不同埋深与矿化度的潜水蒸发对土壤盐渍化的影响

来源 :中国科学院大学(中国科学院东北地理与农业生态研究所) | 被引量 : 5次 | 上传用户:anewday4all
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土壤盐渍化是松嫩平原主要的生态环境问题之一。本文利用松嫩平原西部苏打盐渍土,通过室内模拟不同埋深与矿化度潜水作用下苏打盐渍土水盐运移规律及潜水蒸发特性,分析土柱土壤在盐渍化过程中地下水埋深与矿化度所起的作用,为苏打盐渍土水盐调控与开发利用提供理论依据。室内试验模拟配置5个潜水埋深处理(分别为:0cm,20cm,40cm,60cm,80cm)与5个潜水矿化度处理分别用钠吸附比,(SAR,单位:mmolc L-1)与总盐浓度(TEC,单位:mS cm-1)的不同配比表示(SAR:TEC分别为0:0,0:10,5:40,10:70,20:100),研究并探讨了不同潜水埋深与矿化度处理下土壤剖面水分和盐分运移与累积特性,结果表明:(1)不同潜水埋深条件下土柱水分分布主要以潜水面与土壤-大气界面为分界线,当土柱土壤位于浅水面以下时,土壤基本处于饱和状态,当土壤位于潜水面以上时,随着土壤距离潜水面越远,土柱土壤含水量越低。不同潜水埋深条件下,土柱表层土壤的盐分与水分变化均最为明显,潜水埋深越浅,土柱表层土壤盐分含量变化越明显。苏打盐渍土形成过程中土壤盐化与碱化并不是同时进行,表层土壤的EC值在试验初期达到最大,而同时期表层土壤pH值先减小后增大的趋势。(2)不同矿化度潜水对土壤水盐动态的影响比较显著。潜水ST5:40处理土壤水分导水和持水能力强,潜水对其影响范围较大(离潜水面距离>20cm),而ST0:10处理的潜水对土壤水分导水和持水能力影响范围较小(离潜水面距离<20cm)。对不同矿化度潜水作用下的盐分而言,潜水含盐量越高,盐分总量及EC在土壤剖面上反应出的值越大。Na+含量与土壤盐分及EC在土壤剖面上的分布趋势大致相同,均表现出随着时间的推移,相同处理土层的离子含量随着时间推移逐渐增大;相同处理,随着土柱土层由浅变深,盐分总量、EC及Na+含量在土壤剖面逐渐减少;不同潜水矿化度处理,相同时间随着潜水矿化度的逐渐增大,相同时期,同一土层土柱剖面EC、Na+含量呈现出逐渐增加的态势。(3)对不同埋深与矿化度潜水作用下土壤水分蒸发进行分析发现,潜水埋深越浅,水分蒸发速度越快。潜水埋深为80cm处理的日均蒸发量为潜水埋深0cm处理的52%。研究发现温度与潜水位是影响裸地潜水蒸发的主要影响因子,利用麦夸特+全局优化方法建立了不同潜水埋深下的潜水蒸发模型E=Tn-b,决定系数为0.99以上,具有较好的模拟效果。利用HYDRUS-1D对不同埋深潜水蒸发模拟研究表明,HYDRUS-1D软件对潜水埋深小于60cm的土壤蒸发模拟较好,而对潜水埋深大于60cm的处理,模拟效果较差。
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