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滨海盐渍土区水土保持的作用

文档作者：石建华张旭张保成马品宋迪文档来源：中水华夏科技集团有限公司		更新日期： 2026年11月11日	点击数：
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区域治理 DETECTION 发 现
滨海盐渍土区水土保持的作用
中水华夏科技集团有限公司 石建华，张旭，张保成，马品，宋迪
在海盐渍土水土保持研究过程中
运用聚丙烯酰胺即PAM，配合以不同
的草类种植方式，研究海盐渍土水土
保持效果。
我国天津地区具有大量的海盐渍
土，水土保持情况是海盐渍土重要的
研究方式，也是其开发利用过程中的
重要考量因素。
海盐渍土是在海洋滩涂围垦种植
条件下形成一种具有滨海盐渍土特征
的农田形式。这部分土地在形成过程
中由于受到海水的长期浸泡而形成了
不同程度的盐渍化，出现了一定程度
的次生盐渍化现象，主要为颗粒结构
较为松散，一旦遇到雨水较易形成水
土流失现象。
一、海盐渍土区水土保持作用
研究方法
针对天津滨海盐渍土的水土流失
现象可以采用聚丙烯酰胺进行一定程
度的改良，聚丙烯酰胺的使用价格较
为低廉，具有良好的运用效果，施用
较为方便，在盐渍土水土流失治理方
面运用效果较为显著。因此本文研究
对盐渍土运用聚丙烯酰胺，对此研究
土壤的水土流失情况。选用的聚丙烯
酰胺产自上海韦卓化工公司，具有
30% 水解度，规格为25g/ 袋。
滨海盐渍土具有较高的盐分，因
此土壤种植中选用的草类要求具有较
高的耐盐性特征，并在当地具有一定
的种植规模与种植历史，对水土保持
具有良好的研究运用价值。为此本文
研究中选用了狗牙根这一草类，属于
多年生草本植物。
选择了高羊茅，属于多年生草本
植物，属于禾本科羊茅属。引用了黑
麦草，属于多年生草本植物，为禾本
科黑麦草属[1]。
为此实验研究设置一片盐渍土
试验区， 具有10m 东西宽度，400m
南北宽度，1:3 坡比。实验田内设置
36 个实验分区，每片实验分区具有
10m×10m 共计100m2 的分区面积。针
对每一试验区建立单独的研究体系，
避免实验区之间互相影响，因此在不
同的分区之间设置一定的隔离行，具
有1m 行距，同时在不同的分区之间
设置混凝土隔板来达到隔离效果，其
高度为0.5m。埋设完成之后要求隔
离板能够高出地面0.2m。
二、海盐渍土区水土保持作用
研究成果
（一）分析土壤抗腐蚀能力
土壤抗腐蚀能力可以通过对土壤
抗蚀性进行分析。土壤抗蚀性又被称
为土壤抗蚀力。主要是指土壤在面对
风、雨滴、径流等物体破坏、搬运时
所体现的抵抗能力。
其中特指土壤在面对雨、风、径
流等条件下的抵抗分散、悬移的能
力。面对不同环境条件下的能力可以
用不同的量来描述。如可以利用单位
面积的溅蚀量来反映土壤在抵抗雨滴
击溅方面所展现的能力；同时利用单
位体积的土壤的崩解速率来反映土壤
在面对径流冲击分散时的能力；土壤
抗腐蚀能力的主要影响因素包括土壤
类型、结构、质量好坏、有机质的含
量、土壤中所含根系的丰富程度。
另外，土壤抗腐蚀能力还与其土
壤上部覆盖物的类型、规模以及数量
有关，以上这些参数可以准确反映土
壤在某些条件下的抗腐蚀能力。而土
壤抗腐蚀能力对于海盐渍水区水土保
持的作用可以进行准确有效的反映。
研究中运用侵蚀模数来表示土壤
在一段时间内受到风力与降雨作用而
出现的流失量。
土壤抗腐蚀能力的指标根据不同
类型有着不同的反映，其中，根据无
摘要：本文针对海盐渍土建立水土保持研究机制，设置分区实验田，选用一定剂量的聚丙烯酰胺进行研究，在实验田内选择高
羊茅、黑麦草、狗牙根三种草类，研究不同植被下土壤的水土保持效果，分别从土壤抗腐蚀能力、土壤腾发量、雨水截留、土壤持
水能力四个层面进行研究，取得了海盐渍土水土保持作用方面的一定研究成果。
关键词：海盐渍土区；水土保持；抗腐蚀能力；抗腐蚀能力
中图分类号：S157 文献标识码：A 文章编号：2096-4595（2020）02-0095-0003
作者简介：石建华，生于1986 年，本科，初级工程师，研究方向为水土保持与荒漠化防治。
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发 现 DETECTION 区域治理
机黏粒类的分类可以将其分为X1、
X2、X3、X4 等四类指标，其中X1 是
指粉黏粒含量%（<0.05mm），X2 是
指物理性黏粒含量%（<0.01mm），
X3 是指土壤中的胶粒即细黏粒含量%
（<0.001mm），X4 是指结构性颗粒
指数，计算公式为细黏粒含量/ 粉粒
含量。针对微团聚体类的指标来说，
其指标主要有团聚状况%、团聚度%、
分散率% 以及分散系数% 等类型。而
对于水稳定性聚体类的指标来说，其
指标主要有水稳性团粒含量、水稳性
团粒含量以及平均重量直径等类型。
有机质类的指标主要有有机质含量一
类，土壤结构分形特征类的指标主要
有土壤机械组成分形维、微团聚体组
成分形维、土壤团聚体组成分形维以
及土壤水稳性团聚体组成分形维等指
标。通过检查不同地区的土壤侵蚀厚
度，经过草的种植可知，黑麦草侵蚀
模数最大，高羊茅其次，狗牙根最小。
黑麦草在生长的后期阶段，容易
出现部分成熟萎缩现象，不利于草水
土保持良好效果的达成。狗牙根在生
长过程中紧贴地面，对土壤具有较强
的抓牢效果，因此一旦遇到降雨不易
出现由于雨水滴溅而导致的水土流失
现象。因此狗牙根与高羊茅相比具有
小1.74—3.02 倍的侵蚀系数[2]。
在海盐渍土中针对同一个草类品
种运用不同剂量的聚丙烯酰胺，研究
其水土抗腐蚀能力。低剂量土壤侵蚀
模数为524.1—1128.4t/km2， 中剂
量土壤侵蚀模数为113.8—454.1t/
km2，高剂量土壤侵蚀模数为87.4—
282.7t/km2。
在同一类的海盐渍土草类种植
下，随着聚丙烯酰胺使用剂量的增加，
土壤抗腐蚀能力也随之不断提升，具
有较为良好的水土保持效果。但是从
聚丙烯酰胺自身单位质量分析，单位
质量的聚丙烯酰胺的水土保持效益逐
渐下降[3]。
（二）分析土壤腾发量
腾发量是判断海盐渍土水土保护
效果的重要指标之一，能够判断在自
然状态下土壤的水分消耗情况。土壤
腾发量的研究方法主要包括水文法、
微气象学法以及红外遥感法等类型。
其中，水文法又可以分为水量平衡法、
水分运动通量法以及蒸渗仪法。水量
平衡法是通过测定海盐渍水区在特定
时段内的降雨量、径流量以及土壤水
变化量等参数，并将此类参数代入至
水量平衡方程中求解，以此来获得该
区域的土壤腾发量数据。此方法可以
在非均匀下垫面以及不同的天气条件
下使用，但在参数测量等方面的精度
有待提高。
水分运动通量法是指对土壤中的
水分运动以及土壤的物理状况对腾发
量进行研究的方法，既可以通过土壤
剖面上层土壤水势的变化对腾发量进
行反映，又可以通过土壤含水量的变
化进行反映，但此方法的缺点在于降
水量过大或者水文较高时无法应用。
蒸渗仪法是将蒸渗仪放置在海盐渍水
区的土壤中，对土壤中的水分进行有
效调控，以此来模拟土壤蒸散的过程，
在此过程中对蒸渗仪进行称量，可以
得到较为准确的数据。此方法的优势
在于价格低廉、设备简单，但在降雨
等条件下的测量精度仍有待提升；微
气象学法是指通过气象学的方法对土
壤腾发量进行测定，具体操作方法包
括空气动力学方法、涡度相关法以及
波文比能量平衡法。空气动力学方法
是指近地面层温度、水汽压和风速等
物理属性在大气传导性的影响之下，
体现在温度、湿度、风速的梯度以及
廓线等方面，技术人员可以利用方程
或积分公式对土壤腾发量进行测定。
但此方法对观测区域的要求较高，特
别是针对非均匀下垫面或粗糙度很大
的植物覆盖情况下，此方法的测定精
度无法得到保证。涡度相关法是利用
涡动通量仪来进行下垫面显热以及潜
热的湍流脉动值的测定计算，再由相
应的计算公式对其腾发量进行计算。
但此方法在某些特定条件下的观测误
差较大。波文比能量平衡法是指在假
定热量交换系数等于水汽的湍流交换
系数的情况下，将波文比代入至能量
平衡方程中求解，从而求得土壤腾发
量。但对仪器的精度要求较高。针对
同一草种研究其土壤腾发量情况，可
得出对照状态下的土壤腾发量大于低
剂量土壤腾发量，低剂量土壤腾发量
大于中剂量土壤腾发量，中剂量土壤
腾发量大于高剂量土壤腾发量，可见
聚丙烯酰胺的施加对土壤腾发量具有
一定的抑制作用。
高羊茅、黑麦草属于株型较大的
草种，与株型较小的狗牙根相比，具
有更大的腾发量。
叶面蒸腾与颗间蒸发共同构成了
腾发量，株型较大植被在生长的后期
阶段，具有较强的地表覆盖能力，能
够显著控制土壤的棵间蒸发量，但是
同时叶面蒸腾具有较大的蒸发量，因
此总体上出现了较大的蒸腾量，显示
了在土壤蒸腾量研究中，草类株型所
起到的影响作用[4]。
（三）分析雨水截留
自然降雨过程中雨水截留效果与
水土保持之间有着紧密联系，同时与
聚丙烯酰胺施加量以及草类品种之间
有着紧密联系。在同样的降雨条件下，
高羊茅截留能力大于狗牙根，高羊茅
与黑麦草的截留能力较为相近。研究
同一草种的截留能力，能够看到，高
剂量截留能力大于中剂量截留能力，
大于低剂量截留能力。并在草类生长
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区域治理 DETECTION 发 现
的前期阶段表现得较为明显。土壤下
渗量与地表牧草拦截量共同构成雨水
截留量。可见株型与草类的截留能力
之间有着紧密联系。
黑麦草与高羊茅具有较大的株
型，叶片较为茂密，但是与株型较为
矮小的株型相比，具有更强的雨水截
留能力。聚丙烯酰胺不同的施加剂量
对此也有一定影响，海盐渍土在0—
5g/m2聚丙烯酰胺施加剂量的范围内，
随着施加量的增加，土壤下渗能力也
随之增强。
在草类不同的生长阶段具有不
同的表现，在草类生长的初期阶段，
发育尚不完全，此时对雨水的截留
能力较为有限，而土壤的下渗能力
发挥着主要作用。在草类生长的后
期阶段，随着植被的逐渐发育，其
雨水截留能力也随之逐渐提升。此
时雨水截留量的主要影响因素转变
为草类株型的变化[5]。
（四）分析土壤持水能力
土壤吸持的水分主要是指土壤颗
粒物的分子引力所吸持的水分或者土
壤颗粒孔隙之间的毛细管引力所吸持
的水分。因此，土壤持水能力直接影
响土壤的物理性质，对于土壤在养分
溶解、微生物活动以及养分转移等方
面也有较大的影响。影响土壤持水能
力的主要因素包括土壤结构、类型、
有机质、土壤粘粒含量、土壤总孔隙
度以及毛管孔隙度等因素。其中，就
土壤结构来说，其是基于土壤中所含
有机质或矿物质等成分的变化而变
化，尤其是土壤中有机质含量的增加
会使土壤结构出现不同层次的多孔小
单元，从而在一定程度上改变土壤结
构，进而影响其土壤持水能力。就土
壤粘粒来说，其粘粒含量或者粘粒比
的变化会对土壤持水能力造成较大影
响。当土壤中粘粒含量增加时，粘粒
比也会相应的增加，土壤粘粒中所含
的电荷量就会增加，从而帮助土壤吸
持更多的水分子，增强土壤持水能力。
而土壤中的盐分含量也是影响其持
水能力的重要因素，一般来说，盐分
含量越高的土壤其持水能力越差。据
有关研究表明，在压力膜处于30—
50kpa 的压力之下，土壤盐分含量与
持水能力呈现负相关的状态，此项研
究结果可以有效说明土壤盐分含量与
持水能力的关系，同时这也为土壤持
水能力分析提供了途径。在对海盐土
壤持水能力的判断过程中，主要根据
土壤的水分散失情况，聚丙烯酰胺施
用剂量与土壤水分逐日散失量之间有
着紧密联系。高剂量土壤水分逐日散
失量大于中剂量大于低剂量。随着测
定天数的增加，不同剂量之间的差
异逐渐缩小。1—5 测量天数内，土
壤水分逐日散失量为4.69—3.19g/
d，在测量天数增加至6—15 天情况
下，土壤水分逐日散失量逐渐降低
至2.94—1.28g/d，在超过16 天时，
土壤水分逐日散失量降低至1.23—
0.24g/d。
通过这一分析能够看出，在测量
天数逐渐增加的情况下，累计散失率
也随之增加，在实验的末期阶段逐渐
趋于平缓状态。低剂量逐日散失量大
于中剂量逐日散失量大于高剂量逐
日散失量。这主要是由于土壤孔隙
率、逐日散失量、饱和含水量与散
失时长之间有着密切的关系。随着聚
丙烯酰胺使用剂量的增加，能够增加
土壤中团聚体数量，提升孔隙率，增
加饱和含水量。随着聚丙烯酰胺使用
剂量从0—5g/m2 范围内逐渐增加，
土壤饱和含水量逐渐从45.73g 增加
至50.81g，增加至54.08g，最终增
加至56.33g。显示出随着聚丙烯酰
胺使用剂量的增加，土壤饱和含水量
也随之显著增加。但是使用中应该将
聚丙烯酰胺使用剂量控制在0—5g/m2
范围内。
三、结束语
本文通过对海盐渍土水土保持情
况的分析能够看到，通过添加聚丙烯
酰胺使用剂量，对水土保持能够起到
良好的效果。考虑到单位水土保持效
益，可以采用5g/m2 低剂量施用方式。
聚丙烯酰胺使用量对雨水截留量、土
壤腾发量以及水分散失情况均具有一
定影响。通过聚丙烯酰胺的添加，能
够抑制27.7%—40.0%土壤中腾发量。
能够有效提升土壤的持水能力。在
牧草的生长初期，能够截取165.%—
33.8% 水量。在草类的后期生长阶段，
土壤水土保持的影响因素逐渐转化为
株型。通过本文研究可知，在盐渍土
水土保持方面可以充分利用聚丙烯酰
胺与草类达到良好的水土保持效果。
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