新疆昌吉州东部平原区地下水水文地球化学演化分析

为探究新疆昌吉州东部平原区地下水水质演化过程,采用数理统计、Piper三线图、Gibbs图和离子比法对昌吉州东部平原区2016年63组地下水水质取样点及54组2012-2015年地下水水质监测数据进行分析。结果表明:昌吉州东部平原区2012年地下水阳离子平均含量总体为Ca^2+> K^++Na^+> Mg^2+,阴离子平均含量总体为HCO3-> SO42-> Cl^-;从2013年开始,SO42-逐渐增大,Ca^2+逐渐减小;到2016年阳离子平均含量总体为Ca^2+>K^++Na^+> Mg^2+,阴离子平均含量总体为HCO^3-> SO4^2-> Cl^-。水化学类型由2012年HCO3-Ca·Mg(Ca·Na、Ca·Na·Mg)型向2016年HCO3·SO4-Ca·Na·Mg(Ca·Mg、Ca·Na)演化,这主要与含水介质的风化作用和蒸发浓缩作用有关,而蒸发浓缩作用更加体现在承压水区的上部潜水中。地下水中Na^+、K^+、Cl^-主要来自岩盐的溶解;Ca^2+、Mg^2+主要来自蒸发岩溶解;SO4^2-主要来自石膏(CaSO4·2H2O)和芒硝(Na2SO4·10H2O)的溶解。Cl^-、SO^2-4除来自岩盐的溶解外,还受到人类活动的影响。     

自然生境下盐角草的离子吸收-运输特征

通过对自然生境下盐角草的离子及部分重金属元素吸收-运输特性的分析,结果表明:①盐角草地上部Cl-, Na , K 含量显著(P≤0.05)大于地下部;②盐角草的离子吸收选择顺序为K ＞Mg2 ＞Cl-＞Na ＞SO42-＞Ca2 ,而运输选择顺序为Na ＞Cl-＞K ＞Mg2 ＞SO42-＞Ca2 ,反映了盐角草对离子(特别是K , Na , Cl-)的优先选择性在吸收和运输方面的不同;③选择性比率SK, Na＞SMg, Na＞SCa, Na,说明稳定体内K /Na 是盐角草耐盐的重要机制;④盐角草的离子吸收和运输存在一个梯度:根系相对于土壤介质,离子的吸收倍数为3.7～129.4;地上部相对于根的运输倍数为1.1～2.8,这种从土壤→根系→地上部离子转运成倍数的累积,既保证营养吸收的需求,又保证了低水势的维持;⑤污灌区盐角草的重金属含量除Cu外,Cd, Pb, As均是地下部含量＞地上部;Cu在地上部的富集系数＞1,As在地下部的富集系数为2.6,反映了盐角草对Cu,As的不同富集能力,因此,盐角草可用于盐渍化土壤重金属污染后的修复.     

迪那河-阳霞河绿洲土壤盐渍化现状特征分析

迪那河-阳霞河绿洲土壤盐渍化日益严重,直接影响当地农业发展和生态环境建设。在野外考察、GPS定点和土壤采样分析的基础上,运用统计特征值和趋势分析等方法,探讨了研究区土壤含盐量、盐分化学组成、空间分布以及电导率与各离子含量间的关系、各盐离子间的相关性等现状特征。分析结果表明:(1)研究区土壤pH值的平均值为7.46,属于中性土壤。0~50 cm土层盐分含量呈T型分布,0~10 cm土层的含盐量最大,平均值为2.10%。土体中各阳离子含量为Na++K+Ca2+Mg2+,阴离子含量为SO42-Cl-HCO3-,而CO32-未检出。(2)不同土地类型的盐渍化空间变异显著,果园地的盐渍化最轻,含盐量为1.04%,盐生草地的最高,为5.28%。耕地和果园地的离子含量以Na++K+和SO42-为主,其它土地类型的以Cl-、SO42-和Na++K+为主。(3)土壤含盐量与电导率有较好的相关性。总溶解固体和各离子含量之间也存在很密切的关系。     

渭干河——库车河三角洲绿洲盐渍化土壤特征研究

在野外考察、GPS定点和土壤采样分析的基础上,借助Statistics、Excel等软件对盐离子含量、电导率与离子含量的关系、土壤总碱度与离子含量的关系、土壤水溶液中总溶解固体(TDS)与离子之间的关系、土壤含盐量与电导率的关系、盐离子间相关性以及土壤含盐量与农业产量的关系作了探讨.得出:该绿洲土壤pH值的平均值为7.86,属于碱性土壤.土壤含盐量较高,0～10 cm土层中的含盐量最大,平均值达到4.68%.土壤阳离子主要以Na 、K 、Ca2 和Mg2 为主,各阴离子在土体中的含量为Cl-＞SO42-＞HCO3-,而CO32-离子在实验中未检测到.Na 与Cl-呈正相关,K 与HCO3-呈正相关,Ca2 与SO42-呈正相关.从而进一步说明,该绿洲盐渍化土壤为氯化物盐化土.     

红砂灌丛对土壤盐分和养分的富集作用

以黄土高原西部荒漠草原区广泛分布的红砂灌丛为研究对象,对灌丛周围土壤盐分和养分的富集状况进行了研究.结果表明:红砂灌丛下土壤养分明显高于灌丛外,且表层0-10cm土壤养分的富集率较10-20cm要高,灌丛下pH值和电导率显著提高,主要盐离子(HCO3-、Cl-、SO42-、K+、Na+、Mg2+、Ca2+)含量在灌丛内外表层土壤中均存在显著差异,其中Cl-、SO42-、Na+含量差异最为显著.相对于K+、Mg2+、Ca2+三种离子,Na+在红砂灌丛下的富集程度更强,而SO42-和Cl-在灌丛内外的积累速率基本处于平衡状态.相关分析表明,大部分盐分离子的积累与灌丛周围养分的富集存在显著的正相关关系.     

不同类型盐分对盐爪爪种子萌发和幼苗生长的影响

采用培养皿法研究不同类型钠盐胁迫对荒漠植物盐爪爪种子萌发率、萌发指数、幼苗芽长和根长,分析盐爪爪种子萌发与幼苗生长适应不同类型盐碱地的机制,为种植盐爪爪生态修复不同类型盐碱地提供了科学依据。结果表明:(1)NaCl、Na2SO4、NaHCO3、Na2CO3均显著抑制盐爪爪种子的萌发率和萌发指数。(2)回归方程分析盐爪爪萌发期的耐NaCl、Na_2SO_4、NaHCO_3、Na_2CO_3临界值分别为325 mmol·L-1、267 mmol·L-1、245 mmol·L~(-1)和166 mmol·L~(-1),其极限值分别是671 mmol·L-1、580 mmol·L~(-1)、569 mmol·L~(-1)和389 mmol·L-1,相对于中性盐,盐爪爪种子萌发时对碱性盐更敏感。(3)NaCl、Na_2SO_4、NaHCO_3、Na_2CO_3均显著抑制盐爪爪幼苗芽和根的生长,盐爪爪种子萌发和幼苗生长对这4种钠盐的响应差异显著;相对于幼苗芽,幼苗根的响应更为敏感,可将根长作为评价盐爪爪耐盐性的参数,碱性盐毒害强于中性盐;根据盐分对盐爪爪种子萌发和幼苗生长的毒害性顺序依次为:NaClNa_2SO_4NaHCO_3Na_2CO_3。     

疏勒河流域玉门-瓜州盆地地下水化学演化特征

综合运用水文地球化学技术,研究疏勒河流域玉门-瓜州盆地地下水化学特征及演化规律。地下水化学类型从无明显特征逐渐向SO2-4-Na+型水演化。岩盐、芒硝、石膏的溶解对Ca+、Na+、SO2-4及Cl-的影响较大,同时决定着地下水的化学类型。反向阳离子交换对Ca2+、Mg2+的浓度起到了重要作用,芒硝与岩盐溶解的Na+促进了地下水与含水层介质的离子交换,随着交换到水中的Ca2+、Mg2+离子浓度增加,碳酸盐沉淀,HCO-3减少。另外,河水和反硝化作用也对地下水的SO2-4、NO-3和K+的含量有影响。该研究可为采用水化学研究地下水资源属性提供一定的借鉴意义。     

渭干河-库车河三角洲绿洲表层土壤盐分空间异质性分析

以新疆塔里木盆地北缘典型盐渍化区-渭干河-库车河三角洲绿洲为例,基于野外实测数据,借助常规统计与地统计分析方法,对绿洲表层盐渍化土壤的空间分布特征进行定量研究。分析结果显示:该绿洲土壤盐类主要以氯化物为主,同时并伴有少量的硫酸盐-氯化物类;在空间变异性上,CO23-和HCO3-为中度变异性,土壤含盐量、Cl-、Ca2+、Mg2+、SO24-以及K++Na+均具有较强的空间变异性;盐渍化土壤主要分布于渭干河、库车河的下游,塔里木河的北部,绿洲的东部、南部和东南部区域,表层土壤中Cl-和K++Na+含量较高。在绿洲西部和西北部,Cl-、Ca2+和K++Na+分布的含量则相对较低。此外,HCO3-、SO24-和Mg2+的含量在绿洲中部分布较高;而CO23-的含量在绿洲北部有较高水平的分布;从绿洲整体分布情况来看,盐渍化土壤主要呈大面积区域性分布于绿洲的外围和扇缘地带。     

伊犁河谷地下水及土壤盐分分布特征

利用化学分析和地统计学法,分析了研究区地下水以及土壤盐分含量、离子组成特征及其分布规律.结果显示:地下水矿化度平均值为2.37 g/L,pH值平均值为7.63,地下水中各阴离子含量由高到低依次为Cl-＞SO42-＞HCO3-＞CO32-,阳离子含量由高到低依次为Ca2+＞Na+＞Mg2+＞K+,地下水属于Cl--Ca2...     

塔里木盆地南缘于田绿洲地下水化学特征

根据于田绿洲地下水水质分析的结果,运用回归分析方法分析地下水化学特征,得出如下结论:依据布罗德斯基分类法,提出了研究区共存在Cl·HCO3-Na·Mg、HCO3·Cl-Na·Mg、Cl·HCO3-Mg·Na等共8种化学类型的地下水;HCO3-和Cl-与可溶性总盐的相关关系显著,且回归方程拟合效果均理想,而CO32-和SO42-与可溶性总盐的相关关系均不明显;(Na++K+)和Mg2+与可溶性总盐的相关关系显著,且回归方程拟合效果理想,而Ca2+与可溶性总盐的相关关系不明显。     

内蒙古和林格尔地区柠条锦鸡儿生化成分分析

本文对内蒙古和林格尔地区柠条锦鸡儿中常量、微量金属元素,氨基酸,全氮,有机质及其生长土壤含水量,有机质,全氮等进行了详细的测试分析。结果表明:柠条锦鸡儿中常量元素含量:根、老枝、新枝中为Ca>K>Al>Na>Mg型,侧枝为Ca>K>Al>Mg>Na型。Fe、Mn、Zn、Cu等微量元素在植物体不同器官中含量顺序不同;各部分的氨基酸含量顺序为:侧枝>根>老枝>新枝,其中侧枝氨基酸含量最高,为7.476 mg/100 mg;植物含水量顺序:侧枝>根>老枝>新枝;新枝、根、老枝、侧枝C/N比分别是31.16、23.48、23.38和22.79。土壤含水量:20-30cm土层>40-50cm土层>表层土;土壤C/N在20-30cm土层最大。对柠条锦鸡儿及其生长土壤的生化成分分析结果,为改善西部地区生态环境,选择优良的防风固沙树种提供可靠依据。     

Inorganic and organic osmolytes accumulation in five halophytes growing in saline habitats around the Aiding Lake area in Turpan Basin,Northwest China

Halophytes dominate the plant community in saline soils. Here, osmoregulation via the accumulation of osmolytes is the basic strategy by which plants survive salinity stress. We investigated the accumulation of inorganic and organic osmolytes in the leaves of five halophytes (Tamarix hispida, Halocnemum strobilaceum, Kalidium foliatum, Karelinia caspica, and Phragmites australis) growing in the dry lakebed of Aiding Lake, Xinjiang, China. The succulent euhalophytes (H. strobilaceum and K. foliatum) accumulated large amounts of Na⁺, whereas other species had low Na⁺ concentrations. P. australis contained high concentrations of soluble carbohydrates, mainly sucrose, and amino acids, such as proline and alanine. K. caspica accumulated large quantities of mannitol. H. strobilaceum and K. foliatum had high glycine betaine contents. Only T. hispida accumulated γ-butyro betaine, which was found in high concentrations. Our findings indicate that at least four types of osmolytes (carbohydrates, polyols, amino acids, and betaines) function either alone, or in combination in the osmoregulation of these halophytes.     

准噶尔盆地4种盐生植物耐盐机制分析

对准噶尔盆地4种盐生植物体内的无机离子和有机渗透调节物质含量进行分析。结果表明:稀盐盐生植物囊果碱蓬(Suaeda physophora)和盐节木(Halocnemum strobilaceum)的含水率、肉质化程度及体内茎叶中的K~+,Na~+,Cl~-等离子含量显著高于其地下部分,也高于泌盐盐生植物多枝柽柳(Tamarix ramosissima)和琵琶柴(Reaumuriasoongorica);而多枝柽柳和琵琶柴体内脯氨酸和可溶性糖含量显著高于囊果碱蓬与盐节木。说明在盐渍生境下,囊果碱蓬和盐节木主要通过体内地上部分离子积累和区域化作用降低盐胁迫;而多枝柽柳和琵琶柴则是通过泌盐,将过多的盐分排出体外,同时在植物体内积累有机渗透调节物质来降低盐胁迫。     

Characteristics of mineral elements in shoots of three annual halophytes in a saline desert,Northern Xinjiang

Halophytes are valuable salt-, alkali-and drought-resistant germplasm resources. However, the characteristics of mineral elements in halophytes have not been investigated as intensively as those in crops. This study attempted to investigate the characteristics of mineral elements for annual halophytes during their growth period to reveal their possible physiological mechanisms of salt resistance. By using three native annual halophytes (Salsola subcrassa, Suaeda acuminate and Petrosimonia sibirica) distributed in the desert in Northern Xinjiang of China, the dynamic changes in the mineral element contents of annual halophytes were analyzed through field sampling and laboratory analyses. The results demonstrated that the annual halophytes were able to absorb water and mineral nutrients selectively. In the interaction between the annual halophytes and saline soil, the adaptability of the annual halophytes was manifested as the accumulation of S, Na and Cl during the growth period and maintenance of water and salt balance in the plant, thus ensuring their selective absorption of N, P, K, Ca, Mg and other mineral nutrients according to their growth demand. By utilizing this property, halophyte planting and mowing (before the wilting and death periods) could bioremediate heavy saline-alkali soil.     

基于BSTEM模型的植被根系对塔里木河岸坡稳定性影响过程模拟

干旱地区的荒漠植被根系发达,其保持岸坡稳定和固土护堤的作用优为重要。在塔里木河流域选取红柳、芦苇和胡杨等典型荒漠植被根系,研究植被根系对塔里木河岸坡坡稳定性的影响,对于促进防治塔里木河水土流失和建设良好生态环境具有重要的现实和理论意义。文中以实测数据和水槽试验结果为基础,运用BSTEM模型,对植被根系对塔里木河岸坡坡稳定性的影响过程进行了模拟。结果表明:(1)在竖直、倾斜、相交三种布置方式下,红柳根系体积密度RVD为8%时,安全系数Fs分别为1.29、1.27及大于1.3,当根系体积密度在8%~28%时,岸坡安全系数全都大于1.3;芦苇和胡杨根系结果也类似,说明随着RVD增大,岸坡安全系数会增大,从而岸坡越稳定;(2)不同根系放置方式对岸坡稳定性影响不同,如RVD为8%时,红柳根系竖直、倾斜和相交放置的安全系数分别提高了33%、30.9%和40.2%,所以提高岸坡稳定性大小次序为:相交﹥竖直﹥倾斜;(3)从根系类型看,提高岸坡安全系数次序为:红柳﹥胡杨﹥芦苇;(4)与无根系相比,有植被根系岸坡稳定性均比无植被根系有一定程度增加,相同植被根系下相交放置提高岸坡安全系数最显著,相同布置方式下红柳根系提升岸坡稳定性最明显。     

水分胁迫对柽柳植物可溶性物质的影响

甘蒙柽柳（ＴａｍａｒｉｘａｕｓｔｒｏｍｏｎｇｏｌｉｃａＮａｋａｉ）、多枝柽柳（Ｔ．ｒａｍｏｓｉｓｓｓｉｍａＬｅｄｅｂ．）、中国柽柳（Ｔ．ｃｈｉｎｅｎｓｉｓＬｏｕｒ）短穗柽柳（ＴｌａｘａＷｉｌｄ．）刚毛柽柳（Ｔ．ｈｉｓｐｉｄａＷｉｌｄ．）密花柽柳（Ｔ．ａｒｃｅｕｔｈｏｉｄｓＢｇｅ．）、甘肃柽柳（Ｔ．ｇａｎｓｕｅｎｓｉｓＨ．Ｚ．Ｚｈａｎｇ）和短毛柽柳（Ｔ．ｋａｒｅｌｉｎｉｉＢｇｅ．）在土壤缓慢水分胁迫     

Spatio-temporal variations of soil water content and salinity around individual Tamarix ramosissima in a semi-arid saline region of the upper Yellow River,Northwest China

Ecological restoration by Tamarix plants on semi-arid saline lands affects the accumulation, distribution patterns and related mechanisms of soil water content and salinity. In this study, spatio-temporal variations of soil water content and salinity around natural individual Tamarix ramosissima Ledeb. were invetigated in a semi-arid saline region of the upper Yellow River, Northwest China. Specifically, soil water content, electrical conductivity(EC_e), sodium adsorption ratio(SAR_e), and salt ions(including Na~+, K~+, Ca~(2+), Mg~(2+) and SO_4~(2–)) were measured at different soil depths and at different distances from the trunk of T. ramosissima in May, July, and September 2016. The soil water content at the 20–80 cm depth was significantly lower in July and September than in May, indicating that T. ramosissima plants absorb a large amount of water through the roots during the growing period, leading to the decreasing of soil water content in the deep soil layer. At the 0–20 cm depth, there was a salt island effect around individual T. ramosissima, and the EC_e differed significantly inside and outside the canopy of T. ramosissima in May and July. Salt bioaccumulation and stemflow were two major contributing factors to this difference. The SAR_e at the 0–20 cm depth was significantly different inside and outside the canopy of T. ramosissima in the three sampling months. The values of SAR_e at the 60–80 cm depth in May and July were significantly higher than those at the 0–60 cm depth and higher than that at the corresponding depth in September. The distribution of Na~+ in the soil was similar to that of the SAR_e, while the concentrations of K~+, Ca~(2+), and Mg~(2+) showed significant differences among the sampling months and soil depths. Both season and soil depth had highly significant effects on soil water content, EC_e and SAR_e, whereas distance from the trunk of T. ramosissima only significantly affected EC_e. Based on these results, we recommend co-planting of shallow-rooted salt-tolerant species near the Tamarix plants and avoiding planting herbaceous plants inside the canopy of T. ramosissima for afforestation in this semi-arid saline region. The results of this study may provide a reference for appropriate restoration in the semi-arid saline regions of the upper Yellow River.     

远源引种樟子松对荒漠区气候及土壤盐碱离子适应性分析

本文通过对远源樟子松在民勤沙区栽培后 ,其生长同当地气候及土壤盐碱离子的灰色关联分析研究 ,认为樟子松生长 ,与当地的日照时数、平均气压、蒸发量、地温、空气湿度、降水量、风速等气象因素关系较为密切 ,是影响樟子松的主要因素 ,而同最大风速因子关系较差 ,是影响樟子松的次要因素。通过樟子松成活率同土壤中的盐碱离子的关联度分析 ,认为土壤 p H值和 HCO3 -离子对樟子松的成活率有大的影响 ,是影响樟子松幼苗成活率的主导因子 ;SO42 -、Mg2 +、Ca2 +、K++ Na+等离子同樟子松成活率关系也很密切 ,Cl-和全盐量同樟子松幼苗成活率关联度较小 ,相对而言是次要因子