土壤改良剂在沙漠治理中的应用进展

　ＪｏｕｒｎａｌｏｆＬｕｄｏｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ(ＮａｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅＥｄｉｔｉｏｎ)２０１９ꎬ３５(１):５１—５８　

土壤改良剂在沙漠治理中的应用进展

赵　英１ꎬ２ꎬ喜银巧２ꎬ董正武２ꎬ李生宇２

(１.鲁东大学　资源与环境工程学院ꎬ山东烟台２６４０３９ꎻ２.中国科学院　新疆生态与地理研究所ꎬ乌鲁木齐８３００１１)

摘要:随着“一带一路”战略的推进与科学技术的不断完善ꎬ沙漠治理技术趋向于探寻更加经济、高效与可持续的方法.土壤改良剂作为一种有效的手段已广泛应用于沙漠环境治理尤其是沙质土壤质量的提升.沙质土壤施用土壤改良剂可有效改善其理化性质ꎬ使之更有利于植物的生长发育ꎻ可提高植物固沙效率、降低投入成本.本文通过对比分析不同治沙技术ꎬ综述了沙漠治理中沙质土壤的改良方法ꎬ重点阐述了土壤改良剂在沙质土壤改良中的作用机理、有效性及其在沙漠治理中的应用状况ꎬ并对其未来应用前景进行了展望.关键词:沙漠治理ꎻ土壤改良剂ꎻ沙质土壤ꎻ土壤特性

中图分类号:Ｓ１５６.９９　　文献标志码:Ａ　　文章编号:１６７３￣８０２０(２０１９)０１￣００５１￣０８

　　全球沙漠主要分布于极端干旱、干旱、半干旱对区域气候的影响不容忽视[１—２].中国是世界上干旱区和半干旱区分布面积最大的国家之一ꎬ其中沙漠面积约占全国陆地总面积的１３％ꎬ主要集８０％[３—４].截至２０１４年ꎬ我国荒漠化土地面积２６１􀆰１６万ｋｍ２ꎬ沙化土地面积１７２􀆰１２万ｋｍ２ꎬ分别占国土总面积的２７􀆰２０％和１７􀆰９３％[５—６].沙漠化防治及生态环境保护是干旱半干旱区面临的主要环境问题.

　　我国沙漠化防治工作于２０世纪５０年代末初步开展考察与改造利用研究.竺可桢在指导工作时就经常论及沙漠化方面的问题[７—９]ꎬ指出“由于人为的原因ꎬ把不应该成为沙漠的地方破坏成为了沙漠”ꎬ“在陕西和内蒙古伊克盟的毛乌素５３万ｈｍ２多沙荒大都是这样造成的”ꎬ即所谓的“人造沙漠”.他提出了两种治理流沙的措施ꎬ要求从风沙运动、水分平衡、固沙植物的生理生态特征等方面去综合研究植物固沙.１９７７年联合国沙漠化大会正式提出以“沙漠化”为对象开始多学科综合研究与防治实践工作.我国沙漠科技工作者在沙区自然条件与资源、风沙运动规律、农田草场防风治沙、沙区水土资源合理开发利用等方面开展

　　收稿日期:２０１８￣１２￣１７ꎻ修回日期:２０１９￣０１￣０４＠ｇｍａｉｌ.ｃｏｍ

了大量的研究和实践推广工作ꎬ为北方地区大规模开展沙漠化研究奠定了坚实的基础.然而ꎬ随着中国西部发展战略的持续推进及“一带一路”战略的实施ꎬ国家对沙漠化的防治措施提出了更高的要求.因此ꎬ探寻一种既符合生态安全又高效经济的沙漠化防治方法是沙漠治理研究中的重要课题.

　　土壤改良剂又称为土壤调理剂ꎬ多应用于退化土壤ꎬ如酸性土壤、碱性土壤、盐渍化土壤、污染土壤、沙化土壤等.已有研究表明ꎬ沙土中施加改良剂能有效改善沙土结构ꎬ提高沙土持水保肥能力ꎬ有利于植物在沙土环境中生存ꎬ是一种既可以修复生态环境又能提高生产力的可持续发展的固沙措施[１０—１２].近些年ꎬ随着土壤改良剂效能的不断改进及使用技术的不断完善成熟ꎬ以及环境友好型产品的研发ꎬ其在沙漠治理中的应用逐渐发展为研究的热点.本文基于前人对沙漠土壤治理的研究ꎬ通过对比分析ꎬ综述了土壤改良剂在沙质土壤改良中的作用机理、有效性及其在沙漠治理中的应用状况ꎬ并对其未来应用前景进行了展望.

和部分半湿润地带ꎬ占陆地总面积的２０％左右ꎬ

中分布于西北干旱区ꎬ约占全国沙漠总面积的

１　沙漠治理技术分析

　　传统上ꎬ沙漠治理的技术主要有工程治沙、生

　　基金项目:国家高层次人才项目(Ｙ４７２２４１００１)

　　第一作者简介:赵英(１９７９—)ꎬ男ꎬ甘肃西和人ꎬ教授ꎬ博士研究生导师ꎬ博士ꎬ研究方向为土壤水文过程及其机理.Ｅ－ｍａｉｌ:ｙｚｈａｏｓｏｉｌｓ

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物治沙、化学治沙、综合防沙治沙等(见表１)ꎬ其中工程治沙、生物治沙已广泛研究和应用ꎬ并对沙

漠的治理起到了积极作用ꎬ其他方法也已有大量的研究和探索.

表１　常见沙漠治理技术

沙漠治理途径工程固沙技术生物治沙技术化学治沙技术综合治沙技术

主要措施

采用各类机械方法来防止风沙移动通过沙生植物的生长繁殖进行生态恢复

采用化学胶结材料来固结沙漠表面固沙技术的有机结合、复合改良手段

优点

起效迅速ꎬ耗水少最根本最有效的方法施工简单ꎬ固沙起效迅速成本低ꎬ效率高

缺点

风沙较大区域效果较差ꎬ长期容易失效初期效果较差且易被破坏ꎬ需要投入大量人力和财力

只能固定流沙ꎬ不能进行竖直高度上的防护结合方式有待研究

１.１　工程治沙技术

浆类和合成高分子类ꎬ据统计目前已开发出一百余种化学固沙剂ꎬ如硅酸钾固沙剂、沥青乳液、聚乙烯醇类固沙剂等[２４—２５].化学治沙实施简单ꎬ起效快ꎬ但只能固定地表流沙ꎬ不能从根本上遏制沙漠的扩张.另外ꎬ使用化学固沙剂还应考虑其对环境的影响ꎬ固沙物质应是易于被降解且无毒无害ꎬ不会对环境造成危害的材料.目前ꎬ虽然在化学固沙物质方面做了大量研究ꎬ但是还未得到广泛应用.

１.４　综合治沙技术

　　工程治沙技术是采用各类机械手段来防止风沙移动的固沙措施ꎬ应用较早.工程治沙分为两种:机械阻沙和沙障固沙.机械阻沙的主要方法是采用防沙网或挡沙墙来阻挡风沙和引导沙粒的走向ꎬ进而缩小流沙的活动范围ꎬ阻止沙漠的进一步扩张.沙障固沙通常是在沙漠表面铺设障碍物ꎬ改变风沙流动的速度、方向和风沙流结构等ꎬ进而减弱风沙移动及影响区域微地貌状况等[１３—１６].工程治沙技术优点是起效迅速且耗水少ꎬ缺点是在风沙较大的区域很难达到固沙效果ꎬ且随着时间推移容易失效ꎬ因此只是一种临时的辅助性固沙措施.

　　对于大面积的沙漠治理工程而言ꎬ采用单一的固沙方法可能会出现固沙成本高、效率低和无法达到预期固沙效果ꎬ因此ꎬ为了降低固沙成本并提高固沙效率ꎬ综合固沙技术越来越受到重视和采纳.常采用的综合固沙技术有工程固沙和植物固沙结合、植物固沙和化学固沙结合以及植物固沙和沙土改良结合等.在科尔沁沙地ꎬ采用工程固沙和植物固沙相结合的方法ꎬ沙丘上铺设草方格并在草方格内种植小叶锦鸡儿和山竹子等固沙植被ꎬ发现综合治沙技术能达到较好的固沙效果[２６].在腾格里沙漠ꎬ运用喷洒适于植物生长的化学固沙剂ꎬ发现三种固沙剂均能促进沙地植株的生长发育[２２].

１.２　生物治沙技术

　　生物治沙技术通过沙生植物的生长繁殖ꎬ不仅能够防风固沙及改善沙漠环境ꎬ还能生产经济作物或药材ꎬ提供饲料或燃料ꎬ是一种兼具生态效益和经济效益的治沙技术[１７—２０]ꎬ也是最有效、最根本的治沙技术.如我国新疆地区塔克拉玛干沙漠公路沿线防护林的建设ꎬ为世界沙漠地区生物防沙起到了示范作用.然而ꎬ能在干旱沙漠中生长的植物种数量稀少ꎬ成活率极低且生长周期较长ꎬ因此生物固沙初期的效果较差且易被破坏ꎬ需要投入大量人力和财力ꎬ长期才能发挥明显作用.

１.３　化学治沙技术

２　土壤改良剂在沙漠治理中的应用

　　近年来ꎬ土壤改良剂在沙漠治理中的应用越来越广泛.沙土改良技术是添加能够改善沙质土壤性质的改良剂ꎬ使其具有稳定沙土、改善沙土漏水漏肥特性ꎬ从而更适合植物存活和生长.添加土壤改良物质更有利于实现沙漠的生态恢复ꎬ因此是一种既经济高效又可以持续利用的方法[２７—２８].沙土改良可从根本上解决沙漠环境中植物生长较

　　化学治沙技术是在沙漠表面铺设天然或人工合成的化学胶结材料ꎬ形成固结层ꎬ来防止风沙移动[２１].固结层可以固结沙面、防止风力吹蚀和保持土壤下层水分ꎬ同时具有光滑且坚实的表面ꎬ有助于风沙顺利输移到固定区域[２２—２３].固沙剂按原材料可以分为四类:水玻璃类、石油产品类、水泥

　第１期赵　英ꎬ等:土壤改良剂在沙漠治理中的应用进展　５３

差的问题ꎬ因此无论在前期植物栽植还是后期维护ꎬ都能达到节约固沙成本的目的.土壤改良剂能促进沙漠植物的生长ꎬ短期就能达到较好的固沙效果.但目前高效低用量、环境友好型改良剂的研发还不成熟.

　　土壤改良剂在沙土中应用主要不是为植株生长提供养分ꎬ而是改良沙土自身性质ꎬ从而使植物能在沙土环境中更好的生长.１９世纪末研究者发现将藻朊酸钠添加到土壤中ꎬ少量施用就有明显为阳离子发生交换反应提供场所ꎬ因此沸石具有极强的阳离子交换能力和水分吸附能力ꎻ同时沸石含有二十多种植物生长所需的常量和微量元素[３４].有研究者将其用于保水性较差的沙土中来提高沙土持水能力[３５—３６].

　　粉煤灰是燃煤电厂排放的副产物ꎬ呈多孔状吸附能力较强ꎻ同时粉煤灰颗粒含有多种微量元素ꎬ能促进土壤大团聚体形成ꎬ在沙土改良中有巨的蜂窝结构ꎬ因此具有较大的孔隙度和比表面积ꎬ

的改土效果.自此以后ꎬ改良剂的研究逐渐展开ꎬ改良剂的研究发展经历了从天然物质中提取到合成人工改良剂.２０世纪８０年代ꎬ土壤改良剂的研制及应用达到高潮ꎬ并开始与生物固沙技术联合应用于沙漠治理.２１世纪以来ꎬ土壤改良剂发展进入合成阶段ꎬ根据土壤的不同性质与需求合成不同功效的改良剂.适合于沙地的土壤改良剂按照组成和来源可以分为无机改良剂、有机改良剂、人工合成改良剂和生物改良剂[２９－３０]２.　１　无机改良剂

.

包括膨润土　目前研究适用于沙漠治理的无机改良剂主要　、磷石膏、沸石和粉煤灰等.

９０％　和膨胀性)膨润土是一种主要由蒙脱石组成的细粒粘土ꎬ可吸附自身质量十倍左右的水分.自身具有较强的吸水性(含量８５％~

ꎻ膨润土的ＫꎬＮａꎬＭｇ２∶１型晶体结构所形成的层状结构会吸附换性能和粘着性等等阳离子ꎬ[２９]使膨润土具有较强的离子交制成三维网状结构的土壤改良.李浩等[３０]用膨润土与丙烯酸盐接枝聚合ꎬ剂ꎬ应用于沙漠公路的边坡及防护林.我国膨润土资源极为丰富ꎬ储量占世界第一ꎬ价格低廉ꎬ在沙土改良方面应用前景广阔　磷酸生产过程的副产物　磷石膏(主要成分为ꎬＣａＳＯ.

据统计每生产４􀅰２Ｈ２Ｏ)是磷肥１ｔ磷酸、会产生约５ｔ的磷石膏ꎬ但目前我国磷石膏的综合利用效率较低.我国每年排出的磷石膏渣占用大量土地ꎬ利用磷石膏改良沙土是废弃物的再利用ꎬ既能消除污染又能改变沙漠环境.磷石膏可将细颗粒吸附到其周围ꎬ形成水稳性较好的团粒结构ꎬ并富含有效钙和有效磷ꎬ能够增加土壤养分[３１—３３]　架状结构使其具有较大孔隙度和比表面积　沸石是一种含水的铝硅酸矿物.

ꎬ沸石晶体的ꎬ而沸石内部丰富的孔道使水分和阳离子能自由通过并

大的应用潜力.但是粉煤灰中含有重金属和放射性元素ꎬ因此应充分考虑其对土壤的毒害作用[３７－３８]混合施用.已有学者将粉煤灰与聚丙烯酰胺ꎬ认为能避免高含量粉煤灰对环境的(ＰＡＭ)毒害[３９]２..

　２　泥炭　目前适用于沙漠治理的有机改良剂主要包括有机改良剂

　、孔　ꎬ透气性好泥炭来源于天然沼泽地生物炭、腐植酸和有机固体废物等ꎬ吸附性能强ꎬ应用于沙土改良ꎬ富含有机质.ꎬ疏松多ꎬ能提高沙土保水保肥能力ꎬ改善沙土结构.以泥炭为原材料生产的腐植酸类复合肥料ꎬ在沙土改良领域具有较好的应用前景[４０]　.

的多孔固体产物　生物炭是秸秆等有机废弃物经高温裂解制成ꎬ生物炭的孔隙度和比表面积较大、离子交换性能较强及含有大量的活化反应官能团[４１—４３]碳、氢、氮、ꎬ磷等营养元素及有利于改良土壤结构ＫꎬＮａꎬＣａꎬＭｇ.另外ꎬ生物炭的等离子含量较高　ꎬ可以有效提高土壤肥力.

解而产生的有机物质　腐植酸是土壤中动植物残体经微生物消化分ꎬ在自然界中广泛存在.腐殖酸含有丰富的含氧活性官能团(如羧基、醇羟基、酚羟基、甲氧基等)ꎬ因此腐植酸具有较强的亲水性、阳离子交换性能、吸附能力及络合能力等ꎬ有利于改良沙土结构.以腐植酸为原材料制成的保水剂能够缓慢释放水分ꎬ被广泛应用于沙漠地区的植被恢复[４４—４５]　物秸秆等　有机固体废物.

)产量大、(利用效率低而且处置不当会如造纸污泥、污水污泥和作污染环境ꎬ是目前固废处理处置中的难点之一.使用有机固废改良沙土ꎬ不仅能有效改良土壤性质ꎬ而且能达到固废资源化利用的目的.有机固体废物富含有机质、氮磷钾等营养元素和众多微量元

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素[４６—４７]ꎬ在土壤改良方面应用广泛.已有研究将造纸污泥制成颗粒土壤改良剂ꎬ发现对作物生长２.３　人工合成改良剂

有促进作用ꎬ且对土壤和农作物没有污染[４８].

抑制病菌和特定害虫的活菌制剂ꎬ可同时发挥肥料和农药的双重作用[５７].土壤动物如蚯蚓等的活动可以增加土壤透气性和促进养分循环ꎬ对土壤水分和气体的传导产生重要的影响.

　　适用于沙漠治理的人工合成改良剂主要包括聚丙烯酸盐、聚乙烯醇、聚丙烯酰胺、羧甲基纤维素钠和高分子保水剂等.

　　天然土壤改良剂大都有施用量大ꎬ施用效果３　土壤改良剂作用机理研究

　　土壤改良剂对土壤、植被和区域环境均会产生不同程度的影响ꎬ本文着重概述土壤改良剂对不持久等缺点ꎬ人工合成改良剂能够克服以上不足ꎬ因此得到越来越多的应用ꎬ但研制低成本低用量且对环境友好的人工合成改良剂是目前研究的难点　成分为聚丙烯酸钠　.

美国率先合成的高分子改良剂ꎬ吸水性较强且粘度高Ｋｒｉｌｉｕｍꎬꎬ能够促主要进水稳性团聚体的形成ꎬ不易被微生物降解.聚乙烯醇(ＰＶＡ)是生产维尼纶的中间产物ꎬ能改善土壤结构ꎬ增加土壤持水性能.有研究者使用沥青乳剂与ＰＶＡ改良沙土ꎬ结果表明两种改良剂的改土效果均随用量增加而增加[４９](ＰＡＭ)成土壤改良剂的研究热点具有超高的吸水保水能力.ꎬ能反复吸水ꎬ是目前人工合聚丙烯酰胺ꎬ提高水分利用率ꎬ被称为土壤的“微型水库”ꎻ同时ＰＡＭ易于将周围分散的土粒和矿质物质胶结在一起ꎬ形成微团聚体ꎬ因此保水性能和粘聚效果很强[５０—５２]　棉花等有机物质改性处理得到的含有羧甲基单元　羧甲基纤维素钠.

(ＣＭＣ)是一种采用稻草、废的纤维素醚衍生物ꎬ是目前使用量最大、使用范围最广的纤维素种类.羧甲基纤维素钠在自然界中极易获取ꎬ无毒无污染且具有很强的粘结力和保水作用ꎬ因此近几年常被用作土壤改良剂[５３—５４]高分子保水剂(ｓｕｐｅｒａｂｓｏｒｂｅｎｔｐｏｌｙｍｅｒꎬＳＡＰ)是.一种使用聚丙烯酸等材料接枝羟基、羧基等强亲水性基团、使其能吸收保水剂自身质量的几百倍甚至几千倍水分的高分子材料ꎬ能最大限度地保存沙土的水分.由于其具有用量小、保水性好、见效快等特点ꎬ在沙漠治理中应用前景广泛[５５—５６]２..

　４　生物改良剂

物菌剂和土壤动物等　适用于沙漠治理的生物改良剂主要包括微生.微生物菌剂是一类添加特定功能的经工业化扩繁的微生物ꎬ通过微生物的呼吸作用等达到改良土壤、促进植物发育生长和

土壤自身的影响.３.　１　壤物理性质如容重　已有研究表明向沙土中添加土壤改良剂土壤物理性质

、孔隙度、土粒密度、颗粒组成ꎬ土、

水稳性团聚体数量、水分特性等均得到改善.在秸秆改良沙土的研究中发现ꎬ用氨化处理粉碎秸秆改良沙土ꎬ能显著改善沙土的团粒结构ꎬ改良沙土能显著改善土壤团粒结构ꎻ而用麦秆材料(ＰＡＭꎬ同时饱和含占减小容重ꎬ增加孔隙度[５８]２％)水量显著增加[５９]ｍｍ.土壤改良剂添加量与>０􀆰２５水量增加团聚体数量成正比[６０]ꎬ使孔隙度和土壤毛管持润土的施加而提高.土壤质量含水率和土壤贮水量随膨ꎬ同时土壤的水分利用效率也显著提高[６１]添加量的增加.在沙漠表层添加离心脱水污泥ꎬ土粒密度及容重降低、土壤孔隙度ꎬ随及持水能力增加[６２]质量比为１０％ꎬＰＡＭ.赵智等[３９]研究认为粉煤灰施用量为１２０ｍｇ􀅰ｋｇ－１时ꎬ

能够显著提高土壤田间持水量和有效含水量ꎬ减小土壤饱和导水率.另外ꎬ适度添加改良剂ꎬ会增加沙土凝结水量和水分保蓄能力ꎬ并减缓沙土中水分的下渗速度[１７]３..

　２　作物生长的土壤环境　添加土壤改良剂能调节土壤的酸碱性土壤化学性质

.土壤改良剂可使土壤ꎬ改善ｐＨ、

电导率、有机质、养分、阳离子交换量、含盐量等均得到改善.已有研究发现添加污泥堆肥产品ꎬ使沙土ｐＨ更利于高羊茅生长ꎬ土壤电导率、有机质及土壤养分含量与土壤改良剂添加量成正比[４６]建伟等[６３]用生物炭与有机物料混合改良沙土.ꎬ侯发现沙土的有效养分含量显著增加.土壤的ｐＨ和电导率随生物炭用量增加而增加ꎬ速效ＮꎬＰꎬＫ和有机质的含量与生物炭施用量成正比[６４]机质、全氮、全磷、全钾及速效氮、速效磷.、沙土有速效钾

　第１期赵　英ꎬ等:土壤改良剂在沙漠治理中的应用进展　５５

含量均随改良剂的用量而增加ꎬ显著提高了沙土的保肥能力[２６ꎬ６５].另外ꎬ添加土壤改良物质ꎬ土壤的有机质含量、阳离子交换量和腐殖质含量均显３.３　土壤生物学性质著增加[６６].

养分的吸收ꎻ土壤养分含量越高ꎬ则有助于提高土壤酶活性和增加微生物数量ꎬ进一步促进植株生长ꎻ土壤总孔隙度越大ꎬ更有利于植物根系在沙土中扎稳扎牢ꎬ土壤稳定性提高ꎻ改良后的土壤结构孔隙状况良好ꎬ土壤不太容易受到外力而变形ꎬ弹性模数较高ꎬ土壤的恢复能力强ꎬ更有利于沙漠植被的生态恢复.

　　添加土壤改良剂可使土壤微生物数量、种群数量、土壤酶活性等均得到改善.适量施用生物炭能显著增加沙土微生物数量(如细菌、真菌、纤维４　展望及前景

素分解菌、自生固氮菌和氨化细菌)以及蔗糖酶和过氧化氢酶活性[４３]良剂与施用化肥比较ꎬ.细菌另外、ꎬ真菌施用有机碳土壤改、放线菌、蔗糖酶、脲酶、磷酸酶含量均大幅增加[６７]材料可有效提高沙土的脲酶和过.氧腐植酸复合化氢酶活性[４２]微生物量炭.有机物料和生物炭单独施加均能提高沙土、氮含量ꎬ混合施用效果好于单独施加的累加效果[６３]脲酶、蔗糖酶、过氧化氢酶活性及提高了微生物量.施用土壤改良剂显著增加沙土中炭、氮、磷含量[２６]３..

　４　沙的移动　沙漠中影响植株生长的重要的因素之一是流土壤力学性质

ꎬ流沙被风吹起后导致植株易被掩埋或根系无法在松软的沙土中扎稳扎牢ꎬ因此植株难以正常生长.添加土壤改良剂可使土壤力学性质如抗压强度、内聚力及抗剪强度等均得到改善.已有研究认为添加改良剂的沙土具有较高的强度、刚度和稳定性ꎬ从而改善植株的立地条件并提高沙土保水保肥能力[６９].赵莹莹等[７０]将聚丙烯纤维添加到风沙土中ꎬ通过三轴压缩试验证明土体的抗剪强度显著提高.另外ꎬ土壤抗剪强度与粉煤灰施用量成正比ꎬ改良增大了沙土的抗风蚀能力[３７]力ꎬ对内摩擦角没有显著影响.生物炭施用可降低红壤的抗压强度及内聚[７１]比了羧甲基纤维素钠、磷石膏及生物炭三种改良.喜迎巧等[７２]对剂对风沙土抗剪强度的影响ꎬ发现三种改良剂均能提高沙土内聚力ꎬ尤其以羧甲基纤维素钠效果最佳.

３.　５　综合效应

改变试供土壤的多种性质　土壤改良剂的改土效果不是单一的ꎬ而各项性质间也会互ꎬ会同时相影响ꎬ比如土壤水稳性团聚体数量越多ꎬ土壤结构越优良ꎬ则更利于存留水分和促进植株对土壤

　一场关于环境保护　自十七大提出生态文明理念以来、资源合理利用及可持续发展ꎬ国内掀起的热潮ꎬ这为经济趋向于又好又快的发展模式提供了有力支撑.“一带一路”发展计划的提出ꎬ将成为区域经济环境发展新的格局和增长点.而陆上丝绸之路经过的欧亚大陆腹地ꎬ气候干燥、水资源严重缺乏ꎬ沙漠面积占总面积四分之一以上ꎬ将生态文明理念融入““一带一路”建设善沙漠环境的土壤改良剂一带一路”战略的实施.因此研制与施用能够改ꎬ将有益于ꎬ对于我国特别是西北地区的可持续发展非常重要　年的探索发现　１９８４年钱学森提出了沙产业概念.

ꎬ沙产业已经逐渐成为沙漠地区的ꎬ经过几十支柱产业之一.沙产业是在防沙治沙前提下发展适合于沙漠的生态产业ꎬ并形成一条可持续发展的产业链.如新疆的塔克拉玛干沙漠地区开发适用于沙地生产的特色林果(如核桃、石榴、红枣和杏子等)以及特色药材植物(如肉苁蓉、甘草、党参和红柳等)ꎬ该地区特色林果业和药材的种植不仅能够防风固沙和改善生态环境ꎬ而且极大地增加当地农民的收入ꎬ已经在新疆甚至全国范围内得到较大认可[７３—７４]沙漠治理中.若能将土壤改良剂应用到　ꎬ沙产业也将会得到更好的发展.养分和水分极少　生物固沙是最环保的固沙方法ꎬ植株存活率低ꎬ因此建设成本和ꎬ但沙漠土壤前期维护成本较高ꎻ而在生物固沙前施入少量土壤改良剂将有助于提高固沙效果.通过改善沙土的性质及环境ꎬ能促进固沙植被及经济作物的生长繁殖ꎬ短期内可达到较好的固沙效果.沙漠地区降水稀少ꎬ蒸发量大ꎬ水资源短缺ꎬ土壤改良剂有助于增强沙土保水保肥能力ꎬ可显著提高植株的水分利用效率ꎬ节约沙漠地区水资源.因此ꎬ越来越多的研究者开始关注土壤改良剂的研究ꎬ目前已研制出多种天然或人工改良剂.进一步ꎬ研制经

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济实惠且高效的复合土壤改良剂将对沙漠治理起到更为积极的作用.

　　然而ꎬ土壤改良剂的应用还存在一定的问题:效ꎬ后期需要补加ꎻ部分天然改良剂如粉煤灰还会对土壤产生重金属毒害或污染等环境问题ꎻ２)人工合成改良剂的研制过程复杂ꎬ成本较高ꎬ目前多关注于改良剂施加后对沙土的即时效果ꎬ而对于改良剂对土壤及植物是否存在副作用没有深入的[１１]郭彩贇ꎬ韩致文ꎬ李爱敏.塔克拉玛干沙漠地区沙尘

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１)天然改良剂效果一般ꎬ施加量较大且容易失

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研究ꎻ３)不同土壤改良剂复配使用可能会达到比单独施加累加更好的效果ꎬ比如研究者将粘土、腐植酸及有机肥复配施用效果好于单独施加的累加　ꎬ但不同改良剂的组合方式及比例还有待研究.土壤理化性质的影响机理方面等　目前土壤改良剂的研究主要集中在改良剂对ꎬ关于改良剂对沙土力学性质及土壤环境影响方面的研究还很缺乏.沙土中植物难以生长ꎬ一个很重要的原因是风沙颗粒分散ꎬ受风蚀影响大.因此ꎬ如果运用改良剂能够提高土壤的稳定性ꎬ这将对沙地人工林建设及其沙漠土壤的可持续利用起到非常重要的作用.参考文献:

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(责任编辑　李秀芳)