干旱区土壤含水率和盐分的空间变异性及其关系研究

为探明西北干旱区土壤水分和盐分的空间分布特征,在乌兰布和沙区布设38个样点,获取3个土层(0～10cm、10～30 cm、30～50 cm)的土壤含水率和土壤EC数据,利用空间信息科学——统计学,同时结合经典统计学与长序列上的谱分析,对干旱区土壤水盐参数的空间分布特征进行分析。结果表明:干旱的乌兰布和地区土壤含水率、土壤EC的变异系数分别介于38%～57%和35%～98%,均属于中等偏弱变异程度,且两者变异系数随土层深度自上而下逐渐增大;研究区0～50 cm土层的土壤含水率和EC均值分别为7.09%～12.01%和0.16～0.28μS/cm,30～50 cm土层含水率均值最大,对于整个干旱沙区,土壤水分和盐分含量普遍较小;由块金系数可知各深度土层的土壤含水率及EC值变化具有较强的空间相关性,最小变程大于采样间距,网格布设基本满足空间分析要求,但应缩小采样间距,增加采样点,以寻求最佳采样点间距;克里格插值结果显示,不同土层含水率呈逐月升高的趋势,土壤盐分则逐月降低,5月土壤表层(0～10 cm)盐分均值最大、分布最广;谱分析结果显示EC值在含水率序列上随生育期呈现先长程正相关(5月)后长程负相关(6-8月)。     

环渤海低平原土壤盐化特征及基于DEM的Co-Kriging插值研究

针对环渤海低平原土壤盐化特征,通过选取0～20 cm深度内的127个代表性土样进行土壤全盐量测定,结合DEM,综合运用地质统计学方法与GIS技术研究土壤盐分的空间分布状况.结果表明,土壤盐分空间变异强度属于中等,土壤盐分单变量和交互变量的空间相关程度均属于中等,空间自相关距离分别为40.60 km 和135.60 km.环渤海低平原土壤盐分含量在不同高程上存在分布差异,并随着高程的降低土壤盐分含量呈增加的趋势.自内陆平原向东部滨海平原土壤盐分含量逐渐增加,盐分含量较高的地区出现在唐山-天津-沧州-东营-滨州一线.非盐化土以内陆平原为主,分布在保定-衡水-邢台-邯郸一线.通过协同克立格插值的均方根误差与普通克立格插值相比减少了0.29%,而预测值与实测值的相关系数提高了20.58%.     

河套灌区节水改造工程实施前后盐分匀衡分析

土壤盐碱化一直是制约河套灌区农业生产发展的主要障碍因素。灌区节水改造工程实施后，土卤碱化是否会进一步恶化？灌区合理的排灌比应该是多少？一直是人们所担心的问题。内陆干旱区干排水（或非耕地天然垂直排水）是灌区重排水方式，根据这一客观事实，对灌区宏观的盐分均匀衡进行了分析，解释了灌区土壤盐碱化近些年有所改善这一事实，并提出节水改造实施后灌区合理的排灌比。     

节水改造工程对灌区土壤盐渍化的影响

为了探明节水改造措施对盐渍化灌区土壤盐分含量的影响效果,通过设置点位取样测量的方式,对比不同土层深度、不同区域以及不同时间下土壤中的盐分含量。结果表明,在未进行节水改造时,表层土壤在秋浇之前盐分含量较高,为3.44g/kg,而秋浇之后各深度土壤含量依次减小29%、28.7%、20.9%,表明对土壤盐分的淋洗起到很好的效果;0～10cm、10～30cm以及30～50cm土层深度的变异性,依次为强变异性、中等变异性和中等变异性;缓冲区内土壤盐分含量与渠道距离呈线性负相关的关系,即随着距离的增长,土壤含盐量逐渐降低;距离增长时,与0～30cm深度土层相比,30～50cm深度土层内盐分含量减小程度更快。在采取节水改造措施后,短期缓冲区土壤盐分含量平均值减小速度低于长期改造区;在经历秋浇之后,缓冲区对土壤含盐量的解释能力得到提高,表明秋浇可以在一定程度上缓解盐分在土壤中的表聚作用。     

河套灌区冻期土壤水分动态规律的研究

河套灌区位于北纬40°10′—41°20′之间,属季节性冻土区,每年11月上旬土壤开始封冻,到翌年5月中旬土壤冻层全部消通,整个冻期历时一百八十天左右。河套土壤冻期、经历冻结和融冻两个不同阶段,土壤的冻结和融冻,有着不同的水盐动态特征,冻期的水盐动态,直接影响灌区农业生产和土地盐碱化的防治,     

河套灌区地下水适宜控制深度和水盐均衡的初步研究

河套灌区水土资源丰富,地形平坦,土地肥沃,土层深厚,灌溉便利。具有发展农牧业生产的良好条件,但灌区的土壤次生盐碱化严重影响了农业生产的发展。为保证灌区生产的发展,必须与盐碱化作斗争,采取措施控制和调节地下水状况是治碱工作的迫切的任务。为着控制地下水状况,首先必须拟定一个地下水的调控指标。     

潜水蒸发条件下土壤盐分运移模拟研究

以新疆盐碱地土壤参数为基础,利用HYDRUS-1D建立土壤盐分运移模型,通过设定不同大气蒸发能力（5mm,10mm）与潜水矿化度（5g/L,15g/L,25g/L）的试验组合,研究潜水蒸发条件下潜水矿化度与大气蒸发能力对土壤盐分空间分布和运移的影响,以期为土壤盐碱化预防及治理提供理论参考.结果表明,20cm以上表层土壤含盐量增速较快,20cm以下土壤含盐量增速较慢;0～20cm土层土壤累积含盐量是20～50cm土层的1.27～2.75倍,且均与累积蒸发量呈中度及以上正相关。0～20cm土层内,土壤累积含盐量受潜水矿化度与大气蒸发能力影响较大;20～50cm土层内,土壤累积含盐量受潜水矿化度影响较大.在作物幼苗期根系较浅时,应尽可能控制大气蒸发能力和高潜水矿化度对其的影响,在作物生长期及其后期,应尽可能降低高矿化度的潜水位,减少其对作物根系的盐渍影响.     

农田墒情测报的取样深度分析

通过对不同作物、作物不同生育期和不同土壤类型的0～100cm土层加权平均含水率与20～60cm土层含水率的平均值进行回归分析,结果两者线性关系密切,F值检验显著,完全满足灌区宏观测报墒情的要求。用20～60cm土壤含水率平均值取代0～100cm土层加权平均含水率,可减轻工作量40％～50％。     

河套灌区盐碱地田间改良方法的研究应用

河套灌区由于气候及多年来的灌排条件等因素,造成土壤盐碱化及次生盐碱化严重,不同程度的盐碱地在灌区内大面积呈补丁状分布,严重影响和制约着灌区农业的高效和可持续发展。文中根据灌区盐碱地的一些特点,经过试验研究,提出了2种田间改良的有效方法,并在实地经过实施验证,收到了良好的效果。     

磷石膏混合法对盐碱地的改良研究

河套灌区由于气候及多年来的灌排条件等因素,造成土壤盐碱化及次生盐碱化严重,不同程度的盐碱地在灌区内大面积呈补丁状分布,严重影响和制约着灌区农业的高效和可持续发展。文章根据灌区内盐碱地的一些特点,经过试验研究,提出了磷石膏混合法改良盐碱地的方法,并在实地经过实施验证,收到了良好的效果。     

长期膜下滴灌棉田土壤水盐空间分布特征研究

为分析播种前膜下滴灌棉田土壤不同深度水分和盐分的分布特征,对1998年开始利用膜下滴灌种植技术的棉田进行大规模网格取土,主要分析了棉田土壤水盐空间分布特征。研究结果表明:在生育期初播种前,棉田土壤0~5、5~20、20~40、40~60、60~80及80~100 cm对应土层中,水分变异系数小于盐分变异系数,且都属于中等变异性;土壤各层水分和盐分含量总体都呈现出表层土壤水分和盐分含量较低,深层土壤水分和盐分含量较高的分布规律;在0~100 cm土层中,随着深度增加,水分和盐分含量呈现出先增大后减小的趋势;设置排盐沟,能够使土壤盐分向排盐沟运移,有助于棉田改良。     

暗管排水与节水灌溉条件下盐渍化农田水盐分布特征

灌溉淋洗压盐系盐碱地改良的主要措施,但同时也会造成地下水上升,带来随作物生育期逐渐出现的土壤耕层的返盐现象,其与暗管排水结合则可提高脱盐效果。为了研究暗管排水条件下的油葵在拔节期增加不同的灌水量对盐碱地(施加30 t/hm~2脱硫石膏,土壤耕作层掺入85.05 m~3/hm~2细沙)土壤水盐及土壤酸碱性分布的影响,设计了暗管排水结合传统灌溉处理、暗管排水结合节水灌溉处理、暗管排水结合无灌水对照处理3种处理,通过监测土壤EC值、pH、含水率,分析暗管排水结合传统灌溉与节水灌溉对重度盐碱地土壤的水分、盐分及酸碱程度的时空变化特征。结果表明:与对照处理对比,传统畦灌方式下灌水处理降低了土壤含水率,对0～20 cm土层的脱盐效果明显;在暗管排水的基础上,对照处理的油葵地0～60 cm土层的EC值为3.49～0.67 d S/cm,节水灌溉处理的EC值为1.71～0.33 d S/cm,传统灌溉处理的EC值为3.75～0.27 d S/cm;虽然传统灌溉在灌水后10 d左右降低了0～100 cm土壤盐分,提高了土壤的含水率,但传统灌溉处理下油葵在开花期0～40 cm土层的含水率比对照处理低,且40～100 cm土层的返盐程度是节水灌溉的2～3倍;对照处理下0～60 cm土层的pH为7.54～8.65,节水灌溉处理下pH为7.51～8.89,对照处理下40～100 cm土层的pH为8.29,传统灌溉处理下pH为8.1～10.85,节水灌溉处理的土壤在0～100 cm的土层呈现脱碱的状态,高的灌水量使土壤有碱化的可能,尤其是在20～40 cm土层。暗管排水条件下在油葵拔节期进行节水灌溉有利于土壤脱盐、脱碱。     

河北省农业灌溉咸水利用机理研究

通过对河北省平原区咸水分布情况、典型区咸水的盐度、碱度计算、咸水灌溉条件的实验研究、咸淡水混合灌溉技术分析,河北省咸水灌溉矿化度应控制在3.0 g/L以下.在矿化度大于3.0 g/L的咸水区,将两种矿化度不同的灌溉水混合使用,目的是降低灌溉水的含盐量或改变其盐分组成.咸淡水混合灌溉在提高灌溉水水质的同时,也增加了可灌水的总量.结合河北省近年来开展咸淡水混合灌溉实践,在咸水区开展咸淡水混合灌溉,充分利用咸水资源,即减少淡水的开采量,而且对改善地下水超采取的生态环境也发挥了重要作用.     

松嫩平原碳酸盐渍土的工程特性

对东北松嫩平原的碳酸盐渍土进行了勘察和室内试验分析,结果表明碳酸盐渍土在1 m以内土壤含盐量随深度增加呈现先增加后减小的趋势,在深度50~75 cm的土层内含易溶盐最多,其中阳离子以Na+为主,阴离子以HCO-为主;土壤的pH值在9.58~10.08之间,碱性较强;通过人工配盐,测得碳酸盐渍土随着含盐量的增大,土的液塑限都有所提高;通过膨胀试验发现:当碳酸盐含量大于0.5%时,膨胀量显著增大,当含盐量从0.5%逐渐增加到2.0%时,它的膨胀率最大可以达到23%;同时土体的抗剪强度与含盐量也有密切的关系,当土的含盐量增加时,黏聚力有减小的趋势,而内摩擦角先减小后增大。     

滴灌棉田土壤水分空间变异的尺度效应

在昌吉滨湖乡下泉子村共布置40个观测点,观测0―60cm深度土壤剖面水分分布。结合田间观测,研究了棉花膜下滴灌土壤水分空间变异的尺度效应。结果表明,在一维条件的hmin=5―10m采样尺度,二维条件的10m×15m和20m×15m采样尺度,水分变异函数的变程及变幅较稳定,最优性检验指标I值随采样尺度增大而增大。     

干旱区滴灌核桃树根系空间分布特性研究

为了研究核桃树根系空间分布特性,本文使用分层分段挖掘法对干旱区滴灌方式下核桃树根系总根长、根重、有效吸收根根长的空间分布规律进行了研究。研究表明：核桃树根系总根长水平方向主要分布在0～120cm处,占其总分布的90．84％;垂直方向主要分布在0～90cm处,占其总分布的78．75％。根重水平方向主要分布在0～30cm处,占其总分布的52．49％;垂直方向主要分布在15～75em处,占其总分布的61．12％。有效吸水根根长在水平距离60cm和垂直深度60cm处为分布密集区。在距离树干水平距离60cm和垂直深度60cm附近的根区,应作为核桃树水肥管理的重点区域。     

不同滴灌方式对棉田土壤盐分的影响

采用田间抽样调查分析的方法,研究了不同滴灌方式对新疆棉田土壤盐分的影响。结果表明,采用滴灌施肥8年后,0-100cm土体土壤总盐平均质量分数膜下滴灌比地下滴灌高10．98％;在20cm以上土层,土壤总盐平均质量分数地下滴灌比膜下滴灌高出23．35％;在60-100cm土层,土壤总盐平均质量分数膜下滴灌比地下滴灌高出85．99％。造成不同灌溉方式下土壤总盐质量分数差异的主要离子为Cl-和Na＋。膜下滴灌条件下,土壤Cl-和Na＋的质量分数较高。试验区采用地下滴灌时,应防止地表盐分的积累,同时,应结合喷灌或地面灌溉,解决棉花苗期的土壤水和盐的问题。     

秋浇定额对土壤盐分变化的影响分析

秋浇是内蒙古引黄灌区传统的秋后淋盐、春季保墒的一种特殊的灌水制度.本文通过分析不同秋浇定额灌溉条件下土壤盐分的变化,研究了土壤盐分变化与秋浇定额的关系.结果表明:20 cm以上土层的土壤含盐量变化与秋浇定额存在较好的相关关系,秋浇前后、秋浇前～春播前秋浇定额在1 725 m~3/hm~2时土壤含盐量减少最多,秋浇定额小于1 725 m~3/hm~2时,土壤含盐量的减少量随秋浇定额的增大而增大,秋浇定额大于1 725 m~3/hm~2时,土壤含盐量的减少量随秋浇定额的增大而减少;20 cm以下土层含盐量变化则不完全受秋浇定额的影响.     

长距离调水对沿线及受纳水体水环境的影响

以艾比湖生态保护工程—从南疆喀什河经精河引水入艾比湖为背景,进行调水工程对受水区高盐度湖泊艾比湖水环境影响的研究。通过建立一维水质模型和二维湖泊盐度预测模型,分别研究调出河道、输水沿线河道在调水前后水质变化情况以及高盐度受水湖泊盐度随引水延长的变化规律和规划水平年25%保证率下入湖淡水对盐分的稀释程度及稀释度空间分布规律,并进一步分析平、枯水年水文情势下调水对盐度的影响。结果表明:调水工程实施后,调出河道和输水沿线河道原有的水质类别均未改变,河流水质功能均未下降;引水后3d内,入湖口附近水域盐度有较大变化,3d后,盐度变化不明显;引入淡水对湖泊盐分稀释影响较小,稀释度为20%、10%的水域均在入湖口附近,影响范围不大,平、枯水年水文情势下,调水对湖泊盐分的稀释影响不明显。     

单双管微咸水膜下滴灌棉田根区土壤水电导率空间变异分析

土壤水电导率可直接表征土壤水易溶盐状况,为分析单、双管微咸水膜下滴灌棉田根区土壤盐分空间分布差异,采用WET探针对0～60 cm深度的剖面土壤水电导率进行网格化监测。通过统计特征值分析、半方差函数构建和Kriging空间插值等,获取土壤水电导率空间变异与分布特征。结果表明:单、双管滴灌模式下土壤水电导率均呈中等强度变异,且最优半方差函数拟合模型为高斯模型。同时,单管模式下结构性因素引起的变异强于双管模式。在试验壤土条件下,双管模式积盐程度相对较高,差异性达到了显著性水平(P 0. 05);单管模式则因相对较大的滴头流量,具有更强的横向渗流扩展洗盐能力。研究结果可为优化微咸水灌溉方式提供一定指导。