作者:周彧 来源: 发布时间:2019-11-12 23:29:55
土壤何以承受盐碱化之重

 
在越南湄公河三角洲南端的金瓯半岛上,沿海村庄附近的水是咸的,稻田里的水稻几乎无法正常生长。
 
“10年前我们搬到这里的时候,可以耕种。www.hubotong.com_【官方首页】-虎博通但现在很难种植任何东西,必须购买淡水,”在此居住多年的Thi Tran忧心忡忡地说道。“土壤和水变得越来越咸。如果不种水稻,我就没有办法养活家人。www.hubotong.com_【官方首页】-虎博通这种水只能用来漱口和做饭。我想我们得离开这里了。”
 
Tran是全球百万农民中的一员,他们都是土壤盐碱化的受害者。www.hubotong.com_【官方首页】-虎博通她居住的地方离海岸很近,由于水稻灌溉渠道排水不畅以及海平面上升,海水漫过防洪堤坝,淹没了她的土地。
 
如今,她和其他金瓯的农民共同面临着一个更深层次的问题:严重的干旱变得越来越普遍,流入三角洲的淡水日益减少。其结果是越来越多的咸水渗入更远的河口和海域的灌溉渠中,破坏了农作物,并污染了饮用水。
 
www.hubotong.com_【官方首页】-虎博通“盐分是一个大问题,”Kanahok社区副主席Cong Khanahoi说,该社区涵盖金瓯的9个村庄的13000人。“人们可以用渠道网络灌溉作物的日子正在成为过去。咸水会逐渐渗入至内陆100公里。”
 
深受其害
 
据亚洲开发银行称,土壤盐碱化不只是对越南构成威胁(越南约有50万英亩土地受到影响)。2018年,生物多样性和生态系统服务政府间科学政策平台(IPBES)对全球土地退化进行了评估,认为土壤盐碱化是降低全球植物生长和生产力的主要因素之一,全球7.4亿英亩的灌溉农田中,已有20%深受其害。
 
土壤,特别是世界干旱地区的土壤,通常是原生盐碱化,但低效的灌溉和排水不畅会导致涝渍,从而提高地下水位,把地下土壤中的盐分带至离地表更近的底土中。当水分蒸发时,盐分就会留在植物的根部,阻止它们吸收水分,阻碍其生长并污染饮用水。
 
IPBES评估报告的作者指出,盐分不仅会使土壤退化,降低农作物产量,破坏生物多样性,而且还会加剧贫困,促使像Tran这样经济上不稳定的人迁往城市。
 
事实上,世界上究竟有多少土地受到盐分的影响很难估测,因为这不仅需要大量的土壤样本,而且还需要各国使用统一的方法来测量盐分。IPBES指出,大约1.9亿英亩中的大部分灌溉土地因盐碱化而永久丧失耕种功能,另外1.5亿英亩则因盐碱化而遭到破坏。报告称,100个国家的近25亿英亩土地受到了一定程度的影响。
 
研究人员指出,用于增加粮食产量的灌溉越多,盐碱地就会变得越多。据美国国际开发署估计,每年约有2500万英亩的土地因盐碱化或水饱和而损失。联合国大学水、环境与健康研究所(UNU-INWEH)的一项研究估计,自上世纪90年代以来,干旱或半干旱地区受盐分影响的土地面积已从1.11亿英亩增至1.53亿英亩。
 
www.hubotong.com_【官方首页】-虎博通“灌溉不可避免地导致土壤和水的盐碱化……在许多国家,灌溉农业引起了诸如内涝、盐碱化、水资源枯竭和污染等环境问题。人们越来越关注灌溉农业的可持续性,”美国农业部的一份报告中如是写道。www.hubotong.com_【官方首页】-虎博通该报告还表明,在全美5600万英亩的灌溉土地中,估计有30%的土地因盐碱化而导致农作物减产。
 
联合国大学水和人类发展计划署助理主任、UNU-INWEH研究所研究报告的主要作者Manzoor Qadir指出,由于作物产量下降,全球每年因盐分引起的灌溉地区土地退化造成的损失达273亿美元。与此同时,这还可能导致食品价格上涨和食物短缺。
 
“盐分对世界构成了真正的威胁。纵观全球,灌溉面积约占全球耕地的20%,其粮食产量约占全球粮食产量的40%。旱作区占全球耕地的80%,其粮食产量却占全球的近60%,”Qadir表示。
 
代价沉重
 
尽管全球受盐碱化影响的数字尚不确定,但研究人员一致认为,受影响最严重的地区包括印度的恒河流域(大约5000万英亩的灌溉土地)、中国的黄河流域(1700万英亩)、在巴基斯坦的印度河流域(800万英亩)以及美国西部的科罗拉多河流域(1300万英亩)。随着海平面上升,孟加拉国、菲律宾、埃及、澳大利亚、伊拉克和土耳其的许多沿海地区越来越容易受到盐分的入侵。
 
在澳大利亚阿德莱德大学农业学院的土壤研究员Pichu Rengasamy看来,盐碱化并不新鲜。他指出,这是造成4000年前美索不达米亚古老文明衰落的原因。
 
“根据我们在澳大利亚的经验,直到最近,农民才意识到土壤盐分对作物产量的限制,” Rengasamy曾在一封电子邮件中如是写道。
 
受灾最严重的地区之一是科罗拉多河流域,它延伸至亚利桑那州、加利福尼亚州、科罗拉多州、内华达州、新墨西哥州、犹他州和怀俄明州。这条河及其支流为3800多万人供水,灌溉了超过7000平方英里的农田。
 
“这条河的含盐度在60年里翻了一番,这主要是由于修建水坝、灌溉和水库蒸发造成的,”加州大学戴维斯分校土壤与生物化学研究生小组的研究生Gabriel LaHue说。
 
毫无疑问,盐碱化让农民和各国付出了沉重的代价。
 
2010年,由澳大利亚和意大利政府资助的一项关于伊拉克农业的研究发现,农民只使用30%的土地进行种植,仅获得预期产量的50%。俄亥俄州立大学的发展经济学家Joyce Chen指出,受盐碱化影响的孟加拉国的家庭年收入比土壤健康的家庭低20%左右。
 
Chen认为,海平面上升导致的土壤盐碱化可能会迫使每年大约20万农民从孟加拉国沿海地区迁移。
 
“随着海平面上升,低洼的沿海地区日益被盐水淹没,逐渐污染了土壤,”她说。“这些盐分可以通过降雨消散,但气候变化也增加了极端天气事件(包括干旱和热浪)的发生频率和严重程度。”其结果是对地下水的需求量更大,导致地下水位进一步枯竭,土壤进一步盐碱化。
 
“孟加拉国并不是唯一受到盐碱化影响而造成移民的国家,但是其他地方的作用机制可能会有所不同。在美国沿海地区,考虑到农业在经济中的作用较小,洪水风险和破坏反而起着更大的作用,因此土壤污染的影响可能较小,”Chen表示。
 
亟待解决
 
其实,土壤盐分可以逆转,但这需要时间,而且成本高昂。解决办法包括提高灌溉渠道的效率,收集并处理含盐排水,建立脱盐工厂以及增加进入含水层的水量。此外,节约用水的地膜也可以用在农作物上。
 
当然,也有高科技的解决方案,那就是开发基因工程作物和其他耐盐作物。不过,这样的解决方案并不是那么简单,总是充满争议,而且其结果是大量可用的品种并不多。
 
在许多发展中国家(如孟加拉国、越南和泰国)的沿海地区,含盐分的水是最常见的,成千上万的小农户已经从种植水稻转向虾类养殖。虽然这有利可图,但在经济和生态上同样可能存在风险,导致更多的盐碱化和森林砍伐。
 
不可忽视的是,虾类养殖的热潮也会引发冲突,为了迫使农民离开他们的土地,稻田常会遭到蓄意淹没。
 
几千年来,灌溉作物对农业一直很重要,但从中得到的教训是,除非人类学会避免经常发生的内涝和盐碱化,否则灾难将会接踵而至。
 
“由于盐碱化,曾经种植水稻的沿海地区的大片可耕地已经变成了虾类养殖场,”孟加拉国Bangabandhu Sheikh Mujibur Rahman农业大学土壤学教授Mizanur Rahman表示。“当季风降雨来得早、雨量大的时候,虾农们就会不断往水中添加额外的盐,以确保虾能更好地生长。多余的盐分进一步增加了土壤的含盐量,使土地无法使用,”他无奈地说。
 
灌溉使粮食生产能够满足世界上大多数快速增长的人口的需求。但是,它对淡水供应的巨大需求正在使粮食供应变得日益紧张。与此同时,不断上升的海平面和气候变化,我们可以预料到的是,水资源短缺将更加频繁、更为严重。
 
毋庸置疑,本世纪最大的挑战将是设法找到减少用水、更好地管理水资源、在不使土壤盐碱化的情况下种植粮食的方法。■
 
《科学新闻》 (科学新闻2019年10月刊 农业生物)
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