寧夏銀北典型試驗(yàn)區(qū)春夏季鹽漬土水鹽動(dòng)態(tài)變化規(guī)律研究

趙文娟++李春光

摘要：對(duì)寧夏銀北地區(qū)典型試驗(yàn)區(qū)在春夏季的鹽漬土水鹽動(dòng)態(tài)變化進(jìn)行試驗(yàn)研究。結(jié)果表明，淺層土壤水平斷面土壤含水率呈現(xiàn)出東北高西南較低的曲面形態(tài)，土壤全鹽量動(dòng)態(tài)變化與之相反，監(jiān)測(cè)期內(nèi)土壤水鹽動(dòng)態(tài)變化劇烈，主要受當(dāng)?shù)亟涤辍⒄舭l(fā)和地下水埋深以及地下水礦化度的影響。

關(guān)鍵詞：水鹽動(dòng)態(tài)；鹽漬土；寧夏銀北

中圖分類號(hào)：S152.7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：0439-8114（2015）17-4148-03

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2015.17.010

寧夏銀北地處寧夏河套灌區(qū)賀蘭山東麓、銀川平原的北部和鄂爾多斯臺(tái)地西緣的高階地上。地球空間坐標(biāo)為東經(jīng)105°46′28″-106°50′40″，北緯38°11′30″-39°17′20″[1]。東臨黃河，西倚賀蘭山，南起永寧縣北部4鄉(xiāng)（通橋鄉(xiāng)、金沙鄉(xiāng)、興源鄉(xiāng)和勝利鄉(xiāng)）；北至惠農(nóng)縣園芒鄉(xiāng)。東西寬約51 km，南北長(zhǎng)約130 km，總面積為4 310 km2。銀北地區(qū)分布著大量的鹽漬化土地，其約占全區(qū)鹽漬化土地總面積的80%，含鹽量高且土壤鹽積厚，鹽分組成主要有鈉氯化物、硫酸鹽或硫酸鹽、氯化物[2]。

寧夏銀北地區(qū)鹽漬土的形成是當(dāng)?shù)貧夂?、地形地質(zhì)、地下水位等多種因素綜合作用的結(jié)果。由于該地區(qū)的地勢(shì)低洼、排水不暢、地下水位高致使水中的鹽分在強(qiáng)烈的蒸發(fā)作用下堆積于土壤內(nèi)，這是形成土壤鹽漬化的主要原因；其次，灌溉排水渠系淤塞、滲漏，造成地下水位的進(jìn)一步抬升，地下水的礦化度高，使土壤鹽化加重。雖然多年采用工程措施、農(nóng)業(yè)措施、化學(xué)措施及生物措施防止和改良土壤鹽漬化[3]，但是銀北地區(qū)近幾年的土壤鹽漬化呈現(xiàn)整體得到了控制、局部地區(qū)加重的新情況，若不采取有效防治措施，局勢(shì)有可能進(jìn)一步惡化[4]。為了提出科學(xué)合理的土壤鹽漬化調(diào)控模式，就需要研究銀北地區(qū)土壤中水分及鹽分在土體中隨時(shí)間、空間的運(yùn)動(dòng)規(guī)律[5]。

1 試驗(yàn)區(qū)概況與研究方法

試驗(yàn)區(qū)域位于寧夏銀川市賀蘭縣南梁臺(tái)子鐵西村。該村地理坐標(biāo)在東經(jīng)105°58，北緯38°41處，位于賀蘭縣的西北方向。距離銀川市約20 km，緊鄰包蘭鐵路的東側(cè)。試驗(yàn)區(qū)為面積459 m2的條形區(qū)域。在距離地表20 cm試驗(yàn)土壤的平均初始含水率15.843%，土壤容重為1.6 g/m3。將15根時(shí)間延遲反射儀（Time Delay Reflectometry，簡(jiǎn)稱TDR）探測(cè)管以三行五列的形式分別布置于試驗(yàn)區(qū)內(nèi)，見(jiàn)圖1。利用TDR對(duì)該區(qū)域的15個(gè)測(cè)點(diǎn)的土壤含水率和電導(dǎo)率進(jìn)行分時(shí)段、分層的測(cè)定。

試驗(yàn)于2013年5～9月進(jìn)行，監(jiān)測(cè)時(shí)間是從5月17日開始的，每間隔7天進(jìn)行下一次監(jiān)測(cè)。遇到降雨日時(shí)，次日加密監(jiān)測(cè)。監(jiān)測(cè)次數(shù)為11次，每次采樣深度為0～20、20～40 cm，重復(fù)測(cè)定3次。TDR可直接測(cè)定不同深度的土壤含水率，利用文獻(xiàn)[6]中的函數(shù)關(guān)系換算得到土壤的全鹽量。

2 結(jié)果與分析

2.1 土壤水分變化特征

試驗(yàn)區(qū)為無(wú)作物種植區(qū)。自北向南均勻分布著4列TDR探測(cè)管， 20 cm深處的土壤含水率根據(jù)TDR探測(cè)管的分布分為東西方向和南北方向進(jìn)行分析對(duì)比。圖2-a、b、c、d表示試驗(yàn)區(qū)各列探測(cè)管自南向北的土壤含水率隨時(shí)間的變化。土壤含水率在監(jiān)測(cè)初期值較高，6月下旬大部分的測(cè)點(diǎn)含水率達(dá)到監(jiān)測(cè)期的低點(diǎn)，自此該值隨時(shí)間逐漸增高，最大值出現(xiàn)在9月初，進(jìn)入9月中旬土壤含水率開始緩慢的下降。含水率的變化幅度自西向東逐漸減少，20 cm深處水平橫斷面內(nèi)，接近北側(cè)邊界的土壤含水率要略大。

試驗(yàn)區(qū)自西向東分布3行TDR探測(cè)管，圖3為試驗(yàn)區(qū)各行探測(cè)管土壤含水率隨時(shí)間的變化。試驗(yàn)初期各個(gè)測(cè)點(diǎn)的含水率基本相同，隨著時(shí)間的推移，土壤含水率變幅較緩。8月上旬含水率逐漸增加，9月初到達(dá)最大值，隨后土壤含水率逐漸降低。越接近東側(cè)邊界所測(cè)定的土壤含水率越大。由此，試驗(yàn)區(qū)在20 cm深處水平橫斷面的土壤含水率的變化過(guò)程由初期的水平形態(tài)逐漸呈現(xiàn)出東北高，西南較低的斷面形態(tài)。當(dāng)測(cè)定深度增至40 cm時(shí)，在監(jiān)測(cè)的初期土壤含水率變幅更為緩慢，該值在7、8月中旬出現(xiàn)明顯的漲幅，越接近東側(cè)邊界的測(cè)點(diǎn)使這一拐點(diǎn)發(fā)生的時(shí)間越早（圖4）。因該地區(qū)春夏季地下水埋深為50 cm，所以降雨、蒸發(fā)和地下水埋深是影響該地區(qū)土壤含水率的主要原因。

2.2 土壤鹽分變化特征

試驗(yàn)區(qū)各列測(cè)點(diǎn)在距地表20 cm處的土壤全鹽量隨時(shí)間的變化情況見(jiàn)圖5。各個(gè)測(cè)點(diǎn)的土壤全鹽量隨季節(jié)更替，在0.8～1.8 g/kg之間浮動(dòng)，根據(jù)土壤鹽分濃度該試驗(yàn)區(qū)的土壤屬于輕鹽漬土。鹽分的動(dòng)態(tài)變化受降雨、蒸發(fā)影響明顯，如7月28日受當(dāng)?shù)卮竺娣e降 雨的影響，相對(duì)應(yīng)的土壤全鹽量在當(dāng)天出現(xiàn)了降低。8月下旬土壤全鹽量逐漸升高到9月中旬，該值隨時(shí)間推移逐漸降低。各列測(cè)點(diǎn)的土壤全鹽量自南向北逐漸降低，各列的平均土壤全鹽量隨時(shí)間自東向西出現(xiàn)了降低的形態(tài)。試驗(yàn)區(qū)測(cè)點(diǎn)構(gòu)成的典型行在距地表20 cm處的土壤鹽分動(dòng)態(tài)隨直接逐漸增加，但動(dòng)態(tài)變幅較?。▓D6）。整個(gè)土壤全鹽量水平斷面是接近西側(cè)和南側(cè)邊界的區(qū)域高，形成一個(gè)西南高東北低的曲面形態(tài)。春夏季試驗(yàn)區(qū)40 cm處深的土壤全鹽量是逐漸升高的，但變幅平緩，與之20 cm處深的值相比較高。表明該地區(qū)的土壤全鹽量值還受到地下水埋深及礦化度的影響（圖7）。

3 小結(jié)與討論

在整個(gè)試驗(yàn)監(jiān)測(cè)期內(nèi)，淺表層土壤的水鹽動(dòng)態(tài)變化最為劇烈。在淺層土壤水平斷面中，土壤含水率呈現(xiàn)出東北高西南較低的曲面形態(tài)，這一曲面隨時(shí)間而波動(dòng)，變幅隨深度的增加而減小。曲面出現(xiàn)了明顯的凹凸分解線出現(xiàn)在夏季末，深度越大該線出現(xiàn)的時(shí)間越早；土壤全鹽量在0.8～1.8 g/kg浮動(dòng)，呈現(xiàn)出西南高東北低的曲面形態(tài)，與土壤含水率變化規(guī)律相反。全鹽量隨深度的增加呈現(xiàn)出變幅平緩但其實(shí)較高的曲面。由此說(shuō)明，在寧夏銀北試驗(yàn)區(qū)的土壤水分鹽分的關(guān)系密切，且受當(dāng)?shù)亟涤?、蒸發(fā)和地下水埋深以及地下水礦化度的影響。

參考文獻(xiàn)：

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[6] 馬文敏，康金虎.TDR在土壤鹽分測(cè)定中的試驗(yàn)研究[J].中國(guó)農(nóng)村水利水電，2004，6（10）：10-13.