肖 讓，姚寶林， 葉含春，王興鵬，孫海燕

(塔里木大學(xué)水利與建筑工程學(xué)院，新疆 阿拉爾 843300)

關(guān)于地下水與土壤鹽分關(guān)系的研究很多，裴鐘源[1]獲得洼地地下水位和地下水礦化度與土壤含鹽量的季節(jié)性變化規(guī)律，表層鹽分季節(jié)性變化明顯；彭望錄[2]研究了地下水埋深、礦化度和地貌因子對(duì)土壤鹽堿化的影響，建立了用于綜合分析土壤鹽堿化的數(shù)學(xué)模型;姜洪濤[3]研究了干旱區(qū)土壤變化特征以及遙感反演；Ceuppens等[4]認(rèn)為地下水埋深淺、礦化度高、易于鹽分在毛管作用下向上遷移；郭全恩[5]等研究表明不同地下水埋深對(duì)土壤鹽分離子的影響具有規(guī)律性。部分研究認(rèn)為地下水位和表層土壤及地下水鹽含量狀況存在相互依存關(guān)系[6,7]?！胞}隨水來，鹽隨水去”，土壤水鹽兩者息息相關(guān)，互相影響。

新疆南疆地區(qū)降水稀少，屬于典型灌溉農(nóng)業(yè)區(qū)，為解決水資源短缺和時(shí)空分布不均的問題，20世紀(jì)50年代開始實(shí)施大規(guī)模的屯墾戍邊，興修水利，一方面在河流出山口修建引水渠首和長距離的引水干渠；另一方面在綠洲內(nèi)修建大量的平原水庫,形成了“上引下蓄，一塊天對(duì)一塊地”的水利工程分布格局，截至2010年已建成564座水庫，以小型水庫和平原水庫為主[8]，且平原水庫會(huì)造成其周邊地下水位升高，產(chǎn)生次生鹽堿化，進(jìn)而對(duì)水庫周邊生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生一定不利影響。由于南疆生態(tài)環(huán)境脆弱，干旱區(qū)水資源開發(fā)利用所引起的生態(tài)環(huán)境問題十分普遍，一直為世人所關(guān)注[9]。因此開展平原水庫周邊生態(tài)林地地下水位、地下水礦化度以及對(duì)土壤水鹽含量等的時(shí)空變化研究，以期為平原水庫周邊水土資源管理提供參考。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

研究區(qū)地理位置N40°38.920′～N40°38.930′，E80°45.385′～E80°45.386′，位于新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)第一師阿拉爾市的多浪水庫南庫區(qū)生態(tài)林地，該水庫屬第一師范圍內(nèi)第二大平原水庫，地處天山南麓、塔克拉瑪干沙漠北緣，年均氣溫10.8 ℃，降水量40.1～98.8 mm，日照2 556～2 991 h，無霜期180～224 d，屬典型的暖溫帶大陸性干旱荒漠氣候，地下水補(bǔ)給是生態(tài)林地供水的主要來源。測區(qū)旁邊為無防滲人工魚塘。

1.2 研究方法

(1)地下水埋深：在研究區(qū)設(shè)置地下水觀測井，用于監(jiān)測地下水動(dòng)態(tài)變化。

(2)地下水水質(zhì)檢測：定期提取水樣，過濾后采用烘干殘?jiān)y定總鹽，同時(shí)用電導(dǎo)率儀測定地下水電導(dǎo)率值，擬合計(jì)算地下水礦化度，擬合公式y(tǒng)=0.746x-0.136(R2=0.852，x為地下水電導(dǎo)率值，y代表礦化度)。

(3)土壤指標(biāo)測定：土壤含水率采用烘干法測定，以10 cm深度為單位，測定研究區(qū)0～100 cm深度土壤的水分分布狀況。土壤含鹽量采土水比為1∶5的土壤溶液，震蕩過濾后測定電導(dǎo)率值，同時(shí)用殘?jiān)y定土壤含鹽量，兩者擬合公式為y=0.363x+0.0108(R2=0.986 6 ，x為土壤溶液電導(dǎo)率值，y為土壤含鹽量g/kg)。

2 結(jié)果與分析

2.1 土壤含水量和含鹽量的空間分布特征

2.1.1土壤含水率的空間分布特征

通過2013和2014年兩年的試驗(yàn)觀測數(shù)據(jù)得出(見圖1)，土壤含水率整體隨著土層深度的增加而增加，兩年的整體變化趨勢相同。與 0～20 cm 的表層土壤含水率變化對(duì)比，20～60 cm之間土壤含水率呈現(xiàn)相同的曲線特征，土壤含水率變化速率明顯低于0～20 cm。60～80 cm 的土壤含水率變化的波動(dòng)平緩。80～100 cm 的土壤含水率與前四層有很大的差別，土壤含水率明顯高于其他層，但是會(huì)出現(xiàn)先減小后增加的變化趨勢。波動(dòng)性相比其他土層變化是較大，兩年中土壤含水率最大值24.6%。

圖1 2013年和2014年土壤含水率空間分布

2.1.2土壤含鹽量的空間分布特征

由圖2可以看出，土壤含量鹽在0.24～8.9 g/kg之間變化，2014年較2013年土壤含鹽量呈增加趨勢，且年內(nèi)不同土層差鹽分含量差異較大。其中10～40 cm的土層含鹽量變化最為明顯，具有顯著的鹽分表聚現(xiàn)象；40～100 cm的變化不明顯，變化范圍在0.5～1 g/kg，兩年間的土壤總鹽變化趨勢都是隨著土層深度的增加而減小，100 cm處達(dá)到最小值。從季節(jié)變化分析，夏季蒸發(fā)量大淺層土壤含鹽量高，其他時(shí)段相對(duì)含鹽量低，土層深度40 cm以下，土壤含鹽量變幅較小，趨于穩(wěn)定。

2.2 研究區(qū)地下水動(dòng)態(tài)變化

2.2.1地下水位變化

由于測區(qū)在水庫周邊，地下水埋深較淺，地下水埋深見圖3。在兩年的觀測記錄中，地下水位埋深最大值為1.8 m，地下水位埋深最小值為1.16 m。在兩年的試驗(yàn)研究中，測區(qū)中的地下水位變化范圍不是很大，最大值與最小值之間變幅0.64 m，其主要原因由于魚塘人工定期補(bǔ)水，水位較為穩(wěn)定，因此，該測區(qū)的地下水位與季節(jié)變化不相關(guān)，總體變化平穩(wěn)。

圖2 2013年和2014年土壤鹽分空間分布

圖3 地下水埋深變化

2.2.2地下水礦化度變化

2013-2014年地下水礦化度變化見圖4所示。2013年地下水礦化度相對(duì)較小，2014年地下水礦化度較2013年明顯增大。兩年中地下水礦化度最大值4.92 g/L，最小值為0.61 g/L。究其原因，主要是因?yàn)橥寥利}分從2013年7月開始至2014年10月在不斷增加，在地下水埋深變化過程中增加了鹽分淋溶，加之2014年氣溫較2013年高，表土水分蒸發(fā)強(qiáng)烈，進(jìn)而導(dǎo)致2014年地下水礦化度較2013年有明顯增大趨勢。

圖4 地下水礦化度

3 結(jié) 語

(1)在垂直方向上，地下水及土壤水受到地表蒸發(fā)與植物蒸騰的作用向地表運(yùn)動(dòng)，鹽分同時(shí)隨著水分的減小也向上運(yùn)動(dòng)，水分由于蒸發(fā)作用造成自下向上逐漸減少，即土壤含水量自下向上呈下降趨勢；鹽分則隨著水分富集與地表，所以土壤含鹽量自下向上呈上升趨勢。

(2)依據(jù)目前生態(tài)林地分布及長勢狀況分析，平原水庫對(duì)周邊生態(tài)林地影響不明顯，水鹽變化具有一定的季節(jié)性特征，但整體變幅不大，趨于穩(wěn)定。

(3)對(duì)于平原水庫在水平方向上不同距離尺度對(duì)生態(tài)林地的影響還有待進(jìn)一步研究。

[1] 裴鐘源，劉君閣.背河洼地土壤水鹽動(dòng)態(tài)研究[J].鄭州工學(xué)院學(xué)報(bào)，1994，12(2)：41-47.

[2] 彭望錄.土壤鹽漬化量化的遙感與GIS實(shí)驗(yàn)[J].遙感學(xué)報(bào)，1997，1(3)：237-240.

[3] 姜紅濤. 干旱區(qū)土壤水鹽變化特征及其影響因子的遙感反演和GIS分析[D]. 烏魯木齊：新疆大學(xué)，2014.

[4] Ceuppens J,Wopereis MCS.Impact of non drained irrigated rice cropping on soil salinization in the Senegal River Delta[J].Geoderma,1999,92:125-140.

[5] 郭全恩，馬忠明，王益權(quán)，等.地下水埋深對(duì)土壤剖面鹽分離子分異的影響[J].灌溉排水學(xué)報(bào)，2010，29(6)：64-67.

[6] 馬小偉，胡東華，振 鈴，等.土壤水分、鹽分對(duì)野鴨湖濕地植物群落演替的影響[J].首都師范大學(xué)學(xué)報(bào)，2008，29(1)：50-54．

[7] 孫 月，毛曉敏，楊秀英，等.西北灌區(qū)地下水礦化度變化及其對(duì)作物的影響[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2010，26(2)：103-108.

[8] 鄧銘江，于海鳴，李湘權(quán)，等. 新疆大壩建設(shè)進(jìn)展[J].水利水電技術(shù)，2010，41(7)：29-35.

[9] 婁鳳飛．新疆水資源開發(fā)利用中的生態(tài)環(huán)境問題及對(duì)策研究[D]．烏魯木齊：新疆師范大學(xué)，2011．