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什麼是「土壤鹽鹼化

上次的專欄中(什麼是「土壤鹽鹼化」?_初中版),筆者面向初中生或者初中文化水平的讀者們討論了一下「土壤鹽鹼化」,本期專欄會在其基礎上進一步分析。

4. 影響土壤積鹽的因素分析

上次講到淺層地下水會在蒸發作用下導致表層土壤積鹽,除此以外,還有沒有別的因素導致或者加劇土壤積鹽呢?請看下文分解。

4.1 地形對土壤積鹽的影響

不同地形地貌情況對土壤積鹽有很大的影響。例如圖6,在重力作用下,地下水會彙集到低洼地區,導致低洼地區地下水埋深較淺,就像泡在水中的海綿一樣,不停地蒸發水分,地下水中的鹽分就會積累到土壤表面,造成土壤鹽鹼化。因此,我國很多鹽鹼地出現在當地較低洼的地區以及盆地等。

圖 6 地形對土壤鹽鹼化的影響示意圖

4.2 地表平整度對土壤積鹽的影響

再次以海綿為例來說明問題。假設我們的海綿不平,中間有個凸起,如圖7所示。放在燈下之後,凸起的部分離燈光很近,所以溫度高,水分蒸發快;而平坦部分溫度相對較低,蒸發速度比較慢。長時間燈光照射後,水分子更傾向於向凸起部分運動,從溫度較高的地方蒸發,於是凸起部分的土壤表面就會有更多的積鹽,形成土壤表面的鹽斑。例如圖8所示,地表發白的地方主要是凸起部位,所以地面的起伏會加劇土壤的積鹽作用。

圖7. 鹽斑形成示意圖

圖8 地面鹽斑照片[1]

4.3 土壤質地對土壤積鹽的影響

不同的土壤特性不同,即使在同樣的氣候條件下,土壤的積鹽程度也差異頗大。為了更好的說明這個問題,筆者適當地對毛細現象做一些擴展。現在看圖 9,同樣的毛細現象,不同粗細的玻璃管中的水柱上升高度是不相同的。玻璃管越細,毛細現象越明顯。由於土壤是多孔介質,土壤的固體越粗糙,形成的毛細管就越粗;土壤的固體月細膩,形成的毛細管就越細。我們再請 「海綿君」 來親身示範。

圖9 毛細現象示意圖[2]

現在圖10中有兩塊海綿,左邊那塊很粗糙,即毛細管很粗;右邊那塊很細膩,即毛細管很細。在燈泡的加熱和毛細現象共同努力下,右邊那塊細海綿持續不斷的蒸發水分,最終在海綿表面產生積鹽現象;但是,左邊的粗海綿發生的不同的情況,由於粗毛細管的毛細現象不明顯,水分無法持續的上升到海綿表面,所以也就無法產生積鹽。於是,我們可以得出結論,土壤的質地越細,在同樣的氣候條件下,越容易產生地表積鹽。

圖10. 不同質地土壤積鹽示意圖

4.4 降雨對土壤積鹽的影響

以上論述的蒸發、地形與質地等因素都是對土壤積鹽做「加法」,自然界中也會做「減法」,這裡的減法就是指降雨。對於同樣的海綿,我們把燈泡換成噴壺,也就是說把加熱換成澆水,見圖11。當短時間大量降雨進入土壤時,這些水分子再次充當「搬運工」,隨著水流往下走,把土壤表層的鹽分搬運到下層,同時也意味著把蒸發造成的積鹽給沖刷掉了,這個過程就叫做淋洗,降雨能夠減少甚至消除土壤表面的鹽分累積。

圖11 降水對土壤鹽分的淋洗作用示意圖

由於我國的降水存在著「時空分布不均」的特性,即南方多,北方少;夏秋多,春冬少,有些地方降雨無法充分的淋洗土壤,就可能會造成土壤鹽鹼化。圖12是我國土壤鹽鹼化的分布圖,由圖9可見我國鹽鹼地主要分布於華北、東北和西北地區,與我國的降水規律相吻合。

圖12 中國鹽鹼地分布示意圖[3]

5 總結

在」初中版「中,鹽鹼地的形成原因是:

土壤鹽鹼化是在蒸發作用下,地下水向上運動將鹽分累積到地表形成的。

經過這期專欄的討論,我們可以更深化的總結說:

土壤鹽鹼化是在蒸發、地形、地貌和土壤質地的共同作用下,地下水向上運動將鹽分積累到地表形成的,並且自然界的降水會一定程度上淋洗地表積鹽。

至此,自然界中導致土壤鹽鹼化的主要因素都有過介紹,由於篇幅所限,有些重要內容沒有提及。筆者計劃在加更一篇關於鹽鹼化的專欄,主要包括鹽鹼化的分類,人類活動的影響以及舉例介紹鹽鹼化治理的措施。

The end.


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