宁夏盐碱地成因及分区治理措施综述
贾壮壮，谭亚男，管孝艳*，王忠静，陶园
宁夏盐碱地成因及分区治理措施综述
贾壮壮1，谭亚男1，管孝艳1*，王忠静2，陶园1
（1.中国水利水电科学研究院，北京 100084；
2.宁夏大学，银川 750021）
【目的】综述宁夏典型片区盐碱地成因和治理措施，归纳形成宁夏盐碱地分区高效治理模式。【方法】选取红寺堡区、平罗县、惠农区、兴庆区和贺兰县为典型片区，从土壤质地、地下水位、气候条件、灌排条件、地形地貌和土地利用方式等方面梳理盐碱地成因，总结灌排管理、物理调控、化学调理和生物改良等治理措施及评价应用效果，提炼分区高效治理模式。【结果】宁夏盐碱地共同成因包括干旱少雨、蒸发强烈、人类活动影响和灌排不协调等；
分区成因主要为红寺堡区弱透水层及洼地盐分淋洗效率低，平罗县西大滩白僵土碱化度高和渠口乡作物插花种植，惠农区地下水受黄河水顶托常年居高不下，兴庆区风沙土土质易加速土壤蒸发返盐以及贺兰县成土母质含盐量高和低洼地区排水不畅等；
基础治理措施为建立良好的灌排体系，针对性的分区典型治理措施包括红寺堡区应通过物理调控打破弱透水层形成连贯排水通道，平罗县西大滩应着重改善白僵土土壤结构，平罗县渠口乡应推进土地利用类型合理化，惠农区应以优化供水格局、促进排水和降低地下水位为主要措施，兴庆区则应通过合理灌溉实现抑盐作用和培肥提升地力，而贺兰县则应以改良土壤特性、排水和研究种养循环模式为主。【结论】各分区需在建立良好的灌排条件的基础上，兼顾其他治理措施，实现高效协同治理，同时加强水盐监测、多措并举实现宁夏盐碱地分区综合治理。
宁夏；
盐碱地；
典型片区成因；
分区治理措施
【研究意义】盐碱地是各种盐土和碱土以及不同程度盐化和碱化土壤的总称[1]，其共同特性为土体中含有过量的盐碱成分，具有不良的理化性质，造成大多数植物无法正常的生长[2]。如土壤中过量的Na+、Mg2+、Cl-离子或过高pH值易破坏土壤结构使得土壤板结或黏稠，影响作物获取土壤中的养分以及新陈代谢等生理活动[3-4]。我国2021年盐碱地总面积约为1亿hm2，近期具有农业利用前景的盐碱地总面积近666.67万hm2，主要分布在宁夏、新疆、河北、内蒙古和吉林等地区。其中，宁夏引黄灌区盐碱地面积为14.79万hm2，约占耕地面积的33.54%[5]。大面积的盐碱地，对作物种植和生态环境都造成了不利影响，是限制宁夏地区农业发展的主要问题之一。尤其是耕地资源短缺的现状下，改良利用盐碱地对于解决宁夏地区的三农问题、维持生态环境可持续发展等方面具有重要作用。
【研究进展】针对宁夏地区盐碱地改良及开发利用中存在的问题，从理论和实践等方面开展了很多研究。从盐碱地成因来说，自然环境的限制以及人类活动干扰的结合导致盐碱化问题[6]。刘学军等[7]指出宁夏扬黄灌区土壤盐渍化成因包括气候因素、高含盐的土壤母质、障碍土层、局部地势低洼、常年有灌无排等，治理措施应因地制宜；
周华等[8]指出受灌区地形、土壤地质条件、灌排系统等方面因素影响，扬黄灌区局部区域出现盐渍化面积不断扩大的现象；
范晓旭[9]指出宁夏引黄灌区在开发土地的过程中，出现了很多不当措施，并且在蓄水防旱或引水灌溉的过程中没有采取完善的配套设施，导致了宁夏引黄灌区土壤盐碱化加快。从治理措施方面来说，李定洲[10]研究了银川引黄灌区春小麦盐化耕地的土壤水盐动态，并从地下水控制和水盐调节两方面对治理措施进行了总结和阐述；
孙兆军[6]在对宁夏银川平原盐碱荒地分类型分析的基础上，筛选出合适的改良剂并且结合培肥、水盐调控、耐盐植物品种选择等试验研究，提出了盐碱化、盐化、碱化3种盐碱地修复模式，同时指出了高地下水位地区的盐碱地改良模式；
Wang等[11]在西大滩前进农场研究了5种盐生植物对白僵土的改良作用，得到了种植盐生植物不仅可以改善盐碱地的理化性质，促进根系变形菌的成长，也对土壤有机质的分解起着至关重要的作用；
樊丽琴等[12]在平罗县盐碱地开展了春玉米的适宜栽培方式研究，研究不同种植方式对盐碱地理化性质以及春玉米产量的影响，指出合适的种植方式可以提高玉米产量和改善盐碱地理化性质；
雷晓萍等[13]研究了宁夏银北地区的土壤盐碱化问题，指出当前盐碱地改良治理手段存在措施单一、治标不治本等问题，提出了“以水治盐、农艺结合、综合配套”的整体治理措施。实践方面来说，宁夏农业综合开发项目实施以来，通过采取水利、农业、林业和科技等综合治理措施，使项目区盐渍化耕地面积每年平均以7%的幅度下降，土壤盐渍化程度明显减轻，耕地表土平均含盐量年均降低了6%[8]。这些研究成果对于推动宁夏地区盐碱地改良起到了重要作用。
【切入点】宁夏盐碱地改良研究已进行多年，取得了一些显著的成果[14-15]。但大多集中于单一片区或无地域特征的改良剂开发利用方法，考虑到宁夏北部有贺兰山、东部有黄河、中部局部地形低洼等显著特征，本文通过梳理已有宁夏盐碱地相关的文献资料，从宁夏盐碱地分片区治理的角度出发，对宁夏典型片区盐碱地成因、现状治理措施等分析，提出下一步治理研究和实践建议。【拟解决关键问题】梳理出宁夏盐碱地分区治理的核心技术模式，为宁夏分区分类型盐碱地治理提供参考，为中低产田产能提升奠定基础。
盐碱地的形成主要受自然、人为多种因素影响，可溶性盐分在土壤中进行迁移和转化并不断聚集[16-17]，主要影响因素包括土壤质地、地下水位、气候条件、灌排条件、地形地貌以及土地利用方式等[1,8,18-19]。我国不同区域盐碱地形成都有其独有的特征，滨海平原盐碱地主要分布在东南沿海地区，地下水受海潮顶托的影响埋深较浅，其盐分主要来自海水，随毛管水上升累积到土壤表层，大部分为氯化物硫酸盐盐土、局部有苏打盐土[2]；
松嫩平原盐碱地主要由冰雪融化水、雨水携带山区水溶性盐类向平原迁移，加上冻融气候的影响，土壤积盐十分严重，大部分为苏打盐土[20]；
新疆地区盐碱地由于气候干旱少雨且河流多为内流河，土壤盐分不易排出，大部分为硫酸盐氯化物盐土、局部有苏打盐土[21]。因此，对于宁夏回族自治区盐碱地成因来说，不同片区其盐碱地主要成因也具有独有特征。
1.1 典型片区选择
总体上来看，宁夏回族自治区位于黄河中上游地区，为典型的温带大陆性气候，降水少但蒸发多，底层土壤有返盐现象，灌溉水源大多来自黄河，灌区受人为活动影响强烈，种植的作物主要为水稻、春小麦、玉米、枸杞等[22]。从土壤盐碱化分布区域来看，主要分布在中部干旱带的红寺堡扬水灌区和北部引黄灌区的银北灌区[8]；
从地形地势上来看，贺兰山地、鄂尔多斯-黄土高原、洪积冲积平原等区域均存在一定数量盐碱地，贺兰县、红寺堡区、平罗县西大滩等地可依次作为上述3种地形的代表，此外，靠近黄河的惠农区也会受到黄河河水顶托[2]；
从土壤特性来看，宁夏土壤中红黏土或重粉质壤土容易形成弱透水层、白僵土碱化度高、风沙土加速土壤返盐和灌淤土中土壤母质含盐量较高，红寺堡区、平罗县西大滩、兴庆区和贺兰县可依次作为上述土壤特性的代表[23-24]，各区域详细土壤类型分布情况见图1（图中土壤类型数据来源：1∶400万中国土壤分布式查询数据库[25]）。此外，平罗县渠口乡还存在因种植作物类型的差别易造成的渠道供水分配存在问题。综上所述，考虑地形、土壤、种植结构等因素，选取红寺堡区、平罗县、惠农区、兴庆区和贺兰县为宁夏盐碱地的典型片区，各区域盐碱地情况见表1。通过梳理不同典型片区的土壤盐碱化成因，分析宁夏盐碱地在不同地域不同影响因素作用下的演变过程，可对宁夏分区分类型盐碱地监测、防治和治理提供参考[26]。
图1 宁夏典型片区土壤类型
表1 宁夏典型区域盐碱地分布情况
1.2 吴忠市红寺堡区盐碱地成因
红寺堡区属中温带干旱气候区，主要区域为罗山、烟简山和牛首山之间的盆地以及苦水河与甜水河所形成的冲积平原[27]，呈现出东南高、西北低的地势，地面坡度为1/8～1/50。2015年红寺堡区盐碱地面积为0.64万hm2[28]，其中次生盐碱地主要分布在红寺堡区大河乡、红寺堡镇和沙泉乡的控灌区内[29]，主要土壤类型为草甸栗钙土、冲积土和淡灰钙土。
红寺堡区盐碱地成因主要如下：从气候条件来看，红寺堡灌区多年平均水面蒸发量为2 387 mm，为降水量的9倍，盐分随水分蒸发长期累积到表层土壤[30]；
从地形条件来看，红寺堡灌区土地面积的62.7%为缓坡丘陵，海拔为1 240～1 450 m，较大的高差使得盐分更易汇集至低洼地区，如柳泉乡、大河乡等地[31]；
从土壤特性来看，红寺堡区次生盐碱化土壤耕层含盐量达8～30.7 g/kg，多为红土母质，土壤质地多为黏土或重粉质壤土，易形成弱透水层，导致区域排水不畅，难以有效进行盐分淋洗，经过长期灌溉积盐后，土壤盐碱程度加重[29, 32]；
从灌排系统角度来看，红寺堡灌区1998—2014年灌溉普遍采用大水漫灌，灌溉水引入更多盐分累积，同时由于土壤条件限制灌溉水入渗后不能及时排出[33-34]，现有排水系统与土壤条件尚不匹配，也导致地下水位高于其他地区，也使得盐分在蒸发作用下更易到达土壤表层。
1.3 石嘴山市平罗县西大滩盐碱地成因
平罗县属温带干旱荒漠气候区，主要区域由鄂尔多斯台地、黄河冲积平原、西大滩蝶形洼地、贺兰山东麓洪积扇组成，地势西南高东北低[35]。平罗县境内土壤类型主要有灰钙土、白僵土、草甸盐土、盐化潮土、潮灌淤土，盐碱地主要分布在平罗县西大滩前进农场、渠口乡和宝丰镇等片区[36]。
西大滩盐碱地成因主要如下：从气候条件来看，蒸发强度大、降水分布多集中在7—9月，年内分配不均，土壤长期不断在雨季脱盐、旱季积盐，并且土壤盐分以碱性钠盐为主，容易碱化[37]；
从地形条件来看，西大滩以前为贺兰山洪积扇下的大型古湖泊[38]，地形普遍平缓低洼，海拔为1 077～1 122 m，地下水侧向流动缓慢，年均地下水埋深为1.37 m、矿化度<3 g/L[37]，富含碱性钠盐的矿质地下水更易随地下水蒸发不断向地表汇聚；
从土壤特性来看，西大滩土壤类型主要为白僵土、红黏土和新积土，白僵土土质黏重且碱化程度高，土壤理化性质不良且微生物活动微弱，土壤透水性差导致排水困难，土壤盐分含量约为2.5～6.5 g/kg，pH值约为8.00～10.40，碱化度约为15%～60%、盐分类型主要有氯化钠、硫酸钠和碳酸钠[39]；
从地下水位条件来看，地下水埋深受灌溉洗盐、地下水明沟和暗管排水工程影响，地下水埋深范围在1.12～1.75 m，平均地下水埋深在1.5 m左右，土壤水盐运动缓慢，但整体向表层运移[40]；
从灌排系统角度来看，田间排水沟大多在1.5～1.8 m，接近地下水位，排水工程中水流携带的黏性土壤易导致排水沟淤积，失去排水排盐效果[41]。
1.4 石嘴山市平罗县渠口乡盐碱地成因
平罗县渠口乡盐碱地主要分布在六中村和交际村，渠口乡盐碱地成因主要如下：从土壤特性来看，渠口乡土壤类型大部分为盐化潮土、草甸盐土和黄绵土，土壤质地多为中壤土，含盐量高于1.5 g/kg，该区域大多为轻度盐碱地。此外，受少量黏土影响形成的中重度盐碱地呈插花状分布；
从地下水位条件来看，区域地下水埋深大部分在1～3 m，局部地下水埋深小于1.8 m盐碱化控制阈值[42]；
从灌排系统角度来看，灌溉水主要来自惠农渠，渠道存在断面偏小、渗漏等问题，局部区域灌溉洗盐困难，此外，沿五排等周边区域低洼且大多存在排水沟淤积问题，影响排水排盐效果；
从土地利用方式来看，种植作物类型有差别，呈现插花种植情况，作物需水要求不同，造成了渠道供水不协调，同时渠道渗漏水量差别大，部分区域入渗水量较多，抬升了地下水位，造成盐碱地分布不均。
1.5 石嘴山市惠农区盐碱地成因
惠农区属西北内陆温带干旱气候区，主要区域为贺兰山丘陵地、洪积倾斜平原、黄河冲积平原。2016年惠农区盐碱地面积1.59万hm2，主要分布在燕子墩乡、礼和乡和尾闸镇等片区[43]，区域土壤类型主要为灌淤土、潮土、淡灰钙土和红黏土[44]。惠农区盐碱地成因主要如下：从地形条件来看，该区域地处灌区下游，是上游排水排盐的汇集区。区域内贺兰山丘陵地和沿黄河地区相对低洼，水流汇集和排水受阻形成中重度盐碱地；
从土壤特性来看，燕子墩乡、礼和乡一带土壤黏重、渗透性能差，使得地下水侧向流动困难，形成了部分碱化土壤。惠农区土壤含盐量为1.78～5.60 g/kg[45]，轻度盐碱化土壤占盐碱化总面积的62%[43]；
从地下水位来看，受黄河水顶托影响，地下水矿化度高达2.91～4.72 g/L、地下水埋深范围为1.32～1.98 m[45]，大多小于1.8 m盐碱化控制阈值，使得该区域普遍存在返盐现象；
从灌排条件来看，由于黄河水断流或上游耗水量过大导致下游可利用的灌溉水量不能满足淋洗土壤盐分的需求，耕地盐分排出受到影响[46]，同时受到黄河水顶托影响，局部区域存在排水不畅问题。
1.6 银川市兴庆区盐碱地成因
兴庆区属西北内陆温带干旱气候区，主要区域为贺兰山地、洪积扇前倾斜平原、洪积冲积平原、河谷平原、河漫滩地等[47-48]。盐碱地主要分布在通贵乡、掌政镇、大新镇、月牙湖乡的低洼地带[49]。兴庆区盐碱地成因主要如下：从土壤特性来看，土壤类型主要为草原风沙土、淡灰钙土、冲积土和潮土[50]，土壤质地偏沙性，土壤持水率薄弱易蒸发；
区域中低产田0～20 cm土层平均含盐量为1.5 g/kg，pH值为8.2，土壤偏碱性、易板结且养分量低，部分区域土壤存在障碍土层，不利于盐分淋洗；
从地下水位来看，兴庆区第二和第四排水沟附近的区域，排水条件较好，盐碱化程度较轻，而沿黄河区域由于受黄河水影响，地下水位偏高，盐碱化程度较重；
从灌排条件来看，流经兴庆区的惠农渠灌溉高峰期能满足灌溉要求的流量为120 m3/s，但近年来最大引水流量仅为90 m3/s[51-52]，灌溉淋洗水量严重不足导致土壤出现次生盐碱化问题，同时由于黄河水顶托，部分区域洗盐排水以及农田地下排水不畅也加剧了土壤的次生盐碱化。
1.7 银川市贺兰县盐碱地成因
贺兰县属西北内陆温带干旱气候区，主要区域为黄河冲积平原、山前洪积平原及贺兰山山脉[53]，东临黄河、西接贺兰山[54]。盐碱地主要分布在贺兰县南梁台子农牧场、立岗镇和洪广镇[55]。贺兰县盐碱地成因主要如下：从地形条件来看，贺兰县中部局部及沙湖周边存在低洼区域，低洼耕地排水不彻底导致盐分越积越多，形成低洼盐碱地，此外，贺兰县立岗镇等东部部分区域还会受到黄河水顶托，盐分不能顺畅排出[56]。从土壤特性来看，土壤类型主要为潮灌淤土、湿潮土和草甸灰钙土，其成土母质主要为洪积物、冲击物、灌水淤积物、湖积物及风积物，是土壤盐分的重要来源[57]，且中部和东部部分区域存在黏土层或障碍土层，盐分淋洗困难；
从地下水位来看，局部盐碱化地区平均地下水埋深约为1.52 m，存在蒸发返盐现象[58]；
从灌排系统角度来看，伴随着高效节水灌溉技术的应用，盐分淋洗不足，次生盐碱化问题逐渐凸显[54]，此外，部分灌溉渠道渗漏严重，如惠农渠、第二农场渠、唐徕渠等，也导致渠道两侧农田盐碱化加重，各乡镇普遍存在排水沟淤积、排水设施不完善等问题，加重了土壤盐碱化[57]。
2.1 吴忠市红寺堡区现状治理措施总结
红寺堡区部分土壤母质含盐量高且存在弱透水层或不透水层、耕地区域地形低洼封闭、大水漫灌普遍、排水不畅等因素，造成部分地区土壤次生盐碱化现象严重[27]。现有研究治理措施和研究成果主要围绕灌排措施、物理调控、化学调理和生物改良等盐碱地治理措施。
1）灌排措施
黄占城[32]指出适当的喷灌、滴灌、沟灌等节水灌溉技术可以合理调控土壤中的水盐运动，控制地下水位；
刘学军等[7]也指出推广高效节水灌溉、实行总量和定额双控措施是土壤盐碱化共性治理措施，同时需要合理规划建设排水工程，如明沟、暗管、机井或明沟暗管结合的工程措施，实现自流或集中提水排水，降低地下水位，防治土壤盐渍化；
此外，还应注意渠道的运行维护以及排水沟的开挖清淤[59]。周华等[8]总结宁夏土壤盐渍化治理措施中也提到可结合高标准农田项目建设，对灌区排水系统开展有计划、系统性、规模化的沟道治理工作。对局部低洼排水困难地区，大力推广暗管排水或“渠灌井排”等技术。同时，通过加强工程建后管护和修复工作，确保灌区排水系统畅通。黄建成等[60]在红寺堡镇试验区采用沟植沟灌+综合快速培肥施肥+排水孔渗滤作为应对措施，可使试验区土壤脱盐率达到40%，枸杞增产28%～40%。
2）其他治理措施
其他治理措施主要包括物理调控、化学调理和生物改良等措施，这些措施大多需配合灌排措施一同开展。
从物理调控角度来看，可采用覆膜处理、隔盐层法、客土法、深耕等措施改良土壤结构，改变表层土壤质地和盐分含量，黄建成等[60]发现覆膜加综合快速培肥措施下红寺堡镇试验区0～20 cm土体盐分从12.30 g/kg下降到8.75 g/kg，20～40 cm土体盐分从6.17 g/kg下降到3.65 g/kg。刘学军等[7]指出3 a深耕1次，耕深40～60 cm，可以有效改善土壤结构，打破犁底层，增加土壤透气性，提高土壤盐分的淋洗，此外，连续3～5 a实施秸秆粉碎还田，也可有效改良土壤结构、提高土壤有机质量，对盐渍化土地的改良与利用具有积极作用。
从化学调理角度来看，施用脱硫废弃物和腐殖酸类改良剂，通过离子代换和酸碱中和等过程，将盐离子置换出土壤胶体，随排水措施排出土壤，可以有效减少土壤盐分。张俊华等[61]对红寺堡开发区氯化物-硫酸盐盐土施用脱硫废弃物和腐殖酸类改良剂，土壤孔隙度降低5.61%，土壤pH值和全盐量均有不同程度降低，0～20 cm土壤中钠离子量从11.15 cmol/kg下降到6.48 cmol/kg，土壤改良剂施用量可维持在11.25 t/hm2左右。
从生物改良角度来看，种植枸杞、葡萄等耐盐作物可以一定程度上降低土壤盐分。Zhang等[62]等在红寺堡区沙漠化较严重的盐碱地种植葡萄，研究发现葡萄种植提高了土壤理化性质和微生物多样性，并且会吸取土壤盐分和提升土壤肥力。
2.2 石嘴山市平罗县西大滩现状治理措施总结
平罗县西大滩盐碱地土壤类型主要为白僵土，区域地下水埋深低且矿化度高，其改良周期较长且困难较大[63]。现有研究治理措施和研究成果如下：
1）灌排措施
除常规灌排治理措施外，针对白僵土质地对灌排措施的影响，治理措施集中于改善土壤对于灌排条件的限制。张体彬等[64]采用滴灌配合作物根区沙穴换土的方法种植枸杞，研究发现滴灌种植3 a后，根区土壤pH值显著下降，较初始值降低8.32%～15.3%，根区盐分降低10.4%～68.6%，证明滴灌配合物理改良措施可以有效淋洗根区土壤盐分，同时滴灌定额越大，淋洗效率越高。王旭等[65]通过布设90～120 cm的暗沟，并回填砾石，通过打破西大滩试验区60～70 cm处的黏土层，打破毛细管的连续性，增强灌溉水淋洗效率并抑制了平均地下水埋深为1.5 m处的返盐，试验结果显示砾石暗沟能够有效提高土壤渗透能力，保持脱盐状态，暗沟间距3 m、砾石层厚度35 cm处理下0～40 cm土层碱化度可第1年减少32.2%和第2年减少39.6%。黄亚捷等[66]基于模型分析了现状灌排条件下未来10 a西大滩耕地土壤盐分变化，指出现状常规灌溉条件下会导致地下水埋深变小，积盐程度变高，应在合理范围内减少灌溉量，但仍需保证洗盐的灌溉，同时在排水方面，须合理设计排水沟深度，以实现土壤盐分降低并避免排水沟的干排盐作用。
2）其他治理措施
从物理调控角度来看，主要采用了地膜秸秆复合覆盖、平整土地、深耕深松等措施，吕雯等[67]在白僵土中采用地膜秸秆复合覆盖措施下种植油葵，使得降水利用效率提高了59.05%，水分利用效率提高了32.71%，表明地膜秸秆复合覆盖条件下可以有效减少土壤毛管水无效蒸发，降低土壤含盐量，有利于保持良好的耕层土壤结构，且有利于利用降水充分向下淋洗耕层改良过程置换出的盐分。
从化学调理角度来看，对于西大滩白僵土改良来说，化学改良剂不可或缺。脱硫石膏和糠醛渣等改良剂可用于该地区碱化土壤的改良和治理，主要作用包括置换土壤胶体中的Na+和中和土壤中的OH-。杨军等[68]采用脱硫石膏、糠醛渣和淋洗结合的措施来改良白僵土可以有效降低土壤盐分提高作物产量，研究发现在淋洗水量4 500 m3/hm2和施用糠醛渣22.5 t/hm2的条件下土壤0～20 cm的pH值由9.65降至7.6，碱化度、总碱度和全盐量分别降低60.2%、39.2%和69.1%。
从生物改良角度来看，应筛选出耐盐抗逆性能较好的作物，在白僵土中进行适应性种植。Li等[69]于白僵土中种植枸杞、油葵和苜蓿等耐盐碱作物，研究发现种植苜蓿1 a后白僵土中的pH值、盐分量和土壤体积质量分别降低了0.6、0.5 g/kg和100 kg/cm3，指出了耐盐碱作物通过直接吸收根部土壤中的某些盐分离子或通过释放根部分泌物来增加微生物群落组成和酶活性间接改善土壤理化性质。
2.3 石嘴山市平罗县渠口乡现状治理措施总结
平罗县渠口乡“插花种植”使得灌溉不均匀、地下水运动以及土壤盐分运移复杂，现有研究治理措施和研究成果如下：
1）灌排措施
平罗县实施农业综合开发项目以来，盐碱地改良主要以排水为主，通过修建渠系、明沟和暗管等灌排工程形成了基本的灌排体系，针对呈插花状分布的中重度盐碱化区域，实施集水井抽水、井渠结合灌溉、沟蓄回用、虹吸管辅助排水等措施，有效提升太阳能暗管排水的抽水能力，可弥补现有灌溉排水工程不完善的问题[70]。王少丽等[71]基于渠口乡暗管排水排盐研究指出现有的太阳能暗管排水系统排水率小于等于0.49 mm/d，远小于控制盐碱化要求的1.5 mm/d。针对夜间太阳能不工作的情况，增加了虹吸管辅助排水，提高暗管排水效率。张凯[72]研究了渠口乡高标准农田建设前后的土壤盐分和耕地质量变化，得到了项目区土壤全盐量范围从0.41～6.46 g/kg降低为0.45～2.82 g/kg，0～20 cm和20～40 cm土层pH值范围分别从7.93～9.74和8.18～9.42降低为7.92～8.49和8.12～9.38，耕地质量提高了0.3个等级。
2）其他治理措施
从物理调控和化学调理角度来看，采用平田整地缩小畦田面积，消除局部洼地积盐，提高灌水均匀度和灌溉水利用率，从而防止土壤斑块盐碱化；
通过增施有机肥，提高土壤有机质量，种植绿肥，增加覆盖，减少蒸发和抑制盐分迁移；
同时合理进行耕作，破除板结，改善土壤透气性；
还通过施用腐殖酸类改良剂、抑盐剂等减少盐分积累。根据平罗县渠口乡采用苗床带状旋耕施肥播种技术、留茬免耕播种技术以及麦茬粉碎还田免耕播种技术等3种保护性耕作技术模式与传统模式耕作效果分析，发现通过合理的耕作、建立覆盖条件，可以使土壤含水率增加1%～4%，土壤微生物量增加25%，同时抑制了水分蒸发[73]。
从生物改良来看，通过种植耐盐作物实现盐碱地改良，包括苜蓿、聚合草、食用甜菜、枸杞等作物，班乃荣等[74]的试验研究表明，通过种植耐盐作物可以有效抑制土壤盐分，种植第1年后土壤0～20 cm盐分下降37%～45%。
通过综合措施手段，尹志荣等[75]提出沟灌、覆黑膜保墒压草、优化施肥技术调盐控盐集成技术下种植枸杞，结果显示该模式可以有效缓解及预防次生盐渍化，水分利用率提升1.5倍、土壤盐分下降12%～16%，土壤有机质增加17.5%，与不覆膜和传统施肥条件相比，产量提升68%。
2.4 石嘴山市惠农区现状治理措施总结
惠农区地处引黄灌区下游，受黄河水情影响严重，地下水因受黄河水顶托，平均埋深较小，在治理措施中较为注重排水措施，同时兼顾其他治理措施，现有研究治理措施和研究成果如下：
1）灌排措施
通过农田水利建设项目、银北百万亩盐碱地改良工程实施，区域灌排条件得到明显改善，形成了多元灌溉体系，同时也形成了明沟、暗管相结合，自流、强排相配套的排水体系[76]。黄愉[44]研究了惠农区庙台乡暗管排水运行2 a后对盐碱地地下水埋深和矿化度的影响，其中项目区全年地下水埋深平均在1 m左右，暗管铺设埋深范围为1.4～1.8 m、间距为50 cm，结果表明铺设暗管的油葵处理区平均地下水埋深较未作处理区增长了6.4%，也使得地下水矿化度降低了0.36 g/L，降低9.0%。此外，竖井排水和生物排水措施也在惠农区局部区域运用[77]。
2）其他治理措施
从物理调控角度来看，经过多年土地平整建设，现有耕地土地平整度已基本满足要求，但新开垦耕地土地平整度较差，在进行平田整地的同时采取了机械翻耕、秸秆还田和施用有机肥措施，翻耕深度为30 cm，改善了土壤结构和增加了有机质量[78]。朱建祥等[45]也指出惠农区土地平整建设过程中，应注意一次切削深度不超过10～15 cm，田间坡面应与灌溉方法相适应，畦灌的田间坡面应为0.005～0.050；
沟灌的田面坡度应为0.01～0.05。
从化学调理角度来看，惠农区在2010年和2011年施行测土施肥项目和土壤有机质提升项目中施用施脱硫废弃物、腐殖酸类改良剂和土壤保墒增温抑盐剂，其中平均施用脱硫废弃物7.5～10.5 t/hm2，有效降低了土壤碱化程度、提高地温和抑制土壤返盐[43]。孙兆军[6]针对惠农区盐分含量在10.5 g/kg以上的盐化沼泽土运用改良剂+有机肥+复合肥结合灌水洗盐，经过2 a改良，结果显示盐化沼泽土的全盐、碱化度和pH值分别减少21.90%、24.11%和9.12%。另外，在盐化灌淤土中施用酵素菌肥料7 500 kg/hm2掺施50%化肥置换出土壤中的盐离子，淋洗排盐后相比于正常施肥土壤盐分可降低41.95%[79]。
从生物改良角度来看，通过选择合适的耐盐植物和种植方式开展治理，雷金银等[80]研究发现，于惠农区永屏村种植红柳、苇状羊茅、油葵3种耐盐植物3 a后，相较空白对照表层（0～20 cm）土壤体积质量分别降低了24.16%、27.53%和24.72%，土壤含水率明显增加，尤其是红柳自身需水量大且根系发达，对深层土壤含水率影响显著，有明显生物排水的作用，有效抑制盐分。郭永玲等[81]于惠农区燕子墩乡、礼和乡和尾闸镇盐碱地研究枸杞分别和小麦、玉米和油葵进行轮作种植，发现小麦、玉米和油葵在没有种植枸杞的地块产量分别为11.98、260、240.5 kg/hm2，在种植枸杞多年后的地块产量增加为449.8、804.3、310.8 kg/hm2，表明合理的种植方式可显著增加盐碱地中作物产量。
综合措施方面，刘晓琳[82]进行了土地整理项目后评价研究，指出通过平整土地将田、土、坎进行机械化集中种植，配套相应的农田灌排系统，结合土壤贫瘠、盐碱化程度重等特点施用土壤改良剂和种植耐盐作物，复垦宜农荒地，结果显示研究区耕地面积从328.78 hm2增加到637.86 hm2，盐碱地面积从562.42 hm2降低为169.11 hm2，耕地质量提高了1个等级。
2.5 银川市兴庆区现状治理措施总结
兴庆区盐碱地主要成因包括沙化土壤分布广、土壤母质含盐量高、灌水量不足、排水不畅等[49]，现有研究治理措施和研究成果如下：
1）灌排措施
卜燕燕等[49]通过分析兴庆区中低产农田，指出加快完善灌排体系，适当通过大水漫灌、伏翻晒地等方式，使土壤中盐分短期内溶于水中，并随暗管排水等措施排出，可缓解沙质土壤蒸发强烈导致的返盐速度快以及盐分淋洗效率低的情况。刘嘉斌[83]通过在兴庆区月牙湖乡开展不同暗管外包滤料型式对盐碱地土壤的控盐效果影响的研究，发现土壤平均初始盐分为5.15 g/kg，经灌水期排水洗盐结束后，3种型式暗管排水处理0～40 cm土层的全盐量范围为0.60～3.85 g/kg，使得原来的重度盐碱地转化为轻、中度盐碱地，同时指出采用细砂粒和细碎石（1∶2混合）以及细碎石滤料方案下可以有效改善0～60 cm土壤理化性质，增强暗管排盐能力。
2）其他治理措施
从物理调控来看，主要开展了秸秆还田、耕地覆膜和深松深翻等治理措施，卜燕燕等[49]通过分析兴庆区中低产农田，指出秸秆还田可用于改良沙化耕地和盐碱耕地。马伏贵等[84]分析了兴庆区月牙湖乡覆膜栽培和深松深翻对向日葵耕地的改良效果，结果表明采用覆膜栽培和深松深翻可聚集雨水、抑制蒸腾，同时使地下水埋深降低5～8 cm，灌后2 d土壤0～30 cm脱盐率超过50%，是具有良好经济、生态、社会效益的次生盐碱地改良措施。
从化学调理来看，针对土壤肥力较低的月牙湖等地区，开展测土配方施肥，针对性的补充土壤有机质量，提升耕地质量[50]。田超[85]通过研究粉煤灰、气化细渣与牛粪配施对风沙土持水保肥能力的影响，发现不同处理最多可将土壤体积质量降低11.49%、孔隙度增加14.56%，其中单施牛粪对有机质量提升最高为5.51 g/kg，施入粉煤灰、气化细渣后有机质有所下降，但依旧比无措施条件增幅明显。秦淑芳[86]分析了小麦、玉米、水稻测土配方施肥相比习惯施肥可分别增产55.5、454.5、414.0 kg/hm2，既提升了作物产量又防止施肥不当导致土壤盐碱化程度的增加。
从生物改良来看，吴娟等[87]分析了兴庆区2015—2020年土地利用变化，发现盐碱化严重的荒草地减少了0.14万hm2、林地增加了0.14万hm2，指出可通过种植耐盐碱的树种，对盐碱地进行生态修复。赵逸雪等[88]通过进行不同植被覆盖度下土壤水分入渗研究，发现裸沙、中等植被和高等植被覆盖度的稳渗速率分别为10.89、7.42、7.04 mm/min，可有效提高土壤的持水保肥能力和抑制水分蒸发，从而减弱盐分的表聚。
2.6 银川市贺兰县现状治理措施总结
贺兰县西部贺兰山地、洪积山地及高阶地等地形高的地区土壤中的盐分和碱化度较高、东部低洼地区的排水排盐问题均为贺兰县土壤盐碱化治理的重点[57]。
1）灌排措施
灌区节水灌溉已实施多年，截至2019年高效节水灌溉面积已达0.93万hm2，主要技术为喷灌和滴灌，有利于低洼地区调控地下水位，防止次生盐碱化[89]。马广福等[57]指出在建设第二排水沟、第三排水沟、第四排水沟、银新干沟、四二干沟等各级排水沟道后，需定期进行维护和清淤，同时也因地制宜选用井渠结合、渠灌井排、渠灌沟排、暗管排水等灌溉排水措施。
2）其他治理措施
从物理调控角度来看，李冬瑞等[90]研究发现，秸秆、尿素与湿沙土混合后撒入地表，结合秋耕深翻30 cm以上，可有效提高耕地质量和抑制盐分上行。包长征等[91]指出施加有机肥过程中，应注意土壤质地，如在砂质土壤肥料分配应将基肥控制在30%～40%，可提高施肥次数，但每次施肥不易过多。
从化学调理角度来看，马雪莲等[92]研究发现，在农艺措施基础上，施用不同量的脱硫废弃物会降低全盐量、pH值和提升油葵产量，其中最优施用量为3.0 kg/m2，土壤全盐量和pH值分别从6.11 g/kg和8.66下降到4.8 g/kg和7.94。此外，通过贺兰县测土配方施肥项目的实施，基本摸清了土壤养分状况，并针对不同作物、不同土壤的养分状况，提出了主要作物施肥配方19类，为优化施肥结构及避免发生二次污染提供了参考[93]。
从生物改良来看，低洼地区可结合地形种植水稻等作物，并修建池塘养殖鱼、蟹等水生生物，推广稻田养渔、蟹等模式[94-95]。石伟等[96]于贺兰县常信乡开展低洼盐碱地稻渔共作试验，研究发现从出苗期到齐穗期，稻渔共作模式比单作水稻土壤的pH值降低0.14、作物产量提高6.1%。马秀玲[97]也指出稻渔种养模式可充分利用稻田资源，效益显著。
根据对红寺堡区、平罗县西大滩、平罗县渠口乡、惠农区、兴庆区以及贺兰县等6个典型区的分析，可以总结各个区域的盐碱地特殊成因或特色，治理重点和迫切方向主要包括红寺堡区障碍土层盐碱地排水排盐和产能提升、西大滩碱化盐碱地治碱控盐和产能提升、平罗县插花盐渍地节水抑盐和精准种植、惠农河水顶托次生盐渍地排水控盐和产能提升、兴庆区沙质盐碱地保水保肥控盐和产能提升以及贺兰县低洼内排盐渍地和河水顶托盐渍地治理。
3.1 吴忠市红寺堡区障碍土层盐碱地破土排盐
近年来，随着红寺堡区扬黄灌溉工程的修建，次生盐碱地出现并逐渐加重，现有治理措施大多集中在灌溉管理，其他措施较少，同时现有灌排工程的设计忽略了红寺堡区障碍土层的影响，导致许多工程发挥不了应有作用，提出了以下研究和治理建议：
从灌排管理角度来看，为应对灌区水资源不足、缺少足够的水量来淋洗盐分的局面，确定合理的灌溉定额和阈值并通过灌排调控来实现节水抑盐是重点和难点。此外，红寺堡区部分盐碱地1 m以上土层中含有红胶泥或其他障碍土层，抑制盐分下渗、影响根系有机质和微生物活动，存在排水不畅、无法洗盐的问题，排水不畅农田区目前仍缺乏土壤结构、土壤盐分量等资料，现有治理措施对于解决该问题仍具有很大的局限性，进一步分析排水不畅农田区土壤不透水层分布状况及其水盐运移规律，提出适于复杂土壤结构的农田排水模式对于解决类似盐碱地问题具有重要作用。同时目前对于物理化学改良以及生物改良措施的区域限制性分析不足，且治理措施或研究内容较分散且都在小区域范围内进行，治理措施的推广性有待提升。
3.2 石嘴山市平罗县西大滩碱化盐碱地治碱控盐
西大滩白僵土治理是一项长期、复杂的工程，其水盐时空变异性大且反复出现。从灌排管理角度来看，西大滩白僵土土壤渗透性极差，使得滴灌、暗管等措施改良周期变长，但目前试验区滴灌、暗管等试验周期多为1～5 a，仍需长期观测，形成长期灌排治理效果的评价；
从物理化学改良来看，需考虑脱硫石膏等改良剂的施用量在改善白僵土碱化程度的同时，如何防止施用量过大造成全盐量增加，加强化学改良对于土壤环境影响的评价；
此外，目前关于白僵土地下水埋深和矿化度年际变化规律的研究较少，无法精准的为水盐调控提供数据支撑，现有研究多集中于单一措施，应进一步开展融合性盐碱地治理措施研究，深入开展碱化土壤治理和优化土地利用方式，运用适宜的脱硫石膏、平田整地、暗管排盐等降碱技术，结合生态治理和种养结合等观念，有效调控土壤碱化度。
3.3 石嘴山市平罗县渠口乡插花盐渍地精准种植
渠口乡现有治理措施主要集中在示范区及高标准农田建设项目区，改良范围有限。渠口乡盐碱地呈现插花分布，如何在水资源严控条件下合理调整区域的种植结构是改良的重点；
从灌排管理角度来看，摸清盐碱地时空演变规律，配套相应的灌溉淋洗水量，探索灌排协同精准控盐技术；
从物理化学改良来看，配合灌排管理措施，针对盐碱地空间变异及时调整土壤翻耕深度、化学改良剂施用量等方案。
3.4 石嘴山市惠农区河水顶托次生盐碱地强排控盐
惠农区主要受河水顶托排水沟排水和地下水2个方面影响，现有治理措施通过完善灌排体系、平田整地等措施可有效调控地下水埋深，但也存在盐碱化反复出现等问题。地下水受黄河水顶托影响造成的盐碱化反复出现是治理的重点和难点。从灌排管理角度来看，黄河水量年际变化较大，灌溉淋洗水量保障不足，且地下水顶托的问题极为复杂，排水出口大多需要强排，现有研究对于该区域盐碱地治理的系统性措施分析不足，如何结合区域排水措施调控地下水埋深仍需进一步研究，提出黄河水顶托形成的次生盐碱地高效淋洗排盐优化模式。此外，开展排水回用及廉价盐水淡化研究对解决该区域水资源问题具有重要意义；
从物理化学改良来看，惠农区平均地下水埋深在1 m左右和返盐速度快，单独施用改良剂会造成盐碱化反复出现，需要采取融合性的盐碱地改良措施；
从生物改良来看，惠农区目前研究大多关注优质抗盐碱微生物筛选，研制微生物增强植物耐盐性机理仍待研究。
3.5 银川市兴庆区沙质盐碱地地力提升抑盐
兴庆区受土壤沙化严重、月牙湖乡等区域地势低洼等影响，土壤保水保肥能力弱且返盐严重。现有治理措施多关注沙化土壤的改良，对土壤盐分以及保水保肥关注较少。未来需进行进一步分析。
从灌排管理角度来看，研究分析沙质盐碱地水分涵养和基础地力提升的量化措施，优化供水格局、调控地下水位，提升沙质盐碱地持水保肥能力是未来研究的重点；
从物理化学改良来看，目前多采用客土法等物理措施来治理土壤盐碱化，需进一步开展避免沙质盐碱地强烈返盐方面分析；
从生物改良来看，种植耐盐作物可有效提升土壤质量和吸收土壤盐分，未来可随着基因工程的发展培育改土聚盐作物。
3.6 银川市贺兰县排水不畅盐碱地种养循环抑盐
贺兰县东部地区受地势低洼和河水顶托影响，多为中重度盐碱地，中部地区中重度盐碱地较少主要在零星分布的洼地及沙湖周边。现有治理措施多集中在低洼地区的中重度盐碱地，存在改良效果不明显和周期长等问题，基于现有措施提出了以下建议：
从灌排管理角度来看，贺兰县推广高效节水灌溉的同时，需分析满足农田洗盐所需的灌溉水量及灌溉通道以及节水灌溉下土壤环境变化，治理措施应考虑更多对土壤环境长远的影响，通过合理的调控实现节水抑盐的目标；
从物理化学改良来看，脱硫废弃物等改良剂是否改善土壤的物理性质及如何根据农田盐碱化程度施用适量改良剂促进作物的产量，需要进一步研究；
从生物改良来看，低洼地区盐碱地利用稻渔种养等模式开发盐碱地的短期内效果很好，如受到外界环境影响，其水环境影响以及长期作用效果尚未可知，应加强稻渔种养模式的长期评价。
4.1 结论
1）气候干旱少雨、蒸发强烈、人类活动强烈影响、灌排不协调是各片区盐碱地形成的共有特征；
红寺堡区土壤存在弱透水层及地形洼地、平罗县西大滩白僵土土壤条件和渠口乡作物插花种植、惠农区地下水受黄河顶托、兴庆区沙质土分布广泛以及贺兰县成土母质和低洼地区排水不畅等问题是各片区最典型的成因。
2）根据不同分区盐碱地成因不同，提出不同的治理建议，各分区均需建立良好的灌排条件，红寺堡区以打破障碍土层、平罗县西大滩以改善白僵土土壤结构和渠口乡合理土地利用、惠农区促进排水和降低地下水位、兴庆区进行合理灌溉和风沙土保水保肥以及贺兰县排水和种养结合等主要措施，同时需兼顾其他治理方法形成融合协同的盐碱地治理措施。
3）后续治理工作中应加强建立区域水盐监测体系、考虑多措并举下的治理措施，此外，在土壤水盐运移机理分析及治理效果的长效评价2个方面深入进行分析研究，实现盐碱地治理的长效性和可持续性。
4.2 展望
1）建议利用定点监测装置、近地传感技术、遥感技术等获取区域土壤结构、种植结构、盐碱程度、地下水埋深和耕地地力等指标数据，建立长期监测数据库并构建区域水盐运移模型。针对灌溉引水量受限问题，重点剖析不同灌水定额和灌水过程下的土壤水盐时空演变规律，指导创建节水灌溉条件下的盐分高效淋洗制度。
2）现有盐碱化治理措施配套设备经济性和普适性有待提升，可基于水盐运移规律、盐碱障碍消减等方面的理论成果指导研发高效、适用范围广的配套机械或产品，例如脱硫石膏和磷石膏施用专用机械、无人驾驶灌排机具和装置、咸水淡化装置等，以提升治理模式和技术的推广可行性。
3）基于宁夏盐碱地治理形成的治理对策和治理模式，加快推进工程项目实施和技术推广，可通过与企业合作和培训乡村技术带头人等方式，对盐碱地治理措施进行推广应用，满足社会和农民需求。同时加强工程项目的后评估或者是农业推广效益评估，总结和分析推广过程中出现的问题，改进现有研究和治理措施的不足。
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JIA Zhuangzhuang1, TAN Ya’nan1, GUAN Xiaoyan1*, WANG Zhongjing2, TAO Yuan1
(1. China Institute of Water Resources and Hydropower Research, Beijing 100084, China;2. Ningxia University, Yinchuan 750021, China)
【Objective】Saline-alkali soils in northwestern China are many and vary. The objective of this paper is to provide an overview of their causes and remediation in typical regions of Ningxia Hui Autonomous Region and to develop efficient management models for such lands.【Method】Five typical regions, including Hongsipu District, Pingluo County, Huinong District, Xingqing District, and Helan County, were selected for analysis. The causes of saline-alkali land were investigated based on soil texture, groundwater depth, climatic conditions, irrigation and drainage system, topography and geomorphology, and land usages. 【Result】The common causes of saline-alkali land in each area included drought and low rainfall, strong evaporation, influence of human activities, and uncoordinated irrigation and drainage. The difference in formation of the saline-alkali soil between the areas was the presence of a low permeable layer and the depression in Hongsipu District, high alkalinity of calcic haploxerolls in Xidatan, Pingluo County, and the crops grown in Qukou Township. In Huinong District, high groundwater table due to recharge of the Yellow River was the main cause of soil salinity, while the enhanced evaporation from aeolian sandy soil in Xingqing District resulted in salt accumulation in the proximity of the soil surface. High salt content in the parent material of the soil in Helan County and the poor drainage in low-lying areas led to soil salinity. Mitigating soil salinity in all areas is to improve irrigation and drainage systems. For example, breaking the weak permeable layer to improve drainage will work better for Hongsipu District, while improving the structure of calcic haploxerolls in Xidatan of Pingluo County and promoting rational land use in Qukou Township, optimizing the water supply and drainage, and lowering the groundwater level in Huinong District, can relieve salinity stresses.【Conclusion】In conclusion, irrigation and drainage should be improved in all areas. It should also consider other measures such as improving water and salt monitoring systems to control and remediate saline-alkali lands in Ningxia Hui Autonomous Region.
Ningxia; saline land; causes of typical area; measures of classification governance
贾壮壮, 谭亚男, 管孝艳, 等. 宁夏盐碱地成因及分区治理措施综述[J]. 灌溉排水学报, 2023, 42(5): 122-134.
JIA Zhuangzhuang, TAN Ya’nan, GUAN Xiaoyan, et al.Saline-alkali Soil Formation and Its Remediation Strategies in Different Regions of Ningxia: A Comprehensive Review[J]. Journal of Irrigation and Drainage, 2023, 42(5): 122-134.
1672 - 3317（2023）05 - 0122 - 13
S156.4
A
10.13522/j.cnki.ggps.2022378
2022-07-09
国家重点研发计划项目（2021YFD1900600）；
国家自然科学基金项目（51909277）；
青海省基础研究项目（2021-ZJ-709）
贾壮壮（1999-），男。硕士研究生，主要从事盐碱地治理和农业水土资源环境方面研究。E-mail: 1912959267@qq.com
管孝艳（1979-），男。正高级工程师，主要从事农田灌排及农业水土资源与环境方面研究。E-mail: guanxy@iwhr.com
责任编辑：白芳芳
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