(新疆水利水電勘測設(shè)計(jì)研究院，新疆 烏魯木齊 830000)

土壤鹽分受各類因素的綜合作用具有高度的空間變異性，土壤耕作層與其他層位的鹽分具有一定的關(guān)系，呈現(xiàn)地域性特點(diǎn)。因此，鹽漬化過程與氣候、地形、土壤類型、地下水水位埋深及水質(zhì)等密切相關(guān)[1-3]。喀什噶爾河流域天然條件下環(huán)境封閉，隨水而來的鹽分只能積聚在流域之中，土壤鹽漬化問題日趨嚴(yán)重。同時(shí),隨著農(nóng)業(yè)開發(fā)力度加大，灌溉水的蒸發(fā)及入滲增加了鹽分的積累，次生鹽漬化現(xiàn)象也日益彰顯，土壤鹽漬化已成為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和生態(tài)保護(hù)面臨的主要危害之一。

多年來，土壤鹽分空間變異性已成為國內(nèi)外諸多學(xué)者的研究重點(diǎn)，從土壤性質(zhì)的空間變異性到土壤水分、鹽分空間變異性再到土壤水肥鹽空間變異性，進(jìn)而考慮到影響土壤鹽漬化空間變異性的驅(qū)動(dòng)因素[4-10]。Panagopoulos et al.[6]引入空間變量實(shí)驗(yàn)并利用地統(tǒng)計(jì)學(xué)對(duì)土壤理化性質(zhì)進(jìn)行了圖形解釋及分析。陳星星等[7]研究了南疆干旱地區(qū)庫爾勒三十一團(tuán)土壤鹽分空間分布和變異特征以及產(chǎn)生土壤鹽分空間變異特征的原因；張飛等[11]在新疆精河綠洲對(duì)土壤含鹽量、pH值、電導(dǎo)率等進(jìn)行了定量探討及空間變異性分析；段凱祥[12]以嘉峪關(guān)草湖濕地為研究區(qū)運(yùn)用地統(tǒng)計(jì)學(xué)方法分析了土壤養(yǎng)分、水鹽含量和植被覆蓋度的空間異質(zhì)性、自相關(guān)關(guān)系及其程度；武婕等[13]基于地統(tǒng)計(jì)學(xué)和GIS技術(shù)相結(jié)合的方法，研究了南四湖區(qū)農(nóng)田土壤有機(jī)質(zhì)和微量元素的空間分布特征及其影響因素；Schofield et al.[14]得出土壤鹽漬化是由于土壤表面或附近可溶性鹽的積累而產(chǎn)生的，鹽分的積累和遷移主要受灌溉方式、水質(zhì)和水量的影響；周在明[15]通過在環(huán)渤海低平原區(qū)研究發(fā)現(xiàn)地下水位埋深和礦化度對(duì)不同深度土壤含鹽量均具有顯著影響。

以往針對(duì)喀什噶爾河流域土壤鹽漬化空間變異特征的研究往往處在較小尺度上，對(duì)于該地區(qū)土壤鹽分的大尺度空間分布研究還存在一定的不足[16]。同時(shí),對(duì)于研究區(qū)土壤含鹽量與影響因素的相關(guān)關(guān)系分析及使用正態(tài)性更好的Box-Cox轉(zhuǎn)換對(duì)土壤鹽分?jǐn)?shù)據(jù)處理的研究同樣較少。本文通過野外取樣及測試后，運(yùn)用傳統(tǒng)統(tǒng)計(jì)學(xué)和地統(tǒng)計(jì)學(xué)相結(jié)合的方法對(duì)研究區(qū)土壤鹽分的空間分布特征進(jìn)行研究，目的在于研究地形地貌、土壤質(zhì)地和人為因素影響下的地下水位埋深、水質(zhì)等與土壤含鹽量之間的關(guān)系。

1 材料及研究方法

1.1 研究區(qū)概況

喀什地區(qū)位于塔里木盆地西部，地處暖溫帶大陸性干旱氣候帶，溫差大、降水稀少、蒸發(fā)強(qiáng)烈，年均降水量68.4mm，年均蒸發(fā)量2236mm，生態(tài)環(huán)境脆弱，呈現(xiàn)荒漠綠洲、灌溉農(nóng)業(yè)的特點(diǎn)。其地貌形態(tài)從北到南、由西向東呈階梯狀遞降，北部為高聳的山區(qū)，東部是廣闊的平原和沙漠?？傮w地勢為西高東低，南、北高中部低。區(qū)內(nèi)地下水資源主要形成于山區(qū)，平原區(qū)為水資源徑流、散失消耗區(qū)。地下水的總體流向與地形坡降趨勢相似，自西向東由山區(qū)向平原區(qū)徑流。

流域內(nèi)灌區(qū)主要分布在高程3500m以下的區(qū)域，為中低山和山前沖積、洪積平原地帶，地面坡降0.5‰。灌區(qū)內(nèi)主要種植小麥、玉米、棉花、蔬菜、瓜果等作物，種植制度為一年一熟。平原區(qū)得天獨(dú)厚的氣候條件適宜種植紅棗、核桃、棉花等作物，山地半農(nóng)牧區(qū)僅能滿足牧草麥類作物和林木生長。同時(shí)結(jié)合灌區(qū)的氣象水文、水土資源、作物組成、灌區(qū)規(guī)模及經(jīng)濟(jì)效益等因素，灌區(qū)灌溉制度(灌溉方式及灌水量)存在一定的差異。農(nóng)業(yè)是喀什地區(qū)的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)之一，近年來,流域內(nèi)也在逐步優(yōu)化農(nóng)牧業(yè)灌溉布局，提升灌溉發(fā)展質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)灌溉向集約型現(xiàn)代灌溉農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)變。灌區(qū)耕地土壤分布受河流、渠系的影響呈魚脊形小地貌特點(diǎn)，土壤類型主要為黏質(zhì)土和砂質(zhì)土兩大類，部分剖面有鹽分積累現(xiàn)象。灌區(qū)下游地下水位埋深在0.8～4.0m之間，地下水礦化度普遍大于2.0g/L，局部大于10g/L。依格孜牙河灌區(qū)下游，克孜河伽師灌區(qū)下游，恰克馬克河、布谷孜河灌區(qū)下游由于土壤顆粒較細(xì)、地下水徑流條件差、水位埋深淺，鹽漬化情況嚴(yán)重。

1.2 取樣及測試

根據(jù)收集并整理野外取樣過程中實(shí)測資料，綜合研究區(qū)地形地貌、土地利用類型、地下水位埋深、農(nóng)作物類型等因素選取區(qū)內(nèi)具有典型代表性的取樣點(diǎn)，其分布見圖1。2019年8月，按不同深度(0～30cm、30～50cm、50～80cm)分層取樣共69個(gè)，取樣后土壤含鹽量及土壤粒徑檢測樣品用密封袋保存。其中土壤易溶鹽按《土工試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》(GB/T 50123—2019)在新疆巖土中心檢測；顆粒粒徑按國際制土壤粒徑分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，黏粒(小于0.002mm)、粉粒(0.020～0.002mm)、砂粒(2.000～0.020mm)，用Microtrac激光粒度儀測定[15]。

圖1 取樣點(diǎn)位置

1.3 研究方法

1.3.1 Box-Cox轉(zhuǎn)換

由于本文土壤含鹽量既不滿足正態(tài)分布也不滿足對(duì)數(shù)正態(tài)分布，故引入正態(tài)性更好的Box-Cox轉(zhuǎn)換[17]，其公式為

(1)

式中：S為Box-Cox轉(zhuǎn)換的一個(gè)變換族，由可變參數(shù)λ決定具體轉(zhuǎn)換的形式，λ一般可通過最大似然估計(jì)得到。

1.3.2 空間變異理論

本文對(duì)研究區(qū)土壤含鹽量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)性分析，提取計(jì)算空間信息的統(tǒng)計(jì)特征，并依據(jù)空間變異理論研究土壤鹽分空間分布規(guī)律[18]。

引入空間變異理論中的區(qū)域化變量的變異特征研究土壤鹽分的空間分布規(guī)律。區(qū)域化變量的變異特征是以變異函數(shù)為基礎(chǔ)，構(gòu)制變異函數(shù)模型而得到的。計(jì)算公式為[19]

(2)

式中：γ(h)為變異函數(shù)；h為滯后距；N(h)為距離等于h的點(diǎn)對(duì)數(shù)；Z(xi)為處于點(diǎn)xi變量處的實(shí)測值；Z(xi+h)為與點(diǎn)xi距離h處變量的實(shí)測值。

變異函數(shù)模型主要分為有基臺(tái)值和無基臺(tái)值模型兩大類，本文主要考慮常用的有基臺(tái)值的理論模型，即球狀、指數(shù)和高斯模型。3種模型的一般表達(dá)式見表1。

表1 變異函數(shù)理論模型及表達(dá)式

2 結(jié)果與分析

2.1 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

統(tǒng)計(jì)學(xué)分析結(jié)果見表2，其均值反映出研究區(qū)不同深度的土壤含鹽量在0.723%～0.770%之間，含鹽量差別不大，但其極值所反映的變化幅度差別較大，由表層至深層各層含鹽量變化分別在0.123%～3.733%、0.119%～4.120%和0.082%～3.765%之間。根據(jù)王遵親等[20]對(duì)我國干旱、半干旱區(qū)鹽漬化分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)中可以看出研究區(qū)土壤鹽漬化從非鹽土(含鹽量小于0.1%)到鹽土(含鹽量大于1%)變化較大。經(jīng)分析這與各取樣點(diǎn)農(nóng)作物類型、土壤質(zhì)地、灌溉方式及地下水等因素不同有關(guān)，從而導(dǎo)致研究區(qū)鹽漬化程度差異較大。結(jié)合偏度、峰度可以看出灌區(qū)各層土壤均呈現(xiàn)正偏態(tài)陡峭分布。

采用變異系數(shù)Cv反映單位均值的離散程度，結(jié)果表明：區(qū)內(nèi)各層含鹽量變異系數(shù)均大于1，屬強(qiáng)變異性[21]。經(jīng)分析是由于受到地質(zhì)結(jié)構(gòu)、地形、土地利用方式以及灌溉等多重因素影響，研究區(qū)土壤鹽分空間變異程度比較復(fù)雜。通過收集的資料和實(shí)際調(diào)查發(fā)現(xiàn)流域下游的區(qū)域由于大面積灌溉造成下游水位普遍升高，地下水位埋深較淺局部區(qū)域甚至只有0.5m，灌溉水礦化度高有的地方可達(dá)1.2g/L，排水設(shè)施的不完善導(dǎo)致排水不暢，鹽漬化逐漸加重，使得灌區(qū)內(nèi)局部地區(qū)的土壤含鹽量較大，含鹽量分布不均，變化復(fù)雜。

表2 研究區(qū)各層土壤含鹽量統(tǒng)計(jì)

運(yùn)用地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)研究區(qū)域化變量時(shí)，所研究的變量均需要服從正態(tài)或近似于正態(tài)分布，否則可能會(huì)存在比例效應(yīng)。本次利用K-S(Kolmogorov-Smirnova)和S-W(Shapiro-Wilk)檢驗(yàn)方法進(jìn)行正態(tài)檢驗(yàn)，將不服從正態(tài)分布的數(shù)據(jù)，經(jīng)轉(zhuǎn)化后使其呈正態(tài)分布。檢驗(yàn)結(jié)果見表3，各層天然含鹽量及經(jīng)對(duì)數(shù)轉(zhuǎn)換后仍不服從正態(tài)分布故引入正態(tài)性更好的Box-Cox轉(zhuǎn)換[17]。結(jié)果顯示：含鹽量經(jīng)Box-Cox轉(zhuǎn)換后顯著性均大于0.05，說明含鹽量經(jīng)Box-Cox轉(zhuǎn)換后在 95%的置信區(qū)間下服從正態(tài)分布，可用作變異函數(shù)分析。

表3 各層土壤含鹽量正態(tài)性檢驗(yàn)統(tǒng)計(jì)

2.2 空間變異性分析

對(duì)含鹽量經(jīng)Box-Cox轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)進(jìn)行空間變異性分析得到變異函數(shù)參數(shù)和擬合圖，見表4、圖2。最優(yōu)變異函數(shù)擬合模型0～30cm、30～50cm均為高斯模型，50～80cm為指數(shù)模型?？臻g變異分析時(shí)常用變程a來反映變量的影響范圍，其表示在以a為半徑的范圍內(nèi)土壤含鹽量都具有一定空間相關(guān)性，當(dāng)兩點(diǎn)間距離超過該范圍則表明兩點(diǎn)間將不存在空間相關(guān)性[19]。由表4可知，各層土壤含鹽量分別在108772m、100285m、348933m范圍內(nèi)具有空間相關(guān)性，對(duì)比不同深度的變程數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)灌區(qū)土壤含鹽量表層(0～30cm)和亞表層(30～50cm)均小于深層(50～80cm)，表明深層含鹽量變程大、變異性小，空間相關(guān)性強(qiáng)。

在變異函數(shù)參數(shù)中，C0為由試驗(yàn)及取樣所產(chǎn)生的隨機(jī)性因素引起的變異，C為由非人為的結(jié)構(gòu)性因素引起的變異，本次各層隨機(jī)性方差C0均較小，表明由試驗(yàn)誤差及取樣所產(chǎn)生的變異較小。運(yùn)用塊金基臺(tái)比[(C0/(C+C0)]分析影響土壤含鹽量空間變異性的因素，當(dāng)塊金基臺(tái)比越大則說明由隨機(jī)性因素影響的空間變異性越強(qiáng)，各層土壤含鹽量塊金基臺(tái)比在0.500～0.517之間，顯示空間相關(guān)性屬中度相關(guān)，表明不同深度含鹽量同時(shí)受隨機(jī)性因素(如人類活動(dòng)、灌溉及土地利用類型)和結(jié)構(gòu)因素(如母質(zhì)、氣候、水文、植被、土壤類型等)共同影響[18-22]。同時(shí)，隨著深度的增加，各層塊金基臺(tái)比雖差異不大，但整體逐漸變小，說明深層土壤含鹽量相比表層和亞表層受結(jié)構(gòu)性因素影響較大。結(jié)合取樣發(fā)現(xiàn)，灌區(qū)人類活動(dòng)和農(nóng)業(yè)耕種等隨機(jī)性因素易對(duì)表層和亞表層0～50cm深度內(nèi)土壤含鹽量產(chǎn)生影響。這與變程數(shù)據(jù)反映的情況一致，也與陳星星等[7]研究結(jié)果相同。

表4 各層土壤含鹽量變異函數(shù)參數(shù)計(jì)算

圖2 變異函數(shù)與理論模型擬合圖

2.3 空間插值分析

利用Arcgis10.5軟件中克里金最優(yōu)值理論插值方法研究灌區(qū)土壤鹽分的空間分布特征，結(jié)果見圖3。灌區(qū)各層土壤含鹽量變化趨勢基本一致，均表現(xiàn)為由西向東先增加后減小，總體呈“東高西低”的變化趨勢，至伽師總場附近含鹽量最高。其空間分布特征西部較東部復(fù)雜，尤其在喀什三角洲地區(qū)含鹽量分布較為離散，呈“斑狀”分布。分析其原因是由于伽師總場以東已屬于流域沖積扇下游，該區(qū)域地下水位埋深小，蒸發(fā)強(qiáng)烈，易造成“水走鹽留”，從而導(dǎo)致含鹽量較高。而喀什、疏附、疏勒等地則由于人類活動(dòng)頻繁、農(nóng)業(yè)發(fā)達(dá)，導(dǎo)致土壤含鹽量在該區(qū)域呈現(xiàn)出復(fù)雜的變化。

隨著深度的增加，土壤鹽漬化空間分布的復(fù)雜性逐漸減小。結(jié)合上述分析，得出結(jié)論：表層土壤含鹽量的分布易受外界條件及人類活動(dòng)等因素影響，如地表微地形、氣候及人類農(nóng)業(yè)生產(chǎn)等。而在相對(duì)較小的范圍內(nèi)，表層地表微地形起伏較大，在降雨、蒸發(fā)和農(nóng)業(yè)灌溉的作用下，表層土壤和地下水中的可溶性鹽分積聚于地表低洼處，加上人類農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)的不斷干擾，導(dǎo)致表層及亞表層土壤鹽分的空間變異性明顯強(qiáng)于深層土壤[23]。同時(shí)，隨著土層深度的增加，地形、降雨和蒸發(fā)等因子對(duì)鹽分空間分布的影響逐漸削弱，人類活動(dòng)的影響也逐漸減小，導(dǎo)致深層土壤含鹽量相差不大，變化較小。

圖3 不同深度土壤含鹽量分布特征

2.4 土壤含鹽量及其影響因素關(guān)系研究

研究區(qū)鹽漬化空間分布特征受到區(qū)內(nèi)自然和人為因素共同影響[24]。已有研究表明，區(qū)內(nèi)特殊的氣候條件對(duì)土壤鹽分在淋溶、遷移和累積過程中會(huì)產(chǎn)生顯著的影響，從而導(dǎo)致土壤含鹽量在時(shí)間和空間上存在差異[16]。同時(shí)，灌區(qū)土壤屬性及地下水礦化度等因素也存在空間相關(guān)性[9,25]。因此，本文在分析土壤含鹽量影響因素時(shí)主要探討含鹽量與地形、土壤質(zhì)地及地下水位埋深、礦化度等因素之間的關(guān)系。

2.4.1 土壤含鹽量與地形因子之間的關(guān)系

有研究表明，受人類活動(dòng)及農(nóng)業(yè)生產(chǎn)等因素的影響，在一定范圍內(nèi)地形因子(坡度、坡向)差異較大，而在影響土壤機(jī)械組成、含水率的同時(shí)，還會(huì)影響降雨和灌溉水向地下的流動(dòng)，進(jìn)而影響鹽分在土壤剖面內(nèi)的運(yùn)移和重新分布[26]。在一定范圍內(nèi)，當(dāng)自然因素(如:氣候、母質(zhì)、農(nóng)作物類型等)基本一致時(shí)，地形因素將會(huì)成為影響土壤鹽漬化的主要因素。因此，為分析研究區(qū)地形因子對(duì)土壤含鹽量的影響，本文對(duì)從地理空間數(shù)據(jù)云網(wǎng)站獲取的研究區(qū)GDEMV2數(shù)字高程數(shù)據(jù)，運(yùn)用ArcGIS軟件柵格處理工具進(jìn)行高程、坡度及坡向數(shù)值與土壤含鹽量關(guān)系的皮爾遜(Pearson)相關(guān)性分析，結(jié)果見表5。

表5 不同深度土壤含鹽量與地形因素相關(guān)性分析

從表5可以看出，各層土壤含鹽量與地形因子之間并無顯著相關(guān)性。結(jié)合前文空間變異性分析發(fā)現(xiàn)，研究區(qū)土壤含鹽量受結(jié)構(gòu)性和隨機(jī)性因素共同影響。而本次各取樣點(diǎn)處不僅農(nóng)作物類型有所差異，且取樣時(shí)間又處于農(nóng)作物生長旺盛的8月。在這一時(shí)期，農(nóng)田管理措施較多，區(qū)內(nèi)農(nóng)業(yè)活動(dòng)也會(huì)造成耕作層內(nèi)土壤結(jié)構(gòu)在一定程度上發(fā)生變化。同時(shí)，人類活動(dòng)(如灌溉及其他田間管理)等隨機(jī)性因素又勢必會(huì)影響和掩蓋地形因素對(duì)土壤含鹽量的變化，從而造成區(qū)內(nèi)地形因子與土壤含鹽量無顯著相關(guān)性。這與張芳等[26]在奇臺(tái)綠洲得出的地形因子對(duì)鹽堿土空間分布格局起主要作用的結(jié)論相悖。但通過對(duì)比會(huì)發(fā)現(xiàn)，該研究是在未開墾的荒地進(jìn)行取樣分析，這就在很大程度上避免了田間管理等對(duì)其的影響。這也從側(cè)面說明了人類活動(dòng)等隨機(jī)性因素對(duì)土壤鹽漬化影響較大。

2.4.2 土壤含鹽量與土壤質(zhì)地之間的關(guān)系

土壤質(zhì)地同樣對(duì)土壤水鹽運(yùn)動(dòng)具有重要的影響，土壤顆粒會(huì)影響土壤水運(yùn)動(dòng)的速度與上升高度，從而影響土壤積鹽過程[27-28]。因此，在研究不同土壤粒徑與土壤鹽漬化關(guān)系的基礎(chǔ)上，還要研究土壤質(zhì)地對(duì)鹽漬化的影響程度。按國際制土壤粒徑分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)各取樣點(diǎn)處樣品黏粒、粉粒和砂粒含量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。同時(shí)，為消除不同量綱對(duì)數(shù)據(jù)的影響，首先將數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理[29]。然后對(duì)土壤含鹽量與土壤粒徑進(jìn)行皮爾遜(Pearson)相關(guān)性分析，結(jié)果見表6。

表6 不同深度土壤含鹽量與土壤粒徑相關(guān)性分析

從表6可以看出： 除30～50cm處土壤含鹽量與黏粒之間呈顯著正相關(guān)外，其余各層均無顯著相關(guān)性；30～50cm處土壤含鹽量隨土壤黏粒含量的增加而增加。由于土壤中黏粒的粒徑與孔隙小，導(dǎo)致土壤水運(yùn)移速度緩慢，加之受蒸發(fā)作用時(shí)間長，易引起水中鹽分的滯留，從而導(dǎo)致土壤含鹽量增加。而其余各層土壤含鹽量與土壤粒徑之間均無顯著相關(guān)性，這與劉慶生等[27]得出的土壤質(zhì)地對(duì)不同程度鹽漬化具有指示作用的結(jié)論相悖。分析原因與地形因子影響一致，在農(nóng)作物生長旺盛期，土壤粒徑對(duì)土壤含鹽量的影響被人類活動(dòng)(如灌溉和其他農(nóng)業(yè)管理)所掩蓋，從而造成土壤質(zhì)地對(duì)土壤含鹽量基本無影響。

2.4.3 土壤含鹽量與地下水位埋深之間的關(guān)系

圖4 潛水位埋深和土壤含鹽量關(guān)系

前文得出區(qū)內(nèi)鹽漬化程度與地下水位埋深有關(guān)，為分析土壤含鹽量與地下水位埋深之間的關(guān)系，選取區(qū)內(nèi)地下水位埋深5m以內(nèi)的取樣點(diǎn)進(jìn)行研究，結(jié)果見圖4。土壤含鹽量與地下水位埋深呈冪函數(shù)關(guān)系，隨著地下水位埋深的增加而減小。同時(shí)發(fā)現(xiàn)當(dāng)水位埋深在2.5m范圍內(nèi)時(shí)土壤含鹽量受水位埋深影響較大，而當(dāng)水位埋深大于2.5m時(shí)土壤含鹽量受地下水位埋深影響則逐漸減小。表明潛水埋深越深，土壤含鹽量越低，潛水埋深越淺，土壤含鹽量越高，這與馬玉蕾[31]在黃河三角洲的研究結(jié)果一致。當(dāng)?shù)叵滤宦裆钶^淺時(shí)，土壤受強(qiáng)烈蒸發(fā)作用而積鹽，隨著水位埋深逐漸增加，蒸發(fā)作用逐漸減弱，土壤積鹽效果也隨之減小。結(jié)合灌區(qū)各農(nóng)作物含鹽量閾值和鹽漬化空間分布特征，可依據(jù)含鹽量與地下水位埋深之間的關(guān)系，確定不同區(qū)域、不同條件下的地下水位臨界深度。

2.4.4 土壤含鹽量與地下水礦化度之間的關(guān)系

土壤水垂向運(yùn)移至地下水會(huì)造成局部范圍內(nèi)地下水礦化度發(fā)生變化。因此，地下水礦化度在一定程度上能較好地反映研究區(qū)土壤鹽漬化程度。選擇區(qū)內(nèi)地下水礦化度在6g/L內(nèi)的取樣點(diǎn)進(jìn)行研究，擬合結(jié)果見圖5。土壤含鹽量與地下水礦化度呈指數(shù)關(guān)系，隨著地下水礦化度的增加而增加。當(dāng)?shù)叵滤V化度在0～2g/L范圍內(nèi)時(shí)，土壤含鹽量受地下水礦化度影響較??；而當(dāng)?shù)叵滤V化度大于2g/L時(shí)土壤含鹽量受地下水礦化度影響較大。表明地下水礦化度越大，土壤含鹽量越大，這與周在明[15]在環(huán)渤海低平原區(qū)的研究結(jié)果一致。

圖5 地下水礦化度和土壤含鹽量關(guān)系

3 討論分析

喀什噶爾河流域灌區(qū)土壤含鹽量由于受各類內(nèi)外因素的共同作用，其空間分布特征復(fù)雜，尤其在喀什三角洲地區(qū)，土壤含鹽量變化最為復(fù)雜，灌區(qū)灌溉和人類活動(dòng)對(duì)土壤含鹽量空間分布特征均有影響。同時(shí)，在垂直向上分析發(fā)現(xiàn)，隨著深度的增加土壤鹽漬化空間分布的復(fù)雜性逐漸減小，表層土壤含鹽量與土壤質(zhì)地的關(guān)系較深層小，說明隨著深度的增加人類活動(dòng)影響逐漸減弱，土壤結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性不易受人工影響而改變，這與張飛等[11]、段凱祥[12]的研究結(jié)果相似。因此，今后研究區(qū)土壤鹽漬化的研究重點(diǎn)可放在受人為因素影響更多的表層。此外，通過對(duì)比變異函數(shù)參數(shù)計(jì)算結(jié)果發(fā)現(xiàn),各層土壤含鹽量的變程數(shù)值差異較大，其空間相關(guān)性未能完美地體現(xiàn)，分析原因可能是由于本次各取樣點(diǎn)間距較大，目前取得的相關(guān)長度可能被高估。

通過對(duì)研究區(qū)土壤鹽漬化影響因素分析發(fā)現(xiàn)，在農(nóng)作物生長旺盛期，人類活動(dòng)(如灌溉及田間管理措施等隨機(jī)性因素)在一定程度上將會(huì)掩蓋部分因素對(duì)鹽漬化的影響。因此，要想更準(zhǔn)確地研究土壤鹽分空間變異性，可選擇在土壤鹽漬化程度較高且田間管理較少的春季進(jìn)行。同時(shí)，為實(shí)現(xiàn)灌區(qū)節(jié)水控鹽總目標(biāo)，可考慮通過改變其影響因素治理鹽漬化。自然因素中氣候、地形因子和土壤質(zhì)地等不易改變，而人為因素的綜合影響又集中反映在地下水水位與水質(zhì)上，且當(dāng)?shù)毓喔人酁楹铀虻叵滤?，灌溉水水質(zhì)也不易改變，因此，對(duì)于灌區(qū)地下水因素的控制和改變其根本在于地下水位調(diào)控及灌區(qū)灌溉制度的完善和優(yōu)化，這與周在明[15]、王卓然[24]、馬玉蕾等[30]研究結(jié)果相似。為有效判斷流域地下水環(huán)境變化趨勢，正確把握人工調(diào)控水鹽效果，可根據(jù)上述土壤鹽分空間分布特征，在不同區(qū)域、不同條件下精細(xì)化地制定地下水位調(diào)控方案，加強(qiáng)動(dòng)態(tài)監(jiān)測，建立科學(xué)合理的地下水水位及水質(zhì)監(jiān)測網(wǎng)?？蛇M(jìn)一步通過試驗(yàn)、物理和數(shù)值模擬方法深入研究構(gòu)建多元化排水方案。還可利用數(shù)值模擬優(yōu)化灌區(qū)灌溉制度，制定合理的春、冬灌水水量，以達(dá)到“壓鹽”效果[31]。最終達(dá)到灌區(qū)水資源合理利用和鹽漬化治理的目的。

4 結(jié) 論

分析研究區(qū)土壤鹽分空間變異性和影響因素的結(jié)論如下：

a.各層土壤含鹽量均屬強(qiáng)變異性且具有明顯的差異性；經(jīng)Box-Cox轉(zhuǎn)換后服從正態(tài)分布，其含鹽量易受到隨機(jī)性因素(如人類活動(dòng)、灌溉和土地利用類型)和結(jié)構(gòu)因素(如母質(zhì)、氣候、水文、植被、土壤類型等)共同影響。

b.插值結(jié)果顯示灌區(qū)土壤含鹽量整體表現(xiàn)為由西向東先增加后減小，在伽師總場以東含鹽量達(dá)到最高，在喀什三角洲地區(qū)含鹽量分布離散變化最為復(fù)雜。

c.土壤含鹽量影響因素較多，但在農(nóng)作物生長旺盛期，人類活動(dòng)在一定程度上將會(huì)掩蓋地形因子和土壤質(zhì)地等對(duì)土壤鹽漬化的影響；潛水埋深越淺，礦化度越高，土壤含鹽量越高。