专利名称：滨海重盐土低成本快速生态重建方法
技术领域：
本发明属于滨海重盐土改造方法，特别涉及一种滨海重盐土低成本快速生态重建方法。
背景技术：
随着人们生态环境的重视，受损生态系统的生态修复与生态重建已越来越得到重视，相关的绿化技术与盐碱地改造技术也不断发展。目前天津开发区的盐碱地绿化技术较为成熟，该技术主要采用1米以下土层设置密集暗管与隔断层控制地下水位并排盐，上部土层采用换土方式外调绿化土即客土，在客土层中种植植物进行绿化。该种方法具有见效快，适宜面广的特点，在滨海地区绿化中得到广泛应用。但经过长期实践，该方法也出现了建设费高(每亩约10万元)，维持费用高(每亩约2万元/年)，返盐严重，忽视生态效益的问题，被称为温室中的花盆种花，限制了这一技术的进一步推广。
发明内容
本发明的目的是提供一种滨海重盐土低成本快速生态重建方法，克服目前滨海重盐土低成本快速生态重建的建设费高，维持费用高，，返盐严重，忽视生态效益的问题问题。
针对目前滨海地区特别是含盐高于1.5％的重盐土生态建设过程中对自然演替规律重视不足，忽视生态效益，成本过高，并难于持久的问题，本技术通过选择适当的先锋物种和利用测渗排盐与耕层保护原理构筑简易工程设施并举技术，人工干扰，加速自然演替过程，低成本快速改造高盐分、低营养的基地，实现生态重建，并使之易于得到广泛推广。为渤海沿岸淤泥质海岸和围海造地工程提供生态壁垒。
本发明的方案是(1)耕层侧渗排盐天津的滨海盐渍土粉沙淤泥质粘土，60cm以下是以海相沉积物为主形成的淤泥细腻的粘质颗粒，土壤以氯化钠盐分为主。该土壤粘重，水盐上下运动缓慢。淤泥上层为粉质土壤颗粒，水盐运动相对容易。而耕作层一般的厚度为30cm左右，因此就可以利用淤泥的相对阻断能力，通过上层粉沙的侧渗作用，排出耕层盐分。
根据实验的渗透系数的不同，以30-150米间距，设置排水沟渠网络，沟渠深度不超过1.2米，宽度在3米左右。在网络的连接部位设置集水坑池，集水坑池面积应可容纳改造区域年一次最大降水的1-2倍。
(2)找平与深翻保证耕层全部翻到，使土壤疏松、孔隙度大、土壤水份、物理性能和结构得到改善。
(3)先锋种建群选择真盐生植物盐地碱蓬作为建群的先锋种于雨季前人工种植，种植密度为0.5公斤种籽/亩，种后无须浇水与管理，待雨季自然降水后自然生长。
(4)移出系统盐地碱蓬为真盐生植物，体内具有贮盐、水细胞，对土壤盐分具有较好的吸附作用，其植物体呈肉质状，吸盐与贮盐能力较强，对盐渍土的脱盐能力也较强，初步实验结果表明，每亩盐地碱蓬可洗盐约100-150公斤。
本发明的特点是利用盐地碱蓬对滨海盐渍土进行生物修复，对土壤性状有着明显的改善作用，如降低土壤的盐度，增加土壤有机质和总氮含量，增加土壤微生物的数量，而且对土壤微生物群落的组成产生影响，使其优势菌群的某些性状如盐耐受性发生变化。因此，种植盐地碱蓬对改善滨海盐碱地的生态有明显的效果。
具体实施例已有的研究表明，利用本技术对盐碱地和滨海盐渍土进行生物修复，对土壤有明显改善的作用，如改善土壤结构，降低土壤的盐度和容重，增加土壤的孔隙率，增加土壤有机质和总氮，土壤的生物活性如土壤微生物和土壤酶也有显著提高。土壤是无机物·有机物·生物(主要是微生物)的有机复合体。土壤的理化性质变化必然影响其中的生物，生物的变化反过来也会影响土壤的理化性质。
利用种植盐地碱蓬对天津河口“863河口生态重建示范区”滨海盐碱土进行了生物修复，总面积为20公顷。
需要指出的是，采用本技术单位面积所用费用约为目前天津滨海新区盐碱地绿化费用的2％，其费用效益比较为显著。
为考察修复效果，选择种植耐盐植物盐地碱蓬的地段和空白地(对照)进行了土壤化学和微生物学的采样分析，以期为海岸带的生物修复和农林业开发利用提供科学依据。
(1)土壤电导率的变化电导是衡量土壤含盐量高低的一种综合性指标，电导度越大说明土壤含盐量越高。经过种植盐地碱蓬后，根际土壤的电导率平均值为1.96±0.56，较对照土壤2.25±0.68相比降低了13％。造成根际土壤电导率下降的原因可能是这些盐生植物能够吸收和积累一定数量的盐分，并利用它们作为渗透调节物质，以适应盐碱土的低水势，致使根际土壤含盐量下降。
(2)土壤有机质和总氮的变化种植盐地碱蓬的根际土壤中有机质和总氮含量较对照土壤有明显增加，分别增加了43％和18％。这主要是由于盐地碱蓬在盐渍土壤中生长时，其枯枝落叶、残留根系和根系分泌物等，均有利于土壤有机物质增长。土壤有机质的增长必然会导致土壤微生物数量和土壤N素的增加。
(3)土壤微生物数量的变化种植耐盐植物对改变土壤微生物的群系和数量均有明显的影响。种植盐地碱蓬的土壤细菌数量明显增加，同对照土壤相比增加一倍以上；从实验观察到的细菌菌落形态与大小、色素形成和菌落出现时间等初步判断，种植盐地碱蓬的土壤可培养微生物的种类有明显增加。研究发现，种植盐地碱蓬后土壤中放线菌和真菌的数量分别比对照增加了5倍和16倍，表明种植盐地碱蓬可以显著增加土壤中放线菌和真菌数量。
土壤有机物质的增加必然导致土壤微生物数量和土壤氮素的增加。土壤微生物增加以后，土壤微生物的活动，植物根系呼吸作用放出的CO2溶于水后形成的碳酸，以及盐生植物根系分泌的柠檬酸和苹果酸等有机酸，对土壤难溶物质的溶解起到了促进作用，促进了P、K、Ca等盐类的溶解，从而全面改善了土壤肥力并促进了植物的生长，形成整个微生态系统向良性循环的方向发展。
(4)盐度对优势菌群生长的影响根据细菌在平板上的菌落形态、色泽及菌落出现时间和数量，初步确定各个样品点的细菌优势菌群。从示范区土壤理化性质的分析看，影响生物生长的主要胁迫因子为盐度。当种植盐地碱蓬后，土壤中特别是根系土壤的盐度有明显降低。种植耐盐植物后不仅土壤中微生物的数量有明显的增加，而且优势种群的盐耐受性也发生了变化。对照土壤的优势种群对高盐度均有较高的耐受性，在30‰和40‰的盐度下均可生长。而种植耐盐植物后由于根际土壤盐度的降低，其优势种群的盐耐受性也发生了变化，一些菌群在高盐度下(30‰和40‰)几乎不能生长。该结果说明，种植耐盐植物后不仅土壤微生物的数量有了明显的增加，而且根际微生物优势种群的性质也有了明显的改变。究其原因，可能是作为生境生物生长的主要限制因子盐度的降低使盐生碱蓬根际微生物群落组成发生了改变，即由原来耐盐性较低的微生物取代耐盐性较高的微生物成为优势种群。这一结果也反映了种植盐生碱蓬后，土壤中盐度的降低以及微生态环境的改善。
上述研究结果表明，利用盐地碱蓬对滨海盐渍土进行生物修复，对土壤性状有着明显的改善作用，如降低土壤的盐度，增加土壤有机质和总氮含量，增加土壤微生物的数量，而且对土壤微生物群落的组成产生影响，使其优势菌群的某些性状如盐耐受性发生变化。因此，种植盐地碱蓬对改善滨海盐碱地的生态有明显的效果。
权利要求
1.一种滨海重盐土低成本快速生态重建方法，其特征在于(1)耕层侧渗排盐耕作层一般的厚度为30cm左右，利用淤泥的相对阻断能力，通过上层粉沙的侧渗作用，排出耕层盐分；根据渗透系数的不同，以30-150米间距，设置排水沟渠网络，沟渠深度不超过1.2米，宽度在3米左右；在网络的连接部位设置集水坑池，集水坑池面积应可容纳改造区域年一次最大降水的1-2倍；(2)找平与深翻保证耕层全部翻到，使土壤疏松、孔隙度大、土壤水份、物理性能和结构得到改善；(3)先锋种建群选择真盐生植物盐地碱蓬作为建群的先锋种于雨季前人工种植，种植密度为0.5公斤种籽/亩，种后无须浇水与管理，待雨季自然降水后自然生长；(4)移出系统盐地碱蓬为真盐生植物，体内具有贮盐、水细胞，对土壤盐分具有较好的吸附作用，其植物体呈肉质状，吸盐与贮盐能力较强，对盐渍土的脱盐能力也较强，每亩盐地碱蓬可洗盐约100-150公斤。
全文摘要
一种滨海重盐土低成本快速生态重建方法，采用耕层侧渗排盐，以30－150米间距，设置排水沟渠网络，沟渠深度不超过1.2米，宽度在3米左右；找平与深翻，保证耕层全部翻到，使土壤疏松、孔隙度大、土壤水份、物理性能和结构得到改善；先锋种建群选择真盐生植物盐地碱蓬作为建群的先锋种于雨季前人工种植，移出系统，盐地碱蓬为真盐生植物，体内具有贮盐、水细胞，对土壤盐分具有较好的吸附作用。利用盐地碱蓬对滨海盐渍土进行生物修复，对土壤性状有着明显的改善作用，如降低土壤的盐度，增加土壤有机质和总氮含量，增加土壤微生物的数量，而且对土壤微生物群落的组成产生影响，使其优势菌群的某些性状如盐耐受性发生变化。
文档编号B09C1/10GK1853808SQ200510013359
公开日2006年11月1日 申请日期2005年4月26日 优先权日2005年4月26日
发明者李小宁, 孙贻超, 邵晓龙, 侯晓珉, 李红柳, 孙静, 张征云, 邓小文 申请人:天津市环境保护科学研究院