塔里木河干流土壤盐结皮与河水漫溢的相互作用过程及其机理

Tarim River was largest inland river in China. The river overflowing of natural flood and ecological gate irrigation was hot topic. And the soil salt crust (SSC) has also great concern for some scientists. However, there was limited information for soil salt crust interact with river overflowing. This project was conducted in the river overflowing of Tarim river, and focus on the soil salt crust and river overflowing. The effect of river overflowing on soil salt crust, and the characteristic of soil salt crust under river overflowing process were studied by scientific investigation, expremment and mathematical statistics theory. This project present study definited the relation of soil salt crust interacted with river overflowing.There was quantitatively describing for dynamic process and threshold of relation of soil salt crust interact with river overflowing. The mechanism of soil salt crust interact with river overflowing was revealed. This research could provide the scientific evidence for analysis of water cycle, salt transportation and soil changed process of Tarim river Basin. The research conclusion added the research content for soil physics, and also provided reference for water and Salt regulation and ecological protection in other extreme arid inland river Basin.

塔里木河是中国最大的内陆河，由自然洪水及生态闸控制灌溉引发的河水漫溢现象，一直是研究的热点问题。而在干旱区由盐渍化引发的土壤盐结皮也一直在引起科学家的关注。但目前对于二者的相互在作用关系的研究确鲜有报道。本项目以塔河干流的河水漫溢区为研究区域，以土壤盐结皮和河水漫溢水文过程为研究对象，通过模拟实验结合野外调查分析及数理统计理论，剖析塔河干流土壤盐结皮对河水漫溢水分运动转化的影响，及水分漫溢影响下土壤盐结皮的动态变化特征；定量描述其相互作用的过程，明确其相互作用关系及其临界值，揭示塔里木河干流土壤盐结皮与河水漫溢的相互作用机理。该研究成果，不仅能够为明晰塔里木河水分循环和盐分运移及土壤演变过程提供重要的科学依据，而且能够丰富土壤物理学科的研究内容，对于世界其它干旱区内陆河流域的水盐调控和生态保护也能提供重要的参考。

塔里木河是中国最大的内陆河，由自然洪水及生态闸控制灌溉引发的河水漫溢现象，一直是研究的热点问题。而在干旱区由盐渍化引发的土壤盐结皮也一直在引起科学家的关注。但目前对于二者的相互在作用关系的研究确鲜有报道。本项目以塔河干流的河水漫溢区为研究区域，调查分析塔里木河干流河水漫溢区土壤盐结皮的形态及空间分布规律，剖析塔河干流土壤盐结皮对河水漫溢水分运动转化的影响，及河水漫溢影响下的盐结皮的动态变化特征，揭示河水漫溢水文过程和土壤盐结皮的相互作用的机理。野外调查结果显示，盐结皮主要分布在灌木，裸地和湿地这3中土地利用类型上，NaCl是盐结皮土壤的主要盐分类型。对比非盐结皮土壤，盐结皮土壤盐分和电导率含量较高并存在显著差异，而土壤质地相对较细，pH值在盐结皮和非盐结皮土壤中没有表现出显著的差异。盐结皮厚度（3.67-36.61 mm）和强度（0.30-5.96 kg·cm-1）表现出了巨大的差异，都和盐分含量存在一个正相关关系（R² = 0.620，R² = 0.396）。盐结皮对蒸发的抑制作用显著，模拟实验结果表明蒸发速率从初始的6.26 mm·day-1，下降到盐结皮完全形成稳定在0.9 mm·day-1。但是对于入渗则没有表现出，显著的抑制作用。野外观测实验发现地下水位从0.45到1.7m 蒸发速率发生了剧烈下降，但是当地下水位降至1.7m以下时，则曲线变得非常平缓，当降雨发生时，盐结皮被溶解并重新恢复，当降雨小于0.92mm的时候，其恢复时间趋于零。室内模拟实验发现当不同深度的水分被加入到盐结皮表面，结皮经历了溶解-再次形成-隆起-稳定这一过程，在结皮重新形成并稳定的时候，除了2mm的处理，漫溢的水分没有被完全蒸发掉，多余的水分被保留在了土壤中，补给了地下水，因此建议对于盐结皮土壤，降雨或洪水对地下水补给必须被考虑，否则地下水的消耗会被高估。土壤水分的观测表明盐结皮的存在导致土壤水分剖面存在一个非常窄的蒸发锋，这个区域距离土壤表面10-20cm之间。本项目于的研究结果能够为深入分析塔里木河干流水盐问题及土壤演变过程提供重要的科学依据。