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。     

典型绿洲灌区长期膜下滴灌棉田根区土壤盐分及离子变化特征

通过对新疆典型灌区5块(1998地块、2002地块、2004地块、2006地块和2008地块)不同膜下滴灌应用年限农田进行连续4年的定点监测,每块地每月分别在膜内毛管处、棉花窄行中点、膜外两膜中点3个位置取样测试从地表向下0-60cm深处土样的盐分及离子含量,揭示长期膜下滴灌农田根区土壤盐分演变趋势。结果表明,在现行灌溉制度条件下,根区土壤盐分平均值、最大值、盐分方差和标准差均随膜下滴灌应用年限延长呈降低趋势,根区盐分平均值与膜下滴灌应用年限符合Allometric1指数函数模型,滴灌应用1~3年,相对荒地脱盐率可达85%左右,滴灌应用3~10年盐分降低趋势明显,滴灌10~15年相对荒地脱盐率稳定在95%左右。根区土壤盐分中Na+与Cl-2种离子含量随膜下滴灌年限延长而降低趋势明显,滴灌5年以后降低缓慢,年均含量低于0.15g/kg,脱盐率稳定在80%~90%之间,滴灌8~15年相对稳定;根区盐分离子组分中主要是Na+与Cl-,随滴灌应用年限延长而降低,其次是Ca2+、SO2-4、Mg2+3种离子,其他离子含量随滴灌应用年限延长无明显变化特征。根区盐分及离子降低的主要原因在于当地的灌溉制度,坚持现行的灌水制度虽然有利于膜下滴灌长期可持续应用,但应适当减少花铃后期及吐絮期的灌水定额以节约水资源。     

长期膜下滴灌棉田土壤盐分变化特征

为阐明膜下滴灌技术对土壤化学性质的影响,选择典型绿洲区(新疆石河子市下野地灌区)进行膜下滴灌1~6 a的棉田,于2009—2013年对其土壤盐分离子变化进行定点监测分析。结果表明,绿洲盐碱区棉田土壤中盐分、Na+、Ca2+、Mg2+、SO2-4以及Cl-随滴灌应用年限延长呈负指数幂函数曲线降低,在膜下滴灌技术使用初期,棉田盐分、离子下降较快,随后降幅减小;滴灌第1年土壤为盐土,滴灌第5年转为轻度盐化土;滴灌第6年后棉花成活率为76.39%,产量为4 515.48 kg/hm2。同时随着滴灌年限延长钠吸附比和Cl-/SO2-4当量比降低,土壤中阴阳离子组成亦在逐年发生变化,长期应用膜下滴灌技术后盐碱土类型将可能由氯化物-硫酸盐盐土转化为硫酸盐盐土。结果表明,绿洲盐碱灌区现行灌溉制度下膜下滴灌棉田土壤盐分向着有利于棉花生长的方向发展。研究可为规模化推广膜下滴灌技术提供一定的理论支持。     

莱州湾南岸土壤剖面盐分离子分异规律研究

莱州湾南岸地区受海水入侵影响盐渍化问题严重,土壤盐渍化是制约区域农业生产和发展的主要障碍因子。运用经典统计学和地统计学的方法,研究了莱州湾南岸地区土壤剖面盐分离子的空间分异规律。结果表明:土壤全盐含量随深度的增加而增加,表现出底聚趋势;各层土壤盐分离子均表现中等和强烈的变异性;土壤盐分主要以Na Cl和Na2SO4的形式存在;偏相关分析说明不同盐分离子间的相关性差异较大;聚类分析表明盐分离子主要分为三大类:K+、Mg2+、Ca2+和SO2-4为第一类,Na+单独组成第二类,Cl-则为第三类;除全盐含量在30~60cm具有中等空间自相关外,其他各层土壤盐分属性均具有强烈的空间自相关性;盐渍化类型以硫酸盐型、氯化物—硫酸盐型和硫酸盐—氯化物型为主,盐渍化程度以轻度盐渍化为主。     

地下水浅埋区重度盐碱地不同滴灌种植年限土壤盐分分布特征

采用时空替代的研究方法,研究地下水浅埋区重度盐碱地不同滴灌种植年限(0、1、2、3年)对土壤盐分及不同盐分离子分布的影响,旨在为采用覆膜滴灌技术进行盐碱地改良提供理论依据。试验结果表明滴灌种植枸杞第1年,土壤盐分变化主要为自上而下被淋洗,种植2年和3年土壤年内盐分含量和分布变化相似,盐分主要分布在土壤表层,且在枸杞生育期结束时,剖面土壤含盐量都低于年初水平;土壤溶液电导率(EC1:5)与主要离子之间都具有极显著的相关关系,其中Cl-和Na+与EC1:5关系最为紧密;HCO3-与EC1:5负相关,相关性随着种植年限的增加而减小;Cl-、Mg2+、Ca2+、Na+在盐分组成中的荷载随种植年限增加而增大;回归分析表明Cl-和EC1:5之间具有线性关系,SO42-与EC1:5之间具有对数关系,EC1:5可以通过Cl-和SO42-表达;利用咸水覆膜滴灌并没有根本改变土壤类型,但在距滴头水平距离0～30cm范围内土壤含盐量从13.1g/kg降低到4～6g/kg,由盐土脱盐演化为重度盐化土。因此,采用覆膜滴灌技术明显降低了作物根区盐分含量,改善了作物根系生长的土壤环境条件。     

宁夏引黄灌区盐化土壤盐分特征与相关性分析

选取宁夏典型盐化土壤,研究了土壤盐分、pH和碱化度的垂直分布特征,并对土壤含盐量及各离子组成之间的相关性进行了统计分析.结果表明,研究区主要的盐分离子有SO42-、Cl-、Na+、Ca2+,0～ 40 cm土层试区土壤类型属氯化物-硫酸盐类型;40～100 cm土层,属硫酸盐-氯化物类型.相关性分析表明:0～40 cm土层土壤含盐量与SO42-含量相关性最大,其次是Mg2,40 ～ 100 cm土层土壤含盐量与Cl-和Na+的相关性最大,其次是SO42-,各土层Cl-与Na+均呈相关系数大于0.97的极显著正相关,SO42-在0～40 cm土层与Ca2+的相关性最大,40～ 60 cm土层与Cl-的相关性最大,60 ～ 100 cm土层与Na+的相关性最大.主成分分析结果表明:SO42-、Mg2+、Cl-、Na+、Ca2可作为试验区土壤盐化状况的特征因子.     

苏北典型新围垦海涂农田盐碱障碍因子特征分析

通过对苏北典型新围垦海涂农田(围垦于2005年,种植于2007年)盐碱障碍因子分析发现,农田土壤处于脱盐碱化阶段,其盐分均值为1.78 g/kg,属轻度偏中度盐渍化,但其变幅大,空间变异性强,盐分大值呈斑块状分布于田块中.同时,其pH高,均值达9.83,碱化特征明显.海涂围垦农田土壤盐分与pH的剖面分布均较均匀,垂直变异性弱.离子分析结果显示,海涂围垦农田土壤盐分以NaCl为主,除K+外,土壤可溶性离子按其与盐分和pH的关系大致可以分为两类,一类为Cl-、SO42-、Ca2+、Mg2+、Na+,分别与土壤含盐量呈显著正相关;另一类为CO32-、HCO3-,分别与pH值具有极显著的正相关关系;且同类离子之间互呈显著正相关,而两类离子相互之间呈显著负相关或极弱正相关.K+既与土壤含盐量和pH呈极显著正相关,同时也与除SO42-和Ca2+外的所有离子呈正相关.结合研究区气候特征,在消减新围垦海涂农田土壤盐碱障碍因子的过程中应积极改善土壤的物理性质以增强盐分的淋洗,并重点防止土壤的碱化过程.     

半干旱盐渍化地区果园土壤盐分离子相关性研究

以甘肃省秦安县兴国镇郑川村果园土壤为研究对象,利用统计分析的方法对500个土样盐分离子含量的相关性进行了研究.结果表明:该研究区土壤阴离子主要是HCO3-、SO42-,阳离子主要是Na+.CO32- 与HCO3-、Mg2+ 之间存在着显著的负相关,与Na+ 之间存在着极显著的正相关;HCO3- 与Cl- 之间存在着极显著的负相关,与Mg2+ 之间存在着极显著的正相关;Cl- 与SO42-、Ca2+、Mg2+、Na+ 之间存在着显著的正相关,其中与Ca2+、Na+ 之间存在着极显著的正相关;SO42- 与Ca2+、Mg2+、Na+ 之间存在着极显著的正相关;Ca2+ 与K+ 之间存在着极显著的正相关,与Na+ 之间存在着显著的负相关;Mg2+ 与K+ 之间存在着显著的负相关;K+ 与Na+ 之间存在着极显著的负相关.通过对盐分离子的聚类分析发现,Cl-、Mg2+、CO32-、Ca2+、K+ 和HCO3- 在该区土壤中有着相似或相近的运移特征.对相关分析和偏相关分析这两种分析方法所得结果进行了对比分析,它们之间存在着明显的差异,偏相关分析能进一步消除由于其他变量的影响,因而能够更加准确地刻化多元变量其中的两个变量之间的相关性.     

苏打盐渍土地区芦苇地土壤盐分离子空间变异与群落关系研究

对松嫩平原西部苏打盐渍土地区芦苇小区土壤盐分离子和植被群落进行了分析,结果表明土壤盐分离子空间变异显著,四种阳离子(Na+、K+、Ca2+、Mg2+)变异系数为0.60~1.22,四种阴离子(HCO3-、CO32-、C l-、SO42-)变异系数为0.35~1.41。离子中,Na+在阳离子中含量最高,HCO3-在阴离子中含量最高。群落间比较,碱茅+芦苇群落八大离子浓度均大于芦苇群落(p<0.05)。且土壤电导率、pH,以及株高、生物量、覆盖度也高于芦苇群落(p<0.01),因此随着土壤电导率、离子浓度的增加,芦苇小区土壤碱化程度加重,植被生长指标减小,植被群落也由芦苇群落向含有碱地植被的碱茅+芦苇群落过渡。     

内陆干旱区不同灌溉制度对盐碱地滴灌土壤盐分离子分布的影响

通过田间试验研究覆膜滴灌条件下不同灌溉制度对土壤盐分分布的影响。试验通过控制滴头正下方20 cm处的土壤基质势下限进行灌溉,共设5个水平的土壤基质势处理:-5 kPa(S1)、-10 kPa(S2)、-15 kPa(S3)、-20 kPa(S4)和-25kPa(S5),每个处理重复3次,按随机区组布置。结果表明:不同土壤基质势控制对盐渍土中盐分分布有显著影响,不同土壤盐分离子的分布各不相同。其中Na+与Cl-容易被淋洗,两个生长季后,各处理土壤中Na+与Cl-含量有显著降低,并且土壤基质势控制越高淋洗效果越好。SO42-与HCO3-的淋洗效果主要受离子浓度影响,第一年淋洗效果较第二年明显。Mg2+与Ca2+不易随水移动,各处理无明显差异。经过两个生长季的灌溉淋洗,各处理土壤SAR值与全盐含量均有显著降低,根区内SAR值与全盐含量的降低幅度均在50%以上。研究结果对内陆干旱区盐碱地水盐调控和灌溉制度的制定具有理论意义和应用价值。     

膜下滴灌系统不同应用年限棉田根区盐分变化及适耕性

盐碱地长期膜下滴灌作物根区土壤盐分是否累积及适宜耕作问题引起很多学者关注和思考,并成为制约干旱区农业生产、影响绿洲生态稳定和膜下滴灌可持续应用的重要因素。该文通过对新疆典型灌区5块不同膜下滴灌应用年限农田进行连续4a的定点监测,尝试揭示长期膜下滴灌农田根区土壤盐分演变趋势。结果表明,在现行灌溉制度条件下,新疆干旱区绿洲膜下滴灌棉田0～60 cm膜内根区盐分随滴灌年限呈降低趋势,在滴灌1～4年根区总盐变化幅度及降低幅度均较大,滴灌5～7a盐分继续小幅降低,根区平均含盐量均低于5 g/kg,棉花根系生境合适,基本满足耕种条件,棉苗存活率在60%以上,产量在5 250 kg/hm2以上;滴灌8～15 a盐分趋于稳定,根区平均含盐量均低于3 g/kg,且Cl-含量低于0.12 g/kg时,棉花成活率及产量较高且稳定,棉苗存活率在90%以上,产量在6000 kg/hm2以上,根区土壤盐分中Na+与Cl-随滴灌年限降低趋势明显。当地的灌溉制度是造成根区盐分降低的主要原因,坚持现行的灌水制度有利于膜下滴灌长期可持续应用,但应适当减少花铃后期及吐絮期的灌水定额以节约水资源。     

滴灌条件下盐渍土盐分淡化区形成过程中离子运移特征

为了探究滴灌条件下盐渍土壤盐分淡化区形成过程中水盐及离子运动规律,通过土柱滴灌模拟试验分析了土壤水分、盐分及离子的分布特征及随时间的变化关系。结果表明:土壤总盐分及各个离子随着滴灌水的运移而运动,先进行横向运移,再进行纵向移动,当滴灌时间为15 h (滴水量16.2 L·桶^-1)时,在0~30 cm区域内形成稳定的椭圆型离子淡化区,淡化区边缘形成了约10 cm宽的集盐区。在整个运动过程中,表层0~20 cm土层总体上脱盐速率的大小顺序为Cl^->Na⁺>总盐分>SO_4^2-> Mg2> HCO_3~->Ca²⁺>K~+。同时,表层土壤总盐分、Cl~-、SO_4^2-、Na~+的浓度与滴灌时间的函数关系更加符合倒数模型,滴灌后盐分淡化区内土壤的盐分类型由硫酸盐-氯化物型转变为氯化物-硫酸盐型。     

河套灌区乌拉特灌域春季土壤盐碱化空间分布特征

盐碱化状况是干旱区灌区水盐合理调控及水土资源合理利用的基础。为掌握内蒙古河套灌区下游乌拉特灌域春季耕地土壤盐碱化状况的空间分布，通过野外调查采样和实验室检测，对0~20 cm和20~40 cm土层中的全盐量（Total Salt，TS）、pH值、CO32-、HCO3-、Cl-、SO42-、Ca2+、Mg2+、K++Na+含量、交换性Na+含量、阳离子交换量（Cation Exchange Capacity，CEC）、碱化度（Exchangeable Sodium Percentage，ESP）等反映土壤盐碱化特征的指标进行了测定和计算，采用经典统计学、地统计学和多指标综合评价方法对土壤盐碱化指标的空间分布特征进行分析。结果表明：1）0～20 cm土层中的TS含量更大一些，可溶性盐分离子主要以HCO3-、SO42-、Cl-、Na+为主。HCO3-、CEC、交换性Na+和ESP的变异系数在10%～100%之间，属于中等变异，其中交换性Na+和ESP的变异系数接近100%；TS、Cl-、SO42-和Na+的变异系数均大于100%，属于强变异。2）土壤pH、TS和ESP的空间分布规律基本一致，在东西方向上，各指标西部低，东部高；在南北方向上，中间低，南、北两侧高。土壤pH值基本在7.5～8.5之间，从TS空间分布来看，灌域内有32%的土壤存在盐渍化问题，且以轻度盐渍化土为主，约占26%；从ESP分布来看，有97%的土壤存在碱化问题，其中轻度碱化土约占40%，中度碱化土和碱土均约占23%。因此灌域内土壤碱化问题比盐化问题更为突出。3）通过因子分析得出TS、Cl-、Na+、交换性Na+、ESP和CEC是乌拉特灌域土壤盐碱化程度的主要影响因子，公因子综合得分值在-0.78~3.38之间，公因子综合得分能排除指标间个体差异，比较客观地评价土壤盐碱化整体水平。     

土壤水溶性盐基离子的高光谱反演模型及验证

土壤水溶性盐基离子是诊断土壤盐渍化类型与盐渍化程度的重要依据,利用光谱技术快速获取土壤水溶性盐基离子含量数据,可为土壤盐渍化类型与盐渍化程度的诊断提供新的技术和手段。该研究通过采集新疆5个不同地区399个土样的反射率与水溶性盐基离子数据并进行31种光谱预处理方法,分析了不同水溶性盐基离子(HCO3-、Cl-、SO42-、K+、Na+、Ca2+、Mg2+)与高光谱反射率之间的相关性;采用K-S(Kennard-Stone)方法挑选出299个样品,针对每种离子使用偏最小二乘回归(partial least squares regression,PLSR)分别建立32个高光谱定量反演模型,优选最佳反演模型,并单独使用100个样品对估测模型进行检验。结果表明:不同离子的最佳反演模型所使用的预处理方法存在差异,其中仅有Cl-和Ca2+、SO42-和Mg2+所使用的预处理方法相同,其他离子则不同;不同离子的反演精度也不同,HCO3-和Ca2+构建的模型相对分析误差(relative percent deviation,RPD)分别为2.67、2.57,模型具有很好的预测能力。Cl-、SO42-和Mg2+所构建的模型RPD分别为2.05、2.10和2.14,表明这三者建立的模型具有较好的预测能力。K+建立的模型RPD仅为1.11,不能对样品进行预测。Na+构建的模型RPD为1.83,表明该离子所建模型只能对样品进行粗略估测。研究结果为探究水溶性盐基离子的高光谱反演增添了新的内容,为土壤盐渍化监测的深入和推进提供了新的思路和方法。     

脱硫石膏与灌溉耦合对滨海盐碱土化学性质的影响

脱硫石膏(CaSO4.2H2O)是火力发电厂石膏湿法烟气脱硫的副产物。对盐碱地施用脱硫石膏可以通过Ca2+置换盐土中的Na+,达到脱盐目的。通过盆栽试验研究天津滨海盐土施用脱硫石膏并配合灌溉淋洗改良盐碱土的效果。结果表明:对于表层土壤(0-10cm),施用脱硫石膏对Ca2+、Mg2+、K+、Na+、Cl-、SO24-离子含量有显著降低作用。10cm以下土壤,脱硫石膏的脱盐能力与施用量呈正相关。脱硫石膏与灌溉耦合时,脱硫石膏施用量为3 000kg/hm2以上时改良效果较好。随着脱硫石膏施用量的增加不但降低了土壤Na+含量与土壤pH值,对灌溉量的需求也有所降低。灌溉量为田间持水量的80%时脱硫石膏对土壤Ca2+、Mg2+与K+的降低作用与CK相比差异最显著。脱硫石膏施用量的增加提高了土壤全盐量,但随灌溉量增加这种影响逐渐降低。     

脱硫石膏施用下宁夏盐化碱土水盐运移特征

为定量描述脱硫石膏施用下盐化碱土土壤剖面盐分与淋洗水量的关系,通过室内土柱淋洗试验开展了脱硫石膏施用下不同淋洗水量对宁夏盐化碱土水盐运移影响的研究。结果表明:施用脱硫石膏对增加水分入渗和降低0—20cm土层土壤pH、盐分含量产生了积极影响,土壤脱盐率84.39%~95.41%,但较大水量的淋洗有可能会加剧土壤碱化。连续淋洗条件下,最大脱盐深度位于60—80cm土层。脱硫石膏施用下,0—20cm土层Cl~-、Na~+溶脱率随淋洗水量的增加变化不大,低淋洗水量下,SO_4~(2-)溶脱率低于Na~+和Cl~-,高淋洗水量下,3种离子溶脱率接近;20—40cm土层主要盐分离子溶脱率由大到小依次为Cl~-、SO_4~(2-)、Na~+,各离子脱盐率随淋洗水量的增加先增加较快后趋于平缓。当淋洗水量达到60cm时,SO_4~(2-)和Na~+在80—100cm土层累积,Cl~-则运移至100cm土层以下。     

Chemical Composition of Urban Wet Deposition in Amman,Jordan

Precipitation events were collected during the period from October 1996 to April 1997 from two sites in the city of Amman, Jordan. The samples were analyzed for major cations (Na+, K+, Ca2+, Mg2+ and NH4+), major anions (F-, Cl-, NO3- and SO42-), in addition to heavy metals (Cu2+, Cd2+, Zn2+, and Pb2+). High levels of Ca2+ and SO42- were observed. The results were comparable with some regional values and they indicate that about 58% of Na+ and Cl- are of marine origin, while Ca2+, K+ and a large fraction of SO42- are of soil dust origin. Heavy metals were detectable in most of the samples, zinc showed the highest concentrations. Significant correlation was obtained between zinc and lead, which may indicate automobile emission source.     

冻结状态下盐渍化土壤中水溶性盐基离子含量高光谱反演

为探究采用高光谱技术反演冻结状态土壤水溶性盐基离子含量的可行性,该研究针对河套灌区盐渍化土壤,测定土壤在冻结与未冻结状态下的光谱和主要水溶性盐基离子含量(HCO₃^-、Cl^-、CO₃^2-、SO₄^2-、K⁺、Na⁺、Ca²⁺、Mg²⁺),光谱经标准正态变量变换(standard normal variable,SNV)和变量投影重要性法(variable importance in projection,VIP)筛选出敏感波段后,采用偏最小二乘回归法(partial least squares regression,PLSR)、支持向量机回归法(support vector regression,SVR)和极限学习机法(extreme learning machine,ELM)构建基于特征光谱的土壤离子含量高光谱反演模型,并对比冻结与未冻结状态反演模型...