8.1.3.1 氟含量垂直分布特征及其影响因素分析
做不同土壤类型的不同时间深度与氟相关曲线图（图8.1、图8.2）。
由图8.1和图8.2可见，采样点氟与深度变化曲线形状大致相同，在采样深度0～240cm范围内普遍出现两个峰值，第二个峰值大于第一个峰值的规律性变化。同时，玉米地氟随深度变化曲线特征与盐碱地氟随深度变化曲线特征不同。结合当地水文地质条件，分析其影响因素主要有如下几点。
图8.1 道字井玉米地不同时间氟与深度曲线
图8.2 道字井盐碱地不同时间氟与深度曲线
1.降雨蒸发因素的影响
通过对研究区历次采取不同深度的土样pH值进行测定，研究区土样pH值最小为7.7，最大可达10.84。土样环境为碱性。
水盐运动可划分为下渗—水平运动型、上升—下渗—水平型、下渗—上升交替垂直运动型和逆向水平—上升型4种类型[132]。土壤中的水分和盐分息息相关，互相影响，盐渍土中的盐分受地下水位、水矿化度等诸多方面影响[133]。土壤盐分在垂向上的分布特征是气候、地形、地质、水文和生物等一系列因素综合作用的结果。气候条件对水盐运动具有决定性的影响，大气降水直接影响土壤含水量以及地下水位，蒸发量影响盐分在土壤中的运移，大气降水与蒸发的综合作用影响土壤中水盐运移。氟是易溶盐的一种元素，因此也受降水蒸发因素的影响。
2010年7月采样期间，正值吉林省西部夏季，降雨量大而集中。由于降雨的补给，土壤含水量较高，使土中的盐分进入脱盐期，水盐动态以下渗为主，氟离子随之向下迁移，因此表土层中氟含量较低。
蒸发过程中地下水将溶解于其中的盐分滞留于土中，造成下部土体脱盐上部积盐的现象[134]，使地表以下一定深度在降雨—蒸发平衡过程中，达到盐分平衡，土壤盐分积累于土层的一定深度，因此此深度的土中氟含量也相对较高。在垂向上氟含量表现为第一个峰值。
再次降雨后，土壤中的氟和盐分继续向下迁移沉积，导致距地表较深土壤中氟含量明显升高，形成第二个峰值。由于氟反复积累，第二个峰值大于第一个峰值。
2010年10月属秋季，降雨量减少，蒸发量增大。由1990～2002年干旱期降雨量与蒸发量变化线（图8.3）可以看出，蒸发量是降雨量的3倍左右，由于蒸发作用的影响，土中的水盐在毛细作用下，自下向上运动。成为土壤的返盐期（积盐期），盐分在地表积累，因此表土层中氟含量也较高。
图8.3 1990～2002年干旱期降雨量与蒸发量变化曲线
10月份，玉米地植被逐渐枯萎，风的作用加强，土壤蒸发剧烈。水盐在毛细力作用下向上运移、逐渐蒸发，盐分随之向土壤表层积聚，出现积盐期。由于盐分向土壤表层积聚，出现土层一定深度上氟含量升高，下部氟含量降低的现象。
2011年2月为土壤冻结期。土壤每年从11月初开始冻结，对水盐运动起到截流作用。白城地区冻土深度一般在180cm，最深达225cm，冻土层全部融通期可延迟到5月下旬。土壤上部地温达-6.12℃，1月份达-20℃，负温值随土层加深而减小。冻层下潜水水盐在土壤冻结层下向上迁移，但在土层中形成冰和盐的固体混合物，从而导致包气带中氟含量下降，又因冬季冻土层中盐分运移十分缓慢，故变化趋势呈平缓变化。
综上所述，水盐运动的积盐过程和脱盐过程与季风气候的变化特点有着密切的关系。氟含量也随之产生变化。
2.土的性质与植被的影响
做不同土壤类型的氟与深度的关系曲线图（图8.4和图8.5）。
图8.4 道字井7月玉米地与盐碱地氟与深度曲线
图8.5 道字井10月玉米地与盐碱地氟与深度曲线(www.xing528.com)
由图8.4和图8.5可见，研究区同一时间相近的取样点玉米地及盐碱地氟的垂直分布特征略有不同，主要表现在玉米地各深度氟含量普遍小于盐碱地。由图8.4、图8.5中可明显看出，地表处玉米地氟含量较低，盐碱地氟含量则较大。玉米地氟含量纵向变化平缓，盐碱地氟含量纵向变化较大。通过分析认为原因如下：
吉林省乾安县为盐碱化十分严重的地区，境内盐渍土主要分布于湖泡周围与地形低洼地带，越靠近湖泡，盐渍化程度越重。盐碱地的土质类型是盐碱土，盐土表层可溶盐含量可达0.7%以上，碱化度高，碱性强，季节变化明显。夏季受降雨蒸发的影响显著，土壤盐分以淋溶过程为主，盐分向下运移，表层土壤脱盐，盐分在土层深部积累，因此夏季为脱盐期。春季、秋季蒸发量较大，则土层深部积累的盐分向地表层汇聚，土壤表层大量积盐，为返盐期，尤以春季返盐最重；冬季土中盐分含量最低，水盐运移滞缓，盐分变化不大。如此脱盐和积盐频繁交替进行，导致盐碱地盐分普遍偏高，氟亦如此。
盐渍土高盐分含量，其中氟含量也高，同时碱性盐渍土也降低了固相表面的亲和力和吸附容量，氟也易于的解吸，因此盐渍土氟含量明显高于玉米地。
玉米地土质类型主要为黑钙土和草甸土，黑钙土有深厚的暗腐殖质层，腐殖质含量1.5%～2.5%，且随剖面加深而减少。表土层含盐量小于0.1%，碱化度小于5%，呈弱碱性。草甸土腐殖质含量2.5%左右，pH值在7.5～8.3之间，呈弱碱性—碱性。表层可溶盐含量0.1%～0.5%，碱化度5%～40%。由于土质较好，植被发育，盐分含量少，因此土壤中的氟含量相对较少。由于植被发育，水分易于保持，降雨均匀缓慢下渗，氟随降雨进入地下，迁移运动平缓。因此玉米地氟含量小，垂向氟含量的变化也较小。
本次实验采集的土样最深为地表以下240cm，土层性质的变化可能对氟含量的变化具有一定的影响；另外，不同深度下矿物成分的变化可能与氟的释放存在着密切关系。
8.1.3.2 氟随时间变化趋势研究
1.玉米地土层中氟随时间变化趋势的分析
做玉米地土壤中的氟随时间变化曲线图（图8.6、图8.7）。
图8.6 花敖泡玉米地不同深度氟与采样时间关系曲线
注：横坐标为2010年7月、10月、2011年2月。
图8.7 道字井玉米地不同深度氟与采样时间关系曲线
注：横坐标为2010年7月、10月、2011年2月。
由图8.6和图8.7可以看出花敖泡玉米地和道字井玉米地不同深度的氟含量变化趋势十分相近，总体趋势为随着时间的延续氟含量逐渐减少；花敖泡玉米地不同深度的氟含量在7～10月间迅速的降低，在10月至次年2月间氟含量变化不大；道字井玉米地总体趋于同一斜率下降，但是地表的氟含量变化不明显。
吉林省西部地区属于温带季风气候区，夏季高温多雨，冬季寒冷干燥；春季土壤中的氟含量在一年中的最高，7月初正值旱季结束，降雨季节将临之际，受旱季的返盐的影响较大，表现为土中盐分含量较大，因此氟含量亦高的特点。7、8、9月是降雨集中的时段。7～9月降水量占吉林省西部地区年降水量的70%以上。因此，7～10月受雨季淋滤作用影响，表现为土层中盐分含量逐渐减小的特征，属于夏季洗盐阶段，因此总体上盐分向淡化的方向发展；由于雨季的淋滤作用洗盐，10月土壤中不同深度的氟含量明显下降，含量变化差异较大；10月之后，气温逐渐降低，进入冬季时，土壤慢慢开始冻结，土壤水分冻结过程中以冻结水分为主，水中盐分逐渐析出，留于地层的下部，因此2月测定的氟含量较之10月测定的氟含量应该相对更小，但这种变化因地而异，因此花敖泡玉米地2月氟含量基本与10月测定的氟含量接近，但道字井玉米地2月测得的氟含量较之10月氟含量变化更明显。
图8.8 不同深度氟与时间变化关系曲线
注：横坐标时间分别为2010年7月、2010年10月、2011年2月。
2.盐碱地土壤中的氟随时间变化趋势的分析
利用道字井盐碱地取样测试结果绘制图8.8，由图8.8可以看出，盐碱地的氟含量不同深度上变化趋势都是极其相近，由7月到10月期间各深度土层氟含量表现为逐渐上升趋势，在10月附近达到最大峰值，10月至次年2月间氟含量逐渐减小；此外还可以看出，120cm深度上的氟浓度均大于40cm深度上的氟含量，80cm深度上的氟含量最低。分析其原因如下。
道字井取样位置地势低洼，靠近道字泡。取样地点主要土壤类型为盐碱土，盐土表层可溶盐含量可达0.7%以上，旱季表层有0.5～2cm厚的盐结皮（盐霜）。7月初为旱季末雨季初，因此土壤中盐分含量较高。7～10月为雨季，由于盐碱地地表植被极不发育，大量的雨水对裸露的盐碱地地表进行冲刷和淋滤作用，将土壤表层的盐分和氟汇入附近的道字泡中，间接地道字井取样位置处，也接受了径流携带的盐分和其中的氟，因此，10月取样测试结果盐碱地氟含量比7月初的氟含量高。
10月至次年2月，北方进入寒冷的冬季，土壤由表层向下逐渐开始冻结，土壤水分冻结过程盐分逐渐析出，因此2月取样测试结果，土中的氟含量再次降低。
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