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摘要土壤水分、盐分是盐渍化土壤的2个重要属性，是进行土壤盐渍化监测和治理的重要参数。利用Hydra土壤水分/盐分/温度测试仪在现代黄河三角洲进行了土壤水分、盐分测定试验，结果表明：Hydra土壤水分/盐分/温度测试仪土壤水分有效测量仅在中度盐渍化程度以下土壤中适用，对于类似于现代黄河三角洲盐渍化程度严重的地区，利用该仪器进行土壤水分、盐分监测研究不太适合，其主要原因就是土壤盐分过高引起土壤水分(WFV)测量出现溢出值。
关键词 Hydra土壤水分/盐分/温度测试仪；土壤水分；土壤盐分；现代黄河三角洲
中图分类号 S153.6 1 文献标识码 A 文章编号 1007-5739(2009)01-0161-02
土壤水分、盐分是土壤盐渍化监测研究中的2个重要参数。传统土壤水分、盐分的测定主要通过野外采样室内分析的方法，需耗费大量的人力、物力、财力和时间，该方法能够准确测定采样点位置处土壤的理化参数，但由于表层土壤水分、盐分时空变异很大，该方法难以揭示土壤的时空异质性，且测定结果不具有实时性，难以满足土壤盐渍化遥感监测准同步测量以及农业对土壤水分、盐分时空变异状况的要求。为此，各种便携式土壤水分、盐分、电导率快速测定仪迅速发展起来，通过测量土壤电导和电容特性来反演土壤水分和盐分。Hydra土壤水分/盐分/温度测试仪就是这样一种仪器。
测量步骤：每到一点，先利用Hydra土壤水分/盐分/温度测试仪测量0～10cm土层的土壤电导率、土壤水分和盐分，并记录在笔记本中，以备回室内进行数据转换时查证，然后用荷兰钻将该0～10cm土层取样带回实验室测量其土壤盐分(水土比5∶1)、pH值、有机质、全氮、磷、钾。
2结果与分析
2.1Hydra土壤水分/盐分/温度测试仪测量土壤水分溢出现象分析
从Hydra土壤水分/盐分/温度测试仪测量读数表可直接获得土壤温度(TC)、水分(WFV)、盐分(NaCl)和电导率(Soil C)。在野外利用Hydra土壤水分/盐分/温度计测量土壤水分、盐分、电导率过程中，发现在盐渍化程度重的土壤中土壤水分出现溢出值，即仪器失效。后经询问北京澳作生态仪器有限公司技术工程师及生产商得知是因为土壤盐分过高所致。通过对44个测量点的数据分析发现：只要读数表NaCl值小于Soil C，所测WFV就会溢出。另外，发现本次所测WFV在正常范围内的值，其Soil C都小于4dS/m，据此，土壤盐渍化水平只能是轻度盐碱化(0～2dS/m，非盐渍化土；2～4dS/m，盐渍化土；4～8dS/m，中度盐土；8～16dS/m，重盐土；＞16dS/m，极重盐土)。这表明利用Hydra土壤水分/盐分/温度测试仪在盐渍化程度比较重的地区进行土壤水分、盐分监测研究并不可行。
2.2Hydra土壤水分/盐分/温度测试仪测量数据与实验室水土比5∶1土壤总含盐量关系分析
(1)直接对比WFV与实验室水土比5∶1土壤总含盐量(简称土壤总含盐量，以SSC表示)发现：19个位于正常值范围内的WFV测量值，其中17个的土壤总含盐量位于0.44～4.87g/kg，另外2个的土壤总含盐量分别为11.47g/kg和12.47g/kg；21个溢出的WFV测量值，其土壤总含盐量位于8.49～25.49g/kg。按照土壤总含盐量划分土壤盐渍化的标准(＜1g/kg，非盐渍化土；1～2g/kg，轻度盐渍化土；2～4g/kg，中度盐渍化土；4～8g/kg，重度盐渍化土；8～15g/kg，轻度盐土；15～30g/kg，中度盐土；>30g/kg，重度盐土)，Hydra土壤水分/盐分/温度测试仪土壤水分有效测量仅在中度盐渍化程度以下土壤中适用，这对于现代黄河三角洲盐渍化程度严重的地区进行土壤水分、盐分监测研究显然不太适合。
(2)从17个土壤总含盐量位于0.44～4.87g/kg的WFV测量值正常的样品中剔除2个测量值波动较大的样品，研究剩余的15个样品土壤盐分(NaCl)与土壤总含盐量关系，结果发现它们之间呈正相关关系：土壤总含盐量= -0.366 4.309×土壤盐分(NaCl)，R2=0.762(见图1)。
(3)由图2可知，土壤水分相同时(3条粗斜箭头线分别代表WFV等于0.355、0.370、0.430)，随着土壤电导率的增加土壤总含盐量增加，其呈明显正相关关系；土壤水分增加如图2中粗斜向下箭头线所示时，随着土壤电导率增加土壤总含盐量逐渐减小，其呈明显负相关关系；土壤水分增加如图2中粗斜向上线所示时，随着土壤电导率增加土壤总含盐量逐渐增加；而土壤水分增加如图2中细横箭头线所示时，尽管土壤电导率大幅增加但土壤总含盐量几乎保持不变；图2中细竖线表征了土壤电导率保持不变时，随着土壤水分减少，土壤总含盐量逐渐变大。
3结论与讨论
通过2007年10月15～20日间利用Hydra土壤水分/盐分/温度测试仪测定现代黄河三角洲土壤水分、盐分、电导率试验研究发现：Hydra土壤水分/盐分/温度测试仪土壤水分有效测量仅在中度盐渍化程度以下土壤中适用，对于类似于现代黄河三角洲盐渍化程度严重的地区利用该仪器进行土壤水盐监测研究不太适合，其主要原因就是土壤盐分过高导致土壤水分(WFV)测量出现溢出值。对于中度盐渍化程度以下土壤，该仪器所测土壤盐分与实验室水土比5∶1所测土壤总含盐量呈线性正相关关系，可根据它们之间的关系式将所测土壤盐分换算成土壤总含盐量。
该仪器所测土壤电导率、土壤水分与实验室所测土壤总含盐量之间的关系符合土壤水盐的一般规律，即土壤水分相同时，随着土壤电导率增加土壤总含盐量增加；土壤电导率相同时，随着土壤水分增加，土壤总含盐量逐渐减小；土壤水分和土壤电导率同时增加，当其符合图2中粗斜向上线所示时(土壤水分增加幅度小于土壤电导率增加幅度)，土壤总含盐量变大，是由于土壤可溶性离子增加较多使土壤可溶性离子浓度升高，因而土壤总含盐量变大；土壤水分和土壤电导率同时增加，当其符合图2中粗斜向下箭头线所示时(土壤水分增加幅度远大于土壤电导率增加幅度)，土壤总含盐量减少，是由于土壤可溶性离子增加有限，其浓度降低更快，因而土壤总含盐量减小，其实这也是盐碱地治理中大水压盐的原理；土壤水分和土壤电导率同时增加，当其符合图2中细横箭头线所示时(土壤水分增加幅度与土壤电导率增加幅度相当)，尽管土壤电导率增加但土壤总含盐量几乎保持不变，这是由于土壤可溶性离子缓慢增加不会使土壤可溶性离子浓度降低，因而土壤总含盐量几乎保持不变。其定量关系可由图2中右上三角推算，土壤水分和土壤电导率增加，当土壤水分增加量与土壤电导率增加量的比值约为0.794时土壤总含盐量基本保持不变，当该比值大于0.794时，土壤总含盐量下降，当该比值小于0.794时，土壤总含盐量不降反升。上述分析表明，土壤水盐存在着动态平衡，土壤水分的增加有可能使土壤总含盐量降低、保持不变，也有可能使其不降反升，这与土壤水分增加和土壤电导率增加之间的相互平衡制约有关。
当然，以上结论仅是基于对Hydra土壤水分/盐分/温度计和实验室水土比5∶1时所测数据所做，更为详细精确的结果和解释还有待增加统计数据量和进一步深入研究给出。
4参考文献
[1] 刘高焕，汉斯·德罗斯特.黄河三角洲可持续发展图集 [M]. 北京：测绘出版社，1997.
[2] 刘庆生，刘高焕，苏海滨.现代黄河三角洲30cm土壤电导率与土壤水吸力关系特征初探[J].中国农学通报，2007，23(9)：526-531.
[3] 周文佐.黄河三角洲水盐运动和生态效应研究[D].北京：中国科学院地理科学与资源研究所，2006.
[4] 刘淑瑶，谢逸民.近代黄河三角洲农业资源及开发利用[M].济南：山东省地图出版社，1995.
[5] 刘庆生，刘高焕.现代黄河三角洲潮土水盐与野外光谱特征浅析[J].中国农学通报，2008(3)：253-257.
[6] 姚荣江，杨劲松.黄河三角洲地区土壤盐渍化特征及其剖面类型分析[J].干旱区资源与环境，2007(11)：106-112.
[7] 杨劲松，姚荣江.黄河三角洲地区土壤水盐空间变异特征研究[J].地理科学，2007(3)：348-353.
[8] 翁永玲，宫鹏.黄河三角洲盐渍土盐分特征研究[J].南京大学学报(自然科学版)，2006(6)：602-610.
[9] 姚荣江，杨劲松，姜龙.黄河三角洲土壤盐分空间变异性与合理采样数研究[J].水土保持学报，2006(6)：89-94.
[10] 张高生，王仁卿.现代黄河三角洲生态环境的动态监测[J].中国环境科学，2008(4)：380.
关键词 Hydra土壤水分/盐分/温度测试仪；土壤水分；土壤盐分；现代黄河三角洲
中图分类号 S153.6 1 文献标识码 A 文章编号 1007-5739(2009)01-0161-02
土壤水分、盐分是土壤盐渍化监测研究中的2个重要参数。传统土壤水分、盐分的测定主要通过野外采样室内分析的方法，需耗费大量的人力、物力、财力和时间，该方法能够准确测定采样点位置处土壤的理化参数，但由于表层土壤水分、盐分时空变异很大，该方法难以揭示土壤的时空异质性，且测定结果不具有实时性，难以满足土壤盐渍化遥感监测准同步测量以及农业对土壤水分、盐分时空变异状况的要求。为此，各种便携式土壤水分、盐分、电导率快速测定仪迅速发展起来，通过测量土壤电导和电容特性来反演土壤水分和盐分。Hydra土壤水分/盐分/温度测试仪就是这样一种仪器。
测量步骤：每到一点，先利用Hydra土壤水分/盐分/温度测试仪测量0～10cm土层的土壤电导率、土壤水分和盐分，并记录在笔记本中，以备回室内进行数据转换时查证，然后用荷兰钻将该0～10cm土层取样带回实验室测量其土壤盐分(水土比5∶1)、pH值、有机质、全氮、磷、钾。
2结果与分析
2.1Hydra土壤水分/盐分/温度测试仪测量土壤水分溢出现象分析
从Hydra土壤水分/盐分/温度测试仪测量读数表可直接获得土壤温度(TC)、水分(WFV)、盐分(NaCl)和电导率(Soil C)。在野外利用Hydra土壤水分/盐分/温度计测量土壤水分、盐分、电导率过程中，发现在盐渍化程度重的土壤中土壤水分出现溢出值，即仪器失效。后经询问北京澳作生态仪器有限公司技术工程师及生产商得知是因为土壤盐分过高所致。通过对44个测量点的数据分析发现：只要读数表NaCl值小于Soil C，所测WFV就会溢出。另外，发现本次所测WFV在正常范围内的值，其Soil C都小于4dS/m，据此，土壤盐渍化水平只能是轻度盐碱化(0～2dS/m，非盐渍化土；2～4dS/m，盐渍化土；4～8dS/m，中度盐土；8～16dS/m，重盐土；＞16dS/m，极重盐土)。这表明利用Hydra土壤水分/盐分/温度测试仪在盐渍化程度比较重的地区进行土壤水分、盐分监测研究并不可行。
2.2Hydra土壤水分/盐分/温度测试仪测量数据与实验室水土比5∶1土壤总含盐量关系分析
(1)直接对比WFV与实验室水土比5∶1土壤总含盐量(简称土壤总含盐量，以SSC表示)发现：19个位于正常值范围内的WFV测量值，其中17个的土壤总含盐量位于0.44～4.87g/kg，另外2个的土壤总含盐量分别为11.47g/kg和12.47g/kg；21个溢出的WFV测量值，其土壤总含盐量位于8.49～25.49g/kg。按照土壤总含盐量划分土壤盐渍化的标准(＜1g/kg，非盐渍化土；1～2g/kg，轻度盐渍化土；2～4g/kg，中度盐渍化土；4～8g/kg，重度盐渍化土；8～15g/kg，轻度盐土；15～30g/kg，中度盐土；>30g/kg，重度盐土)，Hydra土壤水分/盐分/温度测试仪土壤水分有效测量仅在中度盐渍化程度以下土壤中适用，这对于现代黄河三角洲盐渍化程度严重的地区进行土壤水分、盐分监测研究显然不太适合。
(2)从17个土壤总含盐量位于0.44～4.87g/kg的WFV测量值正常的样品中剔除2个测量值波动较大的样品，研究剩余的15个样品土壤盐分(NaCl)与土壤总含盐量关系，结果发现它们之间呈正相关关系：土壤总含盐量= -0.366 4.309×土壤盐分(NaCl)，R2=0.762(见图1)。
(3)由图2可知，土壤水分相同时(3条粗斜箭头线分别代表WFV等于0.355、0.370、0.430)，随着土壤电导率的增加土壤总含盐量增加，其呈明显正相关关系；土壤水分增加如图2中粗斜向下箭头线所示时，随着土壤电导率增加土壤总含盐量逐渐减小，其呈明显负相关关系；土壤水分增加如图2中粗斜向上线所示时，随着土壤电导率增加土壤总含盐量逐渐增加；而土壤水分增加如图2中细横箭头线所示时，尽管土壤电导率大幅增加但土壤总含盐量几乎保持不变；图2中细竖线表征了土壤电导率保持不变时，随着土壤水分减少，土壤总含盐量逐渐变大。
3结论与讨论
通过2007年10月15～20日间利用Hydra土壤水分/盐分/温度测试仪测定现代黄河三角洲土壤水分、盐分、电导率试验研究发现：Hydra土壤水分/盐分/温度测试仪土壤水分有效测量仅在中度盐渍化程度以下土壤中适用，对于类似于现代黄河三角洲盐渍化程度严重的地区利用该仪器进行土壤水盐监测研究不太适合，其主要原因就是土壤盐分过高导致土壤水分(WFV)测量出现溢出值。对于中度盐渍化程度以下土壤，该仪器所测土壤盐分与实验室水土比5∶1所测土壤总含盐量呈线性正相关关系，可根据它们之间的关系式将所测土壤盐分换算成土壤总含盐量。
该仪器所测土壤电导率、土壤水分与实验室所测土壤总含盐量之间的关系符合土壤水盐的一般规律，即土壤水分相同时，随着土壤电导率增加土壤总含盐量增加；土壤电导率相同时，随着土壤水分增加，土壤总含盐量逐渐减小；土壤水分和土壤电导率同时增加，当其符合图2中粗斜向上线所示时(土壤水分增加幅度小于土壤电导率增加幅度)，土壤总含盐量变大，是由于土壤可溶性离子增加较多使土壤可溶性离子浓度升高，因而土壤总含盐量变大；土壤水分和土壤电导率同时增加，当其符合图2中粗斜向下箭头线所示时(土壤水分增加幅度远大于土壤电导率增加幅度)，土壤总含盐量减少，是由于土壤可溶性离子增加有限，其浓度降低更快，因而土壤总含盐量减小，其实这也是盐碱地治理中大水压盐的原理；土壤水分和土壤电导率同时增加，当其符合图2中细横箭头线所示时(土壤水分增加幅度与土壤电导率增加幅度相当)，尽管土壤电导率增加但土壤总含盐量几乎保持不变，这是由于土壤可溶性离子缓慢增加不会使土壤可溶性离子浓度降低，因而土壤总含盐量几乎保持不变。其定量关系可由图2中右上三角推算，土壤水分和土壤电导率增加，当土壤水分增加量与土壤电导率增加量的比值约为0.794时土壤总含盐量基本保持不变，当该比值大于0.794时，土壤总含盐量下降，当该比值小于0.794时，土壤总含盐量不降反升。上述分析表明，土壤水盐存在着动态平衡，土壤水分的增加有可能使土壤总含盐量降低、保持不变，也有可能使其不降反升，这与土壤水分增加和土壤电导率增加之间的相互平衡制约有关。
当然，以上结论仅是基于对Hydra土壤水分/盐分/温度计和实验室水土比5∶1时所测数据所做，更为详细精确的结果和解释还有待增加统计数据量和进一步深入研究给出。
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