土壤盐分的形成和积累与地壳上层发生的诸多地球化学过程和水文化学过程有关。从形成来源上看，土壤中的盐分主要来自矿物的风化、降雨、灌溉水、含盐岩层、地下水以及人为活动(俞仁培1990)。盐分积累依赖于三个方面：①可溶盐的数量；②盐分转化的化学过程；③积累的盐分在土壤和沉积物中的垂直和水平移动。

气候、地质、地貌和水文地质条件决定着盐渍化的类型和程度。盐分积累和盐渍化土壤不仅出现在干旱和低洼地区，而且出现在从潮湿热带地区到极地圈的广泛范围。它们会发生在不同的海拔高度，从海平面以下(如死海地区)，到5000 m以上的高山地区(如青藏高原和洛基山脉)v盐渍土大约占陆地面积的十分之一，世界上100多个国家都有不同比例的国土面积为盐渍土所覆盖(Szabolcs 1989)。

(一)盐分的来源

可溶性盐分，特别是钠盐，在土壤剖面、岩石和水体中的积累，是盐渍土形成的根本原因。盐渍土的形成有两个重要的前提：①可溶盐的来源；②盐分的积累周期性或永久地超过盐分淋溶过程。

(1)矿物的风化

土壤中的盐分是由岩石风化而来的。组成地球表面岩石的主要元素在风化过程中释放出来，并重新组合成无机盐类，参与土壤的盐化和碱化过程。与土壤盐化和碱化关系最密切的元素是Ca、Mg、Na、Cl、S、B和N等，它们组成盐土中普遍存在的盐类，如氯化物、硫酸盐、碳酸盐以及硝酸盐等，它包括NaCl、Na₂SO₄、MgC1₂、MgSO₄、CaSO₄、Na₂CO₃，NaHCO₃、CaCO₃和MgSO₄等。

土壤中原生矿物的风化是土壤盐分的重要来源之一。当土壤溶液与矿物接触一定时间以后，溶液的盐分浓度一般增加3～5 umol/L，溶解出的离子数量主要决定于平衡气相中的CO₂含量。

(2)降雨

现代存在于海洋中的盐分主要来源于地壳的矿物风化，然而海洋又是干旱和半干旱地区盐分的主要来源之一。当海洋空气移向内陆时，大气中的盐分随移动距离而呈指数下降，盐分组成也发生变化，雨水中的C1/Na以及Cl和Na的绝对浓度通常是随离海岸的距离增加而下降，Ca²⁺和SO₄^2-的相对量则增加。海洋空气中的盐分对内陆的影响通常达到离海岸50～150km²的距离。据估计(俞仁培 1990)，来自降雨的NaCl输入在沿海为100～200kg/hm²，在大陆每年为20～200 kg/hm²，内陆地区则仅为10～20 kg/hm²。

(3)含盐构造

含盐地层的存在是某些背景下土壤盐分的主要来源。由于自然和人为活动的影响，这些岩石中的盐分被释放出来，参与现代土壤的积盐过程。例如当水流经含盐地层后，通过溶解作用将含有高浓度的盐分，使沿途土壤发生严重的盐渍化。

(4)灌溉水

灌溉水无论来自地表还是地下，都有一定的矿化度，或多或少地含有可溶盐。在排水不良、盐分可以有净积累的条件下，就可能引起土壤盐分富集，进而产生土壤盐渍化。指示灌溉水质量的指标可以用矿化度，也可以用电导率。我国主要的灌区是在黄河流域，黄河水的矿化度在没有污染时为0.2～0.36g/L，按黄淮海平原小麦生长季节灌溉水量1500 m³/hm²计算，每年随灌溉水带入土壤的盐分为300～500 kg/hm²。在西北内陆等干旱地区引淤灌溉的情况下，灌溉水矿化度更高，盐分输入也高得多。

(5)地下水

地下水作为盐分的主要载体，是现代积盐的主导因素。在地下水位较高、盐分可以通过毛细管上升的河谷平原，或者使用地下水灌溉的地区，土壤的积盐量和盐分组成与地下水的矿化度和盐分组成密切相关。地下水的矿化度与盐分组成也是互相联系的口当矿化度小于0.5g/L时，阳离子以镁为主，钙、钠和钾的总量大致相同，阴离子以重碳酸根为主；当地下水的矿化度超过1g/L时，氯离子的浓度超过重碳酸根离子。更高矿化度的地下水的水质依次为碳酸盐-硫酸盐-氯化物型、硫酸盐-氯化物型和氯化物型。

(6)人为活动

人类活动通过多种方式将盐分输入到土壤中。灌溉是最为剧烈的形式之一，施肥也是重要的盐分输入过程。从化学组成上看，无机肥本身就是盐类，所以化肥的使用也是盐分进入土壤的过程。厩肥、土粪等也含有大量的盐分。我国北方农村有施用土粪的习惯，造成盐分的人为迁移。随着工业的发展，废水灌溉、废渣使用和污泥农用等，都可能将盐分带入土壤之中。在城市范围内，人为使用盐类防冻更是土壤中盐分增加的直接原因。

（二）土壤盐分迁移

盐分作为溶质在土壤中的迁移规律是研究盐渍土的形成过程以及演变的理论基础。溶质的迁移主要通过自由水流、对流和扩散的影响。

1．盐分随自由水的运动

土壤中自由水的运动包括重力下渗运动和地下水蒸发过程中支持毛管水的运动。由于自由水流动的速度快、流量大，对溶质的移动所起的作用很大，特别是地下水蒸发过程中毛管水的运动，是现代盐积过程的主导因素。

毛管水的上升高度一般可按下式计算：

H＝2T cosa/r     （9-36）

式中，H为毛管水上升的高度；T为液体的黏滞力；a为液体与管壁弯曲面的接触角；r为毛细管的直径。

毛细管中水的流速可用下式求出：

V＝k[(△Ψ/ΨZ)-Ψ_g]          (9-37)

式中，V是垂直毛细管的中水的流速(cm/d)；k为毛细管的传导度(cm/d)，可以由试验求得；△Ψ/OZ为吸力梯度；Ψ为土壤的基质势(吸力)(cm)，可以根据水分特征曲线查得；△Z为某一假定水位以上的高度(cm)；Ψ_g 是由重力产生的势能。根据该公式得到的V值乘以土壤过水断面，可以得到毛管流量，再乘以溶质的浓度就可求得溶质的运移量。

影响盐分的毛管上升运移的因素有土壤的孔隙状况、土壤溶液的浓度和离子组成。通常盐分浓度的增加会降低毛管水上升的速度，一价盐类的毛管水上升高度小于纯水，尤其是钠盐溶液。氯化物溶液上升高度和速度大于硫酸盐溶液。

2.溶质的扩散迁移

离子的扩散迁移是盐分在土壤中移动的一种重要方式，它决定于土壤溶液中的离子浓度梯度。根据Fick定律，在单向扩散时，单位时间内通过单位面积的扩散物质量(J)与浓度梯度(do/dx)的绝对值和横截面积(A)成正比：

J＝-DA(dc/dx)          (9-38)

式中，D为扩散系数，负号表示扩散方向与浓度梯度方向相反。当溶质在土壤中通过扩散运动时，水流的有效横截面面积是上述方程中宏观横断面A的一个函数θ。即：

J_D＝-D_p(θ)(dc/dx)         (9-39)

式中，J_D是修正后的扩散通量；D_p是有效扩散系数，它小于在自由溶液中的扩散系数，可以通过土壤容积含水量和弯曲系数等来计算，也可以通过经验公式估计。

3．盐分的对流迁移

对流迁移是指溶解的盐类为运动的水携带所发生的迁移现象。土壤中的水分由于渗漏和蒸发而再分配，溶解的盐分便随之迁移。溶质的对流决定于宏观的流速，这主要决定于土壤的孔隙状况。

溶质的宏观对流迁移通常有两种形式，即平均流速的分散和机械分散(流速的局部差异引起的)。后一种的形式类似于扩散，使溶质从高浓度带向低浓度带移动，因而可以用类似于扩散方程的方程式来叙述，只需要用机械分散系数D_h代替扩散系数D_p：

J_h＝-θD_h(V)(dc/dx)+V_θc            (9-40)

式中，J_h为每单位时间内通过对流移动的盐分总量;V为平均空隙流速；D_h是机械分散系数。方程右侧第一项代表机械分散的溶质流，V_θc为平均流速迁移的溶质流。影响对流迁移的主要因素是液流流速和土壤孔隙大小、形状及其均匀度。

(三)土壤盐分平衡

盐分在土壤中的积累或损失决定于盐分的输入和输出过程平衡。在输入大于输出时，盐分积累，到达一定程度时产生盐渍土；当输出大于输入时，盐分降低，极端情形下盐基离子淋溶甚至产生酸化。下式综合地表达了土壤中的盐分平衡和因子：

S＝(W+P+R+G+Y+F)-(lp+r+g+li+u)            (9-41)

式中，S表示一定深度和时期内土壤可溶盐分含量的变化；W是风化过程产生的盐分；P是大气中(通过降雨、尘埃和风)带来的盐分；R是地表水携带的水平方向盐分输入；G是地下水携带的水平方向盐分输入；Y是灌溉水中携带的盐分；F是化学改良、化肥等方式进入土壤的盐分；ιp是降雨导致的盐分淋失；r是地表水导致的盐分水平流出量；9是表层以下(侧渗)水流导致的盐分输出量；ιi是灌溉水所洗去的盐分；u则是植物同化吸收并以收获的方式移出该区域的盐分。

盐分平衡因子共同左右的结果是特定区域和土壤深度内盐分的变化。盐分动态变化的结果不外乎三种：

1)稳定在观测期间内土壤盐分含量没有变化。

2)积聚平衡为正值，特定面积和土壤深度内盐分含量增加。

3)淋失平衡为负值，特定面积和土壤深度内盐分含量降低。

通过盐分平衡方程我们可以单独地考虑各个因子对盐分平衡的贡献。土壤盐分平衡决定于很多因子，例如地下水的深度、化学组成、地形的影响和灌溉技术方式等。在其他因子基本稳定的情况下，灌溉是引起土壤盐分变化的主要人为因子，它对土壤含盐量的影响可以用下列公式来表示：

b＝a＋(cv/Md)10^-4              (9-42)

式中，b是灌溉后土壤可溶盐含量(mg/kg)；a是灌溉前的土壤可溶盐含量；c是灌溉水中盐分浓度(g/L)；v是观察期间的灌溉水量(m³/hm²)；M是盐分积累层的厚度(m);d是土壤容重。

相关链接：土壤酸化的环境效应