摘 要: 了解和掌握沿海地區土壤鹽分分布特征、鹽漬化程度及其主要影響因素，可為規劃區工程樁基防腐措施制定和區域生態環境改良提供科學依據。以濰北平原為研究區，通過野外調查采樣與室內測試分析獲取土壤鹽分數據，采用統計學方法和地理信息系統技術分析了土壤鹽分和鹽漬化指標的平面分布特征，識別了土壤鹽漬化的主要影響因素，并提出了鹽漬化的防治建議。結果顯示，研究區土壤鹽漬化總體處于低-中等水平，約 20%的面積處于弱至中等鹽漬化等級，土壤鹽漬化程度呈現出由東北向西南逐漸降低趨勢。土壤鹽漬化類型主要為氯鹽漬化和亞氯鹽漬化，NaCl 是鹽分存在的主要形態。土壤鹽分含量受多種因素的影響，其中土壤固有鹽分的含量受沉積相( 土壤成因) 背景控制，地下水咸化是土壤鹽分積聚的最主要影響因素。

　　關鍵詞: 土壤鹽漬化; 土壤鹽分分布特征; 濰北平原

　　0 引 言

　　氣候變化和人類活動的強烈影響，使得土壤鹽漬化成為干旱、半干旱及沿海地區最主要的生態環境和土地退化問題之一。目前全球鹽堿土面積約為 9.5×108 hm2 ，其中我國鹽堿化土壤面積高達 3.4×107 hm2 ，約占耕地面積的 1 /3，鹽漬化災害現狀非常嚴峻[1，2]。土壤鹽分積聚和淡水資源緊缺成為限制我國沿海地區開發的主要因素[3]，及時掌握土壤鹽分的分布特征及其影響因素是實現鹽漬化土地合理利用和科學開發的必要前提。

　　濰北平原年均降水較少、蒸發強烈，加之不合理的地下水資源開發利用活動，土壤鹽漬化問題日趨嚴重。目前，關于濰北平原土壤鹽漬化的研究已有大量成果，馬恭博等[4]指出該區土壤以輕度鹽漬化和中度鹽漬化為主，且不同深度土層鹽分呈現條帶狀和塊狀分布規律，自北向南土壤鹽分含量呈現降低的趨勢; 陳廣泉等[5]指出不同土層土壤鹽分含量具有明顯的空間變異性，其中 60 ～ 100 cm 等層段鹽分具有較強空間相關性; 李晶瑩等[6]發現受海水入侵因素影響，該區鹽漬化范圍向內陸最遠可至 20 km 處; 陳銘達等[7]發現土壤鹽分的組成受地下微咸水灌溉影響強烈; 劉文全等[8] 指出耕層( 表層) 土壤全鹽和有機質含量的空間分布均呈現明顯的條帶狀格局，且離海岸線距離越遠鹽分越低，認為海水入侵、土地利用及人為的耕地措施是形成該格局的重要因素?？梢钥闯觯延醒芯繉ν寥利}漬化的分布特征進行了充分梳理，但其評價方法和服務對象重點針對農業種植和土壤改良，且未較全面分析土壤鹽漬化的影響因素。

　　本次通過野外采樣和室內測試獲取土壤鹽分離子數據，分析不同鹽漬化指標的分布特征和規律，應用工程勘察規范和建筑規范評價土壤鹽漬化程度，并分析土壤鹽漬化與主要影響因素的相關關系，旨在有針對性的為沿海地區規劃、新城鎮建設和土壤環境改良提供基礎依據。

　　1 研究區概況

　　研究區位于萊州灣南岸濰坊北部平原( 圖 1) ，屬暖溫帶半濕潤季風型氣候區，地形南高北低，平均坡降 0.047%。多年平均降水量為 610 mm，多年平均蒸發量為 1 020 mm。區內地貌層次清晰，由南部山前洪積、沖積平原向北過渡為沖積、海積平原，發育彌河、虞河、白浪河、濰河等多條河流。該區屬于華北平原東緣，大地構造上屬于膠萊地塹北段[9]，第四系沉積物由南向北增厚，巖性分布具有一定規律，由山前至沖洪積扇前緣依次為含礫砂、砂、砂質黏土和黏土，北部濱海沉積物巖性主要為粉細砂、黏質砂土、砂質黏土和黏土。區內地下水開采強度較大，形成了多個地下水降落漏斗，引發了北部咸-鹵水南侵南部淡水含水層[10]。淺層土壤類型主要以潮土與鹽化潮土為主，沉積相主要為沖洪積相、湖積淺平洼地相、三角洲平原相和潮間帶相等[11]。

　　2 材料和方法

　　2.1 樣品采集與測試

　　2015 年 10 月于水鹽相對均衡期內[12]，近似垂直于地下水流向布設 6 條剖面，對鹽分相對富集的 50 ～ 60 cm 土層進行了 52 組土壤樣品的采集。采樣位置根據研究區土壤巖性、微地貌特征和土地利用類型等因素確定，定位坐標采用差分 GPS 記錄 ( 圖 1) 。

　　樣品采集后在實驗室進行自然風干、碾碎和過 20 目篩，制備形成 1 ∶ 5 的土、水浸出液進行土壤鹽分測定。K+ 、Na + 用火焰光度計法測定，Ca2+ 、Mg2+ 用 EDTA 絡合滴定法測定，CO2- 3 、 HCO- 3 用雙指示劑中和法測定，SO2- 4 用 EDTA 間接絡合滴定法測定，Cl -用標準 AgNO3 滴定法測定，全鹽量用電導法測定、pH 值采用 pHB-4 型便攜儀測定。樣品測試工作由天津地質礦產測試中心完成。

　　2.2 數據處理

　　本次對樣品鹽分數據的統計分析用 SPSS 軟件進行，空間投影和克里格( Kriging) 法插值分析用 MAPGIS 軟件進行。

　　2.3 評價方法

　　( 1) 平均含鹽量。平均含鹽量是指示土壤鹽漬化程度的直接指標，被廣泛應用于鹽漬化評價工作中。本次以巖土工程勘察規范( GB 50021- 2001) [13]和鹽漬土地區建筑規范( SY/T 0317-2012) [14]為評價標準，根據土壤含鹽量將鹽漬土分為弱鹽漬土、中鹽漬土、強鹽漬土和超強鹽漬土四類( 表 1) 。同時，根據土壤化學成分含量將鹽漬土類型細分為氯鹽漬土、亞氯鹽漬土、亞硫酸鹽漬土、硫酸鹽漬土和堿性鹽漬土五種( 表 2) 。

　　2) 鈉交換比( ESP) 。鈉交換比，又稱堿化度，是通過計算土壤 Na + 交換 Ca2+ 和 Mg2+ 能力來指示土壤堿化程度的指標。通常有兩種計算方法，一是常用的用交換性鈉離子占陽離子交換量的百分比法，其中交換性鈉需用乙酸銨-氫氧化銨-火焰光度法測得，陽離子交換量用氯化銨-乙酸銨交換法測得

　　鑒于前述“平均含鹽量評價法”中設定了堿性鹽堿土這一分類，故本次工作沒有單獨測試交換性鈉和陽離子交換量，而采用經驗公式法來計算相對 ESP( 1 ∶ 5 土、水重量比溶解) 來計算土壤相對堿化程度。

　　3 結果與分析

　　3.1 土壤鹽分離子含量及相關性分析

　　由表 3 可見，研究區土壤 pH 介于 6.79 ～ 10.12，平均值為 8.20，總體呈弱堿性，協方差為 0.38，含量分布具有中等變異強度。土壤含鹽量( 全鹽量) 介于 0.25～ 23.07 g /kg，平均值為2.09 g /kg，總體較低，協方差為 15.48，含量分布具有強變異性。陽離子以 Na + 為主，平均值為 0.588 g /kg，協方差為 1.61，含量分布具有強變異性。陰離子以 Cl -為主，平均值為 0.77 g /kg，協方差為 4.41，含量分布具有強變異性; 其次為 SO2- 4 ，平均值為0.32 g /kg，協方差為 0.26，含量分布具有強變異性。土壤 ESP 介于 2.11～ 25.68 mmol /L，平均值為 6.97 mmol /L，協方差為38.93，含量分布具有強變異性。

　　全鹽量和 ESP 含量分布的強變異性以及 Cl -、Na + 含量分布的中強變異性，揭示這兩項指標在區域分布上存在明顯的濃度梯度，且 NaCl 是土壤中鹽分存在的主要形態。

　　為了更好的揭示鹽分在土壤中的存在形態，對各離子的相關性進行分析。表 4 中結果表明，土壤全鹽量與 Na + 、Cl -、K+ 、 Mg2+ 、SO2- 4 等顯著正相關( P<0.01) ，這說明全鹽量會隨這些離子含量的增加明顯升高。Cl -與 K+ 、Na + 、Mg2+ 呈顯著正相關， SO2- 4 與 K+ 、Na + 、Mg2+ 、Ca2+ 等也明顯正相關( P<0.01) ，說明土壤中鹽分會以 NaCl、KCl、MgCl2、Na2 SO4、K2 SO4、MgSO4 等形態存在。這些鹽分組成及相對含量與當地海水、咸 水 極 為 相似[16]，說明該區土壤鹽漬化受海、咸水( 微咸水灌溉、鹵水曬鹽滲漏、海水混合養殖排放等) 影響明顯。

　　3.2 鹽漬化指示指標的分布特征

　　前述分析中已表明全鹽量、SO2- 4 、Cl -、ESP 等對土壤鹽堿化具有很好指示作用。如圖 2 ～ 圖 4，全鹽量、Cl -、SO2- 4 三項指標顯示土壤鹽分高值主要分布于北部海岸地區，由北向南鹽分含量呈現逐漸降低的趨勢; ESP 呈現北部和西北部堿化程度偏高，向南和西南方向逐漸降低的分布規律( 圖 5) 。全鹽量四項指標顯示其含量沿近北東向中軸線在侯鎮南部出現局部峰值的現象，可能與該處土壤巖性相對較粗且位于地下水降落漏斗區( 圖 1) ，局部地下水循環引起咸水優勢侵入相關。此外，可以發現受河水對土壤鹽分的溶濾、淋濾作用影響，在彌河、白浪河等主河道附近各項指標含量出現相對減弱的特征。

　　3.3 評價結果

　　從鹽漬化程度來看( 圖 6) ，52 組土壤樣品中有 7 組屬于中鹽漬土，4 組屬于弱鹽漬土，樣品點鹽漬化比例為 21.15%，區域上較大面積土壤處于未鹽漬化狀態。從鹽化類型來看，屬于氯鹽漬土的有 5 組，屬于亞氯鹽漬土的有 5 組，屬于亞硫酸鹽漬土的有 1 組，其中氯鹽和亞氯鹽類型占到鹽化類型的 90.91%。

　　4 主要影響因素

　　除受土壤沉積相( 土壤成因) 背景影響外，土壤鹽分變化規律還受氣候( 降水與蒸發) 、地形、土壤巖性、地下水埋深及地下水鹽度、灌溉條件等因素的影響和制約。根據野外調查結果，結合實際情況選擇地面高程、微地貌、潛水埋深、地下水鹽度、土壤全鹽量、灌溉情況、與排水情況、土壤巖性 8 個因子進行相關性分析。其中，全鹽量、地面高程、潛水埋深、地下水鹽度為實測數據，灌溉情況、排水情況、微地貌根據地面調查結果進行定量數值化[11]( 表 5) 。

　　5 結 論

　　研究區土壤鹽漬化程度總體處于低-中等水平，僅 21.15% 的樣品點出現鹽漬化現象，鹽漬化等級為弱至中等。中等鹽漬化土壤主要分布在研究區北部的下三角洲平原地段，弱鹽漬化土壤主要分布在上三角洲平原。土壤鹽分含量存在明顯的分布規律，整體呈現出由東北向西南含量逐漸降低的近條帶狀分布特征; 其中在地下水漏斗區和河流兩側分別呈現出鹽分含量偏高和偏低的特點; 這與前人研究成果[5]較為一致。

　　6 防治鹽漬化建議

　　6.1 建設生態防護林

　　在靠近海岸線的大家洼鎮、央子鎮、下營鎮等下三角洲沉積地段，土壤顆粒相對較細，地下水位相對較淺，土壤含鹽量較高。建議種植耐鹽性速生喬木和灌木，組成喬、灌、草相結合的生態防護林帶，針對地下水咸化是土壤鹽分積聚的最重要影響因素，可利用防護林增加蒸騰減少地面蒸發，降低地下水位，減緩土壤鹽漬化程度。同時，防護林根系可疏松土壤提高通透性，增強雨水的垂向濾鹽作用。此外，應考慮和濰坊市第二平原水庫、引黃濟青渠等水利工程相配套，從而達到排、灌結合的合理布局。

　　6.2 實施農業生態工程

　　在河流入海區域實施農業生態工程，選育耐鹽小麥和棉花品種，作物的枯枝落葉和根系的生理活動可改善土壤的理化性質，提升土壤肥力，減輕土壤鹽漬化。同時，作物生長過程可吸收土壤中的鹽分，經由人工收割和換季種植可大量減少土壤鹽分。

　　6.3 濕地修復

　　在沿海海洋生態保護區區域，通過大量種植耐鹽堿的植被，如堿蓬、鹽角草、檉柳、蘆葦、白刺等鹽生植物，大力開展生態濕地修復。已有研究成果顯示[17，18]，堿蓬、鹽角草等植被適應高鹽土壤且對 Cl -、Na + 和 SO2- 4 具有顯著的攝取和富集能力，被廣泛用于鹽漬土改良。

　　按鹽漬化程度的不同，在該區配置合理的物種組成，構建檉柳、堿蓬群叢、羊角菜群叢等景觀結構單元，形成和不同鹽漬化程度相適宜的濕地景觀恢復區。 □

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