基于典范对应分析的甘肃引黄灌区土壤盐渍化特征研究

【目的】研究甘肃引黄灌区耕地土壤全盐量（TS）、pH和盐分离子组成的空间分布特征及数量关系,并探讨它们之间的相互关系、影响程度以及对盐碱地类型、分布的影响。【方法】以兴电和景电两个典型灌区为研究取样区,样点布局既涵盖了上游新垦盐碱荒地、中游轻度盐渍化耕地、下游中重度盐渍化耕地和弃耕盐碱荒地,又兼顾了耕地土壤盐渍化类型（硫酸盐型、氯化物-硫酸盐型、硫酸盐-氯化物型）和程度（轻度、中度、重度）的差异。运用常规统计学方法研究了土壤TS、pH、盐分离子的剖面分布特征,运用典范对应分析方法（CCA）研究了土壤TS、pH与盐分离子含量之间的数量关系及各土层TS、pH、盐分离子与研究对象前2个CCA排序轴的相关系数、特征值和解释方差。【结果】甘肃引黄灌区耕地土壤为轻度至重度盐化,0-40 cm土层含盐量随土层深度的增加而降低,40-80 cm土层含盐量随土层深度的增加而增加。剖面中的阳离子以Na+为主,阴离子以SO42-为主,土壤pH介于7.93-9.98之间。不同土层内,K+与HCO3-、Ca2+与Mg2+始终有较好的关联性,Na+与Cl-之间的关联性越往下层越强,SO42-与Na+之间主要是负相关,K+与Na+以及SO42-、Cl-、HCO3-之间的关联性不强。在0-100 cm全剖面上,pH的空间分布受HCO3-的影响较大,TS受Na+、Cl-、SO42-的影响较大。分层与全剖面的情况有所不同,0-20 cm土层内TS和pH的空间分布主要受控于SO42-含量,20-40cm土层内主要受控于Cl-和Na+含量,40-60 cm土层内受Ca2+、Mg2+、SO42-和HCO3-的共同影响,60-80 cm土层内Mg2+是主要影响因素,80-100 cm土层内主要受控于Mg2+和Cl-。CCA第1排序轴反映了TS的变化情况,第2轴反映了pH的变化情况,第1轴特征值在0.53-0.70,解释方差在38.7%-57.7%;第2轴特征值在0.36-0.64,解释方差在30.6%-44.7%。【结论】甘肃引黄灌区的盐渍化耕地中同时存在盐分表聚和底聚两个过程,上游新垦盐碱荒地和中游轻度盐渍化耕地以底聚为主,下游中重度盐渍化耕地和弃耕盐碱荒地以表聚为主。60-80 cm的泥质胶结砂层含盐量高达93.7 g•kg-1,对水盐运移和盐分离子分布产生了重要影响,是造成灌区发生土壤次生盐渍化的主要原因之一。盐渍化耕地的钠质化现象只在重度次生盐渍化区发生,TS、Na+和SO42-是决定项目区盐碱地类型和分布的主要因素。典范对应分析通过箭头连线的长短、所处的象限、箭头之间的夹角以及与角符号间距离的远近等,在CCA二维排序图上可以直观地给出各盐分离子之间以及土壤TS、pH值与盐分离子之间的关系,并通过各土层TS、pH、盐分离子与研究对象前2个CCA排序轴的相关系数、特征值和解释方差等,来确定不同土层的主控因子和影响甘肃引黄灌区盐碱地类型和分布的主要因素,是一种更加科学的区域盐碱地特征及改良利用情况评价方法。     

基于冗余分析的伊犁新垦绿洲不同农田土壤盐渍化特征研究

【目的】通过冗余分析充分挖掘伊犁河谷流域新垦绿洲不同农田的土壤pH、全盐量、可溶性盐离子含量变化以及各要素之间的相关性,为该区合理灌溉、农业可持续发展提供科学支撑。【方法】以伊犁河谷流域新垦绿洲不同农田土壤为研究对象,运用传统统计学和冗余分析相结合的方法。【结果】①不同农田类型中,除小麦属于轻度盐渍化外,其余农田均属中度盐渍化,碱化程度均为中度碱化;可溶性盐离子中均值含量最高阴离子为SO■,阳离子为K~++Na~+;②从冗余分析结果得知前两轴解释了该区80%以上的土壤盐渍化信息,能清楚的表明土壤盐渍化指标与可溶性盐离子之间的关系,从整体来看不同农田全盐量与SO■相关性比较强,除苜蓿(Clover)外其余农田均与Ca~(2+)相关性强,阴离子与阳离子分别对pH、碱化度在一定程度上有影响。【结论】不同农田类型中可溶性盐离子含量均与盐渍化指标表现出一定的关联性,与传统统计学方法相比,冗余分析能直观表达影响盐渍化指标主要因素,同时为分析盐渍化信息提供新的有效方法。     

设施水旱轮作对盐渍化土壤盐分的影响

以水蕹菜(Ipomoea aquatica)和菊花(Dendranthema morifolium)进行为期5个月的设施水旱轮作,以1个月为间隔对0~40cm土层以10cm为单位分层取样,比较各土层可溶性盐含量(EC值)及主要盐分离子含量的变化,探讨水旱轮作对设施土壤盐渍化的影响。结果表明:淹水栽培水蕹菜1个月后0~20cm土层的EC值下降幅度较大,但30~40cm深层土壤EC值有所上升;2个月后各层土壤EC值降幅达60.27%~81.84%;主要盐分离子含量呈相应变化。断水降渍1个月后各层土壤EC值及主要盐分离子含量均呈小幅回升。旱作菊花1~2个月后0~20cm土壤EC值持续缓慢回升,但仍比淹水栽培前下降52.71%~67.27%;主要盐分离子尤其是与肥料相关的盐分离子含量也呈相应变化。证明常规旱生设施园艺基地利用水生蔬菜开展水旱轮作对治理土壤盐渍化具有明显效果。     

碱性大棚土壤剖面pH值与盐分的相关性

为深入了解碱性大棚土壤剖面上pH值与盐分的相关性,对定点试验基地的54个剖面样品进行综合分析。结果显示,电导率(EC值)、全盐量以及K~+、Na~+、Ca~(2+)、Mg~(2+)、Cl~-、SO_4~(2-)、NO_3~-含量均随着土壤剖面深度的增加而减少,pH值、HCO_3~-含量则随着土壤剖面深度的增加而增大。土壤耕层(0~20 cm)的可溶性盐分离子主要为NO_3~-、SO_4~(2-)、Ca~(2+)、Na~+,而下层土壤(20~80 cm)的可溶性盐分离子主要为HCO_3~-、NO_3~-、SO_4~(2-)、Ca~(2+)、Na~+。pHw值(去CO_2去离子水浸提测定的pH值)与EC值、全盐量、离子含量总和以及K~+、Na~+、Ca~(2+)、Mg~(2+)、Cl-、SO_4~(2-)、NO_3~-离子的含量均具有显著的负线性相关性,而pHCa值(0.01 mol/L Ca Cl2浸提测定的pH值)与各盐分指标的相关性总体弱于pHw值;在整个剖面上,HCO_3~-含量与EC值呈显著负相关,与pHw值呈显著正相关。以上结果表明,pH值与盐分含量具有显著相关性,且HCO_3~-含量与pHCa值可综合反映碱性大棚土壤剖面的酸化与次生盐渍化状况;尽管大棚土壤酸化和次生盐渍化现象明显,但目前更应关注次生盐渍化的控制和治理。     

塔河下游典型绿洲灌区土壤盐分空间变异特征

【目的】 研究典型绿洲灌区不同深度土壤的盐渍化特征和空间分布状况。【方法】 运用GPS定位技术进行调查与采样,并结合室内样品测定结果,对塔里木河下游31团灌区土壤盐分含量和各盐分离子含量进行地统计分析和Kriging空间插值。【结果】 研究区内土壤总体呈碱性,盐分组成以氯化物-硫酸盐为主,受季节及灌溉影响,秋季蒸发强烈处于积盐阶段,根域层(0~60 cm)土壤盐分均大于深层(60~100 cm)土壤盐分。根域层盐分、Cl^-、Mg²⁺、SO^2-₄的半方差函数拟合模型符合指数模型,深层盐分、K⁺+Na⁺符合高斯模型,HCO^-₃、Ca²⁺符合球状模型。根域层盐分大多处于轻、中度盐渍化,重度盐渍化区域主要集中在研究区中部荒漠化程度高、地形复杂的区域,深层土壤盐分受秋季潜水蒸发影响,绝大部分处于轻度盐渍化,变化范围小,分布较为均匀。各土层中阴离子均以SO^2-₄为主,阳离子均以K⁺和Na⁺为主,SO^2-₄、Cl^-、K⁺+Na⁺与根域层土壤盐分有着相同的分布特征。【结论】 31团灌区土壤含盐量较高,各层土壤均处于不同程度的盐渍化状态,47.12%的根域层(0~60 cm)土壤盐分处于中度盐渍化状态,90.01%的深层(60~100 cm)土壤盐分处于轻度盐渍化状态。     

吐鲁番市主要河流灌区土壤盐渍化及速效养分特征

本研究对吐鲁番市的4条河流(大河沿河、塔尔朗河、煤窑沟和黑沟)灌区农田土壤进行了土样分析,测得土壤电导率和土壤总盐、主要离子含量和土壤养分含量,分析了土壤盐渍化类型、程度;土壤盐分与主要离子之间的相关关系;每条河流不同空间的土壤含盐量;不同灌溉水影响的土壤养分组成。结果表明,研究区土壤呈现不同盐渍化趋势,土壤盐分由上而下运动的过程中,以SO_4~(2-)最为活跃,CI~-次之,HCO_3~-和CO_3~-的淋溶速率最慢,吐鲁番市土壤含盐量高低与各离子含量大小有密切的关系,土壤盐分的空间分布因地势不同而有区别,4条河流灌溉区土壤盐渍化类型主要为硫酸盐盐渍土,以河水灌溉为主土壤速效养分含量不及以坎儿井水灌溉为主的土壤速效养分含量高。     

基于地统计学的莱州湾南岸土壤盐分离子的空间变异性研究

土壤中可溶性盐的分析是研究盐渍土盐分动态监测与盐渍化防治的重要基础工作。以莱州湾南岸地区作为研究对象,利用地统计学的方法研究了该区土壤盐分离子的空间变异特征,并运用Kriging插值绘制了盐分离子的空间分布图。结果表明,除Cl-属强变异强度外,其他离子均具有中等变异强度;受结构性因素和随机性因素的共同作用,各盐分离子均具有中等强度的空间相关性,自相关距差异不大;东西方向上各盐分离子都呈明显的2阶趋势效应,南—北方向上,除SO42-呈1阶趋势效应外,其他盐分离子都呈现明显的2阶趋势效应;Kriging插值图表明大部分盐分离子的空间结构性都较好,东部的离子含量明显低于其他方向。该研究结果为莱州湾地区盐渍化土壤的防治、改良和利用提供了理论基础。     

南疆绿洲-荒漠过渡带土壤盐碱化分析

该研究采用野外实地采样和实验室实验分析相结合的方法,对南疆泽普县金胡杨林、莎车县依盖尔其镇、麦盖提县叶尔羌河特大桥和巴楚县夏玛勒林场采样点0~60cm土壤样品进行分析。结果表明:(1)土壤各层pH值均值8、盐离子以K+、SO_4~(2-)、Cl~-、Na~+、HCO_3~-为主,含盐量在1.409~6.953g/kg,土壤pH、电导率及盐离子随采样深度增加均有降低趋势,且其中电导率、SO_4~(2-)、Cl~-以及Ca~(2+)+Mg~(2+)与采样深度相关性较强,其他指标相关性不强。研究表明该地区土壤盐分离子在垂直方向变化有规律,在水平方向分布情况比较复杂;(2)南疆绿洲-荒漠过渡带土壤上层盐渍化程度不严重,盐分中碳酸盐和重碳酸盐最多,随着深度增加碳酸盐和重碳酸盐所占盐分比例先增大后变小。上层土样以苏打盐土为主,中层全为苏打盐渍化土,下层以纯苏打盐渍化土为主。Cl~-/SO_4~(2-)的值在0~1,表明在上层氯化物-硫酸盐盐渍化土为主,中下层以硫酸盐盐渍化土为主;(3)EC25与SO_4~(2-)、Cl~-、Na~+呈极显著正相关,在0~20cm层EC25除受SO_4~(2-)、Cl~-、Na~+影响外,也受CO_3~(2-)影响,在K+含量极低的情况下可能出现与K+显著负相关情况,但是EC25与总盐呈极显著正相关。     

克拉玛依农业开发区造林地立地类型划分及其土壤质量综合评价

通过土壤剖面调查和采样测定,以土壤条件作为限制因素,采用主成分分析(PCA)分析了克拉玛依农业开发区造林地立地类型划分的主导因子,并采用PCA三维排序对造林地立地类型进行了划分.同时,通过建立土壤质量综合评价模型对不同立地类型造林地土壤质量进行了综合评价.结果表明:反映土壤盐分特征的总盐及Cl-、K++Na+、Mg2+、SO42-、Ca2+、CO32-各盐分离子、碱化指标pH值、反映土壤肥力特征的有机质、速效N和度量土壤板结程度的容重是开发区造林地立地类型划分的主导因子;农业开发区造林地可划分为8种立地类型,即轻盐渍化型、轻盐渍化-碱化型、轻盐渍化-板结型、中盐渍化型、强碱型、盐土型、中盐渍化-钙积型、轻盐渍化-氮丰型;各立地类型造林地土壤质量综合评价指数为0.279～0.494,属中低水平,其中轻盐渍化-氮丰型评价指数最高,盐土型最低.总体而言,开发区造林地整体处在一种低质水平,而盐碱化、低养分和板结是造成开发区造林地土壤质量差的主要障碍因子.     

吐鲁番市农田土壤特征分析

本文对鲁番市的4条河流(大河沿河、塔尔朗河、煤窑沟和黑沟)灌区农田土壤进行土样采集,测得吐鲁番市土壤总盐、全盐、电导率、主要离子含量和土壤养分,分析了土壤盐渍化类型、程度;对每条河流不同空间的土壤含盐量进行对比分析;明确土壤盐分与主要离子之间的相关关系及不同灌溉水影响土壤养分的组成。结果表明,研究区土壤有部分出现盐渍化趋势,且土壤次生盐渍化趋势较高,吐鲁番市土壤含盐量高低与各离子(即CO-3、HCO-3、SO2-4、Cl-、Ca2+、Mg2+、Na+、K+)含量大小有密切的关系;土壤盐分的空间分布因地势不同而有区别;沿4条河流灌溉区土壤盐渍化类型的主要成分为硫酸盐渍土;以河水灌溉为主土壤质量不及以坎儿井水灌溉为主的土壤质量。     

植被类型对土壤剖面盐分离子迁移与累积的影响

 【目的】探讨不同植被类型条件下土壤盐分累积与离子分异特征,对于挖掘、利用盐渍土资源、促进农业可持续发展提供科学依据。【方法】以甘肃省秦安县次生盐渍化果园土壤为研究对象,采用大田试验研究种植大麦、玉米、果树和裸露地块（CK）对土壤剖面盐分离子迁移的影响。【结果】在半干旱盐渍化地区,裸露地块土壤剖面盐分始终处于累积状态,随着时间的推进,盐分累积的强度和深度逐渐增大;种植大麦、玉米,在生育后期具有明显的抑盐、脱盐的功效;而种植果树,土壤盐分累积有两个峰值,第一个峰值出现在5—6月,土壤盐分主要累积在大约10—30 cm土层;第二个峰值在8月中旬,土壤盐分主要累积在30—50 cm土层。【结论】在半干旱地区的农林植被条件下,植被类型影响土壤剖面盐分离子迁移累积的时期、强度和部位。种植大麦、玉米、果树对土壤剖面盐分、Cl-、水溶性Ca2+含量有明显的影响。     

新疆玛纳斯河流域灌溉技术对土壤盐渍化的影响

评价新疆玛纳斯河流域灌区灌溉技术对土壤盐渍化的影响程度。以石河子垦区为例,着重分析不同阶段灌溉技术对土壤盐渍化的影响;根据土壤盐渍化与灌溉技术水平的关系,用类比法对灌区盐渍化耕地的发展趋势进行初步预测。结果表明:在无排水条件下漫灌、畦灌等传统灌溉技术造成地下水位迅速上升,土层出现严重积盐。井灌井排技术有效地降低了地下水位,土壤明显脱盐,作物产量不断提高。目前大力推广的膜下滴灌由于其良好的节水和压盐效果,土壤中盐分含量逐年下降,随着滴灌年限的增加,土壤平均脱盐率逐渐提高;预计2010年大部分地区水资源达到合理利用后,灌区次生盐渍化耕地比例将下降到35%~40%,2020年区域水资源实现高效利用后,盐渍化耕地将减少到30%以内。随着灌溉技术水平的不断提高,不同类型土壤出现明显脱盐,灌区盐渍化耕地也将逐渐减少,但不会全部消失。     

黄河三角洲滨海棉田土壤盐分特征研究

采用相关分析和主成分分析方法对黄河三角洲棉田试验区土壤盐分特征进行研究,结果表明,试验区土壤为中度盐渍化,且盐分呈现一定的表聚现象;土壤各层盐基离子中,阳离子以Na⁺为主,阴离子以Cl^-为主,这两种离子对棉花生长的毒害作用尤为突出;土壤盐分含量与Na⁺、SO₄^2-、Cl^-、Mg²⁺、Ca²⁺、NO₃^2-、HCO₃^2-离子含量均呈极显著正相关;Na⁺、Cl^- 及SO₄^2-是影响试验区棉田盐渍化的主要特征因子。本研究结果可为黄河三角洲地区盐渍化土地科学管理和农业可持续发展提供理论基础和实践依据。     

艾比湖流域风沙土盐分特征分析

以艾比湖流域风沙土土壤为研究对象,对不同植被类型覆盖条件下土壤总盐含量、可溶性离子等指标进行测定,通过相关性分析以及主成分分析,确定土壤盐分特征。结果表明：研究区不同植被覆盖下的风沙土土壤盐分含量较高,差异较大,总盐含量呈现强烈的空间变异特征;土壤中总盐含量与Cl^-、K⁺+Na⁺及SO₄^2-含量之间存在极显著的正相关关系,总盐含量与HCO₃^-的相关性最弱;土壤中阴离子以Cl^-,SO₄^2-为主,阳离子以K⁺+Na⁺为主,据主成分分析结果将其确定为盐渍化的特征因子。研究区风沙土盐渍化类型以氯化物-硫酸盐型和硫酸盐型为主,判断该区域风沙土的盐渍化类型为盐土。     

基于SDI校正指数的滨海平原盐渍化生态风险评价

为了研究滨海平原区土壤盐渍化风险情况，本研究以黄骅市为研究区，将Landsat 8夏季遥感影像获得的SDI（盐渍化植被监测指数）校正指数作为生态终点，采用相关性分析法筛选土壤生产潜力和土壤健康方面指标，最终选取含盐量、电导率及有机质、K⁺、Na⁺、Mg²⁺、SO₄^2-、Cl^-含量8个指标，借助SDI指数标准化校正的灰色关联度法构建盐渍化生态风险评价模型，对滨海平原区盐渍化生态风险进行定量评价及空间分析。结果表明：研究区内盐渍化生态风险值介于0.24~0.73，均值高达0.42，其中99.25%的区域处于中度及以上盐渍化生态风险水平，整体上土壤生态风险较高，呈现东部沿海高、西部平原低的趋势；盐渍化生态风险评价在空间上与土壤含盐量、土壤电导率较为相似，因此，土壤含盐量及电导率对盐渍化生态风险评价起主导作用。研究区内盐渍化生态风险及评价因子的空间分布可为生态环境、农业健康持续发展、地下水的限采禁采、土壤改良和盐渍化防治提供参考依据。     

精河河下游河岸带土壤盐分特征及相关性分析

[目的]为艾比湖地区防风治沙提供科学依据。[方法]以艾比湖流域的精河河下游河岸带土壤为研究对象,对不同植被类型覆盖条件下土壤总盐含量、八大离子等指标进行测定。[结果]研究区土壤次生盐渍化较重,总盐含量偏高,其中总盐与HCO3-、Ca2+、Mg2+、Cl-、K+、Na+含量存在较为明显的正相关关系;盐分离子按质量分数在土壤剖面基本上呈现出自上而下的垂直分异特点,盐分表聚性规律显著。在盐分组成中,阳离子以K+、Na+为主,阴离子以Cl-为主。[结论]研究区内土壤盐渍化严重,经盐渍化分级为盐土。     

陕西渭北农田土壤盐碱化空间分布及影响因素

为明确陕西省渭北地区农田土壤的盐碱化空间分布和主要影响因素,为区域耕地资源合理利用和低产田改良提供理论支持,以渭河以北、渭北低山及两侧的黄土高原和台塬为研究中心,通过区域调查、田间采样及室内分析,获得渭北0~60cm土层的盐碱化数据及相对应的空间、土壤性质、地下水、作物产量数据,对土壤盐渍化程度的分布状况进行定量评价,结合GIS软件绘制不同土壤层次的盐碱化分布图,结果表明:渭北0~60cm农田土壤盐碱化主要以轻度盐土和非碱化土为主,分别占农田总面积的93.5%和95.4%,各土层盐碱量从上到下逐渐增加,40~60cm土层含盐量达2.06g/kg,含碱量达4.93g/kg。土壤含盐量和碱化度较高区域分布在临渭区、富平县和蒲城县交界区域(卤泊滩周边)及黄河、渭河、洛河交汇的大荔县部分区域(盐池洼周边),韩城市黄河沿岸区域含盐量也较高。渭北农田0~20cm土层含盐量受地下水因素的影响最为明显,贡献率为43.55%,其次为空间因素和土壤因素。20~40cm土层受土壤因素影响最为显著,贡献率达44.14%,空间、地下水、管理因素次之。40~60cm土层较20~40cm土层受土壤因素影响更为显著,贡献率为68.34%,管理、空间、地下水因素次之。     

Effect of irrigation management on soil salinization in Manas River Valley, Xinjiang, China

Abstract The irrigated area of Manas River Valley in Northwest China is an example of the successful reclamation of massive land affected by shallow ground water levels and salinization. To determine the effect of irrigation management practices on soil salinization, soil profiles representing various soil types were sampled. The historical records on the characteristics of irrigation management practices, groundwater level and soil salts accumulation in this region at four key periods, namely: flood irrigation without drainage; flood irrigation with drainage but of low efficiency; irrigation in combination with lined irrigation canals and exploitation of groundwater; and irrigation with the application of water-saving irrigation techniques, were analyzed emphatically. In addition, the salinization status of cultivated land in 2010 and 2020 was also predicted by using analogism according to the relationship between soil salinization and irrigation practices. The results revealed that the application of the traditional irrigation methods, such as flood irrigation and ridge irrigation, resulted in a rapid rising of groundwater level and salts accumulation in soil surface layers. However, with the way of well irrigation and well drainage, the groundwater level and the desalinization in soil layers apparently lowered, leading to a substantial increase of crop yield. Currently, the application of drip irrigation under mulch decreased the salts concentration in soil layers and increased the crop yield. With the continuous application of drip irrigation, the average soil desalinization efficiency in soil layers may increase. It is predicted that the percentage of salinized land would be reduced to 35%–40% when irrigation water is utilized reasonably in 2010. With the high efficient utilization of irrigation water after 2020, the salinized land would remain below 30%. It is concluded that with the improvement of irrigation management, an obvious desalinization would appear in the soil surface layers and the area of salinized land in this study area would gradually narrow, but the land salinization problem would be hard to totally solve. __________ Translated from Journal of China Agricultural University, 2007, 12(1): 22–26 [译自: 中国农业大学学报]     

保护地土壤水溶性盐分与土壤酶活性的关系研究

土壤水溶性盐和酶活性是土壤健康的重要指标,可以反映保护地土壤盐渍化趋势与生物学特性。对洛阳近郊李楼乡不同种植年限及不同层次的蔬菜保护地土壤水溶性盐与酶活性进行了研究,结果表明,小麦玉米轮作地和不同种植年限的保护地中土壤水溶性盐总量都在土壤表层积累;保护地土壤的水溶性总盐量在种植年限1～5 a时显著增加,随着种植年限的增加逐渐降低,但仍显著高于小麦玉米轮作地。保护地土壤中过氧化氢酶活性随着土层深度增加而增加,脲酶和蔗糖酶活性有随土层深度增加而减弱的趋势。保护地在一定年限(1～5 a和5～10 a)的蔬菜种植下,其土壤水溶性总盐量与土壤酶活性之间相关性不显著,但随着种植年限的增加,土壤总盐量与脲酶和蔗糖酶活性呈显著正相关。