摘自（《海水西調(diào)與再造西北》（河北人民出版社2005年9月出版）
國(guó)家軟科學(xué)研究計(jì)劃指導(dǎo)性項(xiàng)目（編號(hào)：2003DGQ3B168）
西安交通大學(xué)學(xué)術(shù)專著出版基金資助
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海水西調(diào)發(fā)展海水灌溉農(nóng)業(yè)與綠化北方沙漠
霍有光
西安交通大學(xué)生態(tài)環(huán)境與現(xiàn)代農(nóng)業(yè)工程中心
摘要：西調(diào)渤海水可以直接用來(lái)綠化我國(guó)北方緯向展布的沙漠帶，改善沙漠生態(tài)環(huán)境，實(shí)現(xiàn)山川秀美工程。本文通過(guò)梳理當(dāng)代利用海水與咸水方面取得的一些重大成果，說(shuō)明西調(diào)渤海水，綠化北方沙漠具有科學(xué)性、可行性。
關(guān)鍵詞：渤海，耐鹽生物，生物工程，綠化沙漠 ，引渤入疆，海水西調(diào)
美國(guó)著名的未來(lái)學(xué)家阿爾溫·托夫勒最近在其專著中指出：21世紀(jì)世界農(nóng)業(yè)將迎來(lái)大變革的時(shí)代，全球范圍內(nèi)將出現(xiàn)第三次浪潮農(nóng)業(yè)。在高科技的指導(dǎo)下，21世紀(jì)將崛起海水灌溉的陸上耐鹽植物，這些農(nóng)作物將為人類(lèi)創(chuàng)造巨額財(cái)富�？茖W(xué)家預(yù)測(cè)，通過(guò)基因重組，適應(yīng)海水灌溉的作物將達(dá)數(shù)千種，甚至有朝一日海水農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)規(guī)模會(huì)超過(guò)海洋漁業(yè)�？梢韵胂�，一旦海水農(nóng)業(yè)形成氣候，傳統(tǒng)的以淡水灌溉支持的傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)將發(fā)生巨變，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)將進(jìn)入一個(gè)更為廣闊的空間。
1.海水灌溉農(nóng)業(yè)與咸水灌溉農(nóng)業(yè)
“海水農(nóng)業(yè)”就是直接用海水灌溉農(nóng)作物，開(kāi)發(fā)利用我國(guó)沿海岸帶大片的鹽堿地、沙漠、荒漠和灘涂，發(fā)展海洋農(nóng)業(yè)是未來(lái)農(nóng)業(yè)發(fā)展的一個(gè)重要的方向。“海水農(nóng)業(yè)”的科學(xué)原理是利用生物細(xì)胞的全能性，使陸生植物“下海”，或曰使陸生植物重返海洋。人類(lèi)可以通過(guò)多種途徑獲得耐海水植物，比如通過(guò)遺傳改良，將耐海水和耐鹽堿的野生植物改造成可以栽培的農(nóng)作物品種，通過(guò)基因工程和細(xì)胞工程技術(shù)以及常規(guī)育種技術(shù)將不耐海水的植物培育成耐海水的植物等等。
早在20世紀(jì)80年代，美國(guó)科學(xué)家采用基因工程技術(shù)和微電子技術(shù)，把仙人掌基因轉(zhuǎn)移到小麥、大豆等農(nóng)作物中，育成了可在干旱缺水地區(qū)生長(zhǎng)的高產(chǎn)谷物新品種。90年代中期，他們又將海草基因注入高粱獲得成功，奠定了“海水農(nóng)業(yè)”這一新學(xué)科。目前沙特阿拉伯和墨西哥等國(guó)已成為發(fā)展“海水農(nóng)業(yè)”的大國(guó)，如墨西哥培植的“海蘆筍”完全用海水灌溉，生長(zhǎng)過(guò)程中無(wú)需使用農(nóng)藥和化肥，產(chǎn)品除含有維生素A、C和鐵、鈣、鈉、糖、蛋白質(zhì)等營(yíng)養(yǎng)成份外，還含有能降低膽固醇、防止皮膚起皺衰老的亞麻酸，已出口至數(shù)十個(gè)國(guó)家。實(shí)踐證明，將初級(jí)海洋生物的基因與陸生農(nóng)作物的基因重組，將培育出大量可在沙漠和鹽堿地生長(zhǎng)并用海水灌溉的新型農(nóng)作物，使農(nóng)業(yè)進(jìn)入一個(gè)全新的發(fā)展領(lǐng)域。
據(jù)美國(guó)《科學(xué)》雜志在線新聞報(bào)道，通過(guò)基因工程，科學(xué)家新近研制出一種西紅柿具有超級(jí)去鹽（salt－pumping）基因。加州大學(xué)戴維斯分校的植物生物學(xué)家Blumwald和加拿大多倫多大學(xué)的Hong－Xia Zhang將擬南芥（Arabidopsis）植物中的“去鈉蛋白質(zhì)”引入到西紅柿植物中，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，普通西紅柿品種在含鹽量達(dá)到海水濃度一半的溶液中栽培時(shí)就會(huì)凋亡，但具有去鈉蛋白質(zhì)的西紅柿在這樣的溶液中卻可健康地生長(zhǎng)并結(jié)出西紅柿。這種引入的蛋白質(zhì)起了明顯的作用：轉(zhuǎn)基因植物葉子中的液泡泵出鈉的速度比普通植物快7倍，而且只累積其中5%的鹽分。這種西紅柿的味道也不錯(cuò)，與普通西紅柿相比，它們具有相同的糖分和更少的鹽分。
前蘇聯(lián)中亞地區(qū)已成功地開(kāi)發(fā)出直接用咸水灌溉的技術(shù)。阿塞拜疆水利技術(shù)與土壤研究所，在瀕臨里海干旱的阿普倫半島進(jìn)行了多種作物的鹽水直灌試驗(yàn)。利用海水直灌蔬菜、西紅柿，糧食作物高粱青飼料，觀賞灌木檉柳與石榴及愛(ài)爾大松、齊墩果樹(shù)、皂莢樹(shù)和其它許多樹(shù)木及灌木，經(jīng)過(guò)別赫布托夫5年的長(zhǎng)期試驗(yàn)，已做出“利用海水直灌完全可以代替淡水灌溉多種植物”的結(jié)論。證實(shí)其中抗鹽性最高的是愛(ài)爾大松、檉柳和石榴，它們完全適應(yīng)海水澆灌并在沙地茁壯成長(zhǎng)。如將海水摻合一半淡水，或?qū)⒑Ｋㄟ^(guò)磁鐵管道裝置輸送，其效果更佳：每公頃面積土地能收獲23000公斤高粱青飼料。證明磁鐵對(duì)脫鹽有最佳效果，為海水脫鹽創(chuàng)造了簡(jiǎn)易而有效的條件，鹽水的磁化脫鹽，不僅適用于一般鹽水直灌；而且也適宜于鹽漬地排鹽洗堿。鹽水直灌與磁化，現(xiàn)在已全面推廣至中亞土庫(kù)曼沙漠、烏茲別克與饑餓草原、伏爾加河流域及許多其它地區(qū)。
山東社會(huì)科學(xué)院海洋經(jīng)濟(jì)研究所徐質(zhì)斌先生（1999）介紹說(shuō)：“美國(guó)已經(jīng)培育出2種全海水小麥、29種半海水春小麥和耐三分之二海水的番茄。印度已經(jīng)培育出耐80%海水的春小麥。沙特阿拉伯的拉斯扎烏爾以南2公頃種植場(chǎng)，使用SOS—10號(hào)種栽培海蓬子，收獲油籽7噸，平均畝產(chǎn)116.7公斤。阿拉伯鹽水技術(shù)公司首期試種了250公頃海蓬子獲得成功，繼而準(zhǔn)備擴(kuò)大到4500公頃，最終目標(biāo)是在沿海種植20萬(wàn)公頃，年產(chǎn)12萬(wàn)噸植物油。”
中央電視臺(tái)報(bào)道（2000-12-21），中國(guó)科學(xué)家正在山東、江蘇、廣東、海南等省的沿海灘涂上試行海水灌溉農(nóng)業(yè)，以幫助解決農(nóng)業(yè)增產(chǎn)、農(nóng)民增收和水資源短缺的世紀(jì)課題。“自九十年代以來(lái)，中國(guó)已經(jīng)有近三十萬(wàn)公頃的荒堿地和沿海灘涂上種上海水灌溉作物。這在世界上居于領(lǐng)先地位。”專門(mén)研究海水灌溉的山東大學(xué)夏光敏教授預(yù)測(cè)，如果將荒堿地和沿海灘涂都種上農(nóng)作物，那么我國(guó)可多增耕地4000萬(wàn)公頃，相當(dāng)于中國(guó)現(xiàn)有耕地面積的1/3，可增產(chǎn)小麥、水稻和油料等作物1.5億噸。他認(rèn)為，如今利用海水灌溉，相當(dāng)于每年節(jié)約淡水22.5億立方米。若所有鹽堿地和沿海灘涂都用上海水灌溉，則全國(guó)每年可節(jié)約淡水資源3000億立方米。海水灌溉的方式是直接挖渠把咸海水引入，或把農(nóng)作物直接種在含有大量地下咸水的土壤中，其成本是海水淡化的1/30。如今，相關(guān)的技術(shù)難題已基本解決。
海南大學(xué)生物科學(xué)技術(shù)研究所林棲鳳等先生（2002）認(rèn)為：“土壤鹽漬化是影響農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和生態(tài)環(huán)境的嚴(yán)重問(wèn)題，耕地的減少和淡水資源的不足將迫使人類(lèi)開(kāi)發(fā)和利用大面積的鹽堿地、海岸帶和灘涂地帶，植物耐鹽的機(jī)理和耐鹽植物的培育研究將成為研究的熱點(diǎn)。”她指出，國(guó)內(nèi)外近十年來(lái)在植物的耐鹽性、植物中各種滲透調(diào)節(jié)劑及植物耐鹽相關(guān)基因等方面的研究進(jìn)展是：
（1）植物適應(yīng)高鹽環(huán)境的對(duì)策。植物為了消除鹽脅迫所造成的傷害，通常在細(xì)胞內(nèi)主動(dòng)積累一些小分子有機(jī)化合物和蛋白類(lèi)保護(hù)劑來(lái)維持滲透平衡和體內(nèi)水分，一般稱之為滲透調(diào)節(jié)劑(Osmoprotectant)。小分子有機(jī)化合物有如下幾類(lèi)：①多元醇，如甘油、山梨醇、甘露醇、右旋肌醇甲醚等；②糖類(lèi)，如蔗糖、海藻糖等；③氨基酸及其衍生物，如脯氨酸、甘氨酸甜菜堿(簡(jiǎn)稱甜菜堿)等。其中右旋肌醇甲醚、海藻糖、甜菜堿是次生代謝產(chǎn)物。這些化合物之所以成為有效的滲透調(diào)節(jié)劑是因?yàn)樗鼈円兹苡谒�，且相�?duì)無(wú)毒，即使在細(xì)胞內(nèi)的濃度很高，也不干擾細(xì)胞的代謝過(guò)程和蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與功能以及其它許多生物高分子物質(zhì)的活性。例如已知右旋肌醇甲醚對(duì)于紅樹(shù)是合適的溶質(zhì)，甜菜堿對(duì)于多種耐鹽性植物及菠菜、甜菜、大麥、小麥、玉米等是合適的溶質(zhì)。滲透調(diào)節(jié)劑的積累在一定范圍內(nèi)可以維持鹽脅下細(xì)胞的正常膨壓和細(xì)胞的正常代謝功能。目前對(duì)于脯氨酸和甘氨酸甜菜堿的研究比較深入。
(2)耐鹽相關(guān)基因及其應(yīng)用。S0SI是一個(gè)研究得較深入的基因，被認(rèn)為是植物耐鹽性的一個(gè)必需基因，位于第二條染色體上。Wu等人在含NaCl（氯化鈉）的瓊脂培養(yǎng)基上對(duì)擬南芥(Arabidopsis)的根部進(jìn)行彎曲檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)了一些對(duì)鹽超敏感的突變體，它們是在S0SI基因上由單一、隱性的突變?cè)斐傻摹M南芥通常對(duì)低、中水準(zhǔn)的NaCl（氯化鈉）脅迫都很敏感，從中分離得到的超敏感突變體比野生型對(duì)鹽的敏感性高20倍，而且這種超敏感性存在于擬南芥的任何發(fā)育階段。因此，S0SI基因很可能對(duì)于普通植物的生長(zhǎng)發(fā)育是非必需的。而今已相繼克隆了一些與滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)如甘氨酸甜菜堿、脯氨酸、果聚糖、糖醇等生物合成相關(guān)的基因及其它相關(guān)基因如S0SI、Lea等，這些基因的轉(zhuǎn)化，不同程度地提高了轉(zhuǎn)基因植物的耐鹽能力。
陳受宜的課題組將山菠菜(Atriplex Hortensis)甜菜堿醛脫氫酶(BADH)基因轉(zhuǎn)化草莓、煙草，得到的轉(zhuǎn)化株能分別在0.4%～0.7% NaCl和2% NaCl培養(yǎng)基上生長(zhǎng)，獲得的轉(zhuǎn)基因水稻可以在0.5% NaCl鹽田中生長(zhǎng)結(jié)實(shí)。他們還將果聚糖蔗糖轉(zhuǎn)移酶基因轉(zhuǎn)化煙草，得到了能在1% NaCl培養(yǎng)基上生根的植株。梁崢等先生通過(guò)轉(zhuǎn)入BADH基因獲得的煙草在300mm/L NaCl的Hoagland營(yíng)養(yǎng)液中能夠生長(zhǎng)。劉俊君、劉巖等先生克隆了大腸桿菌糖醇代謝關(guān)鍵酶-1-磷酸甘露醇脫氫酶(mtl D)基因和6-磷酸山梨醇脫氫酶(gut D)基因，轉(zhuǎn)入煙草和玉米，分別獲得在1.75% NaCl培養(yǎng)基中有一定耐鹽能力的轉(zhuǎn)基因植株。Ray Wu等獲得的轉(zhuǎn)基因水稻提高了p5cs mRAN和脯氨酸的水平，秧苗對(duì)100～150mm/L NaCl有一定抗鹽性。
（3）目前普遍認(rèn)為植物的耐鹽性是多種抗鹽生理性狀的綜合表現(xiàn)，由位于不同染色體上的多個(gè)基因控制，因此，培育轉(zhuǎn)基因植物可能需要同時(shí)轉(zhuǎn)移多個(gè)基因。紅樹(shù)林是熱帶、亞熱帶海岸河口地區(qū)潮間帶木本植物群落，是世界上生產(chǎn)力較高的自然群落植物之一。紅樹(shù)林生長(zhǎng)于海岸潮間帶的鹽漬海灘，其重要的生境特征就是高鹽分。鹽度的大小對(duì)紅樹(shù)植物的生長(zhǎng)、水分代謝、光合、呼吸，對(duì)離子的吸收和某些酶系活動(dòng)以及超微結(jié)構(gòu)都有明顯影響，生長(zhǎng)在該環(huán)境下的植株在長(zhǎng)期進(jìn)化過(guò)程中也必然形成了一套獨(dú)特的適應(yīng)機(jī)制。根據(jù)紅樹(shù)植物對(duì)鹽分的適應(yīng)形式可將其分為兩大植物類(lèi)群：一類(lèi)是泌鹽型，如桐花樹(shù)(Aegiceras Corniculatum)，其上下表皮都有鹽腺，可排出體內(nèi)多余的鹽分；另一類(lèi)是非泌鹽型，如秋茄(Kandelia Candel)，其上下表皮沒(méi)有鹽腺，但上下表皮內(nèi)都有一層貯水功能較強(qiáng)的下皮，秋茄已形成一套有效的根系保護(hù)機(jī)制。林棲鳳、李冠一等先生利用花粉管通道技術(shù)，將海岸耐鹽植物紅樹(shù)DNA導(dǎo)入辣椒、茄子、番茄等，獲得的轉(zhuǎn)化株后代已在海灘上試種，可以用含鹽2.5%的海水澆灌，部分植株能開(kāi)花、結(jié)果，已繁殖到第三代，而對(duì)照株幾乎全部死亡。
據(jù)悉，我國(guó)學(xué)者在實(shí)驗(yàn)田中利用體細(xì)胞雜交技術(shù)培育成功耐鹽小麥，獲得了能夠在海水浸染過(guò)的鹽土中生長(zhǎng)的后代。這種小麥畝產(chǎn)達(dá)300至400公斤，作物口味與淡水澆灌的一樣。中科院植物所用細(xì)胞克隆技術(shù)，培育出可用1/3～1/2海水澆灌的十余種蔬菜，包括西芹、蕃茄等。海南大學(xué)生物科學(xué)技術(shù)研究所林棲鳳教授等人將野生海水植物紅樹(shù)、鹽藻的總基因通過(guò)生物技術(shù)導(dǎo)入淡水作物茄子、蕃茄、辣椒、豇豆之中，進(jìn)而又?jǐn)U展到油菜、水稻、樹(shù)木，獲得了耐鹽能力明顯提高的后代。這些新品種從盆栽、小土栽培到海灘試種，再到海水直接澆灌，均獲成功，已傳到第四或第五代。
1996年，山東東營(yíng)市建成我國(guó)第一家鹽生植物園，占地3.5公頃，有525平方米的玻璃溫室和900平方米的冬暖式大棚，收集、保存耐鹽植物150多種，成功培育和引進(jìn)耐鹽經(jīng)濟(jì)作物80余種，成為科研、觀賞、示范為一體的高新科技園區(qū)。
所有這些說(shuō)明海水灌溉正在引起一場(chǎng)新的農(nóng)業(yè)革命，海水灌溉農(nóng)業(yè)離我們的現(xiàn)實(shí)生活已并不遙遠(yuǎn)。
2.海水（咸水）同樣可以用來(lái)發(fā)展“沙漠海水農(nóng)業(yè)”
地球上的生命原本來(lái)自海洋，但海水灌溉卻長(zhǎng)期被視為禁區(qū)。其實(shí)，沙漠人造海既可以發(fā)展海水養(yǎng)殖業(yè)，也可直接用來(lái)綠化沙漠，而人造海蒸發(fā)富集之后的鹽水，則可通過(guò)次一級(jí)循環(huán)工程來(lái)發(fā)展鹽化工業(yè)。隨著海洋科學(xué)和生物工程技術(shù)的迅猛發(fā)展，令陸生植物“下海”或“海水”登陸澆灌，不僅能解決發(fā)展農(nóng)林牧漁業(yè)的嗜鹽物種問(wèn)題，而且也將解除21世紀(jì)我國(guó)面臨水資源與土地資源“兩不足”問(wèn)題所造成的沉重壓力。
中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院鹽湖與熱水資源研究發(fā)展中心鄭綿平院士（1995，1999）指出：“鹽湖系統(tǒng)的生物資源包括鹽沼帶和鹽水域兩個(gè)亞系統(tǒng)。鹽沼帶往往有多種鹽生植物分布，如鹽蒿、鹽生藜科、田菁、紅柳、紫穗槐、沙棗、沙柳、杞柳、沙拐柳、花棒以及沙棘、麻黃、沙冬青、甘草等，多為牛羊喜吃的飼料或可作燃料，有的還可作苗林(如后列3種)，故在鹽沼帶以鹽生植物發(fā)展牧場(chǎng)是大有前景的，我國(guó)許多鹽湖區(qū)的鹽沼帶往往就是重要牧場(chǎng)。有的鹽生植物還有吸取大量鹽堿、改良土質(zhì)的效果。如鹽蒿含豐富的粗脂肪、鉀、鈣等成分，不但是牲畜喜食飼料，還可聚集大量鹽分。據(jù)測(cè)定，每0.66公頃生長(zhǎng)1年的鹽蒿，能吸取鹽土中72公斤鹽和64公斤粗堿。澳大利亞的一種Ataciplex鹽生植物，亦有吸取土壤鹽分特性，并已用其幫助印度改造鹽堿地。據(jù)印度科學(xué)家反映，該植物是極好的飼料和廉價(jià)燃料，對(duì)于將沙漠中的含鹽土壤改造為良田極有意義。阿拉伯聯(lián)合酋長(zhǎng)國(guó)用鹽地上2種藜科遍生性的肉質(zhì)鹽生植物喂養(yǎng)山羊、綿羊，其結(jié)果：羊的體重比用一般干草飼養(yǎng)增長(zhǎng)快，估計(jì)每公頃鹽地的鹽生植物的收獲量可養(yǎng)20只羊。”
我國(guó)的沙漠和沙漠化土地主要分布在西部及西北部的北緯37°～42°之間，現(xiàn)有沙漠戈壁116.2萬(wàn)平方公里，加上沙漠化土地33.4萬(wàn)平方公里，風(fēng)沙化土地3.7萬(wàn)平方公里，共153.3萬(wàn)平方公里，占國(guó)土總面積的15.9%，已超過(guò)全國(guó)耕地的總和。沙漠化土地的分布概貌是：大興安嶺兩側(cè)的半干旱地帶約占41%；干旱草原的荒漠草原地帶約占32%，西部干旱荒漠地帶約占27%。近年來(lái)，沙漠面積還以每年約2460平方公里的擴(kuò)張速度在膨脹，每年有3400平方公里的土地沙化，約等于5個(gè)新加坡。
沙漠與沙化土地惟一的弊病是缺水，但其他資源并不匱乏。據(jù)肖洪浪等先生（1999）歸納概括：一是我國(guó)后備土地資源的68%分布在干旱、半干旱地區(qū)，其中沙漠和沙地面積遼闊，類(lèi)型繁多，涉及212個(gè)縣(旗)。二是光熱資源豐富，屬光能資源高值區(qū)。全年日照時(shí)間一般在2500～3000小時(shí)，日照百分率高達(dá)70%～80%，植物光合潛力大，有利于開(kāi)發(fā)優(yōu)質(zhì)特色品種，太陽(yáng)能有著廣泛的利用前景。三是沙漠地區(qū)風(fēng)力資源較大，尤其西北地區(qū)風(fēng)力資源豐富。四是物種資源豐富，有極端生境下的種質(zhì)基因庫(kù)，成為培育抗寒、抗旱、耐鹽、耐沙等治沙植物的珍貴的遺傳材料。沙漠地區(qū)野生經(jīng)濟(jì)動(dòng)植物種類(lèi)繁多，如野生維管束植物，內(nèi)蒙古有2271種、寧夏有1839種、甘肅有2054種、新疆有3270種。這些植物種的生境特殊，尚無(wú)人工栽培的種類(lèi)可以取代。飼用植物約1800種，占全國(guó)總數(shù)70%以上，尤其飼用價(jià)值很高的禾本科、豆科牧草成為許多草地類(lèi)型的優(yōu)勢(shì)品種。食用植物有發(fā)菜、沙棗、沙木耳等數(shù)十種，有獨(dú)特的營(yíng)養(yǎng)成分。藥用經(jīng)濟(jì)植物是沙生植物的重要類(lèi)型，有甘草、麻黃、枸杞、鎖陽(yáng)、蓯蓉、冬蟲(chóng)夏草等700多種，醫(yī)療用途廣泛，許多種類(lèi)每年大量出口，大部分種類(lèi)尚無(wú)栽培品種可取代。野生動(dòng)物種類(lèi)有野駱駝、高鼻羚羊、雪豹、旱獺、白唇鹿、野驢、野馬、盤(pán)羊、黑頸鶴、天鵝、中華秋沙鴨等數(shù)十種國(guó)家級(jí)保護(hù)動(dòng)物。
用相當(dāng)于海水礦物質(zhì)濃度的大陸咸水進(jìn)行綠化，我國(guó)已有成功的范例。塔里木沙漠石油公路全長(zhǎng)522公里，其中446公里在被稱作“死亡之海”的塔克拉瑪干沙漠中穿行，是世界上第一條修筑在流動(dòng)性沙漠上的長(zhǎng)距離等級(jí)公路，沿線沙丘高大，流動(dòng)性強(qiáng)，自然條件惡劣，風(fēng)沙危害十分嚴(yán)重，要保證沙漠公路的暢通必須采取防沙措施。國(guó)家“八五”科技攻關(guān)項(xiàng)目《塔里木沙漠石油公路防沙治沙技術(shù)綜合研究》，選擇出忍耐鹽漬化土和高礦化皮水的耐鹽固沙植物，進(jìn)行了對(duì)比篩選實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)區(qū)的自然環(huán)境是，地處塔里木盆地的中部，年均降水量?jī)H10毫米，地面蒸發(fā)量為3500毫米左右，含鹽的地下水不斷隨土壤毛細(xì)管上升，易溶鹽分在土體和土表中聚積，致使土壤中的鹽分逐漸增多形成鹽霜、鹽結(jié)皮、鹽結(jié)殼、鹽積層，在沙漠邊緣及腹地局部造成大面積的鹽漬土。區(qū)內(nèi)土壤鹽清化程度極重，表層含鹽量一般為50～200克/公斤，個(gè)別鹽土的結(jié)殼層含鹽量還高達(dá)500～800克/公斤，這樣高的含鹽量不僅國(guó)內(nèi)罕見(jiàn)，世界也少有。雖然極端干旱，但地下水資源卻十分豐富，地下潛水埋藏淺，沿線高大沙丘、沙壟的丘間地下水位深3～5米，個(gè)別地段只有1米左右�？墒堑叵滤|(zhì)特差，很難找到淡水資源。淺層地下水的礦化度一般在5～10克/升左右，所含鹽分以氯化物和硫酸鹽為主，金屬離子主要有K、Na、Ca、Mg。中國(guó)科學(xué)院新疆生物土壤沙漠研究所徐新文等先生（1998）公布了科學(xué)實(shí)驗(yàn)的結(jié)果：
（1）檉柳屬植物的耐鹽性：試驗(yàn)選用剛毛、鄉(xiāng)枝、鄉(xiāng)花、甘肅、甘蒙、長(zhǎng)穗、山川七個(gè)品種。水培液用肖塘礦化度為25克/升的井水配制而成，共配制了10個(gè)梯度的水培液，礦化度分別為：0.5克/升，2克/升，3克/升，5克/升，7克/升，8.5克/升，10克/升，14克/升，20克/升，25克/升（注釋：渤海海水的含鹽量為23‰～31‰），每種檉柳插穗各選取200根并隨機(jī)分成10組，每組20根，分別插入盛有不同含鹽量的水培液玻璃器皿內(nèi)，試驗(yàn)期50天，每日定時(shí)觀察補(bǔ)水，記錄每種檉柳在各個(gè)梯度水培液中生根發(fā)芽的日期、生根串、發(fā)芽率、根、芽生長(zhǎng)量。
試驗(yàn)所取得的資料表明：①七種檉柳在不同含鹽量的水培液中均能生根和發(fā)芽，含鹽量小于10克/升時(shí)開(kāi)始發(fā)芽的時(shí)間基本相同，但當(dāng)鹽水含量超過(guò)10克/升時(shí)，七種檉柳根時(shí)間明顯推遲，當(dāng)含鹽量大于14克/升時(shí)，發(fā)根發(fā)芽時(shí)間出現(xiàn)較大差異。②七種檉柳的不同含鹽量的水培液中發(fā)芽率一般都高于生根率，芽的生長(zhǎng)量均大于根的生長(zhǎng)量。③發(fā)現(xiàn)參試的七種檉柳中，甘肅、長(zhǎng)穗檉柳的耐鹽性最強(qiáng)，在沙漠石油公路生物防沙過(guò)程中，只要提供含鹽量小于25克/升的地下水可重點(diǎn)選用。其次是剛毛和甘蒙檉柳，多花、多枝檉柳的耐鹽性相對(duì)較差。當(dāng)水的礦化度不超過(guò)7克/升時(shí)七種檉柳均可選用。
（2）不同耐鹽物種的配水灌溉生長(zhǎng)表現(xiàn)：選用的植物材料有喬木五種：胡楊、灰楊、小葉白臘、沙棗、白榆。灌木十種：檉柳屬、沙拐棗。草木四種：白莖鹽生草，紅莖鹽生草、駝絨藜、刺沙蓬。利用肖塘25克/升的高礦化度水配成3克/升、6克/升、9克/升、13克/升、25克/升灌溉各類(lèi)植物。試驗(yàn)見(jiàn)到成活的卻能生長(zhǎng)發(fā)育，其平均生長(zhǎng)量無(wú)明顯差異。長(zhǎng)期灌溉25克/升的井水對(duì)植物生長(zhǎng)有無(wú)影響仍需進(jìn)一步觀察試驗(yàn)。
（3）丘間鹽漬地溝種植沙拐棗不灌溉成活率統(tǒng)計(jì)：試驗(yàn)區(qū)設(shè)置塔中路139～140公里處，在一個(gè)南北長(zhǎng)近10公里、東西寬2～3公里的丘間平地上，該區(qū)地表有一層2厘米左右的鹽結(jié)皮，含鹽為47.2克/公斤，從0～100厘米土壤含鹽量逐漸降低，0～30厘米含鹽量14.63克/公斤，30～50厘米含鹽量5.8克/公斤，50～100厘米含鹽量3.23克/公斤。土壤表層有30厘米的干沙層，30～50～100厘米的土壤含水量分別為4.6%、9.83%、27.9%，地下水位2米左右，為了使沙拐棗栽植的根系分布在水分含量比較高的土層里，我們?cè)谇痖g平地上開(kāi)挖1米深的種植溝，3月份將沙拐棗苗栽植于溝內(nèi)，到十月底沙拐棗成活率為50%，平均生長(zhǎng)量為55.57厘米，最高達(dá)101.5厘米，平均冠幅50.93×51.14厘米。
（4）低洼地扦插檉柳成活率與生長(zhǎng)量：在塔中公路139～140公里路邊的低洼地上，表層鹽結(jié)皮含鹽量為129.08克/公斤，鹽結(jié)皮以下為濕沙，10～30～50厘米的土壤合水量分別為8.7%、18.2%、25.4%，地下水位1米，地下水含鹽量20.42克/升。在低洼地上直接扦插甘肅、多花、長(zhǎng)穗檉柳，栽植了頭狀沙拐棗。觀察得到：甘肅檉柳的萌發(fā)率60%，成活率50%，當(dāng)年枝條平均生長(zhǎng)量32厘米；多花檉柳成活率58%，枝條生長(zhǎng)量32.9厘米；長(zhǎng)穗檉柳成活率、萌發(fā)率為20%，當(dāng)年枝條平均生長(zhǎng)量21.8厘米。頭狀沙拐棗萌發(fā)率為60%，但萌發(fā)后逐漸死亡。
（5）固沙草方格內(nèi)植綠試驗(yàn)：在沙漠公路零公里至2公里路段西側(cè)的固沙蘆葦草方格內(nèi)，少量灌溉25克/升的高礦化度水，種植的沙拐棗、梭梭、白梭梭均正常生長(zhǎng)，種植的鹽生草、刺沙蓬長(zhǎng)勢(shì)良好。
（6）結(jié)論：①盡管塔里木沙漠石油公路路線的自然環(huán)境條件十分惡劣，土壤鹽漬化嚴(yán)重，淺層地下水含鹽量高，若能就地開(kāi)采地下水資源，栽植適宜的植物品種，生物防沙措施是完全可行的。②考慮耐鹽植物品種間仍有強(qiáng)弱的差異，研究表明：在丘間低洼地上營(yíng)建生物阻沙林時(shí)宜選用甘肅、長(zhǎng)穗、剛毛檉柳。③在流動(dòng)性強(qiáng)的高大沙丘上，植物材料可選用耐鹽、耐旱、固沙能力強(qiáng)的梭梭、白梭、沙拐棗和鹽生草、刺沙蓬。
塔里木沙漠石油公路沿線地表厚達(dá)2厘米左右的鹽結(jié)皮、表層含鹽量一般為50～200克/公斤，是我國(guó)北方其它沙漠所不常見(jiàn)的。塔里木沙漠防沙治沙在高鹽沙壤里，“灌溉25克/升的高礦化度水，種植的沙拐棗、梭梭、白梭梭均正常生長(zhǎng)，種植的鹽生草、刺沙蓬長(zhǎng)勢(shì)良好”，意味含鹽量為23克/升～31克/升的渤海水，是可以直接用來(lái)沙漠綠化的。如果能夠與沙漠中自產(chǎn)的含鹽量較低的咸水（或淡水）混合使用，那么人工綠化沙漠效果會(huì)更好。
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海水澆出希望果
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http://ishare.iask.sina.com.cn/f/12046672.html?from=like（新浪愛(ài)問(wèn)）
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http://blog.sciencenet.cn/blog-533560-408216.html
海水西調(diào)入新疆尚未獲政府部門(mén)審批立項(xiàng)(組圖)
http://www.sina.com.cn 2010年12月21日12:55 大江網(wǎng)
海水西調(diào)入疆路線示意圖 IC供圖
中國(guó)高科技產(chǎn)業(yè)化研究會(huì)海洋分會(huì)秘書(shū)長(zhǎng)張寶印 □實(shí)習(xí)生 陸燁晚報(bào)記者 程績(jī) 報(bào)道
11月10日，本報(bào)“中國(guó)人物”版塊就 “海水西調(diào)”工程刊登了《引渤入疆改造干旱，樓蘭盛景再現(xiàn)可期》一文。如今，外界關(guān)于“海水西調(diào)”工程的熱評(píng)依舊如潮。專家、網(wǎng)友紛紛各抒己見(jiàn)，支持者有之、反對(duì)者有之。有人愿意第一個(gè)站出來(lái)捐款，有人則將其比喻為“給長(zhǎng)城貼瓷磚；給赤道鑲金邊；給喜馬拉雅山裝電梯”。
作為2010年國(guó)內(nèi)新聞的年終回顧，“海水西調(diào)”作為熱議話題，再次被我們提起。這項(xiàng)工程有何新的進(jìn)展？面對(duì)諸多質(zhì)疑，提案者又將如何解答？本報(bào)記者帶著外界質(zhì)疑的聲音，再次連線中國(guó)高科技產(chǎn)業(yè)研究會(huì)海洋分會(huì)秘書(shū)長(zhǎng)、高級(jí)工程師張寶印，他依然信心十足地表示，“海水西調(diào)”天時(shí)、地利，只差“人和”。同時(shí)，面對(duì)讀者的種種疑問(wèn)，張寶印也分別做了回答。
【事件回顧】
如今，由于干旱缺水造成了我國(guó)西部地區(qū)沙漠化、沙塵暴和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)困難的惡劣生態(tài)環(huán)境，嚴(yán)重危害著當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展和人民生活，緩解當(dāng)?shù)馗珊殿}目迫在眉睫。于是，今年11月5日，在新疆烏魯木齊市召開(kāi)的“陸海統(tǒng)籌 海水西調(diào)高峰論壇”上，來(lái)自全國(guó)各地的專家匯聚一堂，為推動(dòng)“海水西調(diào)”工程出謀劃策。而所謂“海水西調(diào)”，即是要將渤海之水引入沙漠，化戈壁為良田。
早在1997年，西安交通大學(xué)的霍有光教授就大膽提出“海水西調(diào)”的設(shè)想，當(dāng)時(shí)就已經(jīng)挑中“渤海”，作為為新疆送水的取水源。至于為何偏偏是“渤海”，張寶印首先解釋，“海水是取之不盡用之不竭的。渤海距渾善達(dá)克沙地只有400多公里，地理位置非常接近。 ”據(jù)悉，渾善達(dá)克沙地是對(duì)北京氣候構(gòu)成嚴(yán)重危害的最近沙漠之一。渤海灣有黃河、海河、灤河、遼河等大陸河流注入，含鹽量相對(duì)較低，得天獨(dú)厚的地理?xiàng)l件讓渤海成為不二選擇。
張寶印說(shuō)，“海水西調(diào)”最初是從內(nèi)蒙古呼和浩特發(fā)起，后來(lái)才聯(lián)系到新疆，“這是解決西部地區(qū)常年干旱的最好的、也是惟一的解決方法。 ”
值得關(guān)注的是，這一想法純屬國(guó)內(nèi)首創(chuàng)，國(guó)外也并無(wú)先例。
【觀點(diǎn)交鋒】
盡管“海水西調(diào)”的設(shè)想者們?yōu)榇蠹覡I(yíng)造出了一個(gè)完美的 “夢(mèng)想空間”，然而，外界對(duì)于該工程的質(zhì)疑聲仍然不絕于耳。就在17日舉行的一次理事長(zhǎng)會(huì)議中，張寶印和“海水西調(diào)”反對(duì)者進(jìn)行了面對(duì)面的交流，然而，不出意料的是，雙方誰(shuí)都說(shuō)服不了誰(shuí)。
面對(duì)褒貶不一的評(píng)價(jià)，張寶印坦言，自己沒(méi)想過(guò)要公開(kāi)答復(fù)，“沒(méi)必要，也從未考慮。 ”同時(shí)，他認(rèn)為反對(duì)意見(jiàn)有些并不以理服人，甚至有點(diǎn)不公平。那些不公平在于“反對(duì)者不接受可行性論證。 ”
■質(zhì)疑一：生態(tài)、水質(zhì)會(huì)不會(huì)加劇惡化？
在 “海水西調(diào)”的設(shè)想中，被外界質(zhì)疑最多的，不是海水如何被利用，而是引入海水，是否會(huì)影響內(nèi)陸土壤結(jié)構(gòu)，造成不可逆轉(zhuǎn)的生態(tài)影響。張寶印在接受上一次采訪中就明確表示，這絕不會(huì)造成任何后果。
而這次，又有網(wǎng)友提出，如果渤海的海水被大量抽取，渤海的水量將從黃海補(bǔ)充，但黃海海水的鹽分比渤海高，這樣一來(lái)勢(shì)必會(huì)給渤海的整個(gè)生態(tài)帶來(lái)災(zāi)難性的影響。 “那么多的海水調(diào)過(guò)去，渤海和新疆的生態(tài)最終都會(huì)惡化。 ”面對(duì)如此嚴(yán)峻的“后果”，張寶印卻不以為然。 “黃海海水的海鹽度也不是很高，調(diào)水一舉只有好處。 ”張寶印告訴記者，渤海灣的海水與太平洋相連，一般自凈周期為5年，而引入渤海灣海水，能夠?qū)艋芷谌藶榭s短，促進(jìn)渤海灣地區(qū)環(huán)境變化，甚至促進(jìn)養(yǎng)殖業(yè)發(fā)展。
即便如此，也有人提出，現(xiàn)在渤海受重金屬和有機(jī)污染問(wèn)題嚴(yán)重，赤潮頻頻發(fā)生，近海海域水質(zhì)惡化日趨明顯，這樣是否會(huì)影響日后入疆水質(zhì)。對(duì)此，張寶印表示，在研討過(guò)程中，相關(guān)的專家已經(jīng)草擬出污水處理的凈化方案。同時(shí)，他也向記者描繪了一幅藍(lán)圖，“海洋化工也能在其中發(fā)揮作用，經(jīng)過(guò)淡化和凈化程序之后，得鹽、鉀、鎂等物質(zhì)，還能再綜合利用。 ”
而目前，山東和遼寧等地也都配有現(xiàn)成的大型淡化設(shè)備，國(guó)內(nèi)鹽化工的發(fā)展也進(jìn)行了將近二十年，張寶印認(rèn)為，所有的技術(shù)都是成熟的。 “我們的技術(shù)水平不比國(guó)外的差。”對(duì)于外界所稱的天價(jià)設(shè)備，張寶印表示，“設(shè)備費(fèi)用可大可小，少的100萬(wàn)就能做到了。 ”
■質(zhì)疑二：水成本價(jià)格如何得出？
在上次的采訪中，張寶印給記者算的“水成本”賬讓許多網(wǎng)友大呼“不可思議”。許多人還親自列出清單，反駁“一噸水成本4塊”的說(shuō)法。當(dāng)記者再次求證張寶印時(shí)，他說(shuō)，這是經(jīng)過(guò)淡化、輸水、電能直到煤化工的一整條程序之后得出的成本費(fèi)。其中，經(jīng)過(guò)淡化和凈化處理后，分解出的物質(zhì)可以再利用，而創(chuàng)造出的財(cái)富就可以補(bǔ)貼水的“路費(fèi)”。加上如果利用風(fēng)力發(fā)電傳輸以2塊錢(qián)一噸計(jì)算，使用能源降了價(jià)，成本將大大小于電能支出。這樣，調(diào)水的路費(fèi)大概是每噸4塊，到達(dá)煤化工時(shí)，一噸水的成本將在8塊左右，小于10塊。雖然這比他先前說(shuō)的“4塊”版本翻了一番，但也遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于網(wǎng)友提出的 “幾十塊錢(qián)”的版本。
不過(guò)，究竟是用何種能源傳輸水源，張寶印并沒(méi)有給出確定的答復(fù)。而這也恰恰是成本的關(guān)鍵因素，目前看來(lái)，“每噸8塊”的說(shuō)法，也只是基于能源差價(jià)的前提之下而成立的。
■質(zhì)疑三：管材選用玻璃鋼管是否合適？
由于路途遙遠(yuǎn)，輸送水源的管材問(wèn)題也受到了極大的關(guān)注。據(jù)了解，專家已初步確定運(yùn)輸材料選用玻璃鋼管。不過(guò)，玻璃鋼管作為一種新型材料，許多人對(duì)它還很陌生。于是，針對(duì)玻璃鋼管的一系列問(wèn)題也隨之而來(lái)。例如，玻璃鋼管是埋地下還是高架？采用何種密封技術(shù)？如何解決結(jié)垢現(xiàn)象？是不是要添加消毒劑或者阻垢劑？這些問(wèn)題，對(duì)于運(yùn)輸物流來(lái)說(shuō)，也實(shí)屬迫在眉睫。張寶印告訴記者，自己作為管材技術(shù)的外行人，對(duì)于具體工藝并不十分清楚。但他表示，玻璃鋼管的穩(wěn)定性強(qiáng)，一般可使用20-30年，并且不易被海水腐蝕。 “它不是金屬制成的，所以結(jié)垢一說(shuō)很難成立。 ”
據(jù)了解，11月5日召開(kāi)的高峰論壇上已經(jīng)有相關(guān)公司參與到工程的討論當(dāng)中。
張寶印也曾向記者介紹，“工程初步計(jì)劃采用直徑為8米的玻璃鋼管，以走高架的方式送水，目前看來(lái)，基本能滿足輸水需求。進(jìn)入內(nèi)陸的海水，第一步將會(huì)通過(guò)半透膜過(guò)濾法，達(dá)到淡水與鹽分離的目的，從而保證后期進(jìn)入內(nèi)陸的水源變?yōu)榈�，避免海水流�?jīng)內(nèi)陸帶來(lái)土地鹽堿化等危害。 ”
■質(zhì)疑四：新疆地方政府至今不表態(tài)？
有人曾指出，現(xiàn)在關(guān)于 “海水西調(diào)”的話題已經(jīng)逐漸形成“圍觀效應(yīng)”，討論的人不少，但真正的“受益者”卻不見(jiàn)蹤影。光聽(tīng)專家們激烈爭(zhēng)論著，吆喝了老半天，殊不見(jiàn)新疆地方政府的表態(tài)，這讓引水工程變得撲朔迷離。而此前，亦有記者致電新疆發(fā)改委，辦公室人員稱，任何關(guān)于“海水西調(diào)”的問(wèn)題他們不做回答，請(qǐng)聯(lián)系自治縣人民政府。而新疆水利廳辦公室主任也直接將皮球踢給了秘書(shū)，迅速掛斷電話。
那么，當(dāng)?shù)卣烤怪С诌�是反對(duì)呢？當(dāng)記者詢問(wèn)張寶印是否了解此情況時(shí)，他坦言，“目前，新疆自治區(qū)政府還沒(méi)有表過(guò)態(tài)，他們還有些懷疑態(tài)度。 ”
■質(zhì)疑五：史無(wú)前例，何來(lái)自信？
眾所周知，“海水西調(diào)”工程之所以被稱為“天方夜譚”，正是因?yàn)樵诖酥�，�?guó)內(nèi)外都沒(méi)有先例可循。
更有網(wǎng)友指出，就連迪拜這樣既靠海又富有的地方，都沒(méi)有用這種方式緩解沙化問(wèn)題。國(guó)人何來(lái)自信認(rèn)為這個(gè)方法行得通呢？
張寶印給出了“因地制宜，規(guī)模不一樣，條件不一樣”的解釋。隨后，他又向記者介紹了關(guān)于系統(tǒng)處理的基本原理。
【最新進(jìn)展】
張寶印告訴記者，在上一次高峰論壇之后，業(yè)內(nèi)并沒(méi)有就“海水西調(diào)”的課題再次召開(kāi)研討會(huì)，不過(guò)在明年年初，依然會(huì)在北京和新疆兩地召開(kāi)。雖然目前，“海水西調(diào)”工程尚未得到政府部門(mén)的審批立項(xiàng)，可行性論證也為此得不到實(shí)施，但張寶印表示，即使面對(duì)不贊成的聲音，一切工作都在進(jìn)行之中。 “實(shí)際工作在做，沒(méi)有受到影響。 ”
作為中國(guó)高科技產(chǎn)業(yè)研究會(huì)海洋分會(huì)的秘書(shū)長(zhǎng)，張寶印希望，學(xué)會(huì)能作為一座強(qiáng)梁，宣傳推廣 “海水淡化利用”，發(fā)揮穿針引線的作用，挖掘出浩瀚大海的無(wú)窮潛能。來(lái)源：新聞晚報(bào)
