盐渍化
盐渍化和相关的排水问题通常与灌溉农业有关,特别是在干旱和半干旱地区。在旱地农业在潮湿地区,作物根区的大部分水来自于低盐度的降雨。进入系统的少量盐被相对大量的多余水(超过作物蒸散和自然蒸发的水)冲刷过根区。相比之下,用于灌溉作物的水来自地表径流,地表径流在流经土地并进入地表水或地下含水层时,会吸收盐分或通过蒸发而变得更加浓缩。如果所有的灌溉水都被作物吸收了(即没有多余的水),其中所含的盐分就会在根区积累,直到盐度达到抑制作物生长的水平。通常情况下,如果浇水过多,盐就会通过根区进入更深的土层,或者在土壤高度不透水的情况下,横向进入排水沟。如果地下水位超过几米,深层土壤中的盐分就会被向下输送,直到到达地下水。在许多情况下,地下水携带的盐后来进入地表水,可作为下游用户的灌溉来源。如果地下水位在离地面几米的范围内,在生长季节,根区以下土壤水分中的盐分可能在休耕季节通过蒸发(毛细上升)向上吸入根区。这些盐分必须在下一个生长季节从根区滤出,否则盐分最终会积累到有害的水平。
由于用微含盐水灌溉,就其本质而言,要求施用的水量必须超过作物的蒸散量,因此从作物系统中除去多余的水(排水)是很重要的。否则,它可能会提高地下水水位,增加根区盐的积累。地下水水位上升和盐碱化的问题在美国西部、亚洲和我们在澳大利亚的案例研究地区的灌溉区普遍存在。虽然是可以安装的排水系统这些系统收集和分流了大量用于浸盐的多余水,建造和维护成本昂贵。此外,它们只是将盐堆积的问题转移到另一个位置(或用户)。由于排水比施水含盐量高,因此不太适合用于灌溉。如果排水含盐量过高,这水必须作为废物处理。
Ghassemi等人详细记录了与灌溉相关的盐渍化问题的范围和程度。位于澳大利亚东南部的墨累-达令河流域就是一个翔实的例子。这片半干旱的盆地覆盖了澳大利亚约七分之一的土地,拥有澳大利亚大陆上一些最多产的土地农业用地.它的特点是非常低的径流(只有降水的1%)和高的蒸散。盐渍化问题在整个流域都很重要,但在Murrumbidgee河下游流域尤其受到关注,该流域面积4万公顷,主要种植灌溉水稻、酿酒葡萄、柑橘和旱地牧场。据估计,下穆伦比吉约25%的农田轻微盐碱化,而高达15%的农田严重盐碱化。此外,受影响的土地数量每年都在增加。
在较低的流域年平均降雨量约为400毫米/年,太少了,无法支持大多数粮食的旱地种植。在这个地区,用于种植农作物的灌溉用水大部分都是从Murrum- bidgee河转来的,这条河发源于东部较潮湿的高地地区。在Murrum- bidgee流域,与灌溉有关的盐碱化问题由于天然的高盐度而加剧浅层地下水这是一种在距离地表不到两米的范围内,覆盖了大片农田,并逐渐增加流入河流的盐分。这些流入是低地农业排水和高地旱地盐碱化(由森林砍伐引起)的结果。
在Murrumbidgee流域,人工排水系统通常安装在种植葡萄和柑橘等高价值作物的田地里。这些系统排出的污水流入流域的下游用户,然后流入穆拉姆-比吉河或蒸发池。水稻通常种植在低渗透土壤上,这使得稻田在整个生长季节都能被水淹没。大部分进入稻田的盐最终会在生长季节结束时被排干。然而,地下水的补给足以在穆伦比吉的水稻种植区下方形成广泛的地下水丘。由于毛细上升,当地地下水位上升加剧了盐碱化,特别是在邻近的非水稻种植区。在这些地区种植的作物(尤其是葡萄)通常比种植水稻成本更高,但用水量更少,利润更高。由于在休耕季节,更多的盐在根区积聚,种植前必须用更多的水冲洗土壤。这对有限的灌溉用水供应造成了进一步的压力。
地下水位上升和相关的盐碱化问题促使种植者、政府机构和其他对下穆伦比吉流域感兴趣的团体制定计划,以确保该地区的农业可以长期持续下去。目前的计划规定,水稻只能在批准的土地上轮作种植(渗透率低),最高不得超过农田总面积的30%。然而,也不清楚:
1.这些限制措施将确保该地区农业的可持续发展;或
2.这是实现可持续性的最经济有效的方式,特别是在考虑到下游用户和生态系统的外部成本时。
作者目前正在进行的一项研究正在更详细地研究这两个问题。
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