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在土地资源日益匮乏的今天,如何高效利用现有耕地资源并合理开发盐渍化土地,使土地资源可持续的为农业生产服务变得尤为迫切和重要。在干旱半干旱地区,农业生产依赖于灌溉,但往往因为灌区土壤排水情况不良,造成水文地质条件恶化等原因,在强烈的蒸发作用下导致土壤次生盐渍化。盐碱地作为一种重要的土地资源,对农业生产发展具有很大的潜力,对其治理和改良意义重大。
本文以陕西省卤泊滩盐碱地改良工程为例,通过现场监测研究分析了卤泊滩改良区农田以及沟渠湿地水盐动态变化规律,得到了以下的研究结果:
(1)目前卤泊滩盐碱地改良区农田地下水位埋深基本维持在2m左右,高矿化度的地下水没有通过土壤毛管作用大量上升致使盐分积聚在土壤耕作层内,土壤平均含盐量基本稳定在0.4%。土壤耕作层未发生明显的盐碱化,说明现有排水沟系统能够有效地控制地下水位及盐分上升。
(2)对农田地下水和排水沟的盐分监测结果表明,卤泊滩农田地下水以及沟渠积水的矿化度(以电导率值表示)年内变化与当地降雨、灌溉、蒸发、上游退水以及排水等多种因素相关。当上游灌区退水进入卤泊滩时,排水沟内水质受到退水影响,电导率值急剧下降。灌区退水对沟渠内水中积聚的盐分起到稀释作用,对降低沟渠湿地盐分浓度、维持湿地生态功能具有积极的作用。
(3)研究区土壤盐分分析结果表明,地下水中可溶性盐类含量较高是导致土壤发生盐渍化最直接的因素,也是土壤盐分最主要的来源,土壤盐分总体表现出与地下水矿化度相似的空间变化规律。说明受卤泊滩地区特殊的气候、地形以及土壤等因素影响,该区不同深度的土壤盐分在空间上存在着关联性。退水发生后,沟渠附近土壤盐分在地面以下1m深度内基本稳定。
(4)通过对卤泊滩沟渠湿地的水位监测与水量计算发现:影响沟渠湿地水量损耗的主要因素是蒸散发作用,而补给沟渠湿地水量的主要因素是来自上游引黄灌区的退水,降雨量对卤泊滩沟渠湿地水量补给效果不是非常明显。
(5)通过对卤泊滩沟渠湿地盐分(以电导率值表示)监测结果发现:研究区排水沟从上游到下游,水样电导率值沿程增加,表明盐分在研究区下游有一定的富集。从水量与水质响应关系来看,退水可以将上游排水中的盐分带到下游,并且随周期性地退水得到稀释。如若这种循环可以往复,使区域维持一个较为稳定的水盐环境,从而使得卤泊滩农田不受盐害,那么就可以实现当地土壤可持续性的为农业生产服务。
(6)对卤泊滩沟渠湿地底泥盐分的监测结果表明,沟渠湿地底泥盐分富集与沟渠水力联系密切,沿着水流汇集方向,底泥盐分呈现出富集现象,干旱蒸发是影响沟渠湿地底泥盐分浓度上升的主要因素。当上游大量退水产生后,沟渠湿地下游底泥浸出液电导率明显减小,说明退水可以降低湿地底泥的盐分含量。同一时期底泥盐分的垂向分布表现处湿地底泥对可溶性盐分有显著的滞留和蓄积作用。
(7)通过对沟渠湿地底泥浸出液电导率与有机质关系的研究发现:当上游大量退水产生后,底泥浸出液电导率与有机质含量均降低,其中盐分含量显著减小,且底泥电导率与有机质的相关性显著增强,相关系数达到0.8,表明在沟渠湿地底泥中盐分与有机质含量变化趋势一致,即在来源、运输、影响富集因素等方面,有相似的地球化学行为。