土壤鹽分分布影響因素研究綜述

李昱君　濮勵杰

摘要

以水鹽動態(tài)變化為線索，綜述了影響存量消減的因素和導(dǎo)致鹽分增量的因素，旨在厘清土壤鹽分變化的機理，分析各種影響因素之間的關(guān)系。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，影響土壤鹽分的因素主要有降水、排水、蒸發(fā)、地貌覆被、灌溉、施肥、大型工程等，且各種因素相互影響和制約。

關(guān)鍵詞 土壤鹽分； 土壤鹽漬化； 鹽分遷移； 空間分布

中圖分類號 S159；P934 文獻標(biāo)識碼

A 文章編號 0517-6611（2018）14-0019-02

Study Review on Influence Factors of Soil Salinity Distribution

LI Yujun，PU Lijie （School of Geographic and Oceanographic Science，Nanjing University，Nanjing，Jiangsu 210023 ）

Abstract Mainly using the water salt dynamic change as the clue，this paper respectively summarized the influence factors of stock reduction and the factors causing salt increment，and aimed at the analysis of literature on influence factors of soil salinity，and in order to clarify the mechanism of the change of soil salinity，analyze the relationship between various factors.By the reorganization of literature，we found that the main influence factors of soil salt：precipitation，drainage，evaporation，landform cover，irrigation，fertilization，and largescale projects，and each factor was not isolated to influence the distribution of soil salt but influenced and restricted it mutually.

Key words Soil salinity；Soil salinization；Salt migration；Spatial distribution

我國是受土地鹽堿化影響較大的國家之一，我國約1/3的耕地受到土壤鹽堿化的威脅。水和肥是改良鹽漬土的重要物質(zhì)，水鹽動態(tài)和肥鹽動態(tài)是鹽漬土改良的重要依據(jù)[1]。影響鹽分分布的因素主要包括土壤水分、地下水以及與水分相關(guān)的地形和土地覆被、人類耕作方式和一些大型的工程項目等。從作用機理看，主要影響鹽分存量消減的凈輸出有降水、淡水滴灌和土壤覆被等；影響鹽分增量的凈轉(zhuǎn)入有蒸發(fā)、地下水、覆膜鹽水滴灌、施肥、大型工程等增加土壤鹽分輸入等。筆者綜述了土壤鹽分分布的影響因素，旨在厘清土壤鹽分變化的機理，分析各種影響因素之間的關(guān)系。

1 影響土壤鹽分存量消減的影響因素

1.1 降水

降水是土壤水分的重要來源。降水對土壤的脫鹽效果極強，如特大暴雨可以促使淺層土壤鹽分向下遷移，脫鹽土層深度與地下水水位有關(guān)[2]。謝承陶[3]在研究水鹽變化規(guī)律時認(rèn)為，影響土壤水鹽運動的因素主要有氣候條件、地形地貌、土壤質(zhì)地與土體構(gòu)型、地下水位、地下水礦化度與化學(xué)性質(zhì)以及土壤有機質(zhì)等，半濕潤、半干旱季風(fēng)氣候區(qū)，干濕季分明，使水分和鹽分在垂直方向上呈上行與下行、積鹽和脫鹽有規(guī)律地更替，表現(xiàn)出明顯的季節(jié)性變化，并以黃淮海平原為例，發(fā)現(xiàn)其在自然條件下受季風(fēng)氣候影響，土壤水鹽運動表現(xiàn)為蒸發(fā)—積鹽、淋溶—脫鹽和相對穩(wěn)定3種形式，周年內(nèi)土壤水鹽運動態(tài)可劃分為4個階段：春季強烈蒸發(fā)—積鹽階段（3—6月）、夏季降雨—淋鹽階段（7—8月）、秋季蒸發(fā)—積鹽階段（9—11月）和冬季相對穩(wěn)定階段（12月—次年2月）。

1.2 排灌條件

謝承陶[3]研究發(fā)現(xiàn)，排灌配套工程和農(nóng)業(yè)耕種管理綜合措施，對土壤水鹽運動影響極大。如果在發(fā)展自流灌溉時采取的水利工程技術(shù)措施不盡合理，就會引起灌區(qū)水鹽平衡失控，導(dǎo)致土壤次生鹽漬化。Barnard等[4]研究表明灌溉可使表層含鹽量大的土壤孔隙水向下淋溶，透過土壤耕作層，而被含鹽少的灌溉水替代，從而使得耕作層以上的土壤剖面多余鹽分去除而達到均衡狀態(tài)。劉春卿等[5]通過實驗室模擬發(fā)現(xiàn)棉田在覆膜滴灌條件下，淡水滴灌可使上層土壤脫鹽，微咸水滴灌會使土壤表層鹽分增加并穩(wěn)定于一定數(shù)值；同時滴灌有促進表層鹽分向下運移的作用。

1.3 地形與土地覆被 不同地貌、不同土地覆被對土壤鹽分的分布有顯著影響。從目前研究看，地形和土地覆被類型與土壤鹽分含量有中等相關(guān)性，F(xiàn)ang等[6]通過對黃河三角洲土壤鹽分含量與地形和土地覆被關(guān)系的分析發(fā)現(xiàn)，土壤鹽分含量與地形和土地覆被呈中等相關(guān)關(guān)系，鹽分含量由高到低依次為洼地、河灘、廢棄河道，土地覆被上荒地鹽分含量尤其高，工業(yè)與居民用地明顯高于農(nóng)業(yè)用地。馬恭博等[7]對萊州南岸土地覆被與土壤鹽分含量的研究發(fā)現(xiàn)，土壤鹽分含量與土地覆被呈中等相關(guān)性，土壤鹽分含量由高到低依次為鹽田、棉花、林地、雜草、大豆、玉米。鞏騰飛[8]對山東無棣縣土壤水鹽與植物覆蓋度的時空耦合關(guān)系研究發(fā)現(xiàn)，不同植被覆蓋土地的含鹽量不同，土壤鹽分與植物覆蓋度呈負(fù)相關(guān)，負(fù)相關(guān)程度與季節(jié)變化不顯著。同時土地利用類型的變化也會引起土壤鹽分含量的變化，如華北地區(qū)旱地向水澆地的改變加強了土壤耕層的脫鹽作用[9]。吳慶華等[10]發(fā)現(xiàn)秸稈覆蓋可以通過減少土壤無效蒸發(fā)而減少土壤淺層含鹽量，對深層土壤效果微弱。梁珍海等[11]研究發(fā)現(xiàn)，海防林通過以下3種途徑降低土壤鹽分，即抑制土壤蒸發(fā)減少土壤庫中鹽分輸入；提高土壤滲透增加土壤庫中鹽分輸出；樹木自身生理活動使土壤庫中鹽分凈輸出大于0。

2 影響土壤鹽分增量的影響因素

2.1 蒸發(fā)

土壤水鹽運動決定于土壤蒸發(fā)積鹽和淋洗脫鹽2種過程的對比。與降水相反，蒸發(fā)是下層土壤鹽分向上運移的動力。丁國強[12]研究發(fā)現(xiàn)，一個地區(qū)土壤鹽漬化和次生鹽漬化的狀況受其土壤水鹽運動規(guī)律的制約。在干燥炎熱和過度蒸發(fā)條件下，土壤毛管水上升運動強烈，潛水通過毛細作用向上運移至土壤表面，在高溫、干燥條件下，迅速被蒸發(fā)，轉(zhuǎn)化為水蒸氣并進入大氣，而其中鹽分則滯留在土壤中，這就是土壤主要的積鹽過程。郭全恩等[13]研究發(fā)現(xiàn)，在干旱半干旱地區(qū)，在綜合環(huán)境因素的影響下，不同土層的全鹽含量隨著潛在累積蒸發(fā)量的增加而增大。郭全恩等[14]研究發(fā)現(xiàn)，土壤蒸發(fā)量與土地覆被有關(guān)，引起鹽分在土壤剖面中的差異性分布，如裸露地塊土壤剖面鹽分含量高于植物覆蓋的地塊，而種植不同植被的土壤剖面鹽分累積的時期、強度和部位隨作物的不同而不同。

2.2 地下水

地下水與土壤鹽分的關(guān)系曾受到學(xué)者的關(guān)注。宋長春等[15]探討了潛水埋深、徑流條件、地表水及地下水的礦化度和離子組成對土壤含鹽量的影響，同時討論了潛水埋深和礦化度與土壤含鹽量的定量關(guān)系：潛水埋深關(guān)系孔隙水是否能到地表產(chǎn)生表面積鹽；地下水徑流通暢的地區(qū)土壤含鹽量低，反之則容易發(fā)生土壤鹽漬化；潛水礦化度越低，土壤鹽度越低。劉廣明等研究[16]發(fā)現(xiàn)0～40 cm土層土壤電導(dǎo)率與地下水埋深和地下水礦化度有較明顯的線性關(guān)系。王全九等[17]通過室內(nèi)模擬試驗，結(jié)果表明，一致性處理后的土壤含鹽量與地下水埋深呈良好的指數(shù)關(guān)系。任加國等[18]建立了土壤鹽漬化的類型、程度、特征與地下水之間相關(guān)關(guān)系。Xie等[19]在對黃河三角洲的研究中討論了地下水對土壤鹽分時間上的動態(tài)影響，發(fā)現(xiàn)土壤電導(dǎo)率與地下水埋深時間變化的一致性。

2.3 施肥

長期以來，為追求高產(chǎn)出，通常投入過量的肥料，使得土壤鹽分不斷累積，導(dǎo)致土壤環(huán)境質(zhì)量不斷惡化。研究表明，不同施肥方式和施肥水平對土壤鹽分的影響有一定差異。侯振安等[20]探討了不同滴灌施肥方式下土壤水、鹽、氮和棉花根系的分布，發(fā)現(xiàn)滴灌條件下不同施肥方式對土壤水鹽分布無明顯影響，但對于氮素在土壤中的分布影響顯著。翟勝祥[21]研究了不同灌溉方式、施肥方式對馬鈴薯產(chǎn)量及耕層土壤水溶性鹽遷移的影響，發(fā)現(xiàn)不同灌溉施肥方式以“滴灌+追肥”效益最高，漫灌土壤鹽分從上向下淋溶明顯，滴灌土壤鹽分淋溶不充分，鹽分在20～60 cm土層有積聚作用；同等條件下，施肥量越高土壤鹽分殘留量越大，土壤次生鹽漬化與施肥量關(guān)系密切。張繼舟等[22]研究發(fā)現(xiàn)，施肥可以快速增加土壤鹽分含量，過量施用肥料會引起土壤養(yǎng)分的快速富集，同時高度富集的養(yǎng)分成為土壤水溶性鹽基離子總量提高的根本原因。胡育驕等[23]采用海冰水灌溉，結(jié)合4種施肥措施：無機肥（傳統(tǒng)施肥）、有機肥與無機肥配施、土壤調(diào)理劑與無機肥配施和不施肥處理，研究海冰水灌溉不同施肥措施對土壤鹽分及離子運移、棉花產(chǎn)量的影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，海冰水灌溉0～100 cm土層土壤脫鹽率達40.2%，連續(xù)2年使用3 g/L海冰水灌溉經(jīng)過雨季降水淋洗，可以有效地降低0～100 cm土層土壤含鹽量，達到改良鹽堿地的效果，且不會造成濱海鹽堿地的次生鹽漬化；海冰水灌溉施加液膜處理后，無機肥配施土壤調(diào)理劑可促進土壤團粒結(jié)構(gòu)形成，增加土壤通透性，加速土壤鹽分淋洗。不同施肥水平直接影響土壤鹽分。王金輝等[24]研究發(fā)現(xiàn)，施肥對土壤鹽分產(chǎn)生較大影響，施肥增加了土壤鹽分離子含量；隨著施肥水平的提高，各層土壤的EC明顯上升，其中以0～2 cm土層EC上升幅度最大。

2.4 覆膜鹽水滴灌

Bezborodov等[25]探討了咸水灌溉條件下秸稈覆蓋對棉田鹽分分布的影響，在3年咸水灌溉的棉田中0.15 m深度秸稈覆蓋的棉田土壤含鹽量比未覆膜棉田高20%，并能獲得更高的土地產(chǎn)出。馬合木江·艾合買提等[26]研究發(fā)現(xiàn)，在覆膜滴灌條件下，新疆棉田的生育期初和生育期末會產(chǎn)生返鹽現(xiàn)象并存在次生鹽化風(fēng)險。馬文軍等[27]指出，在干旱氣候條件下，淡咸水灌溉會造成表層鹽分的積聚，且對于低鹽土壤引入的鹽分主要積累于深層，而對高鹽土壤引入的鹽分主要積累于土壤表層。竇超銀等[28]在重度鹽堿地進行覆膜咸水滴灌，通過對鹽分的淋洗和創(chuàng)造向下的水力梯度為作物根系生長創(chuàng)造良好條件。米迎賓等[29]通過對河南封丘地區(qū)灌溉方式的研究，發(fā)現(xiàn)咸水淡水輪灌會產(chǎn)生良好的土壤除鹽效果，以“咸咸淡”的方式為最佳。Muyen等[30]在澳大利亞東南部的研究表明，使用廢水灌溉盡管可以增加土壤養(yǎng)分，但會造成土壤鹽堿化。

2.5 大型工程

大型工程的建設(shè)可能對區(qū)域尺度或者跨區(qū)域尺度的鹽分分布產(chǎn)生重要影響。早在1968年，研究表明埃及阿斯旺水庫的建成阻止了尼羅河季節(jié)性泛濫的產(chǎn)生，加劇了尼羅河下游土地的鹽漬化，甚至改變了蘇伊士運河的水文狀況——減弱了自大咸湖到塞得港的北向水流，從而影響了運河沿岸的鹽分分布[31]。余世鵬等[32]研究發(fā)現(xiàn)，工程運行以來，長江河口枯水年份水位下降20 cm，造成咸潮入侵加劇，引起土壤積鹽，加劇河口地區(qū)的土壤鹽漬化。朱壽泉等[33]研究表明，南水北調(diào)工程的實施對于區(qū)域土壤鹽分的分布有很大影響，如水通過運河進入黃淮地區(qū)時通過抬高地下水位，使底層鹽分向上遷移造成次生鹽化。

3 小結(jié)

很多學(xué)者在土壤鹽分分布和防止土壤鹽漬化方面都進行了大量有益探索，為后來的研究提供了豐富的理論和經(jīng)驗證據(jù)，對改善土壤質(zhì)量提供大量參考數(shù)據(jù)。大部分學(xué)者還是基于自己所關(guān)注的某一個影響要素進行機理探索，如探究排灌技術(shù)、施肥方式和水平、大型工程甚至植物覆被等，取得了豐碩的成果。但事實上土壤鹽分分布的影響，可能是這些要素綜合影響的結(jié)果；而關(guān)于土壤鹽分的影響因素和相互的作用機理，缺乏系統(tǒng)性和體系化的研究，這也許是今后努力的方向。

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