当前，人类面临严峻的人口、资源、环境危机，赖以生存和发展的土壤及土地资源的盐碱退化问题仍十分严重。根据全国第2次土壤普查资料统计，我国盐碱土面积为0.347 亿hm²（不包括滨海滩涂），主要分布在地势低平，地下水位较高，半湿润、半干旱和干旱的内陆及滨海地区。土壤的盐碱化不仅会引起土壤板结、肥力下降，还造成农业生产损失，威胁区域生态环境，因此，开展盐渍化土壤的研究将对盐碱土地资源的改良利用意义重大。

黄河三角洲是我国乃至世界造陆速度最快的河口三角洲之一，具有丰富的自然资源，是我国重要的后备土地资源区，然而受河流、陆地、海洋等多种动力系统的作用，盐碱土面积大、分布广，土地利用状况变化频繁，生态环境脆弱，制约该区经济社会的可持续发展。在人口膨胀、土地资源短缺的今天，如何合理利用和保护黄河三角洲土壤资源，已是一项十分紧迫的任务。

土壤水盐状况及其空间变异性研究是土壤科学研究的热点之一，是土壤盐渍化防控和盐碱土资源利用的重要基础。国外从20世纪60年代开始就开展了有关土壤水盐状况、pH值等理化性状及其空间变异的研究^{[1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8]}。我国对盐碱地进行大规模的研究和开发始于20世纪50年代，80年代以来取得显著成效，黄淮海区域内陆盐碱土面积显著减少。但其重点侧重于盐碱土的改良利用措施研究，而对空间层面的土壤水盐规律研究相对不足^{[9, 10, 11, 12, 13, 14]}。随着统计学和GIS技术的发展，该方面研究逐渐得到了越来越多专家学者的关注。如余世鹏等^[15]分析了长江河口地区土壤盐分的分布状况及季节性动态变化；吕国红等^[16]探索了辽河三角洲不同植被类型的土壤水盐状况；熊亚兰等^[17]研究了我国西南丘陵坡面土壤水分特性的空间变异；姚荣江等^[18]研究了黄河三角洲典型地块不同深度土层盐分含量的空间变异特征及盐分分布规律等。但总体看，对于黄河三角洲滨海盐碱土水盐状况及其分异规律的研究仍然较少，难以满足当前黄河三角洲高效生态经济发展及“渤海粮仓”建设的需求。

本文以黄河三角洲典型地区为例，采用2013年春季野外调查数据，进行春季土壤水盐状况及空间变异性的分析研究，旨在揭示春季土壤水盐特征及空间变异规律，为黄河三角洲地区盐渍化土壤改良利用提供理论和实践依据。 1 材料与方法 1.1 研究区概况

本研究区域选择黄河三角洲垦利县（不包括沿海滩涂），该县位于三角洲最下游入海口处，黄河自该县西南至东北贯穿入海，地理位置为北纬37°24′～38°10′，东经118°15′～119°19′，地处暖温带季风气候区，冬季干冷，夏季湿热，降水量时空分布不均，降水主要集中在7—8月份，蒸降比年内差异大，春季高达7.6。县域呈西南、东北走向，南北纵距55.5 km，东西横距96.2 km。由于历史上黄河尾闾段常左右摆动，多次溃决、漫溢、泛滥等冲积、淤垫，造成了典型的三角洲地貌，地貌类型主要有海滩地、微斜平地和河滩高地，地势自西南至东北呈扇形微倾斜。该县地下水埋深浅且矿化度高，多数地区为微咸水和咸水，不能用于农业灌溉和生活饮用。由于地势低平，排水不畅，再加上黄河水侧渗和海水浸润顶托，土壤盐渍化现象较为普遍，土壤类型以盐化潮土和盐土为主，盐碱地面积大，给农业生产带来严重影响。 1.2 样品采集

在研究区内根据研究区土地利用、土壤、地貌和植被类型等因素布设采样点，共测量81个样点，得到187组土壤含水量和含盐量数据，样点分布状况见图 1。野外调查采用EC110便携式盐分计测定土壤表层（0~15 cm）、中层（15~30 cm）、底层（30~45 cm）电导率（仪器已对电导率进行了温度校正），采用T系列土壤水分温度速测仪测定0~15 cm土壤表层的水分含量。采用五点取样法采集0~15 cm的土壤表层样品，各采样点的实地坐标采用手持GPS定位仪测定。采样日期为2013年4月27日—5月1日。

图 1 样点分布图 Figure 1 Descriptive statistics characteristics of soil salinity and moisture

图选项

采用烘干法测定土壤表层含水量：将装有土壤样品的铝盒置于（105±2） ℃的恒温箱内烘至恒重，称重并计算出各土样的质量含水量；采用环刀法测定土样的容重，进而计算其容积含水量。将室内化验与野外实测得到的两组土壤表层含水量数据进行相关分析，其模型为：W_o=0.911 2W_i+0.241 8，n=81，R²=0.989 4^**，其中W_o为室内化验土壤表层含水量（%），W_i为野外实测土壤表层含水量（%），并以此对野外含水量数据进行校正。 1.3.2 土壤含盐量

将采集的土壤带回实验室内自然风干，磨碎、过2 mm筛后用于测定含盐量。所有的土样均配制成水土比为5∶1的浸提液，振荡5 min，静置30 min，采用烘干法测定土壤含盐量。同时，采用EC110便携式盐分计测定土壤浸提液的电导率，建立土壤浸提液电导率和含盐量（%）（S_t）之间的关系方程S_t=0.000 4×EC_i+0.023 7，n=81，R²=0.973 9^**。在此基础上，以土壤浸提液电导率对野外电导率数据进行校正，进而得到野外实测土壤电导率（EC_o）与含盐量（%）（S_t）之间的关系方程S_t=0.000 22×EC_o+0.072 7，n=81，R²=0.938 7^**。 1.4 研究方法

采用SPSS和Excel软件进行数据的统计分析，利用GIS软件进行图形插值处理和空间分布图的制作。采用统计学方法分析土壤水盐含量、不同深度土壤含盐量的描述性统计特征，各层土壤含盐量之间的相关性，以及不同植被类型和地貌类型的土壤水盐状况。利用ArcGIS对各样点的土壤含水量和各层含盐量数据进行反距离加权（IDW Inverse Distance Weighted）插值处理，利用MapGIS软件绘制垦利县土壤水盐含量空间分布图，分析土壤水盐含量空间分布状况。借助GIS缓冲区分析模块，分别以实际距离15 km和5 km构建渤海和黄河的缓冲区，并分析离渤海和黄河远近的土壤含盐量和含水量的空间变异规律。 2 结果与分析 2.1 土壤水盐状况的统计分析

根据相关的土壤盐碱化分级标准^[19]，将垦利县土壤含盐量分为5级：<0.1%，属于非盐渍化土；0.1%~0.2%，属于轻度盐渍化土；0.2%~0.4%，属于中度盐渍化土；0.4%~0.6%，属于重度盐渍化土；>0.6%，则属于盐土。 2.1.1 土壤含盐量和含水量描述性统计分析

表 1为土壤表层含盐量和含水量统计特征描述，从表 1可以看出，土壤含盐量的平均值为0.68%，中位数为0.34%，有较大差异。平均值大于中位数，说明含盐量呈左偏态分布，因此，采用中位数说明垦利县的总体含盐量水平较为适宜，县域土壤盐渍化程度属于中度盐渍化。从变异程度来看，含盐量的最大值是最小值的44.72倍，变异系数为1.28，根据变异系数的划分等级（CV<0.1为弱变异性，0.1<CV<1为中等变异性，CV>1为强变异性，则土壤含盐量属于强变异性），在水平方向上具有很强的变异程度。

表 1 土壤水盐描述性统计特征 Table 1 Descriptive statistics characteristics of soil salinity and moisture

表选项

土壤含水量平均值为39.12%，中位数为41.79%，二者差距不明显，且85%的土壤样品的含水量达到30%及以上。从变异程度来看，含水量的最大值是最小值的4.97倍，变异系数为0.23，属于中等变异性。 2.1.2 不同深度土壤含盐量描述性统计分析

表 2为不同深度土层土壤含盐量状况，从表 2可以看出，0～15、15～30 cm和30～45 cm土层深度土壤含盐量的平均值分别为0.68%、0.72%、0.77%，中位数分别为0.34%、0.47%、0.54%，由表层至底层均呈现升高的趋势。从变异系数看，土壤表层、中层及底层的含盐量分别为1.28、0.99、0.95，均达到或者接近强变异性，随着土壤深度的增加，变异系数则不断减小，说明土壤各层含盐量在水平方向上有较强的变异性，且随土层深度的增加逐渐趋弱。

表 2 不同深度土层土壤含盐量描述性统计特征 Table 2 Descriptive statistics characteristics of soil salinity at different depths

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表 3为不同深度土层土壤含盐量的相关系数，从表 3可以看出，不同土层两两之间相关系数均大于0.84，呈显著的正相关。其中30~45 cm土层与15~30 cm土层土壤含盐量的相关系数（0.913 1）大于15~30 cm与0~15 cm土层土壤含盐量的相关系数（0.895 4），说明随着土层深度的增加，相邻土层的相关性逐渐增强，且相邻土层之间相互影响程度大于对隔层土层的影响程度。

表 3 不同深度土壤含盐量相关系数 Table 3 Correlation coefficient of soil salinity at different depths

表选项

图 2（a）为垦利县土壤含水量空间分布图，从图中可以看出，土壤含水量超过40%的区域分布在垦利县南部和东部，含水量在30%~40%的区域主要分布在中北部，少量成片分布于南部，土壤含水量小于30%的区域集中分布在中北部黄河沿岸。虽然采样期正值旱季，垦利县土壤含水量总体较高，含水量高于30%的土壤面积占总面积90%以上，其原因与低地势及浅地下水埋深条件有关。

图 2 垦利县土壤含水量（a）和不同土层土壤含盐量（b、c、d）空间分布图 Figure 2 Spatial distribution of soil moisture （a） and soil salinity （b、c、d） at different depths in Kenli County

图选项

图 2b、图 2c和图 2d分别为垦利县0~15、15~30 cm和30~45 cm土层土壤含盐量空间分布图，从图中可以看出，土壤含盐量自西向东与距离渤海的远近有明显规律，呈现由西至东加重的趋势。各层含盐量较高的地区主要分布在县域东部和东南部滨海地区，而含盐量较低的地区主要分布在西南部、中部和黄河两岸，离渤海相对较远。 2.2.2 各层土壤含盐量空间分布统计

表 4为不同深度土壤含盐量空间分布面积比例，从表 4可以看出，垦利县各层土壤轻度盐渍化程度所占的面积比例均很小，不足1%，而盐土等级面积比例最大，均超过40%。由0~15 cm土层至30~45 cm土层，中度盐渍化土壤所占的面积比例由38.86%逐步减少至12.58%，重度盐渍化土壤面积比例则由19.70%逐渐增加至35.54%，同时，盐土面积比例由40.59%增加至51.68%。说明随着土层深度的增加，土壤中度盐渍化程度的面积比例逐渐减少，重度盐渍化及盐土的面积比例逐渐增加，土壤总体盐渍化程度逐渐加重。

表 4 不同深度土壤含盐量空间分布面积比例 Table 4 Area ratio of spatial distribution of soil salinity at different depths

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图 3为渤海缓冲区及样点分布图，表 5为缓冲区各组样点土壤水盐含量统计，从表 5可以看出，随离与渤海距离的增加，土壤含盐量由2.31%减少至0.30%，中间虽有所上升（0.43%），但总体呈下降趋势，土壤盐化程度由盐土逐步减轻为重度和中度盐化。土壤含水量先由43.03%下降至33.84%，而后又升高至41.09%。说明在缓冲区内，随着距离渤海渐远土壤含盐量下降，土壤含水量则呈先下降后上升的趋势。

图 3 渤海缓冲区分布图 Figure 3 Bohai Sea buffer distribution

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表 5 渤海缓冲区样点土壤水盐含量统计 Table 5 Statistics characteristics of soil salinity and moisture of soil samples in Bohai Sea buffer

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图 4为黄河缓冲区及样点分布图，其中黄河以北有缓冲区4个，黄河以南6个，表 6为缓冲区样点土壤水盐含量统计。从表 6可以看出，黄河北部缓冲区随离黄河距离的增加土壤含盐量由0.29%缓降至0.22%，之后猛增至3.09%，含盐量上升趋势明显；土壤含水量由33.01%下降为23.48%，而后上升至41.51%，亦呈先下降后上升的趋势。黄河南部缓冲区土壤含盐量由0.35%逐渐升高至0.65%，6号缓冲区（即距离黄河超过25 km的濒海区域）则猛增至1.35%；土壤含水量由40.37%下降为38.21%，而后上升至45.33%，呈先降后升的趋势。 总体看，从黄河向两岸延伸，随着距离黄河渐远土壤含盐量呈现逐渐上升的趋势，土壤含水量呈先下降后上升趋势，反映了黄河淡水对其周围土壤水盐的显著影响。

图 4 黄河缓冲区分布图 Figure 4 Yellow River buffer distribution

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表 6 黄河缓冲区样点土壤水盐含量统计 Table 6 Statistics characteristics of soil salinity and moisture of soil samples in Yellow River buffer

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表 7为不同植被类型土壤水盐含量统计，从表 7可以看出，不同植被类型的土壤含盐量和含水量差异明显。土壤含盐量从大到小的植被类型依次为光板地＞碱蓬＞柽柳＞马绊草＞芦苇＞茅草＞水稻＞棉花＞小麦＞玉米。光板地的土壤含盐量最大，表面积盐现象严重，有植被覆盖的土壤则含盐量显著下降。在荒地中，生长碱蓬和柽柳的土壤含盐量明显高于马绊草、芦苇和茅草，显示其作为盐土指示植物的可能性。在农作物中，水稻田的土壤含盐量最高，平均值为0.35%，含盐量范围为0.23%~0.49%，说明稻田一般选择含盐量较高不宜旱作的地块。棉田土壤含盐量平均值为0.32%，其范围为0.11%~0.93%，其中有27个棉田样本的含盐量小于0.2%，属于轻度盐渍化，这也说明将棉田调整为粮食作物种植模式的可行性。麦田的土壤含盐量平均为0.29%，范围为0.18%~0.42%，玉米地的土壤含盐量最小，范围为0.13%~0.34%，平均值为0.24%。

表 7 不同植被类型土壤水盐含量统计 Table 7 Statistics characteristics of soil salinity and moisture of different vegetation types

表选项

实地调查发现，土壤盐分含量是垦利县植被空间分布的主要限制因素，在距离渤海较近、地势较低等土壤含盐量较高的地区，主要分布碱蓬、柽柳等高度耐盐植物，随着远离渤海、地势抬升以及靠近黄河，土壤含盐量逐渐降低，则主要分布有一定耐盐性的马绊草、芦苇和茅草等自然植被，在距离渤海较远和沿黄等土壤含盐量较低的区域，多集中连片种植小麦或玉米，其中土壤盐分含量较高的农田则大多种植相对耐盐的棉花，有水源条件的则零星种植水稻。因此，根据土壤的水盐状况合理调整作物种植结构，可获得更好的经济效益。 2.5 不同地貌类型的土壤水盐状况

表 8为不同地貌类型面积比例与土壤水盐含量统计。从表 8可以看出，不同地貌类型的土壤水盐含量差异明显。洼地集中分布于垦利县中部，因地势低，地下水埋深浅，土壤水、盐含量均较高，平均值分别为42.83%和0.71%，土壤盐渍化程度较高。微斜平地是县域最主要的地貌类型，土壤含盐量平均为0.62%，土壤含水量平均为40.08%，因其分布广泛，受自然及人为多重因素影响，土壤盐渍化程度分布不均。缓岗分布较少，主要分布县域西南部，土壤水、盐含量分别为37.60%和0.38%，土壤盐渍化程度相对较低。河滩高地主要分布于新旧黄河河道沿岸，因邻近黄河河道，地势高，土壤含水量和含盐量较低，分别为36.48%和0.33%。

表 8 不同地貌类型面积比例与土壤水盐含量统计 Table 8 Area ratio and statistics characteristics of soil salinity and moisture of different geomorphic types

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本研究结果显示，研究区春季各层土壤含盐量以中度盐渍化为主，且由表层至底层逐渐升高，体现了滨海盐渍土含盐高、通体重的特点，该结果与相关研究相同^{[18, 20]}。同时，研究还发现个别光板地样点存在土壤含盐量由表层至底层逐渐降低的情况，其各层含盐量均大于1%，这也说明了盐渍土水盐状况的复杂性，仍然需要大量研究以全面掌握盐渍土盐分特征。土壤含盐量和含水量与离黄河或渤海远近有明显的关系，距黄河（渤海）渐远（近），均逐渐升高，说明研究区土壤水盐状况的空间格局受黄河和渤海因素的较大影响，是黄河淡水与高矿化咸水相互作用的结果，不过，目前黄河、渤海对盐渍土土壤盐分含量的影响机理及其量化研究较为缺乏，还需要大量的后续研究。本研究还表明不同土壤含盐环境能够对应不同的适生植物，显示了土壤-植被系统的相互作用，此与已有的相关研究结果相同^{[21, 22, 23]}，另一方面，也为通过土地利用和植被类型间接判断土壤盐渍化状况提供了可能。研究发现盐渍土具有复杂的水盐特性，不同的植被类型、土壤类型、地貌类型、乃至同一地块不同地理方位的土壤含盐量均可能存在差异性，这也对后续野外调查样点的选取和数据的采集提出了要求，野外调查需要全面考虑这些因素，同时，需要对土壤含盐量的微域特征开展深入研究。

黄河三角洲地区独特的地表水与地下水、地形地貌、土壤类型等条件，决定了该区土壤水盐运动的活跃性。在不同的气候、区位、耕作管理等因素的影响下，土壤水盐状况不仅具有空间的变异性，同时具有较大的时间变异性，本文仅研究了春季时相的土壤水盐状况，后续将对该区夏季、秋季、冬季等不同季节的水盐运动状况，以及季节间的时空变异开展进一步的研究。通过研究盐渍土土壤含盐量的空间分异特征，摸清其变化规律，能够为盐渍土改良和防控及作物种植结构调整提供理论依据，以促进黄河三角洲土壤资源的可持续利用。 4 结论

（1）研究区土壤含盐量和含水量总体较高，含盐量以中度盐渍化为主，绝大部分土壤含水量高于30%，且土壤含盐量属于强变异性，含水量属于中等变异。土壤各层含盐量呈显著的正相关，且随着土层深度的增加含盐量呈升高趋势。

（2）土壤各层含盐量较高的地区主要分布该区东部和东南部滨海地区，而含盐量较低的地区主要分布在县域西南部、中部和黄河两岸。

（3）土壤含盐量随着距离渤海渐远呈下降的趋势，含水量总体呈先下降后上升的趋势；从黄河向两岸延伸，土壤含盐量均随着距离黄河渐远呈上升的趋势，土壤含水量呈先下降后上升的趋势。

（4）不同植被类型和地貌类型与土壤水盐状况关系明显，土壤含盐量从大到小的不同植被类型依次为光板地＞碱蓬＞柽柳＞马绊草＞芦苇＞茅草＞水稻＞棉花＞小麦＞玉米，不同地貌类型依次为洼地＞微斜平地＞缓岗＞河滩高地。