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本功能区指相连的两部分。一部分是河网平原的垸田、内湖;另一部分是湘、资、沅、澧四水,新墙河、汨罗江下游冲积平原或尾闾部分。
本功能区光热资源丰富,太阳年辐射总量达41860~460580J/cm2,其中作物生长季节(4~10月)太阳年辐射总量达317359.44J/cm2;年日照时数有1650~1870h,日照率为37%~42%,是省内日照最多的地区,全区年不小于10℃的积温达5200~5350℃,无霜期270~280d,能满足农作物生长发育的光热要求。由长江和湘、资、沅、澧四水及新墙河、汨罗江的冲积物为成土母质发育的土壤,养分充足,质地优良,加之容水丰富,灌溉方便。故对农作物的宜种性很广,粮、棉、麻等皆为本区的优势作物。虽然其面积不到湖南总面积的20%,但农林渔牧总产都占全省的40%,其中粮食占49%,棉花占81%,麻占90%以上。因此本区农业地质环境总体是优良的,但也存在以下几个问题。
1.土壤潜育化问题
1)从总体看,本区潜育化土壤比较严重。1970年代第二次土壤普查确定有18.18万km2;1997年长江水利委员会用卫片量算结合实地检验确定有20.94万hm2;长江委等有关专家基于三峡水库运行后认为枯水期洞庭湖地下水位升高,潜育化趋于严重,预测将提高一倍达42.6万hm2。实际上三峡水库运行后通过三个枯水期对洞庭湖区水位和地下水位观测,没有升高而是大幅度下降。因此就这一点来说,影响农业地质环境最为严重的土壤潜育化将缓解而且脱潜育化土壤将增加。不过这是目前所得出的认识,从长远讲,因洞庭湖处于扩大状态,被大堤圈围的垸田,地下水位整体将向升高方向发展,故潜育化仍有趋于严重之可能。
2)从局部看,本区的构造沉降是不均匀的,被大堤圈围的垸田没有泥沙补充,当处于构造沉降相对较大地段,地下水位就相对上升,潜育化趋于严重,反之亦然。从各采样点地下水位情况与第一章关于洞庭湖区42个水尺基准点高程变化情况(参见表1-5)基本一致,例如:
090号点地下水位小于60cm,是处于益阳长春下降幅度达14.39~18.18mm地区;
092号点地下水位大于80cm,是处于沅江共双茶洞庭红下降幅度仅1.92mm地区;
093号点地下水位小于60cm,是处于沅江共双茶幸福港下降幅度达12.50mm地区;
094号点地下水位大于70cm,是处于沅江草尾下降幅度为零的地区;
095、096、097三个点地下水位都小于60cm,它们是处于南县梅田湖、三仙湖下降幅度达12.40~24.00mm地区。
098号点地下水位大于100cm,是处在黄山头上升区之旁。
上述采样点的地下水位与构造沉降相对大小是一致的。因此在构造沉降相对较大地区,潜育化程度将趋于严重,这一点应采取措施疏排地下水;同时在耕作技术上应以水旱轮作为主。
2.土壤地球化学问题
1)河网平原垸田区土壤现有的地球化学特点,污染有害元素的含量符合国家土壤质量一二类标准,土壤的养分元素充足,质地良好,故本区土壤质量整体是好的和比较好的。但是已有的资料也充分表明,由于洞庭湖从历史(过去)到现在污染加剧,农业施用化肥和农药加重,已经使土壤比自然土壤的许多元素,特别是一些污染元素增高。这一方面使土壤质量变差,另一方面使土壤养分含量失衡。因此要保持这种良好的土壤质量环境,唯有在防治洞庭湖的污染和平衡施肥及多施有机肥方面做文章。
2)四水和新墙河、汨罗江下游冲积平源或湖域尾闾范围的土壤地球化学与河网平原垸田区除有相似特点外,主要不同处是长、株、潭工业区以及岳阳市、常德市、益阳市等工业区的三废都排放这些河流,随着工业化进程的加快,三废排放愈趋严重,已经使河流冲积物有害污染元素严重超标,而且也涉及沿河农业土壤,例如湘阴县城关湘江段湘江冲积层014号样Cd,Hg等严重超标,在其一堤之隔的稻田土壤的015号样(图4-7)Cd,Hg含量也大高于一般稻田土壤,如Cd达0.73mg/g、Hg达0.15mg/g,Cd超过了二级土壤质量标准。至于长、株、潭地区沿湘江土地主要受工业污染,土壤Cd污染极为严重,不少作物的镉含量已超过国家食品卫生标准,如长沙市蔬菜研究所提供的一份资料(表4-21),市郊一些蔬菜基地所种蔬菜不少超标。因此本区最大的农业地质环境问题是工业“三废”排放对土壤的污染,这个问题已经引起有关方面的注意,但要解决这个问题是很困难的,按现有技术水平可考虑用下列方法:
图4-7 014号、015号采样点布置图
表4-21 长沙市一些蔬菜基地的蔬菜铅、镉平均含量 (mg/g)
第一,施用石灰提高土壤的pH值,使在酸性条件下易于溶解的Pb、Cd等在碱性条件下难溶解而不被作物吸收。
第二,实施地球化学工程施用环保型矿物肥料,例如海泡石长效肥以海泡石强吸附作用吸附土壤中的重金属不被作物吸收;笔者曾通过小白菜栽培试验研究,证明施用海泡石长效肥后能降低镉含量30%~60%。
第三,采取“重金属低富集轮作”。重金属低富集轮作是对生态效应方法的应用,生效效应方法的理论基础:一是作物对土壤环境具有自我协调与之相适应的功能,不同作物功能是不同的;二是土壤环境中提供的元素并非对所有作物相同而是有生态相对性;三是环境中的养分或元素的存在状态及其*因子对同一作物存在差异。以上三点从“生物对环境适应的分子机理”来说,是“作物对吸收养分(或元素)具有显著的基因型差异”。因此作物对元素,如Cd,Pb等有害元素吸收能力是不一样的,存在很大差异,所谓重金属低富集轮作以Cd为例,就是对Cd污染严重土壤种植难富集Cd的作物;对Cd污染轻的土壤就种植易富集Cd的作物。这样既充分利用了土地,又生产出合格农产品。
第四,调整农业结构,改种不供人畜食用的经济作物,如桑、麻、棉及观赏绿化林木等,后者在本区近年有很大发展,但种植时只考虑交通等区位条件,而未考虑对土壤质量的合理利用。
3.其他地质作用问题
前已述及三峡水库的运行由于枯水期洞庭湖水量减少所导致的一系列问题都主要是影响本功能区,诸如血吸虫疫区扩大,东方田鼠害加重、冬春旱情加重,以及防洪大堤工程地质出现新问题等。这一些问题都会严重地影响本功能区的农业地质环境,而对这些问题的解决除了靠天降雨不出现旱情外,恐怕就要从三峡水库启用给长江中游地区带来料所不及的新的生态问题的整体解决考虑,总的来说就是要缓解洞庭湖枯水期缺水问题。