近10年艾比湖湿地不同植物群落土壤水分-盐分-养分变化特征

为研究新疆准噶尔盆地艾比湖湿地不同植物群落近10年土壤水盐及养分的动态变化,以环湖1周160km范围内的典型植被梭梭-柽柳、梭梭、胡杨、芦苇群落为研究对象,分析其在2006和2015年土壤含水量、盐分含量、pH值和有机质含量的变化和空间分布特征。结果表明:(1)近10年艾比湖湿地不同植物群落土壤有机质含量和含水量明显下降且整体水平较低,二者分别下降了24.65%~48%和5.41%~20.16%;土壤含盐量、pH值分别上升81.92%~128.74%和2.99%~4.21%,土壤盐碱程度加强。(2)通过土壤水分-盐分-养分空间分布分析显示,各群落近10年土壤盐渍化增加、养分降低程度大小表现为梭梭-柽柳群落>胡杨群落>梭梭群落>芦苇群落,其中梭梭-柽柳群落土壤达到重度盐化水平,有机质降到6级,而其他群落土壤均为中度盐化,有机质为4级,但芦苇群落土壤退化程度较小。研究发现,近10年艾比湖湿地不同植物群落土壤养分不断下降、水分含量降低、盐渍化程度加剧,土壤处于退化状态;土壤质地、降水和气温暖干化是不同植物群落下土壤退化程度差异的基础,人口、耕地面积和农业用水等人类活动使各群落土壤退化程度的差异更加显著。

艾比湖湿地土壤水分-盐分-养分空间异质性分析

为了解艾比湖湿地土壤水分-盐分-养分空间异质性,在环湖一周160 km范围内,以湖心质点为中心,将艾比湖湿地划分为东北、西北、西南、东南4个区域,于2014—2015年5、8月采样,对表层(0～20 cm)土壤含水量、盐分、养分、pH值空间异质性进行研究,结果表明:不同区域土壤盐分、养分、pH值8月高于5月,土壤含水量则相反,其中土壤含水量、盐分、养分属于中等变异,土壤pH值为弱变异;5、8月不同区域土壤盐渍化在中度盐化与盐土化水平之间,pH值呈碱性或强碱性,土壤养分等级较低,总体较为贫瘠。球状模型、指数模型、高斯模型能较好地描述艾比湖湿地土壤空间变异特征,决定系数变化范围为31%～96%;不同区域土壤含水量块金系数小于34%;除5月西南部土壤pH和东北部土壤养分外,不同区域土壤盐分、pH、养分块金系数均小于25%;土壤盐分、pH、养分的Moran′s I(莫兰)系数波动均较大,表明空间相关性较强。从空间上看,5、8月土壤含水量呈带状分布,高值区出现在西北部与西南部,低值区主要在东南部与东北部;土壤盐分高值区主要在西北与东南部,低值区在西南部与东北部;土壤pH高值区主要在西北部及湖周围;土壤有机质、全氮高值区都出现在西北部、西南部,土壤全磷呈无规则斑点状分布,高、低值区较为分散。研究发现,影响艾比湖湿地空间异质性的因素中,土壤盐分、pH、养分主要受结构性因素影响,土壤含水量受结构性因素和随机性因素共同影响。

玛纳斯河流域出苗期棉田土壤膜下滴灌前后水分-盐分-养分运移分析

【目的】研究棉花出苗期膜下滴灌前后土壤水盐和养分的运移规律,为控制棉田土壤次生盐渍化、提高棉花出苗率和提升幼苗品质提供数据支持和理论依据.【方法】在玛纳斯河流域安集海灌区,采集滴头处、覆膜边缘处和膜间0~60 cm土壤,分析棉花出苗期棉田土壤水分-盐分-养分在滴灌前、滴灌后第2天、5天、7天的时空变化.【结果】在滴灌后,土壤含水量在垂直方向上呈现出由地表向深层递增的趋势;土壤盐分呈现出在垂直方向上从深层土壤向地表和水平方向上从滴头处向膜间的双向迁移的分布特征,在膜内40 cm以下和膜间20 cm以下形成积盐区,脱盐率随着时间推移分别为53.6%、35.1%、0.6%;土壤铵态氮和硝态氮呈现出从地表至土壤深层和滴头处至膜间双向累积的分布特征.【结论】土壤水盐时空变化的主要影响因素是时间的推移和土壤蒸发作用,弱碱性土壤加快铵态氮向硝态氮的转化速率从而导致土壤硝态氮累积而表层铵态氮含量下降.

玛纳斯河流域棉田膜下滴灌前后土壤水分-盐分-养分运移分析

以玛纳斯河流域安集海、莫索湾和下野地灌区为研究对象,通过采集滴头处、覆膜边缘处和膜间0~60 cm土壤,分析了3个灌区在2019年5、8、10月棉田土壤水分-盐分-养分在滴灌前后的运移规律及其差异。结果表明:(1)5和8月滴灌后,3个灌区土壤含水量均在增加,且变化显著,表现出规律一致性,5月时,3个灌区土壤剖面盐分由滴头处向膜间均在脱盐,8月时,安集海灌区土壤盐分在滴头处30 cm以下至膜间10 cm以下形成积盐区;莫索湾灌区呈现出在垂直方向上由地表向深层、在水平方向上由滴头处向膜间双向脱盐的分布特征;下野地灌区在膜间40 cm以下形成积盐区。土壤pH值、铵态氮和硝态氮在5和8月滴灌后变化不一致,存在规律的异质性。(2)土壤盐分在5~10月均表现出下野地灌区>莫索湾灌区>安集海灌区,季节性差异不明显,安集海灌区和下野地灌区均表现出积盐现象,积盐率分别为7.4%和45.2%;莫索湾灌区则呈现出脱盐状态,脱盐率为5.7%,安集海和下野地灌区在5~10月的土壤含水量均值表现出降低趋势,分别降低了9.4%和14.5%;莫索湾灌区则呈现出增加趋势,增幅为12.1%。3个灌区土壤pH值、铵态氮和硝态氮在5~10月呈现出明显的季节性差异。(3)不同的土壤质地和地下水埋深是影响3个灌区土壤滴灌前后水分运移规律存在差异的主要因素;水分运移是盐分迁移和分布的主要影响因素,地下水矿化度和施肥对于3个灌区盐分变化差异影响有限。