伊犁河谷新垦绿洲5种典型农田土壤盐分空间特征分析
2018-05-30韩宁葛欢欢
韩宁 葛欢欢
摘 要：以伊犁河谷察布查尔县新垦区为研究区域，运用传统统计学与地统计结合方法对研究区中 5 种典型农田的土壤盐分空间特征进行研究。结果表明：5种农田土壤中玉米地、苜蓿地盐分均值含量差异性较大，5种农田土壤的变异系数均为中等变异；随着土层深度的不断增加，食葵地、苜蓿地盐分有明显增大趋势，分别上升到1.043%、1.509%；伊犁河谷新垦绿洲盐渍化程度以轻度、中度为主，并且不同农田的土壤盐分空间具有差异性。该研究为准确掌握和改善伊犁河谷新垦绿洲内型农田盐渍化程度提供科学支撑。
关键词：伊犁河谷；农田；盐分；盐渍化；
中图分类号 S562 文献标识码 A 文章编号 1007-7731（2018）09-0061-03
Analysis of Soil Salinity Spatial Characteristics of Five Typical Farmland in the New Oasis of Yili Valley
Han Ning et al.
（Xinjiang Normal University，Institute of Geography and Toursim， Urumqi 830054， China）
Abstract：This paper in the new reclamation area of Ili River Valley of Qapqal County as the study area， using traditional statistics and geostatistics method to study area in 5 kinds of typical farmland spatial characteristics of soil salinity were studied.Results showed that 5 kinds of farmland soil in corn， alfalfa average salinity content difference greatly， five soil coefficient of variation were moderate variability；with the increase of soil depth， the salt content in the sunflower field and alfalfa field increased to 1.043% and 1.509% respectively；the salinization degree of the newly reclaimed oasis in the Ili valley is mainly mild and moderate， and the spatial variability of soil salinity in different fields. The degree of salinization of the typical farmland in the new oasis of yili river valley is mastered， and the scientific support is provided to improve the salinization degree of the farmland in the new oasis of yili valley.
Key words：Yili river valley；Farmland；Salt；Salinization
土壤是我们赖以生存的宝贵资源，但土壤利用出现一系列问题，全世界约有1/3的土地受到了土壤盐渍化的侵蚀，而土壤盐分的空间分布是影响土壤盐渍化的一个重要因素。在当今世界，土壤盐渍化是土地荒漠化和土地退化的主要类型之一，也是世界性的资源问题和生态问题。国内外学者为了解决盐渍化所产生的危害，做了大量研究[1-10]，张乃明采用地统计的方法研究了我国太原污水灌区的盐分含量，分析盐分的空间特征[5]，刘广明[6]、乔木[7]采用GIS技术与地统计学方法研究土壤盐渍化分布。由此可见，运用地统计学方法研究土壤盐分特征已经很成熟，而且，多年来通过专家学者对土壤盐分特征的不断深入研究，对改善土壤盐渍化程度，实现干旱区绿洲农业的可持续发展具有重要的借鉴意义。
针对新疆伊犁河谷新垦绿洲5种典型农田土壤盐分的空间变化鲜有报道，本实验研究了影响区域5种典型农田土壤盐分空间变化主要因素，以期为防治不同农田土壤次生盐渍化、实现绿洲土地资源的可持续利用提供科学依据。
1 研究区概况
察布查尔锡伯自治县地处新疆西天山支脉乌孙山北麓，伊犁河以南，位于43°17′～43°57′，东经80°31′～81°43′。全年有效光照時数达2846h，无霜期177d，积温3800℃，年平均降水量222mm，年均气温7.9℃。察布查尔锡伯自治县地势东窄西宽，南高北低。主要植物为芨芨草（Achnatherum splendens）、芦苇（Phragmitescommunis），伴生有白叶蒿（Artemisia leucophylla）等。地带性土壤为灰钙土，局部为盐化灰钙土或草甸盐土。
2 实验材料与方法
2.1 样品的采集 2016年4月22日对察布查尔锡伯自治县农田进行采样，此时农田处于休耕期，土壤相对比较稳定。选取察县主要的农作物种植田地进行采样，利用 GPS定点采取了5种不同农田的土壤剖面，土壤剖面数目为5个，采得样品共30个。每个采样点分6层取样0～10cm、10～20cm、20～30cm、30～40cm、40～50cm、50～60cm。自上而下逐层采集土样放入密封袋中用于全盐含量的测定。
2.2 实验方法 土壤样品在实验室自然风干，碾碎后过60目筛，标记后封口袋，在阴凉干燥处贮存备用。全盐量的测定是采用75mL去CO2水与15g风干土样（5∶1水土比）经过浸泡和振动使土壤盐分充分溶解后，静置30min；以上实验重复3次[10]。
2.3 数据分析方法 使用传统统计学与地统计学理论对比分析不同农田的土壤盐分含量的分布状况[10]，并在 Excel和Spss17.0进行绘图分析数据。
3 结果分析
3.1 土壤剖面平均总盐含量统计特征值 对土壤剖面平均总盐含量进行了统计分析（表1），由表1可知，土壤剖面的平均含盐量由高到低依次为苜蓿>水稻>食葵>小麦>玉米，玉米地与苜蓿地盐分的均值差异较大。苜蓿地土壤含盐量的均值为0.87%，而玉米地土壤含盐量的均值为0.20%。苜蓿地土壤含盐量较高是由于苜蓿地通透性相对较好，土壤积盐较快，加之采用滴灌导致次生盐渍化。玉米地土壤含盐量低是由于土壤通透性相对苜蓿地比较差，土壤积盐速度相对苜蓿地较慢，盐分大部分只停留在表层。通过单因素方差分析可知，不同样地之间土壤含盐量存在显著性差异。变异系数（CV）是描述土壤特性参数空间变异性程度的指标，依据Nielsen分级标准，当CV≤10%时为弱变异性，10%
3.2 土壤剖面各层盐分空间特征分析 不同农田的各层土壤含盐量也存在差异，各层土壤含盐量在5种农田类型表现出不同的变化趋势（图1）。图1显示出水稻地和小麦地土壤含盐量从整个剖面来看分布较为均匀，各层之间含盐量差异性不大；食葵地土壤含盐量在土壤剖面各层起伏变化较为明显，随着土层深度的不断增加，食葵地在中层土壤（20～40cm）呈现出明显的上升，土壤含盐量由0.563%上升1.043%；苜蓿地在深层土壤（40～60cm）含盐量明显增大，达到了1.509%；玉米地土壤含盐量随着土壤剖面深度的增加，不断减小，玉米地与苜蓿地呈现出随剖面深度增加，土壤含盐量相反变化的趋势。
3.3 不同农田土壤成份之间的相关性分析 为了充分说明不同农田土壤盐分变化特征，对研究区农田中土壤盐分、有机质、含水量、Ca2+、Mg2+、HCO3-、Cl-、SO42-、K++Na+合量进行了对比相关分析（表2）。对土壤含盐量与其他土壤相关性分析，玉米地、小麦地、水稻地、食葵地土壤含盐量与有机质呈正相关。其中玉米地土壤含盐量与有机质相关系数为0.925（P<0.01），呈显著正相关；而苜蓿地土壤含盐量与有机质相关系数为-0.944（P<0.01），呈显著负相关。食葵地、水稻地、小麦地土壤含盐量与含水量呈负相关系，但不显著，苜蓿地、玉米地土壤含鹽量与含水量则呈正相关显著。5种农田土壤含盐量与Ca2+、Mg2+、SO42-、K++Na+合量呈正相关，小麦地、玉米地土壤含盐量与Ca2+呈显著正相关（P<0.05），相关系数分别为0.838、0.886；苜蓿地土壤含盐量与Mg2+呈显著正相关（P<0.05），相关系数为0.881，苜蓿地土壤含盐量与SO42-呈显著正相关（P<0.01），相关系数为0.933；玉米地、苜蓿地、水稻地、食葵地与K++Na+合量呈显著正相关，其中苜蓿地含盐量与K++Na+合量相关系数达到了1.000（P<0.01）；水稻地、苜蓿地土壤含盐量与HCO3-呈负相关但不显著，其他3种农田土壤含盐量与HCO3-则呈正相关但不显著；小麦地、水稻地含盐量与Cl-呈正相关显著，苜蓿地、食葵地土壤含盐量与Cl-呈负相关显著，玉米地土壤含盐量与Cl-呈正相关（P<0.05），相关系数为0.859。总体来说，不同的耕作对象对土壤盐分空间变化有着不同的影响。
4 结果与讨论
采用传统统计学与地统计学相结合的方法，研究了伊犁新垦绿洲典型农田下的0～60cm的土壤盐分空间分布状况，结果表明：
（1）土壤剖面平均含盐量的变异系数从高到低依次为：玉米>苜蓿>食葵>水稻>小麦，研究区渍化程度主要为轻度、中度盐渍化。
（2）不同农田的各层土壤含盐量表现出不同的变化趋势，其中变化最为显著的是苜蓿地和食葵地。盐分变化随着土层深度增加面增加，食葵地在中层土壤（20～40cm）呈现出明显的上升，土壤含盐量由0.563%上升1.043%；苜蓿地盐分在深层土壤（40～60cm）含盐量明显增大，土壤含盐量达到了1.509%；水稻地和小麦地土壤盐分含量相对分布较为均匀，玉米地盐分含量随土壤深度增加逐渐减小。
（3）通过土壤盐分含量与土壤其他成份相关性分析，5种农田土壤有机质含量与其关联性都相对较小，食葵地、水稻地、小麦地含盐5种农田土壤盐分与Ca2+、Mg2+、SO42-、K+、Na+合量呈正相关，玉米地、苜蓿地、水稻地、食葵地与K+和Na+合量呈显著正相关。总体来说，不同的耕作对象对土壤盐分空间变化有着不同的影响。
本研究主要通过分析干旱区新垦绿洲农田的盐分空间变化，揭示了不同农作物在土壤盐分空间分布上具有一定差异。今后应扩大对不同农田类型土壤盐分空间变化的研究，通过深入研究发掘不同农田类型土壤盐渍化的形成机制，为不同农田土壤盐渍化治理提供更加详细有力的科学依据。
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（责编：王慧晴）
