天津海泥吹填土改良与柽柳繁育技术研究

【摘要】：随着天津滨海新区的开发、开放及城市化进程,建设用地短缺,吹填造地的紧迫性尤为突出。作为滨海城市扩大港区建设的重要土地资源,吹填土因其结构不良、质地粘重、含盐量高、通透性差而被国内外专家称为―绿色禁区‖。为了解决吹填土绿化这一世界性的技术难题,本文依据吹填土水盐运移规律、工农业废弃物改良效果等多项实验研究成果,采用物理—化学—生物综合改良技术,进一步系统测定了天津临港工业区海泥吹填土的理化属性,通过改良海泥吹填土中添加物料种类、掺拌配比及其施工工艺,开展天津海泥吹填土综合改良技术研究—大型土柱模拟试验。并通过柽柳室内繁育试验,确立吹填土原土改良快速绿化的理论和技术体系,探索出一套适合滨海海泥吹填土区域直接绿化的柽柳植被构建及生态修复新工艺、新技术,尽快达到在重盐碱光板地上形成柽柳林绿色景观的目的。主要研究成果如下:(1)天津海泥吹填土土壤粘重,砂粒含量较少,仅占总质量的15.27%;粉粒含量最多,占总质量的70.15%;黏粒含量最少,占总质量的14.58%,属于不良级配土,其质地类型为粉质粘土。该地区吹填土结构紧实,容重在1.21-1.63g/cm3之间,平均值为1.42g/cm3;土壤孔隙度在40.17-51.05%之间,平均为47.01%;吹填土渗透系数在7.4×10-5-1.4×10-4cm/s,平均为5.6×10-5cm/s,低于普通农田1-2个数量级,渗透性能弱,通气透水性能差。(2)天津海泥吹填土含盐量很高,平均值为18.38g/kg,并呈现出表层含盐量最高、底层含盐量低的规律,这可能是水分蒸发、土壤返盐到地表所致。该地区吹填土p H值较高,最小值为8.23,最大值为8.68,属于碱性土壤。有机质含量低,平均值为14.76g/kg,较贫瘠,且同样呈现出表层土有机质含量最高、底层土有机质含量最低的规律。(3)该地区重金属污染源主要以As、Hg、Cd为主,且单因子污染指数由大到小为:CdHgAs,可以看出重金属污染以Cd为主,其中Cd含量远远高于标准值4倍以上。(4)混合添加脱硫石膏、稻糠和砂土能够显著提高吹填土的透水性能和脱盐效率;其中以处理2(20%砂土+20%稻糠+1%脱硫石膏)效果最佳,仅用6.5h就到达土柱底端,入渗速率为7.69cm/h,是对照组的24.7倍。对照组内湿润锋运移缓慢,其中上面25cm的渗透速率远大于下面25cm,约为6.95倍。(5)对各处理的淋溶液电导率和全盐量进行分析,淋洗终点由快速脱盐、慢速脱盐和基本稳定三个阶段组成,且第一阶段已洗脱大量盐分。不同处理条件下吹填土淋溶液p H值均由偏酸性逐渐上升至弱碱性,但最终都稳定在8.0以下。(6)土柱淋盐试验结束后,各处理土壤盐分的淋洗效率在88%以上,其中Na+和Cl-含量大幅度降低,淋洗效率分别达88.0%和95.0%以上;各处理淋洗后土壤p H值均在7.18-7.33之间,说明添加脱硫石膏能缓解或抵消碱化过程;(7)处理2淋洗效果最佳,到达淋洗终点用时30.0h,总用水量高达7055m L,土水比为1:1.59,脱盐效率最高。在掺拌改良后的土壤上开展黑麦草盆栽试验,生长状况良好,表明改良后的海泥吹填土生态条件有所改善。(8)先后采用带土移栽、人工播种、水培、扦插(局部改土)等方法对柽柳进行室内繁育,发现人工播种方式成活率不高,不适用于营造大规模的柽柳林;带土移栽方法对移栽过程及后期管理要求比较严格,在大田中比较受限;柽柳扦插方法简便易行,局部改土扦插柽柳成活率达到70.0%以上,经济可行。