伊犁河谷新墾綠洲5種典型農(nóng)田土壤鹽分空間特征分析

韓寧 葛歡歡

摘 要：以伊犁河谷察布查爾縣新墾區(qū)為研究區(qū)域，運(yùn)用傳統(tǒng)統(tǒng)計(jì)學(xué)與地統(tǒng)計(jì)結(jié)合方法對(duì)研究區(qū)中 5 種典型農(nóng)田的土壤鹽分空間特征進(jìn)行研究。結(jié)果表明：5種農(nóng)田土壤中玉米地、苜蓿地鹽分均值含量差異性較大，5種農(nóng)田土壤的變異系數(shù)均為中等變異；隨著土層深度的不斷增加，食葵地、苜蓿地鹽分有明顯增大趨勢(shì)，分別上升到1.043%、1.509%；伊犁河谷新墾綠洲鹽漬化程度以輕度、中度為主，并且不同農(nóng)田的土壤鹽分空間具有差異性。該研究為準(zhǔn)確掌握和改善伊犁河谷新墾綠洲內(nèi)型農(nóng)田鹽漬化程度提供科學(xué)支撐。

關(guān)鍵詞：伊犁河谷；農(nóng)田；鹽分；鹽漬化；

中圖分類(lèi)號(hào) S562 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1007-7731（2018）09-0061-03

Analysis of Soil Salinity Spatial Characteristics of Five Typical Farmland in the New Oasis of Yili Valley

Han Ning et al.

（Xinjiang Normal University，Institute of Geography and Toursim， Urumqi 830054， China）

Abstract：This paper in the new reclamation area of Ili River Valley of Qapqal County as the study area， using traditional statistics and geostatistics method to study area in 5 kinds of typical farmland spatial characteristics of soil salinity were studied.Results showed that 5 kinds of farmland soil in corn， alfalfa average salinity content difference greatly， five soil coefficient of variation were moderate variability；with the increase of soil depth， the salt content in the sunflower field and alfalfa field increased to 1.043% and 1.509% respectively；the salinization degree of the newly reclaimed oasis in the Ili valley is mainly mild and moderate， and the spatial variability of soil salinity in different fields. The degree of salinization of the typical farmland in the new oasis of yili river valley is mastered， and the scientific support is provided to improve the salinization degree of the farmland in the new oasis of yili valley.

Key words：Yili river valley；Farmland；Salt；Salinization

土壤是我們賴(lài)以生存的寶貴資源，但土壤利用出現(xiàn)一系列問(wèn)題，全世界約有1/3的土地受到了土壤鹽漬化的侵蝕，而土壤鹽分的空間分布是影響土壤鹽漬化的一個(gè)重要因素。在當(dāng)今世界，土壤鹽漬化是土地荒漠化和土地退化的主要類(lèi)型之一，也是世界性的資源問(wèn)題和生態(tài)問(wèn)題。國(guó)內(nèi)外學(xué)者為了解決鹽漬化所產(chǎn)生的危害，做了大量研究[1-10]，張乃明采用地統(tǒng)計(jì)的方法研究了我國(guó)太原污水灌區(qū)的鹽分含量，分析鹽分的空間特征[5]，劉廣明[6]、喬木[7]采用GIS技術(shù)與地統(tǒng)計(jì)學(xué)方法研究土壤鹽漬化分布。由此可見(jiàn)，運(yùn)用地統(tǒng)計(jì)學(xué)方法研究土壤鹽分特征已經(jīng)很成熟，而且，多年來(lái)通過(guò)專(zhuān)家學(xué)者對(duì)土壤鹽分特征的不斷深入研究，對(duì)改善土壤鹽漬化程度，實(shí)現(xiàn)干旱區(qū)綠洲農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展具有重要的借鑒意義。

針對(duì)新疆伊犁河谷新墾綠洲5種典型農(nóng)田土壤鹽分的空間變化鮮有報(bào)道，本實(shí)驗(yàn)研究了影響區(qū)域5種典型農(nóng)田土壤鹽分空間變化主要因素，以期為防治不同農(nóng)田土壤次生鹽漬化、實(shí)現(xiàn)綠洲土地資源的可持續(xù)利用提供科學(xué)依據(jù)。

1 研究區(qū)概況

察布查爾錫伯自治縣地處新疆西天山支脈烏孫山北麓，伊犁河以南，位于43°17′～43°57′，東經(jīng)80°31′～81°43′。全年有效光照時(shí)數(shù)達(dá)2846h，無(wú)霜期177d，積溫3800℃，年平均降水量222mm，年均氣溫7.9℃。察布查爾錫伯自治縣地勢(shì)東窄西寬，南高北低。主要植物為芨芨草（Achnatherum splendens）、蘆葦（Phragmitescommunis），伴生有白葉蒿（Artemisia leucophylla）等。地帶性土壤為灰鈣土，局部為鹽化灰鈣土或草甸鹽土。

2 實(shí)驗(yàn)材料與方法

2.1 樣品的采集 2016年4月22日對(duì)察布查爾錫伯自治縣農(nóng)田進(jìn)行采樣，此時(shí)農(nóng)田處于休耕期，土壤相對(duì)比較穩(wěn)定。選取察縣主要的農(nóng)作物種植田地進(jìn)行采樣，利用 GPS定點(diǎn)采取了5種不同農(nóng)田的土壤剖面，土壤剖面數(shù)目為5個(gè)，采得樣品共30個(gè)。每個(gè)采樣點(diǎn)分6層取樣0～10cm、10～20cm、20～30cm、30～40cm、40～50cm、50～60cm。自上而下逐層采集土樣放入密封袋中用于全鹽含量的測(cè)定。

2.2 實(shí)驗(yàn)方法 土壤樣品在實(shí)驗(yàn)室自然風(fēng)干，碾碎后過(guò)60目篩，標(biāo)記后封口袋，在陰涼干燥處貯存?zhèn)溆谩Ｈ}量的測(cè)定是采用75mL去CO2水與15g風(fēng)干土樣（5∶1水土比）經(jīng)過(guò)浸泡和振動(dòng)使土壤鹽分充分溶解后，靜置30min；以上實(shí)驗(yàn)重復(fù)3次[10]。

2.3 數(shù)據(jù)分析方法 使用傳統(tǒng)統(tǒng)計(jì)學(xué)與地統(tǒng)計(jì)學(xué)理論對(duì)比分析不同農(nóng)田的土壤鹽分含量的分布狀況[10]，并在 Excel和Spss17.0進(jìn)行繪圖分析數(shù)據(jù)。

3 結(jié)果分析

3.1 土壤剖面平均總鹽含量統(tǒng)計(jì)特征值 對(duì)土壤剖面平均總鹽含量進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)分析（表1），由表1可知，土壤剖面的平均含鹽量由高到低依次為苜蓿>水稻>食葵>小麥>玉米，玉米地與苜蓿地鹽分的均值差異較大。苜蓿地土壤含鹽量的均值為0.87%，而玉米地土壤含鹽量的均值為0.20%。苜蓿地土壤含鹽量較高是由于苜蓿地通透性相對(duì)較好，土壤積鹽較快，加之采用滴灌導(dǎo)致次生鹽漬化。玉米地土壤含鹽量低是由于土壤通透性相對(duì)苜蓿地比較差，土壤積鹽速度相對(duì)苜蓿地較慢，鹽分大部分只停留在表層。通過(guò)單因素方差分析可知，不同樣地之間土壤含鹽量存在顯著性差異。變異系數(shù)（CV）是描述土壤特性參數(shù)空間變異性程度的指標(biāo)，依據(jù)Nielsen分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，當(dāng)CV≤10%時(shí)為弱變異性，10%苜蓿>食葵>水稻>小麥，從變異程度來(lái)看，5種農(nóng)田土壤鹽分變異系數(shù)均為中等變異，其中苜蓿地的變異系數(shù)較高。說(shuō)明土壤水鹽變化易受到氣候、微地形及冰雪融水波動(dòng)等結(jié)構(gòu)性因素的影響，與春季冰雪融水具有一致性，水分越多土壤鹽分變異程度越大。

3.2 土壤剖面各層鹽分空間特征分析 不同農(nóng)田的各層土壤含鹽量也存在差異，各層土壤含鹽量在5種農(nóng)田類(lèi)型表現(xiàn)出不同的變化趨勢(shì)（圖1）。圖1顯示出水稻地和小麥地土壤含鹽量從整個(gè)剖面來(lái)看分布較為均勻，各層之間含鹽量差異性不大；食葵地土壤含鹽量在土壤剖面各層起伏變化較為明顯，隨著土層深度的不斷增加，食葵地在中層土壤（20～40cm）呈現(xiàn)出明顯的上升，土壤含鹽量由0.563%上升1.043%；苜蓿地在深層土壤（40～60cm）含鹽量明顯增大，達(dá)到了1.509%；玉米地土壤含鹽量隨著土壤剖面深度的增加，不斷減小，玉米地與苜蓿地呈現(xiàn)出隨剖面深度增加，土壤含鹽量相反變化的趨勢(shì)。

3.3 不同農(nóng)田土壤成份之間的相關(guān)性分析 為了充分說(shuō)明不同農(nóng)田土壤鹽分變化特征，對(duì)研究區(qū)農(nóng)田中土壤鹽分、有機(jī)質(zhì)、含水量、Ca2+、Mg2+、HCO3-、Cl-、SO42-、K++Na+合量進(jìn)行了對(duì)比相關(guān)分析（表2）。對(duì)土壤含鹽量與其他土壤相關(guān)性分析，玉米地、小麥地、水稻地、食葵地土壤含鹽量與有機(jī)質(zhì)呈正相關(guān)。其中玉米地土壤含鹽量與有機(jī)質(zhì)相關(guān)系數(shù)為0.925（P<0.01），呈顯著正相關(guān)；而苜蓿地土壤含鹽量與有機(jī)質(zhì)相關(guān)系數(shù)為-0.944（P<0.01），呈顯著負(fù)相關(guān)。食葵地、水稻地、小麥地土壤含鹽量與含水量呈負(fù)相關(guān)系，但不顯著，苜蓿地、玉米地土壤含鹽量與含水量則呈正相關(guān)顯著。5種農(nóng)田土壤含鹽量與Ca2+、Mg2+、SO42-、K++Na+合量呈正相關(guān)，小麥地、玉米地土壤含鹽量與Ca2+呈顯著正相關(guān)（P<0.05），相關(guān)系數(shù)分別為0.838、0.886；苜蓿地土壤含鹽量與Mg2+呈顯著正相關(guān)（P<0.05），相關(guān)系數(shù)為0.881，苜蓿地土壤含鹽量與SO42-呈顯著正相關(guān)（P<0.01），相關(guān)系數(shù)為0.933；玉米地、苜蓿地、水稻地、食葵地與K++Na+合量呈顯著正相關(guān)，其中苜蓿地含鹽量與K++Na+合量相關(guān)系數(shù)達(dá)到了1.000（P<0.01）；水稻地、苜蓿地土壤含鹽量與HCO3-呈負(fù)相關(guān)但不顯著，其他3種農(nóng)田土壤含鹽量與HCO3-則呈正相關(guān)但不顯著；小麥地、水稻地含鹽量與Cl-呈正相關(guān)顯著，苜蓿地、食葵地土壤含鹽量與Cl-呈負(fù)相關(guān)顯著，玉米地土壤含鹽量與Cl-呈正相關(guān)（P<0.05），相關(guān)系數(shù)為0.859。總體來(lái)說(shuō)，不同的耕作對(duì)象對(duì)土壤鹽分空間變化有著不同的影響。

4 結(jié)果與討論

采用傳統(tǒng)統(tǒng)計(jì)學(xué)與地統(tǒng)計(jì)學(xué)相結(jié)合的方法，研究了伊犁新墾綠洲典型農(nóng)田下的0～60cm的土壤鹽分空間分布狀況，結(jié)果表明：

（1）土壤剖面平均含鹽量的變異系數(shù)從高到低依次為：玉米>苜蓿>食葵>水稻>小麥，研究區(qū)漬化程度主要為輕度、中度鹽漬化。

（2）不同農(nóng)田的各層土壤含鹽量表現(xiàn)出不同的變化趨勢(shì)，其中變化最為顯著的是苜蓿地和食葵地。鹽分變化隨著土層深度增加面增加，食葵地在中層土壤（20～40cm）呈現(xiàn)出明顯的上升，土壤含鹽量由0.563%上升1.043%；苜蓿地鹽分在深層土壤（40～60cm）含鹽量明顯增大，土壤含鹽量達(dá)到了1.509%；水稻地和小麥地土壤鹽分含量相對(duì)分布較為均勻，玉米地鹽分含量隨土壤深度增加逐漸減小。

（3）通過(guò)土壤鹽分含量與土壤其他成份相關(guān)性分析，5種農(nóng)田土壤有機(jī)質(zhì)含量與其關(guān)聯(lián)性都相對(duì)較小，食葵地、水稻地、小麥地含鹽5種農(nóng)田土壤鹽分與Ca2+、Mg2+、SO42-、K+、Na+合量呈正相關(guān)，玉米地、苜蓿地、水稻地、食葵地與K+和Na+合量呈顯著正相關(guān)。總體來(lái)說(shuō)，不同的耕作對(duì)象對(duì)土壤鹽分空間變化有著不同的影響。

本研究主要通過(guò)分析干旱區(qū)新墾綠洲農(nóng)田的鹽分空間變化，揭示了不同農(nóng)作物在土壤鹽分空間分布上具有一定差異。今后應(yīng)擴(kuò)大對(duì)不同農(nóng)田類(lèi)型土壤鹽分空間變化的研究，通過(guò)深入研究發(fā)掘不同農(nóng)田類(lèi)型土壤鹽漬化的形成機(jī)制，為不同農(nóng)田土壤鹽漬化治理提供更加詳細(xì)有力的科學(xué)依據(jù)。

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（責(zé)編：王慧晴）