土壤学研究方向范例(3篇)
时间：2024-05-01
时间：2024-05-01
关键词：农田；氮素流失；迁移转化；模型
中图分类号：S158.5
文献标识码：A文章编号：1674-9944（2016）20-0011-02
1引言
氮是植物生长所必需的营养元素，施用氮肥是补给土壤氮素和维持土地生产力的主要措施。但是由于我国科学施肥水平整体不高、部分地区盲目施肥现象严重，不仅增加农业生产成本，降低生产效益，而且还造成了一系列的生态环境问题，如土壤养分失衡、地表水富营养化、地下水硝酸盐含量增加等[1]。为了进一步弄清土壤氮素行为对农业面源污染的影响程度，定量描述农田氮素地表径流流失问题，为面源污染治理与防治提供理论支撑，近年来，土壤氮素流失规律的研究逐步成为一个热门。本文通过探讨氮素在土壤中的横向和纵向迁移规律，以及农田氮素流失的模型化研究方法，为示范区面源污染治理与防治，减少地表水体富营养化问题提供理论依据。
2土壤氮素流失规律及研究进展
土壤中的氮素来源有多种渠道，主要来自于施肥、生物固氮、雨水和农业灌溉水，后二项对土壤氮素含量贡献一般很小，施肥是农业耕作土壤中氮素的主要来源，对于自然土壤而言，微生物固氮是土壤氮素的主要来源。农田中施用的化肥一部分被作物吸收，一部分残留在土壤中转化成有机氮或被土壤吸附形成固定态铵[2]，另外一部分则通过不同的方式流失掉。土壤氮素流失过程实质是土壤表层土壤与降雨、径流的相互作用过程，表现为两种形式：①由于降雨引起地表径流，土壤中的可溶性氮素随着径流流失，最终汇入河道中造成水体富营养化；②地表径流中的水分下渗，土壤中的可溶性氮素随之一起往土壤深层迁移，污染地下水，当遇到不透水层时，渗漏淋溶的水流会以壤中流的方式流入地表水。
2.1坡地地表径流流失
影响土壤氮素径流流失的因素有很多，包括自然因素和人为因素。自然因素包括气候、地形地貌、土壤和植被等，是影响氮素径流流失的主要因素，例如吴希媛等[3]的研究结果发现，在相同坡度下，降雨强度与氮素径流浓度和流失总量呈正比例关系，尤其在裸地，植被覆盖度较低的情况下，这个关系更加明显。霍洪江[4]研究了不同坡度（7°，10°，18°）的径流小区降雨产流及氮素地表径流输出的形态及通量，结果显示，坡度对径流中氮素浓度的影响不明显，但是对氮素流失通量影响显著，其累积氮素流失量从大到小顺序为18°、10°、7°。Weier[5]研究认为植被覆盖度可有效的减少土壤侵蚀，进而减少地表养分的流失。张兴昌等[6]在其研究不同植被覆盖度对流域氮素流失的影响中指出，全氮流失量与植被覆盖度成负相关关系，随植被覆盖度从0%增加到60%，全氮流失量从7.51t/km2减少到0.81t/km2。这可以解释为由于植被覆盖增加了地面的粗糙度，使汇流速度减慢，增加了入渗时间，进而减弱了径流侵蚀能力造成的。
人为因素也是影响氮素径流流失的重要原因，主要包括土地利用方式不同和耕作管理模式两个方面。Mander等[7]的观点是，不同尺度的区域下主要影响因子不同，在小流域中，氮素流失主要受农业化肥的施用影响，在较大的流域面积中，土地的利用模式起决定作用，合理的优化土地利用模式可以显著减小流域内氮素的流失量。在不同的土地利用类型，相同的降雨条件下，于兴修等[8]的研究发现各种土地利用类型的初始产流时间、径流增长率、积累径流流量和氮素的流失过程等均有明显不同，随着时间的增加，积累径流量依次是稻田>桑园>竹林>草地>菜地，地表径流水中总氮的流失量桑林最大，水田最小。付伟章[9]通过实地监测多场天然降雨下农田养分流失情况，得出与空白不施肥相比，施肥会显著增大农田径流中氮素浓度和流失量，与普通尿素相比控释尿素可有效降低15%～25%的氮素流失量。
2.2土壤氮素淋溶流失
土壤中氮素的淋溶流失是农田氮素损失的重要途径，全球施入土壤的氮肥中，按照质量分数计算，大概有10%～40%是通过土壤淋溶的方式进入地下水的。
氮素淋失受气候、土壤、植物、施肥等多种因素的制约，但概括而言，受土壤水分下渗的影响最大。土壤中的水分是农田氮素向下淋溶和迁移的载体，其主要受降雨和灌溉的影响。国外学者SingandSekhon[10]的研究表明，高水量灌溉且两次灌溉之间间隔时间较长，可以导致大量未被作物利用的硝态氮淋失到根区土壤以下。Toufiq[11]研究了小麦地的硝态氮垂向和侧向的渗漏规律，结果表明，在小麦播种期最易发生氮素的损失，且以土壤淋溶的方式为主，农业灌溉模式增大了硝态氮在土壤中往下渗漏的强度。国内学者王辉、王全九等[12]研究了黄土坡的氮素淋溶过程，发硝态氮的淋溶深度和累积淋失量与降雨量与呈正相关关系，大概每4mm的降水量会使土壤中硝态氮往下迁移1cm。
2.3土壤氮素迁移转化机理与模型研究进展
土壤中氮素运移转化机理的研究是建立在土壤溶质运移理论的基础上的，Lapidus和Amundson在20世纪50年代初首次提出一个类似于对流-弥散方程的模拟模型，但未对模型的推导过程和物理意义做任何解释。Scheidegg在假设土壤均质和稳态流条件下，推算出用概率密度函数来反映溶质的运移规律[13]。20世纪60年代初，Nielson和Biggaz在总结前人理论的基础上，系统的论述了对流-弥散方程的合理性，同时通过实验来解释和说明土壤溶质运移过程，由此奠定了CDE方程作为土壤溶质迁移研究的基本方程和经典方程的地位[14]。70年代开始，对于土壤溶质运移的研究从实验室走向了田间，在田间应用时出现了理论结果与实测值不吻合的问题。为解决这个问题，美国加州大学的Jury教授1982年提出了随机传输函数模型，也称为“黑箱模型”，用于模拟田间非饱和土壤溶质运移过程[15]，该模型不能反应土壤溶质运移机理，只是通过统计溶质从土壤表面迁移到土壤剖面某一深度的时间，然后用所需时间的概率分布函数来推导在某一时刻某一剖面深度处溶质的浓度，用概率函数的方法来描述溶质在土壤中的运移过程。由于土壤裂隙、虫孔、不动水体等事实存在，又在土壤溶质运移模型中发展了动水-不动水体两区模型等模型[16]。为完善CDE模型，如何求解溶质迁移的关键参数成为一个重要课题，国外学者为此做了很多研究，提出用穿透曲线法估算水动力弥散系数，用极大拟然法估算溶质运移参数等。
土壤水分和氮素迁移建模方面经过多年研究，也取得很多成果。如美国盐土实验室[17]开发的Hydrus-1D水氮联合模型，可以模拟非饱和土壤中一维水分、热和溶质的运移过程；美国康乃尔大学[18]研究开发的LEACHM模型，采用对流-扩散方程作为控制方程，可以定量描述土壤中水分、氮素和农药的迁移转化过程；美国国家盐土实验室开发的SWMS-2D模型[19]，主要功能是模拟饱和-非饱和土壤中水分和溶质的二维运移过程；以及专门用于评估氮循环对环境影响的SUNDIAL系统[20]等。但这些数学模型分别是在不同的试验条件下提出的，在模型的构成和过程考虑上侧重点各有不同，适用范围都受到严格的限制。
3存在问题与展望
国内有关氮素运移转化规律的研究起步较晚，在建模方面还处于模型引进、应用阶段，少部分已经达到了改进阶段，还没有能力独自建立适合中国现状的机理模型。
农田系统中氮素行为的研究已有近百年的历史，涉及的内容广泛全面，但由于其在农业生产上的重要地位，加之与人类生存环境密切相关，因而这方面的研究需要继续深入。今后要重视以下几方面的研究工作：①要重视田间实验的综合研究，定量化研究氮素的各种转化和去向；②定量化研究根系吸肥吸水的规律，了解根、水、肥三者的时空耦合性，确定植物生长期的最佳水氮条件；③土壤中氮素管理需协调农业发展与环境保护的关系，以现代农业的“高产、优质、高效、安全、生态’，为目标；④加强对土壤―作物系统中氮素行为的模拟研究，建立完善的氮素模型；五是将氮素各过程综合定量化研究并结合最新精准施肥和配方施肥的研究成果直接对农业生产提供指导。
参考文献：
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目前普遍认为转基因作物外源物质进入土壤的途径主要有2条：一是通过转基因作物遗留在田间的植株残体及花粉向土壤中释放，这是外源蛋白进入土壤的主要途径。二是通过转基因植物根系分泌物进入土壤。如秸秆还田的耕作方式为外源蛋白进入土壤提供了有利的条件［46－55］。Bt蛋白通过根的分泌作用而进入土壤，已经在很多转基因作物（如Bt抗虫棉，抗虫玉米等）的研究中有报道，并且其在土壤中的含量各不相同［5，7，47，56－57］。WANG等［58］通过3年的田间和水培实验，利用酶联免疫反应的方法，研究了两个转Bt水稻“明恢63”和“汕优63”中释放的Cry1Ab／1Ac蛋白在土壤中的积累和转移变化。研究发现在水稻生长期，种植转Bt基因水稻的稻田水中能检测到Cry1Ab／1Ac蛋白，而种植非Bt水稻稻田水中未检测到该蛋白，并且在转Bt水稻根际土壤中该蛋白的含量达到149ng／g，明显高于非Bt水稻根际土壤中基本水平。盆栽种植实验结果也证明了转Bt基因水稻能通过根系分泌物向土壤中导入杀虫晶体蛋白，而且不同生长期的含量不同［49，51－52，54，59］。另外，王洪兴等［60］在实验室条件下将转Bt基因水稻秸秆埋入土壤后发现在其降解过程中，Bt毒蛋白浓度在前两周迅速下降，随后降解速度变慢，17～53d期间Bt浓度基本维持在6728～6196ng／g的水平［61－62］，说明了转基因外源物质可以通过植物残体进入土壤，而且其导入量明显大于根系分泌的导入量，这也验证了转基因作物植株残体向土壤中释放外源物，这是外源物进入土壤的主要途径。也有报道Cry1Ab蛋白在转Bt水稻整个生长过程中，会在根际土壤中积累［63］。
2转基因水稻对土壤理化性质的影响特点
土壤是植物生长发育的主要载体，土壤理化性质是评价土壤质量的重要指标［64］。土壤的理化性质一般分为土壤物理性质和土壤化学性质，土壤物理性质包括土壤pH值，含水率，电导率等；土壤化学性质则包括土壤中各元素的含量（其中最主要是N，P，K这三大养分）和土壤酶性质［65］。根际是植物与土壤最直接的相作区域，土壤中很多难溶的养分元素，可通过植物根系分泌物的作用转化为有效养分。当外源基因插入后，转基因植物根系分泌物的化学组分和含量极有可能发生变化［66］，从而对土壤理化性质如团聚体的大小和分布、pH、阳离子交换量及吸附性能产生影响［50，52，54］。另外，转基因植物在农艺性状和化学成分等方面与亲本非转基因植物之间也会存在较大甚至显著差异［55，67－69］，这些差异可能会使植物组织在土壤中的自然降解、土壤有机质含量等方面发生变化，从而影响土壤理化性质［50，52，54］。有研究表明，与非转基因亲本相比，克螟稻（转Bt水稻）根系分泌物中有机酸（主要为酒石酸）的含量显著降低［70］，导致作物根系土壤pH值升高，进而影响对酸性pH值敏感的微生物调控过程（如硝化作用）的速率和土壤营养元素的释放［52，54］。此外，种植转Bt基因水稻后，土壤酶活性发生了显著变化，且变化幅度与土壤酶的类型以及转Bt基因水稻所处的生长发育的阶段有关［59］；与非转基因对照组相比，转Bt基因水稻种植15d，土壤脲酶活性降低了247％，土壤酸性磷酸酶活性提高了891％，土壤芳基硫酸酯酶活性有所下降，而脱氢酶活性有所增加，但差异不显著［49，53，55，59，69］。吴伟祥等［71－74］相继报道了水淹条件下转Bt基因水稻（克螟稻）秸秆还田对土壤酶活性的影响，其研究结果表明，与同期的亲本水稻秸秆相比，孕穗期和成熟期克螟稻秸秆对磷酸酶活性的影响不大，但对脱氢酶活性的影响非常显著，并且存在差异；而在非水淹条件下，克螟稻秸秆还田对土壤蛋白酶、中性磷酸酶、脲酶活性和土壤呼吸强度虽然没有显著性影响，但在培养过程中前63d内土壤脱氢酶活性明显高于对照处理，之后两种秸秆处理间的土壤脱氢酶活性差异逐渐消失［49］。也有一些文献报道，转基因水稻对土壤理化性质没有明显影响。LIU等［75］报道，在整个生长过程中，转基因水稻植株对根际土壤酶活性和微生物组成没有影响。WEI等［76］利用DGGE法，通过分析了转Bt基因和非转基因水稻生长发育各时期的土样，结果表明，转基因水稻对土壤脱氢酶、蔗糖酶、多酚氧化酶、酸性磷酸酶、脲酶以及酵素均没有显著性影响。从以上的这些研究结果可以看出，转基因水稻对土壤理化性质的影响还没有确切性的结论，这也体现了转基因水稻对土壤理化性质影响的复杂性以及对这方面风险评价的必要性。
3转基因水稻对土壤动物的影响特点
土壤动物是土壤生态系统的重要成员，扮演着土壤物质循环、提高土壤肥力、改善土壤理化性质、维护土壤生物群落的角色，同时也在土壤质量评价、污染监测、污染土壤的生物修复等方面发挥着重要作用。然而，转基因作物向土壤中产生的外源物质（如Bt蛋白）很容易与土壤活性颗粒集合，在土壤中持续保留［77］，并且Bt毒素能够从非靶标物种传递到更高营养级生物［78］，因而可能对土壤动物产生毒害，进而影响土壤生态系统的稳定。吴刚［79］等以“华恢1号”为实验材料，研究了转Bt基因水稻对土壤跳虫、线虫和螨类种群数量的影响，结果表明，转Bt基因水稻可显著降低长角跳科长角跳属跳虫、中杆属线虫和尖棱甲螨科尖棱甲螨属螨类种群数量，能显著增加等节跳科原等属跳虫、钩唇属线虫种群数量，而对其他属的跳虫、线虫和螨类种群数量无显著影响。戚琳［80］等通过研究转基因水稻HH1，T2A1，T1C19对土壤微生物学性质及线虫数量群落组成和生态指标的影响，指出不同转Bt水稻品种对土壤线虫数量营养类群组成、植物寄生线虫成熟度指数均没有显著影响；而转Bt水稻T2A1和HH1结构指数SI均显著增加，这些结果表明，转Bt水稻对土壤生态系统结构和功能在短期内有显著影响。BAI等［81］进行了大田和实验室评价后，揭示转Bt水稻对弹尾目昆虫及其天敌没有负面影响。从目前的研究结果可以看出，转Bt水稻对土壤动物的影响可能存在选择性，不同类型的土壤动物所受影响各异。
4转基因水稻对土壤微生物的影响特点
土壤微生物是维持土壤生物功能的重要组成部分，参与有机质分解、腐殖质形成、养分转化和循环等多种土壤生化过程。微生物功能和群落结构的变化是土壤环境评价不可缺少的重要生物学指标［49］。ANGLE曾强调转基因作物风险评价的重点是土壤微生物，因为它们是检测土壤生物种群变化的最敏感指标［82－84］。当土壤中的生物体通过捕食、竞争或共生等相互影响，使敏感生物的快速反应达到一定程度后，会引起其他生物的连锁反应，从而影响整个土壤生态系统［69，82－83］。目前最常用于土壤微生物多样性和生态学的技术主要有：变性梯度凝胶电泳（denaturinggradientgelelectrophoresis，DGGE）［6，85］、扩增性核糖体DNA限制酶切片段分析（amplifiedribosomalDNArestrictionanalysis，ARDRA）［86］和末端限制性酶切片段长度多态性（terminalrestrictionfragmentlengthpolymorphism，TRFLP）［87］。这些技术和方法的采用，使得在土壤微生物多样性、微生物种群的结构和功能、土壤微生物与污染土壤的相互作用及影响等多领域的研究上得以突破，为评价转基因作物对土壤微生物的影响提供了有力的技术支撑。近年来，转基因水稻对土壤微生物的影响常见报道。陈晓雯等［88］通过PCRDGGE和Biolog技术分析了转Bt基因水稻对土壤微生物群落结构及功能的影响，结果表明，在水稻不同生育期，转Bt基因水稻与其对照对土壤细菌数量、土壤微生物遗传多样性及功能多样性的影响存在一定差异，但这种差异并不持久。GLANDORF等［89］研究发现，由于抗真菌和细菌蛋白会残留在根际土壤中，腐生型土壤细菌的数量会受到影响，导致转Bt基因作物在一定程度上改变土壤微生物的群落构成、微生物数量及其活性［49］。王洪兴等［60］研究了转Bt基因水稻秸秆降解对土壤真菌和细菌所产生的影响，结果表明转Bt基因水稻秸秆降解会显著增加这两种菌类，而会显著降低放线菌和反硝化细菌活性。此外，还有研究表明转Bt基因水稻秸秆对水田土壤反硝化细菌和产甲烷细菌种群的抑制作用显著，对厌氧发酵细菌种群具有明显的刺激作用，但对厌氧固氮细菌种群的刺激作用却低于显著水平［90］。转基因作物之所以会对特定微的土壤生物产生显著影响，可能是因为转基因植株的生理生化特性以及表达产物化学和生物学特性的改变而造成的［91－93］。有些研究表明，转基因水稻对土壤微生物没有影响或影响不显著。CHUN等［94］通过TRFLP的方法对原卟啉氧化酶抑制剂类除草剂转基因水稻（PPOtransgenicrice）有关细菌和真菌群体进行了评价，研究发现在转基因稻和非转基因稻间并未发现存在微生物群落组成和多样性指数差异，从而表明转基因作物对稻田土壤微生物群落没有负面影响。吕新等［95］研究表明外源抗真菌基因的导入对水稻根际土壤中真菌群落数量和群落结构均没有明显影响。也有报道虽然转Bt水稻对微生物没有负面影响，但是对土壤真菌群体的组成有显著差异，意味着转Bt水稻对非靶标微生物有潜在的影响［75，96－97］。
5结语
关键词：WET；土壤电导率；全盐量；盐渍土；银北地区；分布特征
中图分类号：S156文献标识码：A文章编号：16721683（2013）03005705
土壤是人类赖以生存以及一切社会生产活动的基本条件[1]，近年来，土壤盐渍化问题已成为当今全球最为严重的生态环境和社会经济问题之一，正严重威胁着人类的生存与发展[2]。宁夏中北部的黄河灌区，由于长期不合理的灌溉方式，致使地下水位居高不下，土壤盐渍化问题尤为严重，已经成为影响宁夏农业生产的重要问题之一，急需治理改良[3]。自20世纪60年代以来，有关部门在银川平原做了大量的勘察研究工作，分析研究了土壤化学和地下水、地表水的水化学问题以及土壤化学问题，在关于水化学之间相互作用关系，以及土壤盐渍化的成因、发展和演化过程、影响因素与改良利用措施等方面取得了许多成果[46]。从第二次土壤普查开始，多数地区采用了电导法测定土壤的水溶盐含量。随着测试仪器的不断更新完善，土壤电导率的测试更加简便快捷，温度、电极常数的校正直接在仪器上完成，但是在宁夏地区缺乏水溶盐含量与其电导率之间相关性的研究，常采用经验公式来换算，导致结果存在较大误差[7]。
本研究在宁夏首次应用了WET土壤水分温度电导率速测仪（以下简称WET）测试了银川平原北部地区（简称银北地区）土壤的电导率等参数，对土壤盐渍化进行了评价，通过与以往研究成果的对比分析，探讨基于WET的土壤盐渍化研究方法的可靠性和准确性。
1区域概况
银北地区位于银川平原北部，地处黄河中上游，介于东经105°57′40″-106°52′52″，北纬38°26′60″-39°14′09″之间[8]。区内地势西高东低，地形地貌按成因、形态划分为堆积剥蚀地形、风积地形和堆积地形三种[4]。银北地区地处西北内陆，属典型的大陆性气候。多年平均气温9.69℃，年平均降雨量187mm，年蒸发量1774.25mm。研究区为新生代形成的断陷盆地，含水层类型主要为松散岩类孔隙水。地下水的补给来源主要包括：引黄渠系渗漏、灌溉入渗补给、大气降水补给、侧向径流补给及洪水散失补给，其中引黄渠系渗漏及灌溉入渗补给是地下水最主要的补给源，其补给量占到了地下水总补给量的80%以上。地下水径流整体上为自西南向东北。地下水在径流过程中，一部分以蒸发和人工开采的形式排泄，一部分则以侧向径流形式流向排水沟和黄河，其中蒸发排泄量占总排泄量的76%以上。
银北地区属银川平原北部引黄自流灌区，区内具有两千多年的农业灌溉和生产历史，农业灌溉主要依靠黄河水，现有唐徕渠和惠农渠两大干渠从黄河引水灌溉[9]。年复一年地大量引用黄河水，其所携带的相当数量的可溶盐在灌区累积，使土壤含盐量逐渐增高[10]。同时由于降水稀少，蒸发量大，灌区部分地区地下水位居高不下，引发盐分向上层土壤迁移，最终在土壤表层聚集，又加剧了土壤盐渍化的程度，严重影响和制约了区内生态环境、农业和经济的可持续发展[11]。
2研究方法与数据采集
2.1WET土壤水分温度电导率速测仪的工作原理
土壤电导率这一参数包含着丰富的信息，它能够反映土壤品质和物理性质，也是反映土壤电化学性质和肥力特性的基础参数。WET土壤水分温度电导率速测仪由英国deltat公司生产，主要由探测设备（WET传感器）和读取设备（HH2）两部分组成（见图1），在土壤学及园艺学等领域WET被广泛应用。
WET传感器可直接测量介电常数E（ε）（permittivity），土壤整体的电导率或导电性ECb（bulkelectricalconductivity）和温度（temperature）。其中土壤整体的电导率或导电性，是孔隙水电导率、土壤颗粒电导率、土壤水分和土壤成分总体作用的结果。通过对这些数据的测量，结合土壤校正表可以推导出其它参数，如土壤体积含水率（volumetricsoilmoisture）和土壤孔隙水电导率ECp（porewaterconductivity）等，其中土壤孔隙水电导率与土壤孔隙水中不同离子的浓度和温度有关。
该仪器的工作原理是将WET探头插入土壤，由WET探头中间的一个探针向土壤发送20Hz的电磁波，由于土壤中的水分、电导率和各种化合物改变了WET发出的电磁波，WET探针再将改变的信号传送至HH2，通过校正HH2获得并读取各种数据（土壤水分、电导率、温度）。测量出的土壤水分含量的精确性取决于土壤的标定类型与所测土壤的类型及差异性。土壤孔隙电导率的精确性取决于土壤类型、盐分、水分含量以及探针插入程度。
在土壤体系中，土壤黏粒带有负电荷，并且吸附一定数量的电性相反的离子，所以可把土壤看成一种多孔聚合的电解质。当土壤体系处于外加电场的作用中时，也会像电解质溶液一样发生导电现象，土壤体系的导电性能主要取决于土壤中带电质点的数量，同时也受到土壤含水量的影响，而带电质点的数量直接取决于土壤的全盐量[12]。研究表明，盐对土壤电导率的影响比土壤含水率对土壤电导率的影响显著得多。对于农业土壤中最为常见的壤土，当土壤含水率在15%～30%之间变化时，土壤电导率的变化最为显著且近似呈线性关系；当土壤含水率超过30%以后，它的影响明显减小，这是因为土壤含水率已接近饱和限度的缘故[7]。作为影响电导率的两个最主要因素，相比之下，土壤盐分的影响远大于土壤含水率的影响，因此，在忽略土壤含水率影响因素的前提下，通过测量土壤电导率来估计土壤盐分的做法是有现实指导意义的。
2.2野外调查与样品采集
本文选取银北地区的惠农、平罗和贺兰为典型区域进行调查，时间为2010年7月23日-2010年7月27日。
采样前对研究区进行实地调研，参考土壤类型、土地利用类型、农作物种类、行政区划等要素，布设采样点与土壤测试点。最后将所有测试点和采样点在图件上标识出来，作为野外采样的工作底图。依据土壤采样方法，结合野外采样工作底图，用GPS定位，将采样点位坐标输入到GPS中，在各采样单元采样时，以1km为半径，进行测试或采样，测试点和采样点尽量分布均匀。
本次研究采用WET对银北地区的惠农、平罗和贺兰分别取测试点147、151、193个进行野外土壤含水率和电导率测试，测试点分布见图2。取42组土样，进行土壤全盐量分析。取120个水样点，进行水质分析，且同时进行了水位测量，取样点分布见图3。
3结果与分析
3.1基于WET的银北地区盐渍土空间分布测试结果对研究区所取土样进行室内实验分析后得出其全盐量值，及其对应野外测试点利用WET的测试结果如表1所示。通过对数据的整理与分析发现，当土壤含水率在15%～40%之间时，可以忽略土壤含水率影响因素，且土壤pH值与土壤温度的高低对土壤电导率并没有明显的影响。将42组土样全盐量数据与对应土壤电导率值进行线性拟合（图4），可以看出电导率与全盐量线性关系较好，线性方程为y=3621x+1069.774，相关系数达0.8448。根据电导率与全盐量的对应关系，将研究区其他测试点电导率转化为全盐量，以便进行分析。
图4土壤电导率与全盐量的关系曲线
Fig.4RelationshipbetweenECPandsalinity
从图4中可以看出，随着土壤全盐量的增加，土壤电导率值是缓慢增加的，即在含水率基本相同的情况下，电导率值大的土壤全盐量高。
我国盐碱土面积分布大、分布广，种类十分复杂，分级标准也因地区不同存在差异[5]，根据我国及有关区域盐碱土分级标准中宁夏引黄灌区土壤盐渍化分级标准（见表2），利用上述线性关系得到测试点的全盐量值，应用Surfer软件采用克里格插值绘制银北地区（惠农、平罗及贺兰）的土壤全盐量等值线图。
化土1盐土全盐量（%）11.0值精度，沿项目区做出一条人工边界来绘制银北地区的土壤全盐量分布图（图5）。由图5可以看出，银北地区中只有少部分地区属于非盐渍土，其余均为盐渍土，其中盐渍化严重的地区主要出现在惠农地区以及平罗北部地区。惠农地区的147个土壤测试点中，全盐量最大2.4%，一半土壤全盐量大于0.6%，惠农区中部地区盐渍化较严重，属于重盐渍土，其余区域均属于轻盐渍化区；平罗县的151个土壤测试点中，全盐量最大高达2.9%，其中黄渠桥和灵沙区部分区域土壤全盐量大于0.6%，属于重盐渍土，平罗其余地区大部分属于轻盐渍化区，少部分属于非盐渍化区；贺兰县北部也属于重盐渍化区，但不及惠农和平罗严重，193个土壤测试点中，全盐量最大1.7%，其中除了北部的常信地区盐渍化严重外，西部地区大部分处于非盐渍化区，东部大部分属于轻盐渍化区。
3.2银北地区盐渍土空间特征
针对银北地区土壤盐渍化问题已经进行了较多的研究，
2003年-2005年，《银川平原地下水资源合理配置调查评价》项目中，通过水文地质调查，查清了地下水系统的补给、径流和排泄的条件及其变化特征，系统分析了地下水循环系统的关联性及整体的统一性、区域性特征和规律，通过遥感解译、取样分析等手段，对银川平原沙漠化、盐渍化进行了历史的对比和分析研究[13]。2004年，吴学华，钱会等[14]在银川平原采取了88个土样进行可溶盐含量分析，绘制了银北地区表层土壤可溶盐含量分区图（图6）。根据所采水样测试数据，绘制了银北地区潜水溶解性总固体（以下简称TDS）分区图（图7）；同时，绘制了土壤盐渍化遥感解译结果图（图8），表示出了不同程度土壤盐渍化的分布区域。
4.1技术适用性分析
应用WET测试了银北地区土壤的电导率，并采取了53个土样进行全盐量分析，在将电导率与含盐量进行线性拟合后，把测试点的电导率全部转化为全盐量，据此对研究区的盐渍化分布情况进行了分析。研究表明，银北地区中只有少部分地区土壤属于非盐渍土，其余均为盐渍土，其中盐渍化严重的地区主要出现在惠农地区以及平罗北部地区。惠农区中部盐渍化最严重，平罗的黄渠桥和灵沙均属于重盐渍化区，贺兰北部盐渍化不及惠农区严重，但也属于重盐渍化区。
基于水文地质条件的土壤盐渍化研究表明地下水浅埋深和高矿化地区土壤盐渍化严重，在银北地区表现为惠农区的中北部区域、贺兰县北部以及平罗南部地下水位埋深浅、矿化度高，盐渍化土壤集中分布在这三个地区。
对比可知，基于WET的土壤盐渍化分布规律的研究与基于水文地质条件的研究结果大体一致。而且与以往研究相吻合，均显示出盐渍化区域主要分布于惠农区中部、平罗县和贺兰县的北部。因此，在土壤含水率、土壤pH值等相关参数变化不大的情况下，基于WET的土壤盐渍化研究在技术上是准确可靠的。
4.2基于WET研究土壤盐渍化的优缺点及应用前景分析通过利用WET测量土壤电导率来表示土壤盐分状态的方法，对土壤盐渍化进行研究不仅在技术上具有适用性，而且具有其它方法不可比拟的优越性，但也存在一定的局限性。
WET可以快速测量土壤的含水率和电导率，并且携带方便，使用便捷，精度高，实时性好，能够完整地获得当时当地的土壤盐分数据，为准确、快速决策创造了条件。在对盐渍化土壤地理分布特征进行区域性评价时，基于WET研究土壤盐渍化，既节省了成本，又大大减少了选用高精度遥感数据时所需处理的数据量，在调查初期宏观把握研究区的盐渍化分布情况时比较实用。但是，在测量过程中受土壤含水率、压实程度等因素的影响，土壤电导率的测试值在一定程度上会产生误差，影响分析结果。因此，使用时为了使测量结果准确无误，测量前必须要仔细阅读说明书；每次与电脑传输数据时，要先关闭HH2读数表；严禁手拿电缆插拔探头，插探头时不要晃动，异地测量或不用时要用清水将探头洗净并风干。如果土壤太硬或有石头要先用其它工具预打孔，以免损坏探针。不推荐使用WET去测量土壤的含水率，在纯水中它的读数也不是100%，因为它的主要目的是用于测量土壤电导率。
总之，WET为土壤电导率的正确实时测量和区域土壤盐渍化分布的研究提供了一种新的技术手段，可以广泛应用于土壤电导率测量中，确定土壤电导率与含盐量之间的定量关系，基于WET研究土壤盐渍化地理分布的方法将会得到普遍推广。
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