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尉犁县隶属于新疆维吾尔自治区巴音郭楞蒙古自治州(以下简称“巴州”),地处天山南麓,塔里木盆地东北缘,气候干燥,常年少雨。研究区位于尉犁县平原灌区,具有丰富的光热资源,为棉花、水果等农产品生产提供了理想的光热条件,是自治区重要的棉花生产基地,而土壤盐碱化使作物生长受到严重的影响。对灌区进行盐碱地改良,事关该县农业的持续发展、经济增长和地区稳定,势在必行。
干旱灌区盐碱地成因的研究是进行盐碱地改良利用的前提条件。以改良利用为目的对研究区进行区划是实施改良利用各项措施的必要准备。本研究依托巴州水利水电勘测设计院和新疆绿水水资源科技服务有限责任公司合作承担的《尉犁县盐碱地改良利用规划》项目,对尉犁县干旱灌区盐碱地形成和改良利用区划两方面做了比较系统的研究,为后续的盐碱地改良利用规划的成功实施提供了参考依据。与此同时,由于国内外有关干旱灌区盐碱地研究的工作,重盐碱地形成的微观机理研究,而轻视传统的大尺度宏观区域综合调查研究,使得很多研究理论和方法在解决实际问题时有些无所适从。尉犁灌区在我国西北干旱灌区具有较好的代表性,因此,研究过程中所探索出的整套工作模式具有较好的推广和借鉴意义。
此次研究是在阅读了大量的相关专业文献的基础上,以搜集到的有关当地的基础资料和通过实地综合调查获取的资料为依据,对研究灌区的盐碱地成因进行了系统的分析,并对研究灌区进行分区。分区过程中采用地图叠加和比较筛选的方法,简便易行,具有较高的实用价值。
本次研究的主要结论包括以下三个方面:
一、影响尉犁县土壤盐碱化的因素
1、气候。气候是盐碱地形成的控制性因素,气候的干热程度决定了一个地区盐碱地的危害形势,尉犁县干旱的自然气候决定了该地区盐碱地危害的严重性和长期性。
2、地形地貌。大范围的地形在一定程度上决定了盐碱地的分布,同时小范围的地形地貌影响着土壤母质的分布和地下水的动态,从而决定了盐分的再分配。从大范围来看,尉犁县地处塔里木盆地腹地,是汇水汇盐区,这也就在一定程度上决定了其盐害难以被根治。地形的高低起伏和物质组成不同,直接影响着土体中盐分的运移。尉犁县灌区主要位于孔雀河冲洪积平原区和塔里木冲洪积平原区,地形总趋势为北高南低,地势由北、北西向东南倾斜。由于受地质构造及地形地貌影响,土壤含盐量呈现自北、北西向东南逐渐加重趋势。
3、土壤质地。土壤质地决定了土壤的空隙状况,从而影响着土壤中的水盐运动,是影响盐碱地形成和分布的重要因素。尉犁县处于两大流域的中下游,其土壤成分以粉砂和细砂为主,同时平原的河相沉积也决定了其局部往往会含有粘土夹层,其往往阻隔了水盐向下运动,水分被蒸发掉,盐分在地表积累,形成“水走盐留”的状况。但由于粘土夹层的分布零星分散,只对盐碱地的局部分布产生影响。
4、水文地质条件。是直接影响盐碱地形成和分布的主要因素之一,深入掌握区域水文地质条件对于盐碱地的防治和改良利用意义重大。水文地质条件对盐碱地形成的影响可以用地下水埋深、地下水矿化度、包气带岩性等3个指标来表征。
5、人为因素。农业生产活动也是造成灌区土壤的次生盐碱化的因素之一,所引孔雀河和塔里木河的河水矿化度较高,博斯腾湖西泵站运行改变了湖水循环,加大河水矿化度,同时使焉耆盆地大量盐分进入孔雀河灌区;大量的渠系水、田间水入渗补给潜水,致使矿物质滞留表土,形成盐碱化土壤;灌区排水沟年久失修,淤积堵塞严重,重灌轻排,致使地下水位抬高、地下水质恶化;不合理的生产方式,加剧了盐碱化危害。通过对区内水利设施的调查,发现区内斗农两级排水设施的不完善是导致盐路不畅的主要原因,应用GIS软件对比水利设施现状图和土壤盐渍化分区图,发现干渠两侧的土壤,其所受盐碱化危害明显要小,一方面是取水更易的原因,同时干渠水渗漏补给地下水的淡化作用不可忽视。
二、改良利用分区
针对尉犁县盐碱地成因和现状,对研究灌区进行改良利用分区。分区经过不同方法的比较甄别,排除不可行的方法,确定简易、合理、操作性强的方法(特尔斐法与加权求和相结合的分区模型,提出了新的权重确定方法)。通过从影响土壤积盐的几大影响因素中选取水盐运动直接相关的地下水位埋深、地下水矿化度、包气带岩性等三大因素,同时加上盐渍化现状共同构成盐碱地分区的四大因子。利用MAPGIS中的图像叠加功能,基于分区要素图,通过对四大因子的不同权重设置,通过加权求和,获得最终分区值,通过划定不同的改良利用等级最终获得尉犁县盐碱地改良利用等级分区。通过设置几组权重组合,可获得相应组的等级分区,遴选出最佳组合,作为最终结果。根据改良难易程度,应用MAPGIS将研究区的盐碱地划分为:易治理亚区、较难治理亚区、难治理亚区和不宜治理亚区等。
三、针对改良利用分区特点提出改良措施
通过对改良利用分区的四大影响因素的分析,指出不同分区中的积盐的主要原因,最终有针对性地提供改良措施。