王 豐
( 新疆水利水電科學(xué)研究院,烏魯木齊830049)
疏勒縣地處大陸腹地,塔里木盆地西南沿,鹽堿土層內(nèi)陸鹽堿土,其成土條件、積鹽過程、分布規(guī)律與氣候、地形地貌、土壤質(zhì)地、河流、地下水等自然條件及人為因素密切相關(guān),以下分別簡述。
疏勒縣屬溫帶極端干旱荒漠氣候。年平均氣溫11.7 ℃,極端最高氣溫40.1 ℃,年平均降水量65 mm,年平均蒸發(fā)量2 604.9 mm,蒸降比為40 倍。平均年內(nèi)大風(fēng)12 ~44 d,干熱風(fēng)14 次。在干旱高溫多干熱風(fēng)的氣候條件下土壤水分運動,表現(xiàn)為淋溶極端微弱,土壤水分上升占絕對優(yōu)勢。導(dǎo)致土體上部鹽分累積愈來愈多,從而形成大面積的鹽化土和鹽土。
氣候愈干熱,土壤鹽堿化愈普遍,土壤積鹽速度愈快,土壤鹽分表聚性愈強。
氣候干熱程度,對土壤鹽化類型也有很大影響。夏季溫度高,硫酸鹽溶解度增加,隨著其他溶解度大的鹽分一起上升至表土。春秋季土壤淋溶時,溫度降低,NaSO4溶解度變小,與其它鹽類分離,很少被淋洗,逐年被保存下來,累積于表層。因而疏勒縣大部分鹽化土類型以硫酸鹽和硫酸鹽氯化物為主。
地形、地貌影響土壤母質(zhì)的分布及地下水的運動,從而也決定了土壤鹽漬化的分布。
本區(qū)從上游至下游依次排列沖積扇,傾斜平原及沖積平原,土壤改良條件呈現(xiàn)規(guī)律性變化,從河流上游至下游,質(zhì)地由粗變細,地形坡度由陡變緩,地下水埋深由深變淺,地下水礦化度由低變高,土壤鹽堿化程度由輕變重。
疏勒縣位于庫山河、蓋孜河、克孜河沖積平原的中、下游,土壤質(zhì)地較細,地形坡度較緩,地下水埋深淺,地下水礦化度較高,因而最易產(chǎn)生土壤鹽漬化。
根據(jù)現(xiàn)場取樣實測,疏勒縣地勢西高東低,地面坡降1.4‰。地下水埋深1 ~3 m,礦化度在河道兩側(cè)2 km 內(nèi)為2 g/L,在遠離河道2 km 以外地區(qū),礦化度逐步加大,由2.0 g/L升至30 g/L。地下水流向與地形特征相同,由西向東,水力坡降≤1.4‰,與地面坡降相當(dāng)。土壤為具有黏土夾層的壤土、粉砂土。以上這些表明了全縣均處于表層土壤易于積鹽,易于產(chǎn)生土壤鹽漬化的因素,縣境內(nèi)東部、西部、南部、北部低洼地帶都分布著鹽堿地,正是這種特定的地理位置和地形、地貌影響的結(jié)果。
喀什坳陷四周分布大量新、老第三系含鹽地層,易形成平原區(qū)含鹽的細粒土層,疏勒縣農(nóng)區(qū)土壤為具有黏土夾層的壤土、粉砂土。其具體結(jié)構(gòu)為:上層耕作層為壤土,壤土之下為厚度不等的黏土夾層,黏土夾層之下為粉砂土。
上層壤土毛管孔隙較多,且孔徑大小適中,有利于毛管水運動。因而較易積鹽。壤土之下為黏土夾層,黏質(zhì)土顆粒細,毛管內(nèi)徑很小,毛管水上升阻力大,上升速度慢,可以減緩上層土的積鹽速度,同時對上層壤土起著滯水托鹽,阻礙水鹽向下移動的作用,增加了上層壤土脫鹽的困難,從而增加了鹽漬化土改良利用的難度
地下水中的鹽分是土壤鹽分的重要來源。地下水的埋深和礦化度,是決定土壤鹽漬化的重要條件。
地下水通過土壤毛細管上升至地表,水分蒸發(fā)后將鹽分留于表面,造成土壤鹽漬化。潛水蒸發(fā)強度與埋深成反比,與氣候干熱程度成正比。在有灌溉、淋溶的耕地內(nèi),地下水埋深為臨界水深時,耕土層內(nèi)可出現(xiàn)季節(jié)性積鹽,但不影響作物正常生長。地下水埋深小于臨界水深,耕土層可出現(xiàn)影響作物正常生長的積鹽。在無灌溉淋溶的荒原上,地下水埋深>4.5 ~5.5 m 時,可不計地下水蒸發(fā),無積鹽可能,地下水埋深<4.5 ~5.5 m 時,不可避免產(chǎn)生地下水和鹽分向上移動。
根據(jù)《農(nóng)田排水工程技術(shù)規(guī)范》,地下水礦化度>10 g/L時,中壤土的臨界水深為2.0 ~2.2 m。疏勒縣地下水埋深為1 ~3 m,大部分在地下水臨界深度范圍以內(nèi),因而地下水是造成土壤鹽漬化的主要因素之一。
地下水類型直接影響著土壤鹽漬化類型。在地下水礦物質(zhì)中,碳酸鹽類最易析出,其次是硫酸鹽;而氯化物的溶解度最大,在較高濃度時,仍處于溶液狀態(tài)不易析出。根據(jù)現(xiàn)場取樣測定,疏勒縣地下水類型大部分為SO4-Na 型,小部分為SO4·Cl-Na·Mg 型。其中,硫酸鹽類最易析出,因而疏勒縣鹽堿地多為硫酸鹽漬土,少量為氯化物鹽漬土。
耕地土壤由于人為的因素造成積鹽,使非鹽堿土變成鹽堿土,或輕鹽堿土變?yōu)橹佧}堿土的過程,稱為次生鹽堿化。在疏勒縣存在原生鹽堿化過程的同時也存在次生鹽堿化過程,具體原因可歸納為以下幾方面:
由于灌溉和排水工程不完善,灌水方法不得當(dāng),引起地下水位迅速上升。當(dāng)?shù)叵滤裆钚∮谂R界深度時,則土壤次生鹽堿化開始蔓延。引起地下水位升高的主要原因有:
2.1.1 過量灌溉產(chǎn)生大量田間滲漏
疏勒縣境內(nèi)水庫設(shè)計庫容為5 810 萬m3,實際庫容為4 900 萬m3,興利庫容為4 100 萬m3,占全年引水量的7‰,灌區(qū)調(diào)蓄能力甚微,因而春旱嚴(yán)重,不少耕地春季灌水量很小,甚至得不到灌溉。到洪水期,水量豐富時,據(jù)調(diào)查,有的地區(qū)一次灌水量達150 ~200 m3。根據(jù)觀測資料表明,在地下水埋深在1.1 m 時,灌水570 m3/hm2,產(chǎn)生67.5 m3/hm2的滲漏量。地下水埋深1. 65 m 時,灌水7 500 m3/hm2,會產(chǎn)生97.5 m3/hm2的滲漏量。一般旱作灌區(qū)灌水定額為7 500 ~9 000 m3/hm2,會產(chǎn)生5% ~20%的滲漏量,較差的灌區(qū)灌水定額1 200 ~1 350 m3/hm2,會產(chǎn)生30% ~50%的滲漏量。疏勒縣洪水期灌水定額高達2 250 ~3 000 m3/hm2,其滲漏量高達50%以上。因而造成地下水迅速上升。
2.1.2 渠系滲漏
據(jù)統(tǒng)計,疏勒縣干渠23 條,長265.8 km,防滲24.4 km,防滲率9.18%,支渠42 條,長418.4 km,防滲135.15 km,防滲率32.3%。渠道防滲率極低,灌溉水利用系數(shù)極低,為0.425,按引 水 量7. 5 億m3/a 計,通 過 渠 系 的 滲 漏 量 為4.32 億m3。這些水量除少部分轉(zhuǎn)化為土壤水儲存,或供土壤蒸發(fā)及沿渠地帶的植物蒸騰消耗之外,絕大部分補給了地下水。
渠道水滲漏,首先使兩側(cè)地下水位升高,并在渠床下形成一個較高水丘。由于水丘的擴散和對地下水的依托,使距渠較遠的地下水位也被抬高。
由于渠道兩側(cè)地下水位升高,促使渠道兩側(cè)土壤迅速鹽堿化。
2.1.3 排水系統(tǒng)不健全
據(jù)調(diào)查,疏勒縣目前有干排水溝4 條,長245.4 km,支排溝61 條,長376 km,排水體系已初具規(guī)模。但是,排水系統(tǒng)不配套,排水溝淤積,阻塞嚴(yán)重,排水溝深度不夠,排水出路不順,排水溝水流不暢。灌區(qū)內(nèi)在原有地下水位較高,又加之排水系統(tǒng)排水不暢的條件下,季節(jié)性的過量引水灌溉,造成了地下水位迅速上升。
1) 土地不平。灌溉地段內(nèi)微地形起伏不平,受水不均。較高處受水少,落干快,土地淋洗脫鹽較周圍低平部分差。在高處,由于裸面積大,蒸發(fā)強烈,四周土壤的鹽分迅速向上聚積,而常常形成鹽斑。
2) 作物安排不當(dāng),農(nóng)作措施不當(dāng),降低了地面覆蓋率。植物覆蓋可以避免陽光對土壤直射,降低地表溫度,減少蒸發(fā),抑制返鹽。因此,增加地面覆蓋是改良利用鹽堿地的重要措施之一。
據(jù)調(diào)查,該區(qū)內(nèi)常有如下幾種農(nóng)作措施不當(dāng),造成覆蓋率降低。
1) 沖洗后的土地暴曬或種植中耕作物;
2) 地下水位高,鹽堿重的土地實行棄耕;
3) 播種質(zhì)量差,保苗措施不利,或者在鹽堿較重的土地上選擇了耐鹽低的作物,造成出苗不全,長勢差,從而降低了覆蓋度,加劇了表土水分蒸發(fā),引起土壤積鹽;
耕翻時漏耕,夏收后未及時伏耕,秋收后未及時秋耕,春季未耙地保墑,播前整地未耕耱平整,苗期、雨后未及時耙地,灌水后未及時中耕,沖洗后未及時翻耕種植等等都會加劇耕層土壤水分蒸發(fā),造成表土積鹽。
1) 自然因素中的氣候與地下水是形成鹽堿地的主要內(nèi)在因素。
2) 人為的不合理的灌溉與耕作方式是形成鹽堿地的外在因素。
1) 對現(xiàn)有排干渠系進行整治和改造,建立有效的灌排系統(tǒng),在潛水埋藏淺地下水水質(zhì)較好的地區(qū)應(yīng)適當(dāng)考慮豎井排灌工程。
2) 限定灌溉定額,對灌區(qū)干、支、斗渠道采取防滲措施,提高灌溉水的利用率。
3) 建立保護區(qū),退耕還林還草,恢復(fù)生物多樣性。
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