一個可以隨時“攜帶”的大吸力吸塵器，吸除土地上的鹽堿——

鹽堿地“吸塵器”能成為生態(tài)治理的爆款嗎

東方白鸛在唐山市曹妃甸濕地覓食。曹妃甸擁有濕地天然的鹽堿地屬性和缺水、高蒸發(fā)的氣候特點，當?shù)赝ㄟ^鹵蟲養(yǎng)殖來實現(xiàn)鹵水濕地保持，而且鹵蟲自身價值高，因此是一舉多得的修復措施。新華社記者 楊世堯攝

漫天沙塵，從碧藍的卓乃湖畔升騰而出，白煙四起。

2011年，位于三江源國家公園核心區(qū)的卓乃湖發(fā)生潰壩，湖底裸露近1/3。

“高鹽堿的湖底沙塵隨風飄散，導致下風向的草場快速枯萎。”中國生物多樣性保護與綠色發(fā)展基金會秘書長周晉峰向記者展示了大量的資料圖片，三江源的沙漠化從衛(wèi)星圖上看都非常清楚。

在中國，約有1億公頃鹽堿化土地，而這個數(shù)字在全球約為10億。鹽堿化與干旱如影隨形，無論源自自然還是人為影響，土地鹽堿化都是生態(tài)環(huán)境的大問題。

假如能發(fā)明一個可以隨時“攜帶”的大吸力吸塵器，把土地上的鹽堿吸除，會不會成為治理鹽堿地的爆款?這個新奇的想法來自不久前召開的鼓勵創(chuàng)新和探索的香山科學會議第684次學術(shù)討論會上。

經(jīng)過對能源布局、海水淡化裝置、地勢地貌等諸多因素的調(diào)研和可行性研究，中國科學院水利部水土保持研究所研究員王飛認為，可以通過多學科、綜合化的全新方式開展鹽堿地的綜合治理。

節(jié)水積鹽與大水洗鹽

誰也沒有預(yù)料到，55年左右的時間，550萬歲的咸海不斷干枯，趨近生命終點。

“每干枯1平方公里咸海，多產(chǎn)生8000噸鹽堿。”王飛說，這可能是全球目前面臨的最嚴重的土地鹽堿化問題，聯(lián)合國正在向全球征集有效應(yīng)對方案。

如此大規(guī)模的土地鹽堿化正在影響一個區(qū)域的經(jīng)濟社會發(fā)展，甚至或?qū)е挛拿鞯乃ヂ洹Ｈ祟愋枰行У氖侄螒?yīng)對這樣的災(zāi)難，然而實情是——去鹽堿化并非易事。

“現(xiàn)有的方法包括物理改良、化學改良、引水洗鹽和生物吸鹽等。”王飛表示，但是通常工程量和投資量都很大，而且單次治理后有時甚至會帶來一些嚴重的生態(tài)后果，目前沒有一種方法能達到令人滿意的效果。

除了自然變化帶來的鹽堿化，農(nóng)業(yè)耕作也在不斷加劇鹽堿化的發(fā)生。

“一些節(jié)水型農(nóng)業(yè)利用滴灌技術(shù)進行耕作，在短期內(nèi)會帶來產(chǎn)量的提升，但5—8年后，土壤積鹽，產(chǎn)量會下降20%—30%。”中國工程院院士、中國農(nóng)業(yè)大學教授康紹忠說。

產(chǎn)量下降，因為節(jié)水滴灌技術(shù)有了“汗衫”的煩惱。

滴灌只打濕了植物根系周邊的地表一層，相較于澆灌，隨水而來的鹽堿很容易在地表凝結(jié)，這就好比夏天的汗衫，出汗后更容易結(jié)出汗堿。

在我國干旱地區(qū)，由于節(jié)水農(nóng)業(yè)的大面積推廣，隨之而來的“去鹽堿化”也成為亟待攻克的難題。

“目前使用最多的是用‘大水洗鹽’的方法應(yīng)對‘節(jié)水積鹽’。” 康紹忠說，大約7000萬畝耕地每年要消耗150億立方米的水，這對于干旱地區(qū)造成了極大的用水壓力。而且，用大水漫灌的“漿洗”法，不僅浪費水，幾年后還需要再次沖洗。

“人們需要一種資源節(jié)約型、治理長效型、資源匹配型、生態(tài)友好型的鹽堿地治理理念和方法。”王飛呼吁。

探索水鹽分離技術(shù)手段

那么，用“吸塵器”的思路應(yīng)對鹽堿化問題，究竟可不可行?

“我們的研究要落地，必然要算經(jīng)濟賬。”王飛說，“吸塵”最先要解決的是能源從哪來?

團隊調(diào)研發(fā)現(xiàn)，全球的光伏、風力分布與鹽堿地的形成有非常好的區(qū)域匹配性。目前，我國西北地區(qū)的太陽能、風能設(shè)施建設(shè)的布局與鹽堿地的布局也有著高度的重疊。

據(jù)統(tǒng)計，2016年，我國西北5省區(qū)棄光、棄風的發(fā)電量分別是70億和262億度。

王飛說，這些當時用不上的、無法并網(wǎng)的電能完全可以充分利用起來，用在鹽堿化治理的能源消耗上。

不僅能源能夠就地取材，濾除鹽堿的關(guān)鍵“元器件”也是成熟的現(xiàn)有技術(shù)。

“海水淡化的設(shè)施設(shè)備目前已經(jīng)非常成熟，可利用它們通過光將含鹽堿的水轉(zhuǎn)變成好水。”王飛說，目前，海水淡化的成本約為1立方米消耗3.2度電，以每年有330多億度棄電來計算，理論上可增加100億立方米好水。

“我們需利用地區(qū)自然資源的稟賦來提供一種有效率、低成本的治理鹽堿地的方法。”王飛說，治理中還包括利用好當?shù)氐纳降氐貏荨５匦蚊可仙?公里，氣溫會下降6攝氏度，西北的鹽堿地地區(qū)往往伴隨著高山，這種地形起伏也會為造水帶來可借助的優(yōu)勢。

在上述幾個條件的基礎(chǔ)上，王飛團隊提出鹽堿地“吸塵器”設(shè)計——集約化水鹽分離技術(shù)。

“利用多余的、不穩(wěn)定的電能以及豐富的太陽能，對鹽分濃度很高的鹽水收集池進行加熱，使水分蒸發(fā)。”王飛給出一個設(shè)計簡圖，他說，蒸發(fā)的濕空氣在依地勢而建的管道中抬升時，濕空氣中的水汽會隨著溫度降低而逐步凝結(jié)得到清潔的水，而收集池中的鹽堿也會逐步析出，從而實現(xiàn)水鹽分離。

“也可以探索在鹽堿化程度嚴重地區(qū)建立鹽堿水淡化裝置，通過結(jié)合鹽水的收集存儲和利用，淡水回灌與利用等手段，實現(xiàn)區(qū)域化的鹽堿地治理。”王飛說，無論哪種方案，或者繼續(xù)開發(fā)新的方案，歸根結(jié)底是使水源充分分離，然后把鹽拿出來，讓它離開寶貴的土壤和水體，先單獨存放等待新的用途。

旱區(qū)的水不管是什么形態(tài)，它都有非常特殊的意義，值得集納跨學科的智慧想盡辦法去實現(xiàn)充分利用。王飛認為，以上每個環(huán)節(jié)都需要土壤學、生物學、農(nóng)業(yè)水管理學等農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)技術(shù)，也需要鹽堿地灌排設(shè)備與技術(shù)、水鹽分離設(shè)施、太陽能集熱系統(tǒng)、太陽能光伏技術(shù)與產(chǎn)品、溫室栽培系統(tǒng)等等先進技術(shù)，而且經(jīng)濟和產(chǎn)業(yè)發(fā)展研究和設(shè)計規(guī)劃也不可或缺，從而促進技術(shù)集成或協(xié)同升級，以提高水鹽分離效率和數(shù)量，提升土地和水資源利用效率，其資源、環(huán)境和生態(tài)風險小，治理效益持續(xù)時間長，有助于維持和提升我國鹽堿地治理的區(qū)域經(jīng)濟功能和生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值。

并非所有鹽堿地都要變良田

有觀點認為，“吸塵器”的模式將使得鹽堿地治理更加靈活。

我國境內(nèi)約1億公頃鹽堿地分布在19個省區(qū)，按照不同的氣候特征、區(qū)域特征可分為8個區(qū)，這些鹽堿地的形成機理、治理對策和資源與經(jīng)濟成本各不相同。

“這意味著鹽堿地治理的手段是多樣化的。”王飛說，更重要的是，良田并不是所有鹽堿地改良的最佳歸宿。

“鹽堿地不是人們印象里的‘不毛之地’，它其實是一個大寶庫。”周晉峰說，例如在鹽堿地中生存的耐鹽耐堿微生物中的基因，已經(jīng)為人類進行基因工程改造提供了豐富的基因源。

以曹妃甸濕地的修復為例，當?shù)貏e具一格養(yǎng)殖鹵蟲。周晉峰解釋，曹妃甸擁有濕地天然的鹽堿地屬性和缺水、高蒸發(fā)的氣候特點，鹵水濕地是它特有的一種濕地類型，鹵蟲養(yǎng)殖是鹵水濕地保持的關(guān)鍵一環(huán)，而且渤海灣鹵蟲自身的高附加值，可以造福當?shù)兀虼耸且慌e多得的修復措施。

可見，對于不同的鹽堿地，有的需要恢復成良田，有的希望用于其他開發(fā)，還有的應(yīng)作為生態(tài)用地，保留特性。不同的治理訴求意味著鹽堿地的有效治理，不會是一個路子“照搬”，一套模式“通行”。

“在過去的治理實踐中，也走過彎路，比如導致當?shù)氐淖匀簧鷳B(tài)系統(tǒng)退化、化學成分施用引起新的生態(tài)脅迫。例如，洗鹽的排水會導致河流、濕地與湖泊的嚴重鹽堿化等等。”王飛說，鹽堿地治理應(yīng)秉持按需治理、因地制宜的原則，在科學評估的基礎(chǔ)上，設(shè)計最適合本地的“吸塵器”。(記者 張佳星)

標簽： 鹽堿地