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期刊:Land Degradation & Development

论文标题:A Review of Classification, Causes, and Amelioration of Global Salt‐Affected Soil Based on the Meta-Analysis

第一作者: Bing Liang

通讯作者: Xian Xue (xianxue@lzb.ac.cn)

第一单位: 中国科学院西北生态环境资源研究院

发表时间:2025年

DOI:10.1002/ldr.5619

研究背景

土壤盐碱化是威胁全球农业可持续发展的“顽疾”,影响着全球约 1700 万平方公里的土地。根据盐分和碱化度,受影响土壤通常被分为三类:盐土 (Saline)、碱土 (Sodic) 和 盐碱土 (Saline-Sodic)。 尽管目前已有多种物理、化学和生物改良措施,但面对复杂的土壤类型和多样的改良剂(如石膏、生物炭、纳米材料等),如何进行“精准选药”仍是难题。特别是缺乏全球尺度上关于混合改良剂(Mixed Conditioners)协同效应的定量评估,导致实践中往往存在盲目性。

研究设计

本研究采用全球Meta分析方法,系统整合了来自世界各地的254项同行评议研究案例。

研究对象: 涵盖盐土、碱土、盐碱土三大类型。

改良剂分类: 归纳为7大类,包括石膏(Gypsum)、无机物(Inorganic matter)、有机物(Organic matter)、生物制剂(Biological agents)、生物炭(Biochar)、聚合物(Polymer)、工业副产物(Industrial by-products)及纳米材料(Nanomaterials) 。

分析指标:量化了改良剂对土壤盐分指标(EC, pH, ESP, SAR)、养分指标(TN, AP, AK, SOC)及微生物特性(MBC)的影响。

主要发现

1️⃣ 盐土 (Saline Soils):石膏是降碱“急先锋”在盐土中,石膏的应用效果最为显著,使土壤 pH 值降低了 13.4%,并显著降低了交换性钠百分比 (ESP)。然而,值得注意的是,单一石膏处理对电导率 (EC) 的降低效果有限 。

2️⃣ 碱土 (Sodic Soils):混合改良剂与生物炭的“高光时刻”

脱钠最强:混合改良剂通过协同效应,使碱土的 ESP 惊人地降低了 58.6%。

固碳最优:生物炭表现出卓越的固碳能力,使土壤有机碳 (SOC) 提升了 65.7%。

警惕反弹: 在碱土中施用石膏可能导致 EC 上升 21.0%,这是由于溶解出的 Ca2+ 和 SO42− 增加了离子浓度,需配合良好的排水措施 。

3️⃣ 盐碱土 (Saline-Sodic Soils):混合施用激活“生命力”对于复杂的盐碱土,混合改良剂不仅有效降盐,还显著改善了生物学性质,使微生物生物量碳 (MBC) 增加了 68.8%,速效磷 (AP) 增加了 97.6%。

4️⃣ 田间 > 实验室,长效 > 短效

环境差异: 田间实验的脱盐效果(EC效应值 -0.26)优于实验室控制条件(效应值 0.04),表明自然淋洗和环境因子的参与对脱盐至关重要。

时间效应: 改良处理时间超过 3年 的效果显著优于短期处理,表明持续管理是盐碱地修复的关键。

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机制解析

路径分析揭示了驱动盐分降低的核心机制:

主导因素:改良剂自身的特性是盐分降低的首要驱动力(路径系数 -0.847),其影响力远超环境因子和土壤初始性质 。

作用路径:

离子置换: 如石膏提供的 Ca2+ 置换胶体上的 Na+。

结构改善: 有机物和聚合物促进团聚体形成,增加孔隙度,加速盐分淋洗。

协同效应: 混合改良剂通过“有机-无机”互补,既提供了置换离子的钙源,又提供了改善结构的碳源,构建了物理-化学-生物的立体改良网络 。

科学意义

分类施策: 提出了基于土壤类型的差异化修复框架——盐土重在“降pH”,碱土重在“降ESP并补碳”,盐碱土重在“综合调理”。

实践指南: 纠正了“石膏万能”的误区,指出了在碱土中单独使用石膏可能带来的EC升高风险。

未来方向: 强调了在干旱区需结合节水技术,而在湿润区需防止有机碳过快矿化,为全球不同气候区的盐碱地治理提供了科学依据 。

一句话总结

治盐需“辨症施治”:盐土首选石膏降碱,碱土依靠混合剂脱钠。

(生态修复网)