发布时间：2017-01-23所属分类：农业论文浏览：1次
摘 要： 为研究农田水利工程治理盐渍化的效果，以天津市为例，结合 ArcGIS9.3 与试验分析方法，分析说明农 田水利建设对土壤盐渍化改良的作用。结果表明，1982-2008 年，盐渍土面积由 49.40×104 hm2，降低到 32.42×
王秀丽 1，张凤荣 1※，王跃朋 1，奉 婷 1，廉晓娟 2，王 艳 2
(1. 中国农业大学资源与环境学院，北京 100193; 2. 天津市农业资源与环境研究所，天津 300192)
摘 要：为研究农田水利工程治理盐渍化的效果，以天津市为例，结合 ArcGIS9.3 与试验分析方法，分析说明农 田水利建设对土壤盐渍化改良的作用。结果表明，1982-2008 年，盐渍土面积由 49.40×104 hm2，降低到 32.42×104 hm2，18.76%的盐渍土完全脱盐化，其他土壤盐化程度也大大降低;2006-2010 年，来自于盐渍土的新增耕地面积减少了 2.54×104 hm2，但有 1.11×104 hm2 的沟渠转换成耕地;0～60 cm 内的滨海盐渍土剖面中，排水体系完 善的耕地，69.81%以上在轻度盐化以下，而排水体系较差的荒地，40%以上为盐土，仅 14.85%在轻度盐化以下。 1982-2005 年，易形成盐渍化的土壤面积由 65.55×104 hm2，减少到 49.60×104 hm2，减少区域与盐渍化降低区的 分布区域一致。因此，农田水利建设是通过改良盐渍土的形成环境，从而达到治理盐渍化的效果。对于沟渠分布过密的脱盐化地区，可将部分废弃沟渠纳入宜耕后备资源中，通过土地整治促进农田集中连片，进而推进高标准 农田建设。
关键词：水利部职称论文,土壤,盐渍化治理,天津市
doi：10.3969/j.issn.1002-6819.2013.20.012
中图分类号：S156.4+6 文献标志码：A 文章编号：1002-6819(2013)-20-0082-07
王秀丽，张凤荣，王跃朋，等. 农田水利工程治理天津市土壤盐渍化的效果[J]. 农业工程学报，2013，29(20)： 82-88.
Wang Xiuli, Zhang Fengrong, Wang Yuepeng, et al. Effect of irrigation and drainage engineering control on improvement of soil salinity in Tianjin[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE),
2013, 29(20): 82-88. (in Chinese with English abstract)
0 引 言
盐碱土(也称盐渍土)包括各种盐土和碱土以 及不同程度盐化和碱化的土壤，是在气候干旱、地面蒸发强烈、地势低洼、含盐地下潜水位高的条件 下，土壤表层或土体中积聚过多的可溶性盐类而形成的[1-2]。在中国干旱、半干旱以及半湿润气候蒸降 比大于 1 的地区，如果地下水位高，则土壤水的毛 管上升到达地表的量大于重力下行水流的量，在此 情况下，地下水中的可溶性盐类随上升水流蒸发、 浓缩，积聚于地表，形成盐土[1]。由此可见，区域 的水文、气候条件与土壤的盐渍化密切相关[3-5]，是 形成盐渍化的主要因素。据第二次全国土壤普查资料显示，中国盐碱土面积为 34.70×106 hm2。随着人 口的不断增长，为了满足粮食需求，盐碱土作为一 种具有巨大开发潜力的土地资源，引起人们的重
收稿日期：2013-06-12 修订日期：2013-09-15 基金项目：国家科技基础性工作专项(编号：2008FY110600);国家科 技基础性工作专项(编号：2012FY112100) 作者简介：王秀丽(1983-)，女，河南焦作人，博士生，研究方向为 土壤资源评价、土地利用与保护。北京 中国农业大学资源与环境学院， 100193。Email：wangxiuli0614@163.com.
※通信作者：张凤荣(1957-)，男，河北沧州人，博士，教授。主要 研究方向为土壤地理、土地评价与可持续利用。北京 中国农业大学资
源与环境学院，100193。Email：frzhang@cau.edu.cn
视。自 20 世纪 50 年代开始，中国就开始通过农田 水利与农业生物措施相结合等方式来改良盐土种植作物，成效显著，各地的盐碱地面积大大缩小， 土壤的盐碱化程度也明显减轻，并且大部分地区已 基本消除了盐碱危害[6]。黄淮海平原的盐碱地也由 1958 年的 412.53×104 hm2 减少到 2005 年的
38.45×104 hm2[7]。
随着经济与科学技术的发展，盐渍土的研究逐 渐转移到西北干旱灌区、东北松嫩平原地区盐渍化
的发展演变[8-10]，以及滨海微咸水灌溉对土壤盐渍 化的影响上[11-12]。但是作为中国粮食主产区的黄淮
海平原，在实施大规模的农田水利配套工程，建立
高标准基本农田的目标下，对其治理盐渍化的效果 却鲜有报道。因此，本文以二次普查时盐渍土分布
面积较广的天津市为例，来探讨分析农田水利工程 建设对土壤盐渍化的改良效果，以供参考和讨论，
为后备土地资源开发提供依据。
1 研究区概况
天津市位于华北平原东北部，海河流域最下 游，38°34′～40°15′N，116°43′～118°04′E，全市土 地总面积为 11 916.85 km2。属于暖温带大陆性季风 气候，年均降雨量 570～690 mm，夏季占全年降雨 量的 75%(6-9 月降雨量可达 400～500 mm，占全
第 20 期 王秀丽等：农田水利工程治理天津市土壤盐渍化的效果 83
年降雨量的 72%左右)，年均蒸发量 1 100 mm 左
右，约为降雨量的 2 倍。地形总趋势是北、西北部 高，南、东南部低。海拔高度介于 0～1 078.5 m， 除北部蓟县为山地丘陵区外，其余全为平原区，占
全市面积的 93%。受地形、地貌、母质、气候等成
土因素的影响，由于蒸降比大，又地处九河下梢，河流众多，历史上常因河流宣泄不畅，致使堤防溃
决，在海积平原区形成许多洼地，加之地下水埋深
浅，矿化度高，因而形成较多的盐化潮土;海冲积 平原区因长期受海潮影响，土壤盐渍化较重，多形
成滨海盐土。二次土壤普查时(1982 年)，全市各
种盐化潮土和滨海盐土总面积为 49.40×104 hm2，占 土壤总面积的 46.67%。
2 数据来源与研究方法
本文所用到的 1982 年的土壤类型图、浅层地 下水埋深及地下水矿化度图、土壤盐渍化分布图来 源于《天津市土种志》[13];2002 年、2005 年浅层 地下水埋深及矿化度图分别来源于《天津市地质环 境图集》[14]、《天津市土地适宜性评价主要指标调查报告》[15];2008 年土壤盐渍化分布图来源于天津 市地质调查中心;2006 年、2010 年土地利用现状 图来自于土地利用变更数据;利用 ArcGIS9.3 将所 有图件都与土地利用现状图进行配准矫正。154 个 滨海新区盐渍土剖面数据来源于 2009 年 3 月实地
采样分析获得(耕地 53 个，荒地 101 个)，每个 样点分 0～20、>20～40、>40～60 cm 进行取样， 共采集 462 个土壤样品，按照常规分析方法[16]进行
土壤含盐量的测定。 沟渠是河流、水库与耕地的连接枢纽，是农田
水利基础设施建设的重要组成部分。沟渠密度指沟 渠的疏密程度[17-18]，是反映沟渠网络完善性的重要
指标。用沟渠总长度与区域总面积之比表示。
3 农 田水利工程建设的土壤盐渍化治理 效果
3.1 天津市农田水利工程建设
盐渍土的治理是指将可溶盐从某一土层或整 个剖面中移去而达到脱盐目的的过程。鉴于盐渍化
的形成原理，兴修水利，挖排水沟排泄雨洪水，降
低地下水位，是除涝治碱的首要工作。由表 1 可知，
自 1949 年至 1990 年，天津市通过开辟、治理骨干 河道，修建排水渠、建水库等措施，改良盐渍耕地
面积 20.78×104 hm2[19-20]。90 年代中期以后，又通过大规模的土地平整、机井灌溉及排水体系建设，扩
大农田的有效灌溉面积，来进一步改善农业生产条
件[21]。仅“十一五”期间，天津市土地平整面积
1.62×104 hm2，修建灌、排渠(管)道 1 832.12 km，
新打机井 461 眼。因良好的排水体系与长期开采地 下水灌溉，地下水位下降至水分不再通过毛管吸引 力上升至地表，在雨季降水量大于蒸发量的条件
下，下行水量大于上行水，盐分被淋洗出土体或被
淋洗到剖面中的一定深度;地下水矿化度也随着灌 溉面积的增加，通过地下水补给，稀释了盐分离子，
降低了地下水的矿化度。从而切断了盐分通过土壤
毛管水上升聚积在地表的源头。
表 1 天津市水利工程建设及改良盐渍耕地面积
Table 1 Construction of hydraulic engineering and area of improved salinity cultivated land in Tianjin
年份
Year
水利工程建设
Construction of hydraulic engineering
盐渍耕地改良面积
Area of improved salinity cultivated land /104 hm2
1949-1957 年 恢复发展阶段：通过开辟新河、排水渠、引输水工程，低洼盐渍地得到初步改善。 7.09
1958-1972 年 海河治理阶段：通过骨干河道整治，初步建成了比较完整的农田排水工程体系。 17.42
1973-1983 年 开发水源阶段：先后兴建中型水库 10 座，小型水库 78 座，为农田灌溉发挥重要作用。 20.84
1984-1990 年 改革发展阶段：修复小型农田水利工程 7253 处，更新改造泵站 58 座，泵站设备完好率达到 85%。 20.78
2006 年，天津市的沟渠总长度为 12 880.11 km， 面积为 263.59 km2，占天津市土地总面积的 2.21%， 沟渠网络密度为 1.08 km/km2。2010 年，天津市的 沟渠总长度为 49 454.62 km，面积为 857.47 km2， 占天津市土地总面积的 7.20%;沟渠网络密度为 4.15 km/km2。增加区域主要分布于宁河、静海、宝坻、津南、武清、东丽(表 2)。沟渠密度增大， 网络连通性 增强，水浇 地面积也由 2006 年的
24.28×104 hm2 增加到 2010 年的 34.29×104 hm2，占
2010 年耕地总面积的 77.30%。
3.2 天津市土壤盐渍化治理效果
3.2.1 土壤盐渍化面积变化与空间分布
按照土壤含盐量百分比将盐渍化等级划分为 5 级[22]：<0.2%为无盐化，0.2%～0.4%为轻度盐化， 0.4%～0.6%为中度盐化，0.6%～1.0%为重度盐化，
>1.0% 为盐 土。 1982 年， 全市 盐渍 土面 积为
49.40×104 hm2，占土壤总面积的 46.67%;2008 年，
全市盐渍土面积为 32.42×104 hm2，占土壤总面积的 27.91%。由此可见，至 2008 年，有 18.76%的盐碱 土已经完全脱盐化了。从表 3 中可看出，1982-2008
84 农业工程学报 2013 年
年，轻度、中度盐渍化土壤明显改良，面积比例由 29.88%、10.19%降低到 11.76%、3.42%，分别减少 了 18.12%、6.78%;而重度、盐土面积比例略有增 长，由 0.74%、5.85%增加到 2.90%、9.82%，分别
增加了 2.16%、3.98%，增长幅度均不足 4%，主要 位于原有中度以上盐渍化地区，在未脱盐的情况下，水改旱作导致盐渍化进一步加剧。
表 2 2006-2010 年天津市各区县沟渠密度变化
Table 2 Ditch density in each county of Tianjin from 2006 to 2010
km/km2
区县名称
County names2006 年2010 年增减变化区县名称
County names2006 年2010 年增减变化
宝坻区 Baodi0.0414.754.34静海县 Jinghai0.835.995.16
北辰区 Beichen3.023.800.78宁河县 Ninghe1.569.187.61
大港区 Dagang0.612.341.73塘沽区 Tanggu0.701.590.89
东丽区 Dongli1.383.552.17武清区 Wuqing1.964.162.20
汉沽区 Hangu0.752.061.32西青区 Xiqing1.914.002.09
蓟县 Jixian0.471.160.69天津市 Tianjin1.084.153.07
津南区 Jinnan0.994.083.08
表 3 1982-2008 年天津市土壤盐渍化面积及比例变化
Table 3 Area and percentage change of soil salinity in Tianjin from 1982 to 2008
无盐化
轻度盐化
中度盐化
重度盐化 盐土
No salinity Slight salinity Moderate salinity Severe salinity Solonchak
面积
Area/比例
Percentage/面积
Area/比例
Percentage/面积
Area/比例
Percentage/面积
Area/比例
Percentage/面积
Area/比例
Percentage/
×104hm2%×104hm2%×104hm2%×104hm2%×104hm2%
1982 年56.4653.3331.6329.8810.7910.190.790.746.195.85
2008 年83.7572.0913.6611.763.973.423.372.9011.419.82
变化 Change27.2918.76-17.97-18.12-6.82-6.772.582.165.223.97
将 1982 年、2008 年天津市土壤表层盐渍化等级分布图在 ArcGIS9.3 中进行叠加相减分析，得出 天津市土壤盐渍化变化空间分布图(图 1)。从图 中可以看出，盐渍化降低区域主要分布在宁河、静 海、津南、东丽、武清、宝坻地区(表 4)，与沟 渠密度增加区域一致。可见，在良好的灌排体系下， 盐渍化程度也随之降低。盐渍化升高区域大致沿着 2 条带状分布：一条是由武清西北向东南延伸到塘沽，大致沿永定河流域分布;一条是从汉沽东北向 西南至大港的滨海新区带。这些区域恰是排水沟渠与河流的排泄区，由于排水沟中携带大量盐分，侧 渗入浅层地下水中，在蒸发作用下，盐分又重返地 表;而滨海新区带受海潮影响，在海水倒灌作用下， 使盐渍化升高。实地调查中发现，盐渍化升高区域 的温室大棚与菜地面积不断增加，仅武清地区的面 积就由 2006 年的 4.70 hm2 增加到 2010 年的 580.94 hm2。温室环境下，土壤水分经常性的向上运动， 过量施肥使土壤盐溶液浓度提高，在高温高湿的环 境条件下，加速盐基离子释放，导致盐渍化程度加 剧。另外，在未脱盐地区盲目进行现代喷灌或滴灌改造，由于灌水量过小，在蒸发强烈时，无法起到 洗盐效果，无水时，致使毛细管将残余在土壤中的盐分带到地表，这也是盐渍化加剧的一个不容忽视 的现象。
图 1 1982-2008 年天津市盐渍化变化空间分布图 Fig.1 Spatial distribution of soil salinity change in Tianjin
(1982-2008)
第 20 期 王秀丽等：农田水利工程治理天津市土壤盐渍化的效果 85
表 4 天津市各区县盐渍化变化面积
Table 4 Area of soil salinity change in each county of Tianjin
×104 hm2
区县名称 County names 降低 Reduce 升高 Rise
宝坻区 Baodi 1.91 0.21
北辰区 Beichen 1.22 0.36
大港区 Dagang 1.63 2.65
东丽区 Dongli 2.88 0.53
汉沽区 Hangu 0.39 0.16
蓟县 Jixian 0.11 0
津南区 Jinnan 3.34 0.04
静海县 Jinghai 3.99 0.77
宁河县 Ninghe 4.94 0.51
塘沽区 Tanggu 1.22 0.85
武清区 Wuqing 1.92 2.06
西青区 Xiqing 1.79 0.43
总计 Total 25.34 8.57
3.2.2 新增耕地盐渍化状况
2006-2010 年天津市新增耕地 8.38×104 hm2， 其来源为 3 类：其他农用地(非耕地的农用地)、 建设用地和 未利用地， 分别占新增 耕地面积的 45.07%、25.21%、29.72%。其中，来自沟渠的面积 为 1.11×104 hm2，占新增耕地面积的 13.24%;来自 于荒草地和盐碱地面积为 1.03×104 hm2，占新增耕 地面积的 12.27%。在耕地保护与“占补平衡”政策 下，原有的许多荒草地和盐碱地被开垦成为耕地。 与此同时，在洪涝及盐碱危害消除后，农民将许多 失去原有效用的沟渠填埋开发成了耕地。
将新增耕地图斑与 1982 年盐渍化土壤图进行 叠加后得出，新增耕地来自于无盐化土壤的面积为 4.52×104 hm2，占新增耕地面积的 53.95%，盐碱土 的面积为 3.86×104 hm2，占新增耕地面积的 46.05%; 而将新增耕地图斑与 2008 年盐渍化土壤图进行叠
加后得出，新增耕地来自于无盐化土壤的面积为 7.06×104 hm2，占新增耕地面积的 84.21%，盐渍土 的面积为 1.32×104 hm2，占新增耕地面积的 15.79%。 新老土壤图的盐渍土面积相差了 30.25%。可见，1982 年以来，大量盐碱地经过排水洗盐得到改良，若不及 时更新数据，易造成对整体盐渍化状况的误判。 3.2.3 盐渍土剖面盐渍化状况
天津市滨海新区包括大港、汉沽、塘沽 3 个区 以及东丽区、津南区的部分地区，由于距海近，地 下水埋深浅且矿化度高，二次土壤普查时，是盐土 及重度盐化土壤分布的主要区域，也是盐渍化状况 的重点监测区。春季干旱少雨是返盐的高峰期，此 时的盐分含量最能反映盐渍化状况。因此，在 2009
年 3 月对其盐渍土上分布的耕地(96.08%的样点分 布在排水等 级为基本健 全以上的区 域)、荒地
(65.25%的样点分布在排水等级为基本健全以上的
区域)分别进行布点采样，以土壤的盐渍化程度来对比分析排水体系对盐渍土剖面盐渍化的影响。
由表 5 中的耕地样点可看出，0～20 cm 内，除
重度、盐土各 1 个样点外，中度盐化以下的样点占 到 96.23%，脱盐化的样点为 30.19%，总体以轻度
盐渍化为主;20 cm 以下已无重度盐化以上的样点，
样点盐渍化状况向轻度集中，但在>40～60 cm 处， 样点轻度盐渍化又略微减少;从整个剖面来看，至
少 69.81%的样点盐渍化状况在轻度以下，9%以上
样点已经完全脱盐渍化。而从荒地样点来看，虽然随着深度增加，盐分有向中度盐化发展的趋势，但
整个剖面范围内，盐分均以盐土为主，且所占比例
均在 40%以上，仅有 14.85%的样点在轻度以下，完 全脱盐化的比例更小，约占 2%。两者对比后表明， 拥有完善排水体系的耕地的盐渍化程度较轻，而排 水体系较差的荒地盐渍化程度依然较重。
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