付恩光，劉宏偉,馬震，郭旭

（1.山東省壽光市國土資源局，山東壽光 262700；2.中國地質調查局天津地質調查中心，天津 300170）

山東壽光北部地區(qū)土壤鹽漬化特征與現(xiàn)狀評價

付恩光1，劉宏偉2*,馬震2，郭旭2

（1.山東省壽光市國土資源局，山東壽光 262700；2.中國地質調查局天津地質調查中心，天津 300170）

為了解山東壽光北部地區(qū)土壤鹽堿化現(xiàn)狀及為工程建設、生態(tài)環(huán)境改良提供基礎資料，通過野外采樣和室內試驗，分析了土壤鹽堿化分布特征和類型，識別出鹽分的主要形態(tài)。結果表明，研究區(qū)土壤含鹽量總體不高，局部地段處于輕度至中度鹽漬化程度；鹽分含量北高南低，近似平行于海岸分布；土壤中陽離子以Na+為主，陰離子主要為Cl-和，鹽分類型為氯鹽漬土、亞氯鹽漬土和亞硫酸鹽漬土三類。

土壤鹽漬化；分布特征；評價；壽光北部

土壤鹽漬化是一種世界性生態(tài)環(huán)境問題和資源退化問題，廣泛分布于眾多國家，目前世界上鹽堿土面積約9.5×108hm2，約占全球陸地面積的十分之一。我國也是鹽漬土分布最廣泛的國家之一，鹽堿化土壤面積高達3.4×107hm2，約占耕地面積的三分之一[1]。土壤鹽漬化不僅退化土壤肥力、惡化生態(tài)環(huán)境，且對建筑材料和工程地基有很大的腐蝕性，危害極其嚴重。

壽光是我國最大規(guī)模的蔬菜種植地之一，也是地下水漏斗分布的主要地區(qū)。近年來，由于蔬菜等農(nóng)副產(chǎn)品的大量種植，地下水漏斗區(qū)范圍不斷擴大，造成北部地下咸水持續(xù)南侵，在一定程度上增加了土壤鹽漬化程度。鑒于此，諸多學者對該區(qū)的土壤鹽堿化問題開展過相關研究。如，陳銘達等[2]發(fā)現(xiàn)利用地下微咸水多次灌溉耕地不僅加重土壤含鹽量而且會極大的改變土壤化學組成；李晶瑩等[3]發(fā)現(xiàn)海水入侵引起的鹽漬化區(qū)域向內陸最遠可至20km；陳廣泉等[4]研究表明不同土層土壤鹽分含量具有明顯的空間變異性，其中60～80 cm和80～100 cm處具有強空間相關性，其他層位具有中等空間相關性；馬恭博等[5]的研究成果指出，該區(qū)土壤以輕度鹽漬化和中度鹽漬化為主，且不同深度土層鹽分的空間分布表現(xiàn)出一定的條帶狀和塊狀格局，鹽分含量北部高，中部較高，周邊較低的趨勢。由此看出，已有研究對土壤鹽漬化的分布特征進行了充分梳理，但其評價方法和標準主要針對該區(qū)農(nóng)業(yè)種植和土壤環(huán)境保護。本次通過野外土樣采集和室內測試分析獲取土壤鹽分的最新數(shù)據(jù)，分析不同鹽漬化參數(shù)的分布特征和規(guī)律，應用工程勘察規(guī)范和建筑規(guī)范評價該區(qū)土壤鹽漬化程度，有針對性的為區(qū)域新城鎮(zhèn)規(guī)劃、工程建設和生態(tài)環(huán)境保護提供基礎數(shù)據(jù)。

1 研究區(qū)概況

研究區(qū)位于萊州灣南岸壽光北部地區(qū)，包括壽光市、寒亭區(qū)和濱海區(qū)的部分區(qū)域（圖1）。區(qū)內屬暖溫帶半濕潤季風型氣候，多年平均降水量為610mm，多年平均蒸發(fā)量為1020mm。地形南高北低，平均坡降0.47 ‰。區(qū)內主要分布彌河、白浪河和丹河等入海河流。從地質條件來看，該區(qū)屬于華北平原東緣，大地構造上屬于膠萊地塹北段[6]，區(qū)內廣泛分布第四紀地層。南部地層主要為沖積、沖洪積相成因，北部地層為海積相成因。含水層巖性由砂礫石逐漸向粗砂、中細砂、粘質砂土、砂質粘土、粘土等自南向北過渡。區(qū)內地下水開采強度較大，形成了多個地下水降落漏斗，引發(fā)了北部咸-鹵水南侵地下淡水含水層[7]。

2 材料和方法

2.1 樣品采集與測試

2015年10月，筆者所在項目組在研究區(qū)自南向北沿4條剖面采取了33組土壤樣品，土壤采集層位為地表以下50～60 cm，各采樣點的位置采用差分GPS記錄。

采樣完成后，將樣品在實驗室進行自然風干、碾碎和過20目篩，制備形成1/5 的土、水浸出液進行土壤鹽分測定。K+、Na+用火焰光度計法測定，Ca2+、Mg2+用EDTA絡合滴定法測定、用雙指示劑中和法測定用EDTA間接絡合滴定法測定，Cl-用標準AgNO3滴定法測定，總鹽度用電導法測定、pH值采用pHB-4型便攜儀測定。樣品測試工作由天津地質礦產(chǎn)測試中心完成，詳見表1。

表1 樣品測試數(shù)據(jù)Tab.1 Data of themeasuring samples

2.2 評價方法

（1）平均含鹽量

平均含鹽量是指示土壤鹽漬化程度的直接指標，被廣泛應用于鹽漬化評價工作中。本次以巖土工程勘察規(guī)范（GB 50021-2001）[8]和鹽漬土地區(qū)建筑規(guī)范（SY/T 0317-2012）[9]為評價標準，根據(jù)土壤含鹽量將鹽漬土分為弱鹽漬土、中鹽漬土、強鹽漬土和超強鹽漬土四類（表2）。同時，根據(jù)土壤化學成分含量將鹽漬土類型細分為氯鹽漬土、亞氯鹽漬土、亞硫酸鹽漬土、硫酸鹽漬土和堿性鹽漬土五種（表3）。

表2 鹽漬土按含鹽量分類Tab.2 Classification of the soil salinization according to the salinity

表3 鹽漬土按含鹽化學成分分類Tab.3 Classification of the soil salinization according to the chemical component

（2）鈉交換比（ESP）

鈉交換比，又稱堿化度，是通過計算土壤Na+交換Ca2+和Mg2+能力來指示土壤的堿化程度。通常有兩種計算方法，一是國內常用的用交換性鈉離子占陽離子交換量的百分數(shù)表示，其中交換性鈉需用乙酸銨-氫氧化銨-火焰光度法測得，陽離子交換量用氯化銨-乙酸銨交換法測得；另一種方法是用經(jīng)驗公式法[10]：

式中，三種離子濃度單位為mmo/L。

鑒于前述“平均含鹽量評價法”中設定了堿性鹽堿土這一分類，故本次工作沒有單獨測試交換性鈉和陽離子交換量，而采用經(jīng)驗公式法來計算相對ESP（1/5 土、水重量比溶解）以指示土壤相對堿化程度。

3 結果與分析

3.1 土壤鹽離子含量及相關性分析

由表4可見，研究區(qū)土壤總體呈弱堿性，平均pH為8.43 。土壤含鹽量總體較低，平均值為2.46 g/kg。陽離子以Na+為主，陰離子以Cl?為主，其次為。從協(xié)方差來看，ESP和總鹽度呈現(xiàn)最強變異性，其次Cl?和Na+也呈現(xiàn)出較強的變異性，其他離子顯示較弱的變異性。這說明土壤ESP和總鹽度指標在區(qū)域分布上存在明顯的差異，且NaCl是土壤中鹽分存在的主要形態(tài)。

為了更好的揭示鹽分在土壤中的存在形態(tài)，對各離子的相關性進行分析。表5表明，土壤總鹽度與Cl?、、Na+、K+、Mg2+等呈顯著正相關（P＜0.01），這說明總鹽度會隨這些離子含量的增加明顯升高。Cl?與K+、Na+、Mg2+呈顯著正相關與Na+、Mg2+、Ca2+等也明顯正相關（P＜0.01），這說明土壤中鹽分會以NaCl、KCl、MgCl2、Na2SO4、MgSO4等形態(tài)存在。這些鹽分組成和相對含量與當?shù)睾?、咸水極為相似[11]，說明該區(qū)土壤鹽漬化受海、咸水入侵影響明顯（以微咸水灌溉、鹵水曬鹽滲漏、海水混合養(yǎng)殖排放等方式）。

表4 土壤鹽離子含量統(tǒng)計Tab.4 Descriptive statistics of the salts parameters in the soil

表5 土壤鹽分相關性矩陣（n=33）Tab.5 Correlationmatrix of the salt parameters in the soil(n=33)

3.2 主要鹽分指示指標的分布特征

前述分析中已表明總鹽度、ESP、Cl?、等對土壤鹽堿化具有很好指示作用。如圖2-4，總鹽度、Cl?、三項指標顯示土壤鹽分高值主要分布于北部海岸地區(qū)，由北向南鹽分含量呈現(xiàn)逐漸降低的趨勢；ESP呈現(xiàn)北部和西北部堿化程度偏高，向南逐漸降低的分布規(guī)律（圖5）。其中，總鹽度、Cl?、ESP含量分布圖顯示其含量在侯鎮(zhèn)南部均出現(xiàn)局部偏高值的現(xiàn)象，主要是因該處位于地下水降落漏斗區(qū)（圖1），局部地下水循環(huán)引起海、咸水優(yōu)勢入侵所致。同時，可以發(fā)現(xiàn)在彌河和白浪河河道附近各項指標含量出現(xiàn)相對減弱的特征，這主要是河水對海、咸水入侵的頂托及對土壤鹽分的溶濾、淋濾作用引起。

3.3 鹽漬化類型和鹽漬化程度評價

由評價結果（圖6）可知，研究區(qū)僅東北側及西北側等局部土壤鹽漬化處于弱鹽漬化至中鹽漬化等級，西部和南部等大部分地段處于未鹽漬化狀態(tài)。

從鹽漬化程度來看，33組土壤樣品中有4組屬于中鹽漬土，4組屬于弱鹽漬土，樣品點鹽堿化比例為24.24%，區(qū)域較大面積土壤處于未鹽漬化狀態(tài)。從鹽化類型來看，有4組屬于氯鹽漬土，有3組屬于亞氯鹽漬土，有1組屬于亞硫酸鹽漬土，其中氯鹽和亞氯鹽類型占到鹽化類型的87.50%，進一步說明海、咸水入侵引起的氯離子升高是土壤鹽化的主要致因。

4 結論與討論

研究區(qū)土壤總體鹽漬化程度降低，僅局部地段處于輕度至中度鹽漬化等級；鹽分存在明顯的分布規(guī)律，整體呈現(xiàn)出由東北向西南含量逐漸降低的近條帶狀分布特征；其中在地下水漏斗區(qū)和河流兩側分別呈現(xiàn)出鹽分含量偏高和偏低的特點。這與以往研究成果[5]較為一致。

該區(qū)土壤以鹽漬化為主，鹽分主要以NaCl、KCl、MgCl2、Na2SO4、MgSO4等形態(tài)存在，且NaCl含量相對較高，這說明海咸水入侵過程中與土壤發(fā)生了較為充分的離子交換作用，土壤鹽漬化受海咸水入侵影響明顯。適當減少南部地下淡水的開采，可以改良土壤鹽漬化程度。

鹽漬化評價識別出鹽漬化程度相對最高的地段處于西北部和東北部，且以氯鹽漬土和亞氯鹽漬化為主，可以指導該地段建設樁基防腐措施的制定。

圖2 土壤中總鹽度含量分布圖Fig.2 Distributions of total salinity content in the soils

圖4 土壤中含量分布圖Fig.4 Distributions ofcontent in the soils

圖3 土壤中Cl-含量分布圖Fig.3 Distributions of Cl-content in the soils

圖6 土壤鹽漬化類型和鹽漬化程度分布圖Fig.6 Soil classification and assessment results

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[11]姚菁，于洪軍，王樹昆，等.萊州灣海水入侵區(qū)地下水水化學特征[J].海洋科學，2007，31（4）：32-41.

Characteristics and status assessment of soil salinization in the northern Shouguang area，Shandong province

FU En-guang1，LIU Hong-wei2*，Ma Zhen2,GUO Xu2
（1.Shouguang Bureau of Land Resources,Shouguang Shandong 262700 ,China; 2.Tianjin Center,China Geological Survey,Tianjin 300170 ,China）

In order to understand the current status of the soil salinization so as to provide basic data for building and eco-environment remediation,the characteristics and types of the soil salinization were analyzed while salt form was identified based on the field sampling and laboratory testing.The results show that salt content is not high overall whereas several sites are in slightly andmoderately salinized degree.Salt content showed a characteristic higher in north and lower in south which almost parallel to the coastal line.The primary cation in the soil was Na+,while themainly anions are Cl?and,meanwhile,themain soil types are chloride,subchloride and sub-sulfate salinization soils.

soil salinization;distribution characteristic;assessment;northern Shouguang

S156.4

A

1672－4135（2016）04－0300-05

2016-08-23

中國地質調查局項目“萊州灣地質環(huán)境調查評價（12120113003800）”；國土部公益科研專項“典型海岸帶地下水海水入侵監(jiān)測與模擬（201011019-02）”

付恩光（1969-），男，工程師，主要從事環(huán)境地質研究與地質環(huán)境管理工作，Email:sgkczy@163.com；*

劉宏偉（1982-），男，碩士，工程師，主要從事水環(huán)地質、海水入侵等方面的研究工作，Email:liuhenry022@163.com。