黄河三角洲盐渍土水-盐-养分迁移机制
文献类型：学位论文
| 作者 | 刘山宝 |
| 答辩日期 | 2023-06 |
| 文献子类 | 学术型学位 |
| 授予单位 | 中国科学院大学 |
| 授予地点 | 中国科学院地理科学与资源研究所 |
| 导师 | 李发东 ; 李小雁 |
| 关键词 | 黄河三角洲 盐渍土 水盐迁移 土壤养分 土壤质量 |
| 学位名称 | 博士 |
| 学位专业 | 生态学 |
| 英文摘要 | 全球盐渍土面积约为9.54亿hm2，在气候变暖和人为活动影响下，土壤盐渍化进一步发展。黄河三角洲作为典型滨海盐渍土，经过开垦种植和生产生活活动，次生盐渍化面积扩大，制约农业发展和粮食安全。因此，本研究对黄河三角洲全区域原生盐渍土裸地、典型开垦农田、沿海滩涂和黄河干支流地表水、埋井地下水、沿岸海水进行调研取样；其次，针对黄河三角洲不同开发利用年限（未开发利用0年、开发利用1年、5年、10年和20年）的典型盐渍土取原状土进行土柱模拟试验开展定位观测；最后，将区域采样和土柱试验采集的水土样品进行室内理化分析，整理形成详细完整的数据库，并通过HYDRUS-1D模型模拟预测不同种类盐渍土水盐迁移特征，应用土壤质量指数对黄河三角洲不同种类盐渍土进行土壤质量评价，深刻揭示黄河三角洲盐渍土水分、盐分、养分迁移机制。主要结论如下： （1）连续三年对黄河三角洲盐渍土和地表水、地下水采样，分析水分、盐分、养分理化性质，发现黄河三角洲盐渍土土壤含盐量略微增加0.92±0.50g/kg，土壤盐渍化程度由中度变为重度再降为中度，呈现出由沿海向内陆递减的空间分布特征和由表层向深层逐渐减少的垂直分布特征，而各类土壤养分表现出相反的规律，内陆农田分布区域含量较高，并随深度向下递减，沿海地区地表水和地下水含盐量数值偏高，内陆地区尤其是黄河干支流沿岸地区数值较低。沿海地区海水浸侵是主要影响因素，高盐度海水大幅提升土壤和地表水、地下水含盐量，较大的蒸降比（3:1）使得土壤表层盐分积聚，人为开垦种植和施肥灌溉极大提升土壤养分含量，作物根系主要影响40cm深度以上养分含量变化，季节变化引起的气温和降雨差异主要影响黄河上游淡水补给与海水浸侵的博弈。 （2）对黄河三角洲不同开发利用年限盐渍土进行原状土柱试验和HYDRUS-1D模型模拟预测水盐迁移变化，结合降雨灌溉和连续观测，揭示季节变化和自然降水对水盐迁移影响机制，探究该模型对不同类型盐渍土水盐迁移的适配性，发现不同开发利用年限盐渍土土壤含水率表现出春季稳定、夏季增加、秋季固持、冬季减少的趋势，电导率表现为春夏增加、秋季减少、冬季稳定，土壤温度表现为春夏升温、秋季降温、冬季稳定，表层0-20cm深度土壤水温盐变异性较强，在降雨初期土壤含水率和电导率显著增加，降雨后蒸发入渗，影响深层含水率和电导率变化；HYDRUS-1D模型在40-60 cm深度适配性较好，0-20 cm深度模拟误差较大，黄河三角洲开发利用10-20年土壤适配性好，在黄河三角洲开发利用0年模拟误差较大。通过土柱模拟试验和HYDRUS-1D模型模拟进行盐渍土水盐迁移定位观测和模拟预测，揭示了全球气候变暖背景下黄河三角洲盐渍土时空变化特征及其影响因素。 （3）黄河三角洲经过开垦种植和施肥灌溉，土壤盐渍化程度减轻，土壤养分状况改善，土壤质量显著提升。随着开发利用年限增加，土壤含盐量下降，土壤盐渍化程度从盐土降低到轻度盐渍化，然后略微上升到中度盐渍化。速效氮、速效磷和有机碳随着开发利用年限增加明显提高24.87 mg/kg、10.11 mg/kg、6.76 g/kg，土壤质量指数随着开发利用年限增加呈现上升趋势，尤其是开发利用1年土壤显著提升0.03，土壤质量极大提高。基于不同土地利用类型，原生盐渍土开垦种植花生、棉花和小麦，土壤含盐量从4.52 g/kg降至1.44 g/kg，盐渍化程度明显降低2-3倍，硝态氮、速效氮、速效磷含量显著提升，受农作物根系分布影响，表层0-30 cm含量高于原生盐渍土裸地，棉花、小麦和花生的土壤质量指数分别增加0.10、0.09和0.02，土壤质量有了明显改善，棉花和小麦的改良作用尤为显著，表明黄河三角洲开垦种植减轻土壤盐渍化，改善土壤养分，提升土壤质量，为黄河三角洲未来开展盐渍土治理和改良利用提供理论参考，促进黄河三角洲生态保护和高质量发展。 |
| 语种 | 中文 |
| 页码 | 159 |
| 源URL | [http://ir.igsnrr.ac.cn/handle/311030/199846]  |
| 专题 | 地理科学与资源研究所_研究生部 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 刘山宝. 黄河三角洲盐渍土水-盐-养分迁移机制[D]. 中国科学院地理科学与资源研究所. 中国科学院大学. 2023. |
入库方式： OAI收割
来源：地理科学与资源研究所
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