松嫩平原西部不同土地覆被水盐动态对比研究
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松嫩平原近20年土壤盐渍化动态变化及驱动力分析张哲寰;马宏伟;刘强;朱巍;张廷秀【期刊名称】《地质与资源》【年(卷),期】2007(016)002【摘要】利用1986年(TM)和2001年(ETM)卫星遥感影像数据和RS-GIS集成技术,对松嫩平原盐渍化土地的现状、程度和发展趋势进行了量化分析.结果表明,这15年中,松嫩平原盐碱地面积增加了21.7112×104 hm2,每年增加1.45×104 hm2,年平均增长率为1.4%.其中轻度盐渍化土地增加8812 hm2,年平均增长0.16%;中度盐渍化土地增加3.8306×104 hm2,年平均增长0.64%;重度盐渍化土地面积增加了16.9994×104 hm2,年平均增长了4.2%.气候变暖,降水减少,人为活动增强是盐渍化程度加重的主要驱动力.【总页数】5页(P120-124)【作者】张哲寰;马宏伟;刘强;朱巍;张廷秀【作者单位】沈阳地质矿产研究所,辽宁,沈阳,110033;沈阳地质矿产研究所,辽宁,沈阳,110033;沈阳地质矿产研究所,辽宁,沈阳,110033;沈阳地质矿产研究所,辽宁,沈阳,110033;吉林省地质调查院,吉林,长春,130061【正文语种】中文【中图分类】X144【相关文献】1.近20年宝鸡市植被覆盖度动态变化及驱动力分析 [J], 秦超;李君轶;陈宏飞2.松嫩平原苏打盐渍化旱田土壤表观电导率空间变异 [J], 杨帆;安丰华;马红媛;杨洪涛;王志春3.松嫩平原盐渍化水田土壤表观电导率空间变异研究 [J], 杨帆;安丰华;王志春;杨洪涛;赵长巍4.长期施用牛粪对松嫩平原盐渍化土壤质量的影响 [J], 孟庆峰;张娟;李欣伦;屈晓泽;李伟彤;曾宪楠;马献发5.松嫩平原西部土地整理对盐渍化土壤的改良效果 [J], 王军;顿耀龙;郭义强;窦森因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
松嫩平原不同盐分补给类型盐渍土的水盐运移规律研究的
开题报告
一、研究背景和研究意义
松嫩平原是我国重要的农业产业区之一,但该区域土地的盐碱化问题严重,阻碍了农业的发展。
针对松嫩平原盐碱化的问题,关键是了解不同盐分补给类型盐渍土的
水盐运移规律。
如何控制盐分的运移,合理地利用土地资源,提高农业生产效益,是
一个亟待解决的问题。
二、研究内容和研究方法
本研究主要探讨松嫩平原不同盐分补给类型盐渍土的水盐运移规律。
具体研究内容包括:不同盐分补给类型盐渍土的水盐运移规律分析、盐分浓度变化规律分析、土
壤盐分的分布特征分析等。
研究方法将采用室内模拟实验和田间试验相结合,通过盐
溶液灌溉、土柱浸提等方法对土壤水盐运移规律等进行研究,同时采集土壤样品进行
盐分分析。
三、论文结构和预期成果
论文将分为绪论、研究背景及意义、文献综述、研究内容及方法、预期成果等几个部分。
预期成果包括松嫩平原不同盐分补给类型盐渍土的水盐运移规律和分布特征
等方面的研究成果,对于解决该区域土地盐碱化问题具有重要的现实意义和应用价值。
四、研究难点和创新点
研究难点在于如何选择适合的室内模拟实验和田间试验方案,精准地掌握不同盐分补给类型盐渍土的水盐运移规律。
创新点在于通过综合运用多种研究方法,全面地
探索水盐运移规律、盐分浓度变化规律以及土壤盐分的分布特征等,为松嫩平原区域
的土地盐碱化治理和农业生产提供参考依据。
第24卷 第9期干 旱 区 资 源 与 环 境Vo.l 24 N o .92010年9月Journal ofA rid Land Resources and Env ironm ent Sep.2010文章编号:1003-7578(2010)09-168-05松嫩平原西部水文情势变化下土壤盐渍化过程研究*杨建锋1,2,章光新1(中国科学院东北地理与农业生态研究所长春130026;2.中国地质调查局发展研究中心北京100083) 提 要:土壤盐渍化是松嫩平原存在的主要生态环境问题之一。
在年降水量基本保持稳定波动的情况下,松嫩平原西部河流年径流量逐年衰减,自然泡沼和湿地面积日益缩小,区域地下水位普遍呈持续下降趋势。
与此同时盐渍化土壤面积却显著增加,特别在低平原地区土壤盐渍化呈扩大和加重态势。
土壤原生盐渍化和次生盐渍化过程分析表明:目前松嫩平原发生的土壤次生盐渍化应主要归因于人类的经济活动改变了原来内流区地表的水文过程,极大地减少了地表积水-径流的数量和时间。
土壤原生苏打盐渍化是在浅埋深地下水和地面渍涝积水的共同作用下形成的,浅埋深地下水是土壤表层积盐的主要原因,而地面渍涝积水使土壤表层积累的盐分向微地貌的高处迁移,影响了苏打盐渍土在地表的分布格局。
在土壤开始发生盐渍化的阶段,浅埋深地下水起了很重要的作用;随着土壤盐渍化程度的加重,地下水盐分向土壤迁移量越来越少;在目前次生盐渍化阶段,地下水对土壤盐渍化作用微弱,甚至可以忽略。
关键词:水文情势;土壤盐渍化;地下水;松嫩平原中图分类号:S156.5 文献标识码:A松嫩平原西部属草甸-草原生态区,在1860年前后,多数地区为无人区或半无人区。
经过短短百余年的大规模开发,这里自然景观发生了根本性变化:草原面积急剧减少,林地、草地不断破碎化,土壤盐渍化、沙漠化面积急剧增加,水土流失严重,湿地和水域面积逐年缩小,生态环境严重恶化[1-3]。
据统计,目前松嫩平原盐渍化面积约327万hm 2,占平原总面积的21%左右,成为世界上主要苏打盐渍土集中分布区图1 松嫩平原西部典型气象站年降水量变化(1956~2000)F i g .1A nnua l prec i p itati on changes at selected m eteorolog i ca l stati onsin w est Songnen pla i n fro m 1956to 2000之一[4]。
吉林省松嫩平原地下水超采形势分析邢凤梅;孙宝印【摘要】The situation of the groundwater recharge, exploitation development and utilization and groundwater lowering trend are known based on the groundwater overdraft situation analysis of Songnen plain, it provides basic data and basis for decision-making to monitor and supervise the groundwater overdraft, pollution, protection, and rationaluse of groundwater resources and promote the sustainable use of underground water. The situation of groundwater overdraft is determined according to the water quality monitoring data and groundwater level for 10 years, the calculating overdraft coefficient, declining rate of the underground water level, and the balance of groundwater resources and groundwater pollution situation, through the numerical simulation, mathematical statistics, comparison, analysis, the other methods of geological conditions and the comprehensive analysis.%通过对松嫩平原地下水超采形势分析,掌握地下水资源的补给及开发利用状况、地下水位下降趋势情况,为监测、监督地下水的过量开采与污染、保护、合理利用地下水资源,促进地下水可持续利用提供基础数据与决策依据。
吉林松嫩平原区地下水动态及其驱动因素分析郭晓东;张晶;田辉;朱威;张梅桂【摘要】[目的]为开展吉林松嫩平原区地下水动态研究提供理论依据.[方法]分析了吉林松嫩平原区地下水动态及其驱动因素.[结果]自20世纪60年代以来,吉林松嫩平原区气温逐渐升高,平均气温累计上升2℃;降水量逐渐减少,特别是西部地区降水量减少的趋势更加明显;同时地下水开采量不断增加,2008年达到28亿m3.在多种因素驱动下,区域地下水水位发生明显变化,潜水水位在西北部扇形地下降尤为明显,其他地区较为稳定,部分地区有所回升;承压水水位总体下Z降较快,个别地区有所回升.[结论]研究区地下水环境的总体恶化趋势不可避免,但可通过制定科学规划、合理开采地下水资源来减缓恶化进程,实现区域地下水资源的可持续利用.%[Objective] The aim was to provide theoretical basis for the study of underground water dynamic changes in Songnei Plain in Jilin Province. [Method] The dynamic changes and driving factors for the underground water in Songnei Plain in Jilin Province was expounded. [Result] Since 1960s, the temperature in the Songnei Plain in Jilin Province increased gradually. Tlie average temperature increased 2 t; precipitation reduced gradually. Especially, the trend of precipitation reduction in west area was more distinct; in the meantime, the development of underground water augmented gradually and reached 2 800 million m3 in 2008. Driven by many factors, regional underground water level had distinct changes. Potential water position reduced greatly in northwest fan-shaped area. The one in other places were stable and even increased in certain parts; confined water position decreased quickly in general and it increased incertain parts. [ Conclusion] The general deterioration trend of underground water environment was inevitable. But, the deterioration process can be eased through scientific planning and regional underground water resources so as to realize sustainable utilization of regional underground water resources.【期刊名称】《安徽农业科学》【年(卷),期】2011(039)021【总页数】3页(P12844-12846)【关键词】松嫩平原;地下水动态;驱动因素【作者】郭晓东;张晶;田辉;朱威;张梅桂【作者单位】沈阳地质矿产研究所,辽宁沈阳110034;吉林地质环境监测总站,吉林长春130021;沈阳地质矿产研究所,辽宁沈阳110034;沈阳地质矿产研究所,辽宁沈阳110034;沈阳地质矿产研究所,辽宁沈阳110034【正文语种】中文【中图分类】X522吉林省松嫩平原区是我国重要的商品粮基地,也是东北老工业基地的重要组成部分。
生态环境 2005, 14(3): 399-404 Ecology and Environment E-mail: editor@基金项目:中国科学院知识创新工程学科前沿领域项目(KZCX3-SW-NA-18);中国科学院知识创新工程项目(KZCX1-Y-04-01) 作者简介:李晓军(1978),男,博士研究生,主要从事土地退化和修复方面的研究。
E-mail: lixiaojun2002@ 松嫩平原西部不同土地覆被水盐动态对比研究李晓军1,2,李取生31.中国科学院东北地理与农业生态研究所,吉林 长春 130012;2.中国科学院研究生院,北京 100039;3.暨南大学环境工程系,广东 广州 510632摘要:通过对6种土地覆被2003年6~10月水盐时空动态进行分析,对比不同土地覆被水盐动态变化差异,结果发现:采样期内,不同土地覆被(碱斑地除外)0~120 cm 剖面含水量均出现明显峰值,大豆地和羊草草地在7月底出现峰值,玉米地和向日葵地在8月初,退化草地则在8月底才达到,比羊草草地滞后了一个月。
除羊草草地外,其他土地覆被剖面含水量变化呈W 型,只是波动幅度各不相同。
采样期内,羊草草地剖面含水量的相对变率最大,为74%,其他依次为退化草地、大豆地、向日葵地、玉米地,碱斑地最低,仅为6.4%。
相对于农田土地覆被,在0~40 cm ,羊草草地、退化草地和碱斑地随盐渍化程度的加重,含盐量剖面变异逐渐减小,而农田的三种土地覆被之间变异比较接近。
整个采样期,向日葵地储盐量随时间的变化呈下降趋势,其他土地覆被波动变化一致,都经历了下降-上升-下降过程,但波动幅度不同,且羊草草地在7月7日出现上升,其他4种土地覆被在9月8日开始出现滞后于含水量的变化。
相对于采样初期,不同土地覆被含盐量的相对变率均为负值,农田的下降幅度大,草地次之,碱斑地最小。
协方差分析表明:95%置信度下,土地覆被、土壤剖面和两者的交互作用对含盐量的影响差异显著。
关键词:不同土地覆被;含水量;含盐量;相对变率中图分类号:S152.7 文献标识码:A 文章编号:1672-2175(2005)03-0399-06盐渍化土地广泛分布于全世界100多个国家和地区,面积达10×108 hm 2[1]。
在土地资源日益匮乏的今天,盐渍化土地作为潜在土地资源受到了各国政府和科学家的重视,并开展了许多针对土地盐渍化发生过程、机理、防治及合理利用等相关研究,尤其集中在盐渍化土地改良和合理开发利用方面[1~17]。
松嫩平原西部地处干旱-半干旱地区,为生态环境脆弱带,有生态环境恶化的地质、水文、地形地貌、气候等自然条件[18, 19]。
20世纪以来的不合理水利工程、大面积开荒、垦建脱节、超载过牧等人类活动,破坏了原有的生态系统,尤其是地表植被覆盖状况,改变了原有的水盐平衡,加速了生态环境恶化进程,出现了土壤沙漠化、盐渍化和草地退化的荒漠化现象,并日趋严重[20~23]。
因此,因地制宜,调控农、林、牧业内部及其与其他行业的比例,合理改良和开发利用盐渍化区土地资源,将是保障该区生态环境和粮食安全的重点。
基于此,本文在对松嫩平原西部农田(大豆地、玉米地和向日葵地)、草地(羊草(Aneurolepidium chinense )草地和退化草地)和碱斑地三种土地利用方式(6种土地覆被类型)2003年6~10月土壤水盐时空动态进行分析的基础上,对不同土地覆被之间的差异及由土地覆被带来的盐渍化效应差异进行了对比,为松嫩平原西部水土资源调控提供科学依据。
1 研究地区与方法1.1 研究区概况研究区位于松嫩平原中西部冲积低平原上,行政区隶属大安市民乐村(123︒24′E ,45︒28′N )。
区内冬季漫长,严寒少雪;夏季炎热,降雨集中;春季多大风少雨,地面蒸发强烈,属于中温带季风气候。
年均气温4.3 ℃,≥10 ℃平均积温2921.3 ℃,1951年至今年均降雨量为424.8 mm ,主要集中在6月中旬至8月中旬,约占全年降雨量的70%~80%。
年均蒸发量为1923 mm ,是年均降雨量的4倍还多。
土壤类型为盐渍化草甸土。
2003年4月中旬~10月中旬,大安市≥10 ℃平均积温为3252 ℃,降雨量达449 mm ,比同时期多年平均多了49.7 mm ,雨量充沛,但是分布严重不均:4月中旬至5月下旬各旬降雨量均小于多年平均,尤其在4月下旬左右的20天时间里,根本没有降雨。
这种情况导致了春旱,使作物的播种延后。
在降雨量集中的7、8月份,日降雨量最大曾出现63.3 mm 。
采样地土地覆被包括了一直为草地的羊草草地、退化草地及碱斑地和耕作5年以上的农田。
三块农田在2003年分别种植的是玉米、大豆和向日葵,整个采样期,所有土地覆被均未进行灌溉,但是作物在种植时采用了坐水种。
1.2 土壤采样及分析方法采样点确定:由于影响土壤盐渍化的因子众400 生态环境 第14卷第3期(2005年5月)运用SPSS10.0数理统计软件;土层储盐量(kg/m 2)=土层厚度(cm )×1000× 土壤体积质量(g/cm 3)×盐分质量分数(10-2)[24]2 结果与讨论2.1不同土地覆被土壤含水量动态变化土壤中水分的变化与降雨量有密切关系,但是在降雨量相同,地形基本一致的区域,土地覆被差异将成为影响土壤水分储量变化的主要因子。
对于六种土地覆被,6月初,羊草草地由于4、5月份的高温干旱和羊草的快速生长,水分亏缺大,土壤剖面含水量相当低,整个剖面含水量仅167 mm [25];退化草地由于2002年植被生长良好,还残存着很多枯枝落叶覆盖地表,从而减少了地表水分蒸发,所以土壤剖面的含水量相对较高,但低于农田,这主要因为农田在种植作物时候都实施了坐水种;碱斑地则由于地表结壳阻碍水分蒸发,使整个土层水分含量高于其他土地覆被,达到了301 mm 。
随着降雨量增加,羊草草地剖面含水量不断上升,而农田和退化草地则由于进入植物生长旺季,对水分的需求越来越大,造成整个剖面含水量短期减少。
尔后随着降雨量进一步增加,超过了植被生长耗水量,除碱斑地以外的其他土地覆被剖面含水量都有所上升,达到采样时段内的峰值,只是不同土地覆被达到峰值的时刻不同,大豆地和羊草草地在7月底,玉米和向日葵在8月初,退化草地在8月底才达到峰值,比羊草草地滞后一个月左右。
达到峰值之后,不同土地覆被土壤含水量开始随着植物果实成熟耗水和降雨量减少而逐渐下降,变化趋势比较一致,但是9月底10月初的降雨使土壤含水量又重新上升。
总体来说,10月17日六种土地覆被的土壤剖面含水量均要高于6月7日各自的土壤剖面含水量,其中羊草草地上升比例最大,达74%,退化草地、大豆地、向日葵地、玉米和碱斑地依次减少(见图1)。
单因素方差分析表明,在95%置信度情况下,各土地覆被之间含水量的差异显著。
2.2 不同土地覆被土壤含盐量的动态变化由不同土地覆被整个剖面的含盐量均值可以看出:采样期内,地表植被的生长使含盐量峰值在土壤剖面中出现的位置下移,不同土地覆被出现位置不同:碱斑地在0~20 cm 含盐量最大,退化草地、羊草草地、玉米地、大豆地和向日葵地剖面含盐量最大值分别出现在20~40 cm ,40~60 cm ,60~100 cm ,60~80 cm 和100~120 cm 。
整个剖面含盐量,农田土地覆被<草地土地覆被<碱斑地,但是不同土地覆被之间存在差异,表层0~20 cm 含盐量,大豆地<向日葵地<玉米地<羊草草地<退化草地<碱斑地,其中大豆地仅为0.05%,而碱斑地达到0.78%;在20~60 cm ,玉米地<向日葵地<大豆地<羊草草地<退化草地<碱斑地(退化草地在60 cm 处大于碱斑地);而在80 cm 以下,则是玉米地<大豆地<向日葵地<羊草草地<碱斑地<退化草地(见表1),这种差异与人类活动强度大小和生长的植被类型有密切关系。
盐碱地由于没有植被影响,含盐量在整个剖面随时间变化比较一致,表层(0~20 cm )最高,随深度的下降逐渐变小,在整个生长期表层含盐量最小值在10月17日,为0.61%。
图1 2003年6~10月不同土地覆被土壤含水量的变化 Fig.1 Dynamic of water content of different land coversfrom June to October in 2003土层/cm 大豆地 向日葵地 玉米地 羊草草地 退化草地 碱斑地 20 0.054 0.060 0.074 0.104 0.205 0.777 40 0.093 0.076 0.074 0.157 0.273 0.285 600.106 0.101 0.095 0.164 0.255 0.205 80 0.130 0.119 0.102 0.148 0.215 0.197 100 0.125 0.141 0.102 0.129 0.209 0.171李晓军等:松嫩平原西部不同土地覆被水盐动态对比研究401采样期内,含盐量在0~40 cm的变异,碱斑地<退化草地<羊草草地,而羊草草地和退化草地根据其退化程度,整个剖面变异逐渐减小,剖面变异的最小值都出现在80 cm处。
玉米地、大豆地和向日葵地各个土层的变异比较接近,除0~20 cm深度外,均大于退化草地,这主要是由于多年来的深根植物生长和农田生产活动改变了土壤的理化性质,从而在采样深度内水盐运动剧烈所致。
总体来说,从6月7日起,剖面都经历了先下降,后上升,而后再下降的过程,其中玉米和大豆地均在10月17日出现采样期内的剖面最低值(见图2)。
双因素单变量方差分析表明,在95%的置信度情况下,土壤剖面、土地覆被以及两者的交互作用均对含盐量的变化有显著影响。
2.3 不同土地覆被含盐量和含水量的关系分析2003年6~10月中旬,采样区不同土地覆被剖面含水量均值玉米地>碱斑地>大豆地≥玉米地>退化草地>羊草草地,但是剖面含水量在采样期内的变异是羊草草地>退化草地>向日葵地>大豆地>玉米地=碱斑地。
不同土地覆被0~120 cm土层储盐量的大小顺序是:碱斑地>退化草地>羊草草地>向日葵地>大豆地>玉米地;变异的大小顺序是向日葵地>玉米地>大豆地>羊草草地>碱斑地>退化草地。
不同土地覆被含水量除了羊草草地由于在整个生育期均存在缺水而与其他土地覆被有很大差异外[26],其他土地覆被在采样期的变化成W型,只是由于土地覆被的差异变化的幅度各不相同;而含盐量的变化则由于不同土地覆被水传导率的差异略微复杂化:向日葵在整个采样期呈下降趋势,其他土地覆被虽然变化波动的情况一致,都经历了下降-上升-下降阶段,但幅度不同。