等温与非等温条件下水盐运动特征的比较

近年来新疆地区覆膜种植技术在大面积推广，其中关于覆膜条件下土壤中的水盐运动机理以及覆膜抑盐的机制等关键性科学问题，还需进一步研究。以新疆盐碱土为对象，基于入渗结束后湿润深度不同的等温再分布与非等温全覆膜蒸发的同步实测资料，对比分析了两者的土壤含水量剖面特征，结果表明，两者水分运动引起的含水量剖面差异基本不大，说明全覆膜对于节水有重要意义；基于水分运动特征，含盐率和盐分浓度差异也基本不大，表明温度势梯度对水盐运动的影响不明显。由于土表全覆膜时由水汽散失产生的水分损失量极小，因此相对于裸土蒸发而言，土壤中的盐分上行受到抑制；土表返盐量小，说明全覆膜对抑制土表积盐有同样重要的意义。在上述研究对比的基础上分析了剖面含盐率和盐分浓度与垂向位置和入渗深度的定量关系。本文的研究揭示了地膜覆盖节水特征和抑制土表积盐机制。     

海砂和电石渣对吹填土理化性状的影响及水盐动态研究

以吹填土、海砂、电石渣为材料,采用土柱模拟实验研究吹填土:海砂:电石渣=0.55:0.40:0.05比例的混合基质淋洗脱盐下的水盐动态,脱盐后基质的理化性质,以确定是否适合做园林绿化土壤。结果表明:基质的水盐运移可分为盐峰的形成、下移和消失3个阶段;脱盐深度与各层淋洗水量呈直线相关关系(y=0.0028x-3.2675(R2=0.9124))提供了淋洗定额的参考价值;脱盐后0-60cm和60-140cm深度的土层,盐分离子组成分别为Ca2+-HCO3-、SO42-型和Ca2+-SO42-型;通体质地为细砂土,通气透水性强;也没有脱盐碱化的现象;基质肥力水平较低。可见3种材料采用该比例做园林绿化基质是可行的,但是脱盐后培肥等配套措施至关重要。     

农田耕作与土壤盐分的变化

采用原状土隔离池进行了盐分运移的定位试验。结果表明：含盐量0.11-0.28%的轻盐渍化或脱盐潮土处在不断脱盐过程中，平均年脱盐速率为0.0125%；小麦种植期，土壤处于返盐过程，盐分在上层积累；夏玉米种植期，土壤处于脱盐过程；盐分运动是一个盐离子的层次间传递过程，不同盐离子传递的强度不同，以氯根和纳离子变动最大，而硫酸根和钙离子变幅较小，碳酸根较稳定。     

基于环境同位素的红壤坡地水分运移研究

应用土壤学、水文学研究手段,结合环境同位素示踪技术,从形态学、能量学两个角度,分析了红壤坡地油茶生态系统土壤水分的运移规律以及壤中流的发生机制。结果表明,降雨入渗过程初期0—40cm土层土壤水分受降雨入渗及蒸散发影响最大;40—90cm为过渡层次,水分呈上下交替运移。与浅根系荒草地相比,深根系的油茶林更利于壤中流的发生,同一土壤层次油茶林壤中流产流量较大,但峰值流量较低,产流过程开始早,结束晚;浅根系植被的荒草地降雨多以地表径流形式流失,难以入渗蓄水;同一植被状况,产流量、峰值流量、滞后和拖尾均为上层(0—40cm)小于下层(40—110cm)。稳定性氢氧同位素测定结果表明,壤中流的发生条件之一是存在相对的饱和层,且产流主要来自驱替而出的原有土壤水分。     

不同微咸水灌水量条件下覆砂措施对土壤水盐运移的影响

采用室内土柱模拟试验,对比研究了不同微咸水灌水量条件下覆砂与不覆砂对土壤水盐分布和运移的影响,以期为压砂地合理利用微咸水提供理论支持。结果表明,与不覆砂相比,覆砂增加了土壤水分下渗深度,最大增加深度可达8 cm;减少了试验期间土壤水分累计蒸发量,低、中、高3个灌水量分别减少了74%、54%和21%,减少幅度随灌水量增加有降低的趋势。在土壤水分再分布过程中,土壤剖面出现明显分界点,覆砂提高了分界点处土壤水分含量,增加量为2%~5%;保蓄了上层土壤水分含量,尤其是低灌水量时,不覆砂处理0~20 cm土壤水分含量在试验期间减少幅度达到34%,而覆砂处理仅减少了16.9%;增加了下层土壤水分含量。同时,覆砂明显抑制了表层土壤盐分累积,抑制幅度达到92.4%~95.2%;提高了土壤剖面盐分峰值处盐分含量,提高幅度在11.02%~37.55%;盐分峰值的位置随着试验时间延长不断向下运移。表明,微咸水灌溉条件下,覆砂措施通过减少土壤水分蒸发和增加土壤水分入渗而抑制表层土壤盐分累积,促进土壤盐分向下层运动。     

土壤水盐运动的时空模式化研究

文章初步分析了土壤水盐运动的机理模型,总结了对流—弥散方程建立的一般思路及数值解法的局限性。基于?S敿际醯慕嵌?概括了土壤水盐运动空间模式化研究内容,探讨了GIS与溶质运移模型的集成问题,指出了Geodatabase、COM等技术的发展为GIS与水盐运动机理模型集成提供了发展契机。     

Modelling water movement in drained clay soil. II. Application of the model in Evesham series clay soil

A two-domain model of water movement, storage and drainage in a cracked clay soil has been applied and tested in the field by irrigating an instrumented lysimeter constructed around a 2.0 m length of mole drain. Measurements of drain outflow rates and of increases in soil water content were compared with model predictions. The model predicted satisfactorily the peak drain outflow rate and subsequent drain recession although there was a tendency for the model to underestimate the time to the start of drainage. Good agreement with the measured recharge profile was generally found.     

极端干旱区咸水滴灌林地盐结皮对土壤蒸发的影响

由于长期使用高矿化度咸水滴灌,土壤盐结皮在塔里木沙漠公路防护林带内广泛发育,它会对林带土壤蒸发过程产生重要影响。采用田间取样分析和微型蒸发器（MLS）人工控制试验相结合,分别研究了一个灌溉周期内盐结皮影响下林间裸地和防护林带内的土壤蒸发过程。结果表明,土壤水分蒸发量自表层向下层逐渐减少,且有盐结皮的土壤蒸发量小于无盐结皮土壤;土壤日蒸发量随着含水量的降低而逐渐减小,有盐结皮土壤前期高于对照,而后期低于对照;土壤累积蒸发量随着时间的变化逐渐增大,但增加量逐渐减小,有盐结皮土壤累积蒸发量小于对照;盐结皮对土壤蒸发的抑制效率随着时间的变化而不断降低,但裸地的降低速度高于林地;盐结皮抑制土壤水分蒸发的效果明显。     

膜下滴灌条件下灌水水质和流量对土壤盐分分布影响的田间试验研究

膜下滴灌是一种既节水,又能抑制土壤盐分上移的灌水技术。该文着重研究在田间条件下,滴头流量、灌水量和灌水水质对微咸水点源入渗水盐运移的影响。研究结果表明,在充分供水条件下,水平湿润锋和积水锋面随时间的推进符合幂函数关系;滴头流量越小,沿土壤深度方向上的盐分含量越小;滴头流量越大,水平方向含盐量随距离增加的趋势越不明显;灌水量是微咸水灌溉条件下控制盐分累积的一个重要因素,灌水量不足,没有足够的入渗水量以确保盐分的淋洗;灌水矿化度的升高会显著增加土壤表层的含盐量。     

蒸发条件下土壤水盐热运移的实验研究

土壤水盐热的耦合运移研究是土壤水盐运移理论研究的重要组成部分.在模拟蒸发条件下,通过室内土柱实验,对土壤水盐热的迁移做了初步研究.结果表明:地下水位的高低直接影响土壤剖面盐分和水分分布;本实验一直处于稳定蒸发状态,今后需进一步研究不同蒸发条件下土壤水盐热的运移规律.     

玛纳斯河流域微咸水滴灌对土壤盐碱性的影响

[目的]探究玛纳斯河流域微咸水滴灌对土壤盐碱性的影响,为新疆干旱区科学利用微咸水以及盐碱地治理提供理论依据。[方法]在新疆玛纳斯河流域进行定点试验,分析强蒸散条件下微咸水灌溉后土壤盐分的迁移规律及对土壤碱性环境的影响。[结果]滴灌降低了上层(0—30cm)土壤盐分,导致土壤盐分的底聚分布;土壤盐分的周期性变化显著(盐分变异系数在48.2%~82.7%之间),上层(0—30cm)土壤存在返盐风险;土壤pH值变化与盐分运移呈负相关,滴灌后土壤pH值呈波动上升趋势。[结论]耕层土壤盐分降低的同时存在碱度(pH值)升高的风险。     

有限深土体中再分布的土壤水盐运移试验研究

再分布是田间水分循环的过程之一，研究再分布的水盐运移特征对于盐碱地开发和改良工作有重要意义。该文根据实测资料，研究了在有限深度下新疆盐碱土再分布过程中水分和盐分运移特征。根据γ透射法观测的水分剖面，可获得再分布水分的动态变化过程。对盐分分布特征进行分析，可建立含盐率和盐分浓度与深度之间的指数函数关系。采用水分特征曲线预测了再分布平衡时的含水率剖面，并与新疆盐碱土再分布10 d的实测含水率剖面资料进行了对比，结果表明，该特征曲线可较好地预测再分布达到平衡时的水分运动特征。     

利用放射性I131和S35研究松沙土土体和地下水盐分的运动

盐碱土表土盐分积累的来源,不仅与地下水埋深及其矿化度有关,而且与土体盐分再分配有关。本试验是利用放射性I¹³¹(NaI¹³¹)和S³⁵(Na₂S³⁵O₄)的示踪方法,探讨在含盐地下水正常补给情况下,土体和地下水盐分运行的一些规律,有助于全面了解表土积盐的过程。     

初始湿度对覆膜开孔蒸发水盐运移的影响

为了解初始含水率(湿度)变化对覆膜开孔蒸发的盐分与蒸发量的定量关系,通过不同湿度土壤的室内蒸发实验,研究了覆膜开孔率影响下土壤水分和盐分的运动特征.结果表明,初始含水率越大,不同覆膜条件下累积蒸发量越大,单位膜孔面积累积蒸发量(E_R)随开孔率增大而急剧减小.不同初始湿度的ER与覆膜开孔率的关系可用乘幂表示;表土返盐量随覆膜开孔率的增大而逐渐增加;不同含水率土壤的盐分浓度削面分布趋势一致,含水率越大,表层盐分浓度越大,含水率较小的土壤.盐分浓度在表层最大.在盐分含量最低点附近达到最小值,表层以下4-13cm的盐分浓度均小于初始值;不同覆膜开孔率条件下不同含水率土体剖面盐分浓度与垂直位置之间可用幂函数表示.研究表明,初始湿度对土壤水盐运动的影响存在定性特征,而覆膜开孔率对水盐运动的影响有定量关系可循.     

土壤冻结、消融期水盐动态的初步研究

季节性冻土对土壤盐碱化的影响,主要是发生在半湿润、半干旱和干旱区的温带至亚寒带地区,它包括了我国三北(西北、华北及东北)多数平原区。在三北平原地区,一般季节性冻土平均最大冻结深度为0.5-4.0米,冻土存在历时长达4-8个月之久。     

微咸水灌溉条件下含黏土夹层土壤的水盐运移规律

黏土夹层影响着土壤水盐运移及分布,为了研究在含黏土夹层的土壤中进行微咸水灌溉时土壤的水盐运移规律,进行了春小麦微咸水灌溉大田试验,并在此基础上运用数值模型对土壤盐分累积趋势进行了模拟预测。结果表明,黏土夹层对土壤水盐运移具有显著的阻碍作用,黏土夹层以上土壤平均含水量、含盐量呈随灌溉水矿化度增大而增加的趋势,黏土夹层以下各处理土壤水盐分布几乎不受微咸水灌溉的影响;大定额冬溉洗盐后,各处理0～70 cm土层最大积盐率仍高达65.7%,部分盐分滞留在黏土夹层以上;土壤盐分分布预测结果表明,微咸水连续灌溉5 a后,灌溉水矿化度为4和5 g/L的处理土壤盐渍化倾向明显,不宜在含黏土夹层地区长期使用矿化度>3 g/L的微咸水进行灌溉,否则将对土壤环境产生严重危害。     

滴灌流量对土壤水盐运移及再分布的作用规律研究

通过室内土箱模拟试验,对不同滴头流量处理的土壤水盐运移及再分布规律进行了研究,结果显示:两滴头交汇界面处的湿润锋依滴头流量不同而呈椭圆形或圆形;大滴头流量促进了水分的水平运动,水平扩散速率明显大于垂直入渗速率;随着滴头流量的减小,水平和垂直方向的入渗距离逐渐接近;土壤湿润体体积与总灌水量有关,而与滴头流量并无显著相关;根据湿润锋的运动,给出了试验用土大田建议滴头流量;滴灌结束后,水盐经历了一个非常重要的再分布过程,经过再分布,土壤水盐进一步向深层运移,促进了上层土壤的淡化,小滴头流量的淋盐效果明显好于大滴头流量;土壤盐分的运移在前3天的再分布中最为活跃;试验得出了保证作物生长需要和淋盐需要的每滴头灌溉水量,对实践具有一定的指导意义。     

入渗水矿化度对土壤水盐运移影响的试验研究

合理开发利用咸水和微咸水资源已成为当今世界各国关注的热点问题.为了分析微咸水矿化度、水量及土壤初始条件等因素对土壤水盐运移的影响,采用土柱在室内进行了微咸水入渗试验.该文分析了入渗水矿化度对入渗过程的影响,分析了盐分的分布特征,建立入渗水矿化度和土壤总盐量之间的数学模型,总结了土壤剖面的盐分运移规律.分析结果表明入渗水矿化度的增加可增大土壤的入渗能力,入渗水的矿化度在1～5 g/L时,土壤积盐量随入渗水矿化度增加而增大;不同矿化度的水入渗后,土壤表层含水率基本相近,接近饱和含水率.     

棉花膜下滴灌土壤水盐运移规律数值模拟

通过棉花桶栽试验,获取棉花全生育期土壤蒸发蒸腾量以及土壤含水率、含盐量变化规律。以土壤水分运动基本方程和溶质运移对流-弥散方程为基础,在考虑棉花根系吸水和土壤蒸发蒸腾条件下,对膜下滴灌棉花全生育期时段内土壤中水盐运移规律进行了数值模拟,并与实测的土壤含水率和含盐量进行了对比分析。其结果显示:土壤表层和深层的土壤含水率和含盐量模拟值与实测值均存在不同程度的偏差,而中间层土壤含水率和含盐量的模拟值较接近实测值。因此,只要能够获得足够的精确的大田实测资料,就可以将该模型应用于棉花膜下滴灌土壤水盐运移规律的实际预测。     

辽宁设施栽培土壤盐分累积变化规律研究

对辽宁省主要设施栽培地区土壤盐分累积变化规律的凋查研究结果表明：（1）设施栽培土壤盐分含量和电导率较露地土壤有明显增加，且变化幅度较大，是露地的2.0～6.0倍。沈阳、北宁两地设施土壤的盐分含量分别为1347.48mg／kg（CV=59.3％），1274.25mg／kg（CV＝40.5％）。（2）设施土壤连续种植到4年左右为盐分累积的高峰期，此时土壤的平均含盐量为1861.28mg／kg，EC值为0.53mS／cm，已超过所种作物的生育障碍临界点（EC〉0.5mS／cm）。此后，盐分含量因设施使用率的降低及采取的相关措施而有一定程度的降低。（3）设施土壤各盐分离子的含量均较露地土壤大大增加，盐分的累积以NO3^-、SO4^2-和Ca^2＋的相对富集为主要特征。（4）盐分在设施土壤中的运移同时存在着向下迁移和向表层聚集两种方式，且以表聚为主。各盐分离子的含量随土层深度的增加而降低，NO3^-、CI^-、Ca^2＋、Na^＋的累积迁移量较大，在0～100cm各土层内的含量都高于对应露地层次，其中，硝酸盐的大量累积和向下迁移势必对环境造成不利影响。