新疆阿拉爾地區(qū)土壤鹽漬化特征

趙 凱，羅東海，郭 超，譚富榮，劉恩澤，張英海

(中國(guó)煤炭地質(zhì)總局航測(cè)遙感局，西安 710199)

土壤鹽漬化以及因灌溉引起的土壤次生鹽漬化問(wèn)題是我國(guó)干旱、半干旱區(qū)所面臨的主要生態(tài)環(huán)境問(wèn)題。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外學(xué)者采用不同方法在不同地區(qū)開(kāi)展鹽漬化的研究工作，馬成霞以渭庫(kù)綠洲為例，分析了0～10、10～30、30～50cm土壤層鹽漬化的空間參數(shù)，利用基于高維數(shù)特征空間所構(gòu)建土壤鹽漬化遙感監(jiān)測(cè)模型反映了鹽漬化地表鹽量組合及其變化信息；王海紅以昌吉地區(qū)重度鹽漬化農(nóng)田為研究對(duì)象，選取5種改良措施，對(duì)土壤鹽分變化與脫鹽效果進(jìn)行了研究，認(rèn)為土壤含鹽量與灌水量、地下水埋深和農(nóng)田蒸發(fā)量達(dá)到極顯著相關(guān)；孫倩選用了三期Landsat TM/ETM+影像，利用3S技術(shù)研究了土地利用/覆被變化與土壤鹽漬化效應(yīng)的影響。過(guò)去針對(duì)鹽漬化的分布特征研究較多，對(duì)土壤鹽漬化與地下水關(guān)系的研究較少。文中以阿拉爾地區(qū)為例，在研究區(qū)進(jìn)行均勻采樣，評(píng)價(jià)了0～1.6m三個(gè)不同深度的鹽漬化變化特征，研究了鹽漬化的空間分布特征和與地下水的關(guān)系，旨在查明該地區(qū)影響鹽漬化的主要因素，為阿拉爾土壤改良、城市建設(shè)和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供一定的參考價(jià)值。

1 研究區(qū)概況

研究區(qū)所在的阿拉爾市位于塔里木盆地北緣，北起天山南麓山地，南至塔克拉瑪干沙漠北緣，東臨沙雅縣，西抵柯坪縣，傍依阿克蘇河、塔里木河、臺(tái)蘭河、多浪河水系，位于阿拉爾市區(qū)西側(cè)。據(jù)阿拉爾氣象站及中國(guó)氣象局1956—2016年資料：工作區(qū)多年平均氣溫10.8℃，年平均最高氣溫18℃，年平均最低氣溫3℃，月極端最高氣溫 40.6℃，月極端低溫-25.4℃；多年平均蒸發(fā)量1 331.56mm，夏季(6—8月)蒸發(fā)量最大，約占全年的42.72%，汛期(5—10月)蒸發(fā)量約占全年的74.46%；多年平均降水量 47.21mm，5—10月降水量最多，約占全年的97%左右；阿拉爾市光熱資源充足，年平均日照時(shí)數(shù)2 838.2h，年平均無(wú)霜期 214 d，屬暖溫帶內(nèi)陸干旱氣候，光照充足，降水少，蒸發(fā)強(qiáng)烈。研究區(qū)地處天山南麓、塔克拉瑪干大沙漠北緣、阿克蘇河與葉爾羌河、和田河匯交的塔里木河上游，地勢(shì)開(kāi)闊，地形緩平。

2 樣品測(cè)試

3 土壤鹽漬化特征

3.1 土壤鹽分分布特征

1)0～0.2m。其中重度鹽漬化、鹽土主要分布在研究區(qū)北東玉阿公路東西兩側(cè)及西南側(cè)勝利水庫(kù)一帶，在二號(hào)工業(yè)園區(qū)也有少量分布，以亞硫酸鹽漬土為主，并見(jiàn)有硫酸鹽漬土、亞氯鹽漬土、氯鹽漬土類(lèi)型，面積約為60.1km2,占比16.3%。中度鹽漬化在區(qū)內(nèi)廣泛，注意集中在塔里木河北岸洪積平原區(qū)及河流階地，以硫酸鹽漬土為主，并見(jiàn)有少量亞硫酸鹽漬土，面積200.2km2,占比54.2%。輕度鹽漬化較為分散，在托海鄉(xiāng)東側(cè)、農(nóng)場(chǎng)七連、十四連附近少量分布，主要為亞硫酸鹽漬土，面積23.7km2，占比6.4%。非鹽漬化主要位于塔里木河北岸，在綠園鎮(zhèn)南、工二團(tuán)三連、托海鄉(xiāng)以北等區(qū)域分布，面積85.3km2，占比23.1%(圖1a)。

1.非鹽漬化區(qū)； 2.輕度鹽漬化區(qū)； 3.中度鹽漬化區(qū)； 4.重度鹽漬化區(qū)； 5.鹽土； 6.亞硫酸鹽漬土； 7.硫酸鹽漬土； 8.亞氯鹽漬圭；9.氯鹽漬化； 10.鹽漬化程度分區(qū)； 11.鹽漬土類(lèi)型分區(qū)。圖1 鹽漬化分布Figure 1 Salinization distribution

2)0.6～0.8m。其中鹽土零星分布，重度鹽漬化主要分布在研究區(qū)北東玉阿公路一帶，為硫酸鹽漬土類(lèi)型，面積為44.2km2，占比12%。中度鹽漬化在廣泛分布于塔里木河兩岸研究區(qū)，塔里木河北岸主要為硫酸鹽漬土類(lèi)型，南岸為亞硫酸鹽漬土類(lèi)型，面積279.0km2，占比75.5%。輕度鹽漬化在區(qū)內(nèi)零星分布，主要以硫酸鹽漬土為主，并有亞硫酸鹽漬土類(lèi)型，面積25.8km2，占比7.0%。非鹽漬化主要分布在工業(yè)園區(qū)、塔里木河附近，面積25.5km2，占比6.9%(圖1b)。

3)1.4～1.6m。鹽土主要分布在二號(hào)工業(yè)園區(qū)附近，研究區(qū)北東，重度鹽漬化分布在農(nóng)場(chǎng)六連及北側(cè)區(qū)域，面積55.5km2,占比15%。中度鹽漬化分布于農(nóng)場(chǎng)七連附近，零星分布于塔里木河兩岸，面積50.8km2，占比13.7%。輕度鹽漬化廣泛分布于塔里木河兩岸，面積247.7km2，占比67.1%。非鹽漬化僅零星分布于塔里木河北岸，面積15.3km2,占比僅4.2%(圖1c)。

對(duì)不同深度鹽漬化的分布情況進(jìn)行分析可知：土壤鹽分運(yùn)動(dòng)特征在表層表現(xiàn)為脫鹽型，中部表現(xiàn)為聚鹽型，底部鹽漬化程度較輕，體現(xiàn)了土壤鹽分聚集受毛細(xì)水強(qiáng)烈上升高度影響，主要集中在0.6～0.8m，而0～0.2m表層受灌溉影響表層鹽分在淋濾作用下表現(xiàn)為脫鹽型。從表層往下，鹽土面積先減少后增加，總體分布較少，強(qiáng)鹽漬土含量基本穩(wěn)定，中等鹽漬土先增加后減少，輕度鹽漬化呈逐漸增加趨勢(shì)，越往深部，鹽漬化程度越輕，不同鹽漬化之間相互轉(zhuǎn)化。

3.2 鹽漬化與地下水關(guān)系

土壤鹽漬化在形成過(guò)程中，受到地下水影響人主要因素為地下水位、礦化度、水化學(xué)特征以及地下水的補(bǔ)給、徑流、排泄等。

3.2.1 土壤鹽漬化與水化學(xué)特征關(guān)系

研究區(qū)鹽漬化類(lèi)型以硫酸鹽型、亞硫酸鹽型為主，潛水化學(xué)類(lèi)型以Cl·SO4-Na型水為主。土壤鹽漬化與潛水礦化度關(guān)系密切，當(dāng)?shù)叵滤V化度小于 1g/L 時(shí)，表層土壤基本無(wú)鹽漬化或輕微鹽漬化，主要分布在勝利水庫(kù)北東側(cè)；當(dāng)?shù)叵滤V化度介于1～3g/L時(shí)，表層土壤多呈輕度—中度鹽漬化，水化學(xué)類(lèi)型為Cl·SO4—Na·Mg型，主要分布在塔里木河南北兩岸；當(dāng)?shù)叵滤V化度為3～10g/L時(shí)，表層土壤呈中度或重度鹽漬化，水化學(xué)類(lèi)型為Cl·SO4—Na型，主要分布在洪積平原；當(dāng)?shù)叵滤V化度大于10g/L時(shí)，表層土壤多呈重度鹽漬化或鹽土，土質(zhì)較差，分布在二號(hào)工業(yè)園區(qū)西側(cè)(圖2、圖3)。

1.小于1.0g/L; 2.1.0～3.0g/L; 3.3.0～10g/L; 4.大于10g/L。圖2 潛水礦化度分布Figure 2 Phreatic water mineralization distributions

1.Cl； 2.Cl·SO4; 3.SO4·HCO3; 4.SO4·Cl; 5.Na; 6.Na·Ca;7.Na·Mg; 8.Na·Mg·Ca; 9.陰離子界線； 10.陽(yáng)離子界線圖3 潛水水化學(xué)類(lèi)型Figure 3 Phreatic water hydrochemical types

1.潛水埋深<1m； 2.潛水埋深1～3m; 3.潛水埋深>3m;4.潛水埋深； 5.潛水等水位線； 6.潛水流向圖4 潛水埋深及水位等值線Figure 4 Phreatic water buried depth and water level isogram

3.2.2 土壤鹽漬化與水位埋深的關(guān)系

從圖4可以看出， 地下水流向塔里木河以北主要自北西到南東，塔里木河以南地下水流向?yàn)樽晕髂舷虮睎|。地下水埋深小于1m的區(qū)域主要分布在塔里木河南北一級(jí)階地，水位埋藏淺，地下水礦化度多為1～3g/L，鹽漬化程度輕度—中等。地下水埋深1～3m的區(qū)域，廣泛分布于研究區(qū)，地下水礦化度多為3～5g/L，鹽漬化程度中等—重度。地下水埋深大于3m的區(qū)域，多為中度鹽漬化，二號(hào)工業(yè)園區(qū)附近見(jiàn)有少量重度鹽漬化。可見(jiàn)，土壤鹽漬化與地下水的關(guān)系較為復(fù)雜，但中度—重度鹽漬化多集中分布于地下水埋深1～3m的區(qū)域，且主要位于塔里木河以北，這與洪積平原區(qū)巖性多為粉質(zhì)粘土、粉土有一定關(guān)系。

4 結(jié)論

1)不同深度的土壤鹽漬化特征不同，整體上鹽漬化表聚作用強(qiáng)烈，往深部鹽漬化程度減弱，0～0.2、0.6～0.8m處以中度鹽漬化為主，1.4～1.6m處以輕度鹽漬化為主，但總體上均以硫酸鹽型和亞硫酸鹽型為主。

通過(guò)上述分析，認(rèn)為研究區(qū)土壤鹽漬化主要分布在研究區(qū)西南角和東北角，以及二號(hào)工業(yè)園區(qū)一帶， 其含鹽量較高， 應(yīng)積極采取措施改良土壤鹽漬化，提高土地利用率。鹽漬化的分布特征受到時(shí)間和空間多重因素的影響，要全面治理鹽漬化，還需要因地制宜，科學(xué)管理。