倫國(guó)星，喻生波

(甘肅省地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測(cè)院，甘肅 蘭州 730050)

疏勒河流域位于河西走廊西端，深居內(nèi)陸，具有降水稀少、蒸發(fā)強(qiáng)烈、風(fēng)多且強(qiáng)、日照時(shí)數(shù)高，晝夜溫差大等氣候特征，疏勒河是區(qū)內(nèi)主要的地表徑流。疏勒河發(fā)源于祁連山區(qū)，屬降水、冰雪融水、地下水混合補(bǔ)給型河流，多年平均出山徑流量10.31億 m3(昌馬峽站)。昌馬、雙塔兩灌區(qū)位于疏勒河中游，為流域內(nèi)主要農(nóng)業(yè)開(kāi)發(fā)區(qū)，行政區(qū)劃屬玉門市、瓜州縣管轄。灌區(qū)內(nèi)水土資源豐沛，地表水資源利用率僅為64.5%，有宜農(nóng)荒地180.71萬(wàn)畝，其中昌馬灌區(qū)106.59萬(wàn)畝，雙塔灌區(qū)74.12萬(wàn)畝。為了開(kāi)發(fā)利用水土資源，甘肅省人民政府在疏勒河流域?qū)嵤┝恕稗r(nóng)業(yè)灌溉塈移民安置綜合開(kāi)發(fā)工程”，從甘肅中部干旱貧困地區(qū)向工程區(qū)移民7.5萬(wàn)人，新開(kāi)墾荒地42.8萬(wàn)畝，項(xiàng)目于2006年12月竣工。新開(kāi)墾的荒地中，鹽漬土面積占有50%以上，且多為輕、中、重鹽土，如何實(shí)行合理的鹽漬化改良措施，對(duì)于流域社會(huì)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展具有重要的意義。

1 鹽漬土形成的條件

1.1 氣候條件

疏勒河中游平原區(qū)氣候干燥，多年平均降水量50～70 mm，最高氣溫達(dá)40℃，多年平均蒸發(fā)量2 800～3 000 mm。蒸發(fā)量是降雨量的約50倍，因此土壤中可溶性鹽類的淋濾作用十分微弱，蒸發(fā)積鹽作用強(qiáng)烈，地下水中鹽分沿著土壤毛細(xì)管不斷地隨水分上升，逐漸積聚在天然表層，這是夏季積鹽的主要方式，冬春季隨著氣溫的降低，土壤中向上形成溫差，相應(yīng)地形成鹽份濃度差異，使鹽分由高溫區(qū)向低溫區(qū)遷移，當(dāng)?shù)蜏貐^(qū)的鹽分濃度達(dá)到飽和狀態(tài)時(shí)，多余的鹽分開(kāi)始聚積，從而使土壤中的鹽分在3—4月份達(dá)到峰值，昌馬及雙塔兩灌區(qū)鹽漬化分布區(qū)地下水位埋深都較淺，地下水礦化度較高，其中硫酸鹽型水分布區(qū)鹽漬化更重，而在氯化物型水分布區(qū)土壤鹽漬化較輕，主要原因是各種鹽類在不同溫度條件下的溶解度不同所致。

1.2 土壤質(zhì)地

土壤質(zhì)地及結(jié)構(gòu)對(duì)鹽漬化的影響主要表現(xiàn)為毛細(xì)作用的上升速度及高度兩方面，粘性土毛細(xì)上升高度大，速度慢，砂性土毛細(xì)上升快，但高度較低，地表蒸發(fā)的水位能較快的補(bǔ)償，易于地表積鹽，據(jù)調(diào)查資料，潛水位埋深大致相同時(shí)，耕作層內(nèi)粉細(xì)砂平均含鹽量為7.6%，亞砂土1.9%，亞粘土1.1%，即土壤含鹽量按土的性質(zhì)是粉細(xì)砂＞亞砂土＞亞粘土。垂向上亞粘土層的存在部位及相對(duì)厚度對(duì)地下水的水鹽交替影響很大，據(jù)調(diào)查和資料顯示，在包氣帶中，粘土或亞粘土厚度大于40 cm時(shí)，對(duì)水鹽的運(yùn)移起阻隔作用，而小于40 cm時(shí)阻隔作用不太明顯(圖1)。

圖1 粘性土對(duì)鹽分垂向運(yùn)移的影響

1.3 水文地質(zhì)條件

灌區(qū)內(nèi)氣候、土壤質(zhì)地等都是相對(duì)穩(wěn)定的因素，對(duì)土壤鹽漬化的影響是緩慢的，而水文地質(zhì)條件是比較活躍的因素之一，尤其是水利化的不斷完善與發(fā)展，必然引起地下水鹽系統(tǒng)的變化。

地下水對(duì)土壤鹽漬化作用集中表現(xiàn)在地下水的埋深和地下水水質(zhì)兩方面。一般情況下，地下水埋藏越淺，礦化度越高，土壤鹽漬化越重。據(jù)實(shí)地調(diào)查，在礦化度較高地區(qū)，即使水位埋深較大，地表積鹽程度也較深(圖2)。

圖2 土壤積鹽與地下水位埋深關(guān)系曲線

從灌區(qū)地下水化學(xué)特征而言，土壤鹽漬化的地下水位臨界埋深為1.5～2.5 m，強(qiáng)烈積鹽的臨界深度不超過(guò)3 m(圖3)。因此，灌區(qū)內(nèi)地下水位控制在2.5～3.0 m以下就不會(huì)使土壤發(fā)生次生鹽漬化。

圖3 潛水埋深與蒸發(fā)量關(guān)系曲線

另外，土壤含鹽量與地下水礦化度成正比，根據(jù)土鹽動(dòng)態(tài)資料分析，在臨界深度內(nèi)，當(dāng)?shù)叵滤V化度＜1.5 g/L時(shí)，土壤的含鹽量是較低的，但當(dāng)?shù)V化度＞1.5 g/L時(shí)，土壤中的含鹽量顯著增加。

當(dāng)?shù)叵滤宦裆睿?.0 m時(shí)，土壤含鹽量(y:g/kg)與在下水礦化度(x:g/L)關(guān)系如下:

當(dāng)?shù)叵滤裆?～2 m時(shí)，關(guān)系如下:

1.4 人為因素

人類的生產(chǎn)活動(dòng)直接或間接地影響土壤鹽漬化的程度，由于單純追求糧食產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)效益而缺乏環(huán)境保護(hù)，大量開(kāi)荒，大面積漫灌，在破壞植被的同時(shí)引起了地下水位的抬升，加劇了土壤的次生鹽漬化，也是造成灌區(qū)內(nèi)土壤次生鹽漬化的主要原因之一。

2 鹽漬化的分類及分布規(guī)律

2.1 鹽漬化的類型及劃分標(biāo)準(zhǔn)

土壤中易溶鹽的含鹽量超過(guò)一定數(shù)量后，就會(huì)對(duì)植物生長(zhǎng)造成危害，在相同條件下，土壤中含鹽量越高危害越大。一般以土體中易溶鹽含量來(lái)評(píng)價(jià)土壤鹽漬化的程度，通常以0～100 cm和0～30 cm土層的平均含鹽量來(lái)進(jìn)行劃分，前者稱為主級(jí)，適用于制定開(kāi)荒洗鹽的沖洗定額，后者稱為次級(jí)，對(duì)土壤改良有意義。根據(jù)每千克土體中含鹽量的平均值，將本區(qū)土壤化分為非鹽漬土、鹽漬土、輕鹽土、中鹽土、重鹽土和特重鹽土六級(jí)，主級(jí)、次級(jí)各類土型劃分標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表1。

表1 土壤鹽份分級(jí)表

各種易溶鹽離子對(duì)農(nóng)作物的危害程度不同，在相同條件下氯化物鹽類危害最大，而硫酸鹽較輕，根據(jù)［Cl－］、［SO4

2－］濃度之比，劃分土壤中的化學(xué)類型，見(jiàn)表2。

表2 鹽漬土的化學(xué)類型

影響農(nóng)作物生長(zhǎng)的主要是0～100 cm深度以內(nèi)的土體，100 cm以下土壤對(duì)農(nóng)作物的影響較輕，鹽份在土體中的垂向分異有以下幾個(gè)類型:

1)鹽份主要聚集在土壤表層，中下部鹽份含量較小且穩(wěn)定，為鹽漬化程度較輕，鹽分垂向交替迅速的鹽土及殘余鹽土的主要類型，如疏勒河北岸七墩灘等地。

2)鹽份含量較小，上下基本一致，為鹽漬土的鹽份垂向分布規(guī)律，由于長(zhǎng)期灌溉或地下水積極交替，土壤處于溶濾脫鹽狀態(tài)，易溶氯化物、硫酸鹽淋洗遷移，重硫酸鹽成為主要鹽類型，如柳河鄉(xiāng)灌區(qū)南緣荒地。

3)鹽分中部高，上下較低，這是洗鹽不徹底的墾地棄耕地的主要類型，由于洗鹽使鹽分下移并停留在土體中部，或由于棄耕而造成返鹽，如黃花農(nóng)場(chǎng)南部。

4)鹽分底部高于表部，土層含鹽量較高，排泄鹽困難的荒地，如飲馬農(nóng)場(chǎng)南灘荒地，典型的灌溉洗鹽條件下，鹽分下移也出現(xiàn)此種類型。

5)鹽分含量較高而且上下基本一致，為重鹽土，特重鹽土鹽分垂向分布的主要類型，如安西瓜州盆地四工農(nóng)場(chǎng)西部荒地。

2.2 鹽漬土的分布規(guī)律

灌區(qū)內(nèi)鹽漬土的分布受地貌、水文地質(zhì)條件、土壤質(zhì)地等因素的控制，呈帶狀分布。其總的趨勢(shì)是由洪積扇南部向北部泉水溢出帶土壤含鹽量加重，從非鹽漬化過(guò)渡為重鹽土，流域由上游到下游土壤含鹽量加重。如玉門—踏實(shí)盆地土壤鹽漬化程度由洪積扇前緣的非鹽漬化及鹽漬化土壤演變?yōu)楸辈科叨諡?、飲馬農(nóng)場(chǎng)北部和黃花農(nóng)場(chǎng)一帶的輕鹽土以及青山、兔葫蘆—橋子以西的中、重鹽土。瓜州盆地土壤鹽漬化程度由中東部鹽土向西湖轉(zhuǎn)為中鹽土、重鹽土等，并發(fā)育有現(xiàn)代鹽池。根據(jù)土壤中含鹽量分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，灌區(qū)內(nèi)各類土壤的分布如下:

1)非鹽漬土(Ⅰ)0～100 cm土層平均含鹽量＜4 g/kg，按次級(jí)有兩類。

非鹽漬化土(Ⅰ1)0～30 cm土層平均含鹽量＜4 g/kg，灌區(qū)內(nèi)廣泛分布。昌馬灌區(qū)東起玉門鎮(zhèn)、下東號(hào)，沿洪積扇前緣至踏實(shí)鄉(xiāng)，中游疏勒河南岸的東湖—七道溝的大片地帶，瓜州盆地的小宛農(nóng)場(chǎng)、雙塔農(nóng)場(chǎng)、環(huán)城鄉(xiāng)—瓜洲、南岔、七工、八工、九工農(nóng)場(chǎng)，均有此類土分布，由于良好的徑流條件，土壤化學(xué)類型以SO42－－ Cl－、Cl－－ SO42－為主，大部分已被耕植利用，而且熟化程度較高。

鹽漬土(Ⅰ2)0～30 cm土層平均含鹽量為4～20 g/kg，主要分布在鞏昌河西側(cè)、黃花、飲馬、黃閘灣、三道溝、布隆吉、瓜州盆地的小宛、雁脖子、瓜州農(nóng)場(chǎng)、干河口以北的狹長(zhǎng)的地帶均為此類土，部分已墾為耕地，屬可利用地類型。

2)鹽漬化土(Ⅱ)0～100 cm土層平均含鹽量為4～15 g/kg，在全區(qū)廣泛分布，且較易改良利用，次級(jí)有三分布:

非鹽漬土(Ⅱ1)0～30 cm土層平均含鹽量＜4 g/kg，主要分布在黃花農(nóng)場(chǎng)的草甸沼澤地帶，疏勒河干流及各支溝西側(cè)狹長(zhǎng)地帶，兔葫蘆、瓜州盆地的雙塔農(nóng)場(chǎng)以東、中溝—十工農(nóng)場(chǎng)有大面積分布。

鹽漬化(Ⅱ2)0～30 cm土層平均含鹽量為4～20 g/kg，主要分布在下東號(hào)、塔爾灣、黃花、飲馬農(nóng)場(chǎng)、七墩灘、七道溝—布隆吉、兔葫蘆、踏實(shí)鄉(xiāng)新溝—破城子一帶;瓜州雙塔農(nóng)場(chǎng)、小宛農(nóng)場(chǎng)、瓜州城北、十工、四工、百旗堡、西城灣以西大片荒地屬之。

輕鹽土(Ⅱ3)0～30 cm土層平均含鹽量為20～40 g/kg，主要分布在塔爾灣北、黃閘灣西、七道溝、吳家沙窩—踏實(shí)農(nóng)場(chǎng)、榆林洪積扇前緣地帶，安西盆地小宛農(nóng)場(chǎng)，雁脖子林場(chǎng)、四工農(nóng)場(chǎng)及十工農(nóng)場(chǎng)南部。

3)輕鹽土(Ⅲ)0～100 cm土層平均含鹽量為15～30 g/kg，基本為荒地，全區(qū)分布較分散，屬可利用土地，按次級(jí)有四類分布:

鹽漬化(Ⅲ2)0～30 cm土層平均含鹽量為4～20 g/kg，僅在七墩灘有零量分布。

輕鹽土(Ⅲ3)0～30 cm土層平均含鹽量為20～40 g/kg，分布在七墩灘、河?xùn)|鄉(xiāng)、腰站子、三道溝、飲馬農(nóng)場(chǎng)、安西小宛、十工、四工—六工破城子一帶。

中鹽土(Ⅲ4)0～30 cm土層平均含鹽量為40～8 0 g/kg，主要分布在黃花、飲馬、七墩灘、柳河鄉(xiāng)、布隆吉，安西的小宛農(nóng)場(chǎng)東部、南岔—十工農(nóng)場(chǎng)南部。

重鹽土(Ⅲ5)0～30 cm土層平均含鹽量為80～160 g/kg，主要分布在布隆吉，瓜州盆地十工—小宛有零分布，

4)中鹽土(Ⅳ)0～100 cm土層平均含鹽量為30～60 g/kg，大部分為鹽堿地，屬質(zhì)量較差的易農(nóng)荒地，按次級(jí)有三類分布，

中鹽土(Ⅳ4)0～30 cm土層平均含鹽量40～80 g/kg，主要分布在北橋子以西，七墩灘、三道溝有少量分布，安西農(nóng)場(chǎng)以南、七工分場(chǎng)有少量分布。

重鹽土(Ⅳ5)0～30 cm土層平均含鹽量為80～160 g/kg，主要分布在黃花、飲馬、黃閘灣、七墩灘、腰站子、布隆吉、兔葫蘆，安西盆地的小宛、南岔、安西農(nóng)場(chǎng)、六工、四工、干河口西有此類土分布。

特重鹽土(Ⅳ6)0～30 cm土層平均含鹽量＞160 g/kg，主要分布在飲馬、黃花、下東號(hào)、布隆吉，安西的六工、七工、九工南也有少量分布。

5)重鹽土(Ⅴ)0～100 cm土層平均含鹽量60～120 g/kg，屬較難利用的荒地，本區(qū)次級(jí)有兩類:

重鹽土(Ⅴ5)0～30 cm土層平均含鹽量為80～160 g/kg，主要分布于飲馬、布隆吉、大樹(shù)窩以北的山前狹長(zhǎng)地帶，面積較小，難以開(kāi)發(fā)利用。

特重鹽土(Ⅴ6)0～30 cm土層平均含鹽量＞160 g/kg，主要分布在下東號(hào)、塔爾灣西北、黃花、飲馬、七墩灘、布隆吉、腰站子、兔葫蘆，安西的四工農(nóng)場(chǎng)，南岔至百旗堡一帶均有此類土。

6)特重鹽土(Ⅵ)0～100 cm土層平均含鹽量 ＞120 g/kg，0～30 cm土層平均含鹽量＞160 g/kg，主要分布在七道溝工區(qū)、踏實(shí)新溝北和瓜州四工農(nóng)場(chǎng)西部，屬極難利用的土地類型。

3 鹽漬土的改良措施

3.1 排水措施

通過(guò)降低地下水位到臨界深度以控制土壤鹽漬化的發(fā)展，臨界深度是指土壤表層開(kāi)始積鹽時(shí)地下水最大埋深，其與礦化度有較大關(guān)系，且受土壤質(zhì)地及其剖面上不同巖性土層的組合和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)狀況的約束，根據(jù)調(diào)查，灌區(qū)不同土壤地下水臨界深度見(jiàn)表3。

表3 昌馬、雙塔灌區(qū)土壤鹽漬化地下水位臨界深度值

灌區(qū)內(nèi)普遍存在淺層粘土層，對(duì)地下水排水不利，一般在1 m土層內(nèi)無(wú)粘土?xí)r，地下水臨界深度1.4～1.6 m，建議排水溝深度為1.6～1.8 m，有中高位厚度粘土?xí)r，采用淺密排水，深度80～100 cm，間距50～100 m。

除水平排水外，在水平排水不利的地段，在合理的技術(shù)經(jīng)濟(jì)條件下，進(jìn)行井排井灌措施，特別是瓜州盆地的小宛、環(huán)城、瓜洲、南岔、四工等地可進(jìn)行井排、井灌，既可合理開(kāi)采地下水，又可控制和降低地下水位，達(dá)到防治和改良土壤的目的。

3.2 沖洗淋濾措施

土壤的沖洗脫鹽包括兩個(gè)指標(biāo):土壤允許含鹽量和脫鹽層厚度。允許含鹽量由作物的耐鹽極限值決定，是鹽堿地改良的重要指標(biāo)，脫鹽層厚度主要根據(jù)作物的根系分布深度而定。兩灌區(qū)農(nóng)業(yè)種植結(jié)構(gòu)以春小麥及棉花為主，根據(jù)新疆墾區(qū)作物耐鹽能力試驗(yàn)，土壤最大含鹽量確定為6.0 g/kg，脫鹽層厚度為1.0 m。

對(duì)于新墾地區(qū)，應(yīng)采取逐步過(guò)渡的辦法，改良初期階段，土壤含鹽量可降到7～8 g/kg或10 g/kg左右，脫鹽層厚度達(dá)到0.6 m后，可選種植耐鹽性較強(qiáng)的作物，如小麥、甜菜、草木棲等，在生產(chǎn)過(guò)程中逐步達(dá)到脫鹽標(biāo)準(zhǔn)。

沖洗定額受土壤含鹽量、鹽份組成、土壤質(zhì)地、土體結(jié)構(gòu)型及排水條件等諸多因素的影響，其中主要的是土壤含鹽量，土壤含鹽越高，沖洗定額越大，沖洗定額可根據(jù)土壤含鹽量采用當(dāng)?shù)佧}堿地沖洗改良的經(jīng)驗(yàn)值，根據(jù)前人試驗(yàn)成果，結(jié)合經(jīng)驗(yàn)公式進(jìn)行計(jì)算修正，推薦昌馬、雙塔兩灌區(qū)采用以下沖洗定額，見(jiàn)表4。

表4 沖洗定額表

沖洗時(shí)間應(yīng)選擇在溫度較高的夏秋季最好，此時(shí)地下水位較低，鹽分的溶解度較高，有利于洗鹽水的下滲和排出，河水也較豐沛，與正常灌溉矛盾較小，沖洗后應(yīng)及時(shí)耕翻松土，防止蒸發(fā)返鹽。

3.3 農(nóng)業(yè)綜合措施

主要有以下幾個(gè)方面:(1)平整土地，只有土地平整，才能灌水均勻，脫鹽一致，減少和消滅鹽斑。(2)壓沙，壓沙不僅能改善土壤的物質(zhì)組成，還能改善土壤的理化性質(zhì)，消除土壤板結(jié)，減少地面蒸發(fā)，對(duì)防止表土積鹽有顯著作用。(3)精耕細(xì)作，深翻曬壟，增加土壤孔隙，減少蒸發(fā)，抑制表土積鹽。

3.4 生物措施

生物措施主要是種植綠肥，選擇耐鹽性較強(qiáng)、密蓋度較好的密植作用，增加地面覆蓋度，減少返鹽，提高土壤肥力，加快土壤脫鹽和鹽化。灌區(qū)處于干旱多風(fēng)地帶，為防止風(fēng)沙對(duì)農(nóng)業(yè)區(qū)的危害，保護(hù)農(nóng)田，必須加強(qiáng)林業(yè)建設(shè)，林帶除防風(fēng)固沙外，因其枝繁葉茂，根系發(fā)達(dá)，可以從土壤中深處吸收水分，通過(guò)葉面蒸騰消耗，降低地下水位，達(dá)到生物排水的作用，促使土壤脫鹽，同時(shí)還能改善田間小氣候。

4 結(jié)語(yǔ)

土壤鹽漬化的形成受氣候、土壤質(zhì)地、水文地質(zhì)條件和人為因素的影響，根據(jù)0～100 cm土層平均含鹽量，流域中游土壤可分為非鹽漬土、鹽漬土、輕鹽土、中鹽土、重鹽土和特重鹽土六級(jí)。鹽漬土的改良可采取排水措施、沖洗淋濾措施、農(nóng)業(yè)綜合措施和生物措施。在鹽漬土改良的前期以排水和沖洗淋濾為主，在水利改良的中后期，應(yīng)相繼實(shí)施農(nóng)業(yè)管理和生物改良措施，包括平田整地、壓沙、增加肥料、選擇耐鹽抗堿作物、改進(jìn)灌溉技術(shù)、植樹(shù)造林等方法，才能達(dá)到鹽堿地改良治理的最終目的。

［1］余興業(yè)，郭輝玲等.疏勒河中游水文地質(zhì)普查報(bào)告［R］.地質(zhì)部甘肅省地質(zhì)局.1966.

［2］丁宏偉，崔振卿等.疏勒河昌馬灌區(qū)鹽漬土特征及改良措施研究［J］.甘肅地質(zhì)學(xué)報(bào).2001，10(2).

［3］屈君霞，喻生波.疏勒河中游鹽漬土改良中水利措施的可行性分析［J］.甘肅科技.2007，5