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盐渍化

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引言

  盐渍化是内陆水域盐分增加的过程。盐渍化分为两种类型:天然的和人为的,后者即所谓的‘次生盐渍化’。本文主要阐述次生盐渍化。

  天然盐渍化实际上局限于世界半干旱和干旱地区封闭的排水流域,这些地区也是次生盐渍化最为常见的地方。半干旱和干旱地区几乎占到了世界土地面积的三分之一。这些地区的年降雨量为25~500mm,有4亿多人口居住在那里,且人口数仍在增长,因此用水需求增长对水资源造成冲击。次生盐渍化是以上这些影响中最重要的一个方面且会愈来愈重要。然而,尽管各国政府充分认识到了盐渍化的威胁及影响的严重性,但却没有充分认识到它的全球性影响及重要性。例如,格鲁姆布里奇和詹金斯在1998年特别提到——盐渍化是一个水质问题,这个问题也许不是全球性的重大问题,但对局部地区可能是重大问题。倘若全球气候出现所预测的情况,则很可能随着以后干旱土地面积的扩大,它的重要性将进一步增加。

  次生盐渍化的影响总是有害的,多方面的且实际上是不可逆转的。当涉及到已盐渍化的大湖泊时,汇流河的引水是产生盐渍化的主要原因。这些湖泊不断上升的含盐量产生的影响与湖泊原有的(天然的)含盐量及其增加的程度有关。当原有含盐量低时,产生的影响最大。总之,湖泊的大部分价值(经济、环境、水土保持及生态)均下降。淡水流域盐渍化的主要原因是改变水文平衡及造成地下含盐水流动的流域活动。这里所说的对盐渍化的影响,在很大程度上仅取决于盐份增加的程度。然而,淡水生态系统对盐份的增加比咸水湖要敏感得多,甚至很小的盐份增加也会产生很大影响。

  本文的目的有三点。第一是定义盐渍化并指出全球淡水盐化的范围;第二是阐述成因及影响;第三是强调盐渍化的损失,评价预防和补救措施。突出的目的是要吸引水资源管理人员,湖沼生物学家及水土保持工作者对于盐渍化这样一个对全球有重大影响且有可能威胁到半干旱及干旱地区大部分流域的生存和自然完整性问题的关注。

盐渍化及其对全球的影响

  所有内陆地表水的产生是由于从世界上四大洋蒸发的水要比降水多。其差值便作为雨或雪降落在地面上,使所有的陆缘及次大陆水域水位上升。雨或雪中含有源于海洋的少量盐份沉积在土地上(含盐量随离海岸的距离增加而递减)。在外流流域,盐份或多或少地直接返回海洋,但在内流流域,盐份在终端集水区积聚,在太阳的照射下蒸发,这样便形成了盐水湖。这个过程是‘天然盐渍化’。全球现有的盐水湖总储水量(85km3×106)只略少于全球淡水总量(105km3×103)。

  源于海洋中的盐份在盐水湖中的积聚量并不固定,会因风蚀、地下渗漏或以其他的方式而损失。这可解释为什么在盐水湖中的含盐量通常远远低于饱和含盐量。因此,在地质期内,在内陆地表水域中已建立起一种天然的平衡状态,包括盐份的平衡,即在盐份输入(来源于海洋和其他来源的盐份)、盐份短期或长时期储存及最终流入海洋的盐份之间的平衡状态。很可能人类活动没有明显扰动这种平衡。然而,可以肯定,人类活动已打乱了内陆水域盐份的分布情况,尤其是已使许多水域含盐量增加。当这个过程波及到淡水时,这种现象被广泛地认为是次生盐渍化。当这个过程使自然原因形成的咸水含盐量增加时,次生盐渍化这个术语同样适用。

  天然盐渍化和次生盐渍化或限于或通常出现在几乎占世界全部土地面积三分之一的半干旱及干旱地区。全球环境变化可能会增加干旱面积。然而,半干旱和干旱地区并不是均衡分布在各洲之间,欧洲和北美洲的大部分地区并不干旱或半干旱,而澳洲和非洲的很多地区是干旱或半干旱的。因此,次生盐渍化对于大部分世界人口居住的那些流域并不会造成严重影响。而对中美和南美、北非和南非、中东与中亚的广大地区及澳大利亚的许多地区造成重大影响。而这些地区的人口众多且仍在增加。奇怪的是,世界上一些最大的湖泊、水库和河流均在这些地区。

大咸水湖的盐渍化

  世界许多最大的且永久性的盐水湖的含盐量由于人类活动而在增加。美国加利福尼亚莫诺湖的含盐量在1941年到1992年间,从48增加到90gL-1;中东死海的含盐量在1910年到90年代间,从200增加到300g L-1以上;中亚咸海的含盐量在1960年到1991年间,从10增加到大于30g L-1;中国青海湖的含盐量在50年代初期到90年代间从6增加到12gL-1;澳大利亚科兰加迈特湖的含盐量,在1960年到90年代初的这些年间,从35增加到50g L-1。只有很少几个湖,最明显的是里海,含盐量或者是保持稳定不变或是稍有下降。

  几乎在所有情况下,含盐量增加的核心原因是从河流中引水用于农业及其他用途。随着来水量的减少,水文平衡被改变,湖水水量减少盐度增加,其程度与湖的性质、引水量及湖泊初始条件有关。一个极端的例子是中亚的咸海,咸度增加伴随着水位的不断下降(自1960年以来,水位下降超过15m)、湖水面面积的减少、湖床大面积暴露、湖东-南部群岛的消亡及湖泊地区生物群和生物条件的明显改变。另外,尘暴发生频率增加,湖泊周围的农业减产(由于盐沉积)。所有这些后果并不都是由次生盐渍化造成的,但水位下降及生物环境改变却是由其造成的。

  咸海变化所造成的损失是巨大的,首先是东-南群岛的消亡,它们曾是地方野生动物及候鸟的栖息地,具有很高的保护价值。盐度的增加导致了对经济和社会都有着重大意义的渔业生产的消亡。其他的损失还有运输和人类健康方面的;湖泊不能再被用于船运;呼吸道和其他人类疾病的发生频率增加。至少当地许多人认为,咸海失云了许多景观和文化价值。总的来说,世界上大型咸水湖的盐化已导致经济、社会、水土保持和环境的重大损失。这些损失与从河中取水获得的效益如何比较,取决于人们的看法。经济效益可能比经济损失大些,但从水土保持和环境的观点来看,肯定不是这样。

  对盐渍化的发生和继续加剧做出的最明显的反应是限制河流引水。为了实行限制需要对以下两点有清楚的认识:如果继续引水就会造成损失;对引水减少给予补偿。做到这些并不容易,但大量文件证明,加利福尼亚州的莫诺湖做到了。这里,随着从其汇入河流不断引水,湖泊含盐量在20世纪的大部分时期处于上升状态。盐化造成了文化景观及保护价值的损失。在社区进行长期合法抗议运动及对效益损失进行了重新评估之后,目前已对引水实行限制,以使湖泊的含盐量或多或少保持稳定。引水限制将一直持续到水位达到1940年以前的水位。

淡水湖和湿地的盐渍化

  许多淡水湖和湿地位于半干旱地区。在这类地区,土地用途已发生重大变化,常常导致径流量盐度增加。与此相关的人类最主要的活动是清除天然植被(采伐森林)和灌溉。

  澳大利亚已记载了许多这样的实例。在澳大利亚的西南