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黃河三角洲土壤鹽漬化現狀及其影響因素

來源:原創論文網 添加時間:2020-02-24

  摘    要: 為了解當前黃河三角洲土壤鹽漬化的現狀和影響機理,該文根據文獻數據庫和相關資料對黃河三角洲土壤鹽漬化現狀和研究情況進行了梳理,旨在為黃河三角洲土壤鹽漬化的研究和治理提供參考借鑒。結果表明:地下水和植被狀況與土壤發育關系最為密切;離排灌水渠的長度、地下水礦化度和埋深是影響黃河三角洲次生鹽漬化3個最顯著的因素;黃河三角洲區域的土壤鹽分主要為NaCl、Na2SO4;地下水埋深、植被利用與土壤鹽分之間存在相互作用的關系;多年生的苜蓿和刺槐林對于降低表層土壤的鹽分含量具有明顯的作用。

  關鍵詞: 黃河三角洲; 土壤鹽漬化; 研究綜述;

  Abstract: In order to understand the present situation and influence mechanism of soil salinization in the Yellow River delta, the present situation and research situation of soil salinization in yellow River Delta has been described by literature database and relevant data.The aim is to provide reference for the study and control of soil salinization in the Yellow River delta. Studies have shown that:Groundwater and vegetation are most closely related to soil development.The secondary saline soil was mainly influenced by distance to drainage dykes, groundwater TDS and depth.The soil salinity is mainly NaCl and Na2 SO4 in the Yellow River delta. There are interactions between the depth of groundwater, vegetation utilization and soil salinity. Perennial alfalfa and acacia forests have significant effects on reducing the salt content of surface soil.

  Keyword: Yellow River Delta; Soil salinization; Summary;

  土壤鹽漬化包括鹽化和堿化2個方面,土壤鹽化是指可溶性鹽類在土壤中的累積,特別是在土壤表層積累的過程;土壤堿化則是指土壤膠體被鈉離子飽和的過程,也常被稱為鈉質化過程(Sodication)[1]。土壤鹽分的形成和積累,與地殼上層發生的諸多地球化學過程和水文化學過程有關。全球鹽漬土面積約占陸地總面積的1/10,約有100多個國家存在不同比例的土壤鹽漬化。據統計,我國鹽堿化土地面積約為1億hm2,其中現代鹽堿土約占37%,殘余鹽堿土約占45%,潛在鹽堿土約占18%[2]。

  黃河三角洲是由黃河入?跀y帶泥沙在渤海凹陷處沉積形成的沖積平原,是我國乃至世界形成陸地速度最快的河口三角洲之一[3]。受黃河和渤海等多種水動力因素的影響,該區域地下水埋藏較淺,礦化度較高,土壤普遍鹽漬。黃河三角洲區域土壤鹽漬化面積約為44.29萬hm2,占總面積的50%以上,其中重度鹽漬化土壤和鹽堿光板地23.63萬hm2,約占總面積的28.3%[4]。目前,土壤鹽漬化問題已成為了制約當地生態穩定和農業發展的重要環境問題[5]。

  本文根據文獻數據庫和相關資料對黃河三角洲土壤鹽漬化現狀和研究情況進行了梳理,旨在為黃河三角洲土壤鹽漬化的新研究以及為土壤鹽漬化的治理提供理論依據。

  1 、黃河三角洲土壤鹽漬化現狀

  黃河三角洲區域年蒸發量大于降雨量,在此條件下土壤中鹽分處于向上運移的狀態,形成土壤季節性的返鹽和脫鹽[6]。土壤鹽分隨季節的變化而變化,主要規律為:春季積鹽、夏季脫鹽、秋季回升、冬季潛伏。黃河三角洲土壤鹽分在剖面上主要表現為表聚型[7]。黃河三角洲地形南高北低,表現為山前平原-沖積平原-三角洲上部平原-海岸帶-水下岸坡[3]。南部高地、沿黃河及其周邊的高地,土壤含鹽量較低;背河的洼地與灘涂地的土壤含鹽量較高,含鹽量平均值約為11.7g/kg;濱海灘涂地區受高礦化度地下水和海水入侵的影響,土壤含鹽量達30g/kg以上[8]。黃河三角洲位于華北凹陷的東北部,區域內主要為第四紀地層,厚度達400~500m。河積粉砂和潮汐沉積物是地下水主要的賦存介質。黃河三角洲地下潛水埋深平均約為1.14m,且礦化度平均約為14.3g/L。黃河三角洲位于濱海濕潤-半濕潤海水浸漬鹽漬區渤海氯化物鹽漬土片,屬于現代積鹽過程[9]。

  黃河三角洲的人工植被主要為人工刺槐、白蠟、楊樹、棉花和冬棗等。天然植被大多為耐鹽植被,主要為蘆葦、翅堿蓬、獐茅、白茅、檉柳等。植被類型單純,頂極群落主要為鹽化草甸和一年生鹽生植物群落。黃河三角洲區域的植被與土壤鹽分具有既相互影響又相互生存的關系,黃河三角洲區域由于土壤鹽漬化而形成了獨特的生態系統。黃河三角洲的土壤類型受近代黃河泛濫沉積的影響多形成濱海潮土。土壤質地以輕壤、砂壤為主,其次為粘土、重壤;巖性主要由粉砂、粘土質粉砂和粘土組成[9]。
 

黃河三角洲土壤鹽漬化現狀及其影響因素
 

  2 、黃河三角洲土壤鹽漬化研究

  2.1 、土壤鹽漬化影響因素

  土壤鹽分積累受到自然因素和人為因素雙重的影響,是雙重影響相互疊加的結果[9]。

  2.1.1、原生土壤鹽漬化

  相關研究表明,影響黃河三角洲表層、底層土壤含鹽量的因素由大到小依次為:地下水埋深、地下水礦化度>植被蓋度>離海遠近>地形指數>土壤有機質。這一規律與黃河三角洲鹽漬土的形成和進化的自然規律相適應。黃河入?谀嗌巢粩嘤俜e、新陸地不斷形成,在此背景下,地下水和植被狀況與土壤發育關系極為密切。地下水埋藏淺、礦化度高向地下水埋深變大、土壤脫鹽淡化轉變,地表由無植被覆蓋向少有的耐鹽植被覆蓋再向高等植物轉變。高等植物的出現增加了地表覆蓋度,減少了土壤水分的蒸發,進而阻止了土壤鹽分的上升積聚。其他因素均是間接地影響土壤含鹽量,并且不同深度土壤體鹽分含量的影響因素基本一致[9]。

  2.1.2、次生土壤鹽漬化

  相關研究表明,影響黃河三角洲表層土壤次生鹽漬化的因素由大到小依次為:離排灌渠遠近>地下水礦化度>地下水埋深>地形指數>離海遠近>土壤有機質。人類活動嚴重影響著土壤次生鹽漬化,農田的排水灌溉系統對改善土壤鹽分含量具有重要作用,離排灌渠的距離與土壤改善的效果呈顯著正相關。同時,地下水埋深和礦化度對表層土壤次生鹽漬化也起著重要的作用[9]。與表層土壤相比,排灌系統對降低深層土壤含鹽量的權重略有下降,主要與區域地下水埋藏淺,深層土壤更易受地下水礦化度的影響有關。相關研究結果表明,地下水礦化度、埋深是控制土壤次生鹽漬化的關鍵因素[9]。此外,平原引黃蓄水庫的修建也是造成土壤次生鹽漬化的重要因素。在引黃干渠兩側和調蓄水庫周圍,引水、蓄水容易側滲,造成四周地下水位的進一步提高,加劇了土壤次生鹽漬化[10]。

  2.2 、土壤鹽漬化與鹽漬離子關系

  黃河三角洲土壤鹽漬化程度較重,其表層至1m深剖面土壤均處于中度及以上鹽漬化程度。相關研究表明,地下水離子中以Na+、Cl-為主,地下水電導率、Na+、Cl-顯著影響著土壤表層鹽分的積聚,而p H、CO32-和HCO3-對土壤表層鹽分的積聚影響程度相對較小[11]。黃河三角洲土壤鹽漬離子含量最大的為Cl-,最小的為K+,這是由于區域內鹽漬土離渤海較近,且地下水埋藏較淺,其鹽漬土受海水浸漬和地下水影響有關。土壤鹽漬離子含量從大到小的排列順序依次為:Cl->Na+>SO42->Ca2+>Mg2+>K+,土壤中Cl-、Na+、SO42-的濃度遠大于其他鹽分離子,黃河三角洲土壤鹽分主要為NaCl、Na2SO4。影響黃河三角洲土壤鹽漬化的鹽漬離子并未隨時間的發展而發生改變。黃河三角洲的土壤鹽分在不斷積聚的同時,土壤有機物含量卻在不斷的降低[12]。

  2.3、土壤鹽漬化與植被利用類型關系

  與未有植被利用的土壤相比,植被利用后土壤容重降低,土壤孔隙度、土壤團聚體、毛管持水量與飽和含水量均有明顯的提高;土壤TOC、有效磷、速效氮含量均有顯著增加;但土壤總鹽分含量卻呈顯著降低趨勢。相關研究表明,黃河三角洲主要的土壤利用類型相比較,物理性質變化為:麥田>棉田>葦地>堿蓬地>裸地[13]。同時,地下水埋深、土壤鹽分對植被物種分布也具有顯著的影響[14]。植被是反應土壤鹽漬化程度的標志,通過觀察植被類型、生長狀況可直接對土壤鹽漬化定性。不同土地利用方式會對土壤鹽分的運移產生一定的影響,從而改變土壤鹽分在剖面上的含量。研究結果表明,多年生的苜蓿和刺槐林可減少表層土壤的鹽分含量,在土壤剖面上表層土壤的鹽分含量明顯低于底層土壤[7]。在黃河三角洲區域,不同植被覆蓋條件下土壤鹽分含量的變化規律為:刺槐林地<蘆葦草甸<檉柳灌叢<翅堿蓬地<裸地[9];人工栽植的刺槐林地土壤含鹽量低于天然更新的檉柳林地和人工耕作的棉花地[15]。

  3 、小結

  綜合已有的研究結果表明:(1)地下水和植被狀況與土壤發育關系最為密切?刂频叵滤裆、改善地下水質和增加植被覆蓋等措施,是防治黃河三角洲土壤鹽漬化的重要措施。

  (2)離排灌水渠的長度、地下水的礦化度和埋深是影響黃河三角洲次生鹽漬化3個最顯著的因素。因此,實時監測土壤和地下水的鹽堿度、地下水的水位和化學組成、改善田間灌溉排水設施、水分入滲屬性,對于預防土壤次生鹽堿化具有重要作用。

  (3)黃河三角洲區域地下水電導率、Na+、Cl-顯著影著響土壤表層鹽分的積聚,p H、CO32-和HCO3-對土壤表層鹽分的積聚影響程度相對較小。土壤鹽分主要為NaCl、Na2SO4。因此,治理與預防黃河三角洲土壤鹽漬化,需以土壤中NaCl和Na2SO4為重點。

  (4)地下水埋深、植被利用與土壤鹽分之間存在著相互作用的關系。地下水埋深、土壤鹽分決定著植被的分布和生長情況,而植被的生長又能改變土壤鹽分含量。多年生的苜蓿和刺槐林能降低表層土壤的鹽分,這一研究成果對于改善土壤鹽漬化具有較好的借鑒作用。

  參考文獻

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