内容正文:
跨学科融合 地下水盐运动规律和土壤次生盐碱化
1
(2024·广西选择考)在华北平原某盐碱地,有研究小组于返盐、积盐现象最严重的季节开展“打孔灌沙”实验:选四块相隔不远、性状一致的平整样地,对其中三块地按相同的密度和孔径、
不同的深度打孔并填满砂粒;在向四块
样地定量漫灌后,观测土壤含盐量的变
化情况。下图为灌溉后第25天的土壤含
盐量分布示意图。据此完成(1)~(3)题。
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(1)据图可知,T2~T4的( )
A.下层土壤含盐量均高于T1
B.表层土壤含盐量明显低于T1
C.土壤含盐量与土壤深度成正比
D.表层土壤含盐量与打孔深度负相关
D
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解析:下层20 cm左右深处土壤含盐量T3和T4低于T1,A错误;表层10~15 cm深处,土壤含盐量T2明显高于T1,B错误;
总体上,表层土壤含盐量与土壤深度成反比,下层土壤含盐量与土壤深度成正比,C错误;
T2~T4中,打孔浓度最浅的T2,表层土壤含盐量最大;打孔深度最深的T4,土壤含盐量最小,表层土壤含盐量与打孔深度呈负相关,D正确。
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(2)本实验中,在地表打孔灌沙是为了( )
①促进表层土壤水分下渗
②提高表层土壤含水量
③抑制下层土壤水分上返
④降低下层土壤蒸发量
A.①③ B.①④
C.②③ D.②④
A
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解析:沙粒之间孔隙较多,在地表打孔灌沙后,表层土壤水分会向打孔处渗透并沿着沙粒间孔隙下渗,表层土壤含水量会降低,下层土壤水分上返会受到抑制,①③正确,②错误;
在打孔灌沙后,下层土壤水分会经沙粒间孔隙蒸发,因而下层土壤蒸发量可能会增加,④错误。
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(3)推测本实验开展的时间是在( )
A.2月 B.5月
C.8月 D.11月
B
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解析:由材料可知,研究小组开展“打孔灌沙”实验是在华北平原某盐碱地返盐、积盐现象最严重的季节。结合所学知识可知,华北平原盐碱地返盐、积盐现象最严重的季节是春季,因为此时降水较少,气温较高,大风天气多,蒸发旺盛,下层土壤的盐分会随着水分上升到地表,水分蒸发后,盐分积累下来,B正确;
2月、11月该地区气温低,蒸发弱,返盐、积盐现象弱,土壤盐分含量相对稳定,A、D错误;
8月该地区降水多,土壤盐分随雨水下渗,即淋盐作用强,土壤表层积盐少,C错误。
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1.地下水盐运动规律
(1)水盐关系
水盐运动是指土壤中水分和盐分的动态变化过程,主要表现为水分的蒸发、下渗以及盐分的溶解、迁移和积累。这一过程对土壤质量、农业生产和生态环境有重要影响。盐分变化一般需要同时考虑水分变化,本模型适用于分析湖泊盐分、土壤盐分、海水盐分等的变化。
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模型维度 分析内容
盐分
变化 收入
支出
水分
变化 收入
支出
水盐关系
随地表径流流入(湖泊、海水);随地下水向上运移(土壤)
随地表径流流出(湖泊)
降水+冰雪融水+地下水+地表径流+植被涵养水源
蒸发+下渗+径流流出+植被生物耗水
盐分收入多,水分收入少、支出多,盐分高
盐分支出多,水分收入多、支出少,盐分低
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(2)影响水盐运动的因素
①自然因素
因素 影响
气候
条件 降水
蒸发
温度
降水是影响水盐运动的关键因素:降水可淋洗土壤盐分,减少盐分向地表迁移;降水少的地区(如干旱半干旱区)易发生盐碱化
蒸发是盐分向地表聚集的主要动力:蒸发量大于降水量时,土壤水分向上运动,盐分随之运移、累积,导致土壤盐碱化
温度影响蒸发速率和土壤冻结情况:高温加速蒸发,加剧盐分表聚;冬季低温可能导致土壤冻结,影响水分和盐分的运移
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因素 影响
地形
地貌 地势
坡度
地势低洼地区排水不畅,地下水位高,盐分易在地表积累;地势较高地区排水条件好,盐分易被淋洗
坡度大的地区径流流速快,盐分不易积累;坡度平缓或洼地易形成盐分汇集区
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因素 影响
土壤
特性 土壤
质地
土壤
结构
土壤
含盐量
砂土:孔隙大,透水性强,盐分易被淋洗,不易积累。
黏土:孔隙小,透水性差,水分和盐分易滞留,盐碱化风险高
团粒结构良好的土壤透水性好,盐分易被淋洗;结构差的土壤易板结,盐分易累积
初始含盐量高的土壤,水盐运动更易导致盐碱化
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因素 影响
水文
地质
条件 地下水
埋深
地下水
矿化度
径流与
排水
地下水埋深较浅(<2 m)时,毛细作用强,盐分易随水分上升至地表。地下水埋深较深时,盐分不易向地表迁移
矿化度高(盐分含量高)的地下水,蒸发后盐分易在地表积累
排水系统完善的地区,盐分易被带走;排水不畅的地区,盐分易滞留
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②人为因素
因素 影响
农业
灌溉 灌溉
方式
灌溉
水质
排水
系统 排水
不畅
排水
过度
大水漫灌易导致地下水位上升,盐分随水分蒸发在地表积累;滴灌、喷灌等节水灌溉可减少盐分表聚
若灌溉水矿化度高(如咸水灌溉),会直接增加土壤盐分
农田排水系统不完善,地下水无法及时排出,导致地下水位升高,盐分累积
过度排水可能带走表层养分,但能减少盐分积累
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因素 影响
土地
利用
方式 耕作
方式
植被
覆盖
垄作、覆盖种植(如地膜覆盖)可减少水分蒸发,抑制盐分上升;平作且无覆盖的土壤易受蒸发影响,盐分易表聚
植被(如作物、草地)可减少土壤水分蒸发,降低盐分表聚风险;裸地则易发生盐碱化
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(3)水盐运动的典型表现
①盐分表聚:蒸发强烈时,水分挟带盐分向地表迁移,导致地表盐分积累(如盐碱地)。
②盐分淋溶:降水或灌溉充足时,盐分随水分下渗,向深层土壤或地下水迁移。
③次生盐碱化:不合理灌溉(如大水漫灌)导致地下水位上升,盐分在地表积累。
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(4)盐碱化治理措施
①洗盐:通过大水灌溉淋洗盐分,但若排水不畅,可能导致地下水位上升,加剧盐碱化。
②化学改良:施用石膏、磷石膏等改良剂可降低土壤盐分,但需合理使用。
③生物改良:种植耐盐植物(如盐蒿、碱蓬)可改善土壤结构,促进盐分淋洗。
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2.华北平原土壤次生盐碱化的治理
(1)合理灌溉:推广节水灌溉技术(如滴灌),避免大水漫灌。
(2)完善排水系统:建设明沟、暗管等排水设施,控制地下水位,引淡淋盐,井灌井排。
(3)土壤改良:施用改良剂(如石膏)、种植耐盐作物。
(4)植被恢复:通过植树造林、种植耐盐植物改善土壤结构。
(5)农田覆盖:减少水分蒸发。
(6)科学管理:监测地下水位和土壤盐分,动态调整农业措施。
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(2025·安徽蚌埠三模)阅读图文材料,完成下列要求。(18分)
传统盐碱化治理措施是在地表开挖明渠,引水漫灌,以降低土壤盐碱含量。2000年以来,黄河三角洲(图1)引进暗管排盐碱技术,即在土壤中铺设渗水管收集盐碱水,再通过排水管将盐碱水排出。目前,这一技术已成为黄河三角洲盐碱地治理的有效措施。图2为暗管排盐碱示意图。
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(1)从水循环角度,说明黄河三角洲土壤盐碱化的成因。(6分)
答案:地势低平,径流流速缓慢,排水不畅;海水倒灌;地下水位高;蒸发量较大。
解析:黄河三角洲地势低平,径流流速缓慢,排水不畅;地表积水增多,导致地下水位上升;枯水期海水容易倒灌,导致水质下降,土壤盐分增加;干旱季节,蒸发量较大,从而导致土壤盐碱化。
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(2)简述利用暗管技术排盐碱的主要优点。(6分)
答案:节约用水;节约用地;降低地下水位;排盐碱快。
解析:由材料可知,传统盐碱化治理措施是在地表开挖明渠,引水漫灌,浪费水,排盐慢,占地面积大;该地在土壤中铺设渗水管收集盐碱水,再通过排水管将盐碱水排出,一方面可以节约用水;另一方面,管道铺设在地下,能够节约用地;地下水位的下降较为明显,排盐碱的速度较快。
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(3)有专家认为,与种植业相比,该地更适宜发展畜牧业。简述专家提出该观点的理由。(6分)
答案:灌溉水源紧张,缓解水资源压力;土壤盐碱化较严重,相对适宜牧草生长;畜牧产品市场扩大,畜牧业经济效益更高。
解析:黄河三角洲地处华北地区,春旱严重,灌溉水源紧张,发展畜牧业可以缓解水资源压力;读图可知,该区域地势低平,地下水埋藏深度较浅,土壤盐碱化较严重,更适宜牧草生长;随着我国社会经济的发展,人们的饮食结构发生变化,对畜产品的需求增大,畜牧产品市场扩大,且该地位于华北地区,城市众多,人口密集,发展畜牧业经济效益更高。
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