沿海滩涂新围垦区土壤盐碱度时空变异研究——以江苏如东为例

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随着“LOICZ”计划的提出与深入,海岸带陆海相互作用是学者们关注和研究的热点之一。由于人口增长和经济建设速度加快,人与自然和谐相处的模式被打破,在人口-资源-环境之间矛盾日益尖锐的背景下,沿海滩涂作为重要的后备土地资源已成为人们围垦开发的重点对象。江苏省沿海滩涂资源占全国的1/4,作为世界中纬度地区滩涂面积最大、土地利用类型最全的江苏沿海淤涨型海滩有着滩涂围垦开发利用得天独厚的优越条件,并已取得了巨大社会经济效益。然而从目前以至未来相当长的一段时间内,苏北沿海滩涂区域的土壤盐渍化问题仍将是制约该区域的土壤开发与利用的主要原因。与内陆及平原盐渍土相比,滩涂盐渍土的高氯化钠含量和地下水位成为限制作物生长最直接的因素。与此同时,面对江苏省人多地少,人口和产业对土地的压力不断加大,土地承载力超过临界极限等现状,社会经济发展受到严重制约,在这种现状下,如何快速、精准、有效地进行沿海资源围垦开发急需科学的指导方法。目前研究的垦区大多围垦年限较长,而新围垦时期的土壤理化性质和空间分异变化较围垦年限较长的土壤更为强烈,处于土壤脱盐碱化以及改善盐渍化土壤的重要阶段。面对这样的现状,针对围垦时间较短的新围垦区域进行研究是值得引起关注的。因此本研究以江苏沿海如东县2007年围垦的、以农业利用为导向的豫东新围垦区为研究区域,将GIS与地统计学相结合,通过运用基础统计学,引入聚集系数、典范对应分析法、Pearson相关系数等,开展垦区内土壤盐碱度在不同季节、不同土地利用方式下的时空变异特征及其相关关系和环境因子的研究,结果如下:  (1)新围垦区土壤绝大多数为钠质碱土,盐害程度已达到重度盐害水平。不同于以往夏季脱盐冬季积盐的滨海盐渍土的盐分季节特征,豫东垦区总体上夏季盐分高、冬季盐分低,表层盐分冬季高于夏季,依旧具有围垦前淤泥质海滩高盐高碱的部分自然特征,而这些自然特征中对垦区土壤盐渍化和农作物种植生产影响最大的是地下水埋深条件。这使得新围垦区土壤盐渍化有着明显的季节反复性,在地下水的影响下土壤不断在积盐和脱盐中反复。  (2)滨海新围垦区盐渍土脱碱过程比脱盐过程要复杂且缓慢。新围垦区土壤脱盐的速度较快,而土壤碱化度的下降会滞后于脱盐的过程。研究区土壤pH的变化主要是受到土壤中可溶性Ca2+含量的影响,pH与Ca2+互呈增减的关系。土壤盐碱度的高变异性是新围垦区的主要特点之一。土地利用方式的转变是垦区总体盐碱季节差异大的重要原因,人为因素下的土地利用方式改变和自然因素下的土地覆被演替增大了垦区土壤盐碱的变化差异,因此对垦区合理的开发利用与监管对于土壤盐渍化的改良有着至关重要的作用。  (3)林地和芦苇对新围垦区具有较好的脱盐脱碱效果,水产养殖不仅对土壤脱盐作用有限,还可能在排水清塘时造成土壤表层返盐。小麦和田菁种植在低盐和高盐土壤条件下均具有较好的脱盐效果。玉米种植脱盐的效果并不明显,但是其对剖面盐分也有较好的控制效果。垦区自然条件下土壤脱盐脱碱有着光滩-碱蓬-茅草-芦苇的自然演替规律。垦区未利用地中的植被分布情况在一定程度上能够定性的反映土壤的盐渍化程度和土壤的物理性质。当湿地盐生植被自然演替到茅草-芦苇阶段时,说明土壤表层的盐碱度已经下降到了可以进行初级农业开发的阶段,但是在农田种植管理中要防止由复杂地下水条件造成的冬季反盐反碱的风险,避免影响作物来年的种植。  (4)垦区表层土壤盐分空间相关性较弱,表层土壤盐分含量受人类活动例如耕作、灌溉等随机因素的影响较大。底部土壤都具有中等程度的空间相关性,其空间分布主要是由随机性因素和土体母质、气候等结构性因素共同影响下产生的。随着土壤深度的增加盐分的空间相关性逐渐增加,由受人类活动影响为主逐渐转为受降雨、地下水埋深、地形等结构性因子影响为主。垦区由南向北盐分在空间分布上体现着低-高-低-高、中间零星夹杂着中等盐害分布的变化形式;SAR从南到北则有着不断减轻的梯度差异。垦区盐分与SAR都呈现由内陆向海堤递减的趋势。因此在垦区农田的管理中也要着重预防内陆田块的反盐渍化现象。
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