于田绿洲土壤盐渍化与地下水环境变化的关系研究

论文摘要

土壤盐渍化(Salinization)已经成为人类共同面临的一个全球性环境问题。我国是受盐渍化影响严重的国家之一,土壤盐渍化问题非常突出。盐渍化对社会经济、环境和农业生态系统带来了破坏性影响而越来越引人关注。新疆是我国盐渍土分布的主要区域,全境几乎都有不同程度的盐渍土分布,对农业生产影响很大。土壤盐渍化问题是制约干旱区农业发展的主要障碍,也是影响绿洲生态环境稳定的重要因素。本文在大量野外调查、实地取样和实验室分析的基础上,通过研究于田绿洲地下水环境变化与表征土壤盐渍化的特征离子,找出土壤盐渍化对地下水环境变化的响应及过程,从微观角度上揭示地下水环境变化对土壤盐渍化的影响过程和程度,找出浅层地下水、土壤水、地表水对土壤盐渍化的影响过程及其机理,对治理土壤盐渍化、防止其进一步扩散和土地退化,维持农业的持续、稳步发展,进行合理规划,制定出一套合理的盐渍土治理方案,控制盐渍土的进一步发展有重要作用。1、分析地下水环境的季节变化。主要从地下水埋深季节变化和离子季节变化两个方面来反映。通过实地测量和埋设地下水位仪来调查研究区的地下水埋深的季节变化,结果表明:研究区地下水埋深季节变化较为明显,表现出与当地农业用水相关联;运用ArcGIS软件来分析地下水埋深的空间变化,整体上表现出东西方向上的变异大于南北方向上的变异;2、分析地下水离子季节变化。离子含量从3月开始逐渐上升,到7月达到最大,之后开始下降,9月降到最低,而后开始回升,总体上来看,地下水离子平均值是一个先上升后下降的过程。说明夏季浅层地下水离子含量最高,这与气候和人为影响有一定关系。3、对土壤离子含量的特征研究。首先以9月为例对研究区的土壤盐渍化进行分类,划分研究区的土壤在不同土层的土壤盐渍化类型,结果表明:研究区的土壤盐渍化类型以硫酸盐盐渍土和亚硫酸盐盐渍土两种类型为主。4、通过对不同盐渍化程度的样地土壤水份的分析发现,观测井和盐渍地的土壤水份含量在垂向上随着土壤深度的增加而增大,并且盐渍地的土壤含水率要比观测井的土壤含水率大,垂直变化幅度要比观测井的小,说明土壤含水率在盐渍地的含量比较高,而且随土壤深度的增加变化幅度不大。从这个层面上来讲,盐渍地土壤含水量除了地下水埋深较高外,还与土壤含水率有密切关系。5、土壤平均离子垂直变化特征分析。表征土壤盐渍化特征的离子总体在0～40cm土层变化明显,并且在0～20cm土层变化最为显著,说明土壤盐渍化主要集中在耕作层,而且表聚明显。6、土壤平均离子季节变化。盐渍地土壤离子平均含量0cm～60cm土层季节变化明显,出现了从3月开始下降到5月开始回升,5～7月之间变化不大,之后开始缓慢回升;9月和12月离子季节变化较大。离子平均含量总体上来看,是一个先上升后下降的趋势。总之,本研究的工作成果对于干旱区绿洲盐渍地的研究有着重要意义。而且,新疆地区地域辽阔,大部分地区属于干旱区,本文选于田绿洲作为研究区,主要对地下水环境变化对土壤盐渍化影响作基础研究,这对于新疆乃至干旱区的生态环境变化和改善也具有一定的现实意义。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 土壤盐渍化与水环境的相关概念
• 1.2.1 土壤盐渍化的相关概念
• 1.2.2 水环境的相关概念
• 1.3 研究目的和意义
• 1.3.1 研究目的
• 1.3.2 研究意义
• 1.4 国内外地下水动态变化与土壤盐渍化研究进展
• 1.4.1 国外研究进展
• 1.4.2 国内研究进展
• 第二章 研究区概况、数据源及野外考察
• 2.1 研究区概况
• 2.1.1 地理位置和行政区划
• 2.1.2 地形地貌
• 2.1.3 植被状况
• 2.1.4 气候及水文状况
• 2.1.5 土壤状况
• 2.1.6 区域水文地质特征及分布规律
• 2.2 数据源
• 2.2.1 土壤数据
• 2.2.2 水环境数据
• 2.3 历次野外考察
• 2.3.1 历次野外考察内容
• 2.3.2 历次野外考察获取资料
• 第三章 研究方法与技术路线
• 3.1 研究的方法
• 3.1.1 采样系统设计
• 3.1.2 数据分析与处理
• 3.2 样品处理与测试方法
• 3.2.1 样品的制备和保存
• 3.2.2 地下水样和土样溶液水质的测定
• 3.2.3 地下水样和土壤水溶性盐的测定
• 3.3 灰色关联分析
• 3.3.1 灰关联分析的基本含义
• 3.3.2 关联度分析原理与方法简介
• 3.4 地统计学分析
• 3.5 研究的技术路线
• 第四章 地下水环境变化与土壤盐渍化特征研究
• 4.1 地下水环境变化特征
• 4.1.1 地下水位变化特征
• 4.1.2 地下水埋深变化时空分析
• 4.1.3 地下水水质变化特征
• 4.2 土壤盐渍化特征
• 4.2.1 土壤平均离子含量变化特征
• 4.2.2 盐渍化的分类
• 4.2.3 土壤水分动态与土壤盐分迁移
• 第五章 地下水环境变化与土壤盐渍化响应研究
• 5.1 土壤八大离子与地下水埋深、全盐量的关联度分析
• 5.1.1 数据的准备
• 5.1.2 数据的标准化处理
• 5.1.3 灰色关联度计算
• 5.2 地下水埋深、全盐量与土壤特征值关联度分析
• 5.2.1 地下水埋深与不同土壤层特征值关联度分析
• 5.2.2 地下水离子总量与不同土壤层特征值关联度分析
• 5.3 土壤表层离子总量与地下水特征值关联度分析
• 第六章 结论与展望
• 6.1 本文总结
• 6.2 不足与展望
• 参考文献
• 参与的项目和发表的论文
• 致谢