萬書勤，孫甲霞，董世德,2， 康躍虎,2

(1.中國科學(xué)院地理科學(xué)與資源研究所 陸地水循環(huán)及地表過程重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100101；2.中國科學(xué)院大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院，北京 100049)

河套平原地處內(nèi)陸，是我國西北最主要的農(nóng)區(qū)與生態(tài)脆弱區(qū)。由于氣候干燥、灌區(qū)排水不暢，土壤普遍積鹽嚴(yán)重，尤其是在灌區(qū)的末梢，存在著大面積的鹽漬化耕地和鹽堿荒地[1]。治理和開發(fā)利用這些鹽堿地資源，是我國農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要途徑之一，對改善當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境具有重要意義。

寧夏平羅縣屬于河套平原“西套”土壤鹽漬化最嚴(yán)重的地區(qū)之一[2]，傳統(tǒng)的鹽堿地開發(fā)利用方法，如大水漫灌淋鹽與排水、種植水稻等，因地形地貌條件不利于排水，修建排水系統(tǒng)難度大、投資費(fèi)用高，或因地下水礦化度高，水稻秧苗成活率及分蘗率低、產(chǎn)量低等原因，均難以有效實(shí)施，致使大面積土地成為撂荒地。2005年康躍虎研究團(tuán)隊(duì)采用“咸水滴灌+高壟+覆膜”滴灌水鹽調(diào)控技術(shù)模式，成功地將撂荒近30年的6.7 hm2鹽堿荒地開發(fā)為優(yōu)質(zhì)枸杞田。該技術(shù)模式成功地調(diào)控了水分、鹽分在土壤剖面中的分布，在枸杞根系分布區(qū)形成了一個高水分低鹽區(qū)[3-4]，為枸杞的生長提供了良好的微土壤環(huán)境，并且0～40 cm深度土壤酶活性也隨著枸杞種植年限的延長而逐年提高[5-6]。

2013年，平羅縣在自治區(qū)鹽堿地改良項(xiàng)目的支持下，采用康躍虎提出的“咸水滴灌+高壟+覆膜”滴灌水鹽調(diào)控技術(shù)模式，結(jié)合田間排水溝道高標(biāo)準(zhǔn)整治，開發(fā)利用試驗(yàn)區(qū)周邊的133 hm2左右重度鹽堿撂荒地。本文通過綜合分析項(xiàng)目實(shí)施3年中，研究區(qū)淺層地下水埋深、地下水電導(dǎo)率、土壤飽和泥漿提取液電導(dǎo)率等的變化規(guī)律，以期為采用該技術(shù)模式大面積開發(fā)利用類似低洼重度鹽堿地提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)基本概況

研究區(qū)位于寧夏回族自治區(qū)平羅縣靈沙鄉(xiāng)何家村(38°59′N，106°45′E，海拔約1 095 m)，總面積約133 hm2(圖1)。該地屬銀川平原引黃灌區(qū)的末梢，屬典型的溫帶大陸性氣候，全年日照充足，蒸發(fā)強(qiáng)烈，空氣干燥，溫差較大，無霜期短。2014、2015年和2016年枸杞生長季(5—10月)蒸發(fā)量分別為1 172.5、1 309.7 mm和1 215.8 mm，累計(jì)降雨量分別為126.3、143.2 mm和131.9 mm，降雨主要集中在7—9月，蒸發(fā)量約為降雨量的9.2倍。

圖1 研究區(qū)位置圖及取樣示意圖Fig.1 Schematic map of study area and sampling location

1.2 試驗(yàn)基本情況

2013年底完成研究區(qū)田間排水溝道整治，2014年4月底完成研究區(qū)建設(shè)。根據(jù)井的出水量、枸杞高峰期耗水量等參數(shù)，整個研究區(qū)劃分為6個單獨(dú)的滴灌灌溉區(qū)，每個區(qū)面積約22 hm2。每個滴灌灌溉區(qū)是一個獨(dú)立的灌溉系統(tǒng)，擁有獨(dú)立的機(jī)井、水泵、變頻器、灌溉系統(tǒng)首部等。每眼井的鉆井深為60 m左右，出水量為50 m3·h-1左右。灌溉系統(tǒng)首部由全自動控制器、反沖洗控制器、離心式水沙分離過濾器、全自動反沖洗疊片過濾器和水動注肥泵精確施肥系統(tǒng)等組成。田間管網(wǎng)系統(tǒng)主要由干管(110PVC管)、分干管(75PVC管)、支管(50PE管)、毛管(內(nèi)徑16 mm，流量1.38 L·h-1，滴頭間距200 mm，壁厚0.4 mm)、閥門箱、電磁閥、水表及各種管件組成。

種植前進(jìn)行深翻，深度40 cm以上，創(chuàng)造適宜鹽分淋洗的良好條件。平整土地，平整度高差小于15 cm。在地塊末端修建排水溝。枸杞起壟種植，壟高50 cm，壟頂寬60 cm，兩壟中心間距300 cm。在每條壟中間位置種植1行枸杞，株距100 cm。壟面上覆蓋黑色塑料地膜。

枸杞當(dāng)日栽植后立即進(jìn)行灌水，灌水量為10 mm左右，用于淋洗土壤中的鹽分和為期望的濕潤范圍提供足夠的水分。枸杞種植后的第1年，整個生長季每天上午、下午各灌溉1次，每次灌水2 mm；從第2年開始，在灌水器正下方20 cm深度安裝1支負(fù)壓計(jì)，監(jiān)控土壤水分狀況，當(dāng)土壤基質(zhì)勢降低到-5～-10 kPa時(shí)，開始灌水，每次灌水4 mm。9月底～10月初枸杞落葉進(jìn)入休眠期后停止灌溉。每年10月底～11月上旬進(jìn)行冬灌、次年3月上旬～中旬進(jìn)行春灌，灌水量為10 mm左右。

1.3 分析項(xiàng)目與方法

1.3.1 淺層地下水埋深 在研究區(qū)的10個位置(圖1b)，布設(shè)水位管。水位管采用φ65 mmPVC塑料管，水位管底部設(shè)50 cm沉淀段，沉淀段以上為濾水段，濾水段管壁設(shè)6列孔徑為6 mm的濾水孔，濾水段外壁用3層紗網(wǎng)包裹并固定。用土鉆鉆孔至地表150 cm以下，將制作好的水位管放入孔中。鉆孔與管間用砂子回填至過濾段，再用粘土填充。水位管管口高出地面20 cm以上并安裝管口蓋以防地表水及雜物進(jìn)入管內(nèi)。

利用水位計(jì)測出水位管內(nèi)水面距管口的距離，然后用水準(zhǔn)測量的方法測出水位管管口絕對高程，最后通過計(jì)算得到水位管內(nèi)水面的絕對高程。

1.3.2 淺層地下水電導(dǎo)率 用軟管吸取地下水，用DDS-11A電導(dǎo)率儀(上海精密儀器有限公司)測定淺埋深地下水的電導(dǎo)率(ECw)。2014—2016年的3—11月，基本每個月測定一次。

1.3.3 潛水層地下水電導(dǎo)率(機(jī)井灌溉水電導(dǎo)率) 2014年3—11月，基本每個月取一次研究區(qū)6眼機(jī)井的灌溉水水樣，測定其電導(dǎo)率(ECi)。2015—2016年的3—11月，僅取研究區(qū)中央機(jī)井(4號井)灌溉水水樣，基本每個月測一次電導(dǎo)率(ECi)。

1.3.4 土壤飽和泥漿提取液電導(dǎo)率 以地下水位觀測點(diǎn)為圓點(diǎn)，在直徑為100 cm范圍內(nèi)的位置，用土鉆在壟面取土樣，取樣深度分別為0～10、10～20、20～30、30～40 cm。2014—2015年的3—11月，基本每個月取一次土樣。

采用國際通用的方法將土樣制作成飽和泥漿(USDA，1954)，用DT5-1離心機(jī)(北京時(shí)代北利離心機(jī)有限公司)離心獲得飽和泥漿提取液，再用 DDS-11A電導(dǎo)率儀測定提取液的電導(dǎo)率(ECe)。

1.3.5 枸杞的成活率和保存率 分別于2014年9月和2015年9月，在研究區(qū)的10個位置各選3行枸杞(約300株枸杞)，統(tǒng)計(jì)枸杞的成活率、保存率。成活率為一定面積枸杞成活株數(shù)占原來總株數(shù)的百分比；枸杞成活后，由于環(huán)境侵襲、人為傷害等諸多因素的影響，死亡一部分后保存下來的株樹與原來總株樹的百分比為保存率。

1.4 數(shù)據(jù)分析

采用Excel 2010和ArcGIS軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。ArcGIS中地統(tǒng)計(jì)學(xué)的空間差值采用普通克里格差值方法。

2 結(jié)果與討論

2.1 滴灌水鹽調(diào)控對地下水環(huán)境的影響

2.1.1 淺層地下水埋深 研究區(qū)淺層地下水埋深呈現(xiàn)出由淺逐漸變深之后又變淺的周年變化規(guī)律(圖2)。以2015年為例，在年初3—4月份地下水埋深較淺，平均為74.3 cm；5—9月份，地下水埋深逐漸變深，最深降低到105.3 cm，相比3—4月份降深了41.7%；到11月份左右，研究區(qū)地下水埋深又整體變淺，平均為96.5 cm。上述地下水埋深周年變化主要原因是：年初3—4月份周邊引黃灌溉及研究區(qū)進(jìn)行春灌，使得地下水埋深處于一個較淺的水平，5—9月是枸杞生育高峰期也是其耗水高峰期，頻繁的抽取潛水層地下水進(jìn)行灌溉，相應(yīng)地引起淺層地下水位的不斷降低，11月份研究區(qū)及周邊區(qū)域進(jìn)行冬灌又顯著地抬升了淺層地下水位。2016年7月和8月地下水埋深較淺(平均為79.6 cm)主要是因?yàn)?，地下水位觀測的前2天分別有一次24.3 mm和27.8 mm的降雨，研究區(qū)排水不及時(shí)；到9月份研究區(qū)地下水埋深又降低到106.4 cm。

從圖2可以發(fā)現(xiàn)，隨著枸杞種植年限的延長，從2014年到2016年年際間研究區(qū)地下水埋深逐年降低。2014年5—10月枸杞生長季地下水埋深平均值為87.8 cm，2015年同期的平均值為97.6 cm，較2014年加深了98 mm，加深了11.2%；2016年10月底的地下水埋深(115.2 cm)相比2015年(96.5 cm)加深了19.4%。從圖3也可以明顯看到，與2014年相比，2015年整個研究區(qū)的地下水位顯著降低，尤其是地下水埋深較深的西南部，其地下水位降低尤為劇烈。Jia等[8]、杜宇旭等[9]的研究得出，滴灌覆膜灌溉條件下2年生枸杞的耗水量在400 mm左右，5年生枸杞耗水量達(dá)到600 mm左右?？紤]到研究區(qū)枸杞生長季兩年降雨量差異不大、壟面覆蓋時(shí)蒸發(fā)影響較小、未測到明顯的地下水側(cè)向補(bǔ)給與排出等，可以推測隨著枸杞的生長發(fā)育，植株逐年增加的蒸騰耗水是造成研究區(qū)地下水位逐年降低的主要原因之一。

此外，2015年初研究區(qū)的地下水埋深為76.8 cm，較2014年底(49.9 cm)加深了53.9%； 2016年初的地下水埋深為106.4 cm，較2015年底(96.5 cm)加深了99 mm，降低了10.3%。有研究表明在地下水埋深淺的地區(qū)，大量潛水直接補(bǔ)給到土壤中形成季節(jié)性凍土，在凍結(jié)狀態(tài)下，土壤含水率可達(dá)到飽和或者過飽和狀態(tài)，此時(shí)地下水損耗較大，會造成地下水位顯著下降[10-11]。盡管研究區(qū)壟面覆蓋蒸發(fā)量小，但壟坡和壟溝大部分范圍未進(jìn)行覆蓋，由此可知冬季潛水蒸發(fā)是造成2014年底至2015年初枸杞休眠期地下水埋深顯著降低的主要原因。研究區(qū)2015年底，地下水埋深已經(jīng)降低到了96.5 cm，較深的地下水位埋深使得冬季潛水蒸發(fā)顯著降低，因此可以推測枸杞休眠期耗水是造成2016年初地下水位降低的主要原因，這同徐利崗等[12]，李懷有等[13]的研究發(fā)現(xiàn)也基本一致。學(xué)者們得出在11月份至次年3月底，盡管果樹處于落葉休眠期，但其日耗水量在1.2 mm左右，即在歷時(shí)五個月左右的休眠期，果樹的耗水量可以達(dá)到100 mm左右。

綜上分析可知，在地下水淺埋地區(qū)，種植枸杞等耐鹽堿的多年生林果，抽取地下水進(jìn)行灌溉，植株生長季和休眠期的生長耗水對降低地下水位的作用是非常顯著的。另外，當(dāng)?shù)叵滤裆顪\時(shí)，其冬季潛水蒸發(fā)降低地下水位的作用也是不可忽略的。

圖2 2014—2016年研究區(qū)平均地下水埋深Fig.2 The average groundwater level in the study area in 2014—2016

圖3 2014年和2015年研究區(qū)地下水埋深時(shí)空分布Fig.3 Spatial and temporal distribution of groundwater level in the study area in 2014 and 2015

2.1.2 淺層地下水電導(dǎo)率(ECw) 項(xiàng)目剛執(zhí)行的2014年，淺層地下水電導(dǎo)率(ECw)呈現(xiàn)出由低變高又逐漸變低再升高的周年變化規(guī)律(圖4)。結(jié)合地下水埋深的分析可知，2014年5—6月，研究區(qū)淺層地下水位升高，ECw也升高，這主要是因?yàn)?014年4—5月枸杞剛種上，大量抽取潛水層地下水進(jìn)行灌溉，將壟體的鹽分大量淋洗到地下水中。6—9月，隨著地下水埋深的不斷降低(圖2和圖3)ECw不斷降低(圖4和圖5)，這很可能是因?yàn)楣喔人礉撍畬拥叵滤妼?dǎo)率(ECi)要小于ECw，同時(shí)雨季降雨也在一定程度上降低了ECw。11月初冬灌結(jié)束后，研究區(qū)淺層地下水位顯著抬升(圖2和圖3)，ECw也升高到19.5 dS·m-1(圖4和圖5)，這主要是因?yàn)槎噍^大的灌水量，將整個壟體尤其是壟坡上的鹽分都淋洗到了地下水中造成的。

2015年和2016年年內(nèi)研究區(qū)ECw是不斷降低的。2015年ECw由3月的17.0 dS·m-1降低至10月的6.3 dS·m-1，降低了62.9%；2016年ECw由5月的11.0 dS·m-1降低至10月的3.9 dS·m-1，降低了64.8%。從2014年和2015年整個研究區(qū)ECw的時(shí)空分布圖(圖5)也可以明顯看到，與2014年相比，2015年研究區(qū)同期ECw顯著降低。結(jié)合研究區(qū)地下水埋深的時(shí)空分布圖(圖3)可以發(fā)現(xiàn)，2014年5月項(xiàng)目執(zhí)行初期，地下水埋深較深的西南部，其ECw較高(圖5)，即在項(xiàng)目執(zhí)行初期，研究區(qū)地下水埋深越深區(qū)域其ECw值也相對越高；但是隨著不斷地抽取潛層地下水灌溉，地下水埋深較深的西南部，年際間地下水位降低更加劇烈，其ECw降低也更顯著。

從2014年到2016年年際間研究區(qū)ECw不斷地降低，并且空間變異性顯著降低(圖4)。其中2014年5—10月ECw的平均值為17.5 dS·m-1，2015年同期為9.2 dS·m-1，2016年同期為5.9 dS·m-1，平均每年降低5.8 dS·m-1，平均降低率為41.6%(圖4)。由此可知，在地下水淺埋地區(qū)，種植枸杞等耐鹽堿的多年生林果，抽取地下水進(jìn)行灌溉時(shí)，不僅淺層地下水位顯著降低，淺層地下水電導(dǎo)率也顯著降低。

2.1.3 潛水層地下水電導(dǎo)率 即機(jī)井灌溉水電導(dǎo)率(ECi)，圖6為2014年研究區(qū)潛水層地下水電導(dǎo)率，即6眼機(jī)井灌溉水電導(dǎo)率(ECi)的時(shí)空分布圖。5月28日，研究區(qū)6眼機(jī)井ECi基本一致，平均值為8.4 dS·m-1，顯著低于研究區(qū)平均淺層地下水ECw(12.1 dS·m-1)；6月底，ECi在空間分布上發(fā)生變化，其中西北角ECi值顯著升高、中間區(qū)域的值降低、東部的值基本維持不變，平均ECi值升高到11.8 dS·m-1。這可能是由于大量抽取潛水層地下水灌溉，引起地下水徑流或者潛水層地下水在垂直方向上與淺層地下水和土壤水發(fā)生水量交換等因素所致。9—10月份，研究區(qū)ECi在區(qū)域分布上趨于均勻，平均值為10.2 dS·m-1。

圖4 2014—2016年研究區(qū)平均地下水電導(dǎo)率(ECw)Fig.4 The average electrical conductivity of groundwater (ECw) in the study area in 2014—2016

圖5 2014年和2015年研究區(qū)地下水ECw值的時(shí)空分布Fig.5 Spatial and temporal distribution of groundwater electrical conductivity(ECw) in the study area in 2014 and 2015

圖6 2014年6眼機(jī)井灌溉水電導(dǎo)率(ECi)的時(shí)空分布Fig.6 Spatial and temporal distribution of electrical conductivity (ECi) of six wells in 2014

2015年和2016年僅測定了研究區(qū)中央4號機(jī)井ECi，由圖7可知，4號機(jī)井每年年初(4月份)的ECi值，均較前一年年底(10月份)的值有明顯地升高，即經(jīng)過枸杞的休眠期，ECi會升高，平均升高1.4～4.3 dS·m-1，這很可能是在整個冬季潛水層地下水在垂直方向上與淺層地下水和土壤水充分發(fā)生了水量交換。但是在枸杞的生長季，即4月份之后ECi不斷降低，2015年10月底ECi為7.3 dS·m-1，較2015年4月份的ECi(14.4 dS·m-1)降低了42.9%；2016年10月底ECi降低到5.4 dS·m-1，較2016年4月份的ECi(8.7 dS·m-1)降低了37.6%。

總體上，研究區(qū)潛水層地下水ECi不斷降低，這很可能是因?yàn)檠芯繀^(qū)大量抽取潛水層地下水進(jìn)行灌溉(年灌水量大約為660 mm)后，加大了黃河水或者周邊含鹽量低的潛水層地下水對研究區(qū)潛水層地下水的補(bǔ)給量，從而導(dǎo)致其ECi的不斷降低，從而引起了研究區(qū)淺層地下水電導(dǎo)率(ECw)的不斷降低。

2.2 滴灌水鹽調(diào)控對土壤環(huán)境的影響

從表1可知，2014年各時(shí)期0～40 cm深度平均ECe的變異系數(shù)為56.8%～90.7%，平均值為70.8%，2015年各時(shí)期0～40 cm深度土層平均ECe的變異系數(shù)為2.1%～21.8%，平均值為8.6%，即隨著枸杞種植年限的延長，ECe的變異性降低，分布趨于均勻?？傮w上，2014年研究區(qū)ECe高，尤其是北部區(qū)域，而2015年研究區(qū)ECe低且整體趨于一致(圖8)。

由表1和圖8可知，2014年7—9月，0～40 cm深度土層處于脫鹽狀態(tài)，平均ECe值由19.4 dS·m-1降至17.4 dS·m-1，這主要是由于枸杞生長季頻繁的灌溉和雨季降雨；到10月底，ECe又顯著升高，0～40 cm土層的平均ECe值增加到22.5 dS·m-1，這主要是因?yàn)?月底枸杞落葉停止灌溉后，植株蒸騰和壟坡土面蒸發(fā)引起鹽分向上層土體聚集；11月底土體平均ECe值又稍有降低，為21.3 dS·m-1，這主要是因?yàn)樵?1月上旬研究區(qū)進(jìn)行了冬灌。2014年，各時(shí)期0～40 cm土層的平均ECe值為19.8 dS·m-1，屬于極重鹽土[7]。

經(jīng)過冬季的凍融及2015年3月中旬的春灌，2015年3月底，研究區(qū)平均ECe顯著降低，較2014年底的ECe值(21.3 dS·m-1)降低了10.3 dS·m-1，降幅為48.4%。4—8月枸杞生長季平均ECe有逐漸升高的趨勢，與2014年同期ECe的變化規(guī)律不一致。這很可能是因?yàn)?014年為項(xiàng)目執(zhí)行的第一年，整個壟體土壤鹽分本底值較高，滴灌將滴頭附近區(qū)域土壤鹽分不斷地淋洗到下層土壤及地下水中，所以0～40 cm深度土層顯示為脫鹽狀態(tài)；而2015年項(xiàng)目執(zhí)行的第二年，隨著枸杞的生長，蒸騰量不斷增大，總的灌水量也不斷增加，因?yàn)闄C(jī)井灌溉水為咸水，由灌溉帶入土體中的鹽分也不斷地增多。因此，咸水滴灌條件下，枸杞生長季0～40 cm土層ECe的變化趨勢，取決于土壤鹽分淋洗與灌溉帶入鹽分之間的關(guān)系。9月底枸杞落葉停止灌溉后，研究區(qū)的平均ECe升高到22.2 dS·m-1，而到10月底冬灌后又降低為12.5 dS·m-1，這與2015年同期ECe的變化趨勢一致。2015年各時(shí)期0～40 cm土層的平均ECe值為14.4 dS·m-1，屬于重度鹽土[7]。

綜合分析研究區(qū)兩年ECe的變化，2015年7—10月平均ECe值為16.8 dS·m-1，相比于2014年同期的值(19.4 dS·m-1)降低了13.3%。從2014年和2015年整個研究區(qū)0～40 cm深度土層ECe的時(shí)空分布圖(圖8)也可以明顯看到，與2014年相比，2015年研究區(qū)同期0～40 cm深度ECe顯著降低。由于2年生枸杞鮮果產(chǎn)量較低，枸杞落葉還田，因此可以推測，枸杞植株帶走的土壤鹽分較少，研究區(qū)0～40 cm土層ECe降低，主要是因?yàn)橥寥利}分被淋洗到下層土壤或者地下水中。

圖7 2014—2016年研究區(qū)4號機(jī)井灌溉水電導(dǎo)率(ECi)Fig.7 The electrical conductivity (ECi) of No. 4 well in the study area in 2014—2016

日期(Y-m)Date平均值 Mean/(dS·m-1)最小值 Minimun/(dS·m-1)最大值 Maximum/(dS·m-1)標(biāo)準(zhǔn)差 Standard deviation/(dS·m-1)變異系數(shù)Coefficient of variation/%2014-0719.44.941.713.971.72014-0818.35.135.010.456.82014-0917.45.641.412.773.22014-1022.55.959.320.490.72014-1121.36.248.913.161.42015-0311.010.111.40.43.32015-0411.610.811.90.43.12015-0511.110.811.50.22.12015-0613.912.215.81.18.12015-0715.812.818.32.113.52015-0816.813.819.31.810.92015-0922.219.235.74.821.82015-1012.511.313.40.75.7

圖8 2014年和2015年研究區(qū)0～40 cm深度平均土壤飽和泥漿提取液電導(dǎo)率(ECe)時(shí)空分布Fig.8 Spatial and temporal distribution of mean electrical conductivity of soil saturated paste extract (ECe) at 0～40 cm in 2014 and 2015

2.3 滴灌水鹽調(diào)控對枸杞成活率和保存率的影響

2014年枸杞生育期結(jié)束時(shí)的成活率和2015年的保存率如表2所示。由表可知，2014年9月份調(diào)查時(shí)研究區(qū)枸杞平均成活率為75.4%。除研究區(qū)西北部的1區(qū)、2區(qū)和3區(qū)外，其他區(qū)內(nèi)枸杞成活率都達(dá)到了80%以上，9區(qū)(研究區(qū)西南部)甚至達(dá)到了96%。1區(qū)、2區(qū)、3區(qū)成活率低于80%，其中1區(qū)、2區(qū)枸杞成活率僅為53%和17%，主要是因?yàn)?～3區(qū)，尤其是1區(qū)和2區(qū)，土壤鹽分非常高，平均ECe為34.6 dS·m-1，為極重度鹽土(圖8)；另外相對于其他區(qū)，這2個區(qū)土壤質(zhì)地特別粘重，土壤中混有紅粘土、龜裂堿土等，因此機(jī)械起壟時(shí)，壟的規(guī)格達(dá)不到要求，壟高低于50 cm、壟面較窄；另外，1～3區(qū)枸杞栽植時(shí)正值降雨，田間泥濘，農(nóng)戶為求方便，直接將枸杞苗插到鹽堿土中，沒有按照要求栽種。

表2 2014年和2015年生長季末枸杞的成活率和保存率

注：分區(qū)詳見圖1(b).

Note: The partitions are shown in figure 1(b).

2015年枸杞生長期末各區(qū)枸杞的平均保存率為67.5%，較2014年同期降低了10.5%。根據(jù)田間觀測可知，2015年枸杞死亡主要發(fā)生在春季，4月初枸杞正常灌水后，并沒有出現(xiàn)植株繼續(xù)死亡的現(xiàn)象。由此說明在低洼重度鹽堿地上，枸杞萌芽時(shí)及時(shí)進(jìn)行春灌，有利于保證枸杞的保存率。2016年由于枸杞萌芽時(shí)灌溉及時(shí)，田間觀測枸杞的保存率基本同2015年一致。

綜合分析整個研究區(qū)枸杞的成活率、保存率與淺層地下水埋深、淺層地下水ECw和ECe等的關(guān)系可以知道，在地下水埋深較深的西南部(7區(qū)、8區(qū)和9區(qū))，枸杞生長季ECw低、ECe較低，從而枸杞的成活率(94.7%)和保存率(87.3%)都較高；也正是因?yàn)槲髂喜胯坭降谋４媛矢撸仓晟L旺盛，蒸騰耗水量高，使得2015年西南部地下水位和ECw顯著降低。從而進(jìn)一步說明，在地下水淺埋地區(qū)，可以通過種植枸杞等耐鹽堿的多年生林果，利用其生長耗水來降低地下水位。

3 討 論

修建排水系統(tǒng)控制地下水位，防止鹽分在上層土壤中集聚，是低洼鹽堿地常用的開發(fā)治理技術(shù)，在我國新疆、寧夏、甘肅等干旱半干旱地區(qū)以及黃淮海平原等地的鹽堿地開發(fā)治理中發(fā)揮了巨大作用。但是這些技術(shù)在水平排水困難的地下水淺埋區(qū)需要修建大型高標(biāo)準(zhǔn)排水系統(tǒng)，投資費(fèi)用高而難以實(shí)施。種植耐鹽堿植物、灌排種稻等方法，也往往因地下水礦化度高，作物經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量低而難以發(fā)揮成效?？弟S虎研究團(tuán)隊(duì)研究出“咸水滴灌+高壟+覆膜”滴灌水鹽調(diào)控技術(shù)模式，在河套灌區(qū)低洼重度鹽堿撂荒地上應(yīng)用，當(dāng)灌溉水礦化度高達(dá)7.5 g·L-1時(shí)，枸杞生長良好，產(chǎn)量接近良田水平，并且枸杞大部分品質(zhì)指標(biāo)優(yōu)于特優(yōu)水平[14]。該技術(shù)模式為水平排水困難的地下水淺埋區(qū)鹽堿地治理開發(fā)提供了新思路。但研究也發(fā)現(xiàn)該技術(shù)模式?jīng)]有從根本上改變重度鹽堿地土壤類型，僅改變了鹽分在剖面中的分布；長期持續(xù)滴灌淋洗，在距滴頭水平距離0～30 cm 范圍內(nèi)土壤脫鹽顯著，鹽分在未覆蓋的壟坡表層土壤中累積。分析可知這主要是因?yàn)樵囼?yàn)區(qū)面積有限，而周邊為引黃漫灌區(qū)，導(dǎo)致試驗(yàn)區(qū)土壤環(huán)境受周邊區(qū)域灌溉排水排鹽的影響顯著。

采用上述“咸水滴灌+高壟+覆膜”滴灌水鹽調(diào)控技術(shù)模式開發(fā)利用試驗(yàn)區(qū)周邊的133 hm2重度鹽堿撂荒地，項(xiàng)目實(shí)施3年中環(huán)境變化的研究發(fā)現(xiàn)，研究區(qū)年內(nèi)淺層地下水埋深、淺層地下水電導(dǎo)率和土壤飽和泥漿提取電導(dǎo)率明顯受周邊及研究區(qū)的灌溉、降雨等的影響，但是隨著枸杞種植年限的延長，植株蒸騰耗水的增加，整個研究區(qū)的淺層地下水埋深逐年降低、淺層地下水電導(dǎo)率和潛水層地下水電導(dǎo)率逐年同步降低，土壤飽和泥漿提取電導(dǎo)率也逐年降低。

由此說明，在地下水淺埋重度鹽堿地上，種植耐鹽堿作物，抽取地下水進(jìn)行灌溉，通過植株生長耗水可以顯著降低地下水位，同時(shí)還可以降低淺層地下水礦化度和土壤鹽分。顯然田間排水溝道對于區(qū)域排水、排鹽也發(fā)揮著重要的作用。如何量化生物的排水排鹽量、排水溝道的排水排鹽量，是我們下一步需要重點(diǎn)研究的內(nèi)容。

4 結(jié) 論

1)研究區(qū)地下水埋深明顯受灌溉、降雨等的影響，呈現(xiàn)出由淺逐漸變深之后又變淺的周年變化規(guī)律。3月份春灌后，淺層地下水埋深淺；隨著枸杞的生長發(fā)育，不斷地抽取潛水層地下水進(jìn)行灌溉，淺層地下水埋深會逐漸加深；11月初冬灌后，淺層地下水位顯著抬升。隨著枸杞種植年限的延長，研究區(qū)淺層地下水埋深逐年降低。

2)研究區(qū)淺層地下水電導(dǎo)率ECw顯著受灌溉、降雨等的影響。在項(xiàng)目執(zhí)行的初年，呈現(xiàn)出由低變高又逐漸變低再升高的周年變化規(guī)律。種植枸杞后，初次較大的灌水量將壟體的土壤鹽分大量淋洗到地下水，引起ECw升高；6—9月枸杞生長季因灌溉水電導(dǎo)率較低，以及雨季降雨等的影響，ECw逐漸變低；11月初冬灌將整個壟體尤其是壟坡上的土壤鹽分都淋洗到了地下水，從而又引起ECw的升高。隨著枸杞種植年限的延長，研究區(qū)ECw不斷降低，且空間變異性顯著降低。

3)隨著項(xiàng)目執(zhí)行期及枸杞種植年限的延長，研究區(qū)潛水層地下水電導(dǎo)率ECi不斷降低，并且在區(qū)域分布上趨于均勻。2015年ECi降低了42.9%，2016年ECi降低了37.6%。

4)年內(nèi)ECe顯著受灌溉等的影響。灌溉階段ECe不斷降低，9月份枸杞落葉停止灌溉后，ECe顯著升高，冬灌后又明顯降低。隨著枸杞種植年限的延長，研究區(qū)平均ECe不斷降低，并且在區(qū)域分布上趨于均勻；0～40 cm土層土壤由極重度鹽土轉(zhuǎn)變?yōu)橹囟塞}土。

5)研究區(qū)枸杞平均成活率為75.4%，保存率為67.5%。地下水埋深較深的西南部，枸杞生長季ECw低、ECe較低，枸杞的成活率(94.7%)和保存率(87.3%)都較高；高的枸杞保存率、旺盛的植株生長力和蒸騰耗水量，使得西南部年際間地下水位顯著降低，ECw值也顯著降低。

綜上所述，在干旱半干旱水平排水困難的低洼重度鹽堿地上，采用“咸水滴灌+高壟+覆膜”滴灌水鹽調(diào)控技術(shù)模式種植枸杞等耐鹽堿的多年生林果，通過其生長耗水可以顯著降低整個區(qū)域的淺層地下水位，淺層地下水電導(dǎo)率ECw和ECe也逐年降低。