天津土壤盐渍化及其对土壤碳酸盐、有机碳分布的影响

摘要

天津盐渍化分区可分为Ⅰ非盐渍化区域（蓟县），Ⅱ轻度盐渍化区域（武清区、宝坻区），Ⅲ中度盐渍化区域（津南区、西青区、北辰区、东丽区、静海县、宁河县）和Ⅳ重度盐渍化区域滨海新区（汉沽区、塘沽区、大港区），本课题主要以Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ为研究区域;采集土壤样品包括农田、荒地、果园、菜地、林地5种土壤利用类型，对不同类型土壤中盐分组成和含量进行统计分析。
　　研究区土壤阴离子主要由HCO3-组成，其次为SO42-和Cl-，阳离子主要由Na+组成，其次为Ca2+和Mg2+;pH值的变化范围为7.03～10.17，均值为8.92多为碱性土。不同土地利用类型的土壤pH值的变化趋势为荒地＞果园＞菜地＞农田＞林地，而土壤含盐量变化趋势则为荒地＞菜地＞农田＞林地＞果园;土壤含盐量与土壤浸提液电导率(R2=0.99，p＜0.01)及主盐分组成(Cl-、SO42-、Ca2+、Mg2+、K+、Na+)呈显著正相关关系;农田、果园、菜地土壤盐分组成趋向于Ca2+、HCO3-、SO42-端元，荒地则多集中在Na+、Cl-端元，趋向于土壤本底的盐分组成。土壤pH值与HCO3-呈正相关关系;与Ca2+显著负相关。土壤含盐量的变化趋势是林地＞果园＞荒地＞菜地＞农田，含盐量与Cl-、SO42-、Ca2+、Mg2+、K+、Na+呈显著正相关，含盐量和土壤ESP为线性关系(R2=0.41，p＜0.01)。土壤ESP与阳离子相关性系数由大到小的顺序为Na+＞K+＞Mg2+＞Ca2+，土壤ESP与阴离子相关系数则为Cl＞SO42＞NO3-＞HCO3-，含盐量和土壤ESP为线性关系(R2=0.41)。
　　利用相关关系、偏相关分析、聚类分析、主成分分析等数理统计分析手段对土壤中水溶性盐分离子相互之间的关系进行分析，结果表明:土壤含盐量与Cl-、SO42-、Ca2+、Mg2+、K+、Na+呈显著正相关，与HCO3-呈负相关，8大盐分离子可以分为2类:Ⅰ类:NO3-、K+、Cl-、SO42-、Mg2+、Ca2+;Ⅱ类:Na+、HCO3-。第一主成分Y1为碱度的指标，第二主成分Y2为Ca2+、SO42-等为盐基离子的指标，第三主成分Y3可能代表了酸化指标。
　　对盐碱化土壤剖面的研究表明:西青区土壤以20cm为分界线，以上含盐量随深度增加而增加，以下为递减趋势，其余三区均随深度的增加而增加。汉沽、津南区、东丽区土壤盐分的变化属于底聚型，西青区表现为中聚型。电导率变化的规律是在深度大于20cm，西青区的EC值远低于其他3区，并且随土层深度逐渐降低而趋于平稳;土壤总碱度垂直分布特征变化趋势一致，呈“S”型曲线变化0-20cm土壤随深度增加总碱度较小，20-80cm土层随深度变化增而变大。土壤中钠吸附比0-50cm深度的增加钠吸附比也在增加，而在50cm以下则四个地区钠吸附比没有多大变化。RSC与HCO3-的变化趋势是基本一致的。
　　CaCO3总体变化趋势基本为果园＞菜地＞荒地＞林地＞农田，有机碳总体变化趋势基本为菜地＞果园＞农田＞林地＞荒地。土壤pH与碳酸盐表现出基本一致的变化规律，土壤CaCO3与含盐量成微弱的正相关，同时也与土壤中的Ca+、HCO3-均成成正相关，说明Ca2+、HCO3-有助于CaCO3的累积。SOC与pH成线性递减的关系，汉沽区荒地CaCO3的垂直变化微弱，其他三区变化明显，有较大幅度的转折点。东丽区荒地在0-20cm土壤SOC的含量较高，其次是汉沽区荒地。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 研究背景与意义

1．1．1 研究背景

1．1．2 研究意义

1．2 土壤盐渍化的国内外研究现状

1．3 土壤盐渍化的形成原因

1．4 研究区概况

1．4．1 气候

1．4．2 地形

1．4．3 植被

1．4．4 土壤

1．4．5 水文

第二章 材料与方法

2．1 样品采集、处理

2．1．1 样品的采集

2．1．2 样品的制备

2．2 分析方法

2．2．1 土壤pH值、电导率(EC)测定

2．2．2 土壤水溶性阴、阳离子的测定

2．2．3 碳酸盐含量的测定

2．2．4 土壤有机碳的测定

2．3 数据处理

第三章 表层土壤盐渍化分布特征

3．1 研究区土壤表层物理化学性质

3．1．1 研究区表层土壤的离子组成

3．1．2 表层土壤pH值、EC、TDS、含盐量的统计特征分析

3．1．3 不同土地利用类型土壤盐分组成的离子特征

3．2 不同土地利用类型表层土壤盐渍化等级分布特征

3．2．1 土壤盐化程度分级标准

3．2．2 土壤碱化的分级指标

3．2．3 土壤盐分组成划分

3．3 表层土壤含盐量的特征分析

3．3．1 不同土地利用类型土壤电导率与含盐量关系

3．3．2 不同土地利用类型土壤含盐量与离子组成

3．4 土壤的碱化指标

3．4．1 土壤pH值及与总碱度关系

3．4．2 土壤的ESP与离子的关系

3．4．3 盐化和碱化的关系

3．5 不同土地利用类型土壤中水溶性盐分离子之间的关系分析

3．5．1 离子之间的相关性与偏相关分析

3．5．2 离子之间的聚类分析

3．5．3 离子之间的主成分分析

3．6 小结

第四章 土壤剖面的盐碱化研究

4．1 土壤盐分要素的垂直变化特征

4．1．1 盐渍化土壤含盐量、EC垂直变化特征

4．1．2 盐渍化土壤含盐量的积聚垂直变化特征

4．2 土壤碱化参数与特征分析

4．2．1 土壤pH值的垂直变化特征

4．2．2 土壤总碱度的垂直变化特征

4．2．3 钠吸附比的垂直变化特征

4．3 小结

第五章 盐渍化土壤碳酸盐与有机碳含量分布特征

5．1 盐渍化土壤表层碳酸盐与有机碳分布

5．1．1 盐渍化土壤的碳酸盐、有机碳描述性分析

5．1．2 土壤pH、含盐量对CaCO3分布影响

5．1．3 土壤pH、含盐量对SOC分布的影响

5．2 盐渍化土壤对剖面碳酸钙与有机碳分布影响

5．3 小结

第六章 结论及展望

6．1 结论

6．2 展望

6．3 不足

参考文献

致谢