【摘 要】
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莱州湾南岸一直是我国海水入侵和土壤盐渍化最为严重和典型的区域之一。海水入侵和土壤盐渍化灾害严重制约了当地社会-经济-生态的可持续发展。海水入侵是诱因,土壤盐渍化是表现,水盐运移是传输纽带,二者呈现一种链式灾害关系,因此,可以称之为海水入侵-土壤盐渍化灾害链。海水入侵-土壤盐渍化灾害链实质为盐分在水土系统中的迁移,为此,本研究开展了莱州湾南岸昌邑地区的地下水和土壤进行研究调查;采集土壤样品进行室内土
【基金项目】
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国家自然基金-山东省联合基金项目“山东海岸带海水入侵-土壤盐渍化灾害链发生与治理机制研究”(U1806212);
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莱州湾南岸一直是我国海水入侵和土壤盐渍化最为严重和典型的区域之一。海水入侵和土壤盐渍化灾害严重制约了当地社会-经济-生态的可持续发展。海水入侵是诱因,土壤盐渍化是表现,水盐运移是传输纽带,二者呈现一种链式灾害关系,因此,可以称之为海水入侵-土壤盐渍化灾害链。海水入侵-土壤盐渍化灾害链实质为盐分在水土系统中的迁移,为此,本研究开展了莱州湾南岸昌邑地区的地下水和土壤进行研究调查;采集土壤样品进行室内土柱模拟实验,分析了在微咸水不同矿化度和不同入渗水量条件下土壤湿润锋进度与入渗水量以及时间的关系,同时研究了土壤含水率、离子含量和含盐量的分布特征,分析了不同灌溉次序下土壤脱盐效率;开展现场高密度电法仪器试验,利用野外的现场试验配制而成的微咸水与淡水进行不同灌溉方式下土壤灌溉,研究了微咸水灌溉与淡水灌溉对土壤水盐运移的不同,以及不同灌溉次序下土壤水盐运移特征,研究结果表明:(1)研究区域的地下水C1–、SO42-和Na+的相对含量较高,阳离子呈Na+>Mg2+>Ca2+>K+的关系,阴离子呈Cl->SO42->HCO3-的关系,地下水化学类型主要为C1-Na型水,属于49-B型水。(2)从整个0-90cm的土壤样品的离子含量来看,离子含量随着土壤深度的增加,呈现出减小的趋势,这与之前的土壤含盐量从整体上的变化是一致的。研究区域主要是以硫酸盐和氯盐为主。(3)不同矿化度下微咸水入渗,入渗水矿化度越高湿润锋进度越大,随着入渗水矿化度的变化,土壤整体上都处于脱盐状态,形成了上层脱盐,底部积盐的情况;不同灌水量下3g/l的微咸水入渗,湿润锋进度与微咸水的入渗量成线性关系,与入渗时间成幂函数关系;土壤含水率从表层到湿润峰处的含水率逐渐减小且随着湿润锋进度的增加,土壤整体的含水率再增加;不同次序下的淡水与微咸水(3g/l)灌溉表明,咸水-淡水的脱盐效果要比淡水-咸水灌溉下脱盐效果更加明显,有利于生产农业发展的需求。(4)淡水灌溉和咸水灌溉,都会使土壤上层出现脱盐的现象,但是咸水灌溉在脱盐的同时会增加土壤总体的含盐量,两种灌溉方式都能增加土壤的含水率;先灌溉咸水后灌溉淡水会使得土壤表层脱盐,底层积盐;先灌溉淡水后灌溉咸水会使得土壤表层积盐,底层脱盐。淋洗效果对土壤中Cl-和Na+起到了相同的作用。综上所述,本研究系统全面的阐述了莱州湾南岸地区的地下水化学特征和土壤盐渍化现状;通过室内土柱模拟实验以及野外高密度电法试验探究了微咸水灌溉和淡水灌溉下的土壤水盐运移特征,揭示了不同微咸水灌溉模式下土壤水分、盐分的运移分布规律,研究成果对莱州湾南岸地下卤水资源的开发管理、合理利用及作物灌溉制度的科学制定具有重要的指导价值。
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