寧夏銀北典型試驗區春夏季鹽漬土水鹽動態變化規律研究

趙文娟++李春光

摘要：對寧夏銀北地區典型試驗區在春夏季的鹽漬土水鹽動態變化進行試驗研究。結果表明，淺層土壤水平斷面土壤含水率呈現出東北高西南較低的曲面形態，土壤全鹽量動態變化與之相反，監測期內土壤水鹽動態變化劇烈，主要受當地降雨、蒸發和地下水埋深以及地下水礦化度的影響。

關鍵詞：水鹽動態；鹽漬土；寧夏銀北

中圖分類號：S152.7 文獻標識碼：A 文章編號：0439-8114（2015）17-4148-03

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2015.17.010

寧夏銀北地處寧夏河套灌區賀蘭山東麓、銀川平原的北部和鄂爾多斯臺地西緣的高階地上。地球空間坐標為東經105°46′28″-106°50′40″，北緯38°11′30″-39°17′20″[1]。東臨黃河，西倚賀蘭山，南起永寧縣北部4鄉（通橋鄉、金沙鄉、興源鄉和勝利鄉）；北至惠農縣園芒鄉。東西寬約51 km，南北長約130 km，總面積為4 310 km2。銀北地區分布著大量的鹽漬化土地，其約占全區鹽漬化土地總面積的80%，含鹽量高且土壤鹽積厚，鹽分組成主要有鈉氯化物、硫酸鹽或硫酸鹽、氯化物[2]。

寧夏銀北地區鹽漬土的形成是當地氣候、地形地質、地下水位等多種因素綜合作用的結果。由于該地區的地勢低洼、排水不暢、地下水位高致使水中的鹽分在強烈的蒸發作用下堆積于土壤內，這是形成土壤鹽漬化的主要原因；其次，灌溉排水渠系淤塞、滲漏，造成地下水位的進一步抬升，地下水的礦化度高，使土壤鹽化加重。雖然多年采用工程措施、農業措施、化學措施及生物措施防止和改良土壤鹽漬化[3]，但是銀北地區近幾年的土壤鹽漬化呈現整體得到了控制、局部地區加重的新情況，若不采取有效防治措施，局勢有可能進一步惡化[4]。為了提出科學合理的土壤鹽漬化調控模式，就需要研究銀北地區土壤中水分及鹽分在土體中隨時間、空間的運動規律[5]。

1 試驗區概況與研究方法

試驗區域位于寧夏銀川市賀蘭縣南梁臺子鐵西村。該村地理坐標在東經105°58，北緯38°41處，位于賀蘭縣的西北方向。距離銀川市約20 km，緊鄰包蘭鐵路的東側。試驗區為面積459 m2的條形區域。在距離地表20 cm試驗土壤的平均初始含水率15.843%，土壤容重為1.6 g/m3。將15根時間延遲反射儀（Time Delay Reflectometry，簡稱TDR）探測管以三行五列的形式分別布置于試驗區內，見圖1。利用TDR對該區域的15個測點的土壤含水率和電導率進行分時段、分層的測定。

試驗于2013年5～9月進行，監測時間是從5月17日開始的，每間隔7天進行下一次監測。遇到降雨日時，次日加密監測。監測次數為11次，每次采樣深度為0～20、20～40 cm，重復測定3次。TDR可直接測定不同深度的土壤含水率，利用文獻[6]中的函數關系換算得到土壤的全鹽量。

2 結果與分析

2.1 土壤水分變化特征

試驗區為無作物種植區。自北向南均勻分布著4列TDR探測管， 20 cm深處的土壤含水率根據TDR探測管的分布分為東西方向和南北方向進行分析對比。圖2-a、b、c、d表示試驗區各列探測管自南向北的土壤含水率隨時間的變化。土壤含水率在監測初期值較高，6月下旬大部分的測點含水率達到監測期的低點，自此該值隨時間逐漸增高，最大值出現在9月初，進入9月中旬土壤含水率開始緩慢的下降。含水率的變化幅度自西向東逐漸減少，20 cm深處水平橫斷面內，接近北側邊界的土壤含水率要略大。

試驗區自西向東分布3行TDR探測管，圖3為試驗區各行探測管土壤含水率隨時間的變化。試驗初期各個測點的含水率基本相同，隨著時間的推移，土壤含水率變幅較緩。8月上旬含水率逐漸增加，9月初到達最大值，隨后土壤含水率逐漸降低。越接近東側邊界所測定的土壤含水率越大。由此，試驗區在20 cm深處水平橫斷面的土壤含水率的變化過程由初期的水平形態逐漸呈現出東北高，西南較低的斷面形態。當測定深度增至40 cm時，在監測的初期土壤含水率變幅更為緩慢，該值在7、8月中旬出現明顯的漲幅，越接近東側邊界的測點使這一拐點發生的時間越早（圖4）。因該地區春夏季地下水埋深為50 cm，所以降雨、蒸發和地下水埋深是影響該地區土壤含水率的主要原因。

2.2 土壤鹽分變化特征

試驗區各列測點在距地表20 cm處的土壤全鹽量隨時間的變化情況見圖5。各個測點的土壤全鹽量隨季節更替，在0.8～1.8 g/kg之間浮動，根據土壤鹽分濃度該試驗區的土壤屬于輕鹽漬土。鹽分的動態變化受降雨、蒸發影響明顯，如7月28日受當地大面積降 雨的影響，相對應的土壤全鹽量在當天出現了降低。8月下旬土壤全鹽量逐漸升高到9月中旬，該值隨時間推移逐漸降低。各列測點的土壤全鹽量自南向北逐漸降低，各列的平均土壤全鹽量隨時間自東向西出現了降低的形態。試驗區測點構成的典型行在距地表20 cm處的土壤鹽分動態隨直接逐漸增加，但動態變幅較小（圖6）。整個土壤全鹽量水平斷面是接近西側和南側邊界的區域高，形成一個西南高東北低的曲面形態。春夏季試驗區40 cm處深的土壤全鹽量是逐漸升高的，但變幅平緩，與之20 cm處深的值相比較高。表明該地區的土壤全鹽量值還受到地下水埋深及礦化度的影響（圖7）。

3 小結與討論

在整個試驗監測期內，淺表層土壤的水鹽動態變化最為劇烈。在淺層土壤水平斷面中，土壤含水率呈現出東北高西南較低的曲面形態，這一曲面隨時間而波動，變幅隨深度的增加而減小。曲面出現了明顯的凹凸分解線出現在夏季末，深度越大該線出現的時間越早；土壤全鹽量在0.8～1.8 g/kg浮動，呈現出西南高東北低的曲面形態，與土壤含水率變化規律相反。全鹽量隨深度的增加呈現出變幅平緩但其實較高的曲面。由此說明，在寧夏銀北試驗區的土壤水分鹽分的關系密切，且受當地降雨、蒸發和地下水埋深以及地下水礦化度的影響。

參考文獻：

[1] 杜 歷，周 華.淺層地下水利用與鹽堿地治理[M].銀川：寧夏人民出版社，2003.

[2] 潘 萍，趙 濤，毛立民，等. 寧夏土壤鹽漬化的動態變化及控制途徑[J].寧夏農林科技，2001（5）：38-41.

[3] 劉福榮，李林燕.寧夏銀北灌區耕地土壤鹽漬化現狀及治理對策[J].寧夏農林科技，2008（2）：63-64.

[4] 寧鄧麗，陳玉春，李光偉等.寧夏引黃灌區土壤鹽漬化影響因素調查分析[J].中國農村水利水電，2007（11）：46-47.

[5] 史曉杰，萬 力，張永庭，等.銀北地區土壤鹽漬化形成機理與模擬研究[J].水文地質工程地質，2006（6）：116-117.

[6] 馬文敏，康金虎.TDR在土壤鹽分測定中的試驗研究[J].中國農村水利水電，2004，6（10）：10-13.