1、西北地区盐渍土及其开发利用中存在问题的对策汪 林 ，甘 泓 ，于福亮 ，汪 珊 (1.中国水利水电科学研究院 水资源所 2.中国地质科学院 水文地质工程地质研究所)摘要：本文在阐述西北地区盐渍土分布、形成特点的基础上，审视了西北地区盐渍土开发利用状况、农业生产水平及其两者间的关系，指出在开发利用中存在农田面积过大、灌溉效率低、地下水开发利用程度低、缺乏排盐规划和对盐害认识的纰漏等 5 个方面的问题，并提出了相应的对策建议。关键词：盐渍土；开发利用；问题和对策；西北地区收稿日期：2000-03-30基金项目：国家自然科学基金资助项目(59979028).作者简介：汪林(1962-)，女，江苏常熟
2、人，高级工程师，主要研究方向为水资源、环境水文地质和农业节水我国盐渍土分布范围很广，覆盖了热带和寒温带、滨海和内陆、低地和高原地区。据统计，全国约有 3693 万 hm2现代(活化)盐渍土 ，而西北地区就占60%左右，其中与灌溉有关的土壤盐渍化面积达 200 万 hm2 ，近 70%位于西北地区。盐渍土是一种重要的土地资源，科学合理地开发利用，具有重大的经济价值和社会意义。1 盐渍土的分布 ，新疆、青海、甘肃、宁夏、陕西和内蒙，是我国盐渍土分布面积最广最多的地域。新疆盐渍土主要发育在河流冲积平原上。在地势低平地区分布有盐碱荒漠土和结皮盐土；沿天山南北两侧冲积扇边缘的泉水带分布的是盐化草甸土、盐
3、化和沼泽荒漠土；天山以南盆地的洼地和塔里木河两岸分布的是盐化草甸土。在上述盐土分布区内也有碱土分布。盐土盐份较为复杂，以硫酸盐和氯化物为主。天山以北伊犁盆地的盐土以氯化物硫酸盐为主；天山以南和东部地区的盐土分别以硫酸盐和氯化物为主；各盆地洪积扇边缘的盐土以硫酸盐为主；南疆的盐土主要含有碳酸盐。甘肃河西走廊除山地高坡外，大多为发育在灰棕荒漠土上的盐碱土。在冲积扇中部大面积分布的是结皮蓬松盐土，盐分以硫酸钠为主；冲积平原中下部分布的是灰褐色结皮盐土，硫酸盐含量较低；平原下部排水不良和低洼河滩地上分布有潮湿结皮盐土，多含氯化物和镁盐。 青海盐渍土主要是盐化草甸土，主要分布在柴达木盆地和青海盆地的冲积
4、平原和低洼地区，以及盐滩和盐湖地区。冲积平原的盐渍土主要是氯化物和硫酸盐，盐湖附近以氯化物为主。 宁夏的银川以南地区分布的是斑状轻度盐化浅色草甸土，以北地区分布的是斑状中、强度盐化草甸土和浅色草甸盐土，在地势低洼地区盐土呈大面积分布。由于地形和地下径流流速的差异，盐分产生分异作用，形成的盐土类型较多，诸如蓬松盐土、潮湿盐土、草甸盐土、沼泽盐土、苏打盐土等，在封闭洼地还有白僵土。盐渍土盐份主要为氯化物硫酸盐和硫酸盐氯化物，其次是重碳酸盐的苏打盐土和白僵土。内蒙古河套地区(包括河套平原、中滩及其南部平原和呼莎平原)主要为浅色草甸土、蓬松盐土、潮湿盐土和封闭洼地分布的苏打盐土，在地势低洼的河流或湖泊
5、沉积物上分布有白僵土。潮湿盐土盐类成分中钠、镁的氯化物含量较高，蓬松盐土盐份以硫酸盐为最多。河套平原南部和中部地势较高地区分布大面积轻度和中度斑状盐化草甸土；中部低洼地区多分布不同类型的盐土。平原东北部为盐化浅色草甸土及其它类型盐土，地势低洼和地下水汇集地区盐土均呈大面积分布。中滩及其南部平原的中部洼地盐土均呈零星分布，但在地势较平坦地区主要分布的是轻度和中度斑状盐化草甸土。呼莎平原的西、北、东三面多分布中度斑状草甸土；西部、东北部的低平地区盐土亦呈大面积分布。在黄河沿岸分布的主要是草甸土。表 1 盐渍土形成的背景数据气 候 土 壤 地下水 农田灌溉地区类型年均气温/()年均降雨量/mm年均蒸
6、发量/mm主要类型 含盐量(%) 主要盐分 埋深/mTDS/(g/L) 方式 盐分去向 新疆 干旱 412 100200最小 10 15003500盐化草甸土盐化和沼泽荒漠土2040最高 60钠的氧化物、硫酸盐 310最浅12 35最高10内引内排区内此淡彼浓(盐渍)青海 干旱 34 25200 3000 盐化草甸 土四周山区提供盐分钠的氯化物硫酸盐，钠氯化物内引内排区内此淡彼浓(盐渍)甘肃 干旱 79 50150 18003300盐化草甸土 50钠硫酸盐，钠镁氯化物12.5 510 最低 0.4-3内引内排宁夏 半干 旱 9 150300 16003000盐化草甸土蓬松和潮湿盐土15钠氯化物
7、硫酸盐或硫酸盐氯化物12 2 最高1025 外引外排外排，区内次生盐渍化内蒙古半干旱 610 14033018002000盐化草甸土蓬松和 1540钠镁氯化物或硫酸盐 1213 最高510外引外排 外排，区内次生盐潮湿盐土 渍化2 盐渍土形成特点西北地区盐渍土的形成是自然和人为多方面因素综合作用的结果。自然因素中包括气候、土壤、地形和地下水等，人为因素包括引水灌溉和排水状况等，引发并主控着地下水位升降、水土中盐份的转移、分配和积脱盐状态。在西北地区的不同地域，盐渍土的形成特点也有所差异。表 1 揭示了西北地区盐渍土形成的背景资料，其共性主要是：(1)该区地处大陆性气候区，干旱多风，降雨稀少，蒸
8、发强烈，蒸发量为降雨量的 510 倍以上，是我国最干旱的地区。这类气候因子为土壤可溶性盐份的积累创造了先决条件。(2)区内普遍发育着不同程度盐化的草甸土，其成土母质是在干旱气候条件下的岩石风化并经河流搬运沉积而成。这类沉积物未经充分的天然淋洗作用，通常含有较多的可溶盐。沉积物大多质地较轻，结构疏松，孔隙度较大，毛细管性能较强，十分利于地下水垂向运移，并携带可溶盐向上覆的土壤层中运移聚集。(3)在地形、地貌上，该区除青海外均处于我国由东往西形成的 3 个地形阶梯的第二个阶梯中，其间有天山、秦岭等大山系，平均海拔 10002000m；在地质构造上多以断陷盆地和高原景观存在，其周边被高山、高地围限，
9、而盆内则是宏阔、平坦的冲积平原。山区降水和冰雪融水约有 35%45%入渗地下，并与地表径流一起流入盆内补给地下水。盆地低洼地区成为地表、地下径流的汇水聚盐区。从盆地周边至盆内中部土壤含盐量、含盐土层厚度和地下水溶解固体量均渐次增高，这种规律性在新疆的塔里木盆地、准噶尔盆地，青海的柴达木盆地尤为明显。盆地内部形成大陆盐化潜水和广布的盐渍土以及盐湖。(4)地下水埋藏较浅的 12m，较深的 310m，富含较高的可溶盐分，大多不能饮用。在地下径流滞缓带，地下水溶解固体量为最高。当地下水位升高，蒸发作用强烈，则带到土壤层中的盐份相对增多，反之则低。上述诸因素的交叉和综合作用是盐渍土形成和广泛发育的原因。
10、西北地区盐渍土形成特点亦存在差异。按其差异性可将其分为内陆干旱区盐渍土(包括新疆、青海柴达木、甘肃河西走廊、内蒙古西部地区)和黄河中上游半干旱区盐渍土(包括青海、甘肃东部、宁夏、内蒙古河套地区和陕西)两个分布区。内陆干旱区的农业灌排方式以内引内排为特点，盐分随水迁移和分异，最终无排泄出路，必然造成上游脱盐、下游积盐，灌区脱盐、排泄区积盐的格局，因此，西北地区盐渍土绝大多数分布在内陆干旱区。例如，新疆土壤含盐量之高，盐渍土类型之多和分布范围之广均属世界罕见。黄河中上游半干旱区由于黄河及其支流流经该区，提供了良好的水源条件，故引黄灌溉发展农业生产历史悠久。20 世纪 20 年代，陕、甘、宁、蒙修建
11、了引水灌溉工程，但忽视排水，导致了次生盐渍化。深刻的教训使人们开始重视灌排结合，修筑引渠、排沟系统工程。该区灌排方式以外引外排为特点，灌溉淋溶盐份排向黄河，对灌区而言是良性循环，对黄河则是危害。半干旱区盐渍土开发利用的人为干预和影响的力度远高于干旱区。3 盐渍土开发利用状况和农业生产水平西北地区深居欧亚内陆，降水稀少，气候干旱，农业完全依赖于灌溉，在我国灌溉区划上属于常年灌溉带，然而，由于受资金和水的制约又不能保障适宜的灌溉条件，结果形成了大量的中低产田。据西北六守止 1995 年底灌溉面积发展情况统计 表明(1)西北 6 省农田有效灌溉面积达 760 万 hm2，占全国农田有效灌溉面积的 1
12、5%，但其水资源量不足全国的 10%，如此之大的灌溉面积与匮乏的水资源量是个十分尖锐的矛盾。在灌溉带来农业生产发展的同时，也改变了水资源空间分布和平衡状况，在一定程度上破坏了天然生态环境。(2)各省农田有效灌溉面积均占灌溉面积 70%以上，平均约 82%；最高达 92%，而果林、草场等灌溉面积则不足 20%，最低为 8%.这种按以粮为重思维定势运作的客观结局使西北已初步形成了基本自给的灌溉农业，解决了吃饭问题，然而，却违背了自然规律。由于西北地区年蒸发能力高达 15003500mm，即使采用节水灌溉，其水分生产效率仅为内地的 1/31/2，为生产等同的粮食，需多付出 12 倍的水量。而过度开垦
13、导致的过于集中的灌溉用水，挤占了天然生态用水，致使环境恶化，塔里木河流域生态环境的衰退就是见证。(3)西北 6 省中低产田累计约 3870 万 hm2，占灌溉面积的 50%，高于全国平均值 10 个百分点，其中盐渍化面积占 39%，高于全国平均值 28 个百分点，缺水面积占 42%，与全国平均水平相当。在宁夏、新疆自治区和新疆兵团，盐渍化土壤是导致中低产田的主要原因，盐渍化面积占中低产田面积分别为 100%、72%和 52%，中低产田改造就意味着盐渍土治理。而陕西、甘肃、青海和内蒙，不能适时适量的供水是造成中低产田的主要原因，缺水面积占中低产田面积的比例依次是 80%、57%、50%和 49%
14、.从以上基础数据可知，盐渍和缺水是制约西北农业生产的两大因素。西北灌溉农业经济只有走以节水和中低产田改造为中心的内涵式发展道路，通过提高水的综合利用效率和单方水的产出效率挖掘潜力，因此，盐渍土治理与改良非常重要。4 盐渍土开发利用上存在的问题和对策西北地区土地资源开发利用上存在农田面积过大、灌溉效率低、地下水开发程度低、缺乏排盐规划和对防治盐害认识的纰漏等 5 个方面的问题。(1)无序开垦与用水，导致生态环境的恶化。应努力寻找改善生态环境和提高土地生产力的结合点，逐步退耕还林(草)，以实现社会、经济、生态环境协调发展。农牧业是西北地区的传统产业，过去是以扩大耕地面积，大力发展农业生产为主要目标
15、发展灌溉农业经济。这是基于人口压力的增加，为解决吃粮问题不得已采用的运作办法，从而形成了当今农田面积过大、建设水准低、耕作技术粗放、单产低、效益差等局面。众所周知，西北地区水分循环以降水、冰雪融水 蒸发为特点，降水及其产生的径流量为天然生态系统利用。按地带性规律，这里应是森林草原-典型草原-荒漠化地带-盐湖分布的自然景观。而大规模的人类活动，特别是农田灌溉(约占总用水量的 90%以上)使原有生态系统的可用水量减少，打破了自然状态下的平衡。例如，在五六十年代，塔河干流两岸耕地面积仅 2 万 hm2，90 年代末已发展到 6.67 万 hm2,随着人工绿洲的扩大和灌溉用水量增多，干流两岸胡杨林面积
16、已由 45.98 万 hm2降至 24.53 万 hm2，塔河下游大西海子以下基本断流，下游中段铁干里克至阿拉干植被衰退、沙化严重，下游下段阿拉干至台特玛湖已成一片沙漠，而失去自然绿洲的屏障保护，人工绿洲亦难以维继。此外，以侵占环境用水换来的农业效益并不乐观，低投入的粗放耕作，使农田倍受缺水和盐碱的困扰，形成了大片中低产田。应正视西北地区发展种植业生产先天不利的气候条件，抓住当前粮食等农产品相对充裕的有利时机，采取“退耕还林(草)，封山绿化，个体承包，以粮代赈”十六个字综合措施，以生态经济建设为中心，通过农田基本建设，狠抓节水和中低产田改造，以精耕细作、提高单产达到粮食基本自给。将不宜耕作的陡
17、坡地(大于 25 度)，缺水、盐渍低产区逐步退耕还林、还草、还湖，转而发展高价值、低耗水、高耐盐的林果业、畜牧业和水产业，大力开发旱作、耐盐农业技术体系，建设优质棉、甜菜、瓜果、牛羊、杂粮等基地，构筑经济效益与生态保护兼顾的农林牧业体系。鉴于西北诸省差异明显，应按照自然、经济、社会条件、生产力水平和地方优势等因地制宜确定发展方向和重点。(2)较低的灌溉效率与有限的水资源量构成鲜明的反差，既浪费了水量又导致了盐害。西北以缺水著称，西北亦以灌溉方式粗放闻名，突出表现是输水过程中严重的渠系渗漏和灌水过程中的大水漫灌。在西北内陆干旱区，几十公里开外的土渠引水和库盘几近灌溉面积的碟形平原水库组成最基本也
18、是最原始的灌溉系统，大量的库面蒸发和库底渗漏，使平原水库供水量不到蓄水量的一半，而采用土堤束水的渠系水利用系数也不足 0.4.据刘花台先生等估算，准噶尔盆地的渠道渗漏补给地下水的水量约为 17108m3/a，塔里木盆地约为83108m3/a，吐哈盆地约为 3108m3/a，柴达木盆地约为 2.9108m3/a，河西走廊约为 12108m3/a 。西北引黄灌区早在秦汉时期就修渠引水灌溉，秸草筑闸，土堤束水，渗漏严重；只灌不排，土壤盐渍化严重，产量仅为750kg/hm2. 新中国成立后，开始对灌区大规模的改造与扩建。例如宁、蒙引黄灌区，各自建成了统一的大型灌排系统。但当今引水渠道渗漏依然十分严重，
19、渠系水利用系数约为 0.45，输水损失量将近输水量的一半。由于西北土壤母质含盐和异常干旱的气候，盐份表聚性极强，若无相应的竖井灌排措施，渠道渗漏水量大部分以蒸发方式无为消耗，并造成次生盐渍化。这些宝贵的水资源既未参与田间灌溉，又未参与冲洗土壤，而且还加大了引水量，纯属浪费。因此，西北地区灌区续建配套和更新改造工作势在必行。大水漫灌是西北地区普遍采用的灌水方式，原本用于洗盐压碱，但因缺乏配套的排水系统，反而壅高了地下水位，增加了盐渍化程度。西北地区的灌溉定额普遍偏高，例如，在塔里木流域极度缺水的干流区，棉花灌溉定额高达2700030000m 3/hm2，即使在号称盐渍土开发利用上乘的宁蒙河套灌区
20、，灌溉水量亦在 1800022500m 3/hm2，使灌区成为蓄存黄河水的地下水库，地下水位长期稳定在临界深度以上。一方面黄河下游频频断流，远不能满足人类经济活动的主观愿望和行为的需要；另一方面，由于中上游过度引水造成次生盐渍，必须制止滥用黄河水和大水漫灌陋习，从行政、法律、经济、科技等方面进行综合治理。必须树立水资源短缺的忧患意识，正确认识全局和局部关系，克服地方保护主义；制定流域水资源法，建立统一的管理体制，制定和实施水资源(量和质)保护规划；大力加强农业、水利和管理综合配套措施，推广夏秋田套种 、覆膜种植，因地制宜地选用沟畦节水灌、膜上(下)灌、膜间浅沟灌和水稻浅湿晒灌等先进的灌溉技术和
21、节水高效灌溉制度；加强用水管理，实施按量计费，超额用量累进加价；逐步实现节水高效农业。(3)地表水用量过多而地下水开发程度低，地下水埋深较小、次生盐渍普遍。应注重地表水-地下水联合运用，加大地下水的开发利用，在明排基础上发展竖井灌排，通过控制地下水位防止或削弱盐分在土壤表层的积累，达到提高水资源利用效率和盐渍化治理双重功效。西北平原(盆地)区降水量小，水资源量完全来源于山区降水和冰雪融水汇成的河流与小溪，沿河两岸开垦了大片农田，依靠引地表水灌溉，久而久之壅高了上游的地下水位，导致了次生盐渍化；下游却无水可用，植被濒临死亡。在流域上游含水性能较好的山前冲洪积倾斜平原区，以不破坏自然生态需水的前提
22、下，适当开发利用地下水，开发力度以夺取无效潜水蒸发为原则，既防止了盐渍化，又提高了水资源利用效率，以使更多的优质水能输往下游；对下游水循环条件较差、盐渍化较重的地段，应加强排水力度，在明排的基础上，适当发展井排，构筑渠、沟、井灌排系统，实现地面水、地下水资源互补，这是西北地区发展农田灌溉、挖潜农业生产能力的重要途径。(4)排水(盐)方式单一，随意性强，缺乏科学规划。应重视和加强排水系统规划及排盐出路研究。明沟是西北地区现行主要的排水方式，相伴带来了两方面问题，一是清淤不及时或排沟不够深将大大降低排水效果，甚至出现有沟无排的现象；二是利用天然地形坡降布设的排沟，常使上游灌区高含盐水回归河道，污染
23、河流。在内陆干旱区，地表河流是唯一的水源，由于河流通常位于盆地的最低部位，多成为沿途灌区顺坡排沟的排水通道，造成对下游引水灌区的侵害。例如，塔里木河除 710 月汛期外，大部分时间流淌的均是上游灌区的排盐水，河水矿化度在中游段为 34g/L，在下游段高达 68g/L，根本无法用于农田灌溉，出现有水也不能用的局面。在黄河中上游半干旱区，农业灌溉依赖引入过境黄河水，经灌溉和冲洗土壤后剩余的水通过沟道排入黄河。沟排水主要携带的是钠(镁)的氯化物、硫酸盐，久而久之，沟排水对黄河水的污染则会愈加明显。因此，必须重视排盐出路的研究和规划，为防止上游灌区高含盐回归水对下游灌区的侵害，建议采用盐分内部消耗的原
24、则，实现有目的的旱排，通过排水沟将水盐引向科学规划后的集水湖泊、沼泽或洼地中蓄存，用以开发水产资源，或开发盐矿资源。半干旱区集水湖沼以大力发展水产业为宜，可节省排水投入的经费，又可获取高价值的水产资源的回报；而干旱区的集水湖沼以开发盐矿资源为主。因此，应大力加强水盐平衡与排盐出路的研究，查明当地水文地质条件，做好前期各方面的准备和筹划，选择和确定最优的蓄水地段，改造、调整和创新排水工程系统的布局和资金的投放。(5)正确认识排引盐量及其组分构成，采用有害盐量科学确定排引比和评价灌区积、脱盐状态。排引比是引黄灌区防治盐渍化的重要指标，长期以来惯用土壤含盐量(%)、渠道引水、沟道排水和地下水等全盐量
25、(TDS)指标计算和评价灌区的盐量均衡状态，并按其定量计算的结果，确定不同类型水的利用量和引排水量的比例，制定灌区的引水规划和调控灌区盐均衡状态等。尽管全盐量是个十分重要的基础指标，但是，用其回答和确定上述问题时存在的弊病也是十分明显的，因为组成盐量的各种盐类成分含量和运移能力是不同的；而盐渍土的形成和危害农作物的盐类成分又是特定的，即不是所有的盐类成分均对土壤和农作物产生盐害，问题的结症在于有害作物生长的有害盐量，而不是全盐量。以宁夏银北灌区为例，灌区盐渍土的化学类型是以 Na+为主、次为 Mg+的氯化物 硫酸盐型，而危害农作物生长发育的盐类成分是钠、镁硫酸盐、氯化物，通过对沟排水离子组分的
26、当量平衡分析表明，可将 Na+、Mg 2+、Cl -、SO 2-4四种离子浓度之和作为有害盐量。经分析计算。灌区近 35 年中引入的总盐量累计为3485 万 t，其中有害盐量为 1396 万 t，无害盐量为 2089 万 t；排出的总盐量累计为 4220 万 t，其中有害盐量为 2772 万 t，无害盐量为 1448 万 t.总盐量排引差为 735 万 t，有害盐量排引差为 1376 万 t，无害盐量排引差为-641 万 t.有害盐量排引差值是总盐量排引差值的 1.9 倍，这组数据表明，35 年中不仅排出了黄灌水带入的有害盐量，而且还排出了灌区土壤中的有害盐量 1376 万 t；从而可将银北灌
27、区排引水量比(沟道排水与渠道引水之比)由目前的 0.45 降至 0.19.由此可见，采用有害盐量为指标才能揭露造成盐害的真实状况，这在引用不同类型水量和确定水、盐排引比等方面具有重大的实用价值和科学意义。应大力加强灌区水、土中盐份的循环、交替、迁移和聚集机理的科学研究工作。参 考 文 献：1王遵亲，等。中国盐渍土M。北京：科学出版社，1993.2水利部计划司，农水司，中国水利水电科学研究院。全国灌溉面积发展“九五”计划及2010 年规划R。1997.3黄荣翰，魏永纯，等。盐碱地改良M。北京：中国工业出版社，1962.4刘花台，等。西北地区地下水资源量及其变化趋势J。水文地质工程地质，1999(6)：35-37.5 郝爱枝。内蒙古河套灌区作物高效节水灌溉制度的探讨C。黄河流域大型灌区节水改造与水资源可持续利用研讨会论文集，2000.
