瑪河灌區(qū)膜下滴灌棉田表層土壤鹽分空間變異性

辛明亮，呂廷波，何新林，曹玉斌，王萌萌

(1.石河子大學(xué)水利建筑工程學(xué)院， 新疆 石河子 832000；2.現(xiàn)代節(jié)水灌溉兵團(tuán)重點(diǎn)試驗(yàn)室， 新疆 石河子 832000)

瑪河灌區(qū)膜下滴灌棉田表層土壤鹽分空間變異性

辛明亮1,2，呂廷波1,2，何新林1,2，曹玉斌1,2，王萌萌1,2

(1.石河子大學(xué)水利建筑工程學(xué)院， 新疆 石河子 832000；2.現(xiàn)代節(jié)水灌溉兵團(tuán)重點(diǎn)試驗(yàn)室， 新疆 石河子 832000)

應(yīng)用區(qū)域采樣點(diǎn)數(shù)據(jù)，結(jié)合地統(tǒng)計(jì)學(xué)與空間簡(jiǎn)單克里金插值等分析方法，分析了瑪納斯河流域中游平原灌區(qū)膜下滴灌棉田表層土壤鹽分的空間變異性。結(jié)果表明：棉花采收后表層土壤含鹽量變異系數(shù)為35.617%，表現(xiàn)為中等強(qiáng)度變異性，服從正態(tài)分布；具有強(qiáng)二階趨勢(shì)效應(yīng)，灌區(qū)中部趨勢(shì)影響力變化劇烈；塊金系數(shù)小于25%，具有很強(qiáng)的空間相關(guān)性，其變異主要受空間結(jié)構(gòu)性因素的影響；沿等高線方向表現(xiàn)為各向異性，垂直等高線方向表現(xiàn)為各向同性；棉花采收后表層土壤含鹽量具有明顯的連續(xù)變化，灌區(qū)內(nèi)不存在鹽土、重度鹽化土和中度鹽化土，輕度鹽化土在整個(gè)灌區(qū)占主導(dǎo)地位并廣泛分布于各子灌區(qū)，非鹽化土主要分布在南部山前地區(qū)和東北局部地區(qū)。

瑪河灌區(qū)；膜下滴灌；表層土壤鹽分；空間變異性；半方差函數(shù)

水資源短缺和土壤鹽漬化是制約灌區(qū)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要因素，瑪納斯河流域中游平原灌區(qū)(以下簡(jiǎn)稱瑪河灌區(qū))地表水主要源自河川徑流，年內(nèi)各河徑流量在時(shí)間上分配極不均衡，灌區(qū)常出現(xiàn)春秋缺水情況，每年有不少面積的作物受到干旱的危害[1]；為解決資源型水資源匱乏難題，發(fā)展節(jié)水高效型農(nóng)業(yè)，推廣應(yīng)用多種節(jié)水灌溉技術(shù)，但是一些不合理灌溉導(dǎo)致地下水位抬升致使土壤發(fā)生次生鹽堿化。膜下滴灌技術(shù)集地膜覆蓋與滴灌技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)于一身，采用高頻率小定額的灌水，僅濕潤(rùn)作物的根區(qū)，不產(chǎn)生深層滲漏，創(chuàng)造了有利于作物生長(zhǎng)發(fā)育的水、鹽等環(huán)境；瑪河灌區(qū)自1996年開(kāi)始引進(jìn)該技術(shù)，經(jīng)過(guò)20年的實(shí)驗(yàn)、示范和推廣，特別是在原生鹽堿地改良和預(yù)防土壤次生鹽漬化的成功應(yīng)用，使其成為最普遍的灌溉方式，取得了節(jié)水、抑鹽、增產(chǎn)的良好效益。膜下滴灌阻礙了土壤與大氣的水汽聯(lián)系，改變了土壤濕潤(rùn)范圍，使得鹽分在土壤中重新分布，受其影響土壤鹽分在空間上發(fā)生變異，其中應(yīng)用膜下滴灌后表層土壤鹽分的變異較為明顯。

土壤含鹽量在同一時(shí)刻不同空間位置上存在差異，在同一空間位置不同時(shí)刻也明顯不同，這種空間的非均一性即為土壤鹽分的空間變異性。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外學(xué)者從不同尺度、不同景觀、不同時(shí)間以及不同環(huán)境因素條件對(duì)土壤鹽分的空間變異性進(jìn)行了大量的探索[2-5]，利用經(jīng)典統(tǒng)計(jì)學(xué)、地統(tǒng)計(jì)學(xué)、“3S”技術(shù)、分形理論等方法結(jié)合不同空間插值方法[6-7]，對(duì)土壤鹽分的空間變異進(jìn)行描述和歸類，取得了很多成果。其中，利用地統(tǒng)計(jì)方法來(lái)研究土壤鹽分的空間變異是土壤科學(xué)研究的熱點(diǎn)之一，克里金插值法應(yīng)用最廣泛[8]。但對(duì)灌區(qū)尺度膜下滴灌條件下土壤鹽分空間變異性的研究較少，棉花采收后是灌區(qū)棉田應(yīng)用膜下滴灌技術(shù)的末狀態(tài)，了解該時(shí)期土壤鹽分空間分布的變異特征對(duì)明確灌溉與農(nóng)田土壤鹽分的響應(yīng)關(guān)系具有直接的聯(lián)系。

基于此，本文應(yīng)用地統(tǒng)計(jì)學(xué)方法分析了瑪河灌區(qū)棉田棉花采收后土壤鹽分的空間變異性，采用簡(jiǎn)單克里金插值法繪制了分布格局圖，并借助土壤鹽化分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)棉田進(jìn)行評(píng)價(jià)，旨為掌握長(zhǎng)期應(yīng)用膜下滴灌灌區(qū)農(nóng)田土壤鹽分累積狀況及膜下滴灌后土壤鹽分空間分布差異提供參考。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

瑪納斯河流域位于新疆天山北麓，準(zhǔn)葛爾盆地南緣，屬于特殊山盆系統(tǒng)的干旱內(nèi)陸河流域。本研究選擇人類活動(dòng)集中的瑪河灌區(qū)(85°00′～86°32′E，44°10′～45°14′N)，包括安集海灌區(qū)、金溝河灌區(qū)、瑪納斯灌區(qū)、莫索灣灌區(qū)、石河子灌區(qū)、下野地灌區(qū)和新湖總場(chǎng)灌區(qū)，總面積為8.40×103km2。灌區(qū)內(nèi)地貌復(fù)雜多變，具有明顯的垂直地帶性。年平均氣溫6℃～6.9℃，無(wú)霜期160～180 d，年降水量160～210 mm，年蒸發(fā)量1 500～2 100 mm，屬于典型的溫帶大陸性氣候[9]。

1.2 樣品采集與分析

以新疆兵團(tuán)第八師石河子市瑪納斯河流域管理處提供的第八師石河子墾區(qū)水系圖為基礎(chǔ)底圖，設(shè)計(jì)10 km×10 km的采樣點(diǎn)網(wǎng)格。采用GPS定位技術(shù)于2014年10月中下旬(棉花采收后)進(jìn)行土壤樣品采集，為確保每個(gè)采樣點(diǎn)均為膜下滴灌棉田，對(duì)設(shè)計(jì)采樣點(diǎn)進(jìn)行復(fù)核調(diào)整，實(shí)際采樣點(diǎn)共64個(gè)，如圖1所示；采樣時(shí)地塊內(nèi)棉花均已收獲，棉稈尚未拔出，地膜尚未揭取。

圖1 瑪河灌區(qū)土壤樣品采集點(diǎn)位圖

Fig.1 Soil sampling sites of Manas River basin irrigated areas

棉花采收后土樣采集垂直于地膜鋪設(shè)方向，以滴灌帶下、膜間、膜內(nèi)、行間設(shè)置4個(gè)取土點(diǎn)，共計(jì)256個(gè)取土點(diǎn)；地塊內(nèi)每個(gè)取土點(diǎn)采集表層0～20 cm土壤樣品，按照相同比例均勻混合各取土點(diǎn)表層土壤樣品，用密封袋裝好作為試驗(yàn)分析土樣，共計(jì)64個(gè)。

土壤樣品室內(nèi)自然風(fēng)干，磨碎、過(guò)2 mm篩，然后以1∶5的土水比進(jìn)行抽濾浸提，土壤浸出液電導(dǎo)率使用DDSJ-308A型電導(dǎo)率儀。土壤可溶性鹽含量(Y)與土壤浸出液電導(dǎo)率(X)之間存在顯著相關(guān)性，土壤可溶性鹽含量(以下簡(jiǎn)稱土壤含鹽量)采用前期基礎(chǔ)試驗(yàn)所得轉(zhuǎn)化公式Y(jié)=0.0712X0.5768(R2=0.9583，P<0.01，N=110)進(jìn)行計(jì)算[10]。

1.3 研究方法

半方差函數(shù)是地統(tǒng)計(jì)學(xué)所特有的基本工具，能夠描述區(qū)域化變量的結(jié)構(gòu)性變化和隨機(jī)性變化，是地統(tǒng)計(jì)學(xué)計(jì)算的基礎(chǔ)[8]。假設(shè)區(qū)域化變量Z(x)滿足二階平穩(wěn)假設(shè)，半方差函數(shù)可定義為區(qū)域化變量Z(x)和Z(x+h)增量的方差，計(jì)算式為：

式中，γ(h)為半方差函數(shù)；Z(x)為變量Z在空間位置x處的取值；Z(x+h)是在x+h處取值的一個(gè)區(qū)域化變量；N(h)是取樣間隔為h時(shí)的樣本對(duì)總數(shù)。

克里金插值又稱空間局部估計(jì)，是建立在半方差函數(shù)理論及結(jié)構(gòu)分析的基礎(chǔ)上，在有限區(qū)域內(nèi)對(duì)區(qū)域化變量的取值進(jìn)行線性無(wú)偏最優(yōu)估計(jì)的一種方法。由于研究目的和條件不同，繼而產(chǎn)生了多種克里金插值法，簡(jiǎn)單克里金插值(Simple Kriging)屬于線性平穩(wěn)地統(tǒng)計(jì)學(xué)范疇，它假設(shè)數(shù)據(jù)變化呈正態(tài)分布，區(qū)域化變量的數(shù)學(xué)期望是已知的，其插值過(guò)程類似于加權(quán)滑動(dòng)平均，權(quán)重值的確定來(lái)自于空間數(shù)據(jù)分析結(jié)果[8]。

1.4 數(shù)據(jù)處理

應(yīng)用SPSS20.0軟件對(duì)土壤鹽分?jǐn)?shù)據(jù)進(jìn)行描述性統(tǒng)計(jì)分析和正態(tài)分布檢驗(yàn)；半方差函數(shù)模型擬合采用地統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件GS+9.0；趨勢(shì)分析、簡(jiǎn)單克里金插值、相關(guān)信息提取、圖形的編輯以及輸出在ArcGIS10.2軟件中完成。

2 結(jié)果與分析

2.1 表層土壤鹽分的描述性統(tǒng)計(jì)分析

由表1可知，棉花采收后表層土壤含鹽量在1.146～4.093 g·kg-1范圍內(nèi)變化；其中土壤含鹽量在1.500～2.000 g·kg-1的頻率最大，為39.06%，71.875%的采樣點(diǎn)土壤含鹽量在1.000～2.500 g·kg-1(見(jiàn)圖2)。棉花采收后表層土壤含鹽量變異系數(shù)為35.617%，表現(xiàn)為中等程度變異性(0.1≤CV≤1)，這與譚帥等[11]研究膜下滴灌后表層土壤含水量的變異系數(shù)結(jié)果相一致，說(shuō)明土壤水鹽變異性與運(yùn)移規(guī)律相吻合。與劉廣明[6]、沈浩[9]等在相似研究區(qū)的研究結(jié)果存在差異，其結(jié)果均為表層土壤含鹽量具有強(qiáng)變異性，與之不同的原因是采樣點(diǎn)位、采樣時(shí)間的選擇不同，本研究采樣點(diǎn)為長(zhǎng)期應(yīng)用膜下滴灌棉田，已有試驗(yàn)證明該條件下土壤含鹽量已降至5 g·kg-1以下[12]，采樣點(diǎn)位于灌區(qū)其他作物農(nóng)田、荒地、田邊等土壤含鹽量存在顯著差異；8月中下旬棉田應(yīng)用膜下滴灌灌水基本結(jié)束，土壤鹽分受其影響小且變化趨于穩(wěn)定，其他時(shí)間點(diǎn)采樣土壤鹽分受灌水影響較大。

表1 表層土壤鹽分含量數(shù)據(jù)描述性統(tǒng)計(jì)

圖2 表層土壤鹽分含量頻率分布

Fig.2 Frequency distribution histogram of surface soil salinity

偏度、峰度和K-S檢驗(yàn)(漸進(jìn)顯著性系數(shù)大于0.05)結(jié)果表明，棉花采收后表層土壤含鹽量數(shù)據(jù)均符合正態(tài)分布的要求，數(shù)據(jù)可以直接運(yùn)用ArcGIS地統(tǒng)計(jì)模塊進(jìn)行空間插值。

2.2 表層土壤含鹽量的趨勢(shì)分析

受自然條件和人類活動(dòng)的影響，區(qū)域土壤鹽分的空間格局呈現(xiàn)趨勢(shì)分布和異向性特征，為了在空間插值時(shí)免受數(shù)據(jù)趨勢(shì)效應(yīng)的干擾，應(yīng)將趨勢(shì)剔除。運(yùn)用 ArcGIS10.2軟件的地統(tǒng)計(jì)分析模塊，獲得表層土壤鹽分的趨勢(shì)效應(yīng)特征(圖3)。趨勢(shì)效應(yīng)一般分為0階(沒(méi)有趨勢(shì)效應(yīng))、常量(區(qū)域化變量沿一定方向呈常量增加或者減少)、一階(區(qū)域化變量沿一定方向呈直線變化)、二階或多階(區(qū)域化變量沿一定方向呈多項(xiàng)式變化)[13]。圖3中X軸表示正東方向，Y軸表示正北方向，Z軸表示各點(diǎn)的土壤含鹽量的大小，考慮各向異性的情況下選擇旋轉(zhuǎn)0°、45°、90°、135°進(jìn)行分析。

圖3 表層土壤含鹽量趨勢(shì)分析

Fig.3 Trend analysis of surface soil salinity

從圖3中可以看出，研究區(qū)棉花采收后表層土壤含鹽量均存在二階趨勢(shì)，各向異性情況下旋轉(zhuǎn)0°和90°、45°和135°趨勢(shì)一致。在東西方向、南北方向、東北至西南方向和東南至西北方向二階趨勢(shì)均顯著，東西方向呈現(xiàn)“U”字形，中間趨勢(shì)的影響力低，兩邊趨勢(shì)的影響力高；南北方向呈現(xiàn)倒“U”字形，中間趨勢(shì)的影響力高，兩邊趨勢(shì)的影響力低；東北至西南方向呈現(xiàn)“U”字形，中間趨勢(shì)的影響力低，兩邊趨勢(shì)的影響力高；東南至西北方向呈現(xiàn)倒“U”字形，中間趨勢(shì)的影響力高，兩邊趨勢(shì)的影響力低。

總體上棉花采收后表層土壤含鹽量具有強(qiáng)二階趨勢(shì)效應(yīng)，中部趨勢(shì)影響力變化劇烈?，敽庸鄥^(qū)中部修建了很多平原水庫(kù)，庫(kù)容較大且相對(duì)集中分布，盡管水庫(kù)或多或少都進(jìn)行了防滲漏處理，但隨著使用年限的增加，水庫(kù)滲漏致使周邊地區(qū)地下水埋深較淺，石總場(chǎng)5連鄰近夾河子水庫(kù)月平均地下水埋深3.63 m，142團(tuán)19連鄰近安集海水庫(kù)月平均地下水埋深3.32 m，受潛水蒸發(fā)的影響土壤含鹽量增高，使得中部表層土壤含鹽量的變化大，影響了土壤鹽分的分布格局和趨勢(shì)，這與張?zhí)碛拥萚14]利用遙感影像分析瑪河灌區(qū)土壤鹽堿化演變的成因相一致。

2.3 表層土壤鹽分的半方差函數(shù)分析

2.3.1 各向同性半方差函數(shù)分析 各向同性是指半方差函數(shù)在計(jì)算時(shí)僅依賴空間距離，而假定區(qū)域化變量在各個(gè)方向上的性質(zhì)變化相同。經(jīng)最優(yōu)擬合發(fā)現(xiàn)棉花采收后表層土壤含鹽量可用球狀模型進(jìn)行擬合，其RSS很小，說(shuō)明理論模型可以較好地反映表層土壤鹽分各向同性空間結(jié)構(gòu)特征。

表2 表層土壤鹽分各向同性半方差函數(shù)理論模型及相關(guān)參數(shù)

塊金值的大小反映區(qū)域化變量的隨機(jī)性大小，基臺(tái)值的大小反映區(qū)域化變量在研究范圍內(nèi)變異的強(qiáng)度?？臻g變異性強(qiáng)弱可根據(jù)塊金值與基臺(tái)值的比值，即塊金系數(shù)進(jìn)行劃分。塊金系數(shù)表示由隨機(jī)部分引起的空間變異性占總體變異的比例，若塊金系數(shù)<25%，說(shuō)明變量有很強(qiáng)的空間相關(guān)性，25%～50%說(shuō)明變量有明顯的空間自相關(guān)，50%～75%時(shí)變量有中等空間自相關(guān)，>75%時(shí)變量空間自相關(guān)弱，變異主要由隨機(jī)變異組成[8]。表2中，棉花采收后表層土壤含鹽量塊金系數(shù)<25%，表明變量具有很強(qiáng)的空間相關(guān)性，其變異主要受結(jié)構(gòu)性因素(如氣候、成土母質(zhì)、地形、土壤類型等)的影響，這與沈浩等[11]的研究結(jié)果相一致。

變程能夠反映土壤含鹽量空間自相關(guān)范圍的大小，在變程范圍內(nèi)土壤含鹽量具有空間自相關(guān)性，反之則是獨(dú)立的。棉花采收后表層土壤含鹽量的變程為28.500 km，大于取樣點(diǎn)平均間距10 km，因此進(jìn)行空間內(nèi)插是有效的。分維數(shù)越大由空間自相關(guān)部分引起的空間異質(zhì)性越高，棉花采收后表層土壤含鹽量的分維數(shù)比較高，更好地說(shuō)明土壤含鹽量空間變異性主要由空間自相關(guān)構(gòu)成。

2.3.2 各向異性半方差函數(shù)分析 各向異性是指半方差函數(shù)在各個(gè)方向上區(qū)域化變量的性質(zhì)變化不同，是空間異質(zhì)性程度的重要部分。各向異性比為主軸變程與亞軸變程的比值，如果各向異性比等于或接近1，說(shuō)明變量在各方向上變化是同性的，為各向同性，否則稱為各向異性[15]。

表3 表層土壤鹽分各向異性半方差函數(shù)理論模型及相關(guān)參數(shù)

注：角度容差為45°，正東-西方向?yàn)?°。 Note: the allowance of angle is 45°，east-west direction is 0°。

由表3可知，棉花采收后表層土壤含鹽量在0°方向上的各向異性比為3.246，表明在該方向上差異顯著，表現(xiàn)為各向異性；在45°和90°方向上各向異性比為1.000，表明在這兩個(gè)方向上差異不明顯，表現(xiàn)為各向同性；在135°方向上各向異性比為1.104，說(shuō)明在這個(gè)方向上存在一定程度的各向異性。

通過(guò)研究區(qū)高程(圖1)可以看出，0°方向大部分沿等高線，45°和135°方向部分沿等高線，90°方向垂直于等高線，因而棉花采收后表層土壤含鹽量在沿等高線方向表現(xiàn)為各向異性，在垂直等高線方向表現(xiàn)為各向同性。

2.4 表層土壤鹽分的空間分布格局

基于采樣點(diǎn)含鹽量，結(jié)合簡(jiǎn)單克里金插值方法，剔除二階趨勢(shì)，應(yīng)用半方差函數(shù)理論模型及相關(guān)參數(shù)獲得了瑪河灌區(qū)棉花采收后表層土壤鹽分的空間分布格局(圖4)。根據(jù)土壤鹽化的分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)將土壤分為非鹽化土(土壤含鹽量<2 g·kg-1)、輕度鹽化土(土壤含鹽量2～4 g·kg-1)、中度鹽化土(土壤含鹽量4～6 g·kg-1)、重度鹽化土(土壤含鹽量6～10 g·kg-1)和鹽土(土壤含鹽量>10 g·kg-1)，據(jù)此確定含鹽量級(jí)別及插值分類臨界值[16]。

由圖4可知，研究區(qū)不存在鹽土、重度鹽化土和中度鹽化土。棉花采收后輕度鹽化土在整個(gè)灌區(qū)占主導(dǎo)，廣泛分布于各子灌區(qū)，面積為6 035.247 km2，占灌區(qū)總面積的比例最大，為71.846%；非鹽化土主要分布在南部山前地區(qū)，莫索灣灌區(qū)局部地區(qū)，面積為2 365.041 km2，所占比例為28.154%。李明思等在田間尺度研究長(zhǎng)期應(yīng)用膜下滴灌棉田土壤濕潤(rùn)鋒處的鹽分積累不會(huì)造成整個(gè)土層的鹽分含量增高[12]，進(jìn)一步驗(yàn)證灌區(qū)尺度膜下滴灌棉田土壤屬于非鹽化土和輕度鹽化土；地下水埋深是影響研究區(qū)土壤鹽分空間分布的一個(gè)重要因素[9]，研究區(qū)南部山前地區(qū)(如143團(tuán)16連月平均地下水埋深128.13 m)、東北部莫索灣灌區(qū)(如148團(tuán)氣象站月平均地下水埋深25.55 m)地下水埋深較深，遠(yuǎn)大于北疆地下水臨界埋深2.5 m[17]，不利于土壤鹽分向表層遷移；中部平原水庫(kù)周圍(如141團(tuán)3連月平均地下水埋深2.98 m)及瑪納斯河下游地區(qū)(121團(tuán)良繁連月平均地下水埋深3.91 m)地下水埋深淺，雖未達(dá)到臨界埋深，但井灌區(qū)年內(nèi)變幅較大，非灌溉季節(jié)地下水位上升極易達(dá)到臨界埋深，此時(shí)土壤鹽分表聚現(xiàn)象加重，造成表層土壤鹽分具有明顯的連續(xù)變化。

圖4 表層土壤鹽分的空間分布格局

Fig.4 Spatial distribution patterns of surface soil salinity

3 結(jié) 論

1) 描述性統(tǒng)計(jì)分析和正態(tài)分布性檢驗(yàn)表明：棉花采收后表層土壤含鹽量表現(xiàn)為中等強(qiáng)度變異性，采樣點(diǎn)位、采樣時(shí)間的選擇對(duì)土壤鹽分變異性有較大影響；表層土壤含鹽量符合正態(tài)分布的要求，可以進(jìn)行地統(tǒng)計(jì)學(xué)分析。

2) 趨勢(shì)分析表明：棉花采收后表層土壤含鹽量具有強(qiáng)二階趨勢(shì)效應(yīng)，中部趨勢(shì)影響力變化劇烈。究其原因是中部平原水庫(kù)滲漏，導(dǎo)致地下水位抬升，土壤含鹽量增高，增大了中部表層土壤鹽分的變化，影響了土壤鹽分的分布格局和趨勢(shì)。

3) 各向同性半方差函數(shù)分析表明：棉花采收后表層土壤含鹽量可用球狀模型進(jìn)行擬合，塊金系數(shù)<25%，具有很強(qiáng)的空間相關(guān)性，其變異主要受空間結(jié)構(gòu)性因素的影響。各向異性半方差函數(shù)分析表明：棉花采收后表層土壤含鹽量沿等高線方向表現(xiàn)為各向異性，在垂直等高線方向表現(xiàn)為各向同性。

4) 空間分布格局顯示：棉花采收后研究區(qū)表層土壤鹽分具有明顯的連續(xù)變化，不存在鹽土、重度鹽化土和中度鹽化土；輕鹽化土在整個(gè)灌區(qū)占主導(dǎo)地位并廣泛分布于各子灌區(qū)，所占比例為71.846%，非鹽化土主要分布在南部山前地區(qū)和東北局部地區(qū)，所占比例為28.154%。

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Spatial variation of surface soil salinity in under-film drip irrigating of cotton field in irrigated areas of Manas River Basin

XIN Ming-liang1,2, LU Ting-bo1,2, HE Xin-lin1,2, CAO Yu-bin1,2, WANG Meng-meng1,2

(1.CollegeofWaterConservancy&ArchitecturalEngineering,ShiheziUniversity,Shihezi,Xinjiang832000,China; 2.KeyLaboratoryofModernWater-SavingIrrigatedofXinjiangBingtuan,Shihezi,Xinjiang832000,China)

Using the methods of geostatistics and simple Kriging interpolation, this research investigated the spatial variation of surface soil salinity in the under-film drip irrigated of cotton field in plain irrigation areas of middle reaches of Manas River. The results showed that the variation coefficient of surface soil salinity after harvesting was 35.62%, presenting the moderate-intensity variability and following the normal distribution, meanwhile exhibiting a strong second-order trend effect especially for the midland. Isotropic semivariogram showed that Nugget coefficient was less than 25%, indicating that soil salinity had a strong spatial correlation under the influence of structural factors. Surface soil salinity after harvesting showed an anisotropy along the contour line and the isotropy perpendicular to the contour line, respectively. The spatial distribution of surface soil salinity after harvesting presented an obviously and continuously changing trend, and the moderate salinized soil, heavy salinized soil and saline soil were not detected in the research region. The mild salinized soil dominated the subsidiary irrigated areas, while the non-salinized soil was mainly located in the northeast region and mountain front area of southern region.

manas river basin irrigated areas; under-film drip irrigated; surface soil salinity; spatial variability； semi-variogram

1000-7601(2017)04-0074-06

10.7606/j.issn.1000-7601.2017.04.12

2016-05-20

NSFC-新疆聯(lián)合基金項(xiàng)目(U1203282)；國(guó)家自然科學(xué)基金(51669030)；石河子大學(xué)優(yōu)秀青年項(xiàng)目(2013ZRKXYQ17)

辛明亮(1990—)，男，河南舞陽(yáng)人，碩士研究生，研究方向?yàn)檗r(nóng)業(yè)高效用水理論與新技術(shù)。 E-mail：xml8521fblwzy@163.com。

呂廷波(1978—)，男，山東臨朐人，副教授，研究方向?yàn)楣?jié)水灌溉理論與新技術(shù)。 E-mail：lvtingbo@126.com。

S156.4

A