玛纳斯河流域绿洲土壤盐分反演及土壤质量评价
新疆绿洲盐渍化区域土壤质量评价
黑龙江农业科学２０１８(５):２６Ｇ３０H e i l o n g j i a n g A gr i c u l t u r a l S c i e n c e s h t t p ://w w w．h a a s e p．c n D O I :１０．１１９４２/j．i s s n １００２Ｇ２７６７．２０１８．０５．００２６新疆绿洲盐渍化区域土壤质量评价王巍琦,杨海昌,王卫超,张凤华(石河子大学/新疆生产建设兵团绿洲生态农业重点实验室,新疆石河子８３２００３)摘要:玛纳斯河流域作为新疆最大的绿洲农耕区,近年来随着农业用地开发强度加大,水资源不合理利用等因素使土壤盐渍化和土壤退化问题逐渐显现,从而带来一系列生态环境问题并制约着农业生产和社会经济发展.以石河子垦区为研究区域,针对区域内存在的土壤盐渍化问题等土壤质量问题,选取土壤养分㊁土壤质地及盐碱化程度为评价指标,利用层次分析法对垦区土壤质量做出综合评价.结果表明:根据综合评价结果可以将区域土壤质量划分为４个等级,其中一级地质量最好且占总面积的１４．９２％,二至四级分别占比２３．１４％㊁３６．５４％㊁２５．４０％.垦区内土壤质量总体偏低,土壤养分亏缺严重,且异质性较大.土壤普遍呈微碱化,小部分区域遭受到盐碱危害,大部分区域受到潜在盐碱化威胁,土壤质量有待进一步提高.应通过多种措施相结合,因地制宜地制定科学合理的措施以减轻盐碱化,提高土壤肥力,增强农业生态系统稳定性,保障绿洲区农业可持续发展和土壤生态安全.关键词:石河子垦区;土壤质量;土壤养分;盐碱化收稿日期:２０１８Ｇ０２Ｇ０５基金项目:国家重点研发资助项目(２０１６Y F C ０５０１４０６);兵团科技攻关与研究成果转化资助项目(２０１６A D ０２２).第一作者介绍:王巍琦(１９９３Ｇ),男,在读硕士,从事土壤环境与生态安全研究.E Ｇm a i l :８１２１０５８４５＠q q ．c o m .通讯作者:张凤华(１９７０Ｇ),女,博士,教授,博导,从事干旱区土壤环境与生态安全研究.E Ｇm a i l :z f h ２０００＠１２６．c o m .㊀㊀土壤质量在维护可持续土地生产力和土壤与植物㊁动物㊁人类之间食物链安全健康中具有重要作用[１],而土壤退化和耕地质量下降已经成为我国农业生产面临的重要问题之一.玛纳斯河流域作为我国第四大灌溉农业区,是新疆开垦面积最大的人工绿洲[２].多年来不合理的农业土地开发和重用轻养的耕作方式,导致绿洲农田生产力水平不断降低,并且出现了大量的中低产田和弃耕地,加上土壤次生盐渍化㊁荒漠化的侵袭,使得原本脆弱的农业生态系统进一步退化,制约了农业发展的后劲[３].土壤质量评价是绿洲化过程中干旱区土地资源可持续利用与管理的重要内容[４].绿洲土壤作为绿洲农业可持续发展的重要基础条件,也是稳定农业生态系统的重要因素,只有对土壤质量进行准确的评价,才能客观地了解不同管理措施对土壤的影响,并及时的调整,为土地的可持续发展提供理论依据[５].石河子垦区是我国干旱区绿洲农业规模化开发历史较短,但开发规模较大的绿洲之一,是新疆北疆重要的产棉区.该区域为典型的绿洲山盆结构,依次形成冲积洪积扇－泉水溢出带(扇缘)－冲积平原－干三角洲等地貌[６].石河子垦区大多数区域处在洪积平原,地形平坦.土壤类型的丰富度较高,异质性较大,在自然条件下,土壤淋溶和脱盐过程十分微弱,土壤中的可溶性盐强烈积聚,形成大面积不同程度盐渍化土壤[７].绿洲农田经过开垦后,随着开垦年限增加,土壤盐分呈现先降低后升高趋势而土壤养分则与之相反[８],可见土壤的盐渍化和养分的亏缺问题会制约干旱区农业发展,从而影响绿洲生态环境的稳定[９],所以防治土壤盐碱化并提高土壤质量应该是该区域关注的重要问题[１０].目前大多数学者都基于养分指标等对土壤质量进行评价,而很少有将盐碱化因素纳入到评价体系中,本文以石河子垦区耕地作为研究区域,利用层次分析法对该区域土壤质量做出综合评价,更有利于合理㊁高效地利用绿洲土壤资源,为玛纳斯河流域石河子垦区今后农业土地利用与开发提供理论依据.１㊀材料与方法１．１㊀研究区概况石河子垦区位于天山北麓中段玛纳斯河流域,地处古尔班通古特沙漠南缘,在塔城地区东南和昌吉州西北角之间,地理坐标N ４３ᶄ２６ᵡ~４５ᶄ２０ᵡ,E ８４ᶄ５８ᵡ~８６ᶄ２４ᵡ.垦区东西宽１１５．１５k m ,东部以玛纳斯河为界,与玛纳斯县隔河相邻,西面延伸至沙湾县西部,与奎屯市接壤.垦区南北长达２０２．３k m [１１],属于典型的温带大陆性气候,年平均气温７．５~８．２ħ,日照２３１８~２７３２h ,无霜期１４７~１９１d ,年平均降雨量１８０~２７０m m ,年平均蒸发量在１０００~１５００m m .区域内土壤多系灰漠土㊁潮土㊁草甸土,土质多以壤土为主,部分地区有粘质土,洪积平原边缘以砂壤为主[１２].６２５期㊀㊀王巍琦等:新疆绿洲盐渍化区域土壤质量评价作物以棉花㊁小麦㊁玉米㊁番茄㊁蔬菜㊁瓜果等为主.１．２㊀方法１．２．１㊀样品采集㊀采样区域位于石河子垦区内,选择随机布点的方式选点,选点时远离田边㊁沟边㊁路边或肥堆边,选取时综合考虑地形和植被类型等因素来确定.采样点的布设:各采样点坐标利用手持式G P S 进行定位并记录,采集０~２０c m 土壤样品,共采集了６３个土壤样品进行土壤理化性质分析,采样于２０１６年１０月中下旬作物收获完成后进行.１．２．２㊀测定项目及方法㊀测试指标为土壤质地㊁有机质㊁碱解氮㊁速效磷㊁速效钾㊁电导率(E C )㊁水溶性阳离子总量(N a ＋㊁K ＋㊁C a ２＋㊁M g ２＋)和p H .土壤质地采用速测法;土壤p H 采用电位法;土壤有机质测定采用重铬酸钾氧化外加热法;速效磷采用碳酸氢钠浸提－钼锑抗比色法;速效钾采用中性醋酸铵浸提－火焰光度法[１３];水溶性阳离子采用离子色谱(T h e r m o I C S １１００)测定.１．２．３㊀评价指标体系的确定㊀本次评价指标为了遵循主导性㊁敏感性㊁差异性等原则[１４],利用定量的分析方法,根据该区域土地特性,从影响农业生产的角度确定该区域评价指标.其中一级指标３个,二级指标１２个,三级指标４个,指标体系如图１.图１㊀评价体系指标图F i g ．１㊀E v a l u a t i o n s ys t e mi n d e x １．２．４㊀数据分析㊀采用E x c e l ２０１６和A r c M a p 进行数据处理和分析.２㊀结果与分析２．１㊀各项指标统计特征值从土壤的酸碱状况来看(表１),pH 平均值在８．１４７,变异强度较低,土壤普遍呈现微碱化.电导率和阳离子总量表征土壤盐分含量,水溶性阳离子总量和电导率变异较大,表明土壤盐碱化在区域内的分布广泛且程度差异大.参照第二次全国土壤普查的养分分级标准对土壤养分进行评估,土壤速效钾和碱解氮含量平均处于很缺乏状态,有机质平均处于缺乏状态.土壤速效磷从平均值来看处于中等状态.速效磷㊁有机质都有较强的变异程度,这与农田施肥管理有关.２．２㊀权重的确定指标权重的确定根据专家经验,对各指标层次的每个指标按照０~１．０标度方法,判断准则层和指标层中各指标两两比较的相对重要程度,通过一致性检验.最后计算指标层对目标层的组合权重,每个指标的综合权重值见表２.结合专家经验法进行的权重计算值表明,在该垦区表征盐分的阳离子总量和电导率的权重值均较高,专家们一致认为土壤盐分含量对该地区土壤质量有较大影响,同时有机质作为土壤养分的重要参考指标,专家们也赋予较高的权重值.相较于盐分与养分指标,土壤质地权重相对较低.７２㊀㊀㊀㊀㊀黑㊀龙㊀江㊀农㊀业㊀科㊀学５期表１㊀土壤质量评价指标的统计特征值T a b l e１㊀T h e s t a t i s t i c a l c h a r a c t e r i s t i c v a l u e o f s o i l q u a l i t y e v a l u a t i o n i n d e x土壤指标S o i l i n d e x e s极差R a n g e最大值M a x i m u m最小值M i n i m u m平均值M e a n标准差S D变异系数C．V．/％p H２．３３９．８７７．５６８．１５０．３９４．７５电导率/(m s c mＧ１)E C９．５１９．６１０．０９２．００２．１１１０５．６２速效钾/(m g k gＧ１)A K５３．８０６１．１７７．３７３０．２９１３．０５４３．０９速效磷/(m g k gＧ１)A P７５．６６７９．０３３．３７１８．９１１７．８８９４．５４碱解氮/(m g k gＧ１)A N１５６．６３１６６．４３９．８０５０．７３２６．７２５２．６７有机质/(g k gＧ１)S OM６７．６８６８．９３１．２５１３．６０１１．１８８２．２２阳离子总量/(g k gＧ１)C T１０．９８１１．１３０．１５３．５１２．７６７８．４６表２㊀各指标权重与综合权重T a b l e２㊀W e i g h t o f e a c h i n d e x a n dc o m p r e h e n s i v ew e i g h t评价指标E v a l u a t e d i n d e x 指标权重I n d e xw e i g h t综合权重F i n a l i n d e xw e i g h t s一级指标盐分指标０．４３６７G r a d eⅠi n d e x养分指标０．３１００土壤质地０．２５３３二级指标p H０．１６２２０．０７０８G r a d eⅡi n d e x E C０．２２９２０．１００１阳离子总量０．６０８６０．２６５８有机质０．３６０７０．１１１８速效氮０．２４０３０．０７４５速效磷０．２５５５０．０７９２速效钾０．１４３５０．０４４５粘土０．１９０５０．０４８３重壤０．１８５３０．０４６９中壤０．１６７９０．０４２５轻壤０．２０９６０．０５３１砂土０．２４６７０．０６２５２．３㊀评价指标的标准化本研究所有量化指标使用隶属度进行无量纲标准化,通过模拟计算得到４种隶属函数类型包括S型㊁中间梯形㊁反S型和一般梯形具体函数如下:f(x)１．０x＞x２０．９(x－x１)/(x２－x１)＋０．１x１≦x≦x２０．１x＜x１{(１)中间梯形隶属函数f(x)(x－３．５)/３３．５＜x＜６．５(９．５－x)/２７．５＜x＜９．５１６．５≦x≦７．５０x≦３．５或x≧９．５ìîíïïïï(２)反S型隶属函数f(x)０．１x＞x２０．９(２－x１)/(x２－x１)＋０．１x１≦x≦x２０．１x＜x１{(３)一般梯形隶属函数f(x)１．０x＜x１(x２－x)/(x２－x１)x１≦x≦x２０x＞x２{(４)其中,土壤有机质㊁速效氮㊁速效磷㊁速效钾的隶属函数为S型,即在一定范围内,评价指标的增长与作物生长呈正相关关系,若低于或超过此范围,指标变化对土壤生产力影响则很小[１５].p H属于中间梯形其指标离一定的范围越近则越好,而偏离该指标则越差.E C为反S型,即数值越小则土壤盐渍化程度越低.阳离子总量作为反映盐分程度的指标其在一定程度内对作物生长无害超过一定值后对作物生长产生影响.隶属度函数转折点通过结合前人研究与本地区土壤的实际情况计算得出,该转折点是作为衡量指标的边界点.表３㊀隶属度函数曲线中评价指标的转折点取值T a b l e３㊀V a l u e o f t u r n i n gp o i n t i nm e m b e r s h i p f u n c t i o no f e v a l u a t i n g i n d i c a t o r s转折点T u r n i n g p o i n t速效氮/(m g k gＧ１)A v a i l a b l e n i t r o g e n速效磷/(m g k gＧ１)A v a i l a b l e p h o s p h o r u s有机质/(g k gＧ１)O r g a n i cm a t t e r速效钾/(m g k gＧ１)A v a i l a b l e p o t a s s i u m电导率/(m s c mＧ１)E C阳离子总量/(g k gＧ１)W a t e rＧs o l u b l e c a t i o n sx１３０５５５００．３２．１７x２１５０２５２５２００２．０１４．６７８２５期㊀㊀王巍琦等:新疆绿洲盐渍化区域土壤质量评价２．４㊀土壤质量综合值与等级确定采用层次分析与专家经验打分法相结合确定指标权重,选取相应的隶属度函数采用加权法计算每个评价单元的综合指数,即将各评价因子的组合权重与相应的因素等级分值相乘后累加,土壤质量综合值计算公式如下:I＝ðB iˑW i(i＝１,２,３ ,１０)(５)式中,I为盐碱地地力评价综合指数;B i为第i个评价因子的等级分值;W i为第i个评价因子的组合权重.利用A r c M a p１０的自然断点法对综合指数的计算将该地区土壤质量划分为不同等级,确定该区域土壤综合指数的等级分布.如表４所示经过自然断点法的计算将土壤质量等级分为４级,小于０．４７７为四级地,０．４７７~０．５３７为三级地,０．５３７~０．５４９为二级地,大于０．５９４的为一级地,根据标度方法得分越高土壤质量越高.如表所示计算结果表明一级㊁二级㊁三级㊁四级地分别占比１４．９２％㊁２３．１４％㊁３６．５４％㊁２５．４０％.表４㊀石河子垦区土壤质量综合评价结果T a b l e４㊀C o m p r e h e n s i v e e v a l u a t i o n r e s u l t so f s o i l q u a l i t y i nS h i h e z i等级G r a d e s 综合指数II n d e x比例/％P r o p o r t i o n一级I＞０．５９４１４．９２二级０．５３７＜Iɤ０．５９４２３．１４三级０．４７７＜Iɤ０．５３７３６．５４四级Iɤ０．４７７２５．４０３㊀讨论与结论３．１㊀讨论石河子垦区是玛纳斯流域的重要的作物种植区,其经过长期垦植后土壤质量发生巨大变化.本文以主要的土壤肥力指标与盐碱化指标相结合利用层次分析对垦区进行了土壤质量综合评价.从评价等级上来看,二级地和三级地占到样点总数的５９．６８％超过样点总数的一半,一级地和四级地只占到总样点的１４．９２％和２５．４０％.总体来看该区域土壤质量整体偏低,差异较大,土壤养分含量低,盐渍化程度不断上升,呈现由南向北逐渐增加的趋势.经过长时间的种植消耗了土壤中大量的养分.垦区农药和化肥使用量都在增加,使用强度也呈增加趋势[１６],长期施用大量化肥恶化了土壤理化性质,破坏土壤团粒结构,降低了土壤肥力,造成土壤板结等问题.加上农户的 重用轻养 的种植方式,有机肥的投入比例较低或者不施用,使土壤中有机质等重要的养分流失严重,加速了土壤质量下降,人为因素是促进盐渍化与次生盐渍化的主要驱动因素之一.该区域特有的地质地貌结构与气候条件也使得该地区有较高的盐碱化风险,加之缺乏科学合理的耕作制度和农业水利设施等多种因素造成近年来这一地区土壤盐碱化呈现高发态势,次生盐碱威胁也越来越大,研究表明石河子垦区土壤含盐量从深至浅依次增加,且呈现向积盐阶段发展[１７].人为因素与自然因素共同作用使绿洲地区的农业可持续发展和土壤生态安全面临严峻挑战.盐渍土形成是自然因素和人为因素综合作用的结果,虽然形成盐渍土的自然因素是很难改变的,但盐渍土形成的人为因素是可以控制和避免的[１８],通过科学化㊁系统化的灌溉㊁种植㊁施肥等措施可以避免或减轻次生盐碱化发生的概率.结合本次评价,提出如下建议:要提高该地区耕地质量,一方面提高土壤养分含量保障农业生产的可持续性,另一方面减轻盐碱化带来的危害,提高土壤质量的稳定性.建立合理的耕作制度,改变传统的单一种植模式,加强多年耕作农田㊁密植农耕区的保护,进行适当的休耕㊁轮耕管理,优化种植结构,以保证该区农用地的生态循环利用和农业可持续发展[１９].坚持 用养结合 ,推广秸秆还田,增加有机肥的施用比例,以提高土壤有机质含量,增强土壤保水保肥能力.通过测土配方施肥等方法配合科学的田间管理措施合理施用化学肥料,提高肥料利用效率.修建完善的排灌设施,灌溉渠系防渗防漏,实施区域性水源地开发,加大井灌井排力度,并实施较完整的技术体系,提高水资源利用效率.修缮排碱渠,定期进行洗盐排盐,地下水位较高且有条件的地区可以铺设暗管进行排盐.利用生物技术控制盐分,选育耐盐品种作物,建立科学种植技术,并加快特色耐盐植物的相关开发[２０].设立灌区次生盐渍化的预测预报机制合理调控水盐平衡,详细掌握灌区内盐碱变化情况.由单一措施向综合治理转变,多措并举,因地制宜,才能更好地解决当前所面临的土壤退化和盐碱化问题.本文只对常规土壤盐分和理化指标进行评价,随着近十几年的经济发展,大量工业企业带来的土壤重金属污染,有机物污染也不容忽视, 三农 污染也逐年增加,这类相关指标在今后也应该纳入到土壤质量评价指标体系中,以更全面地反映土壤质量变化.３．２㊀结论本文以土壤盐渍化背景为切入点结合土壤养９２㊀㊀㊀㊀㊀黑㊀龙㊀江㊀农㊀业㊀科㊀学５期分指标,使用层次分析与模糊数学相结合对玛纳斯河流域石河子垦区土壤质量做出综合评价.根据评价结果将石河子垦区土壤质量划分为４个等级,其中一级地质量最好且占总面积的１４．９２％,二级地占２３．１４％,三级地占３６．５４％,四级地占２５．４０％.该区域内土壤质量整体较低,土壤p H 较高,普遍呈现微碱化,土壤养分含量普遍处于缺乏状态,且空间异质性较大,垦区内土壤均有不同程度的盐碱化,少部分地区遭受盐渍化危害较重,大部分区域潜在盐渍化风险较高.参考文献:[１]㊀张嘉宁．黄土高原典型土地利用类型的土壤质量评价研究[D]．杨凌:西北农林科技大学,２０１５．[２]㊀李夏,乔木,周生斌．１９８５Ｇ２０１４年新疆玛纳斯灌区土壤盐渍化时空变化及成因[J]．水土保持通报,２０１６(３):１５２Ｇ１５８．[３]㊀杨发相．新疆玛纳斯河流域的土地利用与退化问题[J]．新疆环境保护,２００２(１):８Ｇ１２．[４]㊀桂东伟,雷加强,曾凡江,等．绿洲化进程中不同利用强度农田对土壤质量的影响[J]．生态学报,２０１０(７):１７８０Ｇ１７８８．[５]㊀张心昱,陈利顶．土壤质量评价指标体系与评价方法研究进展与展望[J]．水土保持研究,２００６(３):３０Ｇ３４．[６]㊀杨海昌,张凤华,王东方,等．近６０年玛河流域绿洲蒸散量变化趋势及其影响因素分析[J]．干旱区资源与环境,２０１４(７):１８Ｇ２３．[７]㊀赖先齐,刘建国,张凤华,等．玛纳斯河流域绿洲农业弃耕地生态重建的研究[J]．石河子大学学报(自然科学版),２００４(１):２７Ｇ３１．[８]㊀张凤华,潘旭东,李玉义．新疆玛河流域绿洲农田开垦后土壤环境演变分析[J]．中国农业科学,２００６(２):３３１Ｇ３３６．[９]㊀田长彦,周宏飞,刘国庆．２１世纪新疆土壤盐渍化调控与农业持续发展研究建议[J]．干旱区地理,２０００(２):１７７Ｇ１８１．[１０]㊀李玉芳,郑旭荣,柏俊华,等．玛纳斯河流域生态环境质量评价[J]．干旱区资源与环境,２００８(１０):１１５Ｇ１２０．[１１]㊀程钢．石河子垦区农业开发与绿洲生态演变研究[D]．石河子:石河子大学,２０１３．[１２]㊀王海江．玛纳斯河流域土壤盐渍化过程和格局特征及盐渍土改良模式探讨[D]．北京:中国农业大学,２０１４．[１３]㊀鲍士旦．土壤农化分析[M]．３版．北京:中国农业出版社,２０１３．[１４]㊀朱楚馨,张建杰,王晋民,等．大同盆地盐碱荒地开发利用适宜性评价[J]．山西农业大学学报(自然科学版),２０１５(３):３１１Ｇ３１７．[１５]㊀吕真真,刘广明,杨劲松,等．黄河三角洲滨海盐渍土区土壤质量综合评价[J]．干旱地区农业研究,２０１５(６):９３Ｇ９７．[１６]㊀陈浩,杨达源,金晓斌．石河子垦区耕地土壤污染问题分析[J]．干旱区资源与环境,２０１３(２):１８６Ｇ１９２．[１７]㊀谷海斌,盛建东,武红旗,等．灌区尺度土壤盐渍化调查与评价 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s a n d r e s t r i c t e d a g r i c u l t u r a l p r o d u c t i o n a n d s o c i oＧe c o n o m i c d e v e l o p m e n t．T o a d d r e s s t h i s q u e s t i o n,a c c o r d i n g t o e x i t i n g s o i l q u a l i t yp r o b l e m ss u c ha ss o i l s a l i n i z a t i o n i nS h i h e z i r e g i o n,w es e l e c t e d t h e s o i ln u t r i e n t s,s o i l t e x t u r e,a n ds a l i n i z a t i o nd e g r e ea se v a l u a t i o ni n d i c a t o r sc o m p r e h e n s i v e l y e v a l u a t es o i l q u a l i t y b y u s i n g a n a l y t i ch i e r a r c h yp r o c e s s(A H P)．T h er e s u l t s i n d i c a t e dt h a ts o i l q u a l i t y i nt h es t u d y a r e a c o u l db e d i v i d e d i n t o f o u r g r a d e s a s f o l l o w s,t h e f i r s t g r a d e i s t h eb e s t q u a l i t y a n da c c o u n t s f o r１４．９２％o f t h e t o t a l a r e a,t h e s e c o n d t o f o u r t h g r a d e sa c c o u n t f o r２３．１４％,３６．５４％a n d２５．４０％r e s p e c t i v e l y．T o g e t h e r,s o i l q u a l i t y i n r e c l a m a t i o n a r e a i s g e n e r a l l y l o w,s o i l n u t r i e n t d e f i c i e n c y i s s e r i o u s,a n d t h e h e t e r o g e n e i t y i sm u c h l a rＧg e r．T h e s o i l i s g e n e r a l l y s l i g h t l y a l k a l i z e d,a s m a l l p a r t o f t h e a r e a i s e n d a n g e r e db y s a l t a n d a l k a l i,m o s t o f t h e a r e a i s t h r e a t e n e db yp o t e n t i a l s a l i n i z a t i o n,a n d s o i l q u a l i t y n e e d s t ob e f u r t h e r i m p r o v e d．T h e r e f o r e,w e s h o u l d c o m b i n e a v a r i e t y o fm e a s u r e s,t a k e s c i e n t i f i c a n d r a t i o n a lm e a s u r e s t o r e d u c e s a l i n i t y b a s e d o n l o c a l c o n d i t i o n s, i m p r o v e s o i l f e r t i l i t y a n d e n h a n c e t h e s t a b i l i t y o f a g r i c u l t u r a l e c o s y s t e m s a sw e l l a s e n s u r e s u s t a i n a b l e d e v e l o pＧm e n t o f a g r i c u l t u r e a n 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玛纳斯河流域下游土壤的盐分特征分析
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关 键 词 ： 纳 斯 河 ； 壤 盐 分 ； 渍 化 ； 关性 玛 土 盐 相 中 图 分 类 号 ：１３ ６ Ｓ５ ． 文献 标 识 码 ： Ａ 文章 编 号 ：０ １ ３０２ １ ）３ ５５ ７ １０ —４３ （０１ｏ —０６ —０
Ｔｈｅ Ｃｈ ｒ ｃｅ ｉｔｃ ｆＳ ｉ Ｓ ｌ ｉｙ ｉ ｗｎ ｔｅ ｍ ａ ａ ｖ ｒ ａ ａ ｔ ｒｓｉｓｏ ｏｌ ａｉ ｔ ｎ Ｄｏ ｓｒ ａ Ｍ ｎ ｓＲｉｅ ｎ
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玛纳斯河流域生态系统适应性评价
文章编号：１００７－２２８４（２０１５）０４－００１８－０４玛纳斯河流域生态系统适应性评价王 翠，杨 广，何新林，许双堆，陈 思，李小龙（石河子大学水利建筑工程学院现代节水灌溉兵团重点实验室，新疆石河子８３２０００） 摘 要：以天山北麓玛纳斯河流域作为研究区，通过建立节水措施下玛纳斯河流域生态系统适应性评价指标体系、评价标准，运用层次分析法和模糊数学综合评判法对节水措施下玛纳斯河流域生态系统适应性进行综合评价，从流域生态学的角度对节水措施下干旱区生态系统适应性进行了分析。
研究分析得出２０００、２００５和２０１０年节水措施技术的推广造成生态系统适应性呈现下降趋势的影响结论，采用评价指标体系的方法验证流域节水措施的运用与流域生态系统适应性的相关性。
关键词：玛纳斯河流域；节水措施；生态系统适应性；评价指标体系 中图分类号：Ｘ１７１．１ 文献标识码：ＡＡｄａｐｔａｂｉｌｉｔｙ Ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ ｏｆ Ｅｃｏｓｙｓｔｅｍ ｕｎｄｅｒ Ｗａｔｅｒ－ｓａｖｉｎｇ Ｍｅａｓｕｒｅｓ ｉｎ Ｍａｎａｓ Ｒｉｖｅｒ ＢａｓｉｎＷＡＮＧ Ｃｕｉ，ＹＡＮＧ Ｇｕａｎｇ，ＨＥ Ｘｉｎ－ｌｉｎ，ＸＵ Ｓｈｕａｎｇ－ｄｕｉ，ＣＨＥＮ Ｓｉ，ＬＩ Ｘｉａｏ－ｌｏｎｇ（Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｗａｔｅｒ Ｃｏｎｓｅｒｖａｎｃｙ ａｎｄ Ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｓｈｉｈｅｚｉ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ／Ｋｅｙ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｏｆＭｏｄｅｒｎ Ｗａｔｅｒ－Ｓａｖｉｎｇ Ｉｒｒｉｇａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ Ｘｉｎｊｉａｎｇ Ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ａｎｄ Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ Ｃｏｒｐｓ，Ｓｈｉｈｅｚｉ ８３２０００，Ｘｉｎｊｉａｎｇ，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｗｅ ｃｈｏｏｓｅ ｔｈｅ ｎｏｒｔｈ ｏｆ Ｔｉａｎｓｈａｎ Ｍｏｕｎｔａｉｎｓ ｉｎ Ｍａｎａｓ Ｒｉｖｅｒ Ｂａｓｉｎ ａｓ ｔｈｅ ｓｔｕｄｙ ａｒｅａ，ｕｎｄｅｒ ｔｈｅ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ ｏｆ ｕ－ｓｉｎｇ ｗａｔｅｒ－ｓａｖｉｎｇ ｍｅａｓｕｒｅｓ，ｗｅ ｃａｎ ｅｓｔａｂｌｉｓｈ Ｍａｎａｓ Ｒｉｖｅｒ Ｂａｓｉｎ ｅｃｏｓｙｓｔｅｍ ａｄａｐｔａｂｉｌｉｔｙ ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ ｉｎｄｅｘ ｓｙｓｔｅｍ ａｎｄ ｅｖａｌｕａｔｉｏｎｓｔａｎｄａｒｄ ｂｙ ｕｓｉｎｇ ｔｈｅ ａｎａｌｙｔｉｃ ｈｉｅｒａｒｃｈｙ ｐｒｏｃｅｓｓ（ＡＨＰ）ａｎｄ ｆｕｚｚｙ ｍａｔｈｅｍａｔｉｃｓ ｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅ ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄ，ｗｅ ｃａｎ ｅｖａｌｕａｔｅＭａｎａｓ Ｒｉｖｅｒ Ｂａｓｉｎ ｅｃｏ－ｓｙｓｔｅｍ ａｄａｐｔａｔｉｏｎ ｏｎ ｏｎｅ ｓｉｎｇｌｅ ｆａｃｔｏｒ ａｎｄ ｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅ ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ ｕｎｄｅｒ ｔｈｅ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ ｏｆ ｕｓｉｎｇ ｗａｔｅｒ－ｓａｖｉｎｇｍｅａｓｕｒｅｓ，ａｎｄ ｒｅｓｅａｒｃｈ ａｎｄ ａｎａｌｙｓｉｓ ａｒｉｄ ｅｃｏｓｙｓｔｅｍ ａｄａｐｔａｂｉｌｉｔｙ ｕｎｄｅｒ ｗａｔｅｒ－ｓａｖｉｎｇ ｍｅａｓｕｒｅｓ ｆｒｏｍ ｔｈｅ ｂａｓｉｎ ｅｃｏｌｏｇｉｃａｌ ｐｅｒｓｐｅｃｔｉｖｅ．Ｉｎ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｗｅ ｈａｖｅ ａｎａｌｙｚｅｄ ｔｈｅ ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ ｏｎ ｅｃｏｌｏｇｉｃａｌ ｓｙｓｔｅｍ ｓｕｉｔａｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ｕｓｉｎｇ ｗａｔｅｒ－ｓａｖｉｎｇ ｍｅａｓｕｒｅｓ，ａｎｄ ａｄｏｐｔｅｄ ｔｈｅ ｍｅｔｈｏｄｏｆ ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ ｉｎｄｅｘ ｓｙｓｔｅｍ ｔｏ ｖｅｒｉｆｙ ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ ｏｆ ｕｓｉｎｇ ｗａｔｅｒ－ｓａｖｉｎｇ ｍｅａｓｕｒｅｓ ａｎｄ ｒｉｖｅｒ ｂａｓｉｎ ｅｃｏｓｙｓｔｅｍ ａｄａｐｔａｂｉｌｉｔｙ．Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：Ｍａｎａｓ Ｒｉｖｅｒ Ｂａｓｉｎ；ｗａｔｅｒ－ｓａｖｉｎｇ ｍｅａｓｕｒｅｓ；ｅｃｏｓｙｓｔｅｍ ａｄａｐｔａｂｉｌｉｔｙ；ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ收稿日期：２０１４－１０－２０基金项目：国家自然科学基金项目（Ｕ１２０３２８２，５１２６９０２６，４１３６１０９６，４１３７１０５２）；兵团国际合作项目（２０１２ＢＣ００４）；石河子大学杰出青年项目（２０１２ＺＲＫＸＪＱ０８）。
新疆玛纳斯河流域不同地貌类型土壤盐分累积变化
新疆玛纳斯河流域不同地貌类型土壤盐分累积变化李玉义;张风华;潘旭东;陈阜;赖先齐【期刊名称】《农业工程学报》【年(卷),期】2007(23)2【摘要】为详细分析干旱荒漠区土壤盐分长期累积变化的区域差异,以玛纳斯河流域为例,选择冲积洪积扇、冲积平原和干三角洲3种主要地貌类型,通过取样、典型调查等方法讨论其土壤盐分变化情况,结果表明:位于山前冲洪积扇缘以上部位是最稳定的地区,地下水位低,基本不存在盐碱化问题.相比之下,冲积洪积扇缘部分地区由于普遍较高的地下水位和地下水矿化度,短期内仍将处于持续积盐状态.冲积平原部位表土虽明显脱盐,但由于底土含盐量高,且部分地段地下潜水埋深上升至临界深度以下,仍处于脱盐不稳定或脱盐积盐反复型状态.干三角洲部位经过多年的开垦,地下水位出现上升,随着深层盐分上移,也将导致土壤盐渍化发生.分析认为冲洪积扇缘、冲积平原和干三角洲部位部分地区将来土壤盐渍化威胁依然很大.该研究将为区域土壤盐渍化治理提供依据.【总页数】5页(P60-64)【作者】李玉义;张风华;潘旭东;陈阜;赖先齐【作者单位】中国农业大学农学与生物技术学院,北京,100094;新疆兵团绿洲生态农业重点实验室,石河子,832003;新疆兵团绿洲生态农业重点实验室,石河子,832003;中国农业大学农学与生物技术学院,北京,100094;新疆兵团绿洲生态农业重点实验室,石河子,832003【正文语种】中文【中图分类】S156.4+1【相关文献】1.不同因子对玛纳斯河流域农田土壤盐分的影响 [J], 颜安;王泽;盛建东2.玛纳斯河流域中下游花花柴覆盖下土壤盐分的动态变化 [J], 杨岩;王绍明;王吉;涂锦娜;李邦;陈接华;朱丽洁;李娜3.新疆玛纳斯河流域土壤盐分特征研究 [J], 吕真真;刘广明;杨劲松4.玛纳斯河流域不同地貌单元弃耕地土壤盐分差异研究 [J], 杨学涛;李品芳;侯振安;范远5.新疆玛纳斯河流域灌溉水质对滴灌农田土壤盐分影响研究 [J], 谢海霞;王开勇;龚江;何帅因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
浅谈玛纳斯河水土保持管理现状及对策
土保持设施破 坏和 收费 没有 提及 。造 成水 土保 持设 施概念不清 ，收取水土保 持设 施补偿 费 出现混乱 。
２ 对 策 与 建 议
在 对玛 纳斯河 多年 的工作 实践 中 ，笔者 总结 出
在水 土保持 管理过 程 中存 在 以上 问题 ，并针 对 问题 提 出粗 浅 的对策与 建议 。 ２ １ 加强领 导 。全面贯彻 预 防为主 方针 ． 各级 水 行 政 主 管 部 门 要 认 真 落 实 《 土保 持 水
１ ３ 水土保持监督执法规范化水平有待进一步提 高 ．
制度 ，使 水土保 持法 规落 实到每个 地方 和每 项开发
建设 工程 ，最 大限度 地减少人 为水 土流 失 ，保 护好
生 态环境 。
２ ２ 加 强 队伍 建 设 ，注重 培 训 。不 断提 高 监 督执 ．
法 水 平
从 １９ 年 开 展 的全 国水 土保 持 监 督 规 范化 建 ９９ 设 ，虽然取得 了较 大进展 ，但 各 地 的监督 执法 仍然 存在着不 平 衡 和不 规 范 之处 。人员 少 是 一 大难 题 ； 水保执法人 员水 平参差 不 齐 ，对法 律法 规 、水 土流
案 ；有 的虽然编报 了水保方 案 ，却 不认真执 行 。有 的行业 管理部 门认 为水土 保持执法 就是争夺 他们 的
者 ，除陡 坡 地 开 荒 处罚 ，其他 的缺 少 执 行 性 。如 《 土保 持法 》第 ３ 条规 定 的对造 成水土 流失 的处 水 ６ 理 ，可 以处 以罚款 和责令 停业 治理 。而这 一切需 由
小的 问题 ：一足分 级管理 问题 。即对 开发建设 项 目 管理相对方 的级别 ，由不 同级别水 土保持 主管部 门 管辖 ，但无 形增加 了工作难度 ，极 易形 成上级 该管 管不到 ，下级想管 管不了 的局面 。二是 管理 缺少力 度 、没 有相 应 的强 制 措 施 ，如 《 土 保 持 实 施 条 水 例》 明确规 定 ：建设 工程水 土保持设施 验收不 合格
玛纳斯河流域不同地貌类型土壤理化性状与盐分离子组成主导因子分析
玛纳斯河流域不同地貌类型土壤理化性状与盐分离子组成主导因子分析李维弟;史晓艳;宋江辉;田甜;王海江【期刊名称】《石河子大学学报:自然科学版》【年(卷),期】2022(40)1【摘要】目的为明确不同地貌类型土壤剖面理化特征及盐分离子组成的差异,以新疆玛纳斯河流域3种典型地貌类型(冲积洪积扇缘、冲积平原、干三角洲)为研究对象,方法通过对不同地貌类型土壤样品的野外采集和室内测定,利用相关性分析和主成分分析方法,对土壤0~100 cm理化性状及盐分离子组成进行了分析。
结果由冲积洪积扇缘、冲积平原到干三角洲3种地貌,SOM和粘粒含量表现为降低趋势,但各地貌类型间差异不显著。
SOM和粘粒含量分别为5.08~6.58 g·kg^(-1)和28.63%~39.19%。
CEC在地貌类型间表现为冲积平原>干三角洲>冲积洪积扇缘,平均含量分别为23.58、19.53和19.01 cmol·kg^(-1),各地貌类型间差异显著。
3种地貌类型下土壤剖面中CEC和SOM含量均随着土层深度的增加而降低,粘粒含量则表现为随着土层深度的增加逐渐升高。
流域土壤剖面0~100 cm土层平均盐分含量为3.481 g·kg^(-1),最大值为11.81 g·kg^(-1),最小值为3.06 g·kg^(-1),0~20 cm和80~100 cm土层盐分含量较高,中间层较低;土壤盐分中阳离子以Ca^(2+)和Na^(+)为主,阴离子以SO_(4)^(2-)和Cl;为主;冲积洪积扇缘剖面盐分类型为氯化物-硫酸盐型,冲积平原为氯化物型,干三角洲为硫酸盐-氯化物型。
由土壤理化性质与盐基离子的相关性分析得出,土壤粘粒含量与CEC、盐分含量、Na^(+)、SO_(4)^(2-)离子呈显著正相关,CEC与Na^(+)、Ca^(2+)呈显著正相关,SOM含量与各盐分离子间无显著相关性。
结论不同地貌类型土壤剖面理化特征、养分含量和盐分具有空间变异性,各指标密切相关互相影响,共同决定了该区域盐渍化类型和程度,研究结果可以为玛纳斯河流域农业生产管理和盐碱土改良利用提供一定的理论参考和依据。
玛纳斯河流域绿洲区生态安全评价
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的应 对 措 施 。本 研 究 为玛 纳 斯 河 流 域 的管 理 工 作 提 供 理 论 基础 ，且 对 新 疆 的可 持 续 发 展 具 有 重 要 意 义 。 关 键 词 ：玛 纳斯 河流 域 ；绿 洲 ；生 态 安 全 中图 分 类 号 ：Ｘ５ ３ ２ 文 献标 识 码 ：Ａ ＤＯ ： ． ６／ｉ ｎ１７ ．０ ５ ０ ０ ５０５ Ｉ ０３ ９ ．ｓ．６４８ ８ ． １． ．１ １ ９ ｊｓ ２ ０
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1985-2014年新疆玛纳斯灌区土壤盐渍化时空变化及成因
1985-2014年新疆玛纳斯灌区土壤盐渍化时空变化及成因李夏;乔木;周生斌【期刊名称】《水土保持通报》【年(卷),期】2016(36)3【摘要】[目的]分析玛纳斯灌区进行盐碱地空间分布格局,清楚认识当地盐碱地类型和时空变化规律,找出因地制宜的盐碱地改良措施。
[方法]以1985年玛纳斯灌区土壤普查数据,1998年Landsat TM,2006和2014年CBERS(China-Brazil earth resource satellite)影像为数据源,运用RS和GIS技术提取研究区4个时期土壤盐渍化信息,利用土地转移矩阵和盐渍化动态度模型分析30a来玛纳斯灌区土壤盐渍化时空动态变化,并探讨灌区盐渍化的驱动因素。
[结果](1)1985—2014年,盐渍化土地总面积增加,从1985年的4.27×104 hm^2增加到2014年的7.90×10~4 hm^2。
(2)灌区土壤盐渍化主要分布在灌区内部,呈块状分布。
[结论]自然因素是土壤盐渍化形成与变化的内因,人为影响则是促进土壤盐渍化尤其是绿洲次生盐渍化发展的驱动因素之一。
【总页数】8页(P152-158)【关键词】玛纳斯灌区;时空变化;土壤盐渍化【作者】李夏;乔木;周生斌【作者单位】中国科学院新疆生态与地理研究所;中国科学院大学【正文语种】中文【中图分类】S156.4【相关文献】1.新疆玛纳斯河灌区2013年夏旱成因与抗旱对策 [J], 刘李刚2.盐渍化灌区节水改造后土壤盐分时空变化规律研究 [J], 史海滨; 吴迪; 闫建文; 李仙岳; 朱科; 迟碧璇3.1989-2019年宁夏银北灌区土壤盐渍化时空变化分析 [J], 吴霞;王长军;樊丽琴;李磊;张永宏4.玛纳斯河流域土壤盐渍化时空动态变化 [J], 张添佑;王玲;罗冲;彭丽5.近25a来塔里木盆地灌区土壤盐渍化时空变化特点与改良治理对策 [J], 乔木;周生斌;卢磊;闫俊杰;李和平因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
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玛纳斯河流域绿洲土壤盐分反演及土壤质量评价
玛纳斯河流域绿洲土壤盐分反演及土壤质量评价
引言：
玛纳斯河流域是中亚地区的主要河流之一，河流两岸拥有大片的绿洲草地。
绿洲的土壤盐分是决定其农业生产力的重要因素之一。
因此，绿洲土壤盐分的准确反演以及土壤质量的评估对于合理利用和保护绿洲资源具有重要意义。
一、玛纳斯河流域绿洲土壤盐分反演方法
根据土壤盐分反演的需要，我们可以采用多种方法进行反演。
1. 地球观测技术：通过遥感技术获取土地覆盖、土地利用的
数据，结合现场采样和检测，进行土壤盐分的推演。
通过卫星遥感技术，我们可以获得大范围的地表温度、植被指数等参数，从而推测土壤盐分的分布情况。
2. 地统计学方法：利用地统计学方法，结合现场采样数据，
通过空间插值技术来推测未采样区域的土壤盐分。
根据收集的数据，可以进行克里金或高斯曲线法等插值方法的应用，得出更加精确的结果。
3. 土壤盐分传感器技术：通过埋设土壤盐分传感器，实时监
测土壤盐分水平。
利用无线传输技术和数据处理方法，可以实现对大范围绿洲土壤盐分的实时监测。
二、玛纳斯河流域绿洲土壤质量评价方法
土壤质量是评估土壤肥力和可持续利用性的重要指标。
针对玛纳斯河流域绿洲土壤质量的评估，可以采用以下方法：
1. 土壤理化性质分析：通过对土壤样本进行理化性质的分析，包括土壤颗粒组成、有机质含量、土壤零点电位等，以获取土壤的基本特性。
2. 土壤微生物分析：通过测定土壤样本中微生物的种类和数量，可以评估土壤的生物学活性和微生物群落结构，从而了解土壤的养分循环和有机质分解能力。
3. 植物指标法：通过测量植物的生长状况、叶面营养物质含
量和根系发育状况，可以间接评估土壤质量。
植物指标法包括了植物生长状况指数、植物叶绿素含量等。
4. 土壤侵蚀评价：利用地理信息系统技术，结合土壤侵蚀模型，评估土壤侵蚀状况，从而了解土壤的可持续利用性。
结论：
通过对玛纳斯河流域绿洲土壤盐分的反演以及土壤质量的评价，可以为合理利用和保护绿洲资源提供依据。
通过各种方法的综合应用，可以更加准确地获取土壤盐分的分布情况，从而为农业生产提供科学的决策依据。
同时，通过对土壤质量的评价，可以及时发现土壤质量退化的迹象，采取相应的措施进行保护与修复，从而确保绿洲的可持续利用
通过对玛纳斯河流域绿洲土壤质量的评价，可以全面了解土壤的理化性质、微生物活性、植物生长状况和土壤侵蚀情况。
其中，土壤理化性质分析能够揭示土壤的基本特性，微生物分析可以评估土壤的生物学活性，植物指标法则间接反映土壤质量，土壤侵蚀评价则能够了解土壤的可持续利用性。
通过综合应用这些评价方法，可以为绿洲资源的合理利用和保护提供科学依据。
此外，及时发现土壤质量退化的迹象，采取相应的措施进行保护与修复，有助于确保绿洲的可持续利用。
因此，对玛纳斯河流域绿洲土壤质量的评价具有重要意义。