系 统 退 化 类 型 国际土壤信息参比 中心(isric) 土壤水蚀 土壤风蚀 土壤化学性质恶化 土壤物理性质恶化 土壤生物活动退化。 中国科学院 土壤侵蚀 荒漠化 土壤盐渍化 土壤污染 土壤性质恶化 土壤非农占用。 11 我 国 土 壤 生 态 系 统 退化情况 土壤侵蚀(soil erosion)： 土壤侵蚀是指土壤或成土母质在外力（水、风）作用下被破坏剥 蚀、搬运和沉积的过程。通常分为水力侵蚀、重力侵蚀、冻融侵蚀和 风力侵蚀等。土壤侵蚀会造成土壤肥力的下降和生态环境的恶化。 20世纪50年代，中国土壤侵蚀的总面积为1.5l08hm2，而现在已增 长到1.7108hm2，约占全国土地面积的1/60。其中，13的耕地受到 不同程度的侵蚀面积达4.54l07hm2。 12 我 国 土 壤 生 态 系 统 退化情况 土壤侵蚀(soil erosion)： 黄河流域是全国最严重的土壤侵蚀地区，占该地区面积为 67%的土地，大约4.3l07hm2遭侵蚀。 第二个土壤侵蚀严重的地区为中国南方红色土壤丘陵地区 ，水土流失率在20世纪80年代已达38%76%。 第三个土壤侵蚀严重的地区为东北地区。 13 土 壤 侵 蚀 14 土 壤 侵 蚀 长长江流域土壤侵蚀蚀强度 15 土 壤 侵 蚀 16 我 国 土 壤 生 态 系 统 退化情况 荒漠化(land desertification) 土壤荒漠化的原因是多方面的，主要包括不当的土地利用方式 （如森林破坏、无远见的垦殖、过度放牧等）和由于移动沙丘占据 农用地或牧场使之丧失生产功能这两大方面。目前，中国已有土壤 荒漠化面积3.34l07hm2，其中包括 2.66l06hm2的耕地。1958年 以来，有6.7105hm2的牧场改为农地用以生产谷类作物，这些土地 现多已荒漠化。在过去的50年中，中国土壤荒漠化的速度由原来的 1.0l05 hm2/a增加到2.1l05 hm2/a 。 17 我 国 土 壤 生 态 系 统 退化情况 荒漠化(land desertification) 目前，受土壤荒漠化威胁的地区涉及全国11个省（自治区）的212个 县，受影响的人口达2.5107人。 中国土壤荒漠化严重的地区基本上分布在中国北部和西北部，特别 是农牧交错地带。正是这些地区多存在过度开垦、过度放牧、过度 砍伐等现象，导致了生态平衡的破坏，使得整个荒漠地区面积的 65.4%是由土壤荒漠化造成的。 18 土 壤 荒 漠 化 19 土 壤 荒 漠 化 20 土 壤 荒 漠 化 21 我 国 土 壤 生 态 系 统 退化情况 盐碱化(soil salinization or alkalinization) 土壤盐渍化是由于漫灌和只灌不排，导致地下水位上升或土壤底层 、地下水的盐分上升至地表，水分蒸发，使盐分积累在表层土壤中 ，当土壤含盐量过高（超过0.3%）时，形成的盐碱灾害。 22 在中国，现代盐化过程造成的盐碱化土壤有3. 69l07hm2。其中受盐碱化影响的耕地主要分布在黄淮海 平原、东北平原西部、黄河河套地区、西北内陆地区，东 部沿海地区也有小面积的分布。 干旱与半干旱地区耕地的盐碱化主要是人为灌溉所致。 我 国 土 壤 生 态 系 统 退化情况 盐碱化(soil salinization or alkalinization) 23 按照含盐量的多少划分土壤盐化程度，其分级标准如下： 土 壤 盐 碱 化 根据钠化率的大小划分土壤碱化程度。钠化率（%）是指土壤中代换性钠 离子数量占土壤阳离子交换量的百分数，也称钠离子饱和度或碱化度。 cec指土壤胶体所能吸附各种阳离子的总量，其数值以每 千克土壤中含有各种阳离子的物质的量来表示，即mol/kg 。 24 土 壤 盐 碱 化 25 贫瘠化(impoverishment) 我 国 土 壤 生 态 系 统 退化情况 土壤肥力衰竭或下降的现 象。由于自然或人类活动的 影响,使土壤的组成、构成、 理化性质和生物学方面的特 性发生变化以致土壤肥力下 降，生产力降低。 26 第二次全国土壤普查表明，全国耕地土壤的平均有机质质量分 数低于1.5%，甚至有占全国总耕地面积11%的土壤有机质质量分 数低于0.7%。全国缺磷土壤的面积由1953年的2.7107 hm2增加 到1995年的6.7l07hm2。 土壤贫瘠化是当今世界农业所面临的一个突出的问题。由于土 壤侵蚀和过度使用，全球性的土壤贫瘠化问题正越来越严重。我 国是一个古老的农业大国，土壤贫瘠化的问题也十分严重。据统 计，在我国14亿亩多的耕地中，高产田只占 20.8%，低产田也仅 占 30.4%，其余 48.8%的土地则都是贫瘠的或利用条件比较差的 耕地。 土 壤 贫 瘠 化 27 据全国第二次土壤普查及有关标准，将养分含量分级标准为： 项 目有机质 （%） 全 氮 （%） 速效氮 （ppm） 速效磷 ppm（p2o5） 速效钾 k2o 级别含量 140.215040200 2340.150.21201502040150200 3230.10.15901201020100150 4120.070.1609051050100 50.610.050.0753060353050 60.60.0530330 土壤有机质（腐殖质）：泛指土壤中来源于生命的物质。包括：土壤 微生物和土壤动物及其分泌物以及土体中植物残体和植物分泌物。 土壤速效氮就是可以直接被植物根系吸收的氮。包括游离态、水溶态 的一些氨态氮、硝态氮。 28 潜育化(soil gleyization) 我 国 土 壤 生 态 系 统 退化情况 指土壤长期滞水，严重缺氧，产生较多还原物质，使高价铁、锰 化合物转化为低价状态，使土体变为蓝灰色或青灰色的现象。 在中国，除东北和四川阿坝地区约有2.08107hm2不同类型潜育化 土壤以外，秦岭、淮河以南山间盆地和谷地中还有6.8106hm2的 潜育化水稻土。 29 土 壤 潜 育 化 30 31 土壤污染(soil pollution) 我 国 土 壤 生 态 系 统 退化情况 是指人类活动所产生的污染物质 通过各种途径进入土壤，其数量超 过土壤的容纳和同化能力而使土壤 的性质、组成性状等发生变化，导 致土壤的自然功能失调，土壤质量 恶化的现象。 土壤污污染的原因 32 据我国农业部进行的全国污灌区调查，在约140万hm2的污水灌区中， 遭受重金属污染的土地面积占污水灌区面积的64.8%，其中轻度污染的占 46.7%，重度污染的占9.7%，严重污染的占8.4%。我国每年因重金属污染 而减产粮食1000多万t，被重金属污染的粮食每年多达1200万t，合计经济 损失至少200亿元。 33 土壤非农业利用(loss of land productive function) 我 国 土 壤 生 态 系 统 退化情况 耕地是有限的资源，一旦被城市、工矿、交通所占用，将不能或 很难复得，这就意味着非农业占地也是土壤退化的一种形式。 估计全国平均每年被非农业利用所占的土地达4l04hm2。近年来 仅上海市每年就有2000hm2的土地被非农业利用所占。统计表明，50 年代全国人均占有耕地0.187hm2，到1995年已下降到0.087 hm2。 34 土壤退化的特点 我 国 土 壤 生 态 系 统 范围广 发展快 对生态环境影响严重 防治土壤退化的力度在加大 江南农林区：土壤侵蚀、养分亏缺和土壤潜育化等； 华北平原农业区：盐碱化土壤、风沙土、低产贫瘠的变性土和漂 白土壤； 内蒙古农牧区：荒漠化和盐碱化； 黄土高原：土壤侵蚀； 西北牧区：干旱、荒漠化和盐碱化； 青藏高原：冷冻和土壤贫瘠化。 35 宁夏中卫县的沙坡头 36 宁夏中卫县的沙坡治理：“麦草方格固定法” 工程措施与生物措施结合：采用“l lm”的 麦草方格固定流沙，选择花棒、柠条、油蒿等 适应性极强的树种，引进沙拐枣等外地耐旱树 种，以草障为依托，在流动沙丘上植树种草， 逐步建立人工植被，促使沙丘表面形成有机结 皮，从而产生“沙漠化逆转现象”，恢复被破坏 了的生态系统。在前沿辅以工程阻沙和育草封 沙，构成一个稳固的绿色防护体系，以达到治 沙的目的。 37 退 化 土 壤 生 态 系 统 恢 复 途 径 恢复的基本原则 土壤生态系统的恢复应当根据当地自然条件，针对土壤退化的主要原 理，因地制宜地定向加速土壤系统良性替代过程，宏观上配置合理的土 地利用模式，在微观上创造与土地生产力相适宜的生态条件，实现土壤 生态系统的稳定性，使退化土壤得到恢复。 基本结构、功能能适应自然系统的良性演替原则； 具有再发展功能原则； 能保持最大生产力和可利用资源原则。 38 退 化 土 壤 生 态 系 统 恢 复 途 径 恢复的基本途径 根据不同的破坏程度，有以下4种恢复的基本途径： 保护： 恢复： 重建： 维持： 土壤生态系统存在退化隐患或者初步出现退趋势时，对其 进行人为管理，避免其出现破坏和继续退化的途径； 土壤生态系统发生可逆的退化，通过人为建立起具有原土 壤生态系统特征环境实现系统恢复的一种途径； 土壤生态系统经历了不可逆的退化阶段，必须通过人为增 加土壤生态系统要素来实现系统恢复的一种途径； 土壤生态系统失去自我调节能力，只能通过人为调控达到 减弱或延缓系统退化趋势的途径。 39 恢复的主要措施 退 化 土 壤 生 态 系 统 恢 复 途 径 农艺措施农艺措施 工程措施工程措施 生物措施生物措施 物理化学措施物理化学措施 40 恢复的主要措施 退 化 土 壤 生 态 系 统 农艺措施农艺措施 改善土壤表面状况，增加植物盖度 依靠植物和植物残茬的保护作用，提高土壤抗风蚀能力， 达到限制土壤颗粒运动的目的； 改变以铧式犁翻耕为主的传统耕作方法，积极实施保护性 耕作，实行少耕免耕； 采取残茬覆盖、秸秆覆盖、生物覆盖，相对增加地表粗糙 度，保护土壤。 培肥地力，测土配方施肥 建高产田，退耕还林还草 调整种植结构 41 恢复的主要措施 退 化 土 壤 生 态 系 统 工程措施工程措施 水土保持工程 水土流失的防治：坡面工程、沟道工程、小型蓄水灌溉工程 、山洪及泥石流排导工程等； 农田水土保持：梯田、坝地等； 林地水土保持工程：筑天沟、品字沟、鱼鳞坑、等高沟、土 谷坊、拦沙坝、水平沟等。 42 恢复的主要措施 退 化 土 壤 生 态 系 统 工程措施工程措施 水利设施工程 水利设施工程建设主要内容包括堤塘、水库、灌溉渠、集雨池、 小水窑、小水池等设施，同时增加喷灌、滴灌设备的使用。 工程建设开发应注意避免地下水的过度开采，以地上河流为主， 采取蓄水和提水灌溉结合，应以小型工程建筑为主，推广小水窑、 小水池工程。 43 恢复的主要措施 退 化 土 壤 生 态 系 统 工程措施工程措施 生态林草工程 营造防沙林草带，采取生物工程与土石工程相结合的办法，设 置风障，以改变风向，降低风速，减少土壤颗粒与地表的分离和 输送，减缓土壤沙化。 防护林草工程体系的建立，应该注重因地制宜，宜林则林、宜 草则草，同时 注重形式的多样化，包括农田防护林、灌木丛、高 秆作物等。 44 恢复的主要措施 退 化 土 壤 生 态 系 统 生物措施生物措施 植物 植树造林和广施绿肥 植物能够改善土壤小气候，减低风速，并能增加空气湿度，从而减 少地表蒸发，通过叶面蒸腾，具有很大的生物排水作用，能显著降低 地下水位，涵养水源，同时植物还具有提供大量的有机质，改善土壤 的理化性质和养分状况的功能。 45 恢复的主要措施 退 化 土 壤 生 态 系 统 生物措施生物措施 土壤动物 土壤动物对基质改良，增加有机肥有重要作用。主要涉及 到土壤节肢动物、环节动物和线形动物，有时甚至包括部分 两栖动物，爬行动物和哺乳动物中的食虫目和啮齿目。 ：指其生活中有一段时间在土壤中度过，而且 对土壤有一定影响的动物。 46 恢复的主要措施 退 化 土 壤 生 态 系 统 生物措施生物措施 微生物 主要应用于因重金属、有机物、石油和农药等的污染而退化 的土壤修复中。土壤微生物主要包括细菌、放线菌、真菌、藻类 和原生动物。这些微生物具有促进成土作用，改善土壤的物理性 质及增加土壤中的营养成分，也可以降解一些污染物。 47 恢复的主要措施 退 化 土 壤 生 态 系 统 物理化学措施物理化学措施 化学修复 重金属污染的土壤：利用重金属与改良剂之间的化学反应，从而 对土壤中的重金属进行固定、分离提取等。 盐碱地：含有大量的苏打及交换性钠，通过化学改良剂可降低土 壤胶体上过多的交换性钠。 常用的改良剂有石灰、沸石、碳酸钙、磷酸盐和促进还原作用的有 机物质等。 48 恢复的主要措施 退 化 土 壤 生 态 系 统 物理化学措施物理化学措施 物理修复 换土法是将污染土壤通过深翻到土壤底层、或在污染土壤上覆盖新 土、或将污染土壤挖走换上未被污染的土壤的方法。 热处理是通过加热的方式，使土壤中的挥发性重金属如汞、砷等挥 发并收集起来进行回收或处理。 49 恢复的主要措施 退 化 土 壤 生 态 系 统 物理化学措施物理化学措施 物理化学修复 通过溶剂洗脱、热脱附、吸附和浓缩等物理化学过程将有机化 合物从土壤中去除。 表面活性剂是常用的污染土壤清洗剂，它能改进憎水性有机物的 溶解性和生物可利用性。 50 第二节 盐碱地改良生态工程 土壤盐碱化在世界范围内广泛存在，特别是干旱、半干旱 地区，问题更为严重。据联合国教科文组织( unesco)和粮农 组织(fao)不完全统计，全世界盐碱地面积为9.54l08hm2。土 壤盐碱化和次生盐碱化问题，已经成为世界灌溉农业可持续 发展的资源制约因素。 51 中国盐渍土面积大，分布广泛，类型多样。据最新研 究，现代盐渍化土壤面积约3693.3l04hm2，残余盐渍化土壤 约4486.7l04 hm2，潜在盐渍化土壤为1733.3104 hm2，各类盐 碱地面积总计9913.3l04 hm2 。 由于盐渍土分布地区的生物气候等环境因素的差异，大 致可将中国盐渍土分为：滨海盐土与滩涂，黄淮海平原盐渍 土，东北松嫩平原盐土和碱土，半漠境内陆盐土和青新极端 干旱的漠境盐土等五大类。 52 土壤盐碱化特别是土壤次生盐碱化，是人类开发利用土地资 源不当，引起水文及水文地质恶化，导致土壤形成过程向不 利于人类的方向发展。从土地盐碱化程度看，不同盐碱化程 度的土壤应采取不同的治理措施： 重度盐碱化土地应以保护为主，可引入耐盐碱植被进行生态恢复；重度盐碱化土地应以保护为主，可引入耐盐碱植被进行生态恢复； 中轻度盐碱化土地则可适量开发利用。中轻度盐碱化土地则可适量开发利用。 53 土 壤 盐 碱 化 原 因 地下水位高；地下水位高； 频繁的旱涝气候频繁的旱涝气候； 地势低洼；地势低洼； 土壤疏松，孔隙多土壤疏松，孔隙多 等等 。 蒸发旺盛蒸发旺盛 自然原因自然原因 不合理的灌溉；不合理的灌溉； 不合理的水利建设等。不合理的水利建设等。 54 盐 碱 土 综 合 治 理 配 套 技 术 引淡淋盐 浅群井强排技术 覆盖抑盐 农业与生物措施 55 盐 碱 土 综 合 治 理 配 套 技 术 引淡淋盐 做法：引淡水灌溉，降低作物根区土壤含盐量。 根据排灌工程设计要求，完善排灌系统，建设引淡水渠道和 排涝排盐渠道两个独立水利工程系统。 其技术主要包括洗盐灌水定额、淋盐方式和淋盐时间的确定。 功能是调节根栖区的盐分，配合强排技术，促使土体快速脱盐。 适用地块：低产田的盐碱化地。 56 浅群井强排技术 盐 碱 土 综 合 治 理 配 套 技 术 做法：抽取盐水，补充淡水。 包括浅群井井深设计与井距布设、淋盐灌水定额与排盐量估算、 浅群井设备的设计与安装、碱化防止措施与适生作物选择。 通过浅群井强排强灌，加强作物根栖层土体脱盐，促使上层位地 下水逐渐淡化。 适用地块：重盐渍化荒地。 57 盐 碱 土 综 合 治 理 配 套 技 术 覆盖功能主要是减少土壤水分蒸发，抑制土壤返盐，将土壤耕作层 的盐分控制在农作物生长的适宜范围内。 覆盖抑盐 做法：选择适当覆盖物（光解地膜，作物秸秆等），抑制蒸发返盐。 适用地块：低产田盐渍化荒地 58 盐 碱 土 综 合 治 理 配 套 技 术 农业与生物措施 做法：综合防护林带营造；培肥改土，抗逆、耐盐及适生的良种的 引进与繁育；多农业内部结构调整等。这些技术措施的基本功能是： 从时间和空间上逐步调控土壤耕层强表聚性积盐，使水盐状况由恶性 循环逐步转向良性循环，改善土壤环境条件，使其适于农作物生长； 使盐荒地、中低产田逐渐转向有产、高产，由过去单一的粮棉生产逐 步转向农、林、牧、副、渔各业协调发展。 适用地块：中低产田盐渍化荒地 59 盐 碱 土 综 合 治 理 配 套 技 术 不同的治理技术、目的及适用地块如下表： 60 案 例 一 山东省禹城北丘洼地盐碱地治理 治理开发的原治理开发的原因因 北丘洼地区位于禹城北部，分布 着占耕地面积91的盐渍化土地， 其中重度盐渍化土地占可耕地总面 积的25。北丘洼地的自然条件限 制了农业生产的发展，大面积的盐 碱地使作物产量低，而且品种单一 ，农民的经济收入很低。 61 北丘洼盐碱地的形成北丘洼盐碱地的形成 案 例 山东省禹城北丘洼地盐碱地治理 水盐运动的机理：旱季蒸发旺盛，水盐上移，盐分在土壤表层积累；雨 季雨水淋洗，水盐下移，土壤表层脱盐。频繁的旱涝气候变化，强烈地 影响着水盐运动，使其具有春秋返盐、夏季淋盐、冬季盐分相对稳定的 特征。 62 案 例 山东省禹城北丘洼地盐碱地治理 北丘洼地盐碱地的形成北丘洼地盐碱地的形成 北丘洼盐碱地主要是由于频繁的气候变化和地势低平、地下水 位偏高等因素造成的。 63 案 例 山东省禹城北丘洼地盐碱地治理 治理的总构想治理的总构想 北丘洼地区的土壤中的盐分和碱分过多，是盐碱地的本质特性 ，因而治理盐碱地的关键是使土壤脱盐。土壤中的盐分是随水在 土壤表层和深处之间上下移动的，调控了水，也就调控了盐，而 该地的地下水位偏高，因此治盐应以治水为中心。 64 案 例 山东省禹城北丘洼地盐碱地治理 治理的基本方法治理的基本方法 脱盐是关键，以治水为中心的第一步是有“灌”引淡水灌溉，降低 土壤表层的含盐量；有“排”将下淋到土壤下层的碱水排走，并降低 地下水位，这需要大量的井渠的配套使用，建立完善的排灌系统，水利 工程建设是必不可少的。另外营造防护林带，大力植树造林可以调节气 候，减少旱涝灾害，对于抑制土壤的盐渍化起着很好的生态作用。北丘 洼盐碱地治理的基本方法“引淡淋盐”“井灌井排”覆盖”“生物措施”。 65 案 例 山东省禹城北丘洼地盐碱地治理 北丘洼地区盐碱地改造中所采用的水盐调控的基本方法 ： 66 案 例 67 案 例 山东省禹西生态园 68 河北曲周盐碱地治理 案 例 盐盐 碱 地 原 貌 69 洼地改造图图 盐 碱 地 改 造 过 程 中 70 治理效果图 71 土壤条件土壤条件 河 北 曲 周 盐 碱 地 治 理 试区内非盐化的浅色草甸土只占总面积的13%，其余均为不同程度的 盐碱化土壤：轻盐化土壤占总面积的15.7%，中盐化土壤占15.1%，重 盐化土壤占13.6%，盐荒地占38.6%，试区里有近两千亩的重盐荒地。 盐碱土壤有机质含量低，一般只有0.6%0.8%，全氮含量也只有 0.03%0.05%，有效磷奇缺，一般有效磷只有23ppm，较低的只有 0.5lppm，个别盐斑土壤的有效磷几乎近于零，土壤肥力低下。 72 盐碱地治理的生态设计思路盐碱地治理的生态设计思路 河 北 曲 周 盐 碱 地 治 理 农业生产的主要限制因素春旱、秋涝、土地盐碱、浅层 地下咸水以及由此派生的土壤瘠薄。为了从根本上改变面 貌，必须进行综合治理与综合预防相结合，遵循综合防治 三原则（通、控、肥）以改造及调控盐渍化农田生态系统 。 73 “通通”：就是把水盐运动单相当地小循环适当纳入陆海大循 环中，打通排洪排涝、排碱排盐的通道，完成水通、盐通的 输送系统。 功能：功能：疏通地面径流的出路（骨干河道与田间配套）和改变 地下水径流不畅的状况。通过各种形式的水平排水和垂直排 水，加速水盐运动，使土壤朝脱盐方向和地下咸水朝淡化方 向发展。 综合防治三原则综合防治三原则 74 综合防治三原则综合防治三原则 “控控”：是调控水盐运动达到适宜值的定量化概念。 控的关键是人工控制地下水位。通过浅机井开采浅层地下水 ，利用并改造咸水，建立排灌蓄补相结合的地下水库（土壤 水库），以调节大气降水一地面水一土壤水一地下水的关系 ，成为人工干预的水运动系统，发挥抗旱除涝治碱改咸的综 合能动作用。人工调控过程要遵守适量法则，即把水运动控 制在最佳状态。 75 人工控制有人工控制有3 3个关节点个关节点 土壤适宜含盐量。在允许范围内，对作物无害，对地下水不污 染矿质化，对氯化物硫酸盐盐碱土来说，耕层含盐量为0.2% 0.3%。 浅层地下水适宜矿化度。对土壤不盐化，不碱化，适于灌溉而 无害于作物，其综合指标为3g/l左右。 潜水埋深的适宜值。返盐量不超过土壤允许值，利用地下水作 为浸润灌溉式的墒情补充，以维持土壤墒情和提高抗旱能力，节 约动力消耗。 76 “肥”：在上述基础上，同时采取有关措施加速培肥土壤 ，不断提高土壤肥力，保护土壤，建成根系营养调控系统 ，以保证作物高产稳产对地力的需求，这是综合措施的战 略任务之一。 综合防治三原则综合防治三原则 77 黄淮海平原（曲周）旱涝碱咸的核心问题是水的问题，即 水少了旱，水多了涝，地碱与水成又与地下水位高直接相 关。因此综合治理的关键是治水，不治水谈不上改土。治 水的中心就是以水利工程为主的农田基本建设。 盐碱地治理工程盐碱地治理工程 河 北 曲 周 盐 碱 地 治 理 78 综合治理旱涝碱咸的水利工程实质上是个水资源调控工程系 统。试验区建立水资源调控系统的原则是：在保证水运动陆 海大循环畅通的基础上，人工控制当地小循环，把蓄水用水 和排水有机地结合起来，以防止水运动引起自然灾害，并尽 可能保证工农业生产和人民生活用水。 农业工程系统：农业工程系统： 盐盐 碱碱 地地 治治 理理 工工 程程 79 农业工程系统：农业工程系统： 盐盐 碱碱 地地 治治 理理 工工 程程 深浅沟系统：深浅沟系统： 深浅井系统：深浅井系统： 灌溉排咸系统：灌溉排咸系统： 平地压盐措施系统平地压盐措施系统 ： 为便于实行咸淡混浇或轮灌，试验区以一眼深井带5-6 眼浅井的方式组成深浅机井组。浅机井是利用咸水、调 控水盐运动的关键措施，要求在整个耕地面积上均匀布 井。根据当地水文地质条件和单井控制的灌溉面积，按 300m*400m方格网法布井，每眼浅井控制面积150亩左右 （1亩=666.7m2,下同)。井深2540m，出水量每小时，出水量每小时 30m 即井灌、河灌、排咸三位一体，建立了一套与即井灌、河灌、排咸三位一体，建立了一套与 支斗四级排沟相对应的支斗农毛四级灌溉渠道支斗四级排沟相对应的支斗农毛四级灌溉渠道 系统。扬水站分设干沟两侧，提水灌溉，有足系统。扬水站分设干沟两侧，提水灌溉，有足 够的水头，可与井灌渠道结合；同时利用断面够的水头，可与井灌渠道结合；同时利用断面 较小的灌溉渠道，将抽出咸水适当集中之后直较小的灌溉渠道，将抽出咸水适当集中之后直 接排入单元外的深沟河道，是减少咸水重新渗接排入单元外的深沟河道，是减少咸水重新渗 回地下，提高排咸效率的有力措施。回地下，提高排咸效率的有力措施。 试验区治理前微地形起伏不平，盐土堆星试验区治理前微地形起伏不平，盐土堆星 罗棋布，妨碍耕作管理，不利灌溉压盐，罗棋布，妨碍耕作管理，不利灌溉压盐， 必须进行平地压盐。土地平整一般在沟渠必须进行平地压盐。土地平整一般在沟渠 建成，方田划定的基础上以生产方田为单建成，方田划定的基础上以生产方田为单 位进行。重盐化土，第一次平地压盐后，位进行。重盐化土，第一次平地压盐后， 春播棉花或绿肥可成苗七成以上，基本上春播棉花或绿肥可成苗七成以上，基本上 做到改一方，当年受益。第二次平地，使做到改一方，当年受益。第二次平地，使 用平地机刮盐斑，压盐后基本上可以达到用平地机刮盐斑，压盐后基本上可以达到 消灭盐斑。消灭盐斑。 在川台坝地和梯地上以及坡度在川台坝地和梯地上以及坡度20以下的坡耕地上使用。以下的坡耕地上使用。 是在地面上保留足够数量的作物残茬，以保护作物与土是在地面上保留足够数量的作物残茬，以保护作物与土 壤免受或少受水蚀与风蚀。壤免受或少受水蚀与风蚀。 少耕法少耕法 改善土壤通透性，有利于水分下渗。改善土壤通透性，有利于水分下渗。 免耕法使土壤上层有机质含量增多，渗水性改进免耕法使土壤上层有机质含量增多，渗水性改进 。 把防侵蚀能力强的作物布置在坡地上，应用多作的种植，把防侵蚀能力强的作物布置在坡地上，应用多作的种植， 充分利用自然资源，可提高单位土地面积生产力。同时也充分利用自然资源，可提高单位土地面积生产力。同时也 增强了农田植被覆盖度，延长了覆盖时间。增强了农田植被覆盖度，延长了覆盖时间。 可以改变地形坡度，拦蓄雨水，防治水土流失，达到保水、可以改变地形坡度，拦蓄雨水，防治水土流失，达到保水、 保土、保肥和增产的目的。修筑梯田以坡度为保土、保肥和增产的目的。修筑梯田以坡度为5-24为宜，超为宜，超 过过25则宜退耕还林还草等。一般按田面的纵坡不同，可分为则宜退耕还林还草等。一般按田面的纵坡不同，可分为 ： 梯田的田面呈水平，在坡地上以半挖半填方式进行，将土地梯田的田面呈水平，在坡地上以半挖半填方式进行，将土地 坡面修成若干台阶的水平梯田，梯田上种植作物，是高标准坡面修成若干台阶的水平梯田，梯田上种植作物，是高标准 的基本农田。适宜种植水稻和其他旱作、果树等。的基本农田。适宜种植水稻和其他旱作、果树等。在人多地在人多地 少的地方，应修水平梯田少的地方，应修水平梯田。 设计设计 基本要素有田面、田坎、田埂和排水沟，梯田田边应有蓄基本要素有田面、田坎、田埂和排水沟，梯田田边应有蓄 水埂，梯田内侧应有排水沟，以保证梯田的安全。水埂，梯田内侧应有排水沟，以保证梯田的安全。 在坡面上将在坡面上将 1/22/3面积保留为坡地，面积保留为坡地，1/31/2面积修成水平面积修成水平 梯田，形成坡梯相间的台阶形式，这样从坡面流失的水土可被梯田，形成坡梯相间的台阶形式，这样从坡面流失的水土可被 截留于隔坡梯田上，有利于农作物生长，梯田上部坡地种植牧截留于隔坡梯田上，有利于农作物生长，梯田上部坡地种植牧 草和灌木，形成粮草间种、农牧结合的方式。草和灌木，形成粮草间种、农牧结合的方式。 顺坡向每隔一定间距沿等高线修筑地埂而成的梯田，依靠逐年翻耕顺坡向每隔一定间距沿等高线修筑地埂而成的梯田，依靠逐年翻耕 、径流冲於并加高地埂，使田面坡度逐渐减缓，终成水平梯田，所、径流冲於并加高地埂，使田面坡度逐渐减缓，终成水平梯田，所 以这也是一种过渡形式。以这也是一种过渡形式。 目的是要通过修坝减少沟蚀和保持水目的是要通过修坝减少沟蚀和保持水 土。土。 一般包括土坝、溢洪道、泄水洞三大部分。水小时由泄水洞泄水，一般包括土坝、溢洪道、泄水洞三大部分。水小时由泄水洞泄水， 水大时由溢洪道泄水。水大时由溢洪道泄水。 是修在沟底拦蓄泥沙的建筑物。主要修建在沟底比降较大（是修在沟底拦蓄泥沙的建筑物。主要修建在沟底比降较大（5%- 10%或更大）沟底下切剧烈发展的沟段，其主要任务是巩固并抬或更大）沟底下切剧烈发展的沟段，其主要任务是巩固并抬 高沟床，制止沟底下切，同时，也稳定沟坡、制止沟岸扩张（沟高沟床，制止沟底下切，同时，也稳定沟坡、制止沟岸扩张（沟 坡崩塌、泄溜等）。