托木尔峰自然保护区喀拉玉尔滚河流域土壤盐分特征分析 马国飞;满苏尔·沙比提;张雪琪
【摘 要】文章以托木尔峰国家级自然保护区喀拉玉尔滚河上游河谷为研究区域,应用经典统计分析方法对该河谷土壤盐分空间特征进行分析.结果表明:①研究区土壤的全盐、Cl-、SO42--、Mg2+及K++Na+含量的变异系数CV≥100％,属于强变异性;pH值、HCO3-及Ca2+含量的变异系数CV＜100％,属于中等变异性;②土壤盐渍化类型以硫酸盐及偏硫酸盐渍土为主,土壤盐渍化程度以极轻或轻度为主;③土壤pH值呈弱碱性,整体空间变化微小,研究区较低海拔的土壤中全盐和K++Na+含量远超过其它盐分离子,且二者含量变化趋势近似一致;随着海拔高度的增加,土壤中各盐分离子含量微小,趋于稳定;④主成分分析结果表明,全盐、SO24-、HCO3-及K++Na+是研究区土壤盐渍化状况的特征因子. 【期刊名称】《新疆师范大学学报（自然科学版）》
【年(卷),期】2018(037)002
【总页数】6页(P31-36)
【关键词】土壤盐分;空间特征;上游河谷;喀拉玉尔滚河;托木尔峰国家级自然保护区
【作 者】马国飞;满苏尔·沙比提;张雪琪
【作者单位】新疆师范大学地理科学与旅游学院,新疆乌鲁木齐830054;新疆师范大学地理科学与旅游学院,新疆乌鲁木齐830054;新疆师范大学地理科学与旅游学院,新疆乌鲁木齐830054
【正文语种】中 文
【中图分类】S156.4
土壤盐渍化是土壤研究领域的世界性问题。全世界约有1.0×109hm2的土壤发生盐渍化，严重制约着区域农业生产，是干旱、半干旱地区最突出的生态环境问题之一。我国约有0.36×108hm2的各种盐渍土壤，而且还有逐年上升的趋势［1］。盐渍化是我国西北干旱、半干旱地区土壤的一个普遍特征，研究土壤中化学物质的含量与空间分布是了解多孔介质中水盐运移规律并进而因地制宜提出盐渍土改良措施的关键［2］。随着人类对土壤资源尤其是干旱地区土壤的深度开发，土壤次生盐渍化现象越来越严重。在干旱地区，水源
数码彩扩机是人类聚居地的首虑要素。河流流域理所当然成为土壤次生盐渍化的重灾区，而河流上游流域的土壤盐分含量多少则是影响下游流域土壤次生盐渍化空间变异的重要一环。
近年来，国内外学者对不同尺度土壤盐分空间变异的研究逐渐增多［3-8］。新疆位处我国西北内陆腹地，是我国绿洲农田土壤次生盐渍化最严重的区域之一。不少学者对新疆地区盐渍化土壤盐分特征、盐分运移规律及盐渍土改良治理等方面的研究在不断深入，但多集中于河流下游流域和河流入湖流域的绿洲区［9-14］，而作为影响下游流域次生盐渍化空间变异的重要一环，河流上游河谷土壤盐分特征的研究却并不多见。在新疆，受全球气候大环境的影响而水资源更加短缺，人类对水源的开发进一步加剧，河流上游流域的人类活动进一步频繁，直接对该区域的土壤、水文、生态等多方面产生重大影响。文章以托木尔峰国家级自然保护区南坡喀拉玉尔滚河上游河谷为研究区域，应用经典统计分析方法对该区域土壤的盐分特征进行研究，分析了研究区各盐基离子之间及其与土壤全盐含量之间的关系和该区土壤盐渍化的类型、程度及反映土壤盐渍化状况的主要特征因子。以期为研究区土壤盐渍化防治与土壤资源的可持续利用以及下游流域的土壤次生盐渍化治理提供重要的理论依据，并为类似区域土壤盐渍化问题提供参考。
1 材料与方法
1.1 研究区概况
带隙基准
喀拉玉尔滚河上游河谷位于托木尔峰国家级自然保护区内，喀拉玉尔滚河源于托木尔峰东侧的琼库孜巴依峰南麓，最高海拔5 300 m左右，山顶终年积雪。由大小库孜巴依河及库尔归鲁克河等三条支流在柯尔克孜民族聚居的博孜墩柯尔克孜民族乡汇流而成。山区积水面积740 km2，主要补给形式为高山冰雪融水、山区降水及泉水。河道全长95.5 km，沿山口以上50.5 km范围，四周高山环绕，山高谷深，河谷大部分为V型-U型，谷底纵坡陡，落差大。每年7-8月为丰水期，平均流量16.4 m3/s，枯水期在每年冬季至翌年初春，平均流量为2.3 m3/s，山口处多年平均径流量2.4亿m3左右［15］。研究区土壤类型以荒漠棕漠土（海拔［下同］1 900 m以下）、山地棕钙土（1 900-2 200 m）和山地栗钙土（2 200-2 600m）为主［16］，局部出现红棕泥壤、黄土及黄土状物质。研究区植被类型主要有旱生丛生禾草类植物戈壁针茅（Stipa gobica）、沙生针茅（Stipa glareosa）、短花针茅（Stipa breviflora）、高加索针茅（Stipa caucasica）、克氏针茅（Stipa sareptana）、羊茅（Festuca ovina），旱生小半灌木及灌木类植物琵琶柴（Reaumuria soongorica）、假木贼（Anabasis truncata）、膜果麻黄（Ephedra przewalskii）、霸王（Sarcozygium xanthoxylon）、合头草（Sympegma regelii）、驼绒藜（Ceratoides latens）、蒿属（Art
emisia spp）、锦鸡儿（Caragana spp）及伴生的中生和中旱生的禾草、豆科牧草和杂类草植物等。
1.2 样品采集
万次火柴>自动打蜡机野外采样工作于2015年7月开展，选取位处托木尔峰自然保护区南坡的喀拉玉尔滚河上游河谷进行调查采样，土壤采样沿河谷进行，根据坡度、坡向、植被生长状况，选择具有代表性的样点，采用土钻法进行土壤表层（0-10cm）取样，每一样点重复取样三次，将所采土样混合均匀后用四分法取土0.5kg装袋贴标，样点总数30个，用GPS测定采样点的经纬度坐标及高程并做好记录。
1.3 样品处理与分析
土样带回实验室，经自然风干后除去砾石和枯落物，磨碎，过60目筛后贴标备用。测定指标为土壤pH值、全盐及8大离子（Cl-、、、、Ca2+、Mg2+、K++Na+）。测定方法如下：（1）取50g风干土与250ml蒸馏水混合，经过浸泡和振动使土壤盐分充分溶解后用漏斗过滤，取清亮浸出液；（2）土壤pH值使用PHS-4型智能酸度计测定土壤浸提液（土水
比为1：5）；（3）进行土壤全盐及8大离子（Cl-、、、、Ca2+、Mg2+、K++Na+）的测定。其中，全盐采用质量法测定，和采用双指示剂法、盐酸滴定法测定，Cl-采用AgNO3滴定法测定采用容量法测定，Ca2+、Mg2+采用EDTA络合滴定法测定，K++Na+采用差减法测定。
1.4 数据处理
数据处理采用了统计学软件SPSS21.0进行土壤盐分描述性统计、主成分分析，利用Excel进行绘图，土壤盐渍化类型和土壤盐化程度测定采用了《新疆土壤盐渍化类型和土壤盐化程度分级标准》［17］。
2 结果与分析
发热板2.1 研究区土壤盐分统计分析
土壤作为时间和空间上的连续体，其自然属性的变异是许多因素相互作用的结果，具有尺度上的相关性。在描述性统计特征值中，变异系数是反映随机变量离散程度的重要指标，在一定程度上揭示了变量的空间分布特征。一般认为CV≤10%为弱变异性；10%＜CV＜10
0%为中等变异性；CV≥100%为强变异性［18］。由表1可知，研究区表层土壤中阴离子含量：Cl-＞＞＞，Cl-是阴离子的主要成分；阳离子含量：K++Na+＞Ca2+＞ Mg2+，K++Na+是阳离子的主要成分；Cl-、、Mg2+及K++Na+的变异系数CV＞100%，属于强变异性；其中Cl-、Mg2+的变异系数CV甚至超过200%，说明研究区土壤盐分离子的空间差异性巨大。全盐、及Ca2+含量的变异系数CV＜100%，属于中等变异性；pH值的变异系数CV极小，仅为2.18%，说明研究区土壤酸碱度空间变化极小，基本稳定；因在实验中未检出，其变异系数CV为0，无变异。
表1 土壤盐分含量描述性统计/（g/kg）K++Na+30 0.017 2.223 0.257 0.482 187.90 4全盐30 0.466 7.288 1.691 1.457 86.16 pH值30 7.49 8.37 7.954 0.173 2.18 Cl-30 0.009 3.163 0.296 0.730 246.51 SO2-HCO-3CO2-3样本数（N）最小值最大值均值标准差变异系数（%）30 0.008 1.042 0.103 0.192 186.57 30 0.024 0.261 0.060 0.043 70.56 30 0.000 0.000 0.000 0.000 0.00 Ca2+30 0.008 0.112 0.030 0.020 66.67 Mg2+30 0.000 0.205 0.019 0.046 237.65
2.2 研究区土壤盐渍化类型及程度分析
地址匹配土壤中的盐分一般为多种可溶性盐的组合，不同土壤含不同的主成分盐类。所含主要组成盐类不同，会导致土壤理化性质及对其上覆植被的危害方面产生差异。由图1可知，所测定的大部分样点的盐渍化系数＜1.00，且明显分为两个阶段，从土壤盐渍化类型判断：1、8、18、20、27、29号样本的 Cl-/2比值＜0.20，属于硫酸盐型；2、4、5、6、7、9号样本的 Cl-/2比值＞1.00，显著倾向于氯化物型盐渍化；其它的样本Cl-/2比值＜1.00，属于氯化物-硫酸盐型。研究区土壤盐渍化类型自南往北整体上是从氯化物型盐渍化向硫酸盐型逐渐过渡的。由图2及《新疆土壤盐渍化类型和土壤盐化程度分级标准》判断土壤盐化程度：2、4、5号样本属于轻度盐化土壤，而其它90%的样本均低于0.3%，属于极轻度盐化或无盐化。从样点分布的整体上看，喀拉玉尔滚河上游河谷表层土壤以硫酸盐型或偏硫酸盐型的盐渍化类型为主，占比达80%；研究区表层土壤含盐量不高，土壤盐化程度较轻。
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