黃河三角洲鹽堿地改良對冬春地下水鹽運動的影響

郝繼祥 ，王一帆，鄒榮松，張華新 ，喬來秋

（1.東營市自然資源和規劃局，山東東營257000；2.北京林業大學林學院，北京100083；3.國家林業和草原局鹽堿地研究中心，北京100091；4.中國林業科學研究院黃河三角洲綜合試驗中心，山東東營257000）

我國鹽堿土分布區域廣泛，面積約3.6×107hm2，占全國可利用土地面積的4.88%[1]，對鹽堿地進行整治和改良使其成為高質量的戰略儲備耕地，對我國經濟建設和糧食安全保障具有重要意義。黃河三角洲是由黃河攜帶并沉積在河口的大量沉積物形成的新土地區域[2,3]，是由陸海相互作用形成的回歸區，該地區地勢平坦，平均海拔4.5 m，夏季降雨集中，再加上海水入侵，導致地下水埋深淺、含鹽量高，同時該地區蒸發量大于降雨量，年平均降雨581.41 mm，蒸發量高達1 800 mm，使得土壤易鹽漬化[4,5]，加之近年來由于地表植被破壞，土地裸露，可溶鹽在蒸發作用下向表土迅速聚集也是該地區土壤鹽漬化加重的一個重要原因[6]。

鹽堿土改良目前主要采用的措施有灌溉洗鹽、客土轉移、鹽生植物生態修復等[7,8]，黃河三角洲濱海鹽堿地水鹽運動年周期大致分4 個階段：冬季轉春季階段無降雨，蒸發強烈，土壤鹽分積累嚴重；雨季階段，土壤鹽分得到充分淋洗，含鹽量最小，但地下水位高；秋季蒸發量增大，土壤鹽分又有所積累；凍土期土壤鹽分含量基本保持不變[9]。根據實踐，春季地下微咸水、咸水通過土壤毛細作用爬升到地表，土壤返鹽嚴重，導致土壤反復鹽漬化，致使鹽堿地治理失敗，這是困擾黃河三角洲濱海鹽堿地土壤治理的一個難題。因此，如何有效防止春季土壤返鹽，是該地區鹽堿地治理和防止土壤反復鹽堿化的關鍵。本研究以典型黃河三角洲鹽堿地——東營市墾利區東部鹽堿地為研究對象，調查當地冬春季節地下水礦化度高、埋深淺等實際情況，觀察土地整理結合暗管排鹽技術對鹽堿地土壤改良的效果，以期對該地區的鹽堿地改良治理提供支持。

1 材料與方法

1.1 研究區域概況

試驗選擇在東營市墾利區土地整理項目區域內進行，試驗區域位于墾利區墾利街道、縣道009、鄉道005、博興路附近。該地屬于中溫帶季風氣候帶，年均降水量574.4 mm，年均蒸發量1 908.2 mm，冬春季土壤鹽分表聚現象嚴重。試驗區0～100 cm 層土壤為粉沙壤土，平均容重為1.45～1.50 g/cm3，0～40 cm土層有機質9.54 g /kg、全氮0.51 g/kg、速效磷3.09 mg/kg、速效鉀 118.93 mg/kg。

1.2 試驗方法

1.2.1 土地整理 2019 年對土地進行整平，提高農業機械化作業水平，改善灌溉條件和方法，提高水土保持水平、土地肥力、土地利用率、土壤保肥保水性能。鋪設排鹽暗管，平均深度為1 m，密度根據土壤質地和滲透性設置：黏土，8～14 m；壤土，14～20 m；沙土，20～24 m 不等[10]，提高土壤滲透性，加快洗鹽效率。

1.2.2 地下水鹽調查 在項目區選擇4 個觀察樣點，區外設置3 個對照樣點（見表1）。

表1 地下水取樣點分布

利用打井工具，鉆取直徑50 mm、深4 m 的取樣井，放置Φ50 mm PVC 管，PVC 下段鉆取直徑5 mm的流水孔，包裹紗濾布，讓地下水可以和取樣井內水分充分接觸。

參照《地下水環境監測技術規范》，采用手工法測量地下水埋深和采集地下水樣品[11]，地下水礦化度采用重量法進行檢測[12]。分別在2020 年12 月和2021 年3 月份2 次檢測上述觀察井的地下水埋深和地下水礦化度。

2 結果與分析

根據《地下水資源儲量分類分級》，淡水礦化度＜1 g/L，微咸水礦化度1～＜3 g/L，咸水礦化度3～＜10 g/L，鹽水礦化度10～＜50 g/L，鹵水礦化度≥50 g/L[13]，該試驗區地下水仍然以咸水、鹽水為主。土地整理對地下水礦化度無影響。在秋冬枯水期，土地整理對地下水埋深也無顯著影響，春季土地整理后的地下水埋深明顯大于對照處理（見表 2）。

表2 各觀測井地下水埋深和地下水礦化度

3 結論

土壤的鹽漬化和土壤水鹽運動有著很大的關系，“鹽隨水來，鹽隨水去”[14]。根據所受作用力不同，土壤水分為重力水、毛管水和束縛水[15]，其中毛管上升水可以沿著土壤毛管上升，在地下水埋深淺和地下水礦化度高的地區，水分蒸發速度和返鹽強度與毛管水的上升高度有直接關系。在黃河三角洲，土壤毛管水的上升高度取決于上層土的毛管吸力，而與土壤質地無關[16,17]，試驗區通過排鹽暗管控制了地下水的上升，也就控制了土壤返鹽速度。

通過土地整理及在暗管排鹽作用，冬季枯水期試驗區內外地下水埋深都在大于1.5 m，土地整理對地下水埋深和礦化度都無顯著影響，在春季地下水有所升高，土地整理后的地下水埋深明顯大于對照處理，表明通過土地整理和安置排鹽暗管，可以有效排出試驗區地下水，從而增加地下水的埋深。試驗區內的地下水礦化度和試驗區外的礦化度差別不大，說明土地整理對地下水水質的影響不大。根據文獻報道，黃河三角洲地區土質毛管水快速上升高度1.0～1.15 m[18]，故而認為土壤整理改良試驗區發生二次鹽漬化程度不高。調查表明：通過土地整理，改善了土地立地條件，提高了灌溉利用效率，與暗管排鹽措施結合，能有效控制春季地下水位，降低春季土壤返鹽的危害。