蔣名亮，陳小兵，單晶晶，郭建青，孫運朋，趙凌云，徐力剛

(1 中國科學院南京地理與湖泊研究所，南京 210008；2 中國科學院海岸帶環(huán)境過程與生態(tài)修復重點實驗室，山東煙臺 264000；3長安大學環(huán)境科學與工程學院，西安 710000；4 中國科學院南京土壤研究所，南京 210008； 5天津泰達綠化集團有限公司，天津 300457)

黃河三角洲縣域尺度的鹽漬化土壤化學參數(shù)特征研究①

蔣名亮1,2，陳小兵2*，單晶晶2，郭建青3，孫運朋4，趙凌云5，徐力剛1

(1 中國科學院南京地理與湖泊研究所，南京 210008；2 中國科學院海岸帶環(huán)境過程與生態(tài)修復重點實驗室，山東煙臺 264000；3長安大學環(huán)境科學與工程學院，西安 710000；4 中國科學院南京土壤研究所，南京 210008； 5天津泰達綠化集團有限公司，天津 300457)

地處黃河三角洲的山東省墾利縣土地資源豐富、土地利用率低，但區(qū)域內(nèi)土壤鹽漬化程度高，理化性質空間變異大，嚴重制約土地的有效開發(fā)利用。本研究通過在縣域范圍內(nèi)進行面上布點采樣及實驗室化學分析，系統(tǒng)研究了墾利縣縣域尺度 0 ～ 20及20 ～ 40 cm土層土壤鹽分及其化學參數(shù)間的通徑關系及土壤鹽漬化的空間分異特征。結果表明：調(diào)查期間的墾利縣0 ～ 20 cm土層土壤鹽分高于20 ～ 40 cm土層，除pH外兩層土壤各項化學參數(shù)的變異系數(shù)都在中等變異以上；影響0 ～ 20及20 ～ 40 cm 兩層土壤鹽分(EC5：1)的直接土壤化學參數(shù)為Cl-、Na+、Ca2+，4個參數(shù)有非常好的線性回歸曲線；0 ～ 20 cm土層土壤沿海岸線表現(xiàn)出強烈的鹽化和鈉質化現(xiàn)象，而20 ～ 40 cm土層整體上鹽分和鈉吸附比均小于表層土壤，鹽化和鈉質化較弱；土壤pH則表現(xiàn)為20 ～ 40 cm 土層高于0 ～ 20 cm土層，其堿化現(xiàn)象較為明顯。研究結果為墾利縣土壤鹽分研究提供可靠的基礎數(shù)據(jù)及經(jīng)驗公式，同時可為墾利縣土壤鹽漬化治理提供科學依據(jù)及理論指導。

墾利縣；土壤鹽漬化學參數(shù)；經(jīng)典統(tǒng)計分析；空間分異

作為土壤特性不確定性的主要來源之一[1-2]，土壤的空間變異性在土壤學研究中經(jīng)常被提及[3-4]。由于受母巖、氣候、地形、生物等因素影響不同，土壤的理化和生物特性在區(qū)域不同空間位置上存在差異，也稱為土壤的空間異質性或土壤的空間變異性[5-6]。土壤空間變異性是土壤重要的自然屬性之一[7]。土壤的理化狀況是時空的連續(xù)變異體，具有高度的空間異質性[8]。研究土壤靜態(tài)分異的主要手段為統(tǒng)計學理論，包括以概率論為基礎的經(jīng)典統(tǒng)計學和以區(qū)域化變量理論為基礎的地統(tǒng)計學[9]。國內(nèi)外不少學者基于統(tǒng)計學理論研究了區(qū)域土壤理化特性的靜態(tài)空間分異[10-12]，其中在黃河三角洲地區(qū)利用不同的科學手段也進行過大量的此類研究[13-15]。姚榮江等[16]、王紅等[17]、董芝等[18]通過土樣采集室內(nèi)分析的數(shù)據(jù)獲取手段，分析了不同條件不同尺度下土壤鹽分的空間分異情況。其中，王紅等[17]利用整個黃河三角洲上的多尺度采樣數(shù)據(jù)，探索了30 ～ 40 cm和90 ～ 100 cm深度土壤鹽分的空間分異，分析了不同尺度、深度土壤鹽分的變異系數(shù)和空間相關性的變化以及形成這種空間變異的地貌因素，并使用普通克里金插值的方法對土壤鹽分的空間區(qū)域分布進行了估測。姚榮江等[19]、孫運朋等[20]利用大地電導率儀測定田間尺度下的土壤表觀電導率，利用半方差模型和克里金插值的方法研究土壤鹽分分布。其中，孫運朋等[20]使用EM38電導率儀測定表觀電導率，采用經(jīng)典統(tǒng)計學和地統(tǒng)計學的方法研究了黃河三角洲濱海棉田地表以下0.375、0.75、1.5 m深度土壤電導率在春、夏、秋3個季節(jié)的時空變異性[21]。安樂生等[22]、王卓然等[23]、吳向東等[24]及楊勁松等[25]利用統(tǒng)計學的方法研究了土壤水鹽關系及其空間分布。其中，楊勁松等[25]使用黃河三角洲收集到的86個表層土壤的鹽分、pH及水分數(shù)據(jù)，采用經(jīng)典統(tǒng)計和地統(tǒng)計的方法分析了三者的空間變異特性及相關性，并得出隨機性因素是引起土壤鹽分、pH和水分異質性的主要因素。此外不少學者還研究了黃河三角洲土壤容重、離子、養(yǎng)分及植物群落、人為影響的空間分異及相互關系[26-30]，另外還有一些方法探討方面的研究[31]。但在縣域尺度上對土壤電導率與鹽分離子的通徑關系以及綜合討論土壤鹽漬化參數(shù)(EC、SAR和pH)空間分異的研究并不多見。

本文通過在墾利縣面上采集土樣，送入實驗室測試其多項化學參數(shù)，使用描述性統(tǒng)計及通徑分析的經(jīng)典統(tǒng)計方法研究了土壤各項化學參數(shù)的基本情況及土壤電導率與化學離子的相關關系，并使用克里金插值的地統(tǒng)計方法分析了土壤鹽堿化特征參數(shù)的空間分布情況。研究結果有助于了解墾利縣土壤鹽分等多項化學性質的基本情況，建立的經(jīng)驗公式可以幫助省略某些土壤調(diào)查項目和試樣分析項目，為減少工作成本的同時為類似調(diào)查研究提供參考，且土壤鹽堿化參數(shù)的空間插值結果對縣域范圍內(nèi)土壤鹽漬化科學治理和土地利用方式規(guī)劃具有重要的指導意義。此外，研究縣域土壤化學性質的空間變異性，不僅對理解陸海交界土壤的形成過程、結構和功能具有重要的理論意義，對今后深化土壤與植物的關系、植被的空間格局和各種生態(tài)過程對土壤影響的程度和尺度等研究也有非常重要的參考價值。

1 研究區(qū)概況與研究方法

1.1 研究區(qū)概況

墾利縣隸屬山東東營市，全縣均在黃河三角洲北部的海積沖積平原范圍內(nèi)，地理坐標37°24′ ～ 38°10′N，118°15′ ～ 119°19′ E。墾利縣年內(nèi)平均氣溫13.1℃，平均無霜期210 d，歷年平均降雨量532.6 mm，而年均蒸發(fā)量1 860.9 mm，蒸降比達3.5，屬于暖溫帶季風大陸性氣候。研究區(qū)降水集中在6—9月，而5、6月的蒸發(fā)量最大[32-33]，地下水埋深多介于 1.6 ～ 2.4 m，平均礦化度為 24.63 g/L[20]，強烈的年降水變異與較淺的地下水埋深及低平的地勢條件使得研究區(qū)內(nèi)冬季干旱，而夏季易發(fā)生漬澇災害。研究區(qū)土壤類型主要為鹽化潮土，鹽堿土面積占土壤總面積的2/3[34]，主要農(nóng)作物為比較耐鹽的棉花、小麥和玉米，自然植被主要有翅堿蓬、檉柳、蘆葦?shù)取?/p>

1.2 研究方法

1.2.1 采樣點布置 采樣前在室內(nèi)利用Google earth軟件，采用目視解譯的方法，在東營市墾利縣范圍及周邊區(qū)域內(nèi)以2 km為最短距離均勻設置149個采樣點。依據(jù)預設采樣點于2013年9月13日至2013年9月28日對調(diào)查區(qū)域由東至西、由南至北進行為期16 d的野外采樣。由于采樣設計過程中使用的地圖與實際地理位置存在一定的偏差，因此某些預設位置(例如濕地、水面)不能到達，實際采樣141 個，剔除一些樣品丟失的點，位于墾利縣內(nèi)的采樣點合計99個，其中64個采樣點位于棉田，26個采樣點在小麥、玉米和翅堿蓬地，其余9個采樣點處于光板地。本研究采樣點分布見圖1。在各采樣點上，使用土鉆采集 0 ～ 20、20 ～ 40 cm 土層土壤，分別使用密封袋封存編號，同時使用手持GPS導航儀記錄下采樣點準確位置。在采樣同時，記錄采樣點土地利用情況和周邊的植被、水文特征和地形地貌等。

1.2.2 土樣分析 土壤的電學特性是指示土壤含鹽量的一個重要指標，土壤溶液的電導率與土壤含鹽量呈正相關關系。本文使用水土比5∶1的土壤浸提液電導率EC5：1來表征土壤鹽分含量，EC5：1采用DDSJ-308A電導率儀測定；使用PHSJ-4A型pH計測定水土比5∶1的土壤浸提液的pH；同時，土壤浸提液中Cl-、SO2-4、Na+、K+、Mg2+、Ca2+等離子使用中科院煙臺海岸帶研究所測試分析中心的 Dionex ICS3000離子色譜儀測定。

鈉吸附是指土壤溶液中Na+與Ca2+、Mg2+濃度平均值的平方根比值，用于反映土壤中Ca2+、Mg2+的存在對交換性Na+堿化作用的中和作用，亦可以用于指導土壤的灌溉[35]。根據(jù)Na+、Mg2+、Ca2+摩爾濃度以及公式(1)可以計算出土壤的鈉吸附比SAR。

1.2.3 研究方法 黃河三角洲土壤鹽漬化嚴重，土壤鹽分空間變異性較大，對整個區(qū)域進行鹽漬土治理改良需要統(tǒng)籌兼顧。本文使用經(jīng)典統(tǒng)計的分析方法對墾利縣土壤鹽分的多項化學參數(shù)進行描述；使用通徑分析確定土壤鹽分及其化學元素間的直接與間接相關關系，通過建立回歸方程，以減少面上土壤調(diào)查的工作量；通過地統(tǒng)計空間插值分析土壤鹽堿化主要參數(shù)的空間分布，以了解研究區(qū)域的土壤鹽堿化情況，為土壤鹽堿化改良分區(qū)治理提供重要的理論依據(jù)。

通徑分析是數(shù)量遺傳學家Swell Wright于1921—1923年在研究遺傳學中繼承關系時提出的一種多元統(tǒng)計方法[36]。通徑分析可以將自變量和因變量之間表面直接相關性分解為它們之間的直接作用和間接作用，從而能夠分別研究自變量對因變量的直接作用大小和間接作用大小[37]。通徑系數(shù)計算方法參照劉廣明等[38]。

1.2.4 數(shù)據(jù)處理 本文使用Origin 8.0、SPSS 20及Excel軟件對土壤的浸提液化學參數(shù)進行描述性統(tǒng)計、參數(shù)正態(tài)檢驗及通徑分析計算；使用ArcGIS10.2進行克里金插值分析。

2 結果與討論

2.1 土壤電導率及離子組成的經(jīng)典統(tǒng)計

2.1.1 描述性統(tǒng)計 表1的統(tǒng)計結果顯示，兩層土壤所含鹽分中Cl-、Na+和SO2-4含量較高，而K+含量很低，離子濃度的平均值排序為Cl-＞Na+＞SO2-4＞Ca2+＞Mg2+＞K+，可見墾利縣土壤鹽分以NaCl為主，說明其鹽分來源主要為海水。比較0 ～ 20 cm和20 ～40 cm土層土壤浸提液的EC5：1及各個離子可以看出，0 ～ 20 cm土層各項化學參數(shù)均大于20 ～ 40 cm土層，可見面上調(diào)查期間土壤呈現(xiàn)出表層聚鹽現(xiàn)象。但20 ～40 cm土層土壤浸提液的SAR和pH均大于0 ～ 20 cm土層，說明20 ～ 40 cm土層土壤鈉質化和堿化現(xiàn)象相對更為明顯，對土壤理化性質和植物生長的影響更為嚴重[39]。

就土壤浸提液各化學參數(shù)的變異系數(shù)而言，除pH為弱變異外，其余參數(shù)均為中等變異和強變異。0 ～ 20 cm土層 SO2-4為中等變異，其余參數(shù)變異系數(shù)均大于1，為強變異，其中Cl-變異性最強；20 ～40 cm土層SO2-4和SAR為中等變異，其余均為強變異，以K+變異性最強，變異系數(shù)大于2；兩層土壤鹽分離子中以SO2-4變異性最弱。這些都表明Cl-、Na+、Ca2+、Mg2+和K+這些離子對地形地貌、水文氣象以及人類活動等外界環(huán)境的影響很敏感，是隨環(huán)境變化的敏感因子，是決定土壤鹽化的主要變量[40]。

表1 土壤浸提液化學性質統(tǒng)計特征值(n = 99)Table 1 Statistical characteristics of chemical properties of soil extraction

峰度反映數(shù)據(jù)的中心聚集程度，SPSS軟件統(tǒng)計中的正態(tài)分布峰度為0，本研究兩層土壤大部分化學參數(shù)的峰度都小于0，說明測量的數(shù)據(jù)比較離散。偏度反映數(shù)據(jù)分布的對稱程度，正態(tài)分布偏度為0，偏度較大的正值表明該分布右側具有較長尾部，而較大的負值表明左側有較長尾部。0 ～ 20 cm土層土壤SO2-4、SAR偏度小于0，說明這兩項數(shù)據(jù)小值較多，而其他參數(shù)為正，表達的意義則相反；20 ～ 40 cm土層土壤Ca2+、Mg2+、K+、pH和EC5：1的偏度小于0，說明值比較小的數(shù)據(jù)較多，而其他化學參數(shù)偏度大于0，則值大的數(shù)據(jù)較多。

2.1.2 通徑分析 表2和表3分別為0 ～ 20 cm和 20 ～ 40 cm土層土樣水浸提液的化學參數(shù)相關系數(shù)矩陣。從墾利縣的整個采樣范圍來看，0 ～ 20 cm土層，Cl-、Na+、SO2-4、Ca2+、Mg2+及SAR與EC5：1有顯著的正相關性，相關系數(shù)均在0.7以上，特別是Cl-、Na+、Mg2+與EC5：1的相關系數(shù)都在0.9以上，呈現(xiàn)出極顯著相關，而Cl-與Na+、Mg2+間的相關系數(shù)也均在0.9以上，再次說明海水是土壤鹽分主要來源。20 ～ 40 cm土層，Cl-、Na+、Ca2+、Mg2+與EC5：1有顯著的正相關性，相關系數(shù)均在0.7以上，其中Cl-、Na+與EC5：1的相關系數(shù)在0.9以上，呈現(xiàn)出極顯著相關，而且Cl-與Na+間的相關系數(shù)也均在0.9以上，Cl-與Mg2+的相關系數(shù)也達0.895，說明這3個離子具有較為密切的關系與相同的來源。

以0 ～ 20、20 ～ 40 cm土層每層土壤的99個土樣為總體，以各土樣EC5：1作為因變量，各個離子組成(Cl-、Na+、SO2-4、Ca2+、Mg2+、K+)、鈉吸附比(SAR)以及pH作為自變量進行相關分析，各個量之間的相關系數(shù)如表2和表3所示。根據(jù)這些數(shù)據(jù)，應用Excel矩陣計算公式分別計算兩層土壤各自變量的直接通徑系數(shù)，然后利用直接通徑系數(shù)計算間接通徑系數(shù)，結果見表4和表5。

表2 0 ～ 20 cm土層土壤浸提液化學性質相關系數(shù)矩陣Table 3 Correlation matrix of chemical properties of 0-20 cm soil extraction

表3 20 ～ 40 cm土層土壤浸提液化學性質相關系數(shù)矩陣Table 3 Correlation matrix of chemical properties of 20-40 cm soil extraction

從表4可以看出，0 ～ 20 cm土層土壤浸提液各離子對EC5：1的直接通徑系數(shù)從大到小依次為Cl-、Na+、Ca2+、Mg2+、SO2-4、K+。 K+直接通徑系數(shù)較小，而它通過其他因素對電導率的間接通徑系數(shù)之和也較小，說明它對土壤EC5：1的直接效應和間接效應都較小，不是影響溶液電導率的主要因子。Mg2+和SO2-4的直接通徑系數(shù)并不高，但是它們的間接通徑系數(shù)之和卻較大，這是由于它對EC5：1的間接效應為其他化學性質要素的直接效應所增強。Cl-、Na+、Ca2+對EC5：1的直接通徑系數(shù)和間接通徑系數(shù)都比較大，說明它們對EC5：1的影響除了有很強的直接效應外，還具有顯著的通過其他因素所反映的間接效應，在表觀上表現(xiàn)為與EC5：1呈顯著相關，說明它們是影響EC5：1的最重要的因素。鑒于Cl-、Na+、Ca2+是影響0 ～ 20 cm土層土壤浸提液電導率的主要因素，進一步得出土壤 EC5：1與Cl-、Na+、Ca2+間的多元回歸方程：

表4 0 ～ 20 cm土層土壤浸提液化學性質對EC5:1的通徑系數(shù)Table 4 Path coefficients of chemical properties to EC5：1 of 0-20 cm soil extraction

表5 20 ～ 40 cm土層土壤浸提液化學性質對EC5:1的通徑系數(shù)Table 5 Path coefficients of chemical properties to EC5：1 of 20-40 cm soil extraction

從表5可以看出，20 ～ 40 cm土層土壤浸提液各個化學參數(shù)對EC5：1的直接通徑系數(shù)從大到小則依次為Na+、Ca2+、Cl-、Mg2+、K+、SO2-4， K+、SO2-4的直接通徑系數(shù)都很小，而它們通過其他因素對電導率的間接通徑系數(shù)之和也比較小，說明它們對土壤EC5：1的直接效應和間接效應都較小，不是影響溶液電導率的主要因子。Mg2+的直接通徑系數(shù)較小，但是它通過其他因素對EC5：1的間接通徑系數(shù)之和卻較大，這是由于它對EC5：1的間接效應為其他化學性質要素的直接效應所增強。Na+、Ca2+、Cl-對EC5：1的直接通徑系數(shù)和間接通徑系數(shù)都比較大，說明它們對EC5：1的影響除了有很強的直接效應外，還具有顯著的通過其他因素所反映的間接效應，在表觀上表現(xiàn)為與EC5：1呈顯著相關，說明它們是影響EC5：1的最重要的因素。由于Na+、Cl-、Ca2+是影響20 ～ 40 cm土層土壤浸提液電導率的主要因素，可以進一步得出它們與EC5：1的多元回歸方程：

式(2)和(3)中，Cl-、Na+、Ca2+離子濃度單位為mg/L；EC5：1為5∶1水土比土壤浸提液電導率，單位為mS/cm；SAR為鈉吸附比，無量綱。

0 ～ 20 cm土層土壤剩余通徑系數(shù)為0.145，20 ～40 cm土層土壤的剩余通徑系數(shù)為0.181，剩余通徑系數(shù)值較大，說明還有一些對土壤EC5：1影響較大的因素沒有得到考慮，鑒于主要離子中還有CO2-3和HCO3-未進行相關性分析和通徑系數(shù)分析，這個影響較大的因素可能就是CO2-3和HCO-3。通徑分析得到的多元回歸方程對于土壤研究工作具有重要意義，在已知Na+、Cl-、Ca2+和EC5：1其中3個參數(shù)的情況下可以推求出另外一個參數(shù)，這可以大量減少土壤分析的成本和時間，同時可以為同類研究提供參考。

2.2 縣域尺度土壤鹽漬化參數(shù)的空間分布特征

在ArcGIS軟件地統(tǒng)計模塊中，對兩層土壤的EC5：1、pH和SAR采用普通克里金方法進行插值，在插值過程中均選擇球狀半變異函數(shù)模型，并適當調(diào)整相關的參數(shù)，插值結果見圖2，EC5：1插值圖根據(jù)土壤鹽化分級指標對應的電導率分為5個等級[41-42]，pH插值圖則根據(jù)美國鹽漬土分級及中國黃淮海平原鹽漬土分類分級指標中的pH項分為5個等級[41-42]，SAR插值圖則默認劃分5個等級。而表6為克里金插值預測誤差交叉驗證表，從表6中可以看出，兩層土壤的pH插值誤差均較小，插值效果較為理想，而SAR的插值精度相對較差，EC5：1插值誤差介于前兩者之間。

表6 克里金插值預測誤差交叉驗證表Table 6 Cross-validation of Kriging interpolation error

從 EC5：1插值圖(圖2)可以看出，墾利縣境內(nèi)0 ～20 cm土層土壤EC5：1普遍高于20 ～ 40 cm土層，呈現(xiàn)出土壤鹽分表聚現(xiàn)象，二者EC5：1最高值都出現(xiàn)在東南地區(qū)，這是因為這一片地區(qū)為沿海灘涂，海水入侵比較嚴重。而墾利縣西部勝坨鎮(zhèn)及相鄰區(qū)域鹽分相對比較低，特別是0 ～ 20 cm土層土壤EC5：1最低點出現(xiàn)在該區(qū)域，這是因為此處土地利用較為科學，灌排措施合理。20 ～ 40 cm土層土壤EC5：1最低點出現(xiàn)在東北部，這是因為該區(qū)域位于黃河尾閭，地下淡水較為豐富。研究區(qū)0 ～ 20 cm土層土壤都達到中度鹽化以上，永安鎮(zhèn)小部分區(qū)域土壤達到了鹽土的范圍；20 ～40 cm土層土壤鹽化程度均在中度及中度以下。

從圖2中可以看出，20 ～ 40 cm土層土壤的pH明顯大于0 ～ 20 cm土層，但兩層土壤pH都表現(xiàn)為西部區(qū)域高于東部。若以美國鹽土實驗室8.5的標準劃分[43]，兩層土壤只有東部少部分區(qū)域為非堿化土；而根據(jù)王遵親等[41]黃淮海平原土壤簡化標準來分，全縣范圍內(nèi)0 ～ 20 cm土層土壤均在弱堿化以下，而20 ～ 40 cm土層在董集鄉(xiāng)、勝坨鎮(zhèn)、永安鎮(zhèn)西南邊陲及黃河口鎮(zhèn)東部出現(xiàn)弱堿化現(xiàn)象，其他區(qū)域均在弱堿化以下。

從兩層土壤的SAR插值圖(圖2)可以看出，0 ～20 cm土層土壤SAR空間變異性大，從縣東南至西北方呈階梯狀遞減，沿海區(qū)域土壤鈉質化很嚴重；而20 ～ 40 cm土層土壤SAR南部高北部低，變異性相對較小，大值與小值范圍明顯小于0 ～ 20 cm土層，但SAR平均值要大于表層。造成兩層土壤SAR空間差異性的主要因素為海水鹽分入侵、黃河淡水淋洗以及強烈的土壤水分蒸發(fā)。

以上分析顯示，在垂直剖面上，0 ～ 20 cm土層土壤鹽分含量高，pH和 SAR均值較小，土壤鹽化較為嚴重；20 ～ 40 cm土層土壤pH和SAR均值較大，而鹽分含量相對較低，土壤呈現(xiàn)出堿化的趨勢。這樣的土壤性質對鹽堿土治理改良是非常不利的，因為淋洗作為鹽漬土改良的重要措施，土壤的滲透性是決定淋洗效率的重要因素，而20 ～ 40 cm土層土壤的堿化及鈉質化會嚴重影響土壤的物理結構，降低土壤的滲透能力[39]。因此，在進行土地利用和鹽堿土改良的過程中要區(qū)別對待不同深度的土壤，注意深耕翻土，在淋洗土壤鹽分的同時要完善排水系統(tǒng)，降低地下水位，同時結合使用化學改良劑改良堿化土壤。

在縣域尺度上，沿海地區(qū)表層土壤鹽分含量及SAR極高，而pH較低，內(nèi)陸地區(qū)則相反，表現(xiàn)為土壤堿化。治理鹽漬土應當統(tǒng)籌規(guī)劃，不可一概而論，對不同鹽漬化程度和不同鹽漬化類型的土壤要有針對性的治理措施，例如在治理沿海高鹽高SAR土壤時要采用鹽土的治理手段，在淋洗改良時應選用低礦化度低SAR的灌溉水，而淋洗改良內(nèi)陸地區(qū)偏堿化的土壤時，灌溉水的pH應當成為首控因素，同時采用咸淡水交替淋洗的模式可以大量節(jié)約灌溉淡水。

3 結論及建議

1) 土壤化學參數(shù)的經(jīng)典統(tǒng)計分析表明，墾利縣土壤鹽分中含量最高的離子為Cl-、Na+，土壤鹽分主要來自于海水；調(diào)查時間段內(nèi)由于蒸發(fā)作用土壤鹽分聚集地表，除 pH外，0 ～ 20 cm土層土壤EC5：1、SAR以及各項離子含量均大于20 ～ 40 cm土層；且除pH外，兩層土壤各項化學參數(shù)的變異性都在中等變異以上，即變異系數(shù)大于0.7。通徑分析結果顯示，影響0 ～ 20、20 ～ 40 cm土層土壤EC5：1的主要化學離子均為Cl-、Na+、Ca2+；而土壤鹽分化學參數(shù)對土壤EC5：1的剩余通徑系數(shù)分別為0.145和 0.181，值都相對較大，說明有對EC5：1的影響較大的因素沒有考慮進去，猜測為CO32-和HCO3-。

圖2 墾利縣0 ～ 20、20 ～ 40 cm土層土壤浸提液EC5:1、pH及SAR的空間插值分布圖Fig. 2 Spatial interpolation distribution of EC5：1, pH and SAR of 0—20 cm and 20—40 cm soil extraction in Kenli County

2) 土壤鹽漬化參數(shù)空間插值分析表明，受海水入侵、大氣蒸發(fā)和黃河來水的影響，0 ～ 20 cm土層土壤EC5：1、SAR在縣域范圍內(nèi)呈現(xiàn)出東南高西北低的空間分布，海岸線表現(xiàn)出強烈的鹽化和鈉質化現(xiàn)象；而20 ～ 40 cm土層南部高北部低，最小值出現(xiàn)在東北部，整體上鹽分和SAR均小于表層土壤，鹽化和鈉質化較弱。而土壤pH則表現(xiàn)為20 ～ 40 cm土層高于0 ～ 20 cm，其堿化現(xiàn)象明顯。

3) 根據(jù)墾利縣土壤鹽分的面上調(diào)查分析結果，在縣域范圍內(nèi)治理鹽漬化土壤，開發(fā)農(nóng)業(yè)種植的過程中需要進行合理的統(tǒng)籌規(guī)劃，不同區(qū)域根據(jù)鹽漬化輕重程度，采用不同的治理手段，種植與鹽漬化程度相適宜的耐鹽農(nóng)作物，對于生態(tài)極度脆弱的區(qū)域需要重點保護，審慎開發(fā)，嚴禁墾殖。對于同一改良地點的不同深度鹽漬化土壤，可根據(jù)鹽漬化類型的不同，治理時需要區(qū)別對待，如有堿化傾向現(xiàn)象的，則要采取一定的化學改良措施，并結合深松，以改善土壤滲透性能。

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On Chemical Parameters Characteristics of Salinity Soil on County Scale in Yellow River Delta

JIANG Mingliang1,2, CHEN Xiaobing2*, SHAN Jingjing2, GUO Jianqing3, SUN Yunpeng4,ZHAO Lingyun5, XU Ligang1
(1 Nanjing Institute of Geography and Limnology, Chinese Academy of Sciences, Nanjing 210008, China; 2 Key Laboratory of Coastal Environmental Processes and Ecological Remediation, Chinese Academy of Sciences, Yantai, Shandong 264000, China;3 School of Environmental Science and Engineering, Chang’an University, Xi’an 710000, China; 4 Institute of Soil Science,Chinese Academy of Sciences, Nanjing 210008, China; 5 Tianjing TEDA Group Co. Ltd., Tianjing 300457, China)

Kenli County, located at Yellow River Delta, has abundant land resources but with low utilization rate due to the serious inhibition of stern soil salinization which leads to great spatial variation of soil physical and chemical properties. This paper studied systematically the path relationships between soil salt and chemical parameters and the spatial variation characteristics of salinity parameters of 0-20 cm and 20-40 cm soils in Kenli County by the methods of field soil sampling and laboratory chemical analysis. The results showed that salinity of 0-20 cm soil was higher than that of 20-40 cm soil. Except for pH, the variation coefficient of the other studied chemical parameters of the two layer soils were all above medium variant. Cl-,Na+and Ca2+had significant linear correlation with electrical conductivity (EC5：1), indicating they were the direct influential factors on soil salinity. 0-20 cm soil showed strong salinization and sodication along the costaline, both EC5：1and SAR of 20-40 cm soil were less than topsoil, meaning less soil salinization and sodication. pH in 0-20 cm soil was higher than that of 20-40 cm soil, meaning higher alkalization. The above results can provide not only reliable data bases and empirical formula for soil salinity study but also scientific basis and theoretical guidance for soil salinization control in Kenli County.

Kenli County; Soil saline chemical parameters; Classical statistics analysis; Spatial variation

S151.9

A

10.13758/j.cnki.tr.2017.05.021

國家重點研發(fā)計劃課題(2016YFD02003003)、東營市重點研發(fā)計劃項目(2016YF17)、山東省重點研發(fā)計劃項目(2017 CXGC0316)和江蘇省科技計劃項目(BZ2014005，BE2014739)資助。

* 通訊作者(xbchen@yic.ac.cn)

蔣名亮(1989—)，男，江西吉安人，碩士，主要從事水文學及水資源研究。E-mail： ghygza@126.com