松嫩平原西部苏打盐渍化土壤冻融过程及对土壤水、盐迁移的影响

来源 :中国科学院大学(中国科学院东北地理与农业生态研究所) | 被引量 : 1次 | 上传用户:wjsxyxjc
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理解冻融过程以及冻融过程中土壤剖面水盐迁移变化,对于阐明松嫩平原土壤积盐过程和机理是十分必要的。本研究选取松嫩平原西部5种景观类型苏打盐渍化土地:农田、羊草地、虎尾草地、碱蓬草地和碱斑地,通过监测0-200cm土壤水分含量、盐分含量、电导率(EC)、p H、钠吸附比(SAR)、碱化度(ESP)等理化指标,研究这些理化指标与气温、降雨、土壤温度、冻结深度的关系,揭示冻融过程中土壤剖面水盐运移规律和积盐机理。研究结果表明:(1)研究区20-60cm碱蓬草地和碱斑地土壤水分高于羊草地和虎尾草地。0-50cm碱蓬草地和碱斑地土壤盐分高于羊草地和虎尾草地,0-30cm碱蓬草地和碱斑地土壤SAR和ESP高于羊草地和虎尾草地。农田土壤水分和盐分含量最低(2)与2015年夏季相比,冬季冬季和2016年夏季降雨时农田、羊草地和虎尾草地、碱蓬草地和碱斑地0-70cm土壤水分增加,而春季地表0-30cm土壤水分显著降低。羊草地、虎尾草地、碱蓬草地和碱斑地0-50cm春季和2016年夏季积盐明显,其中虎尾草地和碱蓬草地积盐最为显著。农田土壤仅冬季积盐明显,全年积盐不明显。春季和2016年夏季虎尾草地、碱蓬草地和碱斑地0-50cm土壤SAR和ESP显著增加,而农田和羊草地土壤SAR和ESP随季节无明显变化。(3)农田、羊草地、虎尾草地、碱蓬草地和碱斑地冻结持续时间分别为184、205、190、210和210天,最大冻结深度分别为148、154、122、182和165cm,碱蓬草地和碱斑地的冻结持续时间和最大冻结深度大于农田、羊草地和虎尾草地。冬季冻结时,碱蓬草地和碱斑地的冻结速率大于农田、羊草地和虎尾草地,春季解冻时,上部土层解冻速率大于下部土层,农田土壤解冻最快,而碱斑地解冻最慢。(4)冻结作用使农田、羊草地、虎尾草地、碱蓬草地和碱斑地土壤水分向冻结层聚集,土壤剖面水分分别增加1.15、1.93、5.54、7.41和3.56%,春季解冻土壤表层0-30cm水分降低。冻融过程羊草地0-50cm土壤水分迁移变化最显著,虎尾草地、碱蓬草地和碱斑地次之,农田最小。(5)冻融作用使农田、羊草地、虎尾草地、碱蓬草地和碱斑地剖面土壤盐分别增加34.14、25.32、35.28、35.10和54.51%,其中碱斑地表层0-10cm积盐率达到96.96%,土层上部(0-50cm)积盐率大于土层下部,说明冻融过程中土壤盐分向上迁移。冻融作用也使土壤剖面Na+、HCO3-、SAR和ESP增加,土层上部(0-60cm)SAR和ESP的增加率也高于土层下部。另外,碱蓬草地和碱斑地冻融积盐率高于农田、羊草地和虎尾草地,因此土壤冻融积盐作用随土壤盐分含量的增加而增加。(6)冻融过程中土壤盐分、SAR和ESP与土壤水分和冻结深度呈正相关,与土壤温度和浅层地下水水位呈负相关。研究结果进一步丰富土壤盐渍化理论,有助于更深刻地认识现代积盐过程,为松嫩平原西部土壤盐渍化防治以及农业区域资源的开发利用提供理论参考。
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