内蒙古河套灌区典型耕、荒地水盐动态分析

为了探究河套灌区在实施节水灌溉下的水盐平衡机制,在河套灌区永济灌域选择1个典型研究区,通过观测耕地和盐荒地土壤含水率及含盐量、地下水位埋深及矿化度,分析耕、荒地水盐动态规律及其主要影响因素,探讨盐荒地对耕地的"旱排"作用。结果表明:在灌溉和降雨的影响下,耕地土壤含水率比盐荒地土壤含水率变化更剧烈,耕地土壤含水率的主要影响因素是灌溉及降雨、作物生长、地下水位埋深和土壤质地,盐荒地土壤含水率的主要影响因素是耕地灌溉和地下水位埋深;耕地土壤含盐量在3.5 g·kg^-1以下,为轻度盐碱化土壤,盐荒地土壤含盐量较高,其中心区域的土壤含盐量在4.0～10.0 g·kg^-1,为重度盐碱化土壤,耕地土壤含盐量的主要影响因素是灌溉和作物生长,盐荒地土壤含盐量的主要影响因素是地形地貌和地下水位埋深;盐荒地地下水位埋深低于耕地地下水位埋深,耕地地下水矿化度在3.0 g·L^-1以下,为微咸水,盐荒地中心区域地下水矿化度平均在8.5 g·L^-1左右,为重度咸水。在无地表排水措施条件下,分布于耕地之间的盐荒地是耕地水盐的排泄区...     

奇台县绿洲农田土壤盐渍化影响因素及逆向演替特征研究

在奇台县绿洲中部平原区和绿洲沙漠交错带选择不同耕种时间的农田,分析其剖面土壤可溶性总盐、pH值含量随耕种时间的变化。探讨在地下水埋深不断下降的过程中,不同发展阶段农田土壤盐渍化的时空变化规律。研究表明:奇台县绿洲地下水埋深已低于影响地表盐渍化的地下水埋深临界值(5m),地下水矿化度低于3g/L,研究区整体处于有利于土壤盐渍化逆向演替的环境。土壤含盐量与地下水埋深关系最为密切,地下水埋深在3-5m时,土壤脱盐速度最快,大于5m时,含盐量减少的速率明显降低。土壤盐渍化逆向演替具有时空特征。时间特征表现在,无论农田在绿洲的什么位置,耕种时间越长,土壤含盐量越低,盐渍化逆向发展的越好。当农田耕种时间和地下水埋深低于临界值的时间超过20年时,盐渍土基本可以自然恢复为非盐渍土。空间特征表现在,由绿洲下部向上部,土壤盐渍化逆向演替阶段逐渐向高级过渡。     

微咸水矿化度对重度盐碱土壤入渗特征的影响

通过微咸水室内一维垂直入渗试验,分析了淡水以及4种不同矿化度(2,3,4,5 g·L~(-1))微咸水对重度盐碱土壤累积入渗量、湿润锋运移深度、土壤含水率、入渗历时、入渗速率的影响。结果表明:累积入渗量、湿润锋运移深度、土壤含水率随微咸水矿化度的增加呈现增大的趋势,但与淡水相比,2,3,4,5 g·L~(-1)微咸水的累积入渗量、湿润锋运移深度随入渗时间的变化差异较小;同一土层,土壤含水率大小比较:淡水5 g·L~(-1)3 g·L~(-1)2 g·L~(-1)4 g·L~(-1);在微咸水灌溉条件下,累积入渗量与湿润锋运移深度呈线性关系。采用Kostiakov模型,Philip模型和Green-Ampt模型模拟微咸水入渗过程,结果显示,Kostiakov模型可以更好地描述重度盐碱土入渗率与入渗时间的关系。     

于田绿洲不同季节表层土壤盐渍化程度的空间变异特征

以于田绿洲为对象,运用地统计学和经典统计学的方法,结合实地野外考察数据,对研究区2012年春、夏两季表层土壤盐渍化程度的空间变异性进行分析。结果表明：（1）对研究区24个样本点表层土壤含盐量进行描述性统计分析,得出5月和7月的表层土壤含盐量均值为18．2 g·kg－1,判断于田绿洲土壤为重盐土类型。5月土壤含盐量变异系数为115．6％,7月为109．5％,都属于强空间变异性。（2）由半方差函数分析得到研究区5月和7月的块金值和基台值之比均小于25％,判断表层土壤含盐量的空间分布表现为强相关性,且5月的理论模型拟合要优于7月的。（3）对于田绿洲2012年土壤表层含盐量和地下水位埋深进行普通克里格插值看出,春季到夏季有相同的变化趋势,在绿洲内部,地下水位埋深较深,含盐量较低,土壤碱性小;而绿洲外围地区,地下水位埋深较浅,含盐量较高,相应的碱性较高。     

沙漠绿洲区平原水库下缘盐荒地水盐动态规律

为揭示平原水库周边无灌溉盐荒地及防风林生长区水盐分布特征,在沙漠绿洲区多浪水库南库区周围布设了地下水监测井和土壤监测点,进行了为期2 a的逐月地下水埋深监测和土壤含水率及含盐量的定点取样测定试验。结果表明:库区周边盐荒地地下水埋深随监测时段变化变幅不大,2 a内均值为1.28 m;不同土壤含水率整体随土层深度增加呈升高趋势,其中60~100 cm的土壤含水率较其他土层波动较大。2 a间盐荒地的土壤含盐量在0.48~8.86 g·kg~(-1)之间变化,不同土壤总盐含量随土层深度增加呈减小的趋势,0~40 cm土层含盐量变化较为明显,具有显著的盐分表聚现象,其中,防风林地土壤含盐量在0~40 cm土层内较天然生态林地明显降低。     

河套灌区西部土壤盐渍化分异特征及其主控因素

由于长期引黄灌溉,河套灌区土壤广泛次生盐渍化,严重影响了区域经济和生态良性发展。通过对河套灌区西部临河区土壤盐渍化现状进行系统调查分析,查明了研究区内土壤盐渍化程度、类型及其分布特征,讨论了区域土壤盐渍化的主要影响因素和成因。结果表明：（1）研究区内50%以上的土壤发生了不同程度次生盐渍化,呈斑块状分布,北部及东南部土壤盐渍化较严重,尤其是总干渠和黄济渠两侧的洼地;土壤主要盐分类型为SO₄-Na和SO₄·Cl-Na型。（2）研究区浅层地下水的总溶解固体（TDS）含量平均值为2.13 g·L^-1,属于微咸水,平均水位埋深为4.65 m,65%的调查点埋深小于3 m。（3）长期地表漫灌和冬季压盐引起的地下水位抬升和强烈的蒸发浓缩作用是形成高TDS地下水的直接原因,而较高的地下水盐度、浅层地下水位抬升和强烈的潜水蒸发引起的盐分上升是冲积平原土壤盐渍化的主要控制因素。     

秸秆覆盖对盐渍化土壤水盐动态的影响

研究了不同秸秆覆盖量下盐渍化土壤蒸发量、不同生育期各土层的含水率及含盐量的动态变化规律.结果表明:秸秆覆盖后,盐渍化土壤蒸发量比对照低,随着秸秆覆盖量的增加,蒸发量逐渐减少,当秸秆覆盖量为0.75 kg/m2(C2)时,日蒸发量减少幅度平缓,趋于稳定.与对照相比,秸秆覆盖量为1.05 kg/m2(C1),0.75 kg...     

特定条件下农业灌溉用水对地下水水量与水质的影响研究

为进一步明确人类社会在发展过程中特定区域农业灌溉水量、地下水位与水质的和谐关系,遏制生态环境恶化、土壤盐渍化等一系列问题,以克拉玛依农业综合开发区为典型研究区,充分借助现有地下水位、水质监测数据及农业灌溉用水数据等,采用相关分析法、统计分析法开展了特定条件下农业灌溉用水对地下水水量与水质影响的研究。通过分析可知:(1)研究区地下水位在1997～2013年间呈持续上升趋势,共上升了6. 85m,年均上升幅度为0. 53m;以2001～2006年间上升最快,上升了4. 87m,并以2006年最突出,一年内就上升了1. 61m;(2)农业灌溉对所在区域地下水位的抬升产生了一定影响,农业灌溉区域内外地下水位相差1. 22～1. 35m;(3)农业灌溉定额越大,地下水位持续上升越明显,研究区合理的控灌水量为7300×104m~3;(4)过多的农业灌溉水量引起了地下水位的过快上升,使矿化度呈下降趋势、p H值呈增大趋势,加剧了土壤盐渍化的可能性,需引起一定的关注。     

克拉玛依农业开发区地下水位变化和应对措施探讨

利用克拉玛依农业开发区及其附近地区1997年-2009年重复地下水位观测数据和高精度地形测量数据资料,分析发现过去十年间开发区平均每年抬升0.61m/a,而且近期抬升加快,其中开发区东部地下水位抬升最为明显。至2009年开发区约2/3土地的地下水位埋深小于土壤发生次生盐渍化的临界深度。针对开发区地下水上升原因和当地自然...     

硫酸盐渍土表观电导率与水分、盐分及粒径关系研究

以西宁盆地北山地区小西沟流域为研究区,以区内硫酸盐渍土为研究对象,通过筛分试验得到了6组不同粒径(0.075 mm、0.075～0.1 mm、0.1～0.25 mm、0.25～0.5 mm、0.5～1 mm、1～2 mm)的土壤试样,测试了不同含水率、含盐量(Na_2SO_4)和粒径的土壤试样表观电导率(EC_a),分析了EC_a与含水率、含盐量和粒径之间的关系,并采用灰色关联法得到了EC_a与含水率和含盐量之间的灰色关联度。结果表明:(1)EC_a随着含水率、含盐量和粒径的增加均呈增大的变化规律,当粒径为0.075～0.1 mm,含盐量为0.64%,含水率由5%增加至25%时,EC_a增大0.99 m S·cm~(-1),增幅为2475%;当粒径为0.075～0.1 mm,含水率为10%,含盐量由0.18%增加至12.18%时,EC_a增大1.47 m S·cm~(-1),增幅为864.71%;当含盐量为6.18%,含水率为10%,粒径由0.075 mm增加至1～2 mm时,EC_a增大0.36 mS·cm~(-1),增幅为38.71%。(2)通过建立EC_a、含水率和含盐量之间的关系模型,得出在较高含水率(15%)条件下,EC_a与含盐量之间的相关关系(P0.05)显著于低含水率(≤15%)条件(P0.05),即当含水率分别为10%和20%,含盐量由3.18%增加至12.18%时,EC_a增幅分别为56.41%和128.91%,说明高含水率条件下盐分对EC_a的灵敏度显著于低含水率。(3)通过采用灰色关联分析法得到EC_a与含水率之间平均灰色关联度为0.80,与含盐量之间平均灰色关联度为0.68,说明当含水率为5%～25%,含盐量为0.18%～12.18%时,EC_a与含水率之间的发展态势一致性高于含盐量。该研究结果对于硫酸盐渍土导电特性和盐渍化程度评价具有参考价值。     

基于HYDRUS模型的暗管排水水盐运移模拟

为了探索暗管排水条件下膜下滴灌农田的水盐运移规律，本文设计了埋深1 m，间距4 m的暗管排水模型试验，研究分析灌水淋洗过程中土壤水分和盐分的动态变化规律，并利用HYDRUS模型对暗管排水条件下的水盐运移规律进行数值模拟分析与验证。结果表明：经过3次灌水淋洗后，表层0~20 cm土层内盐分含量下降至2 g·kg^-1，达到了非盐化土水平，20~60 cm土体内上层土壤脱盐效果高于下层，总盐分含量下降至8 g·kg^-1以下；经过实测值与模拟值的验证，土壤盐分和水分的均方根误差RMSE最大分别为0.632和1.324，决定系数R²最小分别为0.992和0.906，说明模拟结果与实测结果吻合度较好，HYDRUS模型能够较好地模拟暗管排水过程中水盐运移规律。通过模型模拟6次灌水（共90 d）后暗管排水条件下不同土层深度的水盐动态变化特征，模拟结果表明，0~40 cm土层内盐分含量下降至2 g·kg^-1，40~80 cm土层内盐分含量下降至4 g·kg^-1左右，基本达到轻度盐化水平；距离暗管不同间距处的土壤剖面盐分含量呈波动变化，距离暗管越远，土壤剖面含盐量越大，盐分含量在0~8 g·kg^-1范围内变化。     

干旱区膜下滴灌配合暗管与竖井排水对棉田土壤盐分的影响

为研究干旱区棉田在滴灌淋洗配合协同排水下的土壤盐平衡变化规律及微生物群落丰度特征,在新疆典型干旱盐碱区（141团）进行野外排水试验,试验设置暗管与竖井双因素协同排水,X轴方向五水平（距离竖井0、15、30、45 m和60 m,记为T1、T2、T3、T4和T5）,Y轴方向三水平（距离暗管0、5 m和7.5 m,记为P1、P2和P3）,分析土壤电导率与地下水位、土壤微生物之间的关系。结果表明,进行淋洗试验后,0~700 cm土层土壤电导率整体降低,200~400 cm土层脱盐最明显,最低达到0.9254 dS·m^-1,全生育期平均脱盐率为70%,在距离暗管5 m、距离竖井45 m处的土壤脱盐效果最佳。此外,全生育期地下水埋深呈现先减小后增大的趋势,下降最大幅度达到2 m,且地下水位对土壤盐分的影响具有滞后性,土壤中微生物Chao1指数、多样性指数和丰富度指数均随土壤电导率降低而上升。研究表明,滴灌淋洗配合暗管与竖井排水有利于降低土壤深层盐分、控制地下水位、提升土壤微生物群落多样性,有利于推进干旱区盐渍化农田改良及恢复废弃耕地。     

Challenges for the sustainable use of water and land resources under a changing climate and increasing salinization in the Jizzakh irrigation zone of Uzbekistan

Jizzakh Province in Uzbekistan is one of the largest irrigated areas in Central Asia without natural drainage.In combination with aridity,climate change and extensive irrigation practices,this has led to the widespread salinization of agricultural land.The aim of this study was to identify opportunities to improve the reclamation status of the irrigated area and how best to effectively use the water resources in Jizzakh Province based on investigations conducted between 1995 and 2016.A database of field measurements of groundwater levels,mineralization and soil salinity conducted by the provincial Hydro-Geological Reclamation Expeditions was used in the study.The total groundwater mineralization was determined using a portable electric conductometer(Progress 1T)and the chloride concentration was determined using the Mohr method.The soil salinity analyses were conducted by applying two different methods:(1)the extraction and assessment of the soluble salt content,and(2)using an SM-138 conductivity sensor applied to a 1:1 mixture of soil sample and water.The analyses of the monitoring results and the salt balance in the"irrigation water–soil–drainage water"system clearly demonstrated that the condition of the irrigated land in the province was not significantly improved.Under these conditions,the stability of crop yields is achieved mainly through the use of large volumes of fertilizer.However,excess amounts of mineral fertilizers can also cause the salinization of soils.The average groundwater salinization value in most of the irrigated land(75.3%)fluctuated between 1.1 and 5.0 g/L,while the values were less than 1.0 g/L in 13.1%of the land and in the range of 5.1–10.0 g/L in 10.5%of the land.During the period of 1995–2016 the salinization level of the irrigated land in Jizzakh Province increased slightly and the area could be divided into the following classes:no salinity(17.7%of the total area),low salinity(51.3%),moderate salinity(29.0%),and high salinity(2.0%).Detailed studies of the salt balance in irrigated land,the impact of climate change,increased fertilizer use,and repeated remediation leaching on the groundwater level and mineralization should be conducted in the future,due to the possibility of accelerated salinization,fertility decline,and reduced yields of agricultural crops.     

咸水非充分灌溉下土壤水盐动态及对制种玉米生长的影响

为了探究石羊河流域地下水资源的利用方式,在甘肃省石羊河流域开展了为期2年的制种玉米咸水非充分灌溉田间试验,试验设置3种灌水水平即w1(1ETc)、w2(2/3ETc)、w3(1/2ETc),3种盐分水平即s1(矿化度0.71 g·L~(-1),淡水)、s2(矿化度3 g·L~(-1))、s3(矿化度6 g·L~(-1)),共9个试验处理,研究咸水非充分灌溉对土壤水盐动态及制种玉米生长的影响。研究结果表明:咸水非充分灌溉条件下,由于灌溉水量和灌水矿化度不同,土壤水盐动态表现出不同的特征,非充分灌溉处理土壤含水量低于充分灌溉处理,咸水灌溉处理土壤含水量高于淡水灌溉处理;充分灌溉处理盐分累积较深,非充分灌溉处理盐分主要累积在表层土壤和根系吸水层土壤。灌溉水量采用2/3 ETc的非充分灌溉方式进行灌溉,土壤盐分随着水分运移,盐分主要累积在表层土壤和根系吸水层土壤,短时期采用灌水矿化度为3 g·L~(-1)的微咸水灌溉,盐分不会在土壤产生大量累积。因此,在研究区灌溉水量控制在2/3 ETc左右,灌水矿化度不超过3 g·L~(-1),对制种玉米生长的影响较小,减产幅度在11%以下,能够达到合理利用地下咸水资源和节水灌溉的目的。     

Soil quality assessment in different dammed-valley farmlands in the hilly-gully mountain areas of the northern Loess Plateau,China

There are numerous valley farmlands on the Chinese Loess Plateau (CLP), where suffers from low soil quality and high risk of soil salinization due to the shallow groundwater table and poor drainage system. Currently, research on the evolution processes and mechanisms of soil quality and salinization in these dammed-valley farmlands on the CLP is still inadequately understood. In this study, three kinds of dammed-valley farmlands in the hilly-gully areas of the northern CLP were selected, and the status of soil quality and the impact factors of soil salinization were examined. The dammed-valley farmlands include the new farmland created by the project of Gully Land Consolidation, the 60-a farmland created by sedimentation from check dam, and the 400-a farmland created by sedimentation from an ancient landslide-dammed lake. Results showed that (1) the newly created farmland had the lowest soil quality in terms of soil bulk density, porosity, soil organic carbon and total nitrogen among the three kinds of dammed-valley farmlands; (2) soil salinization occurred in the middle and upper reaches of the new and 60-a valley farmlands, whereas no soil salinization was found in the 400-a valley farmland; and (3) soil salinization and low soil nutrient were determined to be the two important factors that impacted the soil quality of the valley farmlands in the hilly-gully mountain areas of the CLP. We conclude that the dammed-valley farmlands on the CLP have a high risk of soil salinization due to the shallow groundwater table, alkalinity of the loessial soil and local landform feature, thus resulting in the low soil quality of the valley farmlands. Therefore, strengthening drainage and decreasing groundwater table are extremely important to improve the soil quality of the valley farmlands and guarantee the sustainable development of the valley agriculture on the CLP.     

伊犁绿洲土壤盐渍化与浅层地下水水化学特征分析

根据2009年伊犁河流域土壤盐分与地下水条件的监测和取样分析资料,运用相关分析法与主成分分析法,对伊犁河流域土壤盐分与地下水埋深、矿化度、电导率、p H值与主要离子之间的关系进行了分析。结果表明:1研究区土壤盐分垂直分布呈现强烈表聚性;研究区内58.18%地下水样为淡水,40.00%为微咸水,1.82%为咸水,地下水矿化度平均值为2.50 g·L-1左右,属于微咸水;研究区地下水矿化度、电导率与主要离子组成呈现强烈的空间变异性。2研究区垂直河道方向的各采样线土壤盐分与地下水矿化度的变化趋势基本相似;地下水埋深与矿化度受到灌区农业活动的影响,导致研究区土壤次生盐渍化。3主成分分析结果表明,影响研究区土壤含盐量的地下水环境因子可以归纳为地下水矿化度、EC、Cl-、Mg2+、Na+与地下水埋深。     

渭干河灌区水盐动态变化及其耦合分析

渭干河是新疆著名大河之一,是渭干河绿洲的塑造者,该绿洲的生存和发展与灌区水资源利用关系密切。渭干河灌区环境恶化主要是在自然及人为因素共同作用下形成的。灌区分布于独立而封闭的冲积扇上,原生土壤普遍含盐,加之长期以来重灌轻排,土壤次生盐渍化严重。本文根据渭干河灌区多年水盐监测资料,探讨灌区多年来的水盐动态变化及其耦合关系。研究表明:灌区盐分来源主要为引水携盐,灌区排水是灌区盐分去处的主要途径;灌区地下水埋深,地下水水质存在时间和空间上的变化,地下水状况决定水化学类型。     

合理开发利用地下水是新疆盐渍化耕地改良的重要途径

新疆地处内陆干旱区,土壤积盐严重,根据中巴地球资源卫星2005年遥感影像解译和实际调查,新疆现有耕地面积5.05×106 hm2,其中盐渍化耕地面积1.62×106 hm2,占耕地总面积的32.07%,占新疆中低产田60%以上,土壤盐渍化是影响新疆农业发展的主要因素。盐渍化耕地大多分布在地下水较高的地区,如冲积扇扇缘地...     

咸淡混合水喷灌对土壤水盐运移及小麦、玉米产量的影响

探究不同矿化度咸淡水混合喷灌对冬小麦、夏玉米生长及产量的影响,并通过监测土壤水盐分布状况来选择适宜矿化度的咸淡水灌溉方式。在河北低平原地区开展大田灌溉试验,研究了淡水畦灌、淡水喷灌、2 g·L^-1和3 g·L^-1咸水与淡水混合喷灌对小麦、玉米生长及土壤水盐运移的影响。结果表明：与淡水喷灌相比,连续两年灌溉后,小麦收获时2 g·L^-1和3 g·L^-1矿化度咸淡混合水喷灌处理的根层（0~40 cm）土体含盐量平均分别增加了17.8%和42.7%,0~100 cm土体含盐量平均分别增加了32.9%和74.3%,玉米收获时根层土体含盐量平均分别增加了40.3%和86.9%,0~100 cm土体含盐量平均分别增加了39.0%和88.9%,且3 g·L^-1矿化度咸淡混合水喷灌处理的盐分累积已超出小麦和玉米生长的盐分阈值。2 g·L^-1矿化度处理的冬小麦产量较淡水喷灌处理降低了9.8%~11.4%（差异不显著）,但3 g·L^-1矿化度处理比淡水喷灌处理的产量显著降低了25.0%~25.9%（P<0.05）;2 g·L^-1矿化度处理的夏玉米单株穗粒质量和产量较淡水喷灌处理分别降低了5.1%~10.4%和6.6%~10.5%（差异不显著）,3 g·L^-1矿化度比淡水喷灌处理的百粒重、单株穗粒质量和产量分别降低了18.6%~22.4%、18.2%~25.9%和14.7%~15.3%（P<0.05）,3 g·L^-1矿化度对冬小麦和夏玉米的产量构成因素影响显著。因此,咸淡混合水矿化度不大于2 g·L^-1的喷灌模式用于该地区冬小麦-夏玉米田间灌溉是可行的。     

新疆阿瓦提灌区土壤盐渍化现状及特征分析

运用统计特征值、对应分析等方法，探讨了研究新疆阿瓦提土壤含盐量、盐分化学组成及其空间分布特征。结果发现：区内有50％的土地处于中强盐渍化和盐土状态，且主要为氯化物-硫酸盐型盐渍化；在灌区内土壤盐分随灌溉和排水而呈现季节性变化，但整体上处于脱盐状态。区内土壤盐渍化是在自然和人类活动共同作用下形成的，通过节水灌溉、合理开发地下水、完善灌排系统等措施可有效地改良盐渍土。