蒸发条件下不同夹层土壤水盐动态特性研究

通过室内一维土柱蒸发实验,以沸石、陶粒、蛭石、海泡石绒和河砂作为夹层,从毛管水的上升速率、表层土壤盐分特征离子的动态变化规律和土壤剖面水盐分布特征研究5种材料的阻盐效果。结果表明:在蒸发过程中,5种夹层对水分的蒸发均具有抑制作用。经过550h后,除了沸石外,蛭石、河砂、陶粒、海泡石绒和CK处理的湿润峰均达到土壤表层。毛管水上升速率从小到大依次为:沸石蛭石河砂陶粒海泡石绒CK;在30d实验中,除沸石外,其他4种处理的盐分特征离子均有明显的表聚现象,且表层盐分含量的大小与毛管水的上升速率成正比;蒸发结束后,整个土壤剖面只有沸石夹层处理的表层土壤未发生积盐且下界面有明显的积盐效应,进一步表明沸石夹层具有明显的阻水隔盐效果。     

均质土壤毛管水上升特性室内试验研究

针对西北地区因过量灌溉而引起的土壤盐渍化问题，通过室内模拟土柱试验,对地下水埋深较浅(仅为地面以下70 cm)的均质土上升毛管水运动特性进行了研究，分析了毛管水上升高度、地下水毛管补给量与时间之间的关系，以及毛管水上升高度与地下水补给量之间的关系，探明了地下水毛管上升的运动机理。结果表明，均质土壤毛管水上升高度和地下水补给量与时间之间均为幂函数关系，毛管水上升高度与地下水毛管补给量之间呈明显的线性关系。     

层状土中毛管水上升的实验研究

土壤盐渍化的重要机制是地下水中可溶盐在蒸发作用下不断向表土聚集;次生盐渍土的形成则可能是由于人为抬高地下水位,土壤毛管水重新分配土中盐分所致.不管怎样,防止土壤盐渍化的积极而彻底的方法是消除地下水位抬高的因素.但是,全面而根本的措施,往往限于客观条件不易做到,因此大多数都采取治标措施.例如,利用耕耘增加毛管水上升的困难,以及洪淤压碱等等.     

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。     

夹砂层土体构型毛管水上升的实验研究

针对西北地区土壤剖面多呈层状和春季强烈返盐季节土壤多处于裸露状态的特点，通过室内土柱实验，研究了有地下水位条件下夹砂层剖面的土壤蒸发问题。结果表明，砂层会影响毛管水上升的高度和速度，毛管水到达土表的时间随砂层厚度的增加、层位的升高以及级配的变差而延长，但砂层级配对于水分的阻滞作用最大。砂层影响各层土壤含水量的分布，在水分达到平衡状态时，砂层以下土壤含水量大于均质土，而砂层以上土壤含水量则小于或近似于均质土。砂层能明显降低地下水的蒸发量，但夹砂层土柱的蒸发量随砂层厚度的增加而降低，而表砂层土柱的蒸发量则随砂层厚度的增加而增强。在蒸发阶段，砂层层位的作用表现更为显著。     

地下水作用条件下粉砂壤土盐分动态研究

用粉砂壤土土柱进行了室内模拟试验，研究不同地下水埋深及其矿化度作用条件下非饱和粉砂壤土的盐分动态规律。在相同地下水埋深情况下，处于盐分动态平衡状态时的各模拟土柱相同层次土壤溶液浓度，与地下水矿化度呈良好正相关关系。在相同地下水矿化度条件下，土体积盐速率与地下水埋深呈负相关关系，但是各土柱相同埋深土体达到盐分动态平衡状态时的土壤溶液浓度差别不明显。对地下水埋深及地下水矿化度对耕作层土壤溶液浓度的综合作用效果进行了深入分析，建立了各积盐阶段耕作层土壤溶液浓度的增高值关于此二因素的数理统计模型。     

高矿化度对砂性土毛细水上升影响

为明晰极端干旱区高盐度潜水蒸发机理,指导盐荒地开发与水盐调控,开展了砂性土条件下,不同粒径及潜水矿化度（1、30、100、250 g/L）组合的毛细水上升试验。结果表明,试验后期毛细水上升规律稳定时段：粗砂土柱,潜水矿化度越大,毛细水上升高度越小;细砂土柱,1 g/L处理毛细水上升高度明显大于其他3组;粉土土柱,不同处理毛细水上升高度由大到小为：30、100、250、1 g/L。试验初始阶段,除粗砂外并不表现为矿化度越大,毛细水上升速度越小的趋势。相比高矿化度,粒径是控制毛细水上升的主要因素。研究表明,土体颗粒较细时（细砂、粉土）,高矿化度不仅改变毛细水重力,也使得土体孔隙结构发生不同程度变化,二者综合作用于毛细水上升过程。     

降解膜残片与土壤耕层水分运动

经模拟试验证明，当降解膜残片以１：１０００膜土比残留于土壤耕层时，凡小于４×４ｃｍ＾２的降解膜残片对土壤耕层中的毛管水，入渗水，饱和水及蒸发速度等主要分性状无显著影响。     

地下水蒸发规律及其与土壤盐分的关系

用粉砂壤土土柱进行了为期一年的室内模拟试验 ,对不同地下水作用条件下地下水蒸发规律进行了深入研究 ,并且研究了土壤盐分与地下水蒸发量之间的关系。研究表明 ,各地下水作用条件下地下水蒸发量与试验时间呈显著线性相关。地下水矿化度越低 ,地下水累积蒸发量对地下水矿化度的变动越为敏感 ;地下水埋深越大 ,累积蒸发量对地下水埋深变动的敏感性越强。建立了地下水累积蒸发量与地下水埋深、地下水矿化度的关系。分析了土壤盐分与地下水蒸发量之间的关系并得到了其模型。     

秸秆隔层与地覆膜盖有效抑制潜水蒸发和土壤返盐

为了揭示秸秆隔层与地膜覆盖的蓄水控盐机理,通过室内土柱模拟试验,研究了浅层地下水埋深条件下秸秆隔层对土壤水分入渗过程以及结合地膜覆盖对蒸发过程和水盐运移的影响。入渗试验设置了均质土（对照）和秸秆隔层处理,蒸发试验在均质土和秸秆隔层处理的土表分别增设覆膜和不覆膜处理。研究结果表明：1）秸秆隔层不但降低了土壤水分入渗速率和湿润锋推进深度,还引起了湿润锋的不稳定性,即优先流现象的出现;2）秸秆隔层能抑制潜水蒸发,对累积蒸发量的抑制率可达75.07%～95.42%;3）秸秆隔层改变了土壤水盐时空分布特征,在入渗过程中可增加土壤含水率,降低土壤含盐量;蒸发过程中可将盐分控制在底土层中,抑制了土壤返盐;4）地膜覆盖可减少土壤水分散失和减弱盐分表聚,而秸秆隔层结合地膜覆盖对潜水蒸发和土壤返盐的抑制效应更强,淡化耕层作用更为明显。该研究结果可为河套灌区农田抑盐、保水和合理的耕作措施的制定提供依据和参考。     

黑龙港流域微地貌与地下水埋深对土壤潜在盐渍化的影响

[目的]对近年河北省曲周县土壤潜在盐渍化进行多方位评价,为预防土壤盐渍化提供科学依据。[方法]通过微咸水灌溉试验、土壤剖面观测和土样分析,从海拔高度、土层深度、地下水埋深、土壤质地几个方面对黑龙港流域土壤盐分运移以及其对土壤潜在盐渍化的影响进行探讨。[结果]从区域角度分析,降雨和用微咸水灌溉加剧了表层盐分向下层淋洗的可能性,从而使土壤盐分多在40—100cm土层聚集。质地较为黏重的土层阻止了土壤盐分的运移而聚积在该土层之上,为土壤潜在盐渍化创造了条件。土壤盐分含量与海拔高度呈现出很好的相关性,其复相关指数R2=0.76。HCO_3~-的表聚现象比较明显,各土层土壤SO_4~(2-)离子和Ca~(2+)离子与全盐含量之间达到了显著和极显著相关(0.88*~1.00**,0.89*~0.97**),Ca~(2+)离子与SO_4~(2-)离子之间达到了显著和极显著相关(0.86*~0.97**)。[结论]微地貌和土体构型的变化将会影响到土壤盐分的重新分配,进而对土壤潜在盐渍化有重要影响。     

焉耆盆地白刺灌丛沙堆土壤理化性质

对焉耆盆地白刺灌丛沙堆不同演化阶段和沙堆间低地土壤理化性质进行分析。结果显示:（1）白刺灌丛沙堆不同演化阶段土壤粉砂、黏粒、有机质和养分含量均高于沙堆间低地,而土壤砂粒含量和pH值低于沙堆间低地;从白刺灌丛沙堆发育到稳定阶段,土壤砂粒含量和pH值逐渐降到最小值,而粉砂、黏粒、有机质和养分含量达到最高值,从白刺灌丛沙堆稳定到活化阶段,土壤砂粒含量和pH值急剧增加,而粉砂、黏粒、有机质和养分含量大幅度下降;（2）从整个剖面来看,由于白刺灌丛沙堆侵蚀和堆积的差异,随着深度的增加砂粒含量先减后增,而pH值、粉砂、黏粒、有机质和养分含量先增后减;0—15 cm土层砂粒含量最高,而15—45 cm土层最低;0—15 cm土层pH值、粉砂、黏粒、有机质和养分含量最低,而15—45 cm土层最高;（3）白刺灌丛沙堆发育和活化阶段强烈的吹蚀不利于有机质的积累,白刺灌丛沙堆稳定后为降尘截存、凋落物积累和微生物的繁殖提供有力的保障,表层黏粒得以截存和地衣状薄层结皮形成,增加土壤的有机质和养分含量。     

中国禹城土壤盐渍化的时空变异及其预测

This research used both geostatistics and GIS approach to compare temporal change of soil salt between 1980 and 2003, to analyze the spatial distribution of surface soil salt, to developed methods for predicting soil salinization potential based on recent improvements to the Dempster-Shafer theory, and to develop probability maps of potential salinization in Yucheng City, China. A semivariogram model of soil salt content was developed from the spherical model, and then employing kriging interpolation the spatial distribution of salt content in 2003 was obtained utilizing data from 100 soil sampling points. Potential salinization distribution was mapped using an approach that integrated soil data of the second general survey in 1980 in Yucheng City, which included groundwater salinity, groundwater depth, soil texture, soil organic matter content, and geomorphic maps. With the support of Dempster-Shafer theory and fuzzy set technique the factors that affected potential soil salinization were characterized and integrated;and then soil salinization was predicted. Finally a prognosis map of potential salinization distribution in the research area was obtained, with higher probability values indicating higher hazards to salinity processes. The distribution of the potential soil salinization probability was a successive surface.     

民勤绿洲区撂荒农耕地土壤有机碳变化特征及影响因素

对民勤绿洲区不同撂荒年限农耕地0-60cm土体4个土层中土壤总有机碳（TOC）、轻组有机碳（LFC）和重组有机碳(HFC)剖面分布以及与土壤主要属性的关系进行比较研究。结果表明:(1)撂荒区0-60cm土层土壤,TOC、LFC和HFC含量分别介于3.21-5.23g/kg、0.34-1.51 g/kg、2.55-4.30 g/kg之间,相对于常规耕作,撂荒过程中土壤TOC 、LFC和 HFC的下降主要发生在耕层（0-20cm）,撂荒50年间,TOC 、LFC和 HFC年均减幅分别为1.94%,5.46%和2.13%;20-60 cm土层土壤TOC和HFC含量总体呈现缓慢增长的趋势,撂荒50年TOC和HFC年增幅分别为0.31%和0.88%,LFC持续减少,年均减幅为1.18%。(2)撂荒地HFC对TOC的贡献大于LFC,土壤TOC和HFC分别与粘粒百分比（Clay）和粉粒百分比（Silt）呈极显著正相关,与沙粒百分比（Sand）呈极显著负相关,LFC与Silt、Sand和Clay均未达到统计学上的显著水平,但LFC分别与土壤pH、EC和SAR达到显著或极显著水平,说明LFC对土壤盐碱化较为敏感。(3)逐步回归分析表明,土壤全氮（TN）,总碳氮比（TOC/TN）对土壤TOC 、LFC和 HFC影响较大。（4）随撂荒时间延长,耕层土壤逐步趋于粗质化,粘粉粒含量不足,容重降低,盐碱化提高,不利于土壤有机碳的积累,随土层加深,粘粉粒含量提高,有助于土壤有机碳的固持。     

地下水埋深对膜下滴灌棉田水盐动态影响及土壤盐分累积特征

为了探究不同地下水埋深条件下膜下滴灌农田的水盐运移规律,于2012—2016年在新疆库尔勒绿洲,对采用膜下滴灌结合冬春灌压盐的棉田开展定位观测,在不同位置处150 cm深土壤剖面进行水盐监测,探究不同生育阶段地下水埋深与土壤水盐含量的关系。结果表明,膜下滴灌农田土壤水分呈反"S"型分布,土壤盐分呈"酒杯"状表聚型分布;试验期内地下水埋深从2~3 m增加到5~6 m,相应地苗期和非生育期返盐程度显著降低,收获期盐分含量下降;5a来土壤含盐量从6.5 g/kg下降到1 g/kg,土壤累积含盐量与地下水埋深呈负的指数关系;深层水分交换量表明土壤水和地下水间的联系明显减弱。建议将类似地区的地下水埋深控制在3.5 m左右,膜下滴灌结合冬春灌淋洗可有效抑制土壤层盐分累积,并可保证自然植被的生态需水。     

太湖地区水稻土的硝态氮穿透曲线及影响因素

用模拟土柱的方法对太湖地区三种主要水稻土的硝态氮垂直运移穿透曲线和影响因素进行了研究。结果表明:对同一种土壤而言,土层由上往下土层的出流速度减慢,硝态氮的穿透过程推迟。对这三种土壤而言,乌栅土的各土层的平均流量最小,穿透时间最长。在水分饱和和充分淋洗的条件下,硝态氮能完全穿透土柱,硝态氮的垂直运移过程主要受土壤粘粒含量的影响,随着粘粒含量的增加出流速度减小,硝态氮的穿透开始时间推迟,硝态氮的穿透曲线峰值变低、峰面分布变宽,穿透曲线变化平缓。所有的穿透曲线都显得不对称,粘粒含量越高的土壤越有明显的拖尾现象。土壤容重和有机质含量对硝态氮的垂直运移有很大的影响;容重越小、有机质含量越高,出流的流量就越大,穿透开始的时间也就越提前;有机质与穿透总时间有极显著的相关性;有机质含量越高,穿透总时间就越短。     

甘肃景电灌区土壤团聚体特征研究

本文对甘肃景电灌区土壤团聚体组成及其稳定性进行了研究。结果表明,土壤团聚性很差,团聚体以非水稳性为主,稳定性很低。粘粒对于团聚体的形成和稳定性影响最大,显示土壤中粘粒物质是目前这一地区土壤结构形成的最为重要的胶结物质。碳酸钙对于团聚体形成的胶结作用次之,有机质由于含量低,其胶结作用最小,但是有机质对于团聚体稳定性的影响大于碳酸钙的影响,易溶性盐使团聚体的数量和稳定性降低,土壤微团聚体研究表明,土壤     

长江三角洲地区滩涂土壤盐分空间分布特征研究

盐碱地盐分空间分布精准识别及形成机理解析对盐碱地科学利用具有重要意义.针对传统点状采样监测方法工作量大、代表性差和检测费用高等问题,本研究采用电磁感应仪精准调查技术对上海崇明某滩涂农场进行土壤盐分空间分布评估,全面快速获得盐分空间分布信息,解析土壤盐分形成机理,进而分类分区分级指导农业生产和科学精准改良.结果表明:土壤...     

艾比湖干涸湖底盐漠土壤环境特征分析

在艾比湖东南部历史时期干涸湖底上选择一块长1 500 m,宽1 000 m的植被类型较丰富的采样带,用土钻分别采集深度为0—30 cm和30—60 cm的土壤样品,研究了新疆准噶尔盆地西部艾比湖干涸湖底沉积土壤的盐分、主要离子和有机质的季节性变化和空间分布特征。结果表明:（1）干涸湖底表层（0—30 cm）沉积物盐分平均值占整个采样层（0—60 cm）沉积物盐分平均值的73.3％,沉积物盐分垂直分布呈现出强烈的表聚性。（2）5—10月份土壤盐分的空间分布发生了很大的变化,在垂直剖面上自下向上盐分增加,在水平剖面上秋季盐分大于春季,蒸发作用对干涸湖底的土壤盐分分布有很大的作用。（3）艾比湖干涸湖底不同离子空间变异的一般规律是除了Ca²⁺离子以外,表层土壤比深层土壤的变异系数大。（4）土壤的有机碳和有机质含量10月份较5月份略有升高,盐漠植物在生命活动中对其地表有机碳和有机质的调节作用使其分布格局发生了一定的变化。     

Interpreting method of regional soil salinity 3D distribution based on inverse distance weighting

为了建立面域三维土壤盐分信息精准解译与表征技术方法,该研究以反距离权重空间数据插值方法结合电磁感应式表观土壤电导率快速测定技术为基础,成功构建出典型干旱区土壤盐分分层精确解译模型,对研究区土壤盐分进行了精度解析与评估,以三维图形方式直观揭示了土壤盐分空间分布特征。研究区不同区位土壤盐分呈现出不同的剖面分布类型特征,研究区主体土壤属于中度以上盐渍化。该研究将为土壤盐分三维空间分布特征解析与评估提供可靠技术方法。