疏勒河流域中游地区盐渍形成条件及改良措施

伦国星，喻生波

(甘肃省地质环境监测院，甘肃 兰州 730050)

疏勒河流域位于河西走廊西端，深居内陆，具有降水稀少、蒸发强烈、风多且强、日照时数高，昼夜温差大等气候特征，疏勒河是区内主要的地表径流。疏勒河发源于祁连山区，属降水、冰雪融水、地下水混合补给型河流，多年平均出山径流量10.31亿 m3(昌马峡站)。昌马、双塔两灌区位于疏勒河中游，为流域内主要农业开发区，行政区划属玉门市、瓜州县管辖。灌区内水土资源丰沛，地表水资源利用率仅为64.5%，有宜农荒地180.71万亩，其中昌马灌区106.59万亩，双塔灌区74.12万亩。为了开发利用水土资源，甘肃省人民政府在疏勒河流域实施了“农业灌溉塈移民安置综合开发工程”，从甘肃中部干旱贫困地区向工程区移民7.5万人，新开垦荒地42.8万亩，项目于2006年12月竣工。新开垦的荒地中，盐渍土面积占有50%以上，且多为轻、中、重盐土，如何实行合理的盐渍化改良措施，对于流域社会经济的可持续发展具有重要的意义。

1 盐渍土形成的条件

1.1 气候条件

疏勒河中游平原区气候干燥，多年平均降水量50～70 mm，最高气温达40℃，多年平均蒸发量2 800～3 000 mm。蒸发量是降雨量的约50倍，因此土壤中可溶性盐类的淋滤作用十分微弱，蒸发积盐作用强烈，地下水中盐分沿着土壤毛细管不断地随水分上升，逐渐积聚在天然表层，这是夏季积盐的主要方式，冬春季随着气温的降低，土壤中向上形成温差，相应地形成盐份浓度差异，使盐分由高温区向低温区迁移，当低温区的盐分浓度达到饱和状态时，多余的盐分开始聚积，从而使土壤中的盐分在3—4月份达到峰值，昌马及双塔两灌区盐渍化分布区地下水位埋深都较浅，地下水矿化度较高，其中硫酸盐型水分布区盐渍化更重，而在氯化物型水分布区土壤盐渍化较轻，主要原因是各种盐类在不同温度条件下的溶解度不同所致。

1.2 土壤质地

土壤质地及结构对盐渍化的影响主要表现为毛细作用的上升速度及高度两方面，粘性土毛细上升高度大，速度慢，砂性土毛细上升快，但高度较低，地表蒸发的水位能较快的补偿，易于地表积盐，据调查资料，潜水位埋深大致相同时，耕作层内粉细砂平均含盐量为7.6%，亚砂土1.9%，亚粘土1.1%，即土壤含盐量按土的性质是粉细砂＞亚砂土＞亚粘土。垂向上亚粘土层的存在部位及相对厚度对地下水的水盐交替影响很大，据调查和资料显示，在包气带中，粘土或亚粘土厚度大于40 cm时，对水盐的运移起阻隔作用，而小于40 cm时阻隔作用不太明显(图1)。

图1 粘性土对盐分垂向运移的影响

1.3 水文地质条件

灌区内气候、土壤质地等都是相对稳定的因素，对土壤盐渍化的影响是缓慢的，而水文地质条件是比较活跃的因素之一，尤其是水利化的不断完善与发展，必然引起地下水盐系统的变化。

地下水对土壤盐渍化作用集中表现在地下水的埋深和地下水水质两方面。一般情况下，地下水埋藏越浅，矿化度越高，土壤盐渍化越重。据实地调查，在矿化度较高地区，即使水位埋深较大，地表积盐程度也较深(图2)。

图2 土壤积盐与地下水位埋深关系曲线

从灌区地下水化学特征而言，土壤盐渍化的地下水位临界埋深为1.5～2.5 m，强烈积盐的临界深度不超过3 m(图3)。因此，灌区内地下水位控制在2.5～3.0 m以下就不会使土壤发生次生盐渍化。

图3 潜水埋深与蒸发量关系曲线

另外，土壤含盐量与地下水矿化度成正比，根据土盐动态资料分析，在临界深度内，当地下水矿化度＜1.5 g/L时，土壤的含盐量是较低的，但当矿化度＞1.5 g/L时，土壤中的含盐量显著增加。

当地下水位埋深＜1.0 m时，土壤含盐量(y:g/kg)与在下水矿化度(x:g/L)关系如下:

当地下水埋深1～2 m时，关系如下:

1.4 人为因素

人类的生产活动直接或间接地影响土壤盐渍化的程度，由于单纯追求粮食产量和经济效益而缺乏环境保护，大量开荒，大面积漫灌，在破坏植被的同时引起了地下水位的抬升，加剧了土壤的次生盐渍化，也是造成灌区内土壤次生盐渍化的主要原因之一。

2 盐渍化的分类及分布规律

2.1 盐渍化的类型及划分标准

土壤中易溶盐的含盐量超过一定数量后，就会对植物生长造成危害，在相同条件下，土壤中含盐量越高危害越大。一般以土体中易溶盐含量来评价土壤盐渍化的程度，通常以0～100 cm和0～30 cm土层的平均含盐量来进行划分，前者称为主级，适用于制定开荒洗盐的冲洗定额，后者称为次级，对土壤改良有意义。根据每千克土体中含盐量的平均值，将本区土壤化分为非盐渍土、盐渍土、轻盐土、中盐土、重盐土和特重盐土六级，主级、次级各类土型划分标准见表1。

表1 土壤盐份分级表

各种易溶盐离子对农作物的危害程度不同，在相同条件下氯化物盐类危害最大，而硫酸盐较轻，根据［Cl－］、［SO4

2－］浓度之比，划分土壤中的化学类型，见表2。

表2 盐渍土的化学类型

影响农作物生长的主要是0～100 cm深度以内的土体，100 cm以下土壤对农作物的影响较轻，盐份在土体中的垂向分异有以下几个类型:

1)盐份主要聚集在土壤表层，中下部盐份含量较小且稳定，为盐渍化程度较轻，盐分垂向交替迅速的盐土及残余盐土的主要类型，如疏勒河北岸七墩滩等地。

2)盐份含量较小，上下基本一致，为盐渍土的盐份垂向分布规律，由于长期灌溉或地下水积极交替，土壤处于溶滤脱盐状态，易溶氯化物、硫酸盐淋洗迁移，重硫酸盐成为主要盐类型，如柳河乡灌区南缘荒地。

3)盐分中部高，上下较低，这是洗盐不彻底的垦地弃耕地的主要类型，由于洗盐使盐分下移并停留在土体中部，或由于弃耕而造成返盐，如黄花农场南部。

4)盐分底部高于表部，土层含盐量较高，排泄盐困难的荒地，如饮马农场南滩荒地，典型的灌溉洗盐条件下，盐分下移也出现此种类型。

5)盐分含量较高而且上下基本一致，为重盐土，特重盐土盐分垂向分布的主要类型，如安西瓜州盆地四工农场西部荒地。

2.2 盐渍土的分布规律

灌区内盐渍土的分布受地貌、水文地质条件、土壤质地等因素的控制，呈带状分布。其总的趋势是由洪积扇南部向北部泉水溢出带土壤含盐量加重，从非盐渍化过渡为重盐土，流域由上游到下游土壤含盐量加重。如玉门—踏实盆地土壤盐渍化程度由洪积扇前缘的非盐渍化及盐渍化土壤演变为北部七墩滩、饮马农场北部和黄花农场一带的轻盐土以及青山、兔葫芦—桥子以西的中、重盐土。瓜州盆地土壤盐渍化程度由中东部盐土向西湖转为中盐土、重盐土等，并发育有现代盐池。根据土壤中含盐量分级标准，灌区内各类土壤的分布如下:

1)非盐渍土(Ⅰ)0～100 cm土层平均含盐量＜4 g/kg，按次级有两类。

非盐渍化土(Ⅰ1)0～30 cm土层平均含盐量＜4 g/kg，灌区内广泛分布。昌马灌区东起玉门镇、下东号，沿洪积扇前缘至踏实乡，中游疏勒河南岸的东湖—七道沟的大片地带，瓜州盆地的小宛农场、双塔农场、环城乡—瓜洲、南岔、七工、八工、九工农场，均有此类土分布，由于良好的径流条件，土壤化学类型以SO42－－ Cl－、Cl－－ SO42－为主，大部分已被耕植利用，而且熟化程度较高。

盐渍土(Ⅰ2)0～30 cm土层平均含盐量为4～20 g/kg，主要分布在巩昌河西侧、黄花、饮马、黄闸湾、三道沟、布隆吉、瓜州盆地的小宛、雁脖子、瓜州农场、干河口以北的狭长的地带均为此类土，部分已垦为耕地，属可利用地类型。

2)盐渍化土(Ⅱ)0～100 cm土层平均含盐量为4～15 g/kg，在全区广泛分布，且较易改良利用，次级有三分布:

非盐渍土(Ⅱ1)0～30 cm土层平均含盐量＜4 g/kg，主要分布在黄花农场的草甸沼泽地带，疏勒河干流及各支沟西侧狭长地带，兔葫芦、瓜州盆地的双塔农场以东、中沟—十工农场有大面积分布。

盐渍化(Ⅱ2)0～30 cm土层平均含盐量为4～20 g/kg，主要分布在下东号、塔尔湾、黄花、饮马农场、七墩滩、七道沟—布隆吉、兔葫芦、踏实乡新沟—破城子一带;瓜州双塔农场、小宛农场、瓜州城北、十工、四工、百旗堡、西城湾以西大片荒地属之。

轻盐土(Ⅱ3)0～30 cm土层平均含盐量为20～40 g/kg，主要分布在塔尔湾北、黄闸湾西、七道沟、吴家沙窝—踏实农场、榆林洪积扇前缘地带，安西盆地小宛农场，雁脖子林场、四工农场及十工农场南部。

3)轻盐土(Ⅲ)0～100 cm土层平均含盐量为15～30 g/kg，基本为荒地，全区分布较分散，属可利用土地，按次级有四类分布:

盐渍化(Ⅲ2)0～30 cm土层平均含盐量为4～20 g/kg，仅在七墩滩有零量分布。

轻盐土(Ⅲ3)0～30 cm土层平均含盐量为20～40 g/kg，分布在七墩滩、河东乡、腰站子、三道沟、饮马农场、安西小宛、十工、四工—六工破城子一带。

中盐土(Ⅲ4)0～30 cm土层平均含盐量为40～8 0 g/kg，主要分布在黄花、饮马、七墩滩、柳河乡、布隆吉，安西的小宛农场东部、南岔—十工农场南部。

重盐土(Ⅲ5)0～30 cm土层平均含盐量为80～160 g/kg，主要分布在布隆吉，瓜州盆地十工—小宛有零分布，

4)中盐土(Ⅳ)0～100 cm土层平均含盐量为30～60 g/kg，大部分为盐碱地，属质量较差的易农荒地，按次级有三类分布，

中盐土(Ⅳ4)0～30 cm土层平均含盐量40～80 g/kg，主要分布在北桥子以西，七墩滩、三道沟有少量分布，安西农场以南、七工分场有少量分布。

重盐土(Ⅳ5)0～30 cm土层平均含盐量为80～160 g/kg，主要分布在黄花、饮马、黄闸湾、七墩滩、腰站子、布隆吉、兔葫芦，安西盆地的小宛、南岔、安西农场、六工、四工、干河口西有此类土分布。

特重盐土(Ⅳ6)0～30 cm土层平均含盐量＞160 g/kg，主要分布在饮马、黄花、下东号、布隆吉，安西的六工、七工、九工南也有少量分布。

5)重盐土(Ⅴ)0～100 cm土层平均含盐量60～120 g/kg，属较难利用的荒地，本区次级有两类:

重盐土(Ⅴ5)0～30 cm土层平均含盐量为80～160 g/kg，主要分布于饮马、布隆吉、大树窝以北的山前狭长地带，面积较小，难以开发利用。

特重盐土(Ⅴ6)0～30 cm土层平均含盐量＞160 g/kg，主要分布在下东号、塔尔湾西北、黄花、饮马、七墩滩、布隆吉、腰站子、兔葫芦，安西的四工农场，南岔至百旗堡一带均有此类土。

6)特重盐土(Ⅵ)0～100 cm土层平均含盐量 ＞120 g/kg，0～30 cm土层平均含盐量＞160 g/kg，主要分布在七道沟工区、踏实新沟北和瓜州四工农场西部，属极难利用的土地类型。

3 盐渍土的改良措施

3.1 排水措施

通过降低地下水位到临界深度以控制土壤盐渍化的发展，临界深度是指土壤表层开始积盐时地下水最大埋深，其与矿化度有较大关系，且受土壤质地及其剖面上不同岩性土层的组合和农业生产状况的约束，根据调查，灌区不同土壤地下水临界深度见表3。

表3 昌马、双塔灌区土壤盐渍化地下水位临界深度值

灌区内普遍存在浅层粘土层，对地下水排水不利，一般在1 m土层内无粘土时，地下水临界深度1.4～1.6 m，建议排水沟深度为1.6～1.8 m，有中高位厚度粘土时，采用浅密排水，深度80～100 cm，间距50～100 m。

除水平排水外，在水平排水不利的地段，在合理的技术经济条件下，进行井排井灌措施，特别是瓜州盆地的小宛、环城、瓜洲、南岔、四工等地可进行井排、井灌，既可合理开采地下水，又可控制和降低地下水位，达到防治和改良土壤的目的。

3.2 冲洗淋滤措施

土壤的冲洗脱盐包括两个指标:土壤允许含盐量和脱盐层厚度。允许含盐量由作物的耐盐极限值决定，是盐碱地改良的重要指标，脱盐层厚度主要根据作物的根系分布深度而定。两灌区农业种植结构以春小麦及棉花为主，根据新疆垦区作物耐盐能力试验，土壤最大含盐量确定为6.0 g/kg，脱盐层厚度为1.0 m。

对于新垦地区，应采取逐步过渡的办法，改良初期阶段，土壤含盐量可降到7～8 g/kg或10 g/kg左右，脱盐层厚度达到0.6 m后，可选种植耐盐性较强的作物，如小麦、甜菜、草木栖等，在生产过程中逐步达到脱盐标准。

冲洗定额受土壤含盐量、盐份组成、土壤质地、土体结构型及排水条件等诸多因素的影响，其中主要的是土壤含盐量，土壤含盐越高，冲洗定额越大，冲洗定额可根据土壤含盐量采用当地盐碱地冲洗改良的经验值，根据前人试验成果，结合经验公式进行计算修正，推荐昌马、双塔两灌区采用以下冲洗定额，见表4。

表4 冲洗定额表

冲洗时间应选择在温度较高的夏秋季最好，此时地下水位较低，盐分的溶解度较高，有利于洗盐水的下渗和排出，河水也较丰沛，与正常灌溉矛盾较小，冲洗后应及时耕翻松土，防止蒸发返盐。

3.3 农业综合措施

主要有以下几个方面:(1)平整土地，只有土地平整，才能灌水均匀，脱盐一致，减少和消灭盐斑。(2)压沙，压沙不仅能改善土壤的物质组成，还能改善土壤的理化性质，消除土壤板结，减少地面蒸发，对防止表土积盐有显著作用。(3)精耕细作，深翻晒垄，增加土壤孔隙，减少蒸发，抑制表土积盐。

3.4 生物措施

生物措施主要是种植绿肥，选择耐盐性较强、密盖度较好的密植作用，增加地面覆盖度，减少返盐，提高土壤肥力，加快土壤脱盐和盐化。灌区处于干旱多风地带，为防止风沙对农业区的危害，保护农田，必须加强林业建设，林带除防风固沙外，因其枝繁叶茂，根系发达，可以从土壤中深处吸收水分，通过叶面蒸腾消耗，降低地下水位，达到生物排水的作用，促使土壤脱盐，同时还能改善田间小气候。

4 结语

土壤盐渍化的形成受气候、土壤质地、水文地质条件和人为因素的影响，根据0～100 cm土层平均含盐量，流域中游土壤可分为非盐渍土、盐渍土、轻盐土、中盐土、重盐土和特重盐土六级。盐渍土的改良可采取排水措施、冲洗淋滤措施、农业综合措施和生物措施。在盐渍土改良的前期以排水和冲洗淋滤为主，在水利改良的中后期，应相继实施农业管理和生物改良措施，包括平田整地、压沙、增加肥料、选择耐盐抗碱作物、改进灌溉技术、植树造林等方法，才能达到盐碱地改良治理的最终目的。

［1］余兴业，郭辉玲等.疏勒河中游水文地质普查报告［R］.地质部甘肃省地质局.1966.

［2］丁宏伟，崔振卿等.疏勒河昌马灌区盐渍土特征及改良措施研究［J］.甘肃地质学报.2001，10(2).

［3］屈君霞，喻生波.疏勒河中游盐渍土改良中水利措施的可行性分析［J］.甘肃科技.2007，5