內(nèi)蒙古腰壩綠洲的土壤鹽漬化特征

賽佳美, 盧玉東, 王正川, 賀美娜

(1.長安大學 環(huán)境科學與工程學院, 陜西 西安 710054; 2.長安大學 旱區(qū)地下水文與生態(tài)效應教育部重點實驗室， 陜西 西安 710054)

內(nèi)蒙古腰壩綠洲的土壤鹽漬化特征

賽佳美1,2, 盧玉東1,2, 王正川1,2, 賀美娜1,2

(1.長安大學 環(huán)境科學與工程學院, 陜西 西安 710054; 2.長安大學 旱區(qū)地下水文與生態(tài)效應教育部重點實驗室， 陜西 西安 710054)

土壤鹽漬化; 土壤特征; 阿拉善腰壩綠洲

土壤鹽漬化問題是干旱區(qū)可持續(xù)發(fā)展和改善環(huán)境質(zhì)量的戰(zhàn)略問題之一。據(jù)統(tǒng)計，中國的鹽漬化面積約3.60×107hm2，其中占全國可利用土地面積的4.88%[1]。而干旱區(qū)面積占全國總面積的1/3，鹽堿土廣泛分布[2]。土壤的鹽漬化問題和灌溉引起的土壤次生鹽漬化問題是干旱區(qū)綠洲農(nóng)業(yè)發(fā)展的重要障礙[3]。綠洲地區(qū)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)是干旱區(qū)人們生存和經(jīng)濟發(fā)展的命脈，內(nèi)蒙古腰壩綠洲區(qū)是干旱區(qū)重要的農(nóng)墾區(qū)，每年以60%以上的農(nóng)業(yè)產(chǎn)量供給整個盟區(qū)及附近地區(qū)，其鹽漬化土地面積已達6 461 hm2，占總面積近80%。加之干旱的氣候條件和不合理灌溉方式使該區(qū)土壤鹽漬化更嚴重，現(xiàn)已成為制約綠洲農(nóng)業(yè)開發(fā)和可持續(xù)發(fā)展的重大限制條件[4]。

薛風海[5]論述了腰壩綠洲區(qū)的鹽漬化現(xiàn)狀及其形成的水文、氣候、地質(zhì)背景，說明該區(qū)土壤鹽漬化現(xiàn)象始終存在，研究發(fā)現(xiàn)灌溉因素是該區(qū)土壤鹽漬化形成的重要因素。江凌等[6]分析腰壩綠洲區(qū)土壤鹽漬化的形成原因主要是受殘余積鹽和灌溉的雙重影響，并對綠洲區(qū)土壤鹽漬化現(xiàn)象提出規(guī)范灌溉水質(zhì)要求、擴大防護林面積、增施有機肥等治理措施。劉貫群[7]通過地下水數(shù)值模擬概化出該區(qū)水文地質(zhì)概念模型，指出灌區(qū)下游地下水位超過臨界埋深，是造成土壤次生鹽漬化的重要因素。有的專家還對土壤鹽漬化主要參數(shù)(電導率、含水量、含鹽量、pH值)的空間異質(zhì)性進行了分析[8]。

鹽漬土的發(fā)生受到區(qū)域性因素的制影響和制約，其鹽分組成及離子比例會呈現(xiàn)出區(qū)域性的特點，積鹽、脫鹽過程都存在差異[9]，土壤中的可溶性離子的不同組合方式對農(nóng)作物和植物的影響也是不盡相同的。由此，切實查明土壤鹽漬化分布特征、鹽漬土成分組成特點，對于科學合理的利用和開發(fā)鹽漬土具有重大的經(jīng)濟和社會價值。本文擬以內(nèi)蒙古腰壩綠洲為研究對象，運用統(tǒng)計學方法對土壤中的可溶性鹽離子做出分析，以期得出研究區(qū)土壤鹽漬化土壤因子特征，為該區(qū)今后的生態(tài)發(fā)展、農(nóng)業(yè)經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展和鹽漬化土壤的治理和規(guī)劃提供科學依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

內(nèi)蒙古阿拉善左旗腰壩綠洲是西部干旱地區(qū)最大的沙漠綠洲，腰壩綠洲總面積約81 km2，位于賀蘭山西側(cè)洪積傾斜平原的邊緣，西鄰騰格里大沙漠，綠洲西低、東北南高，為一個小型的簸箕狀閉流的盆地。阿盟地區(qū)位于典型的溫帶大陸性氣候區(qū)，該氣候的特點是全年多風少雨，光照強烈，蒸發(fā)量遠大于降雨量，降雨多集中于7，8，9月，全年平均降雨量約為198 mm，年蒸發(fā)量從東向西由1 400 mm增至2 000 mm以上[7]。白天日照強烈，全天平均日照時長7.7 h，而夏季全天日照時數(shù)最長可達13.6 h。區(qū)內(nèi)土壤類型主要有3類：棕鈣土、漠境鹽土和風沙土。腰壩灌區(qū)地下水主要來源于賀蘭山降水入滲側(cè)向補給，灌區(qū)地下水埋深過大(平均為20 m)，地下水礦化度較高，一般在0.4～7 g/L，大部分低于3 g/L。

1.2 研究方法

本次樣品采樣以遙感影像數(shù)據(jù)為參考，運用GPS定位，使采樣點盡可能遍及綠洲范圍內(nèi)的主要土地利用類型，以便于更全面、更直觀的進行統(tǒng)計分析，樣品采集是對深度為0—10和0—60 cm土壤進行采樣，采樣時間為2015年8—9月和2016年8月，選取采樣點共89個?？紤]到采樣點周圍土壤性質(zhì)相對成因一致，環(huán)境因子類似，異質(zhì)性較小，每一采樣點周圍輻射約10 m處選取2個點，呈三角形形狀采樣，混合土樣(即每個采樣點都是3個點的混合)，用四分法取約500 g的土樣用自封袋裝好帶回實驗室[10]。將土樣放置在通風良好的地方進行風干，風干后將土磨碎，過1 mm細篩，備用。

將已經(jīng)磨碎好的土樣進行溶液配制，稱取土樣，按5∶1的水土比配制浸提液，用于測定土壤含鹽量、離子組成、pH值和電導率。用PH電極(PH211 Microprocessor PH Meter)對pH值測定。土壤離子及全鹽量的測定參考《土壤農(nóng)業(yè)化學分析方法》[11]。

2 結(jié)果與分析

2.1 鹽離子含量分析

表1 土壤鹽分統(tǒng)計特征參數(shù)

2.2 土壤總堿度與離子含量間的關(guān)系

由于地下水埋深大，灌溉初期碳酸根在水溶液中易與水中的氫離子結(jié)合形成重碳酸根離子和氫氧根離子，隨著蒸發(fā)作用的進行，碳酸根離子的不穩(wěn)定性造成土壤中的重碳酸根離子的含量顯著高于碳酸根離子，故土壤中的重碳酸根是土壤總堿度的主要影響離子，碳酸根離子與土壤總堿度間顯示出顯著的相關(guān)性。

2.3 鹽離子相關(guān)性分析

對表層土壤基鹽中的離子進行相關(guān)性分析，不僅可以揭示土壤中離子的存在形態(tài)以及與全鹽量之間的關(guān)系，而且可在一定程度上反映出鹽分在土壤中的運移趨勢[14]。

表2 土壤鹽分離子相關(guān)分析矩陣

注：**表示在0.01水平(雙側(cè))上顯著相關(guān)； *表示在0.05水平(雙側(cè))上顯著相關(guān)。

表3 0-10 cm土層土壤因子得分

表4 10-60 cm土層土壤因子得分

圖1 第1主成分與第2主成分二維辨別關(guān)系

3 結(jié) 論

[1] 王佳麗,黃賢金,鐘太洋,等.鹽堿地可持續(xù)利用研究綜述[J].地理學報,2011,66(5):673-684.

[2] 田長彥,周宏飛,劉國慶.21世紀新疆土壤鹽漬化調(diào)控與農(nóng)業(yè)持續(xù)發(fā)展研究建議[J].干旱區(qū)地理,2000,23(2):177-181.

[3] 任加國,鄭西來,許模,等.新疆葉爾羌河流域土壤鹽漬化特征研究[J].土壤,2005,37(6):635-639.

[4] 李素英,李曉兵,符娜,等.內(nèi)蒙古典型草原區(qū)土壤硬度與土壤水分的空間變化分析:以錫林浩特為例[J].干旱區(qū)地理,2007,30(2):196-202.

[5] 薛風海.我區(qū)西部牧區(qū)井灌飼草料基地的土壤鹽堿化問題研究:阿盟腰壩灌區(qū)調(diào)查[J].內(nèi)蒙古水利,1986(4):20-24.

[6] 姜凌,李佩成,胡安焱,等.干旱區(qū)綠洲土壤鹽漬化分析評價[J].干旱區(qū)地理,2009,32(2):234-239.

[7] 劉貫群.內(nèi)蒙孿井灌區(qū)地下水數(shù)值模擬及土壤鹽漬化預報[D].山東 青島：青島海洋大學,2002.

[8] 馬成霞,丁建麗,楊愛霞,等.綠洲區(qū)域土壤鹽漬化主要參數(shù)的空間異質(zhì)性分析[J].干旱區(qū)資源與環(huán)境,2015,29(2):144-150.

[9] 毛任釗,田魁祥,松本聰,等.鹽漬土鹽分指標及其與化學組成的關(guān)系[J].土壤,1997,29(6):326-330.

[10] 盧磊,喬木,周生斌,等.新疆渭干河流域土壤鹽漬化及其驅(qū)動力分析[J].農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化研究,2011,32(3):357-361.

[11] 魯如坤,陳懷滿,周建民.土壤農(nóng)業(yè)化學分析方法[M].北京:中國農(nóng)業(yè)科技出版社,2000:85-96.

[12] 姚榮江,楊勁松,劉廣明,等.黃河三角洲地區(qū)典型地塊土壤鹽分空間變異特征研究[J].農(nóng)業(yè)工程學報,2006,22(6):61-66.

[13] 賈艷紅,趙傳燕,南忠仁.黑河下游地下水波動帶土壤鹽分空間變異特征分析[J].干旱區(qū)地理,2008,31(3):379-388.

[14] 石迎春,辛民高,郭嬌,等.西北地區(qū)黑河中游鹽漬化地區(qū)土壤鹽分特征[J].現(xiàn)代地質(zhì),2009,23(1):28-37.

[15] 李鳳霞,王學琴,郭永忠,等.銀川平原不同類型鹽漬化土壤酶活性及其與土壤養(yǎng)分間相關(guān)分析研究[J].干旱區(qū)資源與環(huán)境,2012,(7):121-126.

CharacteristicsofSoilSalinizationinYaobaOasisofInnerMongoliaAutonomousRegion

SAI Jiamei1,2, LU Yudong1,2, WANG Zhengchuan1,2, HE Meina1,2

(1.SchoolofEnvironmentScienceandEngineering,Chang’anUniversity,Xi’an,Shaanxi710054,China; 2.KeyLaboratoryofSurfaceHydrologyandEcologicalEffectinAridRegion,MinistryofEducation,Chang’anUniversity,Xi’an,Shaanxi710054,China)

soilsalinization;soilcharacteristics;YaobaOasisofAlax

A

1000-288X(2017)05-0152-05

S156.4

文獻參數(shù)： 賽佳美, 盧玉東, 王正川, 等.內(nèi)蒙古腰壩綠洲的土壤鹽漬化特征[J].水土保持通報，2017,37(5)：152-156.

10.13961/j.cnki.stbctb.2017.05.026； Sai Jiamei, Lu Yudong, Wang Zhengchuan, et al. Characteristics of soil salinization in Yaoba Oasis of Inner Mongolia Autonomous region[J]. Bulletin of Soil and Water Conservation, 2017,37(5)：152-156.DOI:10.13961/j.cnki.stbctb.2017.05.026

2017-03-06

2017-04-21

國家自然科學基金項目“黃河上游德恒隆—鎖子巨型滑坡地震觸發(fā)機理及破壞模式研究”(41302253); 阿拉善SEE生態(tài)協(xié)會基金資助項目(220029150182)

賽佳美(1991—),女(漢族),山東省威海市人,碩士研究生,研究方向為地下水化學。E-mail:18291811632@163.com。

盧玉東(1969—),男(漢族),河北省唐山市人,教授,博士生導師,主要從事水文地質(zhì)方面的研究。E-mail:18631061634@163.com。