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[摘 要] 根据历史资料及调查数据,运用土壤盐渍化相关原理对唐山市湿地生态系统进行风险分析。在对唐山市湿地系统目前的土壤的pH值及有机质的含量水平了解的基础上,根据受体分析、风险源分析、暴露分析及风险表征,对唐山市湿地土壤盐渍化的风险因素做了定性评价,对进行土地区域的开发利用和改良都有着很重要的作用。
[关键词] 土壤盐渍化 风险评价 湿地生态系统
本文为国家高技术研究发展计划(863计划)“环境污染防治技术”主题“采矿塌陷区生态修复关键技术研究及示范”阶段性研究成果,项目编号:2005AA644030
概要: 美国于70年代开始生态风险评价工作的研究。EPA美国环境保护署(U.S Environmental Protection Agency) 在1992年对生态风险评价作了定义,即生态风险评价是评估由于一种或多种外界因素导致可能发生或正在发生的不利生态影响的过程。生态风险评价被认为能够用来预测未来的生态不利影响或评估因过去某种因素导致生态变化的可能性。
盐土与碱土以及各类盐化、碱化土壤统称盐渍土或盐碱土。最近有些国外文献用盐效土(Salt affect soils)。所指的都是土壤中含有不同程度盐分(易溶盐)和钠素(吸收性钠)在土壤中累积并产生一定的盐效的土壤。主要分布于干旱、半干旱地区。在干旱地区的山前平原、古河道成阶地,甚至高原面上也有残存积盐情况,有的残存积盐是历史时期里形成的。在滨海平原及岛屿四周,可形成各类受海潮影响的积盐。在热带、亚热带滨海,有密茂红树林生长的沼泽洼地中则可见到酸性很强的硫酸盐土等。因此,土壤中的积盐主要是因地下水位抬高,矿化地下水中含盐累积于地表所致。
1、研究对象和范围界定
本研究对象是针对唐山湿地生态系统,该系统地是陆地与水体的过渡地带,因此它同时兼具丰富的陆生和水生动植物资源,具有难以替代的生态价值,通过对其土壤盐渍化的分析,可为唐山湿地生态系统的开发和保护提供科学依据。
本调查范围为南湖国家城市湿地公园。位于河北省唐山市南部采矿塌陷地,中心位置118?09′20″E,39?35′00″N。南北最长处4065米,东西最宽处3140米,总面积约699公顷。城市湿地公园内的宽阔湖泊、湿地与人类的生存、繁衍、发展息息相关,是自然界最富生物多样性的生态景观和人类最重要的生存环境之一。它不仅为人类的生产、生活提供多种资源,而且具有强大的生态功能,在蓄水调水、气候调节、抵御洪水、调节径流、控制土壤侵蚀、美化环境和维护区域生态平衡等方面具有非常重要的作用。在污水净化方面,湿地可作为环境的过滤器,被称为“自然之肾”。
2、土壤盐渍化受体分析
为了了解和掌握土壤盐渍化情况,本文在调查和采样测试的基础上,分析评价了区域土壤的pH值可溶性总盐及有机质的含量水平,以其对该区域土壤的开发利用和改良提供参考。
当每百克土壤中易溶盐量在100mg时就对植物生长产生影响。轻度盐渍化对农作物生长影响不大,可采取灌溉压碱和种植水稻等措施进行改良。中度盐渍化,可使土壤板结,板结程度与土壤岩性密不可分,同等含盐量条件下细粒土比粗粒土易板结,粉质黏土比粉土、沙质粉土容易板结。土壤板结可堵塞土壤毛细孔隙,使植物根系不能得到氧气的供给而腐烂死亡,对农作物危害较大,当土壤水溶液中大量盐分与植物细胞接触时,细胞中的水分做渗透性移动,从细胞走向浓度更高的土壤溶液中,于是植物细胞被破坏,影响植物的正常发育。重度盐碱化土壤肥力很低,有机物很少,耕性很差,不适宜种植农作物,可开发水产养殖、育草、育林。
土壤盐渍化为自然和人为作用双重影响,其产生的必要条件和影响因素是:
①气候干燥,年降水量小于蒸发量。
②浅层地下水位埋深小于地下水蒸发极限深度。
③土壤岩性为粉土、沙质粉土、粉质黏土,成壤作用差,有机质含量低。
④地形相对低洼,排水不畅。水力坡度平缓(小于0.5‰),矿化度较高。
⑤地下水位升降对土地盐碱化有一定的影响,地下水位升高蒸发作用增强,土地盐碱化作用加强,反之则减弱。
⑥地下水矿化度高的地区比低的地区容易形成盐碱地。
⑦蒸发量大的地区、年内蒸发量大的季节容易使土地盐渍化,形成盐碱地。
3、风险源分析
我国华北泥质海岸中,经常受到大潮可携带大量盐分在滨海的土壤中累积。这种积盐情况与海水的盐分组成则相近似,所含以氯化钠为主,占80%以上。在广大低平原的积盐条件是:如果有足够的降水与水量,足以将土壤中的盐分充分淋洗,均随地表水与地下水不断输入大海,则土壤中不显积盐现象。在干旱、半干旱的气候下,在平原的低平处可见到盐分累积。一般见于冲积扇末端,冲积扇与河流冲积平原所形成的交接洼地中。一旦地势逐渐低平,地下水径流滞缓,就可发生随毛管水上升,所携带的盐分上升地表的现象。在水分蒸发后,盐分随即聚积地表。举凡地下水矿化度愈高,则可见积盐愈重。这种情况也不仅限于冲积扇末端。而在广大平原中的地势低洼处,由平原高处的水分向洼地集中汇积,其所携带的盐分亦在大洼地中大量累积,形成洼地积盐规律。
4、盐渍化暴露分析
本研究过程中土壤采样时,为减少土壤本身空间分布不均一性的影响,在一个采样单元内不同方位上设多个采样点,进行多点采样,采得后等量均匀混合成具有代表性得土壤样品。采样深度为0～20cm,采集地表至20cm深处得土柱,并去除杂草、草根、砾石、砖块、肥料团等杂物。采样时以一处为中心(作为定点位置),在中心点周围50m范围内用土铲多点采集5～10个子样组合为一个样品,每个单元内的单点样的土类尽量做到基本一致。每个单元内,每个子样不少于0.5kg,混合均匀作为一个平均样品,再反复使用四分法缩减,至最后的样品重量应不少于1kg。样品采集好后,装入统一的聚乙烯塑料保鲜袋,密封贴上标签,并做好记录与描述。
从研究数据可知,该地区32个土壤样品中,总盐含量最小值为0.21‰,最大值为0.53‰,平均值为0.38‰。32个土壤样品中的总盐<30‰,所以该地区是非盐渍化土地。
从研究数据可知,该地区40个土壤样品中,有机质含量最小值为12.95g/kg,最大值为106.87g/kg,平均值为31.767g/kg。40个土壤样品中有机质含量>40g/kg(一级肥力水平)的个数为4个,占总个数的10%;含量在30～40g/kg(二级肥力水平)的个数为12个,占总个数的30%;含量在20～30g/kg(三级级肥力水平)的个数为15个,占总个数的37.5%;含量在10～20g/kg(四级级肥力水平)的个数为8个,占总个数的20%;处于五级肥力水平的样品个数为1个,占总个数的2.5%。97.5%的样品都处于土壤肥力的四级及四级以上水平,说明该地区土壤有机质含量水平较高,完全能够满足当地进行农业生产的需要。
5、结语
本文结合生态系统和土壤盐渍化原理,根据受体分析、风险源分析、暴露分析及风险表征,对唐山市湿地土壤盐渍化的风险因素做了定性评价,为当地的湿地生态保护提供了科学依据和技术支持。
参 考 文 献
[1] 毛文永.生态环境影响评价概论[M].北京:中国环境科学出版社,2003.
[2] 李禄康.湿地与湿地公约[J].世界林业研究,2001(I):I-7.
[3] 雷昆,张明祥.中国的湿地资源及其保护建议[J].湿地科学,2005,3(2):81—86.
[4] 鲁春霞,于云江.甘肃省土壤盐渍化及其对生态环境的损害评估[J].自然灾害学报,2001,10(1) :99-102
[5]胡二帮.环境风险评价实用技术和方法[M].北京:中国环境科学出版社,2000.
[6]金腊华,邓家泉.环境评价方法与实践[M].北京:化学工业出版社,2005.■
[关键词] 土壤盐渍化 风险评价 湿地生态系统
本文为国家高技术研究发展计划(863计划)“环境污染防治技术”主题“采矿塌陷区生态修复关键技术研究及示范”阶段性研究成果,项目编号:2005AA644030
概要: 美国于70年代开始生态风险评价工作的研究。EPA美国环境保护署(U.S Environmental Protection Agency) 在1992年对生态风险评价作了定义,即生态风险评价是评估由于一种或多种外界因素导致可能发生或正在发生的不利生态影响的过程。生态风险评价被认为能够用来预测未来的生态不利影响或评估因过去某种因素导致生态变化的可能性。
盐土与碱土以及各类盐化、碱化土壤统称盐渍土或盐碱土。最近有些国外文献用盐效土(Salt affect soils)。所指的都是土壤中含有不同程度盐分(易溶盐)和钠素(吸收性钠)在土壤中累积并产生一定的盐效的土壤。主要分布于干旱、半干旱地区。在干旱地区的山前平原、古河道成阶地,甚至高原面上也有残存积盐情况,有的残存积盐是历史时期里形成的。在滨海平原及岛屿四周,可形成各类受海潮影响的积盐。在热带、亚热带滨海,有密茂红树林生长的沼泽洼地中则可见到酸性很强的硫酸盐土等。因此,土壤中的积盐主要是因地下水位抬高,矿化地下水中含盐累积于地表所致。
1、研究对象和范围界定
本研究对象是针对唐山湿地生态系统,该系统地是陆地与水体的过渡地带,因此它同时兼具丰富的陆生和水生动植物资源,具有难以替代的生态价值,通过对其土壤盐渍化的分析,可为唐山湿地生态系统的开发和保护提供科学依据。
本调查范围为南湖国家城市湿地公园。位于河北省唐山市南部采矿塌陷地,中心位置118?09′20″E,39?35′00″N。南北最长处4065米,东西最宽处3140米,总面积约699公顷。城市湿地公园内的宽阔湖泊、湿地与人类的生存、繁衍、发展息息相关,是自然界最富生物多样性的生态景观和人类最重要的生存环境之一。它不仅为人类的生产、生活提供多种资源,而且具有强大的生态功能,在蓄水调水、气候调节、抵御洪水、调节径流、控制土壤侵蚀、美化环境和维护区域生态平衡等方面具有非常重要的作用。在污水净化方面,湿地可作为环境的过滤器,被称为“自然之肾”。
2、土壤盐渍化受体分析
为了了解和掌握土壤盐渍化情况,本文在调查和采样测试的基础上,分析评价了区域土壤的pH值可溶性总盐及有机质的含量水平,以其对该区域土壤的开发利用和改良提供参考。
当每百克土壤中易溶盐量在100mg时就对植物生长产生影响。轻度盐渍化对农作物生长影响不大,可采取灌溉压碱和种植水稻等措施进行改良。中度盐渍化,可使土壤板结,板结程度与土壤岩性密不可分,同等含盐量条件下细粒土比粗粒土易板结,粉质黏土比粉土、沙质粉土容易板结。土壤板结可堵塞土壤毛细孔隙,使植物根系不能得到氧气的供给而腐烂死亡,对农作物危害较大,当土壤水溶液中大量盐分与植物细胞接触时,细胞中的水分做渗透性移动,从细胞走向浓度更高的土壤溶液中,于是植物细胞被破坏,影响植物的正常发育。重度盐碱化土壤肥力很低,有机物很少,耕性很差,不适宜种植农作物,可开发水产养殖、育草、育林。
土壤盐渍化为自然和人为作用双重影响,其产生的必要条件和影响因素是:
①气候干燥,年降水量小于蒸发量。
②浅层地下水位埋深小于地下水蒸发极限深度。
③土壤岩性为粉土、沙质粉土、粉质黏土,成壤作用差,有机质含量低。
④地形相对低洼,排水不畅。水力坡度平缓(小于0.5‰),矿化度较高。
⑤地下水位升降对土地盐碱化有一定的影响,地下水位升高蒸发作用增强,土地盐碱化作用加强,反之则减弱。
⑥地下水矿化度高的地区比低的地区容易形成盐碱地。
⑦蒸发量大的地区、年内蒸发量大的季节容易使土地盐渍化,形成盐碱地。
3、风险源分析
我国华北泥质海岸中,经常受到大潮可携带大量盐分在滨海的土壤中累积。这种积盐情况与海水的盐分组成则相近似,所含以氯化钠为主,占80%以上。在广大低平原的积盐条件是:如果有足够的降水与水量,足以将土壤中的盐分充分淋洗,均随地表水与地下水不断输入大海,则土壤中不显积盐现象。在干旱、半干旱的气候下,在平原的低平处可见到盐分累积。一般见于冲积扇末端,冲积扇与河流冲积平原所形成的交接洼地中。一旦地势逐渐低平,地下水径流滞缓,就可发生随毛管水上升,所携带的盐分上升地表的现象。在水分蒸发后,盐分随即聚积地表。举凡地下水矿化度愈高,则可见积盐愈重。这种情况也不仅限于冲积扇末端。而在广大平原中的地势低洼处,由平原高处的水分向洼地集中汇积,其所携带的盐分亦在大洼地中大量累积,形成洼地积盐规律。
4、盐渍化暴露分析
本研究过程中土壤采样时,为减少土壤本身空间分布不均一性的影响,在一个采样单元内不同方位上设多个采样点,进行多点采样,采得后等量均匀混合成具有代表性得土壤样品。采样深度为0～20cm,采集地表至20cm深处得土柱,并去除杂草、草根、砾石、砖块、肥料团等杂物。采样时以一处为中心(作为定点位置),在中心点周围50m范围内用土铲多点采集5～10个子样组合为一个样品,每个单元内的单点样的土类尽量做到基本一致。每个单元内,每个子样不少于0.5kg,混合均匀作为一个平均样品,再反复使用四分法缩减,至最后的样品重量应不少于1kg。样品采集好后,装入统一的聚乙烯塑料保鲜袋,密封贴上标签,并做好记录与描述。
从研究数据可知,该地区32个土壤样品中,总盐含量最小值为0.21‰,最大值为0.53‰,平均值为0.38‰。32个土壤样品中的总盐<30‰,所以该地区是非盐渍化土地。
从研究数据可知,该地区40个土壤样品中,有机质含量最小值为12.95g/kg,最大值为106.87g/kg,平均值为31.767g/kg。40个土壤样品中有机质含量>40g/kg(一级肥力水平)的个数为4个,占总个数的10%;含量在30～40g/kg(二级肥力水平)的个数为12个,占总个数的30%;含量在20～30g/kg(三级级肥力水平)的个数为15个,占总个数的37.5%;含量在10～20g/kg(四级级肥力水平)的个数为8个,占总个数的20%;处于五级肥力水平的样品个数为1个,占总个数的2.5%。97.5%的样品都处于土壤肥力的四级及四级以上水平,说明该地区土壤有机质含量水平较高,完全能够满足当地进行农业生产的需要。
5、结语
本文结合生态系统和土壤盐渍化原理,根据受体分析、风险源分析、暴露分析及风险表征,对唐山市湿地土壤盐渍化的风险因素做了定性评价,为当地的湿地生态保护提供了科学依据和技术支持。
参 考 文 献
[1] 毛文永.生态环境影响评价概论[M].北京:中国环境科学出版社,2003.
[2] 李禄康.湿地与湿地公约[J].世界林业研究,2001(I):I-7.
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[4] 鲁春霞,于云江.甘肃省土壤盐渍化及其对生态环境的损害评估[J].自然灾害学报,2001,10(1) :99-102
[5]胡二帮.环境风险评价实用技术和方法[M].北京:中国环境科学出版社,2000.
[6]金腊华,邓家泉.环境评价方法与实践[M].北京:化学工业出版社,2005.■