盐分对极干旱土壤水分垂直分布与运转的影响.PDF

土 壤 (Soils), 2011, 43 (5): 809~816 ① 盐分对极干旱土壤水分垂直分布与运转的影响 1,2 1,2,3 1,2 3 李红寿 ，汪万福 ， 武发思 ， 安黎哲 （1 敦煌研究院保护所，甘肃敦煌 736200 ； 2 古代壁画保护国家文物局重点科研基地，甘肃敦煌 736200 ； 3 兰州大学生命科学学院，兰州 730000 ) 摘 要： 通过对莫高窟戈壁土壤中主要盐分的检测和理化特性分析，发现在极干旱地区，土壤盐分对土壤水分的垂直分布 产生了重要影响。以芒硝为代表的结晶盐分，其含量分布和理化特性与土壤水分分布非常吻合。0 ~ 20 cm 以无水盐分（Na SO ） 2 4 为主，水分含量较低，是盐分集聚层；在 20 ~ 50 cm 以结晶盐分（Na SO ·10H O ）为主，水分含量较高，是盐分析出层；50 cm 2 4 2 以下以膜状水盐溶液为主，水分含量较低。与附近含盐量较低的流沙相比，盐分使戈壁土壤的水分含量增大了 10 倍以上，在热 动力学作用下使浅层土壤水分的活动能力大大增强，对 GSPC 系统水分的垂直运转和潜水蒸发产生了重要影响。这为极干旱区利 用潜水进行生态恢复提供了新的可能，对莫高窟的文物保护也具有重要意义。 关键词： 盐分；土壤水分；芒硝；极干旱地区 中图分类号： S152.7 ；S153 土壤盐分对浅埋潜水的运移与蒸发有重要的影响 为此，笔者在借鉴文保领域水-盐研究成果的基础 - [1 3] ，在干旱地区，盐分对土壤水分和植被的影响不可 上检测盐分，根据相关盐分的理化特性对土壤水分的 - 忽视[4 6] 。但在极干旱地区，由于降水稀少，气候干燥， 影响进行分析，探讨盐分在极干旱区土壤水分中的作 潜水的毛细管运输中断，土壤水分的含量极低，通常 用与活动机理，为生态恢复与重建提供科学依据。同 处于萎蔫系数以下，绝大多数植物难以存活，形成了 时，在窟顶戈壁进行土壤盐分-水分的相关性研究，无 - 荒漠化土地和生态链的断裂[7 10] 。因缺乏生态价值，目 疑可为科学认识洞窟水-盐耦合运移提供参考，对石窟 前对典型干旱土壤的水-盐耦合研究相对较少。但在文 类文物的保护具有积极意义。 物保护领域，因为保存上的特殊要求，对低湿环境下 - 1 材料来源与研究方法 的水-盐耦合研究已进行得较为深入[11 13] 。然而近年来 笔者在极干旱区的敦煌莫高窟进行的拱棚实验表明， 为了有效保护莫高窟文物，长期以来敦煌研究院 虽然该区潜水埋深较深（＞200 m ），但仍然存在潜水 对洞窟围岩及外围土壤的盐分、水分进行了较大