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基于水盐调控的盐碱地滴灌制度优化与生态效应研究

狄才华
  
扬帆媒体号
2025年128期
身份证 152824198710021718

摘要:本论文聚焦林草绿化背景下盐碱地的水盐调控与滴灌制度优化,系统分析盐碱地林草种植中土壤水盐运移规律与滴灌技术的适配性问题。通过剖析水盐调控与林草植物生长的互作关系,结合土壤学、生态学与灌溉工程理论,从滴灌参数优化、水盐动态监测、植被配置协同等维度,探讨基于水盐调控的滴灌制度优化路径及其对林草生态系统的影响机制。研究表明,科学的滴灌制度可通过精准调控土壤水盐环境,改善林草植物根系生长条件,提升植被覆盖度与生态系统稳定性,为盐碱地林草绿化提供技术支撑。

关键词:盐碱地;水盐调控;滴灌制度;林草绿化;生态效应

引言

盐碱地属于重要的土地资源,治理改造及合理开发利用这些资源,促进盐碱地农业高效、可持续利用成为保障国家粮食安全和促进农业可持续发展的重要途径之一,对推动区域经济可持续发展、改善生态环境也具有重要意义。盐碱化使得土壤条件更加恶化,生产水平低下,大大降低了土地的利用率,盐碱地改良对当地的生态和经济有重要意义。

滴灌技术因具有节水、省肥、控盐等优势,在盐碱地林草绿化中得到广泛应用,但其制度设计常忽视土壤水盐动态与林草植物需求的协同关系,导致出现盐分累积、植被枯萎等问题。水盐调控作为盐碱地治理的核心手段,通过调节土壤水分与盐分的运移过程,为林草植物生长创造适宜环境。当前,滴灌制度的优化仍面临水盐调控目标不明确、参数设置缺乏针对性、生态效应评估体系不完善等挑战。因此,研究基于水盐调控的盐碱地滴灌制度优化及其生态效应,对提升盐碱地林草绿化成效、推动生态修复工程可持续发展具有重要意义。

一、盐碱地滴灌制度与水盐调控的现实矛盾

(一)滴灌参数设置与水盐运移规律的脱节

传统滴灌制度多采用统一的灌溉定额与周期,未充分考虑盐碱地土壤质地、地下水埋深等因素对水盐运移的影响。例如,在黏质盐碱土中,滴灌量不足易导致盐分在根系层累积,而过量灌溉则会加剧地下水上升,引发次生盐碱化;在沙质盐碱土中,滴灌周期过长可能造成水分渗漏,无法有效抑制盐分上移。

(二)水盐调控目标与林草植物需求的失衡

现有滴灌制度设计侧重土壤脱盐效果,忽视林草植物不同生长阶段的需水需盐特性。林草植物在苗期对盐分敏感,需通过频繁滴灌降低根区盐分浓度,而在成株期则可适度提高盐分耐受阈值,减少灌溉频次。传统制度未根据植物生长周期动态调整滴灌参数,可能导致苗期盐分抑制生长或成株期水分浪费。

(三)滴灌系统运行与生态效应的协同不足

滴灌技术在实现水盐调控的同时,也可能对盐碱地生态系统产生负面影响。例如,长期单一的滴灌制度可能改变土壤微生物群落结构,降低土壤生物多样性;过量灌溉导致的水分渗漏,可能引发区域地下水化学性质改变,影响周边生态系统。

二、水盐调控与林草植物生长的互作机制

(一)土壤水盐动态对林草植物生理的影响

土壤水分与盐分的动态变化直接影响林草植物的生理过程。适宜的水分条件可促进植物根系吸水与养分运输,而盐分胁迫会导致植物细胞渗透压失衡,抑制光合作用与生长代谢。水盐调控通过滴灌制度优化,可在根系层形成“ 低盐区” ,降低盐分对植物的毒害作用。

(二)林草植被对土壤水盐运移的反馈作用

林草植物通过蒸腾作用与根系活动,反作用于土壤水盐运移过程。植物蒸腾可降低根区水分含量,减少盐分随水分向上运移的动力,从而抑制地表积盐;根系吸收水分与养分,改变土壤水势分布,影响盐分的迁移方向。此外,林草植被的枯枝落叶层可增强土壤保水能力,减少蒸发导致的盐分累积,形成“ 植被-土壤” 的水盐调控协同系统。

(三)水盐调控与林草生态系统的协同演进

基于水盐调控的滴灌制度优化,可推动盐碱地林草生态系统向正向演替方向发展。通过持续的水盐调控,土壤理化性质逐步改善,为更多植物种类定植创造条件,促进生物多样性提升;林草植被覆盖度增加又进一步强化水盐调控效果,形成“ 滴灌调控-植被生长-土壤改良” 的良性循环。

三、基于水盐调控的滴灌制度优化路径

(一)滴灌参数的动态化设计

根据盐碱地类型与林草植物需求,构建动态化的滴灌参数体系。针对不同土壤质地,确定差异化的单次滴灌量与灌溉周期,确保水分既能淋洗根系层盐分,又不引发深层渗漏;结合林草植物物候期,在苗期采用“ 少量多次” 的滴灌策略,成株期则调整为“ 量大少次” ,以适应植物需水规律变化。

(二)水盐调控与植被配置的协同优化

将水盐调控目标与林草植被配置方案相结合,形成协同优化机制。在滴灌制度设计中,根据不同植物的耐盐能力与需水特性,分区制定调控策略:对耐盐性强的乔木,可适当降低灌溉频次,利用其根系深扎特性改良深层土壤;对耐盐性弱的草本植物,则通过高频滴灌维持根区低盐环境。

四、滴灌制度优化的生态效应评估

(一)土壤环境质量的改善效应

基于水盐调控的滴灌制度优化,可显著改善盐碱地土壤物理、化学与生物性质。通过精准调控土壤水分与盐分,土壤容重降低、孔隙度增加,为植物根系生长提供良好的物理环境;土壤pH 值与电导率逐步趋于中性,养分有效性提升,减少盐分对植物的毒害;土壤微生物数量与活性增加,促进有机质分解与养分循环,增强土壤肥力。

(二)林草植被生长的促进效应

优化后的滴灌制度通过改善水盐环境,显著促进林草植被的生长与发育。植物成活率提高、生物量增加,叶片光合性能增强,根系发育更为健壮,尤其是在苗期和干旱季节,这种促进效应更为明显。不同类型的林草植物对滴灌制度优化的响应存在差异,乔木类植物的树高、胸径增长速率加快,灌木类植物的分枝数与覆盖度提升,草本植物的分蘖数与生物量积累增加,从而提升盐碱地林草绿化的整体成效。

五、滴灌制度优化的保障机制

(一)技术标准与规范的建立

制定基于水盐调控的盐碱地滴灌制度技术标准,明确不同类型盐碱地、不同林草植物的滴灌参数范围与调控要求。标准应包括土壤水盐监测方法、滴灌系统设计规范、制度优化流程等内容,为实际应用提供技术指导。

(二)监测与评估体系的构建

建立盐碱地滴灌制度的动态监测与生态效应评估体系,通过布设土壤水盐、植被生长、生态环境等监测站点,实时采集数据并分析评估。利用大数据分析技术,构建水盐调控-植被生长-生态效应的预测模型,为滴灌制度优化提供决策支持。定期开展生态效应评估,及时发现问题并调整制度设计,确保滴灌制度优化的持续有效性。

结语

基于水盐调控的盐碱地滴灌制度优化,是提升林草绿化成效、推动盐碱地生态修复的重要途径。通过滴灌参数动态化设计、水盐调控与植被配置协同优化、滴灌系统生态化改造等路径,可实现土壤水盐环境精准调控与林草植被健康生长的协同发展。优化后的滴灌制度不仅能改善土壤质量、促进植被生长,还能提升盐碱地生态系统服务功能,为盐碱地可持续利用与生态保护提供技术支撑。未来,需进一步深化水盐调控与林草植物互作机制的研究,完善滴灌制度优化的技术体系与保障机制,推动盐碱地林草绿化向更高效、更可持续的方向发展。

参考文献

[1]王遵亲.中国盐渍土[M].北京:科学出版社,1993.

[2]康绍忠.农业水土工程学[M].北京:中国农业出版社,2011.

[3]赵可夫,李法曾.盐生植物生理[M].北京:科学出版社,2004.

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