全 文 ：第 12卷 第 2期
2 0 0 4年 4月
中 国 生 态 农 业 学 报
Chinese Journal of Eco—Agriculture
VO1．12 NO．2
April， 2004
海河低平原盐渍涝洼区表层土壤积盐影响因素通径分析
毛任钊 张妙仙 张玉铭
(中国科学院石家庄农业现代化研究所 石家庄 050021)
摘 要 采用通径分析 方法 研 究海 河低 平原 盐 渍涝 洼 区表 层土 壤 积盐 因 素的 主次 关 系结 果表 明，地 下水 埋 深
2～3m、表层土壤全 盐量≤50g／kg、地表高差~66cm 地段 ，表 层土壤 盐渍度主要 受心土层 盐分 状况和微地 形 因素支
配 ，而 6个 间接作用 中亚表土 层全盐量通过心土层全盐量对表层土壤盐分 累积的作用 最大。
关键词 表土 盐渍度 通径分析 涝洼地
Path analysis on the factors affectting salt accumulation of topsoil in a depression of Hai River Plain．MAO Ren—Zhao，
ZHANG Miao—Xian，ZHANG Yu—Ming(Sh iazhuang Institute of Agricultural Mordernization，Chinese Academy of Scienc—
es，Shijiazhuang 050021)，CJEA，2004，12(2)：50～53
Abstract In the depression and waterlogging land of Hai River Plain where the groundwater depth to the surface is about
2～3m，the salt content in topsoil is les or equal to 50g／kg，and the relative height of landform is less or equal to 66cm，the
primary and secondary relationships among some factors are considered by using the Path Analysis method．The results
shoW that the topsoi1 salinity mainly depends on the salinity of bottom soi1 and micro—landform，whereas the indirect efect
of subsoil salinity on topsoil salinity through the bottom soil is the biggest one among al of six effects．
Key words Topsoil，Salinity，Path analysis，Depression and waterlogging land
土壤盐渍化是低平原区农业生态环境 的重要特征之一。地表层盐渍度(含盐量)消长过程受区域性气候
蒸发力、地形、地下水埋深和盐源分布等因素制约，旱季表土盐分聚积是盐分上行运移综合效应的最终反映。
目前有关盐渍土成因的定位测定数量统计研究 尚少见报道 ，稳定蒸发条件下盐 分表聚的室内土柱模拟
日
、 、
·匿
罨
朝东方向／巾
图 1 220m×100m尺度地块样点 布局
Fig．1 Layout of sa mpling sites
in 220m ×100m field
研究，因装置深度或土层排列而受到一定限制 卜 。本研究采用实地
取样统计分析法探讨 了海河低平原典型盐渍 区表层土壤积盐影响因素
间相互关系 ，为寻求盐渍土改 良的有效途径提供参考依据。
1 研究区域概况与研究方法
研究在海河低平原滨海与 内陆过渡地带大浪淀洼地进行 ，该地位
于河北省南皮 、沧县和孟村 3县交界地 带，地势 由西南 向东北轻微倾
斜 ，海拔高度 6．5～7．8m，地下水埋 深旱季 3～6月份达 3．2m，雨 季
8～9月份则浅至 0．5～lm，地下水矿化度 以 2～5g／L咸水居多。土壤
亚类以盐化潮土、盐化草甸土为主，表层为轻一中壤质地，物理性砂粒与
物理性粘粒之比为 1．9：1 ’ 。积盐期在荒、耕地相 间 220m×lOOm地
块沿南北和东西向按 间隔 5m的网格法布点 ，随机选择样点 206个 ，具
体布局见图 1。每样点按表土(0～5cm)、亚表土(20～25cm)和心土(40
~ 45cm)3个层次深度采样 ，共采集土壤样品 618个 。以田边排水渠道
桥墩为参照点，用水准仪精确测定并换算出样点地表相对高程。在接
近地块 四角的样点处取 4个 280cm深的钻孔 以观察其地下水埋深及土
体构型 ，各钻孔 质地层次 基本一致 ，0～90cm 土层 为轻一中壤质 ，90～
160cm土层为混胶泥 ，210～240cm土层为细砂(饱和含水层 )。
盐分测定均按标准方法 进行 ，即土样经风干、磨碎 过 lmm孔
*中国科学院知识刨新工程项 目(KZCX2—405，KZCX2一SW一317一O1)和中国科学院石家庄农业现代化研究所所长基金共同资助
收稿日期：2003—07—03 改回日期：2003—07—26
第 2期 毛任钊等：海河低平原盐渍涝洼区表层土壤积盐影响因素通径分析 51
筛，用土水比1：5浸提，采用双指示剂滴定法测定HCO；和co；，用硝酸银滴定法测定cl～，用EDTA容量
法测定 s 、C 和 Mg ，Na +K 量为差减法计算值，各分盐量之和为全盐含量(盐渍度)，同时测定电
导率用于容量法全盐量校正。
通径分析研究 自变量之间、自变量与因变量之间相互影响关系，描述各个 自变量对因变量的直接和间接
影响程度。多元相关分析中任意 2个变量间线性相关程度包含着其他变量的影响成分，因而变量的简单相
关系数不能全面表达变量间相互关系 ，使分析结果带有片面性。多元 回归分析虽在一定程度能消除变量之
间的混淆 ，较真实地表现出各个 自变量和因变量间关系 ，但偏 回归系数带有单位，使原因对结果的效应不能
直接 比较 ，同时在研究 X对 y的关系时把其余的 X 变量 固定在一个水平上，而未能考虑因素 间相互作用 。
通径系数是变量标准化后的偏 回归系数，它能有效地表示相关变量间单一原因因素对结果的直接影响效应 ，
并兼照两原因因素对结果的影响，估计出原因对响应因素的间接作用，从而直接比较各原因因素的相对重要
性。与相关分析和回归分析方法相比，通径分析方法精确度高，且兼顾变量间因果关系与平行关系 ，使多元
变量系统统计分析更为符合实际。
通径分析算法概要 。设有 X ，X 一，X ”个 自变量 ，这些变量之间单相关系数为 ，一 各 自变量对因
变量 y的直接通径系数为 P 一 ，系数相互间组成正规方程组 ：
Px—y
Px
一
一 y
解式(2)，可得到各直接通径系数 P 叫 。X 变量通过 X，变量对 y的间接通径系数 ：
Px—xj+y r,jPx—y
X，变量通过X 变量对 y的间接通径系数 ：
Px
,
～ 一 y 一 Y
某原因对结果的直接通径系数与间接通径系数总和恰好等于该原 因和结果的相关系数 ：
YiY=Px 一v+∑， P一一v
各 自变量对因变量的相对决定程度可用决定系数表示：
DyX = p2
一 y
DrXtx J= 2rUPX—YPX ．Y
>：Dyx + ：Dyx x，+DyE=1 一I ～ ‘ ‘ J 一
式(6)～(8)中 D X 为原 因X 对结果 y的决定系数 ，D X X，为原因 X 、
X，协同作用对结果 y的决定系数 ，D E为剩余项 的决定系数。
合理的通径图可直观表示变量间相互影响关系 ，表土层全盐量可视作其他
变量函数 ，表土层全盐量 、亚表土层全盐量 、心土层全盐量和地表相对高程 4个
相关变量分别以 y、X 、X 、X，表示 ，其 中 y 为结果(因变量 )，X 、X，和 X
为原因(自变量)，其通径图见图 2。图2中单箭头“一”表示所考察变量间存在
因果关系，箭头方向由原因到结果称为“通径”；双向箭 头“一一”表示变量间存
在相关关系称为“相关线”。图 2还表明 3个积盐影响因素相互 间构成 6个 间接
作用途径
亚
表
土
层
全
盐
量
表土层全盐量J，
心
土
层
全
盐
量
凰
地
表
相
对
高
程
其
他
(2)
(3)
(4)
(5)
(6)
(7)
(8)
图 2 表层土壤全盐量通径 图
Fig．2 Diagram of Path for
tota／salt content in topsoil
Y
Q： ．
，
． +
+ + 一 一
+ + ～
y y
一 一 ． P
+ ～ +
+
． 一
～
，， ●● ●●●●●●●● ●● ， 、●●●●●， ，●● ●
l
为
式
阵
矩
其
52 中 国 生 态 农 业 学 报 第 12卷
2 结果与分析
由表 1可知该区表土层聚盐现象十分明显，含盐量均值为 1 1．4g／kg，心土层则降至 1．9g／kg，亚表土层
较下伏土层含盐量变异增大 ，变幅~
Tab．1 Descriptive statistical parameters of．soil attributes in the depression and waterlogging land
表 土 层 全 盐 量 (y)
亚 表土层 全盐 量(x，)
心 土 层 全 盐 量 (x )
地表相对高程(X 3)
11 4
2 9
l 9
26 39
10 8
1 4
1 0
l3．72
94 65
50 06
51 94
l1 6
0 2
0 1
l88 25
1 45
1 65
1 82
0 46
1 42
0 95
1 18
0．25
0．7～ 50 4
0．5～ 9 4
0 5～ 5 9
2．0～ 68．0
生必须同时具备 3个方面条件，即盐源 、盐分活化水分供应以及使盐分再分布的机制 ，后者涵盖 了水盐运动
诸多影响因素 ，如微地形 、潜水埋深 、大气蒸发强度以及植被覆盖度等，地形 、土壤和地下水状况是基础性 因
素 ]，地下水埋深与地形有关 土壤 水分蒸发是可溶盐分运移在地表层累积的驱动因素 ，旱季表层盐渍度是
当地气候条件下水盐平衡的反映。气候(降水、蒸发)和地下水一定条件时表层土壤盐分来源与土体盐分再
分配因素有关 ，其中包括土壤 自身属性如土壤质地 、土体构型 、表层土壤结构和肥力等。亚表土层 、心土层虽
与表土层盐分同样处于同一水热条件下蒸发驱动过程，是相应原因因素作用的结果，但其含量相关程度并不
表 2 盐渍 土各特征 间直接 相关系数 与偏 相关 系数
Tab．2 Coefficients of simple and partial—relationship
among saline )il properties
变 量
Variable
变量及其系数 Variable and coeficient
Xl X： X3 y
相 同，这可能与土壤 自身属性的异质性所起作用有关。
不同盐渍土层 盐分含量 、地表 高差间相关性 见表 2。
表 2表明心土层全盐量与亚表土层全盐量 、心土层全
盐量与地表相对高程、亚表土层全盐量与地表相对高
程之间相关系数分别为 o．648、0．506和 0．445．它们
之间相关程 度存在差异 ，3个原因变量 与表 土层全盐
量偏相关系数顺序为 x >x >X。。
由于实际测定难 以获得各样点地下水埋深和水质
*上半部三角区为偏相关系数，下半部三角区为相关系数。 数据 ，故将亚表土层和心土层 全盐量作为盐源替代性
因素分析。表 3利用公式(1)～(5)计算出通径系数，直接通径系数顺序为 x：>X，>X ，间接通径系数顺序
为 Xl— X2一 y>X3一 X2一 y>X2一 X3一
y>X．一 x 一 y，且 3种性 质作用 相互制
约。亚表土层 全盐量对表 土层全 盐量的直
接作用 与其通过地表 相对高程 的间接作用
相似 ，6个间接作用 中亚表 土层 全盐量通过
心土层 全盐量对表层 土壤 盐分 累积 的作用
最大。心土层 全盐量对表层 土壤全盐 量的
影响以其直接作用为主 ，以其通过地表相对
高程 的 间 接 作 用 为 辅。故 地 下 水 埋 深
2～3m、表层土壤全盐量≤ 50g／kg、地表高差
≤66cm地段 ，表层土壤盐渍度主要受心土层
盐分状况和微地形因素支配。表土积盐的
各影响因素作用的决定系数及排序 D JX 为
0．020(排序 6)、D x 为 0．204(排 序 1)、
表 3 表层土壤积盐影响作用分解
Tab．3 Decomposition of affecting factors of topsoil．salt accumulation
D x 为 0．129(排序 3)、D x x：为 0．o83(a1~序 4)、Dyx x 为 o．045(排序 5)、D x X 为 0．164(排序 2)
和 D E为0．355。3个因素中心土层全盐量对表土层全盐量的决定系数最大，地表相对高程次之，亚表土层
全盐量最小。复合因素中心土层全盐量通过地表相对高程对表层土壤全盐量影响的决定系数最大。剩余项
决定系数达 0．355，高于任一单项或复合因素，表明表层土壤积盐过程还受其他未知因素的影响。
第 2期 毛任钊等 ：海河低 平原盐渍涝洼区表层土壤积盐影响 因素通径分析 53
3 小 结
表土积盐过程受区域性气候蒸发力、地形高差、地下水埋深、土壤自身属性和盐源分布的影响。心土层
全盐量与亚表土层全盐量 、心土层全盐量与地表相对高程 、亚表土层全盐量与地表相对高程之间相关系数分
别为 0．648、0．506和 0．445。地下水埋深 2～3m、表层土壤全盐量≤50g／kg、地表相对高程≤66cm地段心土
层盐分状况和微地形因素是表土积盐的主要控制因素，6个间接作用中亚表土层全盐量通过心土层全盐量
对表层土壤盐分累积的作用最大。
参 考 文 献
1 中国科学院土壤及水土保持研究所等 华北平原土壤 北京：科学出版社，1 961 98～104
2 王遵亲，刘有昌等 山东聊城盐渍土的形成条件及其分布规律 土壤学报，1 963，11(4)：343～361
3 石元春 ，李韵珠 ，陆锦 文等 盐碱土的水盐运动 北 京：北 京农业大学 出版社 ，1986 1～16
4 尤文瑞 ，孟繁华 ，肖振华 蒸发条件下非饱和粉砂壤土水盐动态 土壤水盐动态和盐碱化防治 北 京：科学 出版社 ，1987．1～14
5 贾大林 ，傅【F泉 利用放射性 I 和 s 研究松砂土体和地下水盐运动 土壤学报，1979，16(1)：29～37
6 毛任钊 海河低平原盐渍区土壤养分空间变异性研究 中国生态农业学报 ．2001，9(4)：63～66
7 韩 宁 ，许 尚武 主编 ．微机与农业系统lI：程应用软件 济南 ：山东科学技术 出版社 ，1987 93～1O4
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Rui，et al (eds)．Regional Water and Soil Assessment for Managing Sustainable Agriculture in China and Australia ACIAR Monograph No．
84．2002 1 73～ 1 86
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《中国生态农业学报》征稿启事
《中国生态农业学报》(原刊名《生态农业研究》)由中国科学院石家庄农业现代化研究所和中国生态经济
学会主办，科学出版社 出版 ，系中国科技论文统计源刊 、中国科学引文数据库源刊和全国中文核心期刊，荣获
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与研究生态农业的理论 、方法、技术创新及其研究进展等，推动 学科发展 ，主要刊 登生态学、生 态经济学、农、
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