盐渍化的概念及其成因

(一)盐渍化的概念

土壤盐渍化(土壤盐碱化)是指盐分积累到土壤表面形成盐渍土的自然地质过程。

一般将0.2m土层厚度内可溶性盐含量大于0.1%的土壤称为盐渍土。土壤盐渍化可分为盐渍化和碱化。当土壤表层中性盐含量超过0.2%时,称为盐渍土(盐渍土);以碳酸盐为主的盐渍土,可置换钠含量高,通常称为碱土(碱土)。由于灌溉管理不当和其他人为因素造成的土壤盐渍化称为次生盐渍化。人为影响产生的盐渍土称为次生盐渍土。土壤盐渍化主要发生在干旱半干旱地区和沿海地区。

(2)盐渍化的原因

首先了解风化阶段和土壤的水平地带性。

岩层的风化阶段分为富Ca、富Si、富SiAl、富Al等阶段,即在风化过程中,Na、K离子首先从土壤母质层流失,Ca离子相对富集,为富Ca阶段;当Ca离子也丢失时,Si离子相对富集,这是一个富Si阶段。随着硅离子的逐渐减少,分别达到富硅铝和富铝阶段。中国东部土壤水平地带性从北到南依次为:石灰土(石灰土)、残积土(暗棕壤、棕壤和黄棕壤)、富铝土(黄壤、红壤、砖红壤)。富钙土壤呈碱性或偏碱性,富铝土壤(黄壤、红壤、砖红壤)呈酸性或偏酸性。土地盐碱化主要发生在东北和西北地区以及风化仍处于钙富集阶段的沿海地区。

造成土壤盐渍化的因素很多,包括自然因素和人为因素。自然因素包括气候、地质、地形、水文和水文地质。主要是由于气候干燥、土壤排水不畅、地下水位高、含盐量大等重要条件的制约,以及地形、母质、植被等自然条件综合作用的组合。

气候

气候是形成土壤盐渍化的基本因素之一。如果没有强烈的蒸发,土壤表面就不会有强烈的盐分积累。由于受季风气候的影响,我国四季分明,导致盐碱地区土壤盐分存在季节性变化。夏季降雨集中,造成土壤季节性脱盐,而春秋两季蒸发量大于降水量,导致土壤积盐。干旱、排水不畅、地下水位高,使土壤表面积累的盐分多于向下淋溶的盐分,导致盐渍土的形成,这是土壤积盐的重要原因。

2.地下水位浅,含盐量高。

当地下水向上流动时,盐渍土中的盐主要从地下带到地表。在干旱地区,地下水位埋深和地下水含盐量直接影响土壤盐渍化程度。

地下水位埋得越浅,地下水就越容易通过土壤毛细管上升到地表。蒸发损失的水分越多,留在表层土上的盐就越多,尤其是当地地下水含盐量高的时候。

在枯水期,不会引起表层土壤积盐的最浅地下水深度称为地下水临界深度。临界深度一般在3m左右,但不是一个常数,它随具体条件而变化。主要影响因素有气候、土壤、地下水含盐量和人为措施。一般来说,气候越干燥,蒸发与降水之比和地下水含盐量越高,临界深度越大。

土壤对临界深度的影响主要取决于土壤的毛细特性、毛细水上升的高度和速度。毛细水上升高度高、上升速度快的土壤一般容易盐渍化。土壤结构也会影响水盐的运动。当土壤团粒结构,特别是表层土壤具有良好的团粒结构时,能有效阻止水盐上升到地表,临界深度可以小一些。

地下水位埋深与地表积盐密切相关。当地下水位埋深大于临界深度时,地下水位低,地下水不能沿毛管上升到地表,不积盐,土壤不盐渍化。地下水位高时,地下水沿毛管上升到表层土,表层开始积盐。地下水位很高,小于临界深度时,地下水沿毛管上升到地表,表层强烈盐渍化。

3.地带

地貌因素,尤其是盆地、洼地等低洼地形,有利于水盐的聚集。地质因素主要体现在土壤母质上。

地形起伏影响地表和地下径流,土壤中的盐分也随之移动。如华北西部山前平原,坡度较陡,自然排水顺畅,土壤不盐渍化。冲积平原的缓丘地势较高,一般没有盐碱化的威胁;冲积平原略倾斜平坦,排水不畅,土壤容易盐碱化,但一般程度较轻;而更多的盐渍土分布在洼地及其边缘坡地或微倾平地。在沿海平原,排水条件更差,受潮汐影响,盐分得到海水补充,积累更重。总之,随着地表和地下径流,盐分由高向低汇集,积盐情况由高向低逐渐加重。从微地形上看,在低平地区的局部高处,由于蒸发较快,盐分可从低地向高处移动,积盐较重。地形也会影响盐分的迁移。由于各种盐的溶解度不同,溶解度高的盐可以被径流携带得很远,溶解度低的盐可以被携带得很近。因此,从山麓平原和冲积平原到滨海平原,土壤和地下水中的盐分一般由碳酸氢盐和硫酸盐逐渐向氯化物转变。

4.母体材料

成土母质对盐渍土形成的影响,一是成土母质本身含有盐分,可能在一定的地质历史时期积累,形成古代盐渍土、盐层、盐岩或盐层,盐分在极端干旱条件下仍能存留,成为现在的残积盐渍土;第二,母质是来自沿海或盐湖的新沉积物,土壤因为裸露在陆地上,所以是咸的。

5.生物

有些盐碱植物耐盐性很强,可以在土壤溶液渗透压高的土地上生长。深根可从深层土壤或地下水中吸收大量水溶性盐类,植物体内积累的盐分可达植物干重的20% ~ 30%,甚至高达40% ~ 50%。植物死亡后,盐分留在土层中,使土壤盐渍化更强;在新疆,也有生长在盐碱地上的柳树、胡杨等植物,可以把盐分分泌到植物体内,增加土壤中的盐分。

从上述原生盐渍土的形成机理可以看出,除了气候条件外,决定土壤积盐大于脱盐的水盐运动条件是土壤盐渍化的关键。

(三)次生盐渍化的原因

在干旱半干旱地区,如果水资源的开发利用创造了与原生盐渍土形成相同的条件,就会发生土壤的次生盐渍化。在一些地区用盐水灌溉也会造成土壤盐碱化。人为因素主要表现在灌溉方式不合理,如过度灌溉,使过多的水分蒸发,将土壤下部的盐分带到地表。

土壤次生盐渍化属于现代积盐过程,它有几个必要条件:①地下水位过高,在临界深度以上;②地下水含有较多的可溶性盐类;③土壤性质差,缺乏团粒结构;④气候干燥,土壤蒸发强度大。

土壤次生盐渍化与地下水密切相关。由于地下水位高于临界深度,毛细水的向上运动和土壤的强烈蒸发使土壤水中的盐分逐渐积累在土壤表面。地下水离地面越近,毛细水向上流速越大,通过土壤的水通量越大,大气的蒸发力越强,聚集在土壤表面的盐分越多。土壤水中的盐分来源是地下水带来的,或者是下层土壤盐分溶解的结果。