2. 山东省水利科学研究院, 济南 250013;
3. 山东省水资源与水环境重点实验室, 济南 250013
2. Water Resources Research Institute of Shandong Province, Jinan 250013, China;
3. Shandong Province Key Laboratory of Water Resources and Environment, Jinan 250013, China
0 引言
土壤贮水能力 (SWSC) 和土壤水分有效性是指示土壤提供植被生长所需水分的能力以及计算土壤水均衡和管理农田灌溉的重要农学指标[1-2]，是研究生态水文地质过程，特别是干旱半干旱地区地下水-土壤-植被-大气系统 (groundwater-soil-plant-air continuum，GSPAC) 水文地质研究过程的重要指标[3-4]，也是评价土地利用变化对区域水均衡和水资源管理潜在影响的关键[5-8]；而且，土壤贮水能力对地表和地下径流的产生、土壤侵蚀、土壤盐渍化、植被生长、土壤-大气系统的物质交换等有显著影响[9-11]。地形、气候、植被等的空间变化性和包气带土壤的非均质性均会引起土壤贮水量和贮水性能、土壤水分有效性等的空间不均一性。因此，研究区域土壤贮水能力的空间分布特征和变异规律以及不同类型土壤的水分有效性，对于GSPAC水文地质过程的研究和水资源管理具有重要意义。
半干旱半湿润的吉林西部地区，降水量少且降水不均一、蒸发强烈、土壤盐渍化严重，已成为制约吉林西部农业生产发展的最重要障碍因子。为了促进农业的可持续发展，有效利用闲置荒地，吉林省启动了土地整理项目，将盐碱荒地改为水田，同时实施了引嫩入白工程，以解决该地区因降水量少和降水不均一引起的水资源短缺问题。在引嫩入白工程实施后，吉林西部有充足的地表水资源对农田进行灌溉，这对于该地区农业的可持续发展具有重要意义。但是若灌溉过量极易引起次生盐渍化，甚至影响地下水水质，而灌溉不足又会使作物的生长受到限制；因此，了解土壤贮水能力和土壤水分有效性的空间分布特征，为研究区合理灌溉制度的制定提供基本的数据支持，对于节水灌溉和预防土壤次生盐渍化，特别是对于工程实施过程中的水资源管理有重要的意义。
前人[12-15]针对吉林西部土壤盐渍化问题进行的研究表明，盐渍化问题既受地下水影响，又与土壤母质和气候等因素有关；因此对吉林西部苏打盐渍化土壤进行研究时，应将地下水、土壤、植被和大气作为一个整体进行研究，而土壤水则是连接地下水、植被和大气的重要纽带，是GSPAC最重要的一部分。土壤贮水能力和土壤水分有效性是影响作物生长和灌溉量的主要因素，是评价土壤水系统调节能力的定量指标[16]，也是体现土壤持 (贮) 水能力的指标。国内外关于土壤贮水量和土壤水分有效性的研究主要集中在不同尺度、不同土地利用类型、不同土壤类型土壤贮水量随时间的变化规律以及时间稳定性[3-7, 17-19]、水分有效性的评价[20]和土壤水分有效性等级的划分[21]、亏缺度的评价[22]及其影响因素[23]等方面；目前关于苏打盐渍化地区土壤贮水量空间分布规律和空间变异性以及水分有效性的研究还比较少。鉴于此，本文以吉林西部典型灌区——大安灌区为研究区，对土壤吸持贮水量、滞留贮水量、饱和贮水量和实际贮水量的空间分布特征以及变异规律进行分析，同时通过测定研究区8种不同土地利用类型根系区土壤的水分特征曲线，分析各根系区土壤的持水性能以及土壤水分有效性，旨在为引嫩入白工程和旱改水工程实施过程中水资源管理和预防该地区土壤次生盐渍化提供参考依据，并为该地区GSPAC水文地质生态过程的研究提供数据支持。
1 材料与方法 1.1 研究区概况吉林西部大安灌区位于松嫩平原中部低平原，地面海拔高度在150 m以下。区内地势呈东西部稍高、中部较低的马鞍形，南部较为平坦。该地区地貌主要有河湖漫滩和河流阶地冲积湖积低平原，包括河流一级阶地、高河漫滩、低河漫滩和湖沼洼地4个主要类型。研究区气候属于中温带大陆性季风气候，多年日照时数平均为2 968.2 h，年平均气温为4.3 ℃，年平均积温为2 921.3 ℃，年平均降雨量为413.7 mm，年平均蒸发量为1 756.9 mm，年平均风速为4.1 m/s[24]。初冻一般发生在11月，解冻一般在次年3月中旬，最大季节冻深为1.7 m。土壤主要为淡黑钙土、碱化草甸土、风沙土和盐碱土，土壤沼泽化和盐渍化较为严重。区内大部土地为旱田及草原，少量分布林地及水田，旱改水工程实施后水田面积增加。
1.2 样品采集与测试根据研究区土地利用类型分布情况和全区控制原则，于2013年4月在每种土地利用类型区采集表土 (0~20 cm) 土样3~5个，在每种土地利用类型典型地点按照0~20、20~40、40~60、60~80、80~100 cm采集剖面土样，采样点分布状况见图 1。每个样品点的每层土壤均用100 cm3环刀采集原状土。采用环刀法测定土壤密度、田间持水量、总孔隙度、毛管孔隙度和非毛管孔隙度等物理性质，烘干法测定土壤自然含水量，负压计法测定土壤水分特征曲线，比重计法测定土壤机械组成。使用1:5的土壤浸提液测定土壤全盐和pH。测定方法详见《土壤理化性质分析》[25]。根据吉林省盐渍土分类标准将土样分为盐碱土和非盐碱土。
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| 图 1 采样点分布图 Figure 1 Distribution of sampling points |
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土壤贮水能力可以通过土壤贮水特征参数进行描述，土壤贮水参数包括土壤吸持贮水量Wc、滞留贮水量Wnc、饱和贮水量Ws和实际贮水量Wn，单位均采用mm。当土层的深度为H(mm)、土壤体积含水量的分布为θ(z) 时，则土壤中的蓄水深度H′为
因此，土壤贮水参数可通过以下公式进行计算：
式中：φc为毛管孔隙度 (%); φnc为土壤非毛管孔隙度 (%); φt为土壤总孔隙度 (%); ρ为土壤密度 (g/cm3)。
1.4 土壤有效含水量计算田间持水量与凋萎湿度之间能被植物吸收利用的土壤水分称为土壤最大有效含水量 (也称最大有效贮水量)[1]，实际自然含水量与凋萎湿度之间的土壤水分称为实际有效含水量。土壤最大有效含水量与实际有效含水量计算公式如下：
式中：Wemax为土壤最大有效含水量 (mm)；We为土壤实际有效含水量 (mm)；θfc为田间持水量 (%)；θwp为凋萎湿度 (%)；ρw为水的密度 (g/cm3)。
单位质量土壤水的水势，采用长度单位cm (或m)，即通常所说的水头，数值上和以水柱高度表示的压强值相等。当土壤水势为负值时，使用起来不方便，因此将土壤水势的负值定义为吸力，即吸力单位也用水势单位cm (或m) 表示[26]。以RETC软件求得的土壤水分特征曲线中土壤水吸力为15×105 cm对应的含水量作为凋萎湿度，田间持水量采用实测值。土壤水分特征曲线采用由美国学者van Genuchten于1980年提出的van Genuchten模型 (VG模型)[27]，其表达式为
(1) 式中：h为压力水头 (cm)；θs为饱和含水量 (%)；θr为残余含水量 (%)；α为进气压力值的倒数；n，m为经验拟合参数，m=1-1/n。
采用RETC软件进行土壤水分特征曲线的求解拟合。VG模型土壤含水量实测值和拟合值的拟合效果见图 2。
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| 图 2 VG模型拟合效果评价图 Figure 2 Estimated water contents versus measured values using van Genuchten model |
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由图 2可见，VG模型拟合效果良好，适合描述研究区的土壤水分特征曲线。然后可根据模型计算土壤有效含水量。
1.5 数据处理与分析利用SPSS17.0软件和EXCEL软件进行经典统计分析，用ArcGIS10.0软件进行地统计分析。应用Kolmogorov-Smirnov (K-S检验) 方法检验样品是否服从正态分布，应用Mann-Whitney U方法检验盐碱土和非盐碱土的分布是否存在显著性差异，应用t检验方法检验不同样本间均值的差异状况。
2 结果与讨论 2.1 土壤贮水参数统计分析根据土壤贮水量计算公式，得到研究区所有表层土样 (0~20 cm) 土壤吸持贮水量、滞留贮水量、饱和贮水量和实际贮水量。所有土样吸持贮水量为48.13~121.91 mm，其中：盐碱土的吸持贮水量为53.58~121.91 mm，变异系数为24.73%，属于中等变异强度；非盐碱土为48.13~109.01 mm，变异系数为21.57%，属于中等变异强度。滞留贮水量为3.65~53.09 mm，其中：盐碱土的滞留贮持水量为4.79~45.68 mm，变异系数为65.40%；非盐碱土为3.65~53.09 mm，变异系数为66.90%，均为中等变异强度。土壤饱和贮水量为69.79~167.58 mm，其中：盐碱土饱和贮水量为69.79~167.58mm，变异系数为27.10%；非盐碱土饱和贮水量为70.51~143.08 mm，变异系数为22.63%，均属中等变异程度。土壤实际贮水量为13.55~102.09 mm，属于中等变异强度。
经K-S检验和Mann-Whitney U检验可知，土壤吸持贮水量、滞留贮水量、饱和贮水量和实际贮水量的双侧显著性P>0.05，即认为均服从正态分布，盐碱土和非盐碱土吸持贮水量、滞留贮水量和饱和贮水量的总体分布不存在显著性差异 (P>0.05)。两独立样本t检验结果表明，盐碱土和非盐碱土吸持贮水量、滞留贮水量和饱和贮水量的均值之间不存在显著性差异 (P >0.05)。
研究区土壤实际贮水量为13.55~102.09 mm，均值为47.87 mm。其中盐碱土实际贮水量为13.6~79.7 mm，非盐碱土实际贮水量为19.7~102.0 mm，非盐碱土的实际贮水量较盐碱土高。对盐碱土和非盐碱土实际贮水量进行K-S检验，结果显示，二者整体分布存在显著差异 (P=0.015 < 0.05)；两独立样本t检验结果表明，二者均值间存在显著性差异 (P=0.02 < 0.05)。
根据土壤贮水特征箱图 (图 3) 可见：在非盐碱土中，吸持贮水量存在奇异值和极大值，实际贮水量存在奇异值，饱和贮水量和滞留贮水量不存在奇异值和极大值；在盐碱土中，吸持贮水量、滞留贮水量、饱和贮水量和实际贮水量均存在奇异值，饱和贮水量出现了极大值；在所有土样的整体分布中，吸持贮水量、饱和贮水量和滞留贮水量均出现了奇异值，实际贮水量未出现奇异值或者极大值。分析图 3可知，除去奇异值和极大值后，吸持贮水量和滞留贮水量分布较为集中，而饱和贮水量以及实际贮水量分布较为分散；还可以看出，非盐碱土的吸持贮水量和实际贮水量较盐碱土低，而滞留贮水量和饱和贮水量较盐碱土高。
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| 图 3 土壤贮水特征箱图 Figure 3 Box plot for holding SWSC, retained SWSC, saturated SWSC and actual SWSC |
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通过空间插值可以直观地显示土壤各贮水能力参数在空间上的分布特征 (图 4)。运用地统计分析的趋势分析工具分析了土壤各贮水特征参数的全局趋势。
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| 图 4 研究区土壤贮水能力参数空间分布图 Figure 4 Spatial distribution map of soil water storage parameters in the study area |
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由土壤贮水特征参数的空间分布图 (图 4) 可见：吸持贮水量、滞留贮水量和饱和贮水量的分布规律基本一致，较大值主要分布在西北部的小部分地区及北部、东部和南部，而较小值则主要分布在研究区中部；实际贮水量较高值主要分布在西北部小部分地区以及中部和南部地区，较小值主要分布在西北部和东北部。
根据趋势分析，滞留贮水量和饱和贮水量的空间变化趋势一致，而吸持贮水量和实际贮水量不一致。吸持贮水量、滞留贮水量和饱和贮水量在南北方向上的空间变异性均高于在东西方向上的空间变异性，在南北方向上呈现典型的抛物线，先升高再降低；在东西方向上，呈现微弱的抛物线，先略微降低后略微升高。整体上，吸持贮水量、滞留贮水量和饱和贮水量呈现四周高中间低的空间分布特征；实际贮水量的空间变化趋势与前三者明显不同，由西向东、由北向南，均呈现逐渐升高的变化趋势。这表明：在大安北部、东部和南部地区土壤的水分贮蓄和调节能力较好，可以有效保持水资源，使植被充分利用土壤水分；而中部地区土壤的贮水和调节能力较差。该地区土壤贮水能力的空间分布特征主要与该地区的地形地貌、土地利用类型以及土壤类型等相关。
大安地区地形呈现东西部稍高、中部低的马鞍形，南北方向上，南部略高；地貌上，东部主要为嫩江二级阶地，西部边缘为高河漫滩，由西向东，为高河漫滩→沙丘地→嫩江一级阶地→嫩江二级阶地→高河漫滩、低河漫滩，由南向北，为高河漫滩→嫩江阶地、固定半固定沙丘地→高河漫滩；土地利用类型上，由西向东，为农田→草地、沙地、盐碱地→农田、湿地，南北方向上分布比较简单，南部和中部基本为盐碱地和草地，有少量农田和湿地，北部基本为农田，少量草地、盐碱地和湖泊；土壤结构上，西部主要为较好的淡黑钙土，往东和东南方向过渡为风沙土、草甸土、盐碱土、沼泽土，至东部的联合四棵树等地过渡为土壤结构良好的黑钙土，由南向北基本由盐碱土类过渡为草甸土类和淡黑钙土类，全区土壤基本呈碱性，黑钙土和淡黑钙土的分布面积较小，中部和中东部的土壤结构基本较差。
土壤贮水能力的空间分布趋势与地形地貌、土地利用类型和土壤类型的分布基本一致：贮水能力较强的土壤主要分布在地形较高的嫩江二级阶地、河漫滩区的农田和高覆盖草地区以及部分沼泽区，而贮水能力较差的土壤主要分布在中部的嫩江一级阶地、固定半固定沙丘以及古河道洼地的盐碱地、中低覆盖草地、沙地等区域；黑钙土和部分淡黑钙土覆盖区域的土壤贮水能力较强，盐碱土、风沙土、冲积土和部分盐碱化淡黑钙土覆盖区域的土壤贮水能力较差。
2.3 土壤水分特征曲线及水分有效性一般植被根系带主要分布在0~40 cm，因此0~40 cm范围内的土壤持水能力及水分有效性对作物影响最大。本次利用VG模型描述了研究区典型土壤剖面根系带的土壤水分特征曲线 (图 5)，并根据土壤水分特征曲线计算了根系带的土壤有效含水量。根据盐碱土分类标准可知，水田、旱田、蔬菜地属于非盐碱土，轻度盐碱地、中度及重度盐碱地、草甸土和高粱地属于盐碱土。
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| 图 5 研究区不同土地利用类型根系区土壤水分特征曲线 Figure 5 Soil water characteristic curves for roots zone soils of different type land use in the study area |
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以土壤水吸力0、50、500 cm为例分别分析饱和状态 (0 cm)、低吸力段 (0~100 cm) 和高吸力段 (>100 cm) 不同土壤类型的土壤含水量差异 (表 1)。
| 土地类型 | 深度0~20 cm | 深度20~40 cm | |||||
| 0 cm | 50 cm | 500 cm | 0 cm | 50 cm | 500 cm | ||
| 水田 | 0.465 5 | 0.416 4 | 0.284 3 | 0.382 1 | 0.348 2 | 0.259 0 | |
| 中度盐碱土 | 0.414 4 | 0.370 3 | 0.251 5 | 0.456 6 | 0.403 8 | 0.256 7 | |
| 重度盐碱土 | 0.340 3 | 0.275 0 | 0.176 9 | 0.500 8 | 0.432 0 | 0.246 7 | |
| 旱田 | 0.423 0 | 0.369 8 | 0.231 5 | 0.440 2 | 0.355 5 | 0.189 8 | |
| 轻度盐碱土 | 0.396 1 | 0.349 7 | 0.230 3 | 0.407 1 | 0.348 8 | 0.204 8 | |
| 草甸土 | 0.409 4 | 0.346 2 | 0.202 2 | 0.439 9 | 0.388 9 | 0.246 9 | |
| 高粱地 | 0.405 4 | 0.324 1 | 0.175 6 | 0.501 7 | 0.438 8 | 0.266 8 | |
| 蔬菜地 | 0.477 6 | 0.393 5 | 0.208 5 | 0.440 2 | 0.376 2 | 0.206 9 | |
不同类型土壤的持水能力差距明显，土壤水吸力为0 cm时，土壤含水量达到饱和。对于0~20 cm土层，由图 5、表 1可见：蔬菜地土壤饱和含水量最大，为0.477 6；其次为水田，0.465 5；而重度盐碱地的饱和含水量最小，为0.340 3；其他土层的饱和含水量较为接近，约0.400 0。20~40 cm土层的饱和含水量比0~20 cm略高，最大值出现在高粱地土壤，为0.501 7，最小值出现在水田土壤，为0.382 1(图 5、表 1)。
相同吸力下，不同土壤类型的土壤含水量存在明显差距。对于0~20 cm土层：在低吸力段，土壤含水量为蔬菜地>水田>旱田>中度盐碱地>草甸土>高粱地>轻度盐碱地>重度盐碱地，这表明，相同吸力下非盐碱土土壤含水量高于盐碱土；在高吸力段，土壤含水量为水田>中度盐碱地>旱田>轻度盐碱地>蔬菜地>草甸土>重度盐碱地>高粱地。对于20~40 cm土层：在低吸力段，土壤含水量为高粱地>重度盐碱地>中度盐碱地>蔬菜地>旱田>草甸土>轻度盐碱地>水田，表明非盐碱土土壤含水量低于盐碱地；在高吸力段，土壤含水量为高粱地>水田>中度盐碱地>草甸土>重度盐碱地>蔬菜地>轻度盐碱地>旱田。
在低吸力段，各土壤水分特征曲线变化较陡，也存在不同程度的交叉现象 (图 5)。0~20 cm土层：蔬菜地土壤水分特征曲线最陡，说明低吸力段土壤水分释放最快；其次为旱田和高粱地；水田、轻度、中度和重度盐碱地的水分特征曲线较为平缓，且变化趋势一致，随土壤吸力增加，土壤含水量呈平行线下降；草甸土的陡缓程度则介于旱田和水田之间。20~40 cm土层的变化趋势则与0~20 cm土层略有不同：旱田水分降落最快，曲线最陡，水分释放速度最快；其次为蔬菜地、轻度和重度盐碱地，曲线降落速度略低于旱田，而且两者呈平行线变化，说明蔬菜地和轻度重度盐碱土壤水分释放接近；再次为中度盐碱地、草甸土和高粱地，三者呈平行线下降；水田的水分降落最为平缓。比较相同土地利用类型不同土层可见，除水田两层土壤的水分特征曲线变化陡缓程度一致外，其他土壤0~20 cm土壤水分特征曲线均较20~40 cm平缓，说明相同吸力下0~20 cm土壤水分释放较慢。
不同的土地利用类型因植被类型、耕作方式等对土壤结构、土壤质地、土壤孔隙等产生了较大影响，间接对土壤水分特征曲线产生了影响。在低吸力时，土壤所能保持或释放出来的水量取决于较粗孔隙的分布，施加较小压力，大孔隙中的水即被排出，所以水分特征曲线较为陡峭；随着吸力的增加，保持在中小孔隙中的水分被释出，而且释放速度较慢，特征曲线逐渐趋于平缓。相同吸力条件下，土壤含水量越高，说明土壤持水能力越强。由此表明，蔬菜地土壤中大孔隙较多，土壤质地较粗，蔬菜地容易吸水也容易释水，但是不易持水；而水田和轻度及中度盐碱土土壤小孔隙较多，土壤质地较细，水田的持水能力最强，在高吸力和低吸力段的土壤含水量均较高，这有利于水稻生长；中度盐碱地和轻度盐碱地的持水能力较好，而重度盐碱地的土壤持水能力较弱，因此，旱改水工程应该将中度盐碱地和轻度盐碱地进行改造来种植水稻，而重度盐碱地不适宜种稻；旱田的土壤含水量在各吸力段均为中等，说明其持水能力中等；草甸土和高粱地是介于轻度盐碱地和重度盐碱地边缘的地块，持水能力不强，区别在于，高粱地在地形高处而草甸土在地形低处，地形低处的土壤由于土壤积盐使得土壤结构较差，透水透气性等均不好，因而其持水能力较地形高处土壤差。
由表 2可见，不同土壤间最大有效含水量和实际有效含水量相差较大。水田根系区 (0~40 cm) 的最大有效含水量最高，为118.27 mm，说明水田根系区土壤的持水能力最强；其次为轻度盐碱地 (116.88 mm) 和中度盐碱地 (107.76 mm)；重度盐碱地和蔬菜地的最大有效含水量较小，分别为93.74 mm和89.15 mm。实际有效含水量轻度盐碱地最高，为92.26 mm，是轻度盐碱地最大有效含水量的78.94%；其次为水田 (68.93 mm)，占水田最大有效含水量的58.28%；旱田的实际有效含水量也较高，为52.50 mm，为旱田最高有效含水量的56.62%；蔬菜地、高粱地、草甸土和重度盐碱地的实际有效含水量均较低，为18.57~24.49 mm，占最大有效含水量的比例也较低，为20.83%~27.13%。这表明水田、轻度盐碱地和旱田的土壤水分有效性较高，其他土壤的水分有效性较低。一方面，这与土壤的持水和贮水能力有关。分析各土壤水分特征曲线可知，水田、轻度盐碱土的持水能力较强，旱田持水能力中等，其他土壤的持水能力较弱。另一方面，该地区的轻度盐碱地分布广泛，很多农田包括水田和旱田均属于轻度盐渍土范围，只是本次采集的土样为未种植作物的裸地，分布在农田、草甸土和重度盐碱土的过渡地带，因而其持水和贮水能力相对较强，其土壤水分有效性也较高。样品采集时间为4—5月，正是植被复苏的季节，植被具有调节水盐的作用，如果是枯水年，则应充分利用地表水资源来促进植被的生长以改善生态环境。
| mm | |||||
| 土地类型 | 最大有效含水量 | 实际有效含水量 | |||
| 0~20 cm | 20~40 cm | 0~20 cm | 20~40 cm | ||
| 水田 | 44.42 | 73.85 | 30.37 | 38.56 | |
| 中度盐碱土 | 56.19 | 51.47 | 23.02 | 6.19 | |
| 重度盐碱土 | 55.82 | 37.92 | 14.31 | 10.18 | |
| 旱田 | 39.03 | 53.69 | 20.65 | 31.85 | |
| 轻度盐碱土 | 58.84 | 58.04 | 47.17 | 45.09 | |
| 草甸土 | 64.38 | 44.52 | 17.87 | 6.23 | |
| 高粱地 | 56.87 | 37.24 | 16.26 | 3.96 | |
| 蔬菜地 | 42.1 | 47.05 | 5.97 | 12.6 | |
以上分析表明：水田、轻度盐碱地和中度盐碱地的贮水和持水能力较强；而重度盐碱地、高粱地、草甸土等土壤的贮水能力较弱；旱田和蔬菜种植区应注重防旱。而且，轻度盐碱地和中度盐碱地的持贮水能力较好，是旱改水工程过程中可以充分开发利用的部分，应对轻度和中度盐碱土分布区进行合理规划，修建完整良好水利工程；而草甸土和重度盐碱土区则应退耕还草，注重生态系统的恢复。
3 结论1) 研究区0~20 cm土壤吸持贮水量、滞留贮水量、饱和贮水量和实际贮水量分别为48.13~121.91、3.65~53.09、69.79~167.58、13.55~102.09 mm。经Kolmogorov-Smirnov检验和Mann-Whitney U检验，上述贮水参数均服从正态分布，两独立样本t检验结果表明盐碱土和非盐碱土吸持贮水量、滞留贮水量和饱和贮水量的均值之间不存在显著性差异，实际贮水量之间存在显著差异。
2) 吸持贮水量、滞留贮水量和饱和贮水量呈现四周高中间低的空间分布特征，与该地区地形地貌、土地利用类型和土壤类型的分布趋势一致。实际贮水量呈现由西向东，由北向南逐渐升高的变化趋势。变异系数为21.57%~66.90%，属于中等变异强度，并且南北方向上的空间变异性均高于东西方向上的空间变异性。
3) 不同土地利用类型土壤以及不同深度土壤的水分特征曲线均存在显著差异。蔬菜地和旱田根系区土壤大孔隙较多，质地较粗，持水能力不强；水田、轻度盐碱土和中度盐碱土中小孔隙较多，质地较细，持水能力较强；高粱地、草甸土和重度盐碱土的土壤持水能力最弱。相同土地利用类型，20~40 cm土壤较0~20 cm土壤的持水能力强。
4) 根系区 (0~40 cm) 土壤，轻度盐碱地、水田和旱田实际有效含水量分别占其最大有效含水量的78.94%、58.28%和56.62%，土壤水分有效性较高，蔬菜地、高粱地、草甸土以及中度重度盐碱土实际有效含水量占其最大有效含水量为20.83%~27.13%，土壤水分有效性较小。因而在土地整理旱改水过程中，轻度和中度盐碱地区适宜改造为水田，而草甸土和重度盐碱地则适合退耕还草。
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