从发生机理视角把握“次生盐碱化”的成因及解决措施

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  土壤次生盐碱化(又称土壤次生盐渍化),它并不等同于“土壤盐碱化”。次生盐碱化并非原生自然地质作用的产物,而是人类经济活动的结果。究其本质,次生盐碱化是含盐度高的地下水,通过毛管上升水的作用上升至地表附近而蒸发,使土壤母质和地下水中所含盐分随毛管水上升而积聚于土壤表层所形成的现象。
  一、明析“毛管水”概念
  究竟何为“毛管水”?在解释这个新概念之前,我们得先简单了解一下地下水的垂向结构。图1示意的是在典型的水文地质条件下,地下水垂向结构层次的基本模式:自地表起至地下某一深度出现不透水基岩为止,可区分为包气带和饱和水帶两大部分,从储水形式来看,与包气带对应的有结合水和毛管水,与饱和水带相对应的是重力水。
  当岩土中的空隙小于1 mm,空隙之间彼此连通,当这些细小的空隙储存液态水时,即形成毛管水。若毛管水是从地下水面上升而来,称毛管上升水;若与地下水面没有关系,水源来自地面渗入而形成的毛管水,称为悬着毛管水。土壤次生盐碱化,受到的即是毛管上升水的作用(图2)。
  二、理解“次生盐碱化”机理
  因此,如果我们从次生盐碱化发生的机理入手,可以把次生盐碱化发生的原因归纳为三大因素:地下水因素、水位因素、干燥度。
  1.地下水因素
  次生盐碱化的发生,首先得有含盐度高的地下水。含盐度较高的地下水主要分布在干旱、半干旱以及半湿润地区,这是由区域的年降水总量与年蒸发量的比值决定的。
  在干旱、半干旱以及半湿润地区,年降水量小且蒸发量大,导致地表径流与地下径流交换少,地下水水体的更新周期慢,进而使得盐分逐渐积累。
  2.水位因素
  次生盐碱化的发生,还需要通过土壤毛管上升水的作用把高盐度的地下水上升至地表,简言之,即地下水位的升高。除了前文所提及的不合理灌溉之外,水库的修建、突发性的暴雨、低洼的地势也会使得地下水水位抬升。
  3.干燥度
  次生盐碱化的发生,还跟干燥度密切相关(某地一定时段内的水面可能蒸发量与同期降水量的比值)。基于此,干旱、半干旱及半湿润地区出现的次生盐碱化现象会有季节性的差异,在降水多的季节,上升至地表的地下水蒸发强度减弱,不利于盐分的积累,导致次生盐碱化现象不容易发生。
  在一般的教学中,教师在引导学生分析次生盐碱化的成因时,都会提及干旱、半干旱以及半湿润区人类的不合理灌溉。那么不合理灌溉,究竟如何导致次生盐碱化的发生呢?比如:大水漫灌、只灌不排灌溉方式,容易导致灌溉水体长时间于地表积聚,成为地下水的补给水体,使地下水水位抬升。进而,通过毛管上升水的作用,把盐度较高的地下水带至地表,伴随着水分的蒸发,盐分逐渐于地表积累。
  通过以上分析可知,导致次生盐碱化发生的原因,归根结底有三方面:①含盐度高的地下水;②地下水水位的上升;③水分的蒸发。
  三、“次生盐碱化”的解决措施
  根据前文所归纳的次生盐碱化发生的成因,我们可以提出相应的解决措施。
  此外,对滴灌技术还需要做简单的补充说明:滴灌技术也有其不可避免的弊端。当在含盐量高的土壤上进行滴灌或是利用咸水滴灌时,可能会引起盐分在湿润区边缘的积累,若遇到小雨,这些盐分可能会被冲到作物根区而引起盐害。究其原因,正是前文所分析的“次生盐碱化”发生机理所致。
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