南疆綠洲—荒漠過(guò)渡帶土壤鹽堿化分析

紀(jì)剛

摘 要：該研究采用野外實(shí)地采樣和實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)分析相結(jié)合的方法，對(duì)南疆澤普縣金胡楊林、莎車縣依蓋爾其鎮(zhèn)、麥蓋提縣葉爾羌河特大橋和巴楚縣夏瑪勒林場(chǎng)采樣點(diǎn)0～60cm土壤樣品進(jìn)行分析。結(jié)果表明：（1）土壤各層pH值均值>8、鹽離子以K+、SO42-、Cl-、Na+、HCO3-為主，含鹽量在1.409～6.953g/kg，土壤pH、電導(dǎo)率及鹽離子隨采樣深度增加均有降低趨勢(shì)，且其中電導(dǎo)率、SO42-、Cl-以及Ca2++Mg2+與采樣深度相關(guān)性較強(qiáng)，其他指標(biāo)相關(guān)性不強(qiáng)。研究表明該地區(qū)土壤鹽分離子在垂直方向變化有規(guī)律，在水平方向分布情況比較復(fù)雜；（2）南疆綠洲-荒漠過(guò)渡帶土壤上層鹽漬化程度不嚴(yán)重，鹽分中碳酸鹽和重碳酸鹽最多，隨著深度增加碳酸鹽和重碳酸鹽所占鹽分比例先增大后變小。上層土樣以蘇打鹽土為主，中層全為蘇打鹽漬化土，下層以純蘇打鹽漬化土為主。Cl-/SO42-的值在0～1，表明在上層氯化物-硫酸鹽鹽漬化土為主，中下層以硫酸鹽鹽漬化土為主；（3）EC25與SO42- 、Cl-、Na+呈極顯著正相關(guān)，在0～20cm層EC25除受SO42- 、Cl-、Na+影響外，也受CO32-影響，在K+含量極低的情況下可能出現(xiàn)與K+顯著負(fù)相關(guān)情況，但是EC25與總鹽呈極顯著正相關(guān)。

關(guān)鍵詞：南疆；綠洲-荒漠過(guò)渡帶；土壤；鹽堿化

中圖分類號(hào) S714 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1007-7731（2017）07-0081-05

Abstract：The methods of field sampling and laboratory analysis were used to analyze 0～60cm soil from sampling point of gold P.euphratica forest of Zepu County in Southern Xinjiang，Yigal Town of Shache County，Yarkant River Bridge of Mengaiti County，and Sharma forest farm of Bachu County. Results show average pH value of the soil layers is over 8. Salt ions include K+，SO42-，Cl-，Na+ and HCO3-，he salt content is in 1.409g/kg～ 6.953g/kg. Soil pH，electrical conductivity and salt ions have decreased with the sampling depth increases，and the conductivity，SO42-，Cl- and Ca2++Mg2+ are strong correlation with the sampling depth，he correlation between other indexes is not strong. The soil salt ions in the vertical direction show the law，in the distribution of horizontal direction is more complex；The degree of soil salinization in the ecotone between oasis and desert is not serious，Carbonate and bicarbonate in salt are the most. As the depth increases，he proportion of carbonate and bicarbonate increases firstly and then decreases. The upper soil is mainly sodic saline soil，he middle layer is soda saline soil，and lower soil is the primary of pure soda saline soil. Cl-/SO42- value is between 0～1，revealing the upper is mainly chloride sulfate saline soil，he middle lower is mainly sulphate saline soil. EC25 and SO42-，Cl-，Na+ are significantly positively correlated in the 0～20cm layer，also affected by CO32-. It is significantly negatively correlated with K+ with low content，but show a significant positive correlation between EC25 and total salt.

Key words：Southern Xinjiang；Oasis desert zone；Soil；Salinization

土壤的鹽堿化近年來(lái)越來(lái)越受到全世界科學(xué)家的關(guān)注，鹽堿土分布十分廣泛，全世界鹽堿土約占土地總面積的10%，而我國(guó)的鹽堿土地幾乎為耕地總面積的1/3[1]。土壤的鹽堿化已經(jīng)直接對(duì)我國(guó)的農(nóng)業(yè)產(chǎn)生了有害影響，同時(shí)也對(duì)生態(tài)系統(tǒng)和生物圈造成了壓力，對(duì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展構(gòu)成了威脅，制約著現(xiàn)代農(nóng)業(yè)和畜牧業(yè)的發(fā)展[2]。經(jīng)過(guò)國(guó)內(nèi)外學(xué)者長(zhǎng)期以來(lái)的研究，目前在鹽堿化土壤的形成、分類、分布、利用[3-4]及改良等方面已經(jīng)取得了豐富的成果。

新疆幅員遼闊，其面積占全國(guó)的1/6，具備豐富的土地資源，是我國(guó)重要的農(nóng)業(yè)產(chǎn)區(qū)。但是新疆的土地受自然因素和氣候條件的影響普遍存在鹽堿化的現(xiàn)象，新疆各類鹽堿土總面積約占土地面積的1/8，占平原地區(qū)土地面積的1/4[5]。以天山為界線，新疆分為北疆和南疆，南疆地域廣袤，氣候干旱，降雨極少，土壤鹽堿化現(xiàn)象具有普遍性、嚴(yán)重性和多樣性，塔里木盆地和塔克拉瑪干沙漠周圍有許多綠洲。因此，研究南疆綠洲-荒漠過(guò)渡帶土壤的鹽堿化對(duì)南疆鹽堿化土地的綜合利用和改良具有重要意義。

1 研究區(qū)概況

南疆通俗指的是新疆境內(nèi)天山以南的地區(qū)，包括昆侖山脈新疆部分，塔里木盆地甚至吐魯番盆地。南疆的溫帶大陸性干旱氣候非常典范，年降水量不足100mm。南疆有中國(guó)最大的沙漠——塔克拉瑪干沙漠和中國(guó)最長(zhǎng)的內(nèi)陸河——塔里木河。

2 土壤樣品的采集和研究方法

2.1 土壤樣品的采集

2.1.1 土壤采樣點(diǎn)的布設(shè) 通過(guò)綜合考慮，選取了處于綠洲與荒漠過(guò)渡帶的澤普縣金胡楊林、莎車縣依蓋爾其鎮(zhèn)、麥蓋提縣葉爾羌河特大橋和巴楚縣夏瑪勒林場(chǎng)4個(gè)采樣區(qū)域，每個(gè)采樣區(qū)根據(jù)區(qū)域的大小分別布設(shè)了相應(yīng)數(shù)量的采樣點(diǎn)，目的是為了所得到的數(shù)據(jù)具有代表性和特征性。

2.1.2 土壤樣品的采集和預(yù)處理 采樣點(diǎn)避開(kāi)了道路兩旁、田地邊緣、化糞池旁等一些會(huì)造成干擾的特殊的地形部位。為研究各采樣點(diǎn)鹽堿化的特征，分0～20cm、20～40cm和40～60cm 3層采取土樣，從下向上依次采樣，每層采樣質(zhì)量約1kg，放置在自封袋中，用記號(hào)筆標(biāo)記編號(hào)、深度、時(shí)間，每個(gè)采樣點(diǎn)須用GPS記錄準(zhǔn)確的坐標(biāo)。

2.2 樣品的測(cè)定 土壤酸度的測(cè)定采用pH計(jì)測(cè)定法，使用儀器為上海雷磁PHS-3C型pH計(jì)；土壤電導(dǎo)率的測(cè)定，使用儀器為上海雷磁DDS-307電導(dǎo)儀；土壤速效鉀的測(cè)定采用1mol·L-1NH4Ac浸提-火焰光度法，使用儀器為T(mén)hermo Ice3000 Series火焰光度計(jì)；土壤鈣和鎂的測(cè)定采用EDTA滴定法；土壤交換性鉀和鈉的測(cè)定采用火焰光度法，使用儀器為T(mén)hermo Ice3000 Series火焰光度計(jì)；土壤碳酸根和重碳酸根的測(cè)定采用雙指示劑-中和滴定法；土壤氯離子的測(cè)定采用硝酸銀滴定法；土壤硫酸根的測(cè)定采用EDTA間接絡(luò)合滴定法。

3 結(jié)果與分析

3.1 土壤鹽離子含量分析 由表2可知：土壤各層pH值均值>8、鹽離子以K+、SO42-、Cl-、Na+、HCO3-為主，Na+含量很高，鈉堿化度（ESP）>5%屬于鹽堿土范圍[6]；根據(jù)李述針對(duì)新疆情況提出的分級(jí)方案，測(cè)試土樣屬于堿土（ESP>40%）[7]。土壤含鹽量在1.409～6.953g/kg，HCO3-在0.114～0.424g/kg，Cl-在0.005～0.062g/kg，SO42-在0.039～0.082g/kg，Ca2++Mg2+在0.073～1.153/kg，K+在0～2.49g/kg，Na+在0.91～3.393g/kg。研究地區(qū)表層土樣含鹽量最高，平均為4.728g/kg，中層次之，平均為4.216g/kg，下層最少，平均為3.434g/kg，且含鹽量和深度呈負(fù)相關(guān)。

通過(guò)觀察數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，土壤pH、電導(dǎo)率及鹽離子隨采樣深度增加均有降低趨勢(shì)，且其中電導(dǎo)率、SO42-、Cl-以及Ca2++Mg2+與采樣深度呈負(fù)相關(guān)，其他指標(biāo)相關(guān)性不強(qiáng)。在各項(xiàng)指標(biāo)中，上中下層pH的變異系數(shù)<0.1，認(rèn)為弱差異性；上中下層CO32-、中下層Ca2++Mg2+和上層K+的差異系數(shù)>1，認(rèn)為強(qiáng)變異性；上中下層HCO3-、上中下層Cl-、中層K+、上中下層SO42-、上層Ca2++Mg2+、上中下層Na+和上中下層全鹽量的差異系數(shù)介于0.1～1，認(rèn)為中等變異性。總體來(lái)說(shuō)，土壤鹽分離子在垂直方向變化有規(guī)律，在水平方向分布情況比較復(fù)雜。

3.2 土壤鹽漬化程度及鹽漬化類型分析 根據(jù)劉國(guó)華[8]等的研究成果，對(duì)本研究的土壤樣品進(jìn)行分類（表3）。研究地區(qū)土壤鹽分為1.409～.953g/kg，在非鹽漬化和輕度鹽漬化范圍。由表3得知，0～20cm和20～40cm層有輕度鹽漬化，，所占比例為30.8%～33.3%，遠(yuǎn)小于非鹽漬化的66.7%～69.2%；40～60cm鹽分含量均<5g/kg，為非鹽漬化。之所以出現(xiàn)非鹽漬化土樣所占當(dāng)層土樣總量比例隨深度增加逐漸增大，是因?yàn)橥寥赖暮}量隨深度增大而不斷減小。無(wú)論在任何土層，樣品含鹽量均不超過(guò)10.0g/kg，未出現(xiàn)中度鹽漬化、重度鹽漬化和鹽土的土樣?？傮w來(lái)看，研究地區(qū)的土壤鹽堿化程度并不嚴(yán)重。

參考相關(guān)文獻(xiàn)[9-10]，對(duì)土壤鹽漬化進(jìn)行劃分，各鹽分類型所占比例（表4）顯示，研究地區(qū)的各個(gè)土層中CO32-+HCO3-/Cl-+SO42-值大于4的土樣占16.7%～76.9%，為純蘇打鹽土，CO32-+HCO3-/Cl-+SO42-值介于1～4的土樣所占比例為23.1%～100%。表明上層土樣以蘇打鹽土為主，中層全為蘇打鹽漬化土，下層以純蘇打鹽漬化土為主。僅在上層出現(xiàn)8.3%的土樣CO32-+HCO3-/Cl-+SO42-<1，其余樣品均出現(xiàn)CO32-+HCO3-/Cl-+SO42->1，說(shuō)明鹽分中碳酸鹽和重碳酸鹽最多。同時(shí)CO32-+HCO3-/Cl-+SO42-值介于1～4的土樣所占比例占總土樣的66.0%，說(shuō)明氯化鹽和硫酸鹽所占比例接近碳酸鹽和重碳酸鹽。隨著深度增加碳酸鹽和重碳酸鹽所占鹽分比例先增大后變小。

Cl-/SO42-的值在0～1，上層：氯化物-硫酸鹽鹽漬化土 占91.67%，硫酸鹽鹽漬化土占8.33%；中層：氯化物-硫酸鹽鹽漬化土占38.46%，硫酸鹽鹽漬化土占61.54%；下層氯化物-硫酸鹽鹽漬化土占30.77%，硫酸鹽鹽漬化土占69.23%。在上層氯化物-硫酸鹽鹽漬化土為主，中下層以硫酸鹽鹽漬化土為主，且隨著土壤深度增加，氯化物-硫酸鹽鹽漬化土的比例在減少，這與Cl-、SO42-與土壤深度相關(guān)性大小有關(guān)。

3.3 土壤鹽離子之間相關(guān)性分析 土壤鹽離子之間的相關(guān)分析有助于了解鹽分在土壤里的存在形態(tài)，進(jìn)而幫助了解鹽分的運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)[11]。通過(guò)Excel進(jìn)行相關(guān)性分析，相關(guān)系數(shù)<0為負(fù)相關(guān)；在0.1以下為不相關(guān)；在0.1～0.3為弱相關(guān)；>0.3為相關(guān)。再用Excel進(jìn)行顯著性分析，P<0.01為極顯著相關(guān)；0.01

由于采樣土壤中個(gè)別樣品K+含量極低，接近空白，致使實(shí)驗(yàn)結(jié)果出現(xiàn)偏差，出現(xiàn)0～20cm、20～40cm層EC25與K+負(fù)相關(guān)的結(jié)果?？偟膩?lái)說(shuō)，EC25與SO42-、Cl-、Na+呈極顯著正相關(guān)，總鹽與Cl-、K+、Ca2++Mg2+極顯著正相關(guān)，EC25與總鹽呈極顯著正相關(guān)，與巴建文等[13]的研究結(jié)果基本一致。在0～20cm，EC25與CO32-極顯著正相關(guān)，說(shuō)明EC25除受SO42-、Cl-、Na+影響外，也受CO32-影響[12]。

4 結(jié)論與討論

本次采集的綠洲-荒漠過(guò)渡帶土壤樣品經(jīng)實(shí)驗(yàn)測(cè)定土壤各層pH值均值>8、鹽離子以K+、SO42-、Cl-、Na+為主，Na+含量很高，鈉堿化度（ESP）>5%屬于鹽堿土范圍；根據(jù)李述針對(duì)新疆情況提出的分級(jí)方案，測(cè)試土樣屬于堿土（ESP>40%）。土壤含鹽量在1.409～6.953g/kg。土壤pH、電導(dǎo)率及鹽離子隨采樣深度增加均有降低趨勢(shì)，且其中電導(dǎo)率、SO42-、Cl-以及Ca2++Mg2+與采樣深度相關(guān)性較強(qiáng)，其他指標(biāo)相關(guān)性不強(qiáng)。研究表明該地區(qū)土壤鹽分離子在垂直方向變化有規(guī)律，在水平方向分布情況比較復(fù)雜。

通過(guò)分析結(jié)果表明，南疆綠洲-荒漠過(guò)渡帶土壤上層鹽漬化程度不嚴(yán)重，鹽分中碳酸鹽和重碳酸鹽最多，隨著深度增加碳酸鹽和重碳酸鹽所占鹽分比例先增大后變小。上層土樣以蘇打鹽土為主，中層全為蘇打鹽漬化土，下層以純蘇打鹽漬化土為主。經(jīng)分析，Cl-/SO42-的值在0～1，表明在上層氯化物-硫酸鹽鹽漬化土為主，中下層以硫酸鹽鹽漬化土為主，且隨著土壤深度增加，氯化物-硫酸鹽鹽漬化土的比例在減少，這與Cl-、SO42-與土壤深度相關(guān)性大小有關(guān)。可有針對(duì)地采用技術(shù)手段對(duì)鹽堿化現(xiàn)狀進(jìn)行改良。

總的來(lái)說(shuō)，EC25與SO42-、Cl-、Na+呈極顯著正相關(guān)，在0～20cm層EC25除受SO42-、Cl-、Na+影響外，也受CO32-影響，在K+含量極低的情況下可能出現(xiàn)與K+顯著負(fù)相關(guān)情況，但是EC25與總鹽呈極顯著正相關(guān)。因此，在南疆綠洲-荒漠過(guò)渡帶用電導(dǎo)率表征土壤含鹽量具有可行性[13]。該區(qū)域HCO3-和Ca2++Mg2+很高，總鹽與Cl-、K+、Ca2++Mg2+極顯著正相關(guān)。分析上、中、下3層的相同鹽離子含量的相關(guān)性，結(jié)果表明：HCO3-在上層與下層的含量呈現(xiàn)極顯著正相關(guān)，SO42-在上層與中層的含量呈現(xiàn)極顯著正相關(guān)，在中層與下層的含量呈現(xiàn)極顯著負(fù)相關(guān)，總鹽在上層和下層的含量呈現(xiàn)極顯著正相關(guān)。

由于南疆綠洲-荒漠過(guò)渡帶地域廣大、地形復(fù)雜、分布零亂，受自然、人為影響具有多樣性，導(dǎo)致鹽堿化特征并不完全重合。

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（責(zé)編：張宏民）