Question

土地盐碱化调查

Answer 1

1.土地盐碱化的形成

土壤盐碱化又叫土地盐渍化，是指土壤层中可溶盐含量向增高的方向发展成为盐渍土的过程。一般将土壤层0.2m厚度内可溶盐含量大于0.1%的土壤称为盐渍土。盐渍土可以在天然条件下形成，也可以在人为活动影响下产生，后者也称次生盐渍化。

（1）土壤原生盐渍化的形成模式

土壤盐渍化现象在各地都可能出现，但主要发生在干旱、半干旱地区。在天然条件下，土壤盐渍化主要有两种形成模式^[7]。

1）雨中盐分造成的土壤积盐。在我国干旱区的内陆盆地，雨水的含盐量一般为n×10mg/L，高者可达0.2g/L/，比湿润地区高出3～4倍。由于降水稀少，降水一般小于200mm/a，盆地腹地一般只有50mm/a左右，而蒸发力却高达2000～3000mm/a，降水往往难以形成对潜水的有效补给，降水下渗量大多滞留于土壤和包气带中，在强烈蒸发作用下，水失盐留，日积月累，土壤表层形成天然的积盐层（盐结皮）。在潜水埋深大于潜水临界埋藏深度的细土平原，原生的盐渍土往往属于这一类型。

2）潜水埋深小于潜水临界埋深的细土平原，土壤及包气带蒸发失水，可通过毛细带源源不断地得到潜水水量和盐分补给，持续地蒸发可使土壤不断积盐。若降水或地表水下渗量较小，难以在土壤层中形成有效的脱盐过程，土壤中的盐分含量就会越来越高，最终发育成盐渍土，即土地盐碱化。

（2）发生土壤次生盐渍化的原因

由上述原生盐渍土形成机制可以看出，除气候条件外，决定土壤积盐大于脱盐的水盐运动条件是土壤盐渍化得以发生的关键。

在干旱、半干旱地区，若水资源开发利用创造了相同条件时，就会出现次生的土壤盐渍化。例如水库蓄水，可使库区周边地下水位大幅度上升，使潜水埋深小于临界深度，就会造成土壤盐渍化。

过量灌溉是发生次生盐渍化最普遍的原因之一。河南省黄河灌区由于长期引黄河水灌溉，地下水位逐渐抬高，近于地表，致使次生盐渍化面积曾一度达到近77×10⁴hm²。内蒙古引黄灌区在20世纪50～70年代末浇灌面积扩大了3倍的同时，盐渍土的面积扩大了10倍。塔里木盆地绿洲耕地的灌溉用水是我国灌溉定额最高的地区之一，有的地方竟达22.5×10⁴m³/hm²，超过北方地区平均用水量的2～3倍。长期过量灌溉使塔里木渭干河三角洲盐渍土的面积不断扩大，重盐渍土和盐土占土地总面积的10%以上，一般盐渍土则占土地总面积的56%，成为盐渍化的重灾区。

除此之外，某些地区利用咸水进行灌溉，也是造成土壤盐渍化的重要原因。在农田灌溉当中，如果排水不畅，就会引起次生盐碱化。

2.利用地球物理勘查方法调查土地盐碱化

地球物理方法的任务是了解区域地质构造、水文地质条件和圈定盐碱化的分布范围、土地盐碱化程度，为土地资源评价、利用和治理提供信息。

（1）国外土地盐碱化调查实例

航空红外摄影、航空和地面电法是探测次生盐碱化的有效方法。例如，在原苏联中亚“饥饿”草原，主灌渠两侧由于地下水面的上升发生次生盐碱化，其电阻率较低（6～10Ω·m），但在淡水从渠中漏失的地段也出现局部的脱盐带，其电阻率明显升高（15～30Ω·m）。在原苏联的土尔盖地区将土壤按含盐度分为五类（表6-2-3）。

表62--3 原苏联土尔盖地区土壤含盐度分类

（据崔霖沛等，1997）

在澳大利亚广大地区，尤其是西澳，由于农田开垦和灌溉，地下水面上升，使土壤深层的盐到达地表，导致盐碱化。盐碱化每年给澳大利亚带来的经济损失超过1亿澳元。为了解盐碱化的分布和区域水文地质条件，世界地学公司曾开展航空磁测和电磁测量。航磁用来了解地质构造，结果表明，西澳广泛发育粗玄岩墙，高盐区往往位于岩墙的上坡，岩墙起到挡水作用。航电主要了解盐的分布，采用QUESTEM系统，频率75Hz，飞行高度120m。在联邦和西澳州政府的资助下，世界地学公司、联邦科学和工业研究组织（CSIRO）联合研制了一种新的专用航电系统— —SALTMAP，该系统的特点是可高分辨率探测表土的电导率分布，频带宽（采用重复频率500Hz的方形波，频率上限达50k Hz），接收三个分量，实现高速信号处理，便于压制干扰。研究发现，土壤含盐度与室内、野外测定的电导率之间呈正相关关系。

（2）我国利用航空物探进行土地资源评价——航空电磁响应与土壤盐渍化的关系

中国航空物探和遥感中心在辽宁大连、江苏连云港、山东黄河口地区，开展了以找水为主要目标的航空物探综合测量。以山东黄河口地区为试验区，研究航空伽马能谱参量、航空电磁响应与土壤类型（盐渍化、土壤颗粒度、有机质、氮磷钾质量分数）的关系，并对土壤类型进行分区。在充分调研和实地考查的基础上，探讨不同土壤类型分区中的农作物生长状况和农作物种类分布特点，以便使利用航空物探研究土壤的方法符合土地管理和农业部门的需要^[8]。

在此，仅介绍航空电磁响应与土壤盐渍化的关系。

试验区地形地貌与土壤盐渍化的关系　本区地势平坦，由于黄河泥沙的多年沉积，形成了广阔的三角洲平原。总的地形是，顺河方向西南高，东北低；背河方向近河高，远河低。地形影响着物质和能量的再分布，支配着地表径流和地下水活动，从南至北依次有褐土、潮褐土、潮土、盐化褐土和盐土的分异规律。由于黄河的多次改道和决口泛滥，区内废弃河道和防水堤坝颇多，决口时的多次沉积和冲刷形成了岗、坡、洼相间的复杂地形，出现了波浪起伏的微地貌，分布着沙、粘土各异的土体构型和盐化程度不一的各类盐渍土。

试验区航空电磁场特征与土壤盐渍化的关系　研究土壤主要是要得到地表以下几米的信息，所以，利用了电磁场的高频特性研究土壤。由黄河口地区频率为8020Hz电磁场的实分量和标差异常图可以看出，其南部表现为强度较低的平静电磁场，西部和西南部为低缓的正负变化的电磁场，而北部和东北部则以升高的电磁场为特征，整体上显示了从西南到沿海电磁场强度逐渐升高的特点。据此将黄河口地区土壤划分为非盐渍化区、弱盐渍化区和中强盐渍化区。由于在盐渍化区内地下水化学类型为钾钠型氯化物水，因此，土壤中钾的质量分数与盐渍化程度的高低有一定的关系，盐渍化程度越高，土壤中钾的质量分数越高。比如在中弱盐渍化区土壤中钾的质量分数在150×10^-6以下（东营地区、利津西南沿黄一带），而在强盐渍化区土壤中钾的质量分数可达300×10^-6以上（广饶盐场至辛安水库一带）。在区域性升高变化的电磁场内存在相对降低和升高的局部电磁场。相对降低的局部电磁场多呈条带状或片状分布，电磁场强度较背景场低200×10^-6以上，它们是区域盐渍化土壤中的局部非盐渍化土壤的反映。土壤含盐度小于2g/L，大多是由浅表古河道水的淡化作用引起的，为盐渍化区内的农业精耕细作区，土壤营养成分相对较高，如盐窝和沾化地区。而相对升高的局部电磁场是由盐渍化程度极高的土壤引起的，它们多分布在古潟湖、低洼地，曾遭受多次海侵，使土壤的盐分不断升高，不适合农业耕种。如广饶盐场和太平乡以北7km一带，土壤含盐度可达30 g/L，土壤中钾的质量分数高于450×10^-6。

（3）用电法进行区域性盐碱化调查

在农田灌溉中，排灌不畅会引起土壤次生盐碱化，而土壤和地下水的电阻率却与其含盐浓度有密切的关系，因此，用电法可研究土壤的湿度、含盐浓度和土壤次生盐碱化的范围。图6-2-20是前苏联乌兹别克荒芜草原上采用电阻率法和自然电场法对次生盐碱地进行研究的结果。由图可看出，草原上有一灌溉渠，由于灌溉渠内有渗漏带，渠水渗出，引起地下水位升高，造成大面积的次生盐碱化。在大片的次生盐碱化土地上，视电阻率异常呈现低阻特征，ρ_S=6～10Ω·m，自然电位异常为负电位异常。在灌溉渠漏水的地段，由于淡水不断渗入，土壤湿度变大，含盐浓度降低，而出现一局部脱盐带。其视电阻率异常呈现为高阻异常，ρ_S=15～30Ω·m，自然电位异常为正电位异常，极大值达10mV,＋6mV等电位线反映了脱盐带的边界。用视电阻率高阻异常和自然电位正异常可圈出脱盐带的范围。

图6-2-20

（据肖朝经，1985）

1—p_S和自然电场观测剖面；2—灌溉渠中自然电场法剖面；3—p_S等值线（Ω·m）;4—自然电位等值线（mV）;5—渗漏带的自然电位异常位置；6—脱盐带；7—水流方向

灌渠内的自然电位测量结果是，在水渗漏的地方出现自然电位负异常，异常值为—15mV

肖朝经，1985。地球物理勘探在环境工程地质调查研究中的应用，黑龙江地质情报，第1期。。