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退化的土地如何做生态修复?
时间:2020-08-10  编辑:

退化的土地如何做生态修复?

 

退化土地生态修复的工程措施

 

不同区域和不同类型的土地退化,需要因地制宜采取有针对性的生态修复工程措施。世界各国都对退化土地的生态修复积累了不少成功的经验和案例,也不乏有深度的专著问世。本部分针对土地退化分布最为广泛的水土流失、土地沙漠化、土地次生盐渍化和耕地贫瘠化,进行一般意义上的阐述。

 

 

(一)水土流失和土地沙漠化的生态修复

水土流失是指地球陆地表面由水力、重力和风力等外引力引起的水土资源和土地生产力的破坏和损失。而土地沙漠化是指在干旱、半干旱和亚湿润干旱地区由于气候变化和人类活动等因素作用所产生的一种由风沙活动为主要标志的土地退化过程。两种土地退化类型的成因和演化机理都有一定差别,但对于生态修复的工程措施而言,有众多相似之处,主要有:①工程技术。主要是通过修筑人工建筑物、改造立地条件来防治水土流失、沙漠化、荒漠化和石漠化等引起的土地退化,包括治坡工程技术、治沟工程技术、小型水利工程技术、沟头防护工程技术、谷坊坝工程技术、各种拦沙坝和淤地坝工程技术、沟道护岸工程技术、修筑梯田工程技术等。②生态技术。指保护和营造植被生态的技术,通过植被冠层和根系对地表的屏障来蓄水、减流和保土、改土、围土的技术。主要种类有封育、种树、种草、针阔混交、乔灌草混交、营造水源林和防护林、建自然保护区、建防护林带等。③农艺技术。指通过改进耕作方法和技术来防治坡耕地流失的技术。其种类主要有调整种植结构和类型,改良土壤,推广免耕法、间作套种、等高耕作、垄作、耕地覆盖等。④材料技术。根据水土流失和土地沙漠化对土地中原有团粒结构的破坏,通过施用绿色材料增加土壤中有机质和黏性硅酸盐成分,从而增加土壤中这些成分在量和质方面的缺失,是水土流失和土地沙漠化生态修复的重要措施。研究表明,土墒生态修复材料含补充土壤团粒结构基质———经特殊工艺处理的具有固水、固肥、硅酸胶结特性的硅酸盐复合成分,可从本质上改善土壤的物理特性。以农副产品秸秆料为主,配备安全的微生物菌剂和已预制好的土墒修复材料及植物生长需要的营养元素,制成不同大小的“种植绳”与植物种子一起播种,修复土墒条件,达到生态修复土地退化的目标(胡慧慧等,2011)。

 

 

(二)土地次生盐渍化的生态修复

土地次生盐渍化,通常指在自然积盐的背景下,由于人为灌溉措施不当造成的土壤盐渍化过程。土地次生盐渍化是一个世界性问题。据联合国粮农组织、教科文组织的不完全统计,全世界盐渍土面积近10亿公顷,每年还有约12万公顷土地发生次生盐渍化(赵其国,2001)。我国土地次生盐渍化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,以及东部沿海部分地区,有数据表明1958~1978年全国有660万公顷耕地退化为次生盐渍土(叶笃正等,1992)。土地次生盐渍化生态修复的工程技术措施,主要包括:①调整土地利用结构。要在生态经济学原理指导下,通过种植农作物、植树造林、建设绿色生态屏障、种植耐盐和盐生植被、种植绿肥牧草,扩大地表植被覆盖,发挥生物治理盐碱的生态效应。②水利改良措施。主要是采用灌溉淋洗(以水控盐)、排水携盐(带走盐分)两方面措施来调控区域水盐运动,通过井渠结合、深沟与浅沟、沟洫条(台)田、暗管排水与扬水站排水、深沟河网等井、沟、渠配套模式,修复次生盐渍化。③农业耕作改良措施。主要是采取平整土地、深翻改土、耕作保苗、土壤培肥等农业耕作措施,减少地面蒸发,调节控制土壤水盐动态,使之向有利于土壤脱盐的方向发展。④改良剂施用措施。在修复次生盐渍化土地过程中,发生次生碱化土地的修复难度是最大的。由于碱性土壤中含有大量的苏打及交换性Na+,致使土壤碱性强、土粒分散、物理性质恶化、作物难以正常生长。修复这类土地,除了消除土壤中多余的盐分措施外,主要还应消除土壤胶体上过多的交换性Na+和降低碱性。为此,在水利及农业措施实行的同时,很有必要从化学的角度加以改良修复。通常化学改良主要是施用一些改良剂,通过离子交换及化学作用,降低土壤交换性Na+的饱和度和土壤碱性。改良碱化土壤的化学改良剂一般有3类:第一类是含钙物质,如石膏、磷石膏、亚硫酸钙、石灰等,它们多以钙代换Na+为改良机理;第二类是酸性物质,如硫酸、硫酸亚铁、黑矾等,它们则是以酸中和碱为改良机理;第三类是有机质类,是通过改善结构,促进淋洗,抑制钠吸附和培肥等起到改良作用的(张凤荣等,2006)。总体上看,土地次生盐渍化区别于土地“盐渍化”在于次生盐渍土的形成是人类经济活动的结果,而不是原生的自然地质作用的结果。因地制宜地采用井灌井排、排灌结合、井渠结合、控制灌溉定额,降低地下水水位是次生盐渍土生态修复的有效措施。

 

 

(三)耕地地力贫瘠化的生态修复

重点是加强秸秆还田、增施有机肥、种植绿肥和深松整地,同时加强农田基础设施建设,改善灌溉和排水条件,促进旱涝保收。耕地地力贫瘠化生态修复工程最主要的关键技术是:①优化农业生态结构。从景观生态学的角度出发,充分利用当地光、热、水、土资源,优化农业生产的空间布局,建立诸如“顶林、腰果、谷农、塘渔”的利用模式,发展利用农林系统,在提高土壤养分含量的同时增加农民的经济收入。②增施有机肥。有机肥经微生物分解合成腐殖质,改善耕地的透水性、蓄水性、通气性和耕性。新鲜秸秆直接还田,要比将秸秆制作成堆肥后再施入,形成的水稳性土壤团粒结构要高96.4%;新鲜苜蓿还田比施入堆制苜蓿的土壤的团粒结构要高76.1%。③改良土壤压实。由于长期的耕作,在机械的压力下土壤变得越来越紧实,造成土壤结构的破坏。一个由履带式拖拉机带动旁装收割机进行收获作业造成土壤压实的典型例子表明,经收获作用压实后,土壤渗透速率由原来无人车来往区的7.874厘米/时降至2.032厘米/时,渗入水减少74%;厚度15.24厘米的表层土壤的气相部分减少,即土壤容重增大;压实影响达50.80厘米深,主要表现在土壤孔隙大小分布上,即小孔隙数目增加,而通气孔隙减少。应在不翻转土层的情况下,用深松机具对犁底和心土层进行深松,调整耕层以下的土壤构造,创造适宜的土壤紧实度。通常可在翻耕实施的14~20厘米的基础上,再用深松犁深松到35~40厘米。④客土改良。为了改良土壤的物理和化学性质,可以通过客土改良工程,如客土掺砂,使用粉煤灰和砖瓦窑的炉灰,剥离表土的再利用等,提高耕地的地力。

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