论文部分内容阅读
渭-库绿洲土壤盐渍化问题突出。土壤盐渍化是缓变型的环境问题,严重危害土壤以及生活在其上的生物,加速了绿洲生态系统服务功能的退化,加剧沙漠化。该区域土壤盐渍化长时间序列时空动态演变及驱动因子综合作用机制尚不完善。因此,为了更好地开发和实施充分的土壤复垦计划并防止任何进一步的盐渍化以维持农田和自然生态系统稳定和土壤环境修复,土壤盐渍化空间动态变化、驱动因子信息变得非常重要。本研究以渭-库绿洲为研究对象,利用2006、2008、2011、2013、2014、2015、2017年的野外采样数据,明确了渭-库绿洲2006-2017年0-10、10-20、20-40 cm土层土壤盐分时空动态演变特征,定量分析了土壤含水率、pH、植被覆盖度、地形湿度指数、地下水位、地下水矿化度对土壤盐分的综合作用。本研究的主要结论如下:(1)EC1:5变异系数多数大于100%,具有强的空间变异性,其分布格局受灌溉等人为驱动因素的影响较大。土壤含水率、地下水位、地下水矿化度次之,pH最后。(2)2006-2017年渭-库绿洲土壤盐分含量呈西北向东南升高的空间变化特征。0-10、10-20、20-40 cm剖面层土壤盐分含量主要呈下降趋势。随着土壤剖面深度的加深,土壤盐分含量下降趋势不断减弱。盐渍化多发生在研究区的东、东北、东南部,绿洲边缘以及荒漠交错带部分,且多为重度盐渍化、极度盐渍化。随着土壤剖面深度的加深,土壤盐渍化面积相对减少且盐渍化程度相对减弱。(3)整体上研究区内地下水位呈由西南向东北逐渐下降的趋势,绿洲内高于交错带区域,绿洲内局部区域沙雅灌区下游以及跃进水库南部地下水位普遍高于其他区域。绿洲内地下水位虽然较浅,但盐渍化现象不明显,交错带区域相对绿洲地下水位较深,但土壤盐渍化发生明显。2006-2015年采样期地下水位空间动态变化与年地下水位空间动态变化一致。与土壤盐分含量变化趋势一致,2006-2015年地下水位呈下降趋势。(4)2006-2015年研究区地下水矿化度整体上>1 g/L,为微咸水、咸水。绿洲内地下水矿化度约在1-3 g/L的范围内,交错带区域地下水矿化度普遍高于绿洲内,均>3 g/L。与土壤盐渍化空间动态变化相比,土壤盐渍化多发生在地下水矿化度>1 g/L的区域,其中轻度、中度盐渍化多发生在地下水矿化度在1-3 g/L的区域,重度、极度盐渍化多发生在地下水矿化度>3 g/L的区域内。2006-2015年地下水矿化度在绿洲上游以及交错带区域东北部呈上升趋势,在绿洲下游、东南部交错带区域呈下降趋势。(5)2008-2017年渭-库绿洲土壤含水率未表现出一致的空间分布特征。随着土层深度的加深,土壤含水率升高。与土壤盐分含量变化趋势相反,2008-2017年采样期0-10、10-20、20-40 cm剖面层土壤含水率主要呈升高趋势。表层土壤含水量升高趋势最明显,10-20、20-40 cm剖面层次之。(6)2006-2017年采样期研究区植被覆盖度整体呈中高覆盖。采样期7、8、9月份研究区高植被覆盖区域在40%左右,主要分布在绿洲内。中、中低覆盖区域在10%左右,主要分布在绿洲边缘,植被类型主要为灌木林,低覆盖区域在30%左右,主要分布在交错带区域,植被类型主要为稀疏林、草。与土壤盐分含量变化趋势相反,2006-2017年研究区植被覆盖度主要呈上升趋势,绿洲边缘及交错带区域上升趋势最明显。(7)植被覆盖度(FVC)、pH、地下水矿化度(GWS)、地下水位(GWL)、地形湿度指数(TWI)、土壤含水率(SMC)是良好的解释变量。各土层驱动因子(FVC、pH、GWS、GWL、TWI、SMC)对土壤盐分含量变化影响程度大小排序一致,均依次为:FVC>pH>GWS>GWL>SMC>TWI。植被覆盖度、pH、地下水矿化度对该研究区土壤盐渍化变化的影响程度最大。0-10 cm土层FVC、pH、GWS、GWL、SMC对土壤盐分含量变化的综合解释比例达到46%。10-20、20-40 cm土层FVC、pH、GWS、GWL、SMC、TWI对土壤盐分含量变化的综合解释比例均达到54%。