天津滨海盐土隔盐修复、有机改良及造林效果评估

【摘要】土壤盐渍化是限制滨海地区土地资源优化利用的主要障碍,随着滨海地区经济和城市化的快速发展,农林用地面积不断减少,改良和利用盐碱地早已被提上了科学研究日程。基于此,本文在对研究区土壤盐分特征进行本底调查以及室内模拟分析的基础上,采用多种有机改良剂和无机盐分隔离材料对天津滨海盐碱地土壤进行有机改良和生态治理,并评估其造林效果。最终目的是为滨海地区盐渍土改良和沿海防护林营造等林业工程建设提供理论依据和技术支持。主要结果和结论如下：研究区土壤盐分表聚现象严重且总体含盐量较高,土壤呈碱性。土壤中主要盐分组成为氯化钠和氯化钙,而表层土壤中盐分以氯化物和硫酸盐为主。Na+、Cl-和SO42-为研究区0-40cm土层中的主要盐分离子,其三者可反映该地区土壤可溶性盐分离子的变化情况。室内土柱模拟试验表明,利用五种无机材料(沸石、陶粒、河沙、蛭石和海泡石绒)设置的隔盐层能显著降低毛管水上升速率和最大高度,其中沸石和陶粒作为隔盐材料对毛管水的阻滞作用优于传统材料河沙。隔盐材料对土壤水分蒸发抑制率的大小顺序为沸石>陶粒>河沙>蛭石>海泡石绒,随蒸发历时的延长,隔层对水分的抑制作用均有所减弱。不同隔盐处理下的潜水蒸发均为非稳定蒸发。沸石隔盐处理具有最高的土表盐分抑制率,其次是陶粒,但是随蒸发历时的延长,沸石盐分抑制率增加,而陶粒降低。蛭石处理随着蒸发历时的延长,盐分抑制率略有升高；河沙和海泡石绒处理,从蒸发第20d开始到蒸发结束,盐分抑制率保持不变。五种隔盐材料对研究区四种盐渍化特征因子(Cl-、S042-、Na+和Ca2+)向土表的运动过程均具有阻滞作用,但阻滞程度大小各异,并最终在土壤表层形成以氯化物为主的中性盐土。沸石作为隔盐材料能显著降低隔盐层上部土壤盐分离子含量,陶粒的阻水隔盐作用仅次于沸石。沸石隔盐处理下的盐分抑制率大于其水分抑制率,而其他隔盐材料处理下的盐分抑制率均小于水分抑制率,说明水分和盐分的运动具有不同步性。长达四年的大田试验研究表明,在树木种植穴底部和侧壁铺设无机隔盐材料作为隔盐层,可以明显降低土壤盐分含量并显著增加树穴内部土壤水分含量。沸石隔盐处理能显著降低土体内盐分含量,控抑盐效果明显优于其他(陶粒、蛭石和河沙)处理。陶粒处理在40-80cm土层有显著的降盐效果。蛭石处理仅在40-60cm土体内显著降低土壤含盐量。河沙处理降盐效果最差。研究区土壤中主要的盐分离子为Na+、Cl-和SO42-,隔盐层处理能显著降低土壤中各离子含量,并使其在土层中重新分布。此外,隔盐层能有效改善刺槐、国槐、香花槐和红叶臭椿根区土壤物理性质,提高各树种的成活率和保存率,并且明显促进植物生长。可将沸石作为滨海地区剌槐、国槐、香花槐和红叶臭椿隔盐层材料的最优选择。沸石隔盐处理能显著提高刺槐净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)及叶片水分利用效率(LWUE),降低胞间CO2浓度(Ci)。陶粒处理可显著提高刺槐叶片的Pn、Tr,但改善效果不及沸石,并且其对Gs、Ci和LWUE没有显著影响。与对照相比,河沙处理虽然能显著增加刺槐叶片Pn和Tr,但却导致LWUE显著降低。因此,对于刺槐而言,采用沸石或陶粒作为隔盐层材料,是改善其在滨海盐碱地生长状况的首选。有机液体改良剂(天然高聚物竹醋液)添加能够改善盐碱土理化性质,但效果不是非常显著；并且,不同浓度的竹醋液添加对盐碱地改良效果也不同,其中竹醋液稀释150倍后(处理T2)的改良效果较好,具体体现在,T2处理增加了土壤养分含量,减小土壤容重,增加毛管孔隙度,降低土壤pH值和电导率,促进树木生长。竹醋液对树木生长环境的改善可能是竹醋液多种化学成分综合作用的结果。有机固体改良剂(绿色废弃物堆肥,GWC；莎草草炭,SP；糠醛渣,FR；以上三种有机改良剂的混合物,GSF)极大促进了国槐生长,改良了土壤物理结构,增加了阳离子交换能力(CEC)、有机碳含量和有效养分；降低了盐分含量、电导率(EC)和碱化度(ESP)。在试验末期,与对照相比,GSF处理中的土壤容重、EC和ESP分别下降了11%,87%和71%；总孔隙度和有机碳含量分别增加了25%和96%。GSF处理中的Na+K+含量显著低于其他所有处理。GSF处理中的CEC以及有效氮、有效磷和有效钾含量都显著高于对照,并且他们也是所有处理中最高的。FR处理中的pH值和Ca2+浓度最低,与对照相比,他们各自下降了8%和39%。
【作者】王琳琳；
【导师】孙向阳；李素艳；
【作者基本信息】北京林业大学，土壤学，2014，博士
【关键词】有机改良剂；隔盐层；树木生长；光合作用；滨海盐碱地；

【参考文献】
[1]郑维.混合动力汽车动力总成参数匹配方法与控制策略的研究[D].哈尔滨工业大学,2010.
[2]王磊.智能温控粮食储存器半导体与吸收式混合制冷方式的研究[D].哈尔滨工业大学,机械工程,2013,硕士.
[3]赵彬.对外贸易、外商直接投资对经济增长影响路径的比较研究[D].山东财经大学,国际贸易学,2013,硕士.
[4]戎瑞雪.WboA基因在布鲁菌S_2株诱导机体免疫应答中的作用[D].河北大学,药理学,2014,硕士.
[5]梁娅.内蒙古自治区城市间流动人口特征分析[D].吉林大学,工业工程,2013,硕士.
[6]张喆.M快递公司揽投人员招聘选拔模式优化设计[D].山东大学,工商管理（专业学位）,2012,硕士.
[7]常颖1杜春晶2.吉林省食品加工企业网络营销渠道与传统营销渠道冲突分析[J].中外企业文化.
[8]高向国.信息技术助推文化强校梦[J].中国教育学刊,2014,06:50.
[9]杨元青.锂离子电池Si基复合材料Si/TiO_2及Si/TiO_2/C的制备和电化学性能研究[D].河南大学,2013.
[10]贾春红.抗致病性弧菌及希瓦氏菌有效中药与方剂的筛选、抗菌机理研究[D].广东海洋大学,动物营养与饲料科学,2013,硕士.
[11]大塚将也（MasayaOtsuka）.后《京都议定书》时代气候变化的法治化研究[D].哈尔滨工业大学,国际法,2013,硕士.
[12]郭淑文,肖敦清,付东立,王瑀,翟立军.歧口凹陷中浅层泥岩蚀变校正方法[J].石油地球物理勘探,2011,S1:155-158+163+175.
[13]范文焜.薄板结构低频隔声技术研究[D].北京交通大学,2015.
[14]陈奕梅,韩正之.一类非线性不确定系统的最优自适应控制[J].自动化学报,2006,01:54-59.
[15]陈煜蕊.场所精神在旅游地产景观设计中的应用研究[D].西南交通大学,设计艺术学,2013,硕士.
[16]袁颖超.盾构管片拼装机结构分析及动态性能仿真研究[D].沈阳工业大学,机械工程,2013,硕士.
[17]王雨.电子产品软体重置项目管理研究[D].西南交通大学,工商管理,2012,硕士.
[18]张秀丽,姜岩,郝兰英,王彦辉,郭亚杰,孙雨.密井网条件下随机地震反演及其在河道砂体预测中的应用[J].石油地球物理勘探,2014,05:954-963+822.
[19]郝逢清.论中国电信服务企业发展战略[D].对外经济贸易大学,2003.
[20]豫新.问与答[J].冶金自动化,1988,05:62.
[21]周俊文,马文石.石墨烯及其纳米复合材料的研究[J].化工新型材料,2010,03:26-28.
[22]赵春艳.新世纪以来日本政治大国战略的实践及其对中日关系的影响研究[D].兰州大学,国际关系,2013,硕士.
[23]赵婧.乌海市高中英语课堂文化教学现状的调查与反思[D].内蒙古师范大学,学科教学（专业学位）,2012,硕士.
[24]郜梅梅.基于Copula的沪深300股指期货最优套期保值比率研究[D].吉林大学,数量经济学,2013,硕士.
[25]李婧琳.西方自然观视域下的“诚信”伦理研究[D].首都师范大学,伦理学,2014,硕士.
[26]刘金金.滴水湖及其入湖河道水质调查及沉积物中磷的探究[D].上海海洋大学,环境科学,2013,硕士.
[27]史大领.沉默信号调控因子1蛋白促进高糖环境下角膜上皮细胞损伤修复的实验研究[D].青岛大学,眼科学,2013,硕士.
[28]方培.90年代以来“商业历史小说”研究[D].华中师范大学,中国现当代文学,2013,硕士.
[29]徐溪.低层高密度住宅区景观设计方法研究[D].大连理工大学,美术学,2013,硕士.
[30]张哲.小微企业金融服务创新研究[D].西南大学,金融学,2013,硕士.
[31]孙燕.面向冗余的分布式系统可靠性的设计与实现[D].河北大学,计算机应用,2003,硕士.
[32]王学军,李虹,郭惠英,张占江,王伟.阿曼Amal区块地震数据中复杂多次波的分析与压制[J].石油地球物理勘探,2012,06:894-900+1024+839.
[33]张璐璐.单片机温度测量和控制系统的设计与实现[D].吉林大学,软件工程,2014,硕士.
[34]江伟.工程项目管理中信息不对称的对策研究[D].华北电力大学（北京）,管理科学与工程,2003,硕士.
[35]黄敏.他们眼中的她们——试论新时期男性作家的女性形象[D].华南师范大学,中国现当代文学,2003,硕士.
[36]昋永强.餐厨废弃物油脂回收工艺及设备的研究与设计[D].宁夏大学,机械制造及其自动化,2014,硕士.
[37]朱洪泽.财务腐败的综合治理研究[D].吉林大学,行政管理,2004,硕士.
[38]魏衡江.钢水二次精炼自动化概况（上）[J].冶金自动化,1995,02:3-7.
[39]黄霄霄,黄佳兴,李松岭.AltiumDesigner的一些PCB外观优化方案[J].电子制作,2015,03:99.
[40]韩文功.地震剖面的极性问题[J].石油地球物理勘探,1994,06:769-772+800.
[41]上官修敏.黄河三角洲湿地生态系统健康评价研究[D].山东师范大学,自然地理学,2013,硕士.
[42]邝继双.基于GIS组件的农田空间信息管理系统的开发研究[D].中国农业大学,2003.
[43]杜生才.部分相干光束傍轴和非傍轴传输特性[D].苏州大学,光学,2013,硕士.
[44]尤丽娅.全球化背景下“金砖国家”对国际经济影响分析[D].哈尔滨工业大学,国际贸易学,2013,硕士.
[45]刘明.移动增强现实跟踪技术及在农业展示中的应用研究[D].西南大学,计算机系统结构,2014,硕士.
[46]王先亮.体育用品共性技术创新与应用研究[D].山东大学,体育管理科学,2014,博士.
[47]马志鹏.合作对策模型下的投资分摊问题研究[D].河海大学,水利水电工程,2004,硕士.
[48]张睿.两相区轧制对中锰钢组织演化及性能影响的研究[D].中国地质大学（北京）,材料科学与工程,2014,硕士.
[49]吴海霞,伍家卫,牛治刚,唐蓉萍,尚秀丽.单分散磁性Fe_3O_4纳米粒子修饰石墨烯的制备及应用[J].化学通报,2013,09:861-864.
[50]郑永文.SG_3上的“热点”猜想[D].浙江大学,应用数学,2012,硕士.