土地盐碱化是什么、为什么、哪里、多少、如何、怎么

土地盐碱化：详细解析是什么、为什么、哪里、多少、如何、怎么

土地盐碱化是全球范围内影响农业生产和生态环境的重要问题。它涉及到土壤中可溶性盐类或交换性钠离子过度积累，对土壤性质、植物生长以及生态系统健康造成严重影响。为了深入了解这一问题，本文将围绕“是什么、为什么、哪里、多少、如何、怎么”这些核心疑问，进行详细具体的探讨。

是什么：土地盐碱化的定义、类型与特征

什么是土地盐碱化？

土地盐碱化是指土壤表层或耕作层可溶性盐类（如氯化物、硫酸盐、碳酸盐、硝酸盐等）或交换性钠离子在一定条件下，积累超过植物正常生长所需的阈值，导致土壤性状恶化、肥力下降、作物减产甚至颗粒无收的现象。

土地盐碱化有哪些主要类型？

根据土壤中盐分离子组成和性质的不同，土地盐碱化通常分为以下主要类型：

• 盐渍化土壤 (Saline Soil)： 这类土壤主要以中性盐为主，如氯化钠（NaCl）、硫酸钠（Na₂SO₄）、氯化钙（CaCl₂）、硫酸镁（MgSO₄）等。其特征是土壤溶液渗透压高，对植物产生生理干旱和离子毒害。通常用土壤溶液电导率（ECe）来衡量，ECe大于4 dS/m (在25℃时)。pH值通常小于8.5。
• 碱化土壤 (Sodic Soil / Alkaline Soil)： 这类土壤主要以交换性钠离子为主，且碳酸钠（Na₂CO₃）或碳酸氢钠（NaHCO₃）含量较高，导致pH值升高。其特征是土壤结构破坏严重，通气透水性极差，易板结。用交换性钠占阳离子交换量百分比（ESP）来衡量，ESP大于15%。pH值通常大于8.5，甚至高达10以上。
• 盐碱化土壤 (Saline-Sodic Soil)： 兼具盐渍土和碱化土的特征，既有较高的可溶性盐，也有较高的交换性钠离子。ECe大于4 dS/m，ESP大于15%，pH值可变，通常小于8.5，但在洗盐不洗钠的情况下可能向碱化土转化。

在实际应用中，常将盐渍化和碱化统称为盐碱化。

盐碱化土壤有什么物理和化学特征？

盐碱化土壤的特征非常显著，主要体现在以下几个方面：

• 物理特征：
  • 结构破坏： 特别是碱化土，高含量的钠离子会破坏土壤团聚体结构，使土壤颗粒分散，导致土壤板结、紧实、通气透水性差。
  • 水分状况： 土壤吸水膨胀、失水收缩开裂严重；入渗率低，水分难以下渗；蒸发强烈，表层易形成盐结皮或盐霜。
  • 颜色： 干旱时表层常呈现白色盐霜（盐渍土）或黑色碱斑（碱化土，因分散的有机质沉积所致）。
• 化学特征：
  • 高盐分： 可溶性盐含量超过正常水平，导致土壤溶液渗透压升高。
  • 高pH值： 特别是碱化土，因碳酸盐和碳酸氢盐含量高，水解产生氢氧根离子，使土壤溶液呈强碱性。
  • 高交换性钠： 碱化土中交换性钠离子含量高，吸附在土壤胶体表面，影响土壤物理性质。
  • 养分失衡： 高盐环境影响土壤微生物活动，养分转化速率慢；高pH可能导致磷、铁、锰、锌等微量元素固定，植物吸收困难。
  • 离子毒害： 特定离子如钠离子、氯离子等在高浓度下对植物具有直接毒害作用。

为什么：土地为什么会发生盐碱化？

土地盐碱化的发生是自然因素和人类活动共同作用的结果。

自然因素有哪些导致盐碱化？

自然因素为盐碱化提供了物质基础和环境条件：

• 气候条件： 干旱和半干旱地区降水量少且集中，蒸发量远大于降水量。降水无法有效淋洗土壤中的盐分，反而地表水分蒸发强烈，促使地下水携带盐分上升至地表积累。
• 地下水： 高矿化度的地下水是重要的盐分来源。如果地下水位较高且埋深较浅（通常在1-3米以内），通过毛细管作用，地下水中的盐分会随水分蒸发被带到土壤表层富集。
• 地质地貌： 地势低洼、排水不畅的地区，或者封闭盆地，容易积水积盐。含有盐分的母岩或第四纪沉积物风化，也会释放盐分进入土壤。
• 海水侵蚀： 沿海地区受海水倒灌、潮汐侵蚀影响，会将大量盐分带入滨海土壤。

人类活动如何加速盐碱化？

人类活动特别是农田灌溉，是导致继发性盐碱化的主要原因：

• 不合理灌溉： 这是最常见的人为原因。
  • 灌溉水质： 使用含盐量较高的水源（如咸水或矿化度较高的河水、地下水）进行灌溉。
  • 灌溉方式和量： 大水漫灌、灌溉量过大或过于频繁，可能导致地下水位上升。如果灌溉后没有配套的排水措施，或降雨不足以淋洗，盐分就会在地表积累。
  • 无排水设施： 灌溉区没有或排水设施不完善，无法及时排除多余的灌溉水和淋洗下来的盐分，导致地下水位抬升和盐分滞留。
• 土地利用方式改变：
  • 毁林开荒、过度放牧： 破坏植被覆盖，加剧土壤侵蚀，改变地表径流和地下水动态，可能导致地下水位上升。
  • 工程建设： 修建水库、渠道、道路等，可能改变区域水文条件，造成某些区域地下水位抬升。

  • 城市化与工业污染： 工业废水、城市污水排放可能含有盐分或有害物质，污染土壤；过度抽取地下水可能导致海水入侵（沿海地区）。

哪里与多少：全球与中国的盐碱化分布与规模

全球哪些地区盐碱化最严重？

盐碱化问题在世界范围内广泛分布，特别是在干旱和半干旱地区。全球约有超过100个国家和地区受到盐碱化的影响。主要集中在：

• 亚洲： 包括中国、印度、巴基斯坦、中亚五国（哈萨克斯坦、乌兹别克斯坦、土库曼斯坦、吉尔吉斯斯坦、塔吉克斯坦）、中东地区（伊拉克、伊朗、叙利亚等）。这些地区拥有广阔的干旱/半干旱土地和大量的灌溉农业。
• 非洲： 北非（埃及、苏丹等尼罗河流域）、东非、南非部分地区。
• 美洲： 北美洲的美国西南部、墨西哥；南美洲的阿根廷、智利、秘鲁的部分干旱地区。
• 澳洲： 澳大利亚内陆及西南部地区。

全球有多少土地受到盐碱化影响？

据联合国粮农组织（FAO）等机构的估计，全球范围内受到盐碱化影响的土地面积庞大。

据保守估计，全球约有10亿公顷土地受到盐碱化影响，其中约有4500万公顷的灌溉耕地和3.2亿公顷的非灌溉旱地正面临严重的盐碱化威胁。全球每年因盐碱化导致的耕地损失高达1000万公顷。

这些数字庞大且仍在增长，盐碱化已成为全球重要的土地退化形式之一。

中国哪些地区是盐碱化重灾区？

中国盐碱地面积广阔，分布范围广泛，主要集中在以下区域：

• 西北干旱半干旱区： 新疆、甘肃河西走廊、宁夏、内蒙古西部等，属内陆干旱气候，蒸发强烈，地下水位高且矿化度高，是盐碱地分布面积最大、程度最严重的区域。
• 黄淮海平原： 河北、山东、河南、安徽、江苏北部等，属半湿润季风气候，但地势低平，排水不畅，海河流域历史上就是重要的盐碱区，尤其是在不合理灌溉和海平面变化影响下，盐碱化问题突出。
• 东北松嫩平原西部： 吉林西部、黑龙江西部、内蒙古东部等，属半干旱半湿润季风气候，地下水位高，苏打盐碱地（以碳酸钠、碳酸氢钠为主的碱化土）分布广泛且典型。
• 滨海地区： 辽宁、河北、天津、山东、江苏、浙江、福建、广东、广西等沿海滩涂和低洼地带，受海水入侵和潮汐影响，以氯化物盐渍土为主。

中国有多少土地是盐碱地？

中国是世界上盐碱地面积较大的国家之一。

根据不同的调查年份和标准，中国的盐碱地面积估算有所差异。一般认为，中国目前有各类盐碱地约9910万公顷，其中可利用的耕地、草地、林地、未利用土地中均有分布。其中，具有开发利用潜力的盐碱地约有1亿亩（约667万公顷）。

这个数字突显了在中国开展盐碱地改良和利用的必要性和巨大潜力。

怎么：盐碱化对土壤、植物和环境的影响

盐碱化对土壤、植物和环境有什么影响？

盐碱化是一个连锁反应过程，对生态系统各方面都产生负面影响：

• 对土壤的影响：
  • 结构破坏： 特别是钠离子含量高的土壤，颗粒分散，导致土壤孔隙度降低，通气透水性差，根系生长受阻。
  • 水分失调： 渗透压高，土壤持水性能下降，有效水减少；蒸发强烈，加剧土壤干燥。
  • 肥力下降： 养分淋失或固定，微生物活动受抑制，有机质分解缓慢，土壤生物多样性减少。
  • 侵蚀加剧： 表层结构破坏使得土壤更容易遭受风蚀和水蚀。
• 对植物和作物的影响：
  • 生理干旱： 盐分浓度高，土壤溶液渗透压高于植物根细胞液渗透压，植物难以吸收水分，表现为缺水症状（叶片萎蔫、焦枯），即便土壤水分充足。
  • 离子毒害： 高浓度的Na⁺、Cl⁻、SO₄²⁻等离子直接对植物细胞产生毒性，干扰植物正常的生理代谢活动，如酶活性、光合作用等。
  • 养分失衡： 过多的Na⁺会干扰K⁺、Ca²⁺、Mg²⁺等必需养分的吸收；高pH值影响某些微量元素的有效性。
  • 生长受阻： 综合以上因素，植物生长缓慢、植株矮小、叶片变色甚至坏死。
  • 产量和品质下降： 作物产量大幅减少，农产品品质变差。严重时导致作物死亡，土地抛荒。
  • 物种多样性减少： 只有少数耐盐植物能在盐碱地上生存，导致植被类型单一。
• 对环境的影响：
  • 土地退化： 盐碱化是土地退化的重要形式，导致土地生产力丧失。
  • 生态系统功能衰退： 植被覆盖率降低，影响生物栖息地，导致生物多样性下降。
  • 水资源问题： 不合理灌溉加剧水资源消耗，同时盐碱地的排水问题可能影响下游水质。
  • 加剧荒漠化： 在干旱半干旱地区，盐碱化与风蚀、水蚀结合，可能导致土地进一步荒漠化。
  • 社会经济影响： 影响农业收入，可能导致农民贫困和人口迁移；增加土地改良和水利工程投入。

如何：如何治理与预防土地盐碱化？

治理和预防土地盐碱化需要综合性的措施，结合工程、农艺、生物和化学方法。

如何改良或治理盐碱化土地？具体的改良方法有哪些？

盐碱地改良的目标是降低土壤中的可溶性盐含量和交换性钠含量，改善土壤物理化学性质。主要方法包括：

• 物理改良：
  • 洗盐（Leaching）： 通过灌溉或降水将土壤表层的盐分向下或向侧方淋洗。这是最基本的方法，但需要充足的淡水和良好的排水条件。通常结合大水漫灌或喷灌进行。
  • 排水（Drainage）： 修建明沟或暗管排水系统，降低地下水位，阻止盐分通过毛细管作用上升，并排出淋洗土壤产生的含盐水。这是洗盐的基础，没有排水，洗盐效果差且可能加剧地下水位上升。
  • 深翻耕作（Deep Plowing）： 将表层含盐高的土壤翻到下层，将下层含盐低的土壤翻到表层，稀释表层盐分。深耕还能改善土壤结构。
  • 机械刮盐： 在土壤表层形成明显盐霜或盐结皮时，用机械方法刮去表层含盐量最高的土壤。适用于盐分高度集中在表层的盐渍土。
  • 客土（Adding Fresh Soil）： 从外部运来含盐量低、结构良好的土壤覆盖在盐碱地上，或与原盐碱土混合，稀释盐分，改善土壤性状。成本较高，适用于小范围改良。
• 化学改良： 主要针对碱化土或盐碱化土中过多的交换性钠离子。通过加入钙盐来替换吸附在土壤胶体上的钠离子，被替换出的钠离子再通过淋洗排出。
  • 石膏改良（Gypsum Application）： 加入石膏（硫酸钙，CaSO₄·2H₂O）。钙离子(Ca²⁺)替换土壤胶体上的钠离子(Na⁺)，形成可溶性硫酸钠(Na₂SO₄)，再通过排水淋洗出去。这是最常用的化学改良剂，对碱化土效果显著。
  • 氯化钙改良（Calcium Chloride Application）： 效果比石膏快，但成本高，腐蚀性强，常用于紧急处理或小范围改良。
  • 酸性物质改良： 加入硫酸、硫磺、硫酸亚铁、明矾等，适用于含钙较高的盐碱土或碱化土。硫磺在土壤微生物作用下氧化生成硫酸，硫酸与土壤中的碳酸钙反应生成石膏，再进行钠离子替换。
• 生物改良与农艺措施：
  • 种植耐盐植物： 选择能够在一定盐分条件下生长的作物或牧草进行种植。植物根系的生长和分泌物有助于改善土壤结构，降低地下水位。收获植物也能带走一部分土壤中的盐分。
  • 增施有机肥： 秸秆还田、施用腐熟的农家肥、种植绿肥等。有机质能改善土壤结构，提高土壤阳离子交换量，吸附一部分盐分，促进微生物活动，增强土壤缓冲能力。

  • 覆盖： 地膜覆盖或秸秆覆盖可以减少地表水分蒸发，抑制盐分随水分上升。
  • 合理耕作： 根据具体盐碱化类型和程度，选择合适的耕作方式，如深耕、垄作（将盐分集中在垄背，植物种在垄间）等。

如何预防土地盐碱化？

预防比治理更重要。关键在于控制地下水位和合理管理盐分。

• 合理规划水利设施： 确保灌溉与排水工程配套，建立完善的灌溉和排水系统，及时排涝，控制地下水位在安全深度以下（通常大于2-3米）。
• 推广节水灌溉技术： 发展喷灌、滴灌等节水技术，减少灌溉用水量，降低地下水位抬升的风险。
• 提高灌溉水质： 尽量使用低矿化度的水源进行灌溉。对于高矿化度水源，需谨慎使用并加强管理。
• 控制地下水位： 在地下水位高的地区，通过挖排水沟、种植耗水植物等方式，降低地下水位。
• 保护植被： 防止过度砍伐和放牧，维持良好的地表植被覆盖，减少蒸发，涵养水源，调节地下水。
• 科学施肥： 合理施用化肥，避免使用含盐量高的肥料。
• 监测与预警： 定期监测土壤盐分、地下水埋深和矿化度，建立盐碱化预警体系，及时采取预防措施。

种植哪些作物可以在盐碱地生长？

并非所有植物都能耐受高盐环境。选择耐盐植物是盐碱地利用的关键。这些植物通常具有特殊的生理机制来适应高盐环境，如排出盐分、将盐分储存在叶片或液泡中、调节渗透压等。

• 高度耐盐作物：
  • 盐角草 (Salicornia)： 一类典型的盐生植物，可作为蔬菜或生物燃料。
  • 碱蓬 (Suaeda)： 一些品种可作牧草或油料。
  • 海滨大麦 (Hordeum marinum)： 耐盐性较强。
  • 藜麦 (Quinoa)： 具有较好的耐盐性。
• 中度耐盐作物：
  • 棉花 (Cotton)： 在中度盐分条件下仍能有一定产量。
  • 甜菜 (Sugar beet)： 耐盐性较好。
  • 高粱 (Sorghum)、大麦 (Barley)： 比玉米、小麦耐盐性强。
  • 苜蓿 (Alfalfa)： 一些品种有较好的耐盐性，可作饲料。
  • 部分蔬菜： 如菠菜、甜菜、甘蓝等。
  • 部分林木和草本： 如沙棘、柽柳、胡杨（幼苗耐盐）、狗牙根、蒲公英等。
• 轻度耐盐作物：
  • 小麦 (Wheat)、玉米 (Maize)、水稻 (Rice)： 对盐分比较敏感，但在轻度盐碱地配合改良措施可以种植部分耐盐品种。
  • 大豆 (Soybean)、花生 (Peanut)： 相对敏感。
  • 大多数蔬菜和果树： 如豆类、马铃薯、番茄、果树等，对盐分敏感。

在实际应用中，还需要考虑 конкретные 盐分类型、浓度、土壤类型以及气候条件，选择最适合的耐盐植物品种。同时，通过配套的改良措施，可以提高土壤对植物生长的适宜性。

怎么：如何判断一块土地是否盐碱化？

判断一块土地是否盐碱化，可以通过多种方法结合进行，包括初步观测和详细的土壤检测。

如何判断一块土地是否盐碱化？观测与采样

在进行土壤检测之前，可以通过一些直观的现象进行初步判断：

• 地表盐霜或盐结皮： 在干旱天气下，土壤表层出现白色、灰白色或淡黄色的粉末状、结晶状或块状物质，即盐分结晶析出，这是典型的盐渍化表现。
• 地表黑色斑块： 特别是雨后或灌溉后，地面出现湿润、油光发亮的黑色斑块，干后易板结开裂，甚至形成柱状结构，这是碱化土的典型特征（俗称“黑碱”），是分散的有机质随水分蒸发聚集在表层所致。
• 植被稀疏或异常： 土地上的植物生长不良，植株矮小、叶片黄化、焦枯、甚至成片死亡。只能生长少数耐盐植物，如盐生草、碱蓬等，形成盐碱地指示植物群落。
• 土壤物理性状差： 土壤干燥时坚硬板结，湿润时粘滞，通透性差，挖开土壤可以看到明显的结构不良现象，如柱状结构（碱化土）。
• 水源情况： 周边有高矿化度的河流、湖泊或地下水，且地下水位较浅。

如果存在上述现象，很可能就是盐碱地，需要进一步采样进行室内检测。采样时应选取具有代表性的地点和深度（如0-20厘米、20-40厘米等），根据地块面积和盐碱化均匀程度确定采样点数量。

土壤指标检测：

最准确的判断方法是将采集的土壤样品送往实验室进行化学分析。关键的检测指标包括：

• 土壤溶液电导率 (ECe)： 用于衡量土壤中可溶性盐的总量。通常将饱和提取液电导率（ECe）作为判断盐渍土的标准。如前所述，ECe大于4 dS/m (在25℃时)通常被认为是盐渍土的阈值。数值越高，盐分含量越高。
• pH值： 用于衡量土壤的酸碱度。正常土壤pH值一般在6-7.5之间。盐渍土pH通常小于8.5，碱化土pH通常大于8.5，甚至高达10以上。
• 交换性钠离子占阳离子交换量百分比 (ESP)： 用于衡量土壤中交换性钠离子的含量相对于总阳离子交换量的比例。ESP大于15%通常被认为是碱化土的阈值。高ESP导致土壤结构破坏。
• 可溶性离子组成： 分析土壤溶液中主要的阴阳离子含量，如Na⁺, K⁺, Ca²⁺, Mg²⁺, Cl⁻, SO₄²⁻, CO₃²⁻, HCO₃⁻等，这有助于确定盐碱化的类型和来源，为改良方案提供依据。
• 阳离子交换量 (CEC)： 虽然不是直接判断盐碱化，但了解CEC有助于理解土壤对离子的吸附能力，以及改良剂（如石膏）的需求量。

通过综合分析这些指标，可以精确诊断土地盐碱化的类型、程度以及可能的原因，从而制定科学合理的改良和管理方案。