黄河三角洲盐碱地改良对冬春地下水盐运动的影响

郝继祥 ，王一帆，邹荣松，张华新 ，乔来秋

（1.东营市自然资源和规划局，山东东营257000；2.北京林业大学林学院，北京100083；3.国家林业和草原局盐碱地研究中心，北京100091；4.中国林业科学研究院黄河三角洲综合试验中心，山东东营257000）

我国盐碱土分布区域广泛，面积约3.6×107hm2，占全国可利用土地面积的4.88%[1]，对盐碱地进行整治和改良使其成为高质量的战略储备耕地，对我国经济建设和粮食安全保障具有重要意义。黄河三角洲是由黄河携带并沉积在河口的大量沉积物形成的新土地区域[2,3]，是由陆海相互作用形成的回归区，该地区地势平坦，平均海拔4.5 m，夏季降雨集中，再加上海水入侵，导致地下水埋深浅、含盐量高，同时该地区蒸发量大于降雨量，年平均降雨581.41 mm，蒸发量高达1 800 mm，使得土壤易盐渍化[4,5]，加之近年来由于地表植被破坏，土地裸露，可溶盐在蒸发作用下向表土迅速聚集也是该地区土壤盐渍化加重的一个重要原因[6]。

盐碱土改良目前主要采用的措施有灌溉洗盐、客土转移、盐生植物生态修复等[7,8]，黄河三角洲滨海盐碱地水盐运动年周期大致分4 个阶段：冬季转春季阶段无降雨，蒸发强烈，土壤盐分积累严重；雨季阶段，土壤盐分得到充分淋洗，含盐量最小，但地下水位高；秋季蒸发量增大，土壤盐分又有所积累；冻土期土壤盐分含量基本保持不变[9]。根据实践，春季地下微咸水、咸水通过土壤毛细作用爬升到地表，土壤返盐严重，导致土壤反复盐渍化，致使盐碱地治理失败，这是困扰黄河三角洲滨海盐碱地土壤治理的一个难题。因此，如何有效防止春季土壤返盐，是该地区盐碱地治理和防止土壤反复盐碱化的关键。本研究以典型黄河三角洲盐碱地——东营市垦利区东部盐碱地为研究对象，调查当地冬春季节地下水矿化度高、埋深浅等实际情况，观察土地整理结合暗管排盐技术对盐碱地土壤改良的效果，以期对该地区的盐碱地改良治理提供支持。

1 材料与方法

1.1 研究区域概况

试验选择在东营市垦利区土地整理项目区域内进行，试验区域位于垦利区垦利街道、县道009、乡道005、博兴路附近。该地属于中温带季风气候带，年均降水量574.4 mm，年均蒸发量1 908.2 mm，冬春季土壤盐分表聚现象严重。试验区0～100 cm 层土壤为粉沙壤土，平均容重为1.45～1.50 g/cm3，0～40 cm土层有机质9.54 g /kg、全氮0.51 g/kg、速效磷3.09 mg/kg、速效钾 118.93 mg/kg。

1.2 试验方法

1.2.1 土地整理 2019 年对土地进行整平，提高农业机械化作业水平，改善灌溉条件和方法，提高水土保持水平、土地肥力、土地利用率、土壤保肥保水性能。铺设排盐暗管，平均深度为1 m，密度根据土壤质地和渗透性设置：黏土，8～14 m；壤土，14～20 m；沙土，20～24 m 不等[10]，提高土壤渗透性，加快洗盐效率。

1.2.2 地下水盐调查 在项目区选择4 个观察样点，区外设置3 个对照样点（见表1）。

表1 地下水取样点分布

利用打井工具，钻取直径50 mm、深4 m 的取样井，放置Φ50 mm PVC 管，PVC 下段钻取直径5 mm的流水孔，包裹纱滤布，让地下水可以和取样井内水分充分接触。

参照《地下水环境监测技术规范》，采用手工法测量地下水埋深和采集地下水样品[11]，地下水矿化度采用重量法进行检测[12]。分别在2020 年12 月和2021 年3 月份2 次检测上述观察井的地下水埋深和地下水矿化度。

2 结果与分析

根据《地下水资源储量分类分级》，淡水矿化度＜1 g/L，微咸水矿化度1～＜3 g/L，咸水矿化度3～＜10 g/L，盐水矿化度10～＜50 g/L，卤水矿化度≥50 g/L[13]，该试验区地下水仍然以咸水、盐水为主。土地整理对地下水矿化度无影响。在秋冬枯水期，土地整理对地下水埋深也无显著影响，春季土地整理后的地下水埋深明显大于对照处理（见表 2）。

表2 各观测井地下水埋深和地下水矿化度

3 结论

土壤的盐渍化和土壤水盐运动有着很大的关系，“盐随水来，盐随水去”[14]。根据所受作用力不同，土壤水分为重力水、毛管水和束缚水[15]，其中毛管上升水可以沿着土壤毛管上升，在地下水埋深浅和地下水矿化度高的地区，水分蒸发速度和返盐强度与毛管水的上升高度有直接关系。在黄河三角洲，土壤毛管水的上升高度取决于上层土的毛管吸力，而与土壤质地无关[16,17]，试验区通过排盐暗管控制了地下水的上升，也就控制了土壤返盐速度。

通过土地整理及在暗管排盐作用，冬季枯水期试验区内外地下水埋深都在大于1.5 m，土地整理对地下水埋深和矿化度都无显著影响，在春季地下水有所升高，土地整理后的地下水埋深明显大于对照处理，表明通过土地整理和安置排盐暗管，可以有效排出试验区地下水，从而增加地下水的埋深。试验区内的地下水矿化度和试验区外的矿化度差别不大，说明土地整理对地下水水质的影响不大。根据文献报道，黄河三角洲地区土质毛管水快速上升高度1.0～1.15 m[18]，故而认为土壤整理改良试验区发生二次盐渍化程度不高。调查表明：通过土地整理，改善了土地立地条件，提高了灌溉利用效率，与暗管排盐措施结合，能有效控制春季地下水位，降低春季土壤返盐的危害。