干旱区土地盐渍化时空动态变化及影响因子分析

土壤是人类社会及一切社会活动的基本条件,而土壤盐渍化是土壤退化和土壤荒漠化的重要类型之一,是当今干旱区发展中面临的重要问题之一,也是影响干旱半干旱区农业生产的第一障碍性问题。土壤盐渍化时空动态变化研究是发展土壤监测研究及估算方法的重要基础工作。因此盐渍化治理工作的好坏也成了人们关注的问题。文章以新疆塔里木盆地北缘渭干河-库车河三角洲绿洲为研究区,采用1989年9月25日及2001年8月1日的遥感影像,通过计算盐分指数,得到盐分指数图像,进一步将盐分指数图像参与其它波段进行分类,通过统计分析,研究了渭干河-库车河三角洲盐渍地动态变化状况和变化趋势,并对变化影响因素进行了分析。结果表明：非盐渍地有所减少,轻、微盐渍地有所扩大,年均扩大率3.37%,中度盐渍地和重度盐渍地都相应减少,而中度盐渍地减少较多,年均减少率分别为1.96%和1.09%;盐渍地时空变化是同时受自然和人文因素影响的复杂过程,其中人为因素的影响最大。虽然盐渍化治理工作取得了一定的成就,但干旱区盐渍化防治工作需要进一步努力和加强。     

基于国产高分一号卫星数据的区域土壤盐渍化信息提取与建模

土壤盐渍化是干旱半干旱地区土地退化的主要原因之一,给当地生态系统和社会经济的可持续发展带来了严重的威胁,而对盐渍化空间分布信息的提取是治理盐渍化的基础。因此,选取生态脆弱区渭—库绿洲为研究区,利用2014年7月19日GF-1多光谱影像数据,提取光谱指数及波段信息,结合实际采样点的土壤表层电导率数据(0~10 cm),采用偏最小二乘回归模型(partial least squares regression,PLSR)对土壤盐渍化进行模拟,并对研究区盐渍化分布进行模拟和评估。结果表明:实测土壤表层电导率与光谱指数相关性较好;利用PLSR对渭—库绿洲土壤表层盐渍信息建模,对土壤盐渍化信息提取效果较好,精度较高;充分利用了GF-1影像包含的信息,提高了高分辨率遥感影像盐渍化信息提取的精度;非盐渍化和轻度盐渍化面积分别占总面积的42.88%和17.16%,绿洲中部偏东及东南区域,盐渍化现象稍弱,可成为今后绿洲扩张的重点方向;而中度盐渍化、重度盐渍化和盐土面积分别占总面积的29.51%、8.57%和1.88%,绿洲北部/西部及西南方向的重度盐渍化区域紧挨绿洲区域,已严重威胁了绿洲经济的健康发展,亟待治理。     

基于国产高分一号卫星数据的区域土壤盐渍化信息提取与建模

土壤盐渍化是干旱半旱地区土地退化的主要原因之一,给当地生态系统和社会经济的可持续发展带来了严重的威胁,而对盐渍化空间分布信息的提取是治理盐渍化的基础。因此,选取生态脆弱区渭—库绿洲为研究区,利用2014年7月19日GF-1 多光谱影像数据,提取光谱指数及波段信息,结合实际采样点的土壤表层电导率数据（0～10 cm）,采用偏最小二乘回归模型（Partial least squares regression,PLSR）对土壤盐渍化进行模拟,并对研究区盐渍化分布进行模拟和评估。结果表明：实测土壤表层电导率与光谱指数相关性较好;利用PLSR对渭—库绿洲土壤表层盐渍信息建模,对土壤盐渍化信息提取效果较好,精度较高;充分利用了GF-1影像包含的信息,提高了高分辨率遥感影像盐渍化信息提取的精度;非盐渍化和轻度盐渍化面积分别占总面积的42.88%和17.16%,绿洲中部偏东及东南区域,盐渍化现象稍弱,可成为今后绿洲扩张的重点方向;而中度盐渍化、重度盐渍化和盐土面积分别占总面积的29.51%、8.57%和1.88%,绿洲北部/西部及西南方向的重度盐渍化区域紧挨绿洲区域,已严重威胁到了绿洲经济的健康发展,亟待治理。     

开都河下游灌区土壤盐渍化研究

土壤盐渍化是影响干旱区绿洲生态环境稳定的重要因素.以新疆焉耆盆地开都河下游灌区为例,基于GIS平台,以两个时期的遥感影像数据作为主要信息源,对研究区的土壤盐渍化现状、程度与分布特征进行遥感解译和实地调查.研究表明:近20年来研究区的土地盐渍化数量和程度有所减缓.盐渍化土地面积由1990年的1 928.90km2下降到2008年的1 513.40 km2,盐渍地面积减少了415.50 km2,平均每年减少21.87 km2,年减少率为1.13%;土壤盐渍化程度有所减缓,但土壤盐渍化依然对区域的生态环境安全与绿洲经济的可持续发展构成威胁.     

基于Markov链的土壤盐渍化动态变化预测

为揭示银川平原土壤盐渍化演变规律,该研究从2000年4月份TM影像、2004年4月份中巴资源卫星影像、2009年4月份中国环境卫星影像分别提取银川平原土壤盐渍化信息,获得三个时期的银川平原土壤盐渍化分布图;以2000年数据作为模型的初始状态、2000年—2004年数据建立银川平原土壤盐渍化概率转移矩阵,模拟银川平原土壤盐渍化变化趋势并进行精度检验。对模型的X2检验表明,模型2009年预测结果与实际值无显著性差异,两者吻合良好。模型结果表明,在当前驱动力下,100多年后,各盐渍化土壤面积趋于稳定,重度盐渍化     

干旱区平原水库下游盐渍化土壤光谱时空分布特征分析

以2002年、2007年Landsat5影像和2013年Landsat8影像为数据源,通过ENVI和Arc GIS对遥感影像进行校正和处理并提取采样点的土壤反射率盐分指数对12年来柳城子水库下游土壤盐渍化时空变化特征进行分析,结果表明:12002~2013年,土壤平均反射率盐分指数逐年升高2002年(0.164)2007年(0.183)2013年(0.206);2在0~1200 m范围内土壤SI1(盐分指数)表现为201320072002年,但在1200~2400 m变幅较小,各年盐渍化趋于稳定;32002、2007、2013年SI1具有强烈空间相关性,空间自相关变化尺度逐年增加,表明区域因素(地下水)对土壤盐渍化空间变异性影响逐渐增长并向下游不断扩展;4在研究时段内,由于水库蓄水量的增加(2007年库容由2002年4×106m~3扩建为6×106m~3),水库对下游土壤盐渍化的影响不断增强,导致其盐渍化程度逐渐加剧。2013年比2002年轻度、中度盐渍化土壤面积分别减少69.44%、37.57%,而重度盐渍化、盐土则从无到有分别增加了722589.71 m~2、1941395.51 m~2。不论是空间上,还是时间上,水库下游土壤盐渍化状况总体趋于更加恶化。     

青海黄河沿岸农田土壤盐渍化成因及改良途径

青海省黄河上游沿岸农田的　土壤盐渍化，已成为该区农业发展的严重限制因素．研究主要选择了盐渍化严重的黄河上游　龙羊峡库区的农田．该区农田土壤为氯化物－硫酸盐盐土；土壤剖面盐分分布为两种类型，即　盐分表面聚集型和通体含盐型．土壤盐渍化成因主要有气候、灌溉水矿化度、土壤母质、灌溉制度和地形．当地土壤盐渍化的解决途径主要是生物措施，相应地配合水利与造林等工程　措施．     

基于高光谱的ASTER影像土壤盐分模型校正及验证

快速准确地获取土壤盐分信息是监测和治理土壤盐渍化现象的重要前提.该文以新疆维吾尔自治区典型盐渍化区域——艾比湖流域为研究区,analytical spectral devices(ASD)光谱仪采集的土壤高光谱数据和advanced space borne thermal emission and reflection radiometer(ASTER)影像为数据源,结合实测土壤盐分含量信息,对遥感定量反演土壤盐渍化现象进行研究.再经过光谱反射率数学变换后,结合相关性分析,利用多元回归方法分别建立基于重采样后的高光谱和影像光谱的土壤含盐量估算模型,对遥感影像光谱盐分估算模型进行校正,以提高遥感定量监测盐渍化土壤的精度.结果表明:ASTER影像光谱反射率二阶导数变换和ASD重采样光谱的对数的二阶导数变换所建立的盐分估算模型最佳,决定系数R2分别为0.59和0.82.经ASD重采样光谱模型校正后的ASTER影像光谱的盐分估算模型精度R2为0.91,有效地提高大尺度条件下土壤盐渍化反演精度.研究为大尺度土壤盐分定量遥感监测提供了一种有效方法.     

基于GIS和RS的玛纳斯河流域土壤盐渍化敏感性动态评价

土壤盐渍化是威胁干旱区土壤安全的重要敏感机制之一。本研究以土壤盐渍化形成机制的基础数据集为基础,运用RS和GIS技术对1989年、2000年和2015年的土壤盐渍化敏感性进行评价及动态分析。结果表明:(1)土壤盐渍化高敏感性主要分布在荒漠区和冲积洪积扇扇缘的泉水溢出带,极敏感性分布于玛纳斯湖周围和灌区的部分区域;(2)1989—2000年中度敏感转化为高度、轻度敏感的面积分别为3 342.10、1 910.27 km~2,高度敏感转化为中度、极敏感性的面积分别为1 076.64、1 098.33 km~2。2000—2015年中度敏感向轻度敏感转化了1 410.68 km~2,高敏感向中度敏感转化了2 713.74 km~2;(3)玛纳斯河流域冲积洪积扇扇缘区域和水库周围土壤盐渍化敏感性较高,应加强水资源管理和盐渍化治理;(4)1989-2015年中度敏感性和高度敏感性相互转化较为剧烈,中度敏感的变化呈"V"形,减少大于增加;高度敏感变化呈倒"V"形,减少大于增加,极敏感的面积加了1.9%。土壤盐渍化生态有所改善,冲积洪积扇扇缘盐渍化改善明显。本研究对区域土壤资源安全保护和持续高效利用有重要意义。     

土壤盐渍化与地下水动态特征关系研究

以吉林省西部地区乾安县为例,应用人工神经网络模型和趋势面分析等数学方法,对该区土壤盐渍化与地下水动态特征之间的关系进行了研究。结合土壤盐渍化的预测结果及其与地下水潜水埋深之间的关系曲线,提出了防治该区土壤盐渍化的对策。     

基于RS/GIS的博斯腾湖湖滨绿洲土壤盐渍化敏感性研究

土壤盐渍化敏感性评价可以评估可能发生的土壤盐渍化的类型、范围和程度。以博斯腾湖湖滨绿洲为研究区,以2010年ALOS遥感影像为基本数据源,结合野外调查和样品分析,采用监督分类法和试验数据统计分析方法,依据土壤盐渍化敏感性指数公式,计算不同土地利用类型的土壤盐渍化敏感性指数。研究结果表明:轻度、中度和重度盐渍地主要分布于博斯腾湖周边的湿地边缘和未利用地,总面积为643.26km2,占研究区总面积的24.68%;未利用地土壤盐渍化敏感性指数为0.25,属于重度敏感区;耕地和沙地的土壤盐渍化敏感性指数为0.15,属于中度敏感区;湿地土壤盐渍化敏感性指数为0.13,属于轻度敏感区;水体土壤盐渍化敏感性为0.03,属于非敏感区。     

1985-2014年新疆玛纳斯灌区土壤盐渍化时空变化及成因

[目的]分析玛纳斯灌区进行盐碱地空间分布格局,清楚认识当地盐碱地类型和时空变化规律,找出因地制宜的盐碱地改良措施。[方法]以1985年玛纳斯灌区土壤普查数据,1998年 Landsat TM ,2006和2014年 CBERS（China‐Brazil earth resource satellite）影像为数据源,运用 RS 和 GIS 技术提取研究区4个时期土壤盐渍化信息,利用土地转移矩阵和盐渍化动态度模型分析30 a 来玛纳斯灌区土壤盐渍化时空动态变化,并探讨灌区盐渍化的驱动因素。[结果]（1）1985—2014年,盐渍化土地总面积增加,从1985年的4．27×104 hm2增加到2014年的7．90×104 hm2。（2）灌区土壤盐渍化主要分布在灌区内部,呈块状分布。[结论]自然因素是土壤盐渍化形成与变化的内因,人为影响则是促进土壤盐渍化尤其是绿洲次生盐渍化发展的驱动因素之一。     

基于TM图像的塔里木盆地北缘盐渍地亮度值分析——以渭干河-库车河三角洲绿洲为例

渭干河一库车河三角洲绿洲地处世界第二大沙漠塔克拉玛干沙漠的北缘.随着经济的快速发展,土地资源开发强度开始加大,土壤盐渍化成为渭干河一库车河三角洲可持续发展面临的主要环境问题之一.因此,准确提取土壤盐渍化信息对研究区土壤盐渍化监测和研究盐渍化动态变化具有重要意义.本文以TM卫星图像数据及野外实测的数据为数据源,选择研究区具有代表性的植被、水体、重度盐渍地、中轻度盐渍地、岩石和早地等主要地物,利用PCI软件分析了这些主要地物在TM影像不同波段上的亮度值变化规律.其中,研究区内不同程度盐渍地的信息提取是本研究的重点.本文结合研究区本底资料,在对遥感数据光谱知识充分分析,挖掘谱间结构的基础上,揭示了研宄区内不同程度盐渍地在TM影像中的亮度值变化特征及分离规则.实验表明,盐渍地总提取精度达到88.6%.其中,重度及中轻度盐浈地面积的提取精度分别达到90.8%和86.7%.本研究表明,通过利用此方法,可将盐浈地信息较为精确地提取出来.     

甘肃景电灌区次生盐化土壤的性质及其发生机理

本文对甘肃景电灌区次生盐化土壤的理化性质进行了研究 .该区次生盐渍化土壤主要为硫酸盐氯化物和氯化物硫酸盐型 ,水溶性钠离子在阳离子中占绝对优势 .土壤通体碳酸钙含量很高 ,并有少量的石膏 .钠离子饱和度很高 ,具有钠质特性或钠质化现象 ,盐化与钠质化同时进行 .在此基础上对次生盐渍化的机理和改良进行了讨论     

新疆叶尔羌河流域土壤盐渍化特征研究

以新疆叶尔羌河流域为例,分析了该地区土壤盐渍化的类型、程度、特征、成因以及与地下水埋深的关系。盐渍化程度分析为该区农业发展提供了科学依据;3种土壤盐分组成剖面涵盖了新疆地区典型的土壤盐化类型,为提出针对性的解决方案提供可靠保证;剖析了土壤盐渍化成因及与地下水埋深的关系,指出控制土壤盐分的关键是合理的淋洗与排水、建立明渠排水与竖井排灌相结合的灌溉方式。为新疆及其他类似地区评价与解决土壤盐渍化问题提供了新思路。     

土壤次生盐渍化与微生物数量及土壤理化性质研究

次生盐渍化已成为制约设施栽培农业发展的主要障碍因子,为揭示次生盐渍化对土壤微生物和理化性质的影响,对上海市南汇区和崇明区设施栽培大棚土壤酶活性和微生物活性进行研究.结果表明:随着栽培时间的增加,土壤表层(0-5 cm)有机质变化不明显;而土壤中硝态氮和总盐量增加,连续栽培15年土壤的硝态氮(94.23 mg/kg)是露地表层土的14.8倍,EC值是露地的14.9倍;从第5年起土壤出现酸化现象.次生盐渍化越严重,对土壤脲酶、磷酸酶和呼吸强度的抑制越明显,连续栽培15年土壤脲酶活性受抑制率达到71.8%.EC值、总盐、硝态氮与放线菌、细菌数量都呈极显著负相关,与真菌数量呈显著负相关,最高相关系数达到-0.957.次生盐渍化对于深层土(15-20 cm)的影响没有表层土明显.     

开都河下游灌区土壤盐渍化动态变化研究

土壤盐渍化是影响绿洲农业生产的重要因素之一,土壤盐渍化动态变化的研究对于评价与治理干旱区绿洲土壤盐渍化具有重要意义。以新疆焉耆盆地开都河下游灌区为研究区,基于GIS平台,以1973年与2008年两个时期的遥感影像数据作为基本信息源,结合野外实地调查分析,对研究区的土壤盐渍化现状、程度与分布特征进行解译。研究结果表明:近35 a来,研究区盐渍化土地面积有所减少,盐渍化土地面积由1973年的1 587.00 km2,下降到2008年的1 513.40 km2,盐渍地面积减少了73.60 m2,平均每年减少2.04 km2,其中中度盐渍化土地减少幅度最大;耕地、林地、荒地3种土地利用类型的总盐量平均值与pH值依次递增;土壤盐渍化程度有所降低。     

玛纳斯河流域土壤盐渍化时空动态变化

土壤盐渍化是土地荒漠化的重要方式之一,研究土壤盐渍化时空动态变化对土地管理利用具有重要意义。以玛纳斯河流域为研究区,采用1975年、1990年、2000年、2014年4期遥感影像为数据源,结合野外调查分析,分别提取了玛纳斯河流域土壤盐渍化信息,运用统计和空间分析方法对研究区近40 a的土壤盐渍化时空动态变化进行研究,并对引起其变化的驱动因子进行了分析。结果表明:（1）近40年玛纳斯河流域土壤受不同程度盐渍化侵扰复杂变化,总体呈逐渐减轻的趋势,其中重度盐渍化减少了2 369.4 km²,中度盐渍化处于稳定波动状态,轻度盐渍化增加了1 408.0 km²,耕地面积增加了3 443.5 km²;（2）玛纳斯河流域土壤盐渍化在空间上分布具有明显的区域性,其中重度、中度盐渍化主要分布在中游水库周围以及下游与古尔班通古特沙漠的过渡带,轻度盐渍化与耕地镶嵌分布;（3）玛纳斯河流域土壤盐渍化1975—1990年在空间总体变化上呈加重的趋势;1990—2000年在空间分布上呈减轻的趋势;2000—2014年又出现大面积的恶化趋势;（4）政策实施以及经济刺激是推动土壤盐渍化治理的有效措施。随着全球气候变暖,耕地面积的不断扩大,水资源利用的不合理,这将势必增加土壤盐渍化的不确定性。     

基于ETM+数据的干旱区盐渍化土壤信息提取研究

准确而自动地提取盐渍化土壤信息对于土壤盐渍化监测和土壤盐渍化动态变化研究具有重要意义。选择新疆渭干河—库车河三角洲绿洲特有的干旱地区为研究区,在对研究区土壤特征实地调查和典型土壤遥感信息分析基础上,利用含有7个多光谱波段的2001年8月1日增强-加型专题绘图仪(ETM+)遥感图像提取了归一化植被指数(NDVI)、第三主成分(PC3),分别作为非盐渍化土壤和盐渍化土壤信息提取的主要特征变量,改进归一化差异水体指数(MNDWI)、TM1、TM7作为辅助特征变量。利用决策树分类方法建立信息提取模型,对研究区遥感图像进行了分类。研究结果证明,基于研究区遥感信息特征基础上的盐渍化土壤信息自动提取是可行并能达到较高信息识别精度的。     

苏北海涂典型围垦区土壤盐渍化风险评估研究

为定量评估制约苏北海涂土壤资源开发利用的盐渍障碍因素,以苏北海涂典型围垦区江苏省大丰市金海农场为例,将灰色系统理论应用于风险评价,构建了实用的生态风险评价数学模型、指标体系与评价流程,并对区域土壤盐渍化风险状况进行了定量评估与分级。结果表明:土壤盐分、表土层容重与地下水矿化度是该区域盐渍化风险评估的重要因素;研究区土壤盐渍化风险总体较高且不同部位差异较大,其生态风险值F介于0.12～0.60之间,平均值达0.30;盐渍化风险分布表现出与土壤盐分、地下水矿化度较为相似的空间规律;受种植制度与耕作措施差异的影响,研究区东部水稻田盐渍化风险总体高于西部棉花地;研究区域不存在土壤盐渍化较小风险区,以一般风险、较大风险为主,其中较大风险区占总面积的50.11%,一般风险区占49.41%,很大风险区仅占0.48%,一般风险和较大风险区是该区土壤改良治理的重点区域。该结果可为海涂区中、低产地的质量提升、盐渍化土壤的科学改良与田间管理提供参考依据。