北疆棉区长期膜下滴灌棉田土壤盐分时空变化与次生盐渍化趋势分析

选择棉花覆膜滴灌条件下长期连作棉田这一本区域典型的耕作栽培模式为研究对象,在石河子灌区设置膜下滴灌棉田土壤次生盐渍化定位监测试验,采用定位定时分层取样技术研究北疆滴灌棉田土壤盐分时空动态变化。结果表明,棉花整个生育期土壤盐分在水平方向上呈现明显的分区(脱盐区和积盐区)分布特征,膜内0~40 cm土壤盐分能维持在较低水平,脱盐效果显著,而膜外0~40 cm土壤盐分呈持续积盐趋势,40 cm以下各土层盐分变化幅度不大;土体垂直方向40~60 cm土层形成一个积盐区;各土层盐分随着地下水埋深的加大,土壤积盐率迅速降低;监测表明0~40 cm耕层土壤存在碱化倾向,土壤pH值年均递增0.09,年均积盐0.36 g/kg,照此积盐速度,轻度盐渍化耕地达到强度次生盐渍化水平(总盐含量20~30 g/kg)需要40~70年,达到中度次生盐渍化水平(总盐含量10~20 g/kg)需要15~40年。     

新疆喀什地下水浅埋区弃荒地表层土壤积盐与地下水的关系

为了研究新疆喀什地下水浅埋区弃荒地表层土壤积盐与地下水的定量关系,对试验区自然状况下的土壤含水量、表层土壤含盐量、地下水埋深、地下水矿化度和潜水蒸发量进行了原位监测,模拟了潜水蒸发量与地下水埋深的关系,定量分析了弃荒地自然条件下地下水埋深、地下水矿化度对土壤表层盐分的影响,建立了表层土壤含盐量与地下水埋深、地下水矿化度的经验模型。结果表明:在5~50 cm土层,土壤质量含水率随土层深度增加而增大;地下水埋深、地下水矿化度对表层土壤盐分有显著的影响,当地下水埋深为定值时,表层土壤含盐量与地下水矿化度呈线性正相关;当地下水矿化度为定值时,表层土壤含盐量与地下水埋深呈线性负相关;土壤盐分表聚现象明显,不同地下水埋深条件下表层土壤含盐量随累计潜水蒸发量的增加而增大,表层土壤积盐速率随地下水埋深的增大而减小,地下水埋深为25 cm条件下表层土壤积盐速率约是地下水埋深为50 cm的表层土壤积盐速率的2倍多。     

海河低平原盐渍涝洼区表层土壤积盐影响因素通径分析

采用通径分析方法研究海河低平原盐渍涝洼区表层土壤积盐因素的主次关系结果表明 ,地下水埋深2～ 3m、表层土壤全盐量≤ 5 0g/kg、地表高差≤ 6 6cm地段 ,表层土壤盐渍度主要受心土层盐分状况和微地形因素支配 ,而 6个间接作用中亚表土层全盐量通过心土层全盐量对表层土壤盐分累积的作用最大。     

松嫩平原不同微地貌上土壤剖面盐分组成及其分布特征

利用野外调查和理化分析方法,选取松嫩平原盐碱化草原一个典型洼地不同微地貌单元5个土壤剖面,研究了该区域苏打盐渍土土壤剖面发生学形态特征,分析了可溶盐组成及其分布特点。结果表明:不同微地貌上土壤剖面发生层次的碱化度与可溶盐总量的分布趋势相近,显示出苏打盐碱土积盐和碱化呈同步的特征;可溶盐离子组成以K+和Na+及HCO₃?和CO₃2?为主;P1剖面0 ~ 60 cm和P3剖面0 ~ 40 cm盐分数量多且集中分布,盐分表聚作用显著;其它剖面盐分数量均呈现中部高且向下减少的趋势;洼地由西至东,盐碱土土壤类型依次为苏打浅位盐化碱土、苏打白盖盐化碱土、苏打轻盐弱碱化草甸土、苏打弱碱化盐土。微域内苏打盐碱土呈复区分布。     

青海省鱼卡–大柴旦盆地土壤盐分特征

通过野外调查、采样与室内分析,采用相关分析和因子分析法研究鱼卡-大柴旦盆地土壤盐分特征。结果表明:土壤盐分组成中,阴离子以Cl–和SO42–为主,阳离子以Na+和Ca2+为主;土壤全盐量与Cl–和SO42–的含量分别呈显著、极显著正相关关系;0~20 cm土层土壤全盐量约占剖面土壤全盐量的53%,土壤盐分呈现表聚性;土壤全盐量及各离子变异系数超过100%,土壤盐分含量空间变异大;因子分析结果表明Cl-、SO42-、K++Na+和Mg2+可作为研究区土壤盐渍化状况的特征因子;土壤盐分的物质来源是地下水中的化学物质,土壤盐渍化程度的主导因素是地下水位埋深,同时受到历史积盐影响。     

区域土壤水盐空间分布信息的BP神经网络模型研究

针对黄河下游三角洲盐渍区土壤水盐动态的复杂性和空间的变异性,将人工神经网络引入土壤水盐信息的模拟和预测中,探讨了3层网络结构下隐含层神经元数对网络训练和预测的影响,建立了0～20cm表土层水盐含量及其空间分布的BP神经网络模型。结果表明:研究区域表土层水盐与土壤容重和地下水性质间均具极显著的关联性,表土层盐分BP网络的输入因子以经、纬度坐标、土壤容重、地下水埋深和矿化度5个变量为宜,含水量则为经、纬度坐标、土壤容重和地下水埋深4个变量;隐含层神经元数过多会导致"过拟合",当表层土壤盐分和含水量BP网络的拓扑结构分别为5:8:1和4:6:1时,其预测精度最高;表土层水盐BP神经网络模拟值与观测值得到的分布图表现出相似的空间格局,BP神经网络模型有效地模拟了表土层水盐含量及其空间分布特征。该研究为黄河三角洲地区土壤盐渍化的发生、发展及演变规律分析提供理论基础,并为盐渍土地的水盐调控与科学管理提供决策依据。     

土壤盐分和含水量的空间变异性及其CoKriging估值——以黄河三角洲地区典型地块为例

以黄河三角洲地区典型地块为研究区，运用经典统计学和地统计学相结合的方法研究了不同深度土层盐分和含水量的空间变异特征。结果表明：研究区土壤盐分和含水量普遍较高，土壤表层积盐作用明显；各层土壤盐分均属于中等变异强度，土壤含水量除表层为中等变异强度外，其余各层为弱变异强度；受结构性因素和随机性因素的共同作用，各土层盐分和含水量均具有中等的空间相关性。对Kriging插值结果分析表明，研究区各土层盐分和含水量在一定的范围内均存在着空间上的相关性和变异性，表层土壤盐分和含水量的空间分布主要受微地形和气候条件的影响，地下水性质是主导深层土壤盐分及含水量空间分布的主要因素。分别采用表层土壤盐分及相应土层含水量对深层土壤盐分进行CoKriging估值，均能提高估值精度，采用表层土壤盐分对深层土壤盐分进行CoKriging估值的精度要明显高于采用土壤含水量，其估计方差减少百分数最大达到167．36％。     

玛纳斯河流域土壤盐渍化影响因素研究

为了探讨区域盐渍化过程和分布特征,本文通过野外调查和室内分析,研究了新疆玛纳斯河流域海拔高度、地貌类型、地下水埋深、土地利用类型和不同种植年限对土壤盐分含量变化的影响。结果表明:玛纳斯河流域土壤盐分含量随海拔高度的变化呈现先降低后升高再降低的趋势,高盐分含量主要集中在海拔350~400 m,海拔高度与土壤盐分含量之间没有很好的变化趋势;土壤盐分含量在不同地貌类型的分布状况为:冲积洪积扇缘带冲积平原中部冲积平原下部冲积洪积扇中部干三角洲地区,冲积洪积扇缘带与冲积平原中部的土壤剖面盐分有表聚和底聚现象,冲积平原下部土壤剖面中间层盐分含量较高;地下水埋深对土壤盐分含量变化影响明显,随着地下水埋深的变浅,土壤盐分含量显著增加;不同土地利用方式下,土壤含盐量具有显著性差异,荒地土壤盐分含量最高,表层和底层盐分高于中间层,耕地0~100 cm土层盐分含量均较低;随着滴灌年限的增加,0~100 cm土层盐分含量均呈现降低趋势,滴灌1年与3年表层盐分含量差异不显著,其他土层差异显著,滴灌8年与10年的各层土壤盐分含量差异均不显著。综上,玛纳斯河流域土壤盐分含量受地貌类型、地下水状况、土地利用类型和滴灌年限因素影响显著,盐分在土壤剖面上也表现出不同的分布特征。     

塔里木盆地柽柳灌丛沙堆盐分分布特点研究

为明确处于稳定阶段柽柳灌丛沙堆内土壤盐分的分布规律及其对环境可能产生的影响,以塔里木盆地北缘洪积冲积扇末端为研究区,分析了灌丛沙堆内与堆间地盐分的分布特征及其与柽柳灌丛凋落物年产量的关系.研究结果表明,柽柳灌丛沙堆表层土壤(0-30 cm)盐分明显低于堆间地表层土壤盐分,相关分析表明,柽柳灌丛凋落物产量的增加是抑制盐分表聚的一个重要因素.而沙堆深层土壤(30-120 cm)盐分则明显高于堆间地相同深度的土壤盐分,呈明显的富集状态,即形成了明显的“盐岛”.盐岛内主要富集K+,Na+,C1和HCO3-这4种离子,其余离子(SO24-,Ca2+,Mg2+)则呈均匀分布或随机分布.以上结果表明,柽柳灌丛沙堆是土壤盐分局部汇集的小型盐分库,它的演变趋势会对干旱区绿洲生态系统的稳定性产生潜在的影响.     

苏北典型滩涂区土壤盐分动态与水平衡要素之间的关系

为获知苏北滩涂区土壤水盐动态行为,从而为后续的节水灌溉和滩涂区农田水管理策略提供理论依据,该文选取典型滩涂区,进行土壤水、盐和地下水埋深的长期连续监测,并根据大丰市气象站提供的降水、地表蒸散数据,对土壤盐分变化和水平衡要素之间的关系进行探讨。结果表明：土壤表层盐分最高,波动最为剧烈,随深度不断增加,盐分逐渐降低,且波动趋缓。试验区夏季降水丰富,蒸散量相对较低,土壤含水率高,地下水埋深浅;冬季降水少,蒸散量较高,土壤含水率下降,地下水埋深较深。地下水埋深和水补充量是0～40 cm土层土壤盐分的主要影响因子;地下水埋深和蒸散量是60～80 cm土层土壤盐分的主要影响因子。地下水盐分是土壤盐分累积的主要来源,降水脱盐作用仅对0～40 cm表土作用显著,蒸发积盐作用则在整个土壤剖面上具有影响。该研究为消减苏北滩涂区土壤盐渍化灾害提供了科学依据,对指导农业生产具有重要意义。     

黄河三角洲地区典型地块土壤盐分空间变异特征研究

针对目前黄河三角洲地区存在的土壤盐渍化问题，以黄河三角洲地区典型地块为研究区，运用经典统计学和地统计学相结合的方法研究了不同深度土层盐分含量的空间变异特征，绘制了各土层盐分的随机性和结构性的半方差图以及空间分布图。结果表明：受内在因子和外在因子的共同作用，各土层含盐量均具有中等的变异强度和空间自相关性，自相关距差异不大。Kriging插值结果表明，研究区内各土层含盐量的空间分布表现为条带状和斑块状分布。微地形和气候条件是影响表层土壤盐分空间变化的主要因素，地下水性质是影响深层土壤盐分空间分布的主要因素。该研究为黄河三角洲地区盐渍化土壤的分区、改良、管理和合理利用提供了理论基础和参考依据。     

黄河三角洲土壤盐渍化与地下水特征关系研究

为研究黄河三角洲表层土壤盐分含量与地下水特征的关系,对研究区内土壤盐分含量及地下水进行原位监测,分析土壤盐渍化和地下水特征,并运用灰色关联分析法对地下水埋深、电导率、p H和主要离子含量的关系进行定量分析。结果表明:土壤表层盐分含量均值为3.90~6.31 g kg-1,表层以下土壤盐分含量均值为2.54~3.44 g kg-1,属于中度及以上盐渍化程度;地下水埋深平均值为1.16~1.71 m,普遍较浅;地下水阴离子以Cl-为主,阳离子以Na+为主,两者分别占阴、阳离子总量的比例约为65%。关联分析表明,不同地下水特征指标与土壤表层盐分含量的密切程度不同,同一特征指标与土壤表层盐分含量的密切程度在不同时期间差异显著,总体而言,土壤表层积盐与地下水电导率、Na+、Cl-的关系较为密切,与p H、CO32-和HCO3-之间的关系较弱。在防治土壤盐渍化中,应当加强对地下水电导率、Na+、Cl-的控制与管理。     

黄河三角洲地区浅层地下水与耕层土壤积盐空间分异规律定量分析

为研究黄河三角洲地区地下水作用条件下耕层土壤的积盐规律，运用GIS和地统计学的原理与方法，结合地下水埋深的空间分布以及临界埋深的划分标准对研究区域进行分区，并从空间尺度对各分区地下水矿化度与耕层土壤积盐规律进行了定量分析。结果表明：地下水埋深、矿化度和耕层土壤盐分均属于中等变异强度，在东西方向和南北方向上均具有2阶的趋势效应；受结构性因素和随机性因素的共同作用，地下水埋深呈中等的空间自相关性，地下水矿化度与耕层土壤盐分呈弱空间自相关性；耕层土壤盐分与地下水矿化度的空间分布具有一定的相关性，与地下水埋深呈负相关性。对空间尺度上的地下水矿化度与耕层土壤盐分定量分析结果表明，耕层土壤积盐与地下水矿化度呈极显著的相关关系，而地下水埋深增加使其相关性减弱，采用分区研究法使地下水矿化度对耕层土壤积盐规律分析更加客观准确。该结果对研究黄河三角洲地区土壤盐渍化的发生机理以及预测与评估该地区土壤盐渍化的发生发展具有重要意义。     

基于聚类分析的土壤盐渍剖面特征及其空间分布研究

通过对黄河三角洲地区典型地块土壤盐渍剖面的聚类分析,研究并总结该地区不同盐分剖面类型土壤含盐量在水平方向以及垂直方向的分布特征和规律,运用该规律对各盐渍剖面类型的空间分布进行了探讨。结果表明:研究区土壤盐分剖面可以明显分为表聚型、底聚型和平均型3类,按照垂直分布特征可将0～180cm土体划分为0～20cm、20～80cm、80～120cm和120～180cm四个层次;研究区土壤含盐量在垂直方向和水平方向上变异较强,总体上盐分分布具有一定的表聚性,且各土层含盐量的规律性可以作为判断土壤盐分剖面类型的依据;受结构性因素和随机性因素的共同影响,各土层含盐量均表现为中等的空间自相关性和相同的空间自相关变化尺度。Kriging插值与空间分析结果表明,微地形和气候条件是影响表层土壤盐分空间分布的主要因素,地下水性质主导深层土壤盐分的空间分布;表聚型盐分剖面是研究区最主要的剖面类型,其次分别为底聚型和均匀型;不同盐分剖面类型的空间分布反映了植被类型和土地利用方式的差异,人为农业措施是形成底聚型与平均型盐分剖面的最直接因素。该研究结果为黄河三角洲地区盐渍土地的分区、改良、管理以及合理利用提供了理论基础和实践依据。     

黄河三角洲柽柳周边土壤钠吸附比分布特征及影响因素分析

  目的  黄河三角洲是极具特色的滨海盐生湿地,为探究该区域关键木本植物柽柳周围土壤钠吸附的特征及其影响因素。  方法  运用同心圆布点采样和相关分析等方法,对黄河三角洲柽柳周边土壤盐分离子、钠吸附比的空间分布及离子相互关系进行了分析。  结果  Cl?和Na+是柽柳周边土壤盐分构成的主要离子。Na+、Cl?和Mg2+在距离柽柳较近的表层土壤中含量较少,其含量随土壤深度增加而上升,呈现底聚现象,在距离柽柳较远的土壤中呈现表聚现象。Ca2+、SO₄2?和K+的表聚现象不受距离柽柳远近的影响。相关分析表明,柽柳周边土壤钠吸附比与Cl?、Na+、K+和Mg2+离子关系密切,与Na+的相关性最强。在0 ~ 40 cm土层中,距离柽柳100 cm以内的钠吸附比远低于150 cm以外区域。钠吸附比的变异系数随土层加深而减小,深层土壤钠吸附比与盐离子的相关性均不显著。  结论  柽柳对钠吸附比的影响在100 cm以内的0 ~ 40 cm土层中更为显著。土壤盐分与钠吸附比的空间分布受柽柳冠幅范围、植物根系吸收、凋落物堆积和降水淋溶等作用的影响。     

黄河三角洲地区典型地块地下水特征的空间变异性研究

以黄河三角洲地区典型地块为研究区,运用经典统计学和地统计学相结合的方法研究了包括埋深和含盐量的地下水性质空间变异特征,绘制了各地下水特征的随机性和结构性的半方差图和空间分布图。结果表明:受不同尺度的结构性因素和随机性因素的共同作用,地下水埋深和含盐量均具有中等的变异强度和空间自相关性,地下水埋深的自相关距大于含盐量。对Kriging插值结果分析表明:地下水埋深的空间变异性受微地形因素及农田工程措施影响较大,长期的农业生产措施会影响地下水含盐量的空间分布,地下水含盐量空间变异性与埋深有一定的关联。地下水特征的空间结构性和定量化研究对黄河三角洲地区地下水资源评价、土壤的次生盐碱化防治及区域水盐运动调控有着直接的现实意义。     

黄河三角洲土壤盐分空间变异性与合理采样数研究

以黄河三角洲地区一块约520hm^2的田块为研究区，采用经典统计学和地统计学方法进行不同层次土壤盐分（0～20cm，20～60cm，60～100cm，100～140cm）的空间变异及其合理采样数量研究。结果表明：研究区土壤盐分普遍较高且表聚作用明显；各层土壤盐分均属于中等变异强度;受结构性因素和随机性因素的共同作用，各土层盐分均具有中等的空间相关性。对Kriging插值结果分析表明，土壤盐分的空间分布受微地形和气候条件的影响较大．且研究区各土层盐分分布存在着空间上的相似性。应用Cochran公式和分层采样方法对合理采样数量进行了分析，发现采用分层采样方法可以有效降低采样数量，且采用最适分配法可以获得最为理想的采样数量，该方法较比重分配法采样数降低幅度最大达35％左右。该研究为黄河三角洲地区盐渍土地的科学管理、改良以及利用提供一定的理论依据和技术参考。     

Soil salinity development in the yellow river delta in relation to groundwater dynamics

The Yellow River Delta occupies an important position in the global ecosystem because of its valuable wetland habitat resources for migratory birds on the Eastern Pacific migration route. However, it has suffered from severe land degradation because of soil salinization. This paper assesses the distribution maps of saline soils during the past two decades, using field observations at three points in time using remote sensing images for the same periods, in combination with spatial models. Soil salinization appears to have expanded from the coastline to inland areas of the Yelow River Delta at a surprising speed during that period. The spatio‐temporal dynamics of the groundwater table and total dissolved solids (TDS) during the last 20 years were analyzed using maps based on Kriging interpolation. Kriging helped substantially to improve the accurateness of the predicted values of soil salt content, using a random subsample of the observation points as validation basis. Correlation analysis of the spatial data revealed that the distribution and evolution of saline soils are closely related to the dynamics of groundwater: the aggravation of soil salinization is associated with a rising groundwater table and increasing TDS. Insufficient recharge of the groundwater with fresh surface water due to reduced Yellow River discharge and subsequent seawater intrusion are therefore serious environmental problems in the Yellow River Delta ecosystem. Copyright © 2011 John Wiley & Sons, Ltd.