免除荒漠危機：土地鹽堿化生態(tài)修復設計 | 2021獲獎作品

獲獎作品信息

作品題目：鹽堿改良，免除荒漠危機：甘肅省酒泉市鴛鴦池土地鹽堿化生態(tài)修復設計策略

參賽作者：劉霜婷 鄢夢玲 李浩南 白堯 何蒙蒙 王蒙蒙

指導教師：王偉 張濤 王蘭寶

畢業(yè)院校：西安建筑科技大學

該方案技術分析到位，措施可行，有較高的可實施性。

——2021LA先鋒獎評審人評語 / 李建偉，北京東方易地 首席設計師

? 劉霜婷 鄢夢玲 李浩南 白堯 何蒙蒙 王蒙蒙

? 劉霜婷 鄢夢玲 李浩南 白堯 何蒙蒙 王蒙蒙

項目簡介

地球上差不多四分之一位于旱地的農(nóng)田，因為鹽分導致產(chǎn)量低下，解決土地鹽堿化問題，勢在必行。我們通過充分的前期分析后，將策略分為三大階段。第一階段人為調控：采用井灌井排、淡水淋溶，臺田模式、暗管收集、水產(chǎn)養(yǎng)殖、立體種植等手段，形成特色漁產(chǎn)業(yè)和種植產(chǎn)業(yè)，打造自然供給小循環(huán)；第二階段，經(jīng)濟增長穩(wěn)定后，部分盈利用于環(huán)境的生態(tài)恢復：在雨季來臨前，采用秸稈還田、蓄水池和墻體隔離措施為土地積蓄幾乎不含礦物質的雨水，雨季過后，針對不同鹽堿化程度的土地種植不同耐鹽堿性的原生植物，在鹽堿程度較高的土地，采用客土置換、覆蓋環(huán)保植被毯的方法，輔助植物生長，人工投入腐生生物，逐漸形成健康的自然生態(tài)系統(tǒng)；第三階段，在經(jīng)濟發(fā)展與自然環(huán)境恢復都得以實現(xiàn)的基礎上，建立鹽堿地恢復示范基地與旅游區(qū)，進一步促進酒泉的正向大循環(huán)。 

全世界鹽漬土總面積約為9.5*108hm2，占地球陸地面積的7.62%，其中，我國鹽漬土面積為1.0*108hm2，約占世界鹽漬化土地的十分之一。我國鹽漬土面積占全國可利用土地面積的4.88%。國內鹽堿化主要分布于秦嶺以北，受內陸性氣候影響，西北部鹽堿化趨勢以及覆蓋面積大于東北地區(qū)，整體鹽堿化呈現(xiàn)擴散趨勢。其中新疆和青海及甘肅部分地區(qū)鹽堿化程度已經(jīng)嚴重影響當?shù)刂脖患稗r(nóng)作物生長，成為名副其實的“西北荒漠”。

詳細說明：

▼中國現(xiàn)有鹽堿地占耕地面積比例示意圖? 劉霜婷 鄢夢玲 李浩南 白堯 何蒙蒙 王蒙蒙

甘肅酒泉早在漢武帝時期，因城下有泉，清冽似酒而得名，它位于甘肅省西北部，河西走廊西端的阿爾金山、祁連山與馬鬃山之間，是甘肅省面積最大的城市。

▼區(qū)位分析圖? 劉霜婷 鄢夢玲 李浩南 白堯 何蒙蒙 王蒙蒙

通過查閱相關文獻，比對30年內鹽堿土的農(nóng)耕種植面積以及農(nóng)業(yè)產(chǎn)量，發(fā)現(xiàn)鹽堿化對植物生長影響規(guī)律。土壤鹽堿化程度直接影響植物的發(fā)芽率、死亡率，土壤發(fā)生鹽堿化的過程中會帶動一些礦物質例如鈉、鎂在地層中的活動軌跡，導致土壤金屬含量超標，且通過對土壤深度與導電率和pH酸堿度的數(shù)據(jù)分析得出，鹽堿化讓大部分鹽分存留于表層土壤中。

▼鹽堿化相關數(shù)據(jù)分析? 劉霜婷 鄢夢玲 李浩南 白堯 何蒙蒙 王蒙蒙

干旱的氣候條件和生態(tài)環(huán)境的復雜性造就了甘肅鹽堿化類型的多樣性，而酒泉市也有造成其鹽堿化的特殊原因。祁連山雪融之水裹挾著土壤巖石中的可溶性鹽，流入到平原上，水體下滲，地下水位升高，將地下礦石中的可溶性鹽帶到土壤表面，當溫度升高后，土壤表面水體蒸發(fā)掉，鹽分則被留在土壤表層。地下水位埋深與土壤表層鹽分成反比，與礦化度成正比，埋深越淺，越容易將地下礦物質通過土壤孔隙帶到地表。因此在后期設計策略中我們想方設法降低地下水位，減少地下可溶性礦物質隨地下水進行垂直運動。

▼酒泉鹽堿化成因分析圖? 劉霜婷 鄢夢玲 李浩南 白堯 何蒙蒙 王蒙蒙

2014-2021年的衛(wèi)星圖顯示，綠地面積有所減小，而土壤荒漠化的風險在增加；在雨季，會有大量雨水裹挾著鹽分進入湖中，造成水體污染。到十月底，鴛鴦湖水逐漸澄清,從衛(wèi)星地圖上可以觀測到，湖面從2014年到2020年水位有逐漸變深的趨勢，部分節(jié)點已被淹沒，從另一個角度分析，則可以將上升的雨量利用起來。

▼場地現(xiàn)狀分析? 劉霜婷 鄢夢玲 李浩南 白堯 何蒙蒙 王蒙蒙

我們發(fā)現(xiàn)，降雨、地下水位、風速等自然因素都對酒泉市的土壤鹽堿化有著極大的影響，僅靠自然的力量或僅依賴人工科技，并不能高效的改良鹽堿化土壤，我們可以與大自然攜手，采用自然恢復與人工改造相結合的方法。

▼設計思路? 劉霜婷 鄢夢玲 李浩南 白堯 何蒙蒙 王蒙蒙

我們期望通過對鴛鴦湖及周邊區(qū)域的修復與保護，改善土壤鹽堿化帶來的問題，構建農(nóng)業(yè)景觀，帶動城市郊區(qū)生態(tài)環(huán)境，改善城市小氣候。將水源上游作為重點保護區(qū)，為原生動植物提供可能性，中部保留現(xiàn)有環(huán)境，作為過渡區(qū)，下游地勢平坦，水系縱橫，發(fā)展農(nóng)耕、旅游，為周邊城市服務。

▼設計愿景示意圖? 劉霜婷 鄢夢玲 李浩南 白堯 何蒙蒙 王蒙蒙

不合理的人類活動也會影響到脆弱的生態(tài)環(huán)境，因此在修復前期需要做好規(guī)劃，既要加強自然恢復，又要調控人類活動，期望既能保護生境，也能滿足景觀需求，實現(xiàn)人與自然的和諧共處。項目對鴛鴦湖及其周邊區(qū)域作出了整體規(guī)劃，針對不同程度的鹽堿化土地提出相應設計策略。

▼整體規(guī)劃圖? 劉霜婷 鄢夢玲 李浩南 白堯 何蒙蒙 王蒙蒙

在輕度鹽堿化區(qū)域，可加入耐鹽堿花田斑塊，加強喬灌草的結合強化鹽堿化消除的效應。在中度鹽堿化地區(qū)可適當使用外摻劑來中和土壤的鹽堿化，但此方法不宜長期進行。在重度鹽堿化區(qū)域，可加入耐鹽堿花田斑塊，加強喬灌草的結合強化鹽堿化消除的效應。在重度鹽堿化區(qū)域，需要挖除受污染的表層土壤，并進行換填，壓實處理，播撒草種，采用網(wǎng)格固定的方式，層層凈化土壤，進行覆蓋環(huán)保植被毯，防止雨水徑流造成土壤損失，并且加深鹽漬化，加入固土設施，在其上可以種植小麥等農(nóng)作物，進行廢地再生。

在溝壑地區(qū)，可以將鹽漬化處理作為觀賞的場所，高差較大處設置棧道，讓人們可以很直觀地看到鹽堿化處理的效果，達到可治，可賞，可學的復合功能。場地中可將農(nóng)作物采收后的草垛收集，做出大地景觀，同時農(nóng)作物秸稈在老化后可以漚肥，并且產(chǎn)生酸性物質來中和土壤的鹽堿性。

▼不同程度的鹽堿化土壤改良思路? 劉霜婷 鄢夢玲 李浩南 白堯 何蒙蒙 王蒙蒙

動植物修復策略：

栽植本土植物及耐鹽堿植物，增加植物成活率，少量植物開始生長。植物根系吸收水分，地下水位降低，土壤含鹽量隨之降低，隨著含鹽量的降低，植物種類逐漸增加，植物根系能夠有效改善土壤理化性質，開始種植防風林帶，減少水分蒸發(fā)，增加土壤含水量以及保水性，生態(tài)環(huán)境逐步恢復，形成完整的植物群落，喬灌草搭配生長，生物多樣性隨之增加，景觀效果同時也得到極大的提升。

▼動植物修復策略圖? 劉霜婷 鄢夢玲 李浩南 白堯 何蒙蒙 王蒙蒙

人工種植養(yǎng)殖策略：

通過豎井排水工程，降低土壤鹽分含量，減輕植物鹽害，相關研究表明，豎井排水對距離其60m處的降鹽效果最佳，由于地下水含鹽量高，而雨水的含鹽量幾乎為零，除了降低地下水，還需要設計儲蓄池在雨季蓄水；采用臺田模式，降雨或灌溉時水體將鹽分沖刷到低洼的水池中，在鹽分較少的臺地種植農(nóng)作物，低處的水池則用來養(yǎng)殖耐鹽堿的魚類，將鹽堿變廢為寶；采用暗管排水與明溝排水相結合的方式，在表層以下土質為沙壤土、地下水位高、水質差的區(qū)域選用暗管排水，其他情況可采用明溝排水；由暗管及明溝排出的鹽堿水收集至養(yǎng)殖場，根據(jù)不同魚類的耐鹽堿程度開展養(yǎng)殖工作，主要適于鹽堿水養(yǎng)殖的魚類有南美白對蝦（千分之零點五－千分之三十）、金鱒魚、虹鱒魚、鱘魚、大鱗鲃及瓦氏雅羅魚等，由于部分品種為冷水魚，魚塘需要采用活水，并搭建大棚，保證常年流水溫度在25℃左右；經(jīng)過養(yǎng)殖稀釋后的低濃度鹽堿水在經(jīng)過沉淀、淡水稀釋等系列處理后用以澆灌耐鹽堿的植物，澆灌的方式為滴灌，避免抬高地下水位；土壤鹽堿化的原因是含鹽堿含量高的雪水與地下水侵害了土地，切斷土壤與鹽堿水的聯(lián)系，也就阻隔了鹽堿化的傳播，立體種植便解決了這一難題。

▼人工種植養(yǎng)殖策略圖? 劉霜婷 鄢夢玲 李浩南 白堯 何蒙蒙 王蒙蒙

通過以上自然與人工結合的恢復策略，帶動地區(qū)生態(tài)與經(jīng)濟穩(wěn)定發(fā)展，此時便可考慮將旅游觀光產(chǎn)業(yè)融引入進來。

▼剖面效果圖? 劉霜婷 鄢夢玲 李浩南 白堯 何蒙蒙 王蒙蒙

將酒泉壯美的風景納入到畫卷中，在湖面上架設觀景廊道，不干擾動物的生活。在湖邊設計濱水漫步道，供附近居民和外來游客晨跑觀景。

▼效果圖? 劉霜婷 鄢夢玲 李浩南 白堯 何蒙蒙 王蒙蒙

本項目是規(guī)劃設計與景觀相融合的一次嘗試，團隊在前期查閱了大量的文獻資料與實踐案例，設計策略具有一定的可實施性，土壤鹽堿化并非一日形成的，與當?shù)刈匀画h(huán)境及人為活動密切相關，我們能做的就是與大自然握手言和，不斷摸索掌握它的規(guī)律，用設計去化解矛盾。

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