景宇鹏, 李跃进, 高 娃,3, 蔺亚莉, 李秀萍, 王文曦, 张欣昕, 狄彩霞

(1.内蒙古农业大学 草原与资源环境学院, 呼和浩特 010011;2.内蒙古自治区农牧业科学院资源环境与检测技术研究所, 呼和浩特 010031;3.内蒙古自治区土壤肥料与节水农业工作站, 呼和浩特 010011; 4.榆林市榆阳区巴拉素区域农业技术推广站, 陕西 榆林719000)

土壤盐渍化是一个世界性的问题，也是中国生态环境和农业生产稳定持续发展尚须解决的重大问题，严重影响区域农业的可持续发展[1-2]。我国盐渍土面积大、分布广，从湿润地区到极端干旱荒漠范围内均普遍存在[3]，尤其在干旱和半干旱区，土壤盐渍化严重制约了该地区土地生产力的发展与可持续利用。河套平原是我国西北地区最主要的盐碱土分布区，由于特定的水文地质条件和长期不合理的大水漫灌制度，土地盐碱化和次生盐渍化现象呈逐年增加的趋势，盐碱胁迫已成为制约河套地区土地资源利用的主要障碍因子，严重限制了当地农业生产和土地生产力[4-5]。因此，为提高盐碱化土地资源的利用潜力，深入研究土壤盐碱化特征及其空间分布规律，是合理利用盐碱化资源，促进农业可持续发展的重要保障[6]。

土地利用变化是全球变化研究的核心和热点[7]，严重影响土壤元素结构与功能的稳定性，与土壤质量紧密相关[8]。众多研究表明，不合理的土地利用方式必将导致土地质量的严重下降，甚至引起土壤盐渍化[9-10]，而土壤盐渍化反过来又会限制土地利用的方式，导致土地退化和土壤质量下降。目前，关于土地利用变化对土壤理化性状、土地生产力、生态环境[6-12]以及因土地利用变化而引起的土壤盐碱化问题已做了大量研究[13-17]，且大多集中在典型岩溶区[18]、自然保护区[19]、低山丘陵区[20]、集约化农业区[21]和半干旱绿洲地区[6,10,22]等，而有关河套平原地区不同利用方式下土壤盐碱化特征的研究较少。为此，本研究以河套平原盐渍化土壤的5种典型利用方式为研究对象，采用主成分分析和相关分析方法，探讨不同利用方式土壤可溶盐总量、各盐分离子在剖面上的变化类型与分布特征，以期为该地区盐渍化土地的管理、可持续开发与利用以及耕地后备资源极其利用提供科学的依据。

1 材料与方法

1.1 研究区概况

研究区位于河套平原土默特左旗北什轴乡境内(111°18′—111°48′E，40°26′—40°54′N)。该区域属干旱半干旱中温带大陆性气候，海拔高度在990～1 140 m，年均气温5.8℃，极端最高气温39.3℃，极端最低气温-37.4℃，≥10℃年积温1 700～3 200℃，无霜期90～132 d[23]；年降水量390～400 mm左右，降水年季分布不均，主要集中在7—9月，占年降雨量的70%～80%。年蒸发量为2 000～2 500 mm，蒸降比为5.12～6.25，湿润度K值为0.45[24]。自然植被多属于中旱生和湿生性植物为主，常见优势种有黄蒿、冰草、狗尾草等，非地带性盐生植被有盐爪爪、碱蓬、盐角草、芨芨草、马蔺、山苦荬、芦苇等；土壤主要以盐化草甸土、草甸盐土、苏打盐土为主。

1.2 土壤样品采集

试验于2016年5月中旬在研究区内蒙古农业大学海流图科技园区选择具有典型性和代表性的5种利用方式(盐荒地、改良地、牧草地、农用地、林地)进行取样，每种利用方式下挖取4个土壤剖面，每个剖面距离约200～300 m。每个样点按0—10 cm，10—20 cm，20—40 cm，40—60 cm，60—80 cm，80—100 cm土层进行分层取样，将采集的土壤样品装入自封袋带回实验室自然风干后，挑去石块、根径及各种新生体和侵入体，过筛处理后备用，共采集120个土壤样品，样地基本情况见表1。

1.3 分析方法

表1 取样点基本情况

1.4 数据处理

试验数据用Excel 2007整理并制图，采用SPSS 16.0统计分析软件进行相关性分析和主成分分析。用Pearson 相关系数表征全盐量、pH及离子间的相关性。土壤全盐量=8种盐分离子质量分数之和。

2 结果与分析

2.1 土壤盐分离子垂直分布特征

2.2 土壤盐分离子间相关性

表2 典型剖面土壤盐离子含量统计特征参数 g/kg

表3 土壤剖面盐分离子间的相关性

2.3 不同利用方式土壤全盐垂直分布

土地利用变化对土壤剖面全盐含量及其离子组成的影响显著(图1)。未受人类活动影响的盐荒地土壤含盐量随土层深度增加而逐渐减少，由表层(0—10 cm)的8.97 g/kg逐渐减少至底层(80—100 cm)的1.78 g/kg，变化幅度较大，变异系数为58.69%，具有明显的表聚特征，表层0—20 cm盐分占整个剖面54.41%。这是在研究区无植被覆盖下土壤盐分的典型分布特征。对比受人类活动干扰下不同植被类型土壤剖面平均盐分特征来看，改良地土壤剖面表层(0—10 cm)盐分质量分数最大，为4.05 g/kg，土壤含盐量垂直方向上随土层深度增加而逐渐减少，也具有明显的表聚现象，这与采样时改良地地表植被稀疏，同时地表有少量结盐现象一致，表层0—20 cm盐分占整个剖面39.70%，20 cm土层以下趋于稳定，基本稳定在2.8 g/kg左右；农用地土壤含盐量随土层深度增加逐渐增加，具有明显的底聚特性，80—100 cm土层盐分含量为1.34 g/kg，且在垂直方向上变幅较小，变异系数17.84%；牧草地土壤含盐量变化介于0.89～1.47 g/kg，土壤含盐量垂直方向上呈现先增大后减少的变化趋势，10—20 cm土层土壤全盐含量最大，为1.87 g/kg；林地土壤全盐含量变化介于1.14～1.55 g/kg，且在垂直方向上的变幅较小，为弱变异性，变异系数为8.53%，平均含盐量明显低于其他利用方式。不同利用方式0—20 cm土层土壤盐分分布特征表现为：盐荒地(8.76 g/kg)>改良地(3.71 g/kg)>牧草地(1.38 g/kg)>林地(1.30 g/kg)>农用地(0.90 g/kg)；盐荒地和改良地的表层含盐量远远高于其他利用方式。对不同利用方式土壤剖面全盐量比较，未受人类活动影响的盐荒地各土层土壤全盐量与其他4种受人类活动干扰下的利用方式各层土壤全盐量差异显著(p<0.05)，表明人类活动对土壤盐分的空间分布有着重要影响。

图1 不同利用方式土壤剖面中全盐量的分布特征

2.4 不同利用方式土壤盐分离子垂直分布

3 讨 论

图2 不同利用方式下土壤剖面盐分分布特征

不同利用方式对土壤剖面盐分影响差异较大，一方面是由于本身所处地区的地形和水文地质特征差异所引起[15]，另一方面由于人为因素的强烈干扰，如耕作措施、施肥、灌溉、地下水利用等都会影响到土壤中盐分的重新分布[37]。研究区大面积的盐碱荒地被开发利用，使得土壤盐分含量下降了41.92%～79.33%，尤其对表层(0—20 cm)盐分含量影响最为显著，且盐渍化程度由重度盐碱土转变为中轻度盐碱土，这将有利于盐碱化土壤的良性发展。未受人类活动影响的盐荒地盐分聚集于表层，而受人类活动干扰较大的农用地盐分聚集于底层，且盐荒地表层含盐量远远高于其他几种利用方式，这与王雪梅[36]、李宝富[38]、王丹丹[35]、贡璐等[39]、姚荣江[40]等对渭库、渭干河绿洲、塔里木河上游绿洲、黄河三角洲不同土地利用方式土壤盐渍化特征研究结果基本一致，认为盐荒地对盐分富集作用明显强于农用地，这可能是由于农用地在长期耕作、施肥和大水灌溉等因素的综合作用的作用下，改变了土壤盐分状况，使得土壤中各盐分离子含量急剧减少，且向下运移后聚集于底层。林地和牧草地由于地表植被覆盖度较高，还有大量未分解的凋落物覆盖，能够减少地表水分蒸发，抑制盐分表聚[41-43]，使得盐分在剖面分布比较均匀，呈均匀型和橄榄型，这两种剖面类型是由自然因素影响的表聚型剖面(盐荒地)向受人类干扰强较大的底聚型(农用地)转化的两个过渡阶段。同时在有人类活动干扰的土地利用系统中，受人类活动干扰强度大的农用地，由于每年的耕作、灌溉等因素的影响，土壤剖面(0—100 cm)平均全盐含量较小，为1.11 g/kg；而相对人类活动干扰强度较小的改良地，从2008年进行土地整理后一次性施用有机肥和脱硫石膏后，再未有过深翻犁地等农业活动，基本和盐荒地管理水平一致，脱盐效果不理想，土壤全盐含量仍比较高，剖面平均含盐量为3.12 g/kg；林地和牧草地由于受人类活动干扰强度中等，牧草地每隔3 a翻耕后重新种植紫花苜蓿，林地基本上2～3 a进行一次锄草松土，使得二者土壤剖面平均含盐量相差不大，分别为1.37 g/kg，1.33 g/kg。研究区大面积的盐碱地通过科学合理的开发与利用，使得土壤盐碱化程度降低，而盐荒地由于地上植被稀疏，又缺乏科学合理的利用与保护，土壤盐碱化现象任然比较十分严重。因此，在盐碱化土地的开发利用过程中，要时刻关注土壤中盐分的运移特征，防治次生盐碱化的发生，为河套平原盐碱化土地的管理、可持续开发与利用以及耕地后备资源极其利用提供科学的依据。

4 结 论