科尔沁草甸地冻融期土壤水热盐动态迁移规律

为掌握科尔沁草甸地冻融期土壤水、热、盐迁移规律,以科尔沁左翼后旗阿古拉生态水文试验站2013年10月—2014年5月土壤冻融期实测气象、土壤等数据为基础,用统计分析法对研究区草甸地冻融期土壤温度、水分、盐分的变化规律进行了分析。结果表明:气温对土壤剖面温度的影响随着土壤深度的增加而降低,土壤剖面温度变化滞后于气温变化的时间取决于气温升降幅度,且没有显著的规律;由于气温回升速度大于降温速度,导致土壤消融速度比冻结速度快;土壤冻结过程由表层向下进行,冻结温度与土壤含盐量呈负相关关系,用温度的线性内插法准确确定草甸地于2014年3月9日达到最大冻深104 cm;土壤消融时受地下暖土层热流和地表温度双重影响,由底部向地表和由地表向冻结层进行双向消融;地下水位埋深较浅,受土壤冻融作用影响,升降趋势显著;草甸地土壤冻结期盐分向地表积聚,并于2月达到最大,后经消融及雨水淋润作用开始下降;冻融期盐分变异性大于水分变异性,说明盐分的运移过程更为复杂。

咸水结冰灌溉与覆膜对滨海盐土水盐动态的影响

通过大田试验,研究了冬季咸水结冰灌溉及覆膜对天津滨海盐碱地水盐运移的影响,以期揭示从结冰融化到雨季之前植物萌发生长关键时期的水盐变化。结果表明,咸水结冰灌溉能降低根层土壤含盐量,增加土壤含水量,且灌溉水量越大效果越明显,但春季大风干燥天气,使土壤水分快速蒸发,土壤表层迅速积盐,5月份之后不同处理间差异已经不显著;覆膜能够有效抑制水分蒸发和表层盐分的累积,T4和T5含水量分别比CK和T2高出10.04%和16.51%,表层电导率分别低38.63%和36.82%(4月7日);同时,结冰灌溉和覆膜也提高了土壤pH值,且与对照之间差异达到显著水平。因此,结冰灌溉配合覆膜可以有效降低水分损失,维持土壤低盐水平,为早期植物萌发生长提供有利条件,但同时也应注意因此而带来的土壤碱化问题。

塔里木河下游灌区灌溉方式转变对农田及其防护林土壤水盐动态的影响

通过分析塔里木河下游喀拉米吉镇绿洲大面积滴灌条件下的农田(3个棉田1个果园)与其防护林地土壤水盐分布特征,采用对比试验与野外监测方法,研究了当前滴灌体系对林网内农田及其防护林地的影响,分析防护林网内土壤水盐变化的主要因子。得出以下结论:(1)喀拉米吉镇绿洲,由于滴灌技术的普及,地下水埋深以0.5 m a-1的速度下降;地下水埋深具有季节性变化,在非灌溉季节地下水埋深较浅,在灌溉季节地下水埋深较深,与非灌溉季节相比,灌溉季节里地下水埋深平均下降了1 m以上。(2)由于喀拉米吉镇绿洲农田滴灌对土壤的影响深度不超过80 cm,灌溉水对地下水的补给量几乎为零,农田防护林根系只能从土壤深层吸收水分,导致了林地内土壤含水率显著低于农田(p<0.01)。(3)当前5 250 m3 hm-2 a-1的棉田灌溉、7 000 m3 hm-2 a-1的果园灌溉,使0～60 cm的土壤盐分处于低盐状态,基本达到农田的脱盐要求;防护林地盐分均明显高于农田(p<0.01),为农田的2倍～3倍;林地内土壤盐分表聚作用明显:砂壤土林地、砂土林地、黏土林地1、黏土林地2内表层土壤盐值分别较其农田高79.3%、77.1%、80.6%、88.4%。(4)通过林地间土壤含水率、土壤盐分的比较,发现地下水埋深的不同是农田防护林地土壤水盐差异的主要因素,150 cm土体内,含水率高的林地其含盐量也高,含水率低的林地其含盐量也低。

冬小麦节水灌溉及其对土壤水盐动态的影响

本文研究了黄淮海平原盐渍土地区节水灌溉对冬小麦产量和土壤水盐动态的影响。结果表明，在保证小麦的需水关键期的供水的前提下，适当减少灌水次数和降低灌溉定额仍可获得较高产量，并且有利于土壤水盐动态的调节；提出了不同条件下的最佳节水灌溉方案，可以节水４０—７５％。

内蒙古河套灌区典型耕、荒地水盐动态分析

为了探究河套灌区在实施节水灌溉下的水盐平衡机制,在河套灌区永济灌域选择1个典型研究区,通过观测耕地和盐荒地土壤含水率及含盐量、地下水位埋深及矿化度,分析耕、荒地水盐动态规律及其主要影响因素,探讨盐荒地对耕地的“旱排”作用。结果表明:在灌溉和降雨的影响下,耕地土壤含水率比盐荒地土壤含水率变化更剧烈,耕地土壤含水率的主要影响因素是灌溉及降雨、作物生长、地下水位埋深和土壤质地,盐荒地土壤含水率的主要影响因素是耕地灌溉和地下水位埋深;耕地土壤含盐量在3.5 g·kg^(-1)以下,为轻度盐碱化土壤,盐荒地土壤含盐量较高,其中心区域的土壤含盐量在4.0~10.0 g·kg^(-1),为重度盐碱化土壤,耕地土壤含盐量的主要影响因素是灌溉和作物生长,盐荒地土壤含盐量的主要影响因素是地形地貌和地下水位埋深;盐荒地地下水位埋深低于耕地地下水位埋深,耕地地下水矿化度在3.0 g·L^(-1)以下,为微咸水,盐荒地中心区域地下水矿化度平均在8.5 g·L^(-1)左右,为重度咸水。在无地表排水措施条件下,分布于耕地之间的盐荒地是耕地水盐的排泄区域,为河套灌区“旱排盐”聚集的主要场地。

土壤水盐运移数值模拟──三峡工程对长江河口地区土壤水盐动态影响评价

在长江河口地区土壤水盐动态监测数据的基础上，用数值模拟评价三峡工程对长江河口地区土壤水盐动态的影响，首先，根据溶质运移理论和土壤水动力学原理，建立了考虑根系吸水、吸附解吸、可动—不动水体影响条件下的土壤水盐运移数学模型。为了克服数值弥散的影响，求解对流弥散方程时，采用Bresler算法，在中心差分的基础上对时间导数项采用二阶导数近似的差分格式。然后，通过数值模拟，研究了三峡工程对河口地区土壤水盐动态的影响。数值模拟表明，三峡建库后，春季由于水库下泻流量的增加，监测断面1m土体土壤电导率有所下降，下降幅度为0．005～0．174mS／cm；秋冬季由于水库下泻流量减少，土壤电导率普遍上升，上升幅度为0．004～0．416mS／cm。表明，秋粮季积盐量大于春季脱盐量。

三峡工程对长江河口地区土壤水盐动态的影响

长江河口地区地势低平,长期以来涝渍和盐碱一直是本区农业生产发展的潜在威胁。三峡工程建成后,由于三峡水库对长江流量的季节性调蓄,将影响河口地区的土壤水盐动态,其影响关系较为复杂。数值模拟综合结果表明:秋季积盐量大于春季脱盐量;影响程度由河口沿江向上逐渐减弱,离海越近,影响程度越大;从横向上来看,离江越近,影响程度越大,特别是距江4km范围内的区域,土壤产生积盐和次生盐渍化的可能性更大。

蒸散发条件下农田土壤水盐动态简化模型

利用需水系数、蒸腾系数和潜水蒸发经验公式,引入水分迁移系数和盐分迁移系数,建立了蒸散发条件下农田土壤水盐动态简化模型。提出作物根系吸水比例系数,用以区分计算土层下边界的根系吸水项和土壤毛管水上升项。引入盐分影响下的作物蒸散发修正系数,并与水盐生产函数相反馈进行土壤水盐动态的修正。该模型简单适用,可用于蒸散发期间田间水盐状况的调控管理。

滴灌频率对土壤水盐动态的影响过程研究

为了探明高频滴灌的抑盐机理,在土槽内对不同滴灌频率下的土壤水盐动态进行了试验研究。试验中滴灌频率设4个处理,分别标注为IF1、IF2、IF3和IF4;相应的单次滴水量分别为2、3.33、5和10 L;滴水间隔分别为1、2、3和4 d;各处理的滴水总量都为10 L。试验中分别观测了单次滴水量和滴水间隔天数对土壤盐分运移的影响以及导致的脱盐效率。试验结果表明,高频滴灌时,滴水可使土壤盐分运移速度快,而蒸发不会使土壤盐分快速向上运移,而蒸发不会使土壤盐分即刻向上层运移,所以土壤始终表现为上层脱盐,下层积盐;在总滴水量相同的情况下,单次滴水量越大,土壤盐分淋洗得越深,抑盐效果越好;在没有地下水补充的情况下,滴水间隔天数所造成的蒸发返盐量有限,当滴水间隔天数较小(小于2 d)时,土壤盐分持续向下层运移,没有返盐的机会,只有当滴水间隔天数较大(大于2 d)时,盐分才会沿土层垂直方向上、下波动,使下层积盐深度变浅。

不同灌溉水矿化度对土壤水盐动态及春玉米产量影响研究

在甘肃省石羊河流域开展春玉米咸水灌溉田间试验,通过测定土壤含水量、土壤含盐量、作物生长及产量指标,研究不同灌溉水矿化度对土壤水盐动态及春玉米产量的影响。研究结果表明咸水灌溉处理土壤含水量高于淡水灌溉处理,且随着灌溉水矿化度的增加,土壤含水量越大;各土层土壤含盐量和盐分累积量随着灌溉水矿化度的增加而增大,灌溉水矿化度为3 g/L的咸水灌溉土壤盐分主要累积在40~80 cm土层,而在0~40 cm土层累积量较少。随着灌溉水矿化度的增加,春玉米的生长和产量均逐渐下降,与淡水灌溉处理相比,3 g/L的咸水灌溉减产幅度为11.16%。该研究区在淡水资源短缺的情况下,短时期采用灌溉水矿化度低于3 g/L的地下水进行农田灌溉,盐分不会在土壤产生大量累积,对作物生长和产量影响较小,可以用于生产实践。

北部引嫩工程区土壤水盐动态规律研究

对设于北部引嫩工程区的土壤水盐动态规律多年研究结果表明,基本无盐渍化的总干渠段土壤较北引总干通水前,土壤盐分与pH值以及地下水pH值和盐分有减有增,但减多增少,说明优质低盐分的嫩江水引入后,土壤向改善方面发展,而土壤盐渍重又无排水工程的萨分干段则相反,盐渍加重但仍为优质饮用和工农业生产用水。可见北部引嫩工程是成功的。关键必需有排水系统和排水出路。

地膜覆盖对春季咸水灌溉条件下滨海盐渍土水盐动态的影响

在河北省沧州市海兴县选取耕层土壤初始含水量有较大差异的两个地块,于春季利用当地高矿化度咸水(10~15 g·L^(-1))进行灌溉和地膜覆盖,以探究地膜覆盖对春季咸水灌溉条件下滨海盐渍土水盐动态的影响。设不灌咸水不覆膜(对照,CK)、不灌咸水覆膜(PM)及3月29日和4月13日灌咸水不覆膜(SE、SL)、灌咸水后覆膜(SE+PM、SL+PM)6个处理探讨不同咸水灌溉和覆膜对土壤水盐动态的影响;另在耕层土壤含水量≥20%(海兴县小山乡)和<20%(海兴县农场)两个地点分别设灌咸水后覆膜(SE+PM)和不灌咸水不覆膜(CK)处理,探讨初始土壤含水量对咸水灌溉下土壤水盐动态的影响。灌水量均为180 mm,灌溉咸水来自排水渠,矿化度分别为12.12 g·L^(-1)和11.53 g·L^(-1),咸水入渗后,播种油葵。结果表明:春季咸水灌溉后覆膜能有效降低耕层土壤盐分,并且该项措施实施的时间越早越好,脱盐深度和脱盐率均较深和较高,本研究中,脱盐效果最优的为SE+PM处理,该处理在油葵收获后0~5 cm脱盐率为58.93%,土壤含盐量由1.15%降至0.51%。此外,脱盐效果也受到土壤初始含水量的影响,耕层土壤含水量<20%时,春季咸水灌溉覆膜处理对土壤盐分的淋洗效果较好,平均脱盐深度大于40 cm,保证了油葵正常生长,油葵出苗率和产量分别为73.9%和920 kg·hm^(-2),至油葵收获时,0~20 cm土层土壤含盐量由灌溉前的1.93%降低至0.32%,脱盐率达84.07%;而当耕层土壤含水量≥20%时,脱盐速度慢、深度浅,至油葵播种时,土壤盐分依然较高,导致油葵出苗率低,最终绝收。本研究通过利用春季高矿化度咸水灌溉和地膜覆盖措施,在春季干旱和土壤严重积盐条件下有效降低了耕层土壤盐分,为作物播种出苗提供适宜的土壤水分条件和低盐环境。

咸水非充分灌溉下土壤水盐动态及对制种玉米生长的影响

为了探究石羊河流域地下水资源的利用方式,在甘肃省石羊河流域开展了为期2年的制种玉米咸水非充分灌溉田间试验,试验设置3种灌水水平即w1(1ETc)、w2(2/3ETc)、w3(1/2ETc),3种盐分水平即s1(矿化度0.71 g·L^(-1),淡水)、s2(矿化度3 g·L^(-1))、s3(矿化度6 g·L^(-1)),共9个试验处理,研究咸水非充分灌溉对土壤水盐动态及制种玉米生长的影响。研究结果表明:咸水非充分灌溉条件下,由于灌溉水量和灌水矿化度不同,土壤水盐动态表现出不同的特征,非充分灌溉处理土壤含水量低于充分灌溉处理,咸水灌溉处理土壤含水量高于淡水灌溉处理;充分灌溉处理盐分累积较深,非充分灌溉处理盐分主要累积在表层土壤和根系吸水层土壤。灌溉水量采用2/3 ETc的非充分灌溉方式进行灌溉,土壤盐分随着水分运移,盐分主要累积在表层土壤和根系吸水层土壤,短时期采用灌水矿化度为3 g·L^(-1)的微咸水灌溉,盐分不会在土壤产生大量累积。因此,在研究区灌溉水量控制在2/3 ETc左右,灌水矿化度不超过3 g·L^(-1),对制种玉米生长的影响较小,减产幅度在11%以下,能够达到合理利用地下咸水资源和节水灌溉的目的。

种植作物对土壤耕层水盐动态的影响

本文根据几年来在不同土壤质地剖面、不同潜水埋深条件下，种植作物与不种植作物的对比试验，探讨了作物上长对耕层土壤中水盐变化的影响。种植作物不但能增加地表覆盖，减缓地表径流，且通过作物根系生长，改善了土壤物理性状，减少土壤中淡水的深层渗漏量，进而提高了作物对淡水（雨水）利用率。由于作物根系吸收深层土壤水，加速了矿化潜水的补给量，降低了潜水蒸发面，同时减少了土壤地表积盐量，改变了土壤中盐分分布状况，延缓土壤次生盐渍化的产生。

大型灌区节水灌溉工程实施后土壤水盐动态规律预测及效果评估

以人工神经网络理论中的BP、RBF模型为主要建模工具,以内蒙古河套灌区的试一个试验区（沙壕渠试区）为研究实例,对河套灌区节水工程实施后作物生长季（非冻季）的土壤水盐变化状况进行了模拟与预测研究。从预测结果看,2015年,当引水量减少30%时,地下水位有较大幅度下降,夏灌前、夏灌后、秋浇前与封冻前的土壤水分随着灌水量的减少呈下降趋势,而土壤盐分在浅层与中层呈现出不同的结果：0-40 cm土壤盐分呈脱盐趋势,而40-70 cm土壤呈轻度积盐趋势,总体上节水改造工程对灌区浅层土壤盐碱化改善与防治有积极效果,但土壤水分的下降可能会造成土壤某些阶段一定程度的水分亏缺和作物种植结构及灌溉制度的改变。本文对中国北方大型灌区的节水工程改造与规划管理有一定的参考价值。

河西走廊昌马灌区土壤水盐动态及脱盐过程

昌马灌区处于西北内陆典型的干旱区,由于自然环境差,蒸发作用强烈,平原区土壤含盐量较高。拟建的"疏勒河农业灌溉工程"实施区80 9%的开垦土地为盐渍土,其改良方式以及现状,水盐平衡的变化对环境特别是下游溶泄区的影响引起了各界的关注。文章在分析土壤盐份动态影响因素基础上,根据昌马灌区水土盐动态观测资料,将土壤盐分动态分为脱盐型、灌期脱盐型、灌期积盐型、平稳型、灌期解盐型、降水积盐型等6种类型。同时发现在疏勒河流域这样的干旱环境中,难溶盐CaCO3的稳定带不在中游,而在下游安西-敦煌盆地及花海盆地。从而为中游盆地土壤可溶盐含量计算和排盐设计找到了理论依据。对比3组典型的原位淋滤试验资料,认为当工程排盐时土壤含盐量达1%～1 5%(0～100cm平均含盐量),以后洗盐效果不明显;对于不同的淋洗方式,深排系统效果明显,浅排系统毛排间距大者较小者效果更为明显。这些结论可作为工程设计和地方政府制定排水管理的直接依据。最后利用试验中原盐剩余率与累计入田间的淋洗水量建立了相关关系式,决策者可以根据土壤原始含盐量计算出所需淋洗水量,并根据河源来水量决定改造规模,从而达到水土资源的优化利用。

引嫩工程扩建区土壤水盐动态与防治土壤盐碱措施研究

引嫩工程扩建区是在现有北部引嫩工程基础上进行扩建的工程区域,是苏打盐碱化土集中分布的季节性冻土区。扩建工程建成后增加的水量主要用于发展灌溉与生态用水(少量)的需要。文章概述了区域内土壤水盐动态规律与防治土壤盐碱措施研究的成果,为引嫩工程扩建发展灌溉防治土壤盐渍化提供了科学依据与措施。

河西走廊昌马灌区土壤水盐动态特征及脱盐规律

昌马灌区处于西北内陆典型的干旱区,由于自然环境差,蒸发作用强烈,平原区土壤含盐量较高 拟建的"疏勒河农业灌溉工程"实施区80.9%的开垦土地为盐渍土,盐渍土改良方式以及现状水盐平衡的变化对环境特别是下游溶泄区的影响引起了各界的关注 在分析土壤盐份动态影响因素基础上,根据昌马灌区水土盐动态观测资料,将土壤盐分动态分为6种类型 同时发现难溶盐CaCO3的稳定带不在中游,而在下游安西—敦煌盆地和花海盆地,从而为土壤可溶盐含量计算和排盐设计找到了理论依据 通过对比典型原位淋滤试验,获得了洗盐效果与淋洗方式的关系,建立了试验中原盐剩余率与累计入田间淋洗水量的相关关系。

灌溉定额和灌溉水矿化度对土壤水盐动态影响研究

在甘肃省石羊河流域开展春玉米咸水灌溉田间试验,通过测定土壤含水量和含盐量,研究了灌溉定额和灌溉水矿化度对土壤水盐动态的影响.研究结果表明:灌溉定额与灌溉水矿化度均对土壤水分影响明显,随着灌溉定额和灌溉水矿化度的增加,土壤含水率越大;灌溉定额与灌溉水矿化度均对土壤盐分影响明显,土壤盐分累积量随着灌溉定额和灌溉水矿化度的增加而增大;收获后与播种前相比,0~100 cm土层,除淡水充分灌溉处理脱盐外,其余各灌溉处理均呈现积盐,并且随着灌溉水矿化度的增大,盐分累积量也越大,其中灌溉水矿化度为6 g/L的轻度缺水灌溉处理积盐量最大,最大值为0.838 g/kg.