华北平原的土壤盐碱化问题-教案

华北平原的土壤盐碱化问题- 华北平原的盐碱化问题 巴东一中 刘德科 2012.11.8 教学目标: 1.知识目标 (1)了解盐碱化和次生盐碱化的基本概念、区别、分布和危害; (2)掌握华北平原的盐碱化形成的原因和治理的措施。 2.能力目标 (1)培养学生的读图、用图能力，利用格等资料问题和解决问题的能力; (2)通过分析华北平原的盐碱化问题，形成分析国土整治问题的分析模式，培养学生用联系的观点看问题，发展认识人地关系的思维能力。 3.德育情感目标 (1)通过图片，资料等了解华北平原的盐碱化问题的危害，培养学生的忧患意识。 (2)在学生自学和自主探索知识过程中，鼓励学生相互讨论，相互帮助，培养并加强学生自主探索学习的意识，相互协作解决问题的意识。 教学重点和难点: 1(教学重点:华北平原的自然特征之气候和地形，即盐碱化产生的背景。依据主要是:只有掌握了华北平原的主要自然特征，才能理解和掌握盐碱化形成的原因和治理的措施。 2(教学难点:水盐运动规律和具体的治理措施。依据是:知识较为抽象，学生缺乏这方面的基础知识和适当的生活体验。 教学方法: 老师讲授、学生讨论、辅助 教学内容: 一、盐碱化和次生盐碱化的概念以及产生原因 (一)盐碱化的概念 土壤盐渍化(土壤盐碱化)是指盐分不断向土壤表层聚积形成盐渍土的自然地质过程。盐渍土是在一定的气候、地形、土地、水文、地质等自然条件下形成的。人类活动、历史上的洪涝、干旱灾害，河道变迁，以及土地利用、农业、水利技术措施等，又对土壤盐渍化的发生、发展产生重大影响。 一般将土壤层0.2 m厚度内可溶盐含量大于0.1%的土壤称为盐渍土。土壤盐渍化分盐化与碱化两种类型，故又称为土壤盐碱化。当土壤表层中的中性盐含量超过0.2%时，称为盐化土(盐土);以碳酸盐为主的盐渍土，土中代换性钠含量大，通常称为碱化土(碱土)。 土壤盐渍化主要发生在干旱与半干旱地区。若是排水条件不好或缺乏适当的排水措施，灌溉管理不当，过量引水，灌溉水的渗漏引起地下水位升高和强烈蒸发，就可能招致土壤盐渍化。由于灌溉管理不当(人为原因)而产生的土壤盐渍化，称为次生盐碱化。由于人为影响产生的盐渍土称为次生盐渍土。 (二)盐碱化的产生原因 土壤盐碱化形成的因素很多，包括自然因素和人为因素。自然因素包括气候、地质、地貌、水文及水文地质等。 1 气候因素是形成土壤盐碱化的根本因素，如果没有强烈的蒸发作用，土壤表层就不会强烈积盐。 地貌因素特别是盆地、洼地等低洼地形有利于水、盐的汇集。 地质因素主要反映在土壤母质上。 人为因素表现为人类改造自然和适应自然的各种活动。 盐渍土形成的主要原因是由于气候干旱，土壤排水不畅，地下水位高，矿化度大等重要条件所制约，以及地形、母质、植被等自然条件综合影响的结合所造成的。 1. 气候 由于季风气候影响，我国四季明显导致盐碱地区土壤盐分状况的季节性变化，夏季降雨集中，土壤产生季节性脱盐，而春秋干旱季节，蒸发大于降水，又引起土壤积盐为主。气候干旱、排水不畅和地下水位过高，使盐分积聚土壤表层的数量多于向下淋洗的数量，结果导致盐渍土的形成，这是引起土壤积盐的重要原因。 2. 地下水位浅、矿化度高 盐渍土中的盐分，是通过水分的运动且主要是由地下水运动带来的，因此在干旱地区，地下水位的深浅和地下水的矿化度的大小，直接影响着土壤的盐渍化程度。 地下水位埋藏越浅，地下水越容易通过土壤毛管上升至地表，蒸发散失的水量越多，留给表土的盐分就越多，尤其是当地下水矿化度大时，土壤积盐更为严重。 在干旱季节，不致于引起表层土壤积盐的最浅地下水埋藏深度，称为地下水临界深度。临界深度一般3m左右，但并非一个常数，是因具体条件不同而异的，其影响因素主要有气候、土壤、地下水矿化度和人为措施，一般地说，气候越干旱，蒸发量和降水量的比率、地下水矿化度越高，临界深度就越大。土壤对临界深度的影响，主要取决于土壤的毛管性能、毛管水的上升高度及速度。凡毛管水上升高度大，上升速度快的土壤，一般都易于盐化。土壤结构状况也影响着水盐运行，土壤的团粒结构，特别是表层土壤具有良好的团粒结构时，能有效地阻碍水盐上升至地表，临界深度可以较小。 地下水位埋深与地表积盐关系密切。地下水位埋深大于临界深度时，地下水位低，地下水沿毛管上升不到地表，不积盐，土壤无盐碱化。地下水位高，地下水沿毛管上升至表土层，表层开始积盐。地下水位很高(小于临界深度)，地下水沿毛管大量上升至地表，表层强烈积盐。 3. 地形 地形起伏影响地面和地下径流，土壤中的盐分也随之发生分移，例如在华北平原、山麓平原坡度较陡，自然排水通畅，土壤不发生盐碱化。冲积平原的缓岗，地形较高，一般没有盐碱化威胁;冲积平原的微斜平地，排水不畅，土壤容易发生盐碱化，但一般程度较轻;而洼地及其边缘的坡地或微倾斜平地，则分布较多盐渍土。在滨海平原，排水条件更差，又受海潮影响，盐分大量聚积程度更重。总之，盐分随地面、地下径流由高处向低处汇集，积盐状况也由高处到低处逐渐加重，从小地形看，在低平地区的局部高起处，由于蒸发快，盐分可由低处移到高处，积盐较重。地形还影响盐分的分移，由于各种盐分的溶解度不同，溶解度大的盐分可被径流携带较远，而溶解度小的则携带较近，所以，由山麓平原、冲积平原到滨海平原，土壤和地下水的盐分一般是由重碳酸盐、硫酸盐逐渐过渡至氯化物。 4. 母质 母质对盐渍土形成上的影响，一是母质本身含盐，含盐的母质有的是在某个地质历史时期聚积下来的盐分，形成古盐土、含盐地层、盐岩或盐层，在极端干旱的条件下盐分得以残留下来成为目前的残积盐土;二是含盐母质为滨海或盐湖的新沉积物，由于其出露成为陆地，而使 2 土壤含盐。 5. 生物 有些盐碱地植物的耐盐力很强，能在土壤溶液渗透压很高的土地上生长，这些植物根系深长，能从深层土壤或地下水吸取大量的水溶性盐类，植物内积聚的盐分可达植物干重的20~30%，甚至高达40-50%，植物死亡后就把盐分留在土层中，致使土壤盐渍化加强;此外，还有新疆盐渍土上生长的红柳和胡杨木类的植物能够把进入到枯株体内的盐分分泌出来，增加了土壤中的盐分。 由上述原生盐渍土形成机理可以看出，除气候条件外，决定土壤积盐大于脱盐的水盐运动条件是土壤盐渍化得以发生的关键。 二、次生盐碱化的产生原因 在干旱、半干旱地区，若水资源开发利用创造了与原生盐渍土形成的相同条件时，就会出现土壤次生盐渍化。某些地区利用咸水进行灌溉，也可造成土壤盐渍化。 土壤次生盐渍化属于现代积盐过程，它的形成有几个必要条件:(1)地下水水位过高，高过临界深度以上;(2)地下水中含有较多的可溶性盐类;(3)土壤性质不良(首先是土壤缺乏结构)，(4)气候干旱、土壤蒸发强度大等。 由此可知土壤次生盐碱化与地下水有着密切的关系。由于地下水位高过临界深度，毛管水的向上运动和土壤的强烈蒸发，使土壤水中的盐分逐渐在土壤表层积累。地下水离地面愈近，则毛管水向上流动的速率愈大，经由土壤的水分通量愈大，大气蒸发力愈强，聚集在土壤表层的盐类也愈多。土壤水中盐分的来源，是由地下水带来或是由于下层土壤所含盐类溶解的结果。 三、盐碱化的分布 盐碱化主要发生在干旱、半干旱、半湿润气候区及受海水侵灌的海滨低地区域。中国盐渍土地总面积14.87亿亩，其中现代盐渍土壤5.54亿亩，潜在盐渍化土壤2.60亿亩;中国受盐碱化危害的耕地达1.4亿亩。它们主要分布在新疆、河西走廊、柴达木盆地、河套平原、银川平原、黄淮海平原、东北平原西部，以及滨海地区。其中西北内陆地区盐碱化耕地面积占总耕地总面积的15%。(我国盐碱化土地主要分布在华北平原，东北平原，西北内陆地区及滨海地区) 在中国的盐碱耕地中，大约73%属轻度盐碱化，对农业生产影响不严重，其余27%为中强度盐碱化，对农业生产影响较大。 四、盐碱化的影响 土壤盐碱化不仅对农作物生长发育产生危害，而且使土壤物理性恶化，地下水矿化度提高，水变苦，地下水源不能充分利用。同时使大片土地荒芜，农耕地减少，土壤中水、肥等因素互不协调，影响农作物产量。 影响主要有:土壤板结与肥力下降;不利于农作物吸收养分，阻碍作物生长。 五、盐碱化的防治措施 盐渍土防治与改良的主要措施，归纳起来大致是四个方面: 1. 水利改良措施:主要包括排水、灌溉洗盐、引洪放淤，其中排水是一项带根本性的措施，应结合各地不同自然条件和地形部位的特点，建立起切实可行的排灌系统，有利于灌溉使土壤中盐分溶解于水中，通过在土壤中渗透，自上而下地把表土层中的可溶性盐碱洗出去，然后由排水沟排除。所谓放淤是把含有泥沙的水通过渠系引入事先筑好的畦埂和进、退水口建筑物的地块，用减缓水流的办法使泥沙沉降下来，淤地造田，由于增加新的淡土层，使地下水位相对降低，抑制土壤返盐，且含丰富的养分，有别于作物的生育。 2. 农业技术改良措施:主要包括种植水稻、平整土地、耕作培土、施有机肥等。有人说 3 “叫地生放，无沟种稻”，因为种稻的田间要经常保持水层，这样就能使土壤中的盐分不断遭到淋洗，随着种稻年限的延长，土壤脱盐程度不断增加，据黄淮各地经验，即使含盐量达0.6~1.0%的盐碱土，种植水稻二年以后，1m土层中的盐分即可降低到0.1~0.3%。同时结合平整土地，合理耕作，增施有机肥料等措施，可以加速土壤淋盐，防止表土返盐。 3. 生物改良措施:主要是植树造林、种植牧草、绿肥等，植树造林对改良盐土有良好的作用，林带可以改善农田小气候，减低风速，增加空气温度，从而减少地表蒸发，抑制返盐。林木根系不断自土壤深层吸收水分复消耗于叶面的蒸腾作用，据测定，5~6年生的柳树，每年每亩的蒸腾量可达1360m3，此林带就象竖排水作用的抽水井那样进行生物排水，可以显著降低地下水位。 绿肥牧草种植，具有培肥改土的作用，尤其是它们都有茂密的茎叶覆盖地面，可减弱地面水分蒸发，抑制土壤返盐。据新疆地区测定，种植紫花苜蓿三年，地下水位下降0.9m，土壤脱盐率也大大提高。 4. 化学改良措施:采取施用石膏及其它化学改良物可收到较好效果。如碱化土壤或碱土中含有大量苏打及代换性钠，致使土壤分散，呈强碱性，引起土壤物理性状不良，改良这类土壤除了消除多余的盐分外，主要应降低和消除土壤胶体过多的代换性钠和强碱性，在国外多有施用大量的石膏、硫酸亚铁(黑矾)、硫酸、硫磺等，可收到降低土壤碱性，协调和改善土壤理化性状的作用;在我国盐碱土地区也曾以石膏为主的改良剂进行了试验，石膏在土攘中的化学反应如下: Na2CO3+CaSO4 ? CaCO3?+Na2SO4 2NaHCO3+CaSO4 ? Ca(HCO3)2+Na2SO4 土壤Na+ CaSO4 ?土壤Ca+ Na2SO4 由上面反应可以看出土壤中游离Na2CO3和NaHCO3与石膏作用产生了CaCO3沉淀、Ca(HCO3)2和中性盐Na2SO4;土壤的吸附性2Na+被Ca2+取代也形成了Na2SO4。而Na2SO4又易于淋洗，从而消除了游离碱和代换性钠，降低了碱度，改善了物理性质。据河南、江苏等省在碱地上，吉林省在苏打盐土上试验，对稻、棉、大豆、玉米等作物均有不同的增产。 由于每一措施都有一定的适用范围和条件，因此必须因地制宜，综合治理。 六、实例展示 "聚宝盆":河北沧州发展盐碱地渔业》 《"苦水洼"变 河北省沧州市通过挖池抬田，降低水位，抬田种植，池塘养鱼，走以渔农结合综合治理盐碱地的路子，就可以使种植业无法耕作的低洼盐碱地得到较有效的利用，从根本上解决盐碱水的出路问题。实践表明，目前建立的“上粮下鱼”、“上草下虾”等以渔为主的多元化盐碱地立体种植养殖高效利用模式，把渔业利用与农业土壤降盐碱、种植业有机结合起来，不仅提高了水、土、光、生物等自然资源的利用效率，缓解土地次生盐碱化程度，而且扩大了耕地面积，在稳定和加强粮食生产的同时，最大限度地优化资源配置，形成了新的生产力。 七、土壤次生盐碱化的分析模式(小结) (一)基本概念 (二)形成原因 (三)时空分布 (四)危害 (五)治理措施 4 八、演练场 读部分国家灌溉土地盐碱化情况表，回答下列问题。 国家 印中巴基美乌兹别伊朗 土库曼埃 度 国 斯坦 国 克斯坦 斯坦 及 受盐害的灌溉面积(百万平7.0 6.7 4.2 4.2 2.4 1.7 1.0 0.9 方千米) 占总灌溉面积比例(%) 17 15 26 23 60 30 80 33 (1)表中盐碱化土地所占比重最大的两个国家灌溉水源是________，简要分析这两个国家土地盐碱化比重大的主要原因。 (2)分析表中数据，中国与美国相比灌溉总面积大的是________，从气候角度出发简要分析其原因。 (3)我国黄淮海平原与江淮地区相比，土地盐碱化出现的季节差异是:黄淮海平原盐碱化最严重的季节是_______，江淮地区则出现在____月，为什么, 【解析】本题主要考查土壤盐碱化的原因。不同地区，因为受自然条件的影响，土壤盐碱化的程度出现的时间有所不同，结合地区自然特征和土壤盐碱化的成因，具体分析不同地区土壤盐碱化的特征以及对策。 答案:(1)冰雪融水 地处内陆，降水少、蒸发旺盛;灌溉技术落后 (2)中国 中国西部非季风区降水少，东部季风区降水季节差异大，东西部都需要灌溉;美国东部降水较均匀，灌溉面积较少。 (3)春(秋)季 7、8月 黄淮海平原春季降水少，气温回升，风大，蒸发旺盛;江淮地区7、8月伏旱，炎热干燥，蒸发旺盛。 九、课后思考 华北平原乃至北方地区还有哪些类似于盐碱化的问题对农业有突出影响,请试用我们总结的分析模式加以分析。 5