CN101884262B - 利用造纸废弃物改良滨海盐碱湿地的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种利用造纸废弃物改良滨海盐碱湿地的方法。该方法，包括如下步骤：将包含草末和污泥的造纸废弃物施入待改良的所述滨海盐碱湿地中，并与待改良的所述滨海盐碱湿地土壤混匀；所述造纸废弃物选自草末和污泥中的至少一种。上述方法中，所述草末造纸废弃物的施用量为不大于1500kg/亩；所述污泥造纸废弃物的施用量为不大于2000kg/亩；所述施入步骤中，施入所述待改良的所述滨海盐碱湿地的深度为20cm。该方法，可有效改善土壤结构，提高土壤中有效养分和有机质的含量，降低土壤的含盐量，促进湿地植被恢复。
Description
技术领域
本发明属于滨海盐碱湿地改良领域，特别是涉及一种利用造纸废弃物改良滨海盐碱湿地的方法。
背景技术
黄河三角洲是我国三大三角洲之一，亦是开发最晚、最为年轻的三角洲。黄河三角洲湿地是在新构造运动、黄河泥沙沉积、当地降雨和径流以及潮流作用下发展起来的，主要分布在临海区域，以滩涂湿地为主，形成了一个宽广的扇带，整个三角洲湿地类型丰富，景观类型多样(Xu J M.Studies on the ecological evaluation，properprotection and utilization of the wetland resource in Yellow River Delta.Journal of ChinaAgricultural Resources and Regional Planning，2001，22(2)：45～49；Cui B S，Liu X T.Ecological character changes and sustainability management of wetlands in the YellowRiver Delta.Geographical Science，2001，21(3)：250～256.)。但当地农业及油田开发对该区域湿地生态系统造成严重影响，湿地萎缩加速(Chen W F，Zhou W Z，Shi Y X.Crisisof wetlands in the Yellow River Delta and its protection.Journal of Agro-EnvironmentalScience，2003，22(4)：499～502)，生态环境问题突出，严重影响到黄河三角洲区域及环渤海经济圈的生态安全。
黄河三角洲地区滨海湿地资源丰富，但在湿地土壤盐渍化等因素的驱动下，滨海湿地退化严重。开展退化湿地的恢复和重建工作，首先必须克服湿地土壤盐渍化问题。当前，改良滨海盐渍化土壤的研究较多，主要有工程措施，如挖沟排盐、淡水压盐、暗管排盐等；生物措施，如生物排盐等；化学措施，如加入改良剂等。但上述方法均存在投入过大、改良时间长、容易造成环境污染等问题。进行黄河三角洲地区滨海盐碱化土壤改良，必须结合当地实际，研发经济、高效、环保的改良技术。
造纸产业是黄河三角洲地区的支柱产业，该行业可产生大量的造纸废弃物，会对环境造成巨大污染。由于造纸废弃物(如草末、污泥等)中富含有机质、氮和磷等营养物质，可促进芦苇生长，如加以利用，既可减少造纸废弃污染物的排放，又能对滨海盐碱湿地进行改良恢复，是一种非常具有发展潜力的滨海盐碱湿地改良恢复方法。
发明内容
本发明的目的是提供一种利用造纸废弃物改良滨海盐碱湿地的方法。
本发明提供的利用造纸废弃物改良滨海盐碱湿地的方法，包括如下步骤：将造纸废弃物施入待改良的所述滨海盐碱湿地中，并与待改良的所述滨海盐碱湿地土壤混匀；所述造纸废弃物选自草末和污泥中的至少一种。
上述方法中，所述造纸废弃物优选由所述草末和所述污泥组成的造纸废弃物，其中，所述草末的施用量为大于0小于等于1500kg/亩，具体为500-1000kg/亩或500-700kg/亩或700-1000kg/亩，优选500-1000kg/亩，更优选700kg/亩，所述污泥的施用量为大于0小于等于2000kg/亩，具体为500-2000kg/亩、500-1500kg/亩、500-1000kg/亩、1000-1500kg/亩或1500-2000kg/亩，优选500-2000kg/亩，更优选1000kg/亩。所述造纸废弃物为所述草末时，所述草末的施用量为大于0小于等于1500kg/亩，具体为500-1500kg/亩或800-1500kg/亩，优选500-1500kg/亩，更优选800kg/亩。所述造纸废弃物为所述污泥时，所述污泥的施用量为大于0小于等于2000kg/亩，具体为1000-2000kg/亩或1500-2000kg/亩，优选1000-2000kg/亩，更优选1500kg/亩。所述施入步骤中，施入所述待改良的所述滨海盐碱湿地的深度均为20cm。由于轻度和中度退化的滨海盐碱湿地表面，还有少量植被覆盖，为了获得更好的改良效果，改良时间最好在每年春季即每年3月-5月进行。对于重度退化的滨海盐碱湿地，改良时间不受季节限制，一年四季均可进行。另外，使用由各种不同造纸工艺得到的含有草末和污泥的造纸废弃物，均能达到很好的改良滨海盐碱湿地的效果。
本发明提供的利用造纸废弃物改良滨海盐碱湿地的方法，适用于各种退化程度滨海盐碱湿地的改良。该方法可有效改善土壤结构，提高土壤中有效养分和有机质的含量，降低土壤的含盐量，促进湿地植被如芦苇等的恢复，产生良好的经济效益，实现造纸产业与滨海盐碱湿地改良恢复的生态循环，具有非常好的应用前景。
附图说明
图1为实施例1中利用草末和污泥恢复湿地前的湿地照片。
图2为实施例1中利用草末和污泥恢复湿地后的湿地照片。
具体实施方式
本发明中所述滨海盐碱湿地是海平面以下6m至大潮高潮位之上与外流江河流域相连的微咸水和淡浅水湖泊、沼泽以及相应的河段间的区域(Lu J J，He W S，Tong CF，Wang W.Wetland Ecology.Bejjing：Higher Eduction Press，2006，7～14)；所述退化的滨海盐碱湿地是湿地土壤含盐量升高、生物量减少且生态功能显著降低的滨海盐碱湿地；所述轻度退化的滨海盐碱湿地是指土壤含盐量小于1％、植物生物量有所降低的滨海盐碱湿地；所述中度退化的滨海盐碱湿地是指土壤含盐量小于1.5％、植物生物量和种类显著降低、盖度小于50％的滨海盐碱湿地；所述重度退化的滨海盐碱湿地是指土壤含盐量在1.5％以上、几乎没有湿地植物生存、盖度小于5％的滨海盐碱湿地。
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明，但本发明并不限于以下实施例。下述实施例中所述方法如无特别说明，均为常规方法。下述实施例中所用造纸废弃物均来自山东海韵造纸厂生产的造纸废弃物，该造纸厂废水处理工艺流程为：原水→沉淀池→厌氧塘→好氧塘→兼性塘→储存塘，该造纸废弃物中的草末来自于造纸工艺中的备料阶段，污泥来自于造纸工艺中的造纸废水在沉淀池中的沉淀阶段。
实施例1
按照下述步骤对滨海盐碱湿地进行改良：在3月将草末和污泥组成的造纸废弃物施入土壤基本性质如表1所示滨海盐碱湿地中，并使所述造纸废弃物(草末和污泥组成的混合物)与所述滨海盐碱湿地的土壤充分混匀，完成所述滨海盐碱湿地的改良。该湿地为重度退化的芦苇湿地，芦苇植被盖度(具体为基部盖度)为0。
所述造纸废弃物草末和污泥的施用量分别为：处理1中，草末的施用量为500kg/亩，污泥的施用量为500kg/亩；处理2，草末的施用量为700kg/亩，污泥的施用量为1000kg/亩；处理3，草末的施用量为700kg/亩，污泥的施用量为1500kg/亩；处理4，草末的施用量为1000kg/亩，污泥的施用量为2000kg/亩。施入所述滨海盐碱湿地的深度均为20cm。
10月采样测定其主要土壤理化性质。其中，土壤可溶性盐采用重量法测定，土壤有机质采用高温外热重铬酸钾氧化-容量法测定，土壤碱解氮采用碱解扩散法测定，土壤速效磷采用碳酸氢钠浸提-钼锑抗比色法测定，土壤速效钾采用醋酸钠提取-火焰光度法测定(上述测定方法参见下述文献：鲁如坤，土壤农业化学分析方法[M].北京：中国农业科技出版社，2000)。同时，测定该滨海盐碱湿地的植被盖度(具体为基部盖度)。
表1、土壤基本理化性质
表2、施入造纸废弃物的退化湿地土壤性质与未施土壤性质比较
图1和图2分别为该实施例中利用草末和污泥恢复湿地前后的湿地照片。结合表1和表2结果可知，施入造纸废弃物草末与污泥后，该滨海盐碱湿地的土壤含盐量、pH值显著降低，土壤有机质、碱解氮、速效磷、速效钾、植被盖度显著增加。不同处理间存在明显差别，处理1土壤主要理化性质与对照相比，变异最小，植被盖度恢复最小。随着施入量增加，土壤改良与植被恢复效果增加，但过量施入造纸废弃物后(处理3、4)，虽有助于土壤有机质、土壤速效磷增加，但土壤速效氮含量显著降低，植被盖度恢复程度降低，土壤含盐量与处理2相比差异不大。这可能是因为大量造纸废弃物进入土壤后，土壤C/N比增加，土壤N素因废弃物分解而消耗，不利于湿地植被的生长，因此，在该区域利用造纸废弃物进行盐碱湿地恢复，处理2是最好的，处理后土壤含盐量、pH值分别降低2.94％和15.51％；土壤有机质、碱解氮、速效磷、速效钾分别增加24.54％、39.78％、52.90％、22.93％；湿地植被盖度达到了25.78％，而对照区域仅为5.23％。
实施例2
按照下述步骤对滨海盐碱湿地进行改良：
在3月将造纸废弃物草末施入土壤基本性质如表3所示的滨海盐碱湿地中，并使所述造纸废弃物草末与所述滨海盐碱湿地的土壤充分混匀，完成所述滨海盐碱湿地的改良。该湿地试验区域主要湿地植物为芦苇，为中度退化的芦苇湿地，芦苇盖度为60.3％。
所述造纸废弃物中草末的施用量分别为：处理1为500kg/亩；处理2为800kg/亩；处理3为1500kg/亩。施入所述滨海盐碱湿地的深度均为20cm。
10月采样测定其主要土壤理化性质。其中，土壤可溶性盐采用重量法测定，土壤有机质采用高温外热重铬酸钾氧化-容量法测定，土壤碱解氮采用碱解扩散法测定，土壤速效磷采用碳酸氢钠浸提-钼锑抗比色法测定，土壤速效钾采用醋酸钠提取-火焰光度法测定(上述测定方法参见下述文献：鲁如坤，土壤农业化学分析方法[M].北京：中国农业科技出版社，2000)。同时，测定该滨海盐碱湿地的芦苇地上部生物量(即地上部芦苇干重)。
表3、土壤基本理化性质
表4、施入草末的退化湿地土壤性质与未施土壤性质比较
由表3和表4可知，施入造纸废弃物草末后，土壤含盐量、pH值显著降低，土壤有机质、碱解氮、速效磷、速效钾及芦苇生物量有所增加。土壤质量及芦苇生物量随草末施入量增加而增加，但过高土壤速效氮含量显著降低，芦苇增产幅度大大下降，对于湿地恢复不利。在该区域草末的施入量最佳为800kg/亩，其土壤pH值、含盐量降低幅度分别为1.48％、13.87％；土壤有机质、碱解氮、速效磷、速效钾增加幅度分别为16.47％、9.25％、35.72％、7.40％。施入草末后，与对照区域相比，芦苇生物量增加了11.7％。
实施例3
按照下述步骤对滨海盐碱湿地进行改良：
在3月将造纸废弃物污泥施入土壤基本性质如表5所示的滨海盐碱湿地中，并使所述造纸废弃物污泥与所述滨海盐碱湿地的土壤充分混匀，完成所述滨海盐碱湿地的改良。该湿地为重度退化的芦苇湿地，芦苇植被盖度(具体为基部盖度)为0。
所述污泥的施用量分别为：处理1为1000kg/亩；处理2为1500kg/亩；处理3为2000kg/亩。施入所述滨海盐碱湿地的深度均为20cm。
10月采样测定其主要土壤理化性质。其中，土壤可溶性盐采用重量法测定，土壤有机质采用高温外热重铬酸钾氧化-容量法测定，土壤碱解氮采用碱解扩散法测定，土壤速效磷采用碳酸氢钠浸提-钼锑抗比色法测定，土壤速效钾采用醋酸钠提取-火焰光度法测定(上述测定方法参见下述文献：鲁如坤，土壤农业化学分析方法[M].北京：中国农业科技出版社，2000)。同时，测定该滨海盐碱湿地的植被盖度(具体为基部盖度)。
表5、土壤基本理化性质
表6、施入污泥的退化湿地土壤性质与未施土壤性质比较
施入造纸废弃物污泥后，土壤pH值有所降低，含盐量显著降低，土壤有机质、碱解氮、速效磷、速效钾、植被盖度显著增加。随着施入量增加，土壤改良效果有所提高，但污泥中含量大量的有机物质，过量施入污泥后，因有机物分解消耗速效氮，而导致土壤速效氮含量显著下降，植被恢复受阻。在该区域污泥施用量最佳为1500kg/亩。在该施用量下，土壤含盐量降低幅度为6.35％；土壤有机质、碱解氮、速效磷、速效钾增加幅度分别为28.27％、27.45％、7.25％、7.53％，植被盖度能达到20.38％，而对照区域仅为3.27％。
Claims (12)
1.一种利用造纸废弃物改良滨海盐碱湿地的方法，包括如下步骤：将造纸废弃物施入待改良的所述滨海盐碱湿地中，并与待改良的所述滨海盐碱湿地土壤混匀；所述造纸废弃物选自草末和污泥中的至少一种。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述造纸废弃物为草末和污泥组成的混合物。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：所述造纸废弃物为草末和污泥组成的混合物时，所述草末的施用量为大于0小于等于1500kg/亩，所述污泥的施用量为大于0小于等于2000kg/亩。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：所述造纸废弃物为草末和污泥组成的混合物时，所述草末的施用量为500-1000kg/亩，所述污泥的施用量为500-2000kg/亩。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于：所述造纸废弃物为草末和污泥组成的混合物时，所述草末的施用量为700kg/亩，所述污泥的施用量为1000kg/亩。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述造纸废弃物为所述草末，所述草末的施用量为大于0小于等于1500kg/亩。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于：所述造纸废弃物为所述草末，所述草末的施用量为500-1500kg/亩。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于：所述造纸废弃物为所述草末，所述草末的施用量为800kg/亩。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述造纸废弃物为所述污泥时，所述污泥的施用量为大于0小于等于2000kg/亩。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于：所述造纸废弃物为所述污泥时，所述污泥的施用量为1000-2000kg/亩。
11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于：所述造纸废弃物为所述污泥时，所述污泥的施用量为1500kg/亩。
12.根据权利要求1-11中任一所述的方法，其特征在于：所述施入步骤中，施入待改良的所述滨海盐碱湿地的深度为20cm。
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