CN108901663B - 一种提升滨海盐土产能的生态农牧场模式构建方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及盐渍土的修复，具体涉及一种提升滨海盐土产能的生态农牧场模式构建方法。于待处理滨海荒地上构建至少一个由农业种植区、牧草畜禽区和湿地水产区组成的生态农牧场模式区域，每个区域的外围为湿地水产区，相邻两个区域的湿地水产区相连接；所述农业种植区为以地平面为基准，通过原土抬高1.2‑1.5米；牧草畜禽区为通过原土堆积成与地平面成5‑10°的坡地，且坡地顶端与抬高的农业种植区接壤，坡地底端与湿地水产区接壤；湿地水产区是以地平面为基准挖沟形成的储水池。本发明因地制宜完全采用原土微地形改造设计，不需添加沙石等辅料，节省大量成本。
Description
技术领域
本发明涉及盐渍土的修复，具体涉及一种提升滨海盐土产能的生态农牧场模式构建方法。
背景技术
我国盐碱化土壤分布十分广泛，据资料统计，我国共有滨海盐土面积3172万亩，其中，非耕型滨海盐土面积2580万亩，占滨海盐土面积的81.34％。这些滨海盐土广泛分布于我国东部长约3000km的海岸线沿海地带，包括山东、江苏、辽宁、河北、天津等省(市)。随着黄河河口的进一步向东推进，滨海盐土的面积还在逐渐增加。盐碱土是由各种原因造成大量盐碱成分积累于土壤中而形成,土壤中的盐碱成分包括不同的离子,如Cl-、SO4 2-、CO3 2-、HCO3 -、Na+、K+、Ca2+、Mg2+等,当这些离子逐步积累浓度达到足以对土壤性状和植物生长产生不良影响时,成为盐碱成分。由于大量盐碱成分的积累,引起一系列土壤物理性状的恶化:结构粘滞,通气性差,容重高,土温上升慢,土壤中好气性微生物活动性差,养分释放慢,渗透系数低,毛细作用强,便导致表层土壤盐渍化的加剧。土壤盐碱化后会严重影响植物的生长,甚至植物无法生长。
滨海盐土是盐碱土的一种类型,它的最大特点一是土壤和地下水的盐分组成与海水一致,都是以氯化钠为主,二是含盐量除表土稍多外,以下土层都比较均匀,海水以淹没土地、溯河流倒灌、滲漏补给地下水等方式侵入土壤,给土壤带来盐份,盐份积累造成滨海土壤的盐碱化。
滨海盐荒地农业种植利用具有以下几个方面的障碍因素：一是土壤通体含盐量高，1m土体水溶性盐分总量往往大于0.5％。二是地下水矿化度大且埋深较浅，地下水多为咸水，不能用于农业灌溉和人畜饮水，埋深一般在2m以上。三是滨海盐荒地一般分布在海拔高程7m以下的滨海平原和滩涂，海拔高度低，地势平缓，土壤排水不畅，地下水运动在一定条件下处于水平停滞状态。四是淡水资源缺乏，外来地表水不能满足需求，同时自然降雨过于集中，一年中70％以上的降雨集中在夏季，使春、秋季干旱缺水。这些因素成为滨海盐荒地农业开发利用的巨大障碍。
发明内容
本发明目的在于提供一种提升滨海盐土产能的生态农牧场模式构建方法。
为实现上述目的，本发明采用技术方案为：
一种提升滨海盐土产能的生态农牧场模式构建方法，于待处理滨海荒地上构建至少一个由农业种植区、牧草畜禽区和湿地水产区组成的生态农牧场模式区域，每个区域的外围为湿地水产区，相邻两个区域的湿地水产区相连接；所述农业种植区为以地平面为基准，通过原土抬高1.2-1.5米；牧草畜禽区为通过原土堆积成与地平面成5-10°的坡地，且坡地顶端与抬高的农业种植区接壤，坡地底端与湿地水产区接壤；湿地水产区是以地平面为基准挖沟形成的储水池。
所述滨海荒地为地势平坦的芦苇退化湿地或利用效率低下的盐渍化耕地。
所述湿地水产区为挖建形成在地平面以下的用以集水的储水池；储水池内设有抽水泵。
所述湿地水产区四周地表与牧草畜禽区接壤，所述牧草畜禽区和农业种植区铺分别铺设带喷头的喷灌管，且湿地水产区内的水经由抽水泵流入所述管路依次流经所述牧草畜禽区和农业种植区，并通过管路上喷头喷淋在牧草畜禽区和农业种植区。
所述储水池内中的水为截留雨水和/引入外围水渠的河水。
所述牧草畜禽区坡地斜坡中间位置围绕该区设有一周喷灌管，喷灌管每间隔10-20米设有喷灌喷头。
所述农业种植区和牧草畜禽区土壤表层铺设改良土壤，铺设量为约0.5-1kg/m2；其中改良土壤为芦苇碎屑和牛粪按质量比为1-1.5：1.5-1混合。
所述农业种植区和牧草畜禽区的陆地面积与湿地水产区的水域面积比为6.5-7:3.5-3。
所述种植区内种植经济作物、耐盐花卉或耐盐蔬菜中的一种或几种；
所述坡面牧草畜禽区内种植星星草、田菁、羊草、碱茅、披碱草、盐草、鲁梅克斯、菊苣、芒草中的一种或几种；
所述水域湿地水产区种植水生植物和/或投放鱼苗，其中，水生植物为香蒲、再力花、美人蕉、水葱、菹草中的一种或几种；鱼苗为鳜鱼、鲢鱼、鳙鱼、草鱼、黄颡鱼中的一种或几种。
原理：滨海荒地多为盐碱地，具有地势平坦，海拔较低，淡水资源缺乏，蒸发量大等特点，使得土壤表层盐分过高；另外，雨季较为集中，容易形成涝渍，因此限制了土地的利用，将该区域地形进行改造，通过挖湖筑岛的方式抬高地面，营造多样化的生境类型，包括：农业种植区、牧草畜禽区和湿地水产区。不同生境类型种植具有不同功能的植物，充分利用有限的水资源，将湿地水产区的湖水通过水泵抽提的方式用于农业种植区的灌溉和牧草畜禽区的喷淋，达到盐分淋洗的目的。提高单位面积产能，高效利用滨海荒地，恢复退化盐碱地生态系统。
本发明所具有的优点：
1.本发明因地制宜完全采用原土微地形改造设计，不需添加沙石等辅料，节省大量成本；
2.通过本发明挖湖筑岛的方式营造多样性生境，既有种植区，又有不同盐分的牧草畜禽区，也有适合水生动植物生存的水域，不同的生境梯度适合更丰富的物种种植，显著提高单位面积产能；
3.初期仅需少量淡水，后期以收集雨水资源为主，收集的雨水可以用于农牧场坡顶的灌溉和坡间带的喷灌用水，淋洗及土壤渗透后的水分再次回到水域，可以实现水分循环利用，大量节约淡水资源；
4.本发明的农牧场区域内生境类型丰富、物种多样性丰富，具有多个营养级层次，可以实现生态系统物质与能量自循环，是一种高效、生态的湿地农业系统。
5.通过本发明的方式以微地形改造技术构建旱地、轻度盐渍化坡地和水域等多种生态系统，进而实现区域内的抑淹-保水-降盐，实现滨海盐土区的异质性生境的营造；同时在陆地区域实现滨海盐土土壤脱盐培肥，进而使得土壤盐分降低20％以上，土壤肥力提高30％以上；另外构建的区域内实现生态保育和种养渔牧之间的融合从而打造滨海盐土生态农牧场典范。
附图说明
图1为本发明实施例提供的处理区域平面图,其中，1为农业种植区，2为牧草畜禽区，3为湿地水产区，4为岛桥(桥下有水域连通管)，5为喷灌用抽水泵。
图2为本发明实施例提供的生态农牧场模式区域的横向剖面图，
其中，1为农业种植区，2为牧草畜禽区，3为湿地水产区，5为喷灌用抽水泵，6为喷头，7为牧草畜禽区喷灌管，8为农业种植区喷灌管，9为出水口。
图3为本发明实施例提供的生态农牧场模式区域侧视图。
图4为本发明实施例提供的生态恢复后各区域盐度与恢复前土壤表层盐度对比图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步的解释说明。
下面详述实施例，但是它并不限于下述记载的内容。
实施例1
构建为：于待处理滨海荒地上构建至少一个由农业种植区、牧草畜禽区和湿地水产区组成的生态农牧场模式区域，每个区域的外围为湿地水产区，相邻两个区域的湿地水产区相连接；所述农业种植区为以地平面为基准，通过原土抬高1.2-1.5米；牧草畜禽区为通过原土堆积成与地平面成5-10°的坡地，且坡地顶端与抬高的农业种植区接壤，坡地底端与湿地水产区接壤；湿地水产区是以地平面为基准挖沟形成的储水池。
所述湿地水产区为挖建形成在地平面以下的用以集水的储水池；储水池内设有抽水泵。
所述湿地水产区四周地表与牧草畜禽区接壤，所述牧草畜禽区和农业种植区铺分别铺设带喷头的喷灌管，且湿地水产区内的水经由抽水泵流入所述管路依次流经所述牧草畜禽区和农业种植区，并通过管路上喷头喷淋在牧草畜禽区和农业种植区。
所述储水池内中的水为截留雨水和/引入外围水渠的河水。
所述牧草畜禽区坡地斜坡中间位置围绕该区设有一周喷灌管，喷灌管每间隔10-20米设有喷灌喷头。
所述农业种植区和牧草畜禽区土壤表层铺设改良土壤，铺设量为约0.5-1kg/m2；其中改良土壤为芦苇碎屑和牛粪按质量比为1-1.5：1.5-1混合。
所述农业种植区和牧草畜禽区的陆地面积与湿地水产区的水域面积比为6.5-7:3.5-3。
上述形成的湿地水产区能够蓄水保水并向农业种植区和牧草畜禽区提供灌溉用水，并且可循环利用；形成的农业种植区实现土壤抬田进而可以抑淹降盐，使得种植的农田以及作为能够生长，并且使得肥力提升；形成的牧草畜禽区坡地可进一步的稀盐泌盐，使得该区的牧草及畜禽区得以生长；通过各区铺设的灌溉系统改善滨海盐土水分和盐分之间的运移规律得到多维开发的滨海盐土生态农牧场，发展多级物质能量循环利用的立体经营生态农牧场，建立生态、优质、协调的湿地农业系统。
实施例2
针对黄河三角洲滨海盐土进行改造(参见图1)：
(1)实施地概况：
黄河三角洲区域盐渍化土地面积44.3万hm2，占总面积的一半以上，平均含盐量高达1.7％，土质粘重、肥力低、地下水位浅、淡水资源匮乏。春季干旱，土壤盐分高，雨季集中在夏季，容易形成涝渍。自然植被种类单一，多为耐盐植物，草本植物以芦苇、盐地碱蓬等为主，灌木主要为柽柳。
(2)实施地选择在黄河三角洲大汶流管理站门口一处退化芦苇湿地，该区域地势平坦，春旱夏涝，土壤电导率约为12.88±2.40mS/cm。典型植被为芦苇和盐地碱蓬，改造区面积约60亩。
(3)实施方法与内容：
首先根据现场地形情况，进行微地形改造，改造地块总面积为41000平米(66亩)，在改造地构建6个高度不等、坡度各异的生态农牧场模式区域。其中，3个高度为1.2m，3个高度为1.5米，各区域随意，确定区域位置后，在每个生态农牧场模式区域之间挖深为2.0-3.0米的人工湖即为各区域的湿地水产区，挖出的土壤用于搭建各区域的农业种植区和牧草畜禽区，其中，每个生态农牧场模式区域通过挖出的土壤抬高1.5m形成农业种植区，在该区的四周再用挖出的土壤堆积成与地平面成5度的坡地形成牧草畜禽区，该坡地坡顶与农业种植区接壤，坡地底端与湿地水产区接壤；每个生态农牧场模式区域陆地总面积：水域面积约为6.5：3.5。构建的6个生态农牧场模式区域中牧草畜禽区坡地与地平面夹角依次为5度、6度、7度、8度和9度。各个生态农牧场模式区域之间用土桥相连，便于观测人员进行对各区域进行考察，每个土桥下水域中埋设80cm口径的玻璃钢管，用于水系连通。改造地区各生态农牧场模式区域总农业种植区总面积为12510m2，牧草畜禽区总面积为14280m2，可利用土地总面积为26790m2。
所述湿地水产区用于集水作为储水池，其水的来源为改造区域周边引入的河水和雨水；
所述在整个改造地外围布设进水口并设水泵用于储水池补水，与上述进水口相对端布设出水口，用于排水。
在6个生态农牧场模式区域的各湿地水产区布设抽水泵，抽水泵通过管路与相邻的生态农牧场模式区域铺设的喷灌管相连，根据改造地的面积，本实施例设有两个抽水泵，每个抽水泵分别控制相邻3个生态农牧场模式区域的喷灌用水。
所述每个生态农牧场模式区域的农业种植区和牧草畜禽区分别布设喷灌管，其中，牧草畜禽区坡地中间位置布设一圈喷灌管，每间隔10米布设一个喷灌喷头，用于缓坡植被生长用水；农业种植区靠抽水泵一侧按间距20米布设3个出水口，用于该区植被用水(参见图2)。
各生态农牧场模式区域构建后于每个区域的农业种植区和牧草畜禽区，按5吨/公顷比例铺设厚度为20cm的改良土壤，其中，改良土壤为芦苇碎屑和牛粪混合(两者之间的用量关系)。
坡顶种植经济作物如：大豆(Glycine max(Linn.)Merr.)、甜高粱(Sorghumdochna)、玉米(Zea mays L.)、油葵(Helianthus annuus Linn.)、枸杞(Lyciumruthenicum Murr)、金银花(Lonicera japonica Thunb.)、荷兰菊(Aster novi-belgii)、菊苣(Cichorium intybus L.)、洋菠菜(Tetragonia expansa Murr.)、海马齿(SesuviumL.)等经济作物、耐盐花卉或耐盐蔬菜中的一种或几种，其中岛1岛顶种植枸杞、海马齿、荷兰菊等，岛2岛顶种植甜高粱、金银花，岛3岛顶种植芒草，岛4岛顶种植玉米，岛5岛顶作为对照未种植植物，岛6岛顶种植大豆；
缓坡种植星星草(Puccinellia tenuiflora(Griseb.)Scribn)、田菁(Sesbaniacannabina(Retz.)Poir.)、羊草(Leymus chinensis(Trin.)Tzvel)、碱茅(Puccinelliadistans)、披碱草(Elymus dahuricus Turcz.)、鲁梅克斯(Rumex patientia)、芒草(Miscanthus)等耐盐牧草中的一种或几种，其中岛1缓坡种植田菁、羊草，岛2缓坡种植羊草、披碱草，岛3缓坡种植鲁梅克斯、星星草，岛4缓坡种植碱茅，岛5缓坡作为对照未种植植物，岛6缓坡种植星星草；
水域中在深度小于0.5米的岛边移栽香蒲(Typha orientalis Presl)、再力花(Thalia dealbata Fraser)、美人蕉(Canna indica L.)、水葱(Scirpus validus Vahl)、黄菖蒲(Iris pseudacorus L.)、睡莲(Nymphaea L.)、菹草(Potamogeton crispus)等耐盐水生植物中的一种或几种，种植密度约为10丛/m2，每丛2-3株苗，通过种植挺水植物吸收淤泥及水体中的含氮、磷等营养成份，同时，又可美化景观。深度大于0.5米的水域适当搭配浮岛，每片浮岛放置一花盆，种植一株挺水植物(再力花、香蒲、美人蕉或水葱)，共布设200片浮岛。
当植被种植完并稳定成活后，按生态系统食物链结构特点，配置水生动物，投放鱼苗为鳜鱼(Siniperca chuatsi)，以此食用部分水生植物，实现水体中营养向可食用性动物蛋白的转化。年终通过收割沉水植被及捕捞鱼类，使水中的营养物质转化到岸上，使水体中营养物及盐分逐渐减少，生态系统形成良性自循环。通过上述科学合理规划改造，利用区域自身资源，实现区域的生态环境得以改善，盐土产能大幅提高(参见图4)。
Claims (3)
1.一种提升滨海盐土产能的生态农牧场模式构建方法，其特征在于：于待处理滨海荒地上构建至少一个由农业种植区、牧草畜禽区和湿地水产区组成的生态农牧场模式区域，每个区域的外围为湿地水产区，相邻两个区域的湿地水产区相连接；所述农业种植区为以地平面为基准，通过原土抬高1.2-1.5米；牧草畜禽区为通过原土堆积成与地平面成5-10°的坡地，且坡地顶端与抬高的农业种植区接壤，坡地底端与湿地水产区接壤；湿地水产区是以地平面为基准挖沟形成的储水池；
所述滨海荒地为地势平坦的芦苇退化湿地或利用效率低下的盐渍化耕地；
所述湿地水产区为挖建形成在地平面以下的用以集水的储水池；储水池内设有抽水泵；
所述湿地水产区四周地表与牧草畜禽区接壤，所述牧草畜禽区和农业种植区分别铺设带喷头的喷灌管，且湿地水产区内的水经由抽水泵流入管路依次流经所述牧草畜禽区和农业种植区，并通过管路上喷头喷淋在牧草畜禽区和农业种植区；
所述农业种植区和牧草畜禽区土壤表层铺设改良土壤，铺设量为0.5-1kg/m2；其中改良土壤为芦苇碎屑和牛粪按质量比为1-1.5：1.5-1混合；
所述农业种植区和牧草畜禽区的陆地面积与湿地水产区的水域面积比为6.5-7:3.5-3；
所述种植区内种植经济作物、耐盐花卉或耐盐蔬菜中的一种或多种；
所述牧草畜禽区内种植星星草、田菁、羊草、碱茅、披碱草、盐草、鲁梅克斯、菊苣、芒草中的一种或多种；
所述水域湿地水产区种植水生植物和/或投放鱼苗，其中，水生植物为香蒲、再力花、美人蕉、水葱、菹草中的一种或多种；鱼苗为鳜鱼、鲢鱼、鳙鱼、草鱼、黄颡鱼中的一种或多种。
2.按权利要求1所述的提升滨海盐土产能的生态农牧场模式构建方法，其特征在于：所述储水池中的水为截留雨水和/或引入外围水渠的河水。
3.按权利要求1所述的提升滨海盐土产能的生态农牧场模式构建方法，其特征在于：所述牧草畜禽区坡地斜坡中间位置围绕该区设有一周喷灌管，喷灌管每间隔10-20米设有喷灌喷头。
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