长江河口地区土壤水盐动态特点与区域土壤水盐调控研究

牙周袋第39卷第5期2008年10月
土壤通报
ChineseJournalofSoilScience
V01.39.No.5
Oct..2008长江河口地区土壤水盐动态特点与区域
土壤水盐调控研究
余世鹏,杨劲松+,刘广明,李冬顺
(中国科学院南京土壤研究所,江苏南京210008)
摘要:河口地区土壤水盐动态有丰水年份春秋季土壤积盐、枯水年份夏季土壤积盐的季节性特点,且各季节积盐的机理也不同。分析研究了河口地区不同水文年间不同季节的土壤水盐动态调控指标。分析河口区域土壤盐分的分布状况及近几年来河口区域秋冬季咸潮入侵加重和雨季土壤盐化程度加剧的状况,针对性的开展河口区域不同水文年各季节的土壤水盐调控,采取各种水利措施和农耕措施控制区域土壤水盐状况向有利于土壤改良和提高生产率的方向发展。
2012高中数学联赛
关键词:长江河口;土壤水盐动态;调控指标;区域土壤水盐调控
中图分类号:S156.4文献标识码:A文章编号:0564—3945(2008)05—1110—05
长江河口地区地理位置和自然条件优越,对发展农林牧渔经济十分有利,但该地区位处人海口地势低平生态环境也较脆弱,相当一部分地区土壤常受海水入侵、涝渍和盐碱的影响。开展河口地区土壤水盐动态及水盐调控研究对河口地区生态平衡和农业经济发展具有十分重要的意义。
1长江河口地区土壤水盐动态特点
土壤水盐动态主要受当地气候条件的影响,随干湿季节的变化土壤盐分的聚集与淋溶作用交替进行;此外,土壤水盐运动还受地下水状况、排灌条件、地表水情等多种因素的共同影响。长江河口地区位处我国滨海湿润一半湿润海水浸渍盐渍区,该区地下水位埋藏通常较浅、水力坡度较小、水盐排泄条件较差,降水、蒸发以及地下水矿化度成为影响土壤盐化的最主要因素,其中地下水矿化度对土壤含盐量的影响尤为明显和直接,特别是对近地表的根层土壤影响更为明显。地下水及土壤中的盐分主要来自海水,盐分组成以氯化钠为主。
河口地区雨量充沛,据启东县土壤志,启东县年均降雨量(21年资料)1055.8mm,其中5
-9月汛期降雨量600~700mm,占全年降雨量60%以上,雨季雨量集中有利于土壤盐分淋洗。启东县年平均降蒸比(21年资料)为0.77,蒸发强度大于降雨强度,不利于土壤脱盐。一年中2-6月和9月降雨量大于土壤蒸发量,其他月份降雨量则小于土壤蒸发量,前者有利于土壤盐分淋洗,后者不利于土壤盐分的淋洗。长江河口地区地势低平、径流滞缓,土壤水盐的水平运动不如垂直运动活跃,常年地下水位埋深较浅、地下水矿化度较高,这对土壤脱盐也不利。
长江河口地区随干湿季节的变化,土壤盐分的淋溶与聚积作用交替进行,具有明显的季节性特点;此外不同水文年土壤水盐动态特点也有差别。
(1)长江河口地区丰水年(如图1)夏季土壤含盐量最低,春季、秋冬季土壤积盐剧烈。春秋季的土壤积盐特点也有区别。
丰水年秋季土壤返盐是在雨季土壤盐分冲洗到底土和潜水中的基础上进行的。雨季刚刚过去,潜水位较高,土壤水分充足,特别在初秋,潜水埋深一般在90era左右,整个土层在支持毛管水的控制范围内,当土壤表面发生蒸发时,潜水可以源源不断的向上补给,形成强烈的潜水蒸发。农田水分消耗中,潜水消耗占绝对优势。雨季的淋洗使土壤表层淡化,进入秋季随着土体上层淡水的不断消耗,高矿化潜水不断上升蒸发,土体盐分也随之不断累积。土壤盐分累积最严重部位,一般在50~90em处的心土层,为翌春土壤盐分向表土聚积打下了基础。
春季土壤潜水位低并处于回落过程,而土壤水分少且处于强烈消耗期。春季农田水分的消耗主要是土壤水。春季土壤积盐表现为表土强烈积盐,心土及底土盐分反而减少。这种表土积盐现象显然是在秋季心土和底土积盐的基础上土体本身盐分再分配的结果。
(2)长江河口地区枯水年(如图2)雨季降雨量明显
收稿日期:2007--04—07
基金项目:水文水资源与水利工程科学国家重点实验室开放基金(2006412711);国家自然科学基金(40601100);江苏省自然科学基金(BK2006255);国务院三峡办重点项目“长江河lYl土壤盐渍化监测”
作者简介:余世鹏(1982一)。男。浙江淳安人,博士研究生,主要从事土壤水盐运移模拟与调控管理及盐渍化预测预报研究。
奉通讯作者:Email:jsyang@issas.ac.cn
5期
余世鹏等:长江河口地区土壤水盐动态特点与区域土壤水盐调控研究
偏低,因此在春夏季节特别是夏季少雨高温造成土壤严重积盐,土壤含盐量为年内最高,冬春季土壤盐分浓度相对低,春秋季土壤积盐程度比丰水年平均水平
善鼍
一褥
m}
,夺口夸e声A芦÷声6芦d≯譬产9乒零净,、产◇芦
月份Month
图1长江河口地区丰水年土壤盐分动态特征
Fig.1
Thesoilsaltcontent
dynamicdietmp3
inwet
year
inYangtzeRiver
estuary
2长江河口地区土壤水盐动态调控指标
2.1土壤盐分动态调控指标
联合国粮农组织(FAO)推荐的作物全生育期平均
反而略有降低。枯水年地下水盐分动态也不同于丰水年雨季旱季地下水盐分的较大差异,夏季地下水盐分浓度相对有所增加。
。吞冶一瓣
曲脚
,乒。芦e声A净÷声6净d声譬声9芦妒夸p夺◇净
月份Month
图2长江河口地区枯水年土壤盐分动态特征
Fi¥.2
Thesoilsaltcontent
dynamicindryyear
in
YangtzeRiverestuary
ECe
min及ECemax如表1所示:
土壤根层在周年内或多年内不发生盐分的积累或
处于脱盐状态,其土壤盐分浓度需在作物耐盐度l临界值以内。长江河口地区主种植作物有水稻、棉花、小麦、
表1不同作物土壤临界电导率和可容电导率
Table1
Thesoil
criticalconductanceandthe
soiladmissibleconductanceofdifferent
crops
注:表中数据单位为mmho/em;ECemin和ECem“为土壤饱和浸提液的临界和可容电导率
玉米、大豆、油菜等,如图1,丰水年土壤EC平均值都
在4.0mScm_以下,雨季土壤EC平均值更是都低于
检验检疫2.OmS
cm一,各种作物的种植对根层土壤积盐影响较
小,但是对一些耐盐能力差的作物如水稻、玉米还需要通过雨季的防洪排涝、春秋季的灌排排盐等措施控制
土壤盐分含量低于它们的临界土壤盐分含量值;枯水
年雨季土壤EC平均值都大于4.0mScm一甚至超过
5.0mS
cm-1,对水稻、玉米、及夏豆的种植易产生盐害,
因此在枯水年份河口地区应特别注意雨季的合理灌
--.I---丰水年土壤负压Soil
negativepressureinwet
year
…・’。。丰水年地下水位Water
tableinwetyear
120100一80
60趟40*L
20交
惫冬挚§冬§冬冬冬冬S令、
月份Month
图3长江河口地区丰水年土壤水分动态特征
Fig・3
Thesoilwatercontent
dynamieinwetyearinYangtze
Riverestuary
排,提高土壤排盐能力,尽量降低土壤积盐程度,控制
水在时间之下土壤盐分含量在各作物土壤临界盐分含量值以内。
2.2土壤水分动态调控指标
图3、图4是长江河口地区丰水年和枯水年的土壤水分动态特征图,长江河口地区土壤负压与地下水埋深变化规律一致:以位处长江口门的寅阳1#监测点为例,50cm层土壤负压(y)与地下水位(x)拟合方程:y=0.158x一6.984,R=0.802。地下水位动态与土壤水分动态密切相关。
一:
量莹
幽・呈
稻嚣
-H三
—+一枯水年土壤负压Soilnegativepressureindryyear…▲…枯水年地下水位Watertableindryyear
§
争枣冬孓
月份Month
看Jj
o_。
霎i卜良
图4长江河口地区枯水年土壤水分动态特征
Fig.4
Thesoilwatercontentdynamicindry
yearinYangtzeRiverestuary
瘩^置一翻
加加∞o
ool118
6420
642O
642O
土壤通报第39卷
作物根层土壤水分过低,则不能满足根系吸水要求,产生水分胁迫而造成减产;土壤水分过多则根系层长时间处于水分过多状态,造成土壤通气性降低和有害还原气体产生。因此地下水位动态必须保证土壤水分存在上下限间的适宜范围。土壤水吸力是土壤水分的强度指标,6000~7000Pa为
土壤毛管水整体联系破裂点,大于7000Pa土壤中水分运动速度显著降低,此点为界土壤有效水可分为对植物易效水和难效水。土壤水分长期>7000Pa对多数农作物的产量和品质有显著影响,植物将处于生长停顿甚至半萎焉状态。
(1)长江河口地区丰水年,冬末春初(2、3月份)雨量不多且蒸发强烈,土壤负压值高普遍大于7kPa,地下水埋深大。此时冬小麦耗水旺盛又是土壤的返盐盛期,因此春季农田及小麦拔节前的麦田都需要通过合理灌排控制一定的土壤水分含量,控制地下水位埋深<88.5cm,即保证土壤负压<7kPa这一作物生长阻滞点,以利于土壤防盐和作物抗旱。
随着雨季来临汛期到来,应加强土壤排水控制地下水位深度以防涝渍。河口地区丰水年7月份多年平均土壤负压值>7kPa,土壤水分含量偏低,此时期为春播和夏播作物的主要生育期,植物蒸腾和土面蒸发剧
一萋
潮影响愈小,长江水盐分含量也愈低,相对的区域地下水盐分含量和土壤盐分含量也愈低。如图5,位出长江人海口门的寅阳1#监测点(离人海口4公里)土壤电导率值(取20em层土壤)最高且受影响波动幅度最大,随着与人海口距离的增大,大兴、兴隆沙监测点(离人海口分别22、35公里)土壤电导率值降低且波幅变小。河口区域垂直长江横向上:离长江愈近,受江水影响愈大,地下
水和土壤的盐分含量也因此相对较高且变化幅度更大。如图6,以位处长江人海口门的寅阳监测断面为例,1#、2#、3#监测点离长江距离由近及远分别为200m、500m、1000m,各点的盐分变化规律与长江烈,需要加大合理灌溉的力度,以减低土壤水分的消耗程度。
进入秋冬季节,雨量减少、地面覆盖变差、蒸发量大,土壤积盐加重。此阶段需要储水灌溉,补充地下水源,春旱冬防。冬季储水补源时的适宜地下水埋藏深度为88.5em左右,即以土壤毛管水强烈上升高度为上限,如地下水位过高则增加无效蒸发量,过低则易加重翌春的旱情。
(2)长江河口地区枯水年,土壤水分动态与丰水年情况有较大差别,由于雨季降雨量偏少,整个夏秋季节(特别是8月份、10月份)土壤负压值很高,地下水埋深大,土壤含水量很低,相反冬春季雨量反而增多,地下水位埋深浅,土壤湿润。因此河口地区枯水年夏秋季节需要加大灌排力度,补给土壤水分,增强土壤盐分淋洗,此阶段地下水埋深最好控制在小于88.5em,以利于土壤排盐和生育期作物抗旱生长。
3河口地区区域土壤盐分状况及土壤水盐的宏观调控
3.1河口区域土壤盐分状况
河口区域沿江纵向上:离河口距离愈远,则受海i
5期余世鹏等:长江河口地区土壤水盐动态特点与区域土壤水盐调控研究
季土壤积盐加重状况要求我们深人开展河口区域土壤水盐的管理和宏观调控研究,采取措施防治土壤盐渍化。针对河口地区土壤水盐动态的年内季节性特点和不同水文年间特点并结合土壤水盐动态的调控指标,河口区域土壤水盐的管理和宏观调控措施主要是:(1)河口区域丰水年份,针对土壤春秋季积盐、夏季脱盐的季节性特点和河口区地下水埋藏普遍较浅水力坡度小排泄不畅的特点,在雨季和雨季后,充分利用土壤盐分淋洗下移到潜水、而潜水位又高的时机,采取开沟排水等措施降低地下水位,加强防洪排涝、排水排盐。它不仅能促进土体脱盐,改善区域性水盐均衡状况,而且对预防翌春土体盐分再分配时的表土强烈积盐也是有利的。
在土壤积盐剧烈的春秋季节,利用河口地区土质透水性好特点,通过合理灌排、围埂蓄淡养殖、种稻洗盐、灌水放养细绿萍等水利措施、绿肥改土措施以及因土种植、浅层轮作的合理耕作措施,控制土壤盐分含量。
根据河口区丰水年份的土壤水盐动态调控指标分析,冬末春初河口区不仅土壤返盐增强,而且土壤水分含量偏低,因此要通过合理灌排,控制地下水位埋深<88.5cm,以防盐抗旱;7月份河口区土壤脱盐最剧烈,但是该月份土壤水分含量情况也出现亏损,在调控区域防洪防涝、排水排盐的同时也应针对性的在该月份加大合理灌溉力度以兼顾保证土壤水分含量值在作物生长正常需要范围内。
(2)河口区域枯水年份,夏季土壤异常积盐,比春秋季更严重,此时期正处各种作物生育旺盛期,因此在采取各种管理措施控制春秋季土壤积盐的基础上,更要集中力量在夏季加大灌排力度,在降雨淋洗强度弱的条件下采取各种水利措施和耕作措施增大人工洗盐、淋盐、排盐的强度,保证土壤及作物生长不受盐害。
根据河口区枯水年份的土壤盐分动态调控指标分析,雨季土壤EC值对水稻、玉米、及夏豆的种植易产生盐害,因此在河口区域枯水年份除了采取各种措施增强土壤排盐,还可以考虑在枯水年份轮作其他较为耐盐的作物如棉花、小麦等,既保证经济效益又可以集中精力改善土壤积盐状况。土壤水分动态调控指标分析表明河口区域枯水年雨季土壤含水量也很低,不能满足作物正常生长,因此需要在雨季进行土壤排盐控制管理的同时,采取加大力度合理灌排、围埂蓄淡等措施控制土壤水分含量、控制较浅的地下水埋深(小于88.5cm),以利于作物抗旱生长。4结论
(1)河口地区丰水年份春秋季土壤积盐较严重;枯水年份则因雨季雨量偏少夏季土壤积盐剧烈。各季节土壤积盐机理不同:秋季土壤返盐是在雨季土壤盐分冲洗到底土和潜水中的基础上进行,土壤以潜水蒸发为主,土体50—90cm处的心土层积盐严重;春季土壤表土积盐剧烈,是在秋季心土和底土积盐的基础上土体本身盐分再分配的结果,春季农田水分的消耗主要是土壤水。
(2)土壤盐分动态调控指标:丰水年主要针对一些耐盐能力差的作物如水稻、玉米需要在雨季及春
秋季控制土壤盐分含量低于它们的土壤临界盐分含量值;枯水年应特别注意雨季合理灌排控制土壤盐分含量在各作物土壤I临界盐分含量值以内。土壤水分动态调控指标:丰水年的冬末春初(2、3月份)及盛夏期(7月份)和枯水年的夏秋季节(尤其8月份、10月份)需合理灌排控制土壤负压值不大于7kPa这一作物生长阻滞点,控制地下水位埋深<88.5cm,以利作物抗旱生长。
(3)河口区域土壤盐分分布状况:沿江纵向离人海口距离愈远、垂直长江横向离长江愈远,区域地下水盐分含量和土壤盐分含量愈低、波动幅度愈小。河口区域近几年土壤盐分状况:2003年以来河口秋冬季咸潮入侵严重(特别是2005年);夏季土壤积盐逐年严重,危害雨季农作物生长。
(4)结合河口地区不同水文年不同季节的土壤水盐动态特点和土壤水盐动态调控指标,针对性的开展土壤水盐管理及宏观调控,力求使区域水盐状况向有利于土壤改良和提高生产率的方向发展,主要措施包括:合理灌溉、开沟排水、围埂蓄淡养殖、种稻洗盐、灌水放养细绿萍等水利措施;绿肥改土措施;因土种植、浅层轮作的合理耕作措施等。
参考文献:聚氧化乙烯
【l】杨劲松.长江三峡工程生态与环境监测系统河口土壤盐渍化监测重点站2005年度监测报告【R】.中国科学院南京土壤研究所.2006.[2】启东县土壤普查办公室,南通市农业局,江苏省土壤普查办公室.江苏省启东县土壤志【MJ.1985.
f3】FAO/UNESCO.Irrigation,DrainageandSalinityfM】.London:CamelotPress。1973:268—287.
f4】王遵亲,等.中国盐渍土[M】.北京:科学出版社。1993:515—520.
【5】张妙仙.黄淮海平原土壤水盐动态中长期预测预报及优化调控【R1.北京:中国科学院,2001.
【6】刘有吕,张兰亭,等.鲁西北水资源的综合开发和宏观调控[J】.土壤学报,1994,31(1).
1114
土壤通报第39卷一_—————————————————————————————————————————————————————————————一
[71邵爱军.长江河口地区土壤水盐运移数值模拟及动态预测Inl.北
京:中国科学院,2000.
SoilWater..saltDynamicsandRegionalSoilWater—。saltControlinthe
YangtzeRiverEstuary
YUShi—peng.YANGJin-song*,LIUGuang—ming,LIDong—shun
(InstituteofSoilScience,ChineseAcademyofScience,Nanjing210008)
Abstract:ThesoilWater—saltdynamicsinYangtzefiverestuaryischaracterizedas
thatsoilsalinizationlSmoreseriousinspdngandautumnofwetyear,butinsummerofdryyear.And
themechanismsofsoilsalinizationindi£Ebrentseasonsar.edifferent.Byanalysis,thecontrolindexofthesoilwater-saltdynamics
indifferentseasonsinwetvearanddrvyearinYangtzeriverestuarywereinvestigated.Byanalyzingthe
soilsaltdistributionandtheseriousstatus.itwasf.0undthattheseawaterintrusioninautumnand
winterandthesoilsalinizationinrainyseasonwerebothworsenintherecentllewyears.Thestrategiesofsoilwater-saltcontrolindifferentseasons
indifferenthydrologicalvea鹏inYangtzefiverestuaryproposed.Itissuggestedthatallkinds
ofirrigationandcultivationmeasuresshouldbeinthedirectionofimprovingsoilquality
andboostingagriculturalproductivity.
Keywords:Yangtzeriverestuary;Soilwater-saltd
ynamics;Controlindex;Regionalsoilwater-salt
control

本文发布于:2024-09-23 11:17:51,感谢您对本站的认可!

本文链接:https://www.17tex.com/xueshu/276312.html

版权声明:本站内容均来自互联网,仅供演示用,请勿用于商业和其他非法用途。如果侵犯了您的权益请与我们联系,我们将在24小时内删除。

标签:土壤   盐分   河口   地区   动态   土壤水
留言与评论(共有 0 条评论)
   
验证码:
Copyright ©2019-2024 Comsenz Inc.Powered by © 易纺专利技术学习网 豫ICP备2022007602号 豫公网安备41160202000603 站长QQ:729038198 关于我们 投诉建议