潜水蒸发过程中微地形形态对土壤盐分的影响

来源 :鲁东大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:HoshinoYuki
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盐碱是对盐渍化土壤开发利用的主要障碍因素,严重制约着区域农业和社会经济的可持续发展。因此,明确盐渍化成因及其规律性,进而采取适宜防治对策改良利用盐渍化土壤资源,是增加耕地后备资源,保证粮食安全的重要举措之一。本论文在综合分析借鉴国内外对盐渍化土壤改良技术和研究成果的基础上,针对黄河三角洲土壤盐渍化形成及其季节性变化特点,以合理开发利用土地资源、科学改良盐碱地为主要出发点,进而增加可利用耕地后备资源为主要目的。通过在盐渍化土壤地表构建微地形(沟垄系统)的方式,抬高盐分聚集面,以利用土壤盐分在地表聚集的特性去除土壤剖面盐分,并着重研究潜水蒸发情况下微地形形态对土壤盐分运移与空间分布特征的影响及其作用机理,以期为盐渍化土壤改良及生态环境建设寻求新途径并提供重要的理论依据。研究得到以下结论:(1)土壤水分运移性能研究表明,土壤水分累积入渗量与累积吸渗量遵循相同的变化规律,吸渗条件下各土层的初始吸渗速率、稳定吸渗速率均高于入渗过程;使用Philip公式与Kostivkov公式对入渗过程与吸渗过程进行模拟分析,结果表明,Kostivkov两参数模型可更好地模拟盐化土壤吸渗过程中的入渗率动态变化过程,决定系数R2均在0.96以上;入渗过程的湿润锋与累积入渗量、吸渗过程湿润锋与累积吸渗量均呈现显著的线性关系,决定系数大于0.99。(2)土壤盐分的聚集机理研究结果表明,吸渗刚刚结束时,表层土壤溶液电导率、Na+、Cl-较高,而SO42-含量较低;随放置时间增加,土壤盐离子在土壤中出现再分布,表现为各处理的表层土壤溶液电导率、Na+、Cl-低于对照(立即取土测定,0d),而SO42-含量高于对照;各处理表层以下土层(2~8cm)土壤溶液电导率、Na+、Cl-离子含量升高,且高于对照,并随放置时间增加而增大,而SO42-随放置时间的增加而降低。这一现象表明,盐分在吸渗结束时,就聚集到表层,其后在蒸发不很强烈的情况下,在含水率相对较高的层次,可能出现盐分在剖面上的再分布。(3)微地形形态对土壤水盐空间分布的影响研究表明,与平作(CK)相比,三种起垄措施均提高了沟表层土壤含水率,圆拱形、三角形和梯形含水率分别增加了14.07%、9.69%和2.79%;从表层含水率平均值来看,圆拱形沟的含水率高于其他起垄处理。各处理垄剖面不同土层土壤含水率分布大致呈自表层向深层逐渐增加的趋势;各处理垄处含水率在1cm土层(接近垄与沟交界的中心位置)达到最大,梯形处理含水率高于其他处理,为14.97%;各处理沟与垄内不同土层土壤含水率分布无明显规律。(4)微地形土壤剖面盐分空间分布特征研究结果表明,就表层土壤而言,与平作(CK)相比,起垄处理的土壤表层Na+、Cl-、SO42-均出现增高现象。起垄处理后土壤表层电导率、Na+、Cl-从两侧沟向垄靠近基本呈增大趋势。三角形垄对土壤Na+、Cl-表面聚积效果更强。比较垄与沟土壤盐分,起垄导致土壤盐分多聚集于垄,增加了垄的土壤电导率、Na+含量和Cl-含量;从各处理垄与沟SO42-含量峰值比较来看,起垄处理在一定程度上降低了沟的SO42-含量。根据土壤剖面盐分分布状况,与平作相比,起垄处理后盐分在土壤上表面聚集效果明显,垄处土壤盐分高于沟。三种微地形形态下,垄的盐分聚集效应明显,而三角形起垄更有利于盐分在土表的聚集。综上所述,在地表构建微地形的方法可以调控土壤水分和盐分的运移和空间分布,不同微地形形态对水盐的作用效果也存在较大差别。微地形作用效果与其断面形状参数也有密切关系,而本文尚未涉及这方面的研究,因此,未来研究将在断面参数设置及野外试验验证方面展开。
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