滨海重盐碱地不同土地利用方式的水盐特征

盐碱地的水盐特征对盐碱土的性质及其合理利用有着重要影响,通过对黄河口附近东营市利津县毛坨村的盐碱荒地、柽柳地、草地、棉花地和葡萄地等利用方式的6月份土壤水分、盐分离子0-190cm土壤剖面的特征变化研究,为黄河三角洲地区盐碱土的合理施肥、科学灌溉、改良以及利用提供科学依据和技术支持。结果表明,不同土地利用方式中,盐碱荒地的水分含量低,而pH恰好相反;水分含量均随着土壤深度增加呈增加趋势。滨海盐碱地离子构成以Cl-、Na+为主,SO42-、K+普遍缺乏,属于氯化物型,总体为Cl->Na+>HCO3->Ca2+>Mg2+>SO42->K+>CO32-。东营滨海盐碱地盐分和8大离子在0-190cm土壤剖面垂直分布呈现"V"型,即随着土体深度增加呈先急剧减少后缓慢增加趋势。长期种植农作物,可以提高盐碱土pH,有效减少盐碱地水分、盐分含量,改良盐碱地盐分构成,使盐碱化程度显著降低。

玛纳斯河流域中下游地区不同土地利用类型的水盐特征

在4、5、6、7、8月末研究玛纳斯河流域中下游地区盐碱地的4种土地利用类型(荒地、林地、葡萄地、棉花地)土壤水盐含量及动态变化特征,旨在为该流域盐碱地的改良、合理灌溉和施肥提供科学依据。结果发现,在不同月份间,4种土地利用类型对盐碱地土壤水盐含量及其随时间变化的动态特征影响较大且复杂。棉花地、葡萄地、林地的土壤p H值在每个月间均显著低于荒地,而含水率显著高于荒地。玛纳斯河流域中下游地区土壤离子构成以Na+、Ca2+为主,HCO3-、CO32-普遍缺乏,总体为:Na+>Ca2+>Mg2+>K+>SO42->Cl->HCO3->CO32-。棉花地、葡萄地、林地的土壤Na+、K+、Cl-、CO32-显著低于荒地,并在不同月份间其含量变化较大。结果表明,不同土地利用类型对玛河流域中下游地区的盐碱土壤水盐含量和其随时间变化的动态特征影响较大,但均能不同程度地降低该地区盐碱土壤水盐含量。

乌伦古湖水盐特征变化及其成因分析

通过多途径获取到1958-2010年间相对连续的乌伦古湖水位和矿化度年际系列,对湖泊水位和矿化度的较长年际变化,及空间变化情况进行了分析。结果表明:自1958年以来,乌伦古湖大、小湖水盐变化经历了同步加速萎缩、不同步萎缩和水盐关系紊乱3个显著不同阶段;大湖矿化度进一步均匀化,小湖由淡水系统向微咸水系统转变,湖泊生态劣变趋势加剧。在流域水资源系统先天不足的前提下,长期以来高强度过度利用和水资源的不科学调度管理,是导致乌伦古湖水盐系统变化、紊乱的根本原因所在。

桑干河流域典型粮果农田土壤水盐氮分布特征

桑干河流域是建设首都水源涵养功能区和生态环境支撑区的主要流域,针对目前流域内面源污染和土壤退化等生态问题,探究不同农田系统土壤水盐氮分布特征对于区域科学管理土地资源和调控水盐肥具有重要意义。以桑干河流域3种典型的农田利用方式(杏园、雨养玉米和灌溉玉米)为研究对象,通过野外取样与试验分析对不同农田利用方式土壤剖面水、盐和硝态氮分布规律进行研究,进而明晰土壤盐氮潜在淋溶风险。结果表明:①不同农田类型中灌溉玉米土壤含水率和电导率均值最高,杏园含水率最低,而电导率接近于雨养玉米。②土壤盐分离子组成以Na^(+)和SO_(4)^(2-)为主,K^(+)、Mg^(2+)和Cl^(-)相对较少,灌溉玉米中Na^(+)、K^(+)和Mg^(2+)均显著高于杏园。③土壤水盐分布因农田利用方式的不同而存在明显差异且分布复杂,杏园土壤电导率与盐分离子垂直分布呈橄榄形,雨养玉米SO_(4)^(2-)和电导率表现为中上多、底部少,灌溉玉米Na^(+)呈S形波动。④灌溉玉米NO_(3)^(-)-N平均累积含量明显高于雨养玉米和杏园,剖面分布为上下多、中间少的特点,且深层土壤NO_(3)^(-)-N均值达14.6 mg/kg,具有潜在的硝态氮淋溶风险。⑤不同利用方式土壤Mg^(2+)和SO_(4)^(2-)分别与含水率和电导率呈极显著正相关,其是控制区域水盐变化的重要因子。综上,不同农田利用方式对土壤水盐氮分布特征影响差异明显,灌溉玉米土壤水盐氮含量明显最高,需采取合理的水肥管理措施,减缓环境污染风险。

河北坝上林田湖草土壤水盐氮分布与累积特征

[目的]探索干旱半干旱区土壤水盐氮的分布规律,为防治地下水面源污染和实现水土资源可持续利用提供依据。[方法]选取河北坝上地区4种典型的土地利用类型(林、田、湖、草),分析土壤水分、盐分以及硝态氮的变化特征,阐明不同土地利用类型土壤剖面的水盐氮分布规律。[结果]①不同土地利用方式中,安固里淖干涸湖底的土壤水盐含量最高,平均含水率达60.18%,且土壤水盐分布均表现出中等变异性,含水率变异程度更大。②林地、旱作农田和安固里淖干涸湖底0—220 cm土壤水盐分布规律基本一致,分别呈振荡型、均匀型和底聚型,而草地的水盐分布存在差异。③盐分离子在4种土地利用类型间均具有显著差异(p<0.05),其构成以SO_(4)^(2-)为主,K^(+),Mg^(2+)和Ca^(2+)普遍缺乏。④安固里淖干涸湖底土壤剖面平均硝态氮含量高达134.18 mg/kg,在林地和旱作农田分布呈表聚型,在安固里淖干涸湖底呈中间少、上下多的特征。草地硝态氮上层土壤累积明显。⑤林田湖草土壤硝态氮均与K^(+)存在显著或极显著正相关,K^(+)是控制区域硝态氮变化的主要因子。[结论]河北坝上林田湖草土壤水盐氮分布具有明显的差异性,安固里淖干涸湖底土壤水盐氮含量显著高于其他3种土地利用类型,对地下水造成严重的潜在污染。

盐结皮厚度对土壤水盐分布特征的影响

土壤盐结皮对干旱区土壤演化和生态水文过程具有重要影响,目前的研究对于盐结皮土壤的水盐分布特征涉及较少,并且未考虑盐结皮厚度的影响,导致研究结果存在较大差异。因此,通过室内模拟试验,设置4种初始盐分浓度(0 g·L^(-1)、10 g·L^(-1)、150 g·L^(-1)和250 g·L^(-1))以获取不同盐结皮厚度(4.5 mm、6.6 mm和7.3 mm),采用部分重复逐步退出的方法对比分析土壤剖面水盐的动态变化。结果表明:(1)对比无盐处理,含盐处理盐结皮越厚,土壤剖面含水量越大,含盐量变化幅度越小。(2)试验结束时,4.5 mm厚度盐结皮土壤含水量分布特征和无盐处理相似,6.6 mm和7.3 mm厚度盐结皮土壤剖面含水量显著大于无盐处理(P<0.05)。(3)试验结束时4.5 mm、6.6 mm和7.3 mm厚度盐结皮土壤剖面最小含盐量相比初始含盐量分别减小了90.5%、46.3%和32.1%。研究结果验证了盐结皮厚度会对土壤水盐分布产生较大影响,因此建议未来对于盐结皮土壤水盐分布特征的相关研究需综合考虑盐结皮厚度的影响。

黄河三角洲地区土壤水盐空间变异特征研究

运用传统统计学和地统计学相结合的方法研究黄河三角洲地区表层土壤盐分、pH与含水量的空间变异特征。结果表明:土壤盐分较高且呈一定的碱化趋势;盐分与含水量为中等变异强度,pH为弱变异强度。受结构性与随机性因素的共同作用,盐分、pH与含水量均表现为中等空间相关性。分维数与Moran′s I系数分析均表明,盐分、pH与含水量的空间依赖性小,随机性因素是引起空间异质性的关键原因。Kriging插值与相关性分析表明,盐分和pH的分布存在着空间负相关性,且盐分与pH、含水量均呈显著负相关,盐分过高是导致pH降低的重要因素,含水量可为判断旱季表层土壤盐分高低提供一定参考。

现代黄河三角洲潮土水盐与野外光谱特征浅析

土壤水分、盐分时空变异强,是影响土壤光谱特征的两个重要因素。土壤水分、土壤盐分之间关系、土壤水分、盐分与土壤光谱特征之间关系如何直接关系到利用遥感光谱信息监测土壤盐渍化的精度。通过对在2007年10月利用Hydra土壤水分/盐分/温度三参数测试仪获得的现代黄河三角洲潮土水分、盐分数据和同点利用ASD FieldSpecRProFR便携式分光辐射光谱仪获得的潮土野外光谱同步测量数据进行了分析,探讨了现代黄河三角洲潮土10cm(包括潮土和盐化潮土两个亚类)水盐特征和土壤表面野外光谱特征之间的关系,结果表明:潮土土壤水分与土壤电导率之间的关系可用二次方程曲线拟和,盐化潮土拟和度更高,当WFV>0.275和WFV>0.209时,盐化潮土和潮土分别随着土壤水分的增加土壤电导率不断增加。与原始野外光谱相比,包络线消除法后光谱波段与土壤水分和土壤电导率之间的Pearson相关性都有不同程度的提高,并利用包络线消除法后的波段分别建立了潮土和盐化潮土土壤水分、土壤电导率逐步回归预测方程,为动态水盐条件下盐渍化土遥感监测提供了理论依据。

平原水库周边天然生态林地水盐动态变化特征分析

为揭示平原水库周边无灌溉生态林地水盐分布特征,2013-2014连续两年开展生态林地的地下水埋深、矿化度、土壤含水率及含盐量逐月监测。结果表明：周边生态林地地下水埋深变化范围在1.18-1.82m之间,水位变化幅度不大,地下水位随季节性变化较小;地下水矿化度变化范围在0.42-4.92g/L之间,呈周期性变化。土壤水分含水量整体随着土层深度的增加而增加。土壤总盐含量在0.24-8.9g/kg之间变化,其中10-40cm土层含盐量变化最为显著,具有明显的盐分表聚现象。

盐渍化灌区土壤水盐时空变异特征分析及地下水埋深对盐分的影响

针对盐渍化灌区土壤盐渍化问题,以河套灌区下游乌拉特灌域为研究区,通过野外实测与室内试验分析结合,采用统计学方法地质统计学原理分析表层土壤(0-20,20-40 cm)及深层土壤(40-100 cm)含水率与盐分(EC值)时空分布和变异规律,以及探求地下水埋深对土壤盐分的影响。结果表明:(1)除6月0-20 cm(9.779%)外,表层土壤含水率变异系数均在12.384%~19.667%,属于中等变异性,深层土壤含水率变异系数较小,在3.513%~9.757%,属于弱变异性;表层土壤盐分(EC值)变异系数在100.845%~129.279%,属于强变异性,深层土壤盐分变异系数均在83.685%~98.853%,属于中等变异性;随着土壤深度的增加,含水率和盐分的变异性都相对减弱。(2)不同时期土壤含水率和盐分在一定范围内具有空间结构特征,均可用高斯模型模拟,各层土壤含水率空间相关度在0.038%~20.408%,各层土壤盐分空间相关度在0.043%~8.374%,均小于25%,说明具有强烈的空间相关性,可以认为主要是受结构性因素的影响,其自相关引起的空间变异性较强。(3)试验区土壤盐分主要集中在北侧盐荒地,由于蒸发强烈,包气带毛细水上升,把深层土壤以及地下水中的可溶性盐类带到土壤表层,致使盐分升高,属于典型的盐分表聚型土壤,需及时防治与治理,同时土壤盐分受地下水埋深的影响较大,随着地下水埋深减小而增大,荒地地下水埋深与土壤盐分满足线性关系,耕地地下水埋深与土壤盐分满足指数关系。荒地0-20 cm土壤盐分含量随地下水埋深变化趋势较大,20-40,40-100 cm土壤盐分含量随地下水埋深变化趋势较小,耕地地下水埋深在1~1.6 m时,土壤盐分含量随着地下水埋深变化趋势较大,当地下水埋深大于1.6 m时,土壤盐分含量随着地下水埋深变化趋势较小。研究结果为河套灌区下游盐渍化土壤的防治与改良提供了重要的理论基础和参考依据。

微咸水水源线源滴灌土壤水盐运移特征试验研究

滴灌被认为是最适合用于微咸水开发利用的灌溉技术,在微咸水资源丰富的我国有巨大的开发应用潜力。通过在室内采用土箱进行入渗试验,研究了微咸水滴灌条件下线源滴灌3个特征剖面的水盐分布特征及矿化度对水盐分布的影响。结果表明利用微咸水滴灌能形成一个较高含水率且含盐量较低的区域,为作物提供一个良好的水盐环境;在相同入渗深度,矿化度越大,含水率越大,含盐量也越大;湿润锋交汇界面处的土壤含水率和含盐量一般均大于未交汇同等土壤深度的含水率和含盐量。

咸水滴灌条件下梭梭和柽柳的土壤水盐运移特征

梭梭和柽柳既是维持生态平衡的重要的荒漠植物,也是宝贵的沙生经济植物。在咸水资源丰富地区,研究了咸水滴灌条件下梭梭和柽柳生长的土壤的水平湿润区、土壤湿润体内部水分变化特点,湿润范围表层盐分和湿润体内部盐分的运移特征。一方面,为开发和利用当地丰富的咸水资源进行了尝试,另一方面,两种植物在高矿化度的水环境下生长,为咸水的安全利用及维持主要荒漠植物梭梭和柽柳成活提供了初步的参考。

莱州湾海水入侵区地下水灌溉土壤水盐迁移特征分析

在用海水入侵区地下水大面积灌溉冬小麦试验的同时，进行了田间小区灌溉后的土壤水盐迁移特征的研究。结果表明：海侵区利用含盐量2，5～3．5g／L的地下水进行4次灌溉，不仅加重了土壤含盐量，盐分离子组成及其化学性质也发生了变化。就砂壤土而言，雨季一次性降水20mm以上或大暴雨后，表聚的土壤盐分迅速随雨水下渗或侧渗而排斥，不会因多次灌溉而聚集于土体；疏松表土层，切断毛管上升水通道，遇干旱高温季节，减弱水分的损失和土体盐分上升速度；土壤溶液化学性质中钠吸附比（SAR）值减少，而可溶性钠百分比（SSP）、钠钙镁比（SDR）值相应地增加，但没有因灌溉四次微咸水而引起土壤的次生盐渍化。

艾比湖湿地不同植物群落下土壤水盐空间变异性

以艾比湖湿地为研究区,运用传统统计学和地统计学相结合的方法对4种典型植物群落下土壤水盐含量变化进行了研究。结果表明:(1)4种植物群落中,碱蓬群落、盐节木群落和梭梭群落土壤含盐量呈中等变异,而芦苇群落土壤水盐则呈现较强的差异性;(2)随着土层深度的增加,盐节木群落和梭梭群落中土壤含水量差异性不大,碱蓬群落和芦苇群落则呈下降趋势,而对于土壤盐分,除梭梭群落外,其余3种植物群落各土层盐分呈降低趋势,且表层盐分含量相对较高;(3)在空间结构性分析中,不同植物群落下土壤含水量和盐分在一定区域范围内空间特结构性显著,能较好地满足高斯模型分布,由于受气候、距湖距离、湖面积波动及土壤类型等因素作用,4种植物群落中土壤含水量和盐分均具有较强的空间自相关性;(4)对土壤水盐含量变化的相关性分析中,4种植物群落下土壤水盐含量与其关联性都相对较小,其中碱蓬群落和芦苇群落呈正相关关系,盐节木群落和梭梭群落呈负相关关系。总体来说,碱蓬群落和芦苇群落土壤水盐总变异趋势大于梭梭群落和盐节木群落,说明距湖远近对土壤水盐空间变化有一定的影响。

滴灌苜蓿田间土壤水盐及苜蓿细根的空间分布

为了明确滴灌苜蓿土壤水、盐运移,细根分布及细根生物量动态,该文对苜蓿进行滴灌和漫灌试验,结果表明,漫灌水分集中在15 cm浅层土壤内且分布均匀,含水率在19.5%~20.5%之间。滴灌水分高值区集中在水平方向距滴头15 cm,深度为40 cm的土层中,含水率达到18.0%~20.0%。漫灌对0~25 cm深度土层盐分淋洗作用明显,土水比1：5土壤水提液的电导率由灌前的0.4~0.5 m S/cm下降到0.3 m S/cm以下;滴灌可使根区盐分下降至0.2 m S/cm,显著低于灌溉初始的盐分含量（P〈0.05）。与漫灌比较,滴灌苜蓿细根集中分布在水平方向距滴头0~30 cm,垂直深度0~50 cm范围内。生长季各时间节点滴灌细根总量高于漫灌,其平均值分别为211.6和198.3 g/m2。滴灌和漫灌各时间节点细根量表现出明显的波动,其范围分别在193.2~243.6和182.7~219.1 g/m2之间。在整个生长期内,滴灌活根量高于漫灌,且生长前期滴灌死根量变化较漫灌平稳。活细根和死细根之间的周转使得两者呈现出此消彼涨的状态,表明细根具有生长-凋亡-再生长的周期性。该研究可为滴灌技术在苜蓿栽培上的应用提供参考。

河套灌区不同地类盐分迁移估算及与地下水埋深的关系

针对河套灌区引水量逐年减少、输入灌区的盐分无法有效排出、仅能在灌区内部重新分配的现状,以河套灌区耕地-荒地-海子为研究对象,通过野外实测和室内试验分析相结合,基于地质统计学、溶质动力学理论,研究了耕地-荒地-海子系统土壤剖面、不同土层盐分和地下水盐分的时空变化特征,定量估算了不同时期的盐分变化,揭示了系统盐分的表观平衡,分析了地下水埋深对土壤盐分的影响。结果表明:在耕地-荒地-海子系统中,灌溉期,耕地大量盐分随地下水迁移到荒地,秋浇前荒地含盐量是耕地的2倍,秋浇后荒地脱盐量是耕地的3倍。整个生育期耕地1 m土体盐分通过灌溉期淋洗,积盐率仍为56%,秋浇后盐分没有完全排出,脱盐率为44%,土壤深层有轻微积盐现象;荒地1 m土体积盐率为63%,秋浇后脱盐率为62%,荒地盐分全年基本保持平衡。地下水和海子盐分时空分布呈条带状,存在较强的空间相似性,海子是系统的储盐区。应采取有效措施将灌区目前地下水埋深降低0.2 m,研究区地下水埋深控制在1.7~2.3 m之间更佳。在生育期(5月15日—9月15日),荒地1 m土体积盐量为377705 kg/hm^2。地下水补给荒地20~100 cm土壤盐量为17985 kg/hm^2,占积盐量的5%;0~20 cm土壤盐量增加202395 kg/hm^2,占积盐量的54%;耕地地下水迁移给荒地深层土壤盐量为114015 kg/hm^2,占积盐量的30%;耕地水平渗透给荒地的盐量为43305 kg/hm^2,占积盐量11%。本研究可为灌区水盐运移提供理论依据。