不同季节渭干河-库车河典型三角洲绿洲土壤盐分离子空间变异特征研究

[目的]对渭干河-库车河典型绿洲范围内的土壤盐分离子空间变异进行研究,以期了解该三角洲土壤离子的空间相关性,揭示季节变化对土壤8大离子分布的影响。[方法]针对目前存在的土壤盐渍化问题,以渭干河-库车和典型三角洲绿洲为研究区,运用经典统计学和地统计学相结合的方法研究了表层土壤8大离子含量的时空变异特征,绘制了土壤盐分离子的随机性和结构性的空间分布图。[结果]在研究区中所有盐分离子含量数据经K-S检验均符合正态分布,不同季节的盐分离子含量变异性不同,10月的变异性高于4月,这可能是是由于10月降雨量小于4月,盐分离子随着强蒸发被带到土壤表面,盐分离子含量高;半方差分析得出盐分离子均表现为高强度的空间自相关性,但程度有所差异;空间分布特征表明,大部分盐分离子的空间结构性都较好,但2010年4月采集土样的Ca2+和Mg2+以及2010年10月份采集土样的Mg2+均适合线性模型,所以空间结构性较差,同时也表现出研究区特有的土壤盐分分布特征,这与研究区盐渍化主要是氯化物-硫酸盐型相一致。[结论]该研究结果为渭干河-库车河三角洲盐渍化土壤的分区、改良和利用提供了理论基础。     

渭干河-库车河三角洲绿洲农田表层土壤盐分特征分析

采用野外采样和室内试验相结合的方法,对渭干河-库车河三角洲绿洲不同作物类型农田表层土壤盐分离子含量进行分析,为干旱区绿洲农田土壤盐渍化的治理、合理利用及因地制宜的精准改良提供一定的理论依据。结果表明:土壤总盐含量为3.43 g/kg,属于轻度盐渍化,其中棉田最高为5.28 g/kg,谷物地最低为1.60 g/kg;土壤呈微碱性。各盐分离子中SO2-4比重最大,表层土壤以硫酸盐类盐渍土为主。在阴离子中,SO2-4比重最高,其中在果林地最高,在棉田最低;在阳离子中,K++Na+比重最高,其中在混合作物地最高,在棉田最低。农田表层土壤总盐分含量与Ca2+含量呈极显著正相关;Mg2+含量与p H值呈显著正相关,与Cl-含量呈极显著正相关,与HCO-3含量呈显著负相关。棉田表层土壤总盐分含量与Ca2+含量呈极显著正相关,Mg2+含量与Cl-含量呈极显著正相关。谷物地、混合作物地和果林地表层土壤总盐分含量与K++Na+、SO2-4含量呈极显著正相关,与Cl-含量呈极显著负相关,与p H值呈显著正相关;Ca2+含量与Mg2+含量呈极显著正相关;SO2-4含量与p H值呈显著正相关,与K++Na+含量呈极显著正相关,与Cl-含量呈极显著负相关;Cl-含量与K++Na+含量、p H值均呈极显著负相关。表层土壤总盐分在空间上从绿洲内部向外围及扇缘逐渐增多,非盐渍化与轻度盐渍化土壤主要分布于绿洲内部及东北部,中度盐渍化土壤主要分布于绿洲的南缘,重度盐渍化土壤主要分布于绿洲的西岸、外围与扇缘地带。     

干旱区绿洲土壤pH值与电导率的空间变异研究

本文以渭干河-库车河三角洲绿洲为研究对象,通过野外样品采集,室内分析及统计分析对土壤p H值与电导率的空间变异性进行研究,结果表明:1研究区土壤p H值在20~40 cm土层具有较大变幅,且值大于0~20 cm土层,而电导率在0~20 cm土层变化显著,且数值高于20~40 cm土层。2土壤电导率和20~40 cm土层p H值的空间分异是由结构性因素和随机性因素共同作用的结果;而0~20 cm的土壤p H值主要受随机性因素的影响,造成土壤p H值具有一定程度的空间变异性。3研究区土壤电导率的高值集中分布在东部,土壤电导率由渭-库绿洲冲、洪积扇平原的中部向外递增。在0~20 cm土层中,研究区北部、东北部及东部的土壤偏碱性,在20~40 cm土层中,西北部、南部土壤偏碱性,研究区中部及其他大部分区域均偏中性。通过对渭干河库车河三角洲绿洲土壤p H值与电导率空间变异的研究,可对绿洲土壤盐渍化特征及其空间格局分布规律进行有效评价,以期为维护绿洲生态系统健康及盐碱地的改良提供参考依据。     

渭干河-库车河三角洲绿洲土壤盐渍化动态分析及防治措施

[目的]新疆渭干河-库车河三角洲绿洲农业生产资源丰富,但遭受着土壤盐渍化的严重威胁.进行盐渍地时空动态变化特征分析及提出盐渍地防治措施,可以为区域农业及经济的可持续发展提供科学借鉴.[方法]采用基于知识决策树分类法构建模型提取研究区1989、2001和2007年盐渍化土壤专题信息,使用动态度模型分析研究区土壤盐渍化的动态变化.[结果]渭-库绿洲在1989～2007年,盐渍地总面积增加了192.76 km2.1989～2007年间盐渍地总面积的动态度达到0.232;.[结论]近20年间研究区土壤盐渍化呈现不断扩展的趋势,盐渍化危害程度加深.结合渭-库绿洲灌区的发展现状和区域特点,提出了水利工程、农业、生物和化学等方面的土壤盐渍化治理改良措施.     

精河河下游河岸带土壤盐分特征及相关性分析

[目的]为艾比湖地区防风治沙提供科学依据。[方法]以艾比湖流域的精河河下游河岸带土壤为研究对象,对不同植被类型覆盖条件下土壤总盐含量、八大离子等指标进行测定。[结果]研究区土壤次生盐渍化较重,总盐含量偏高,其中总盐与HCO3-、Ca2+、Mg2+、Cl-、K+、Na+含量存在较为明显的正相关关系;盐分离子按质量分数在土壤剖面基本上呈现出自上而下的垂直分异特点,盐分表聚性规律显著。在盐分组成中,阳离子以K+、Na+为主,阴离子以Cl-为主。[结论]研究区内土壤盐渍化严重,经盐渍化分级为盐土。     

基于特征空间的土壤含盐量的遥感反演

土壤表层含盐量的聚集是造成土壤盐渍化的主要原因，因此借助遥感手段及时、准确地对土壤含盐量进行研究有着重要的现实意义。以渭干河－库车河流域三角洲绿洲为研究区，采用2011年4月的Landsat卫星资料，利用改进型植被MSAVI和盐分指数（SI）构建土壤含盐量特征空间的遥感模型，并且通过2011年9月野外同步实测的地表0—10cm土壤含盐量进行相关性分析，R^2=0．8596，精度较好。这对干旱区绿洲农业的发展有着重要的现实意义。     

吐鲁番市农田土壤特征分析

本文对鲁番市的4条河流(大河沿河、塔尔朗河、煤窑沟和黑沟)灌区农田土壤进行土样采集,测得吐鲁番市土壤总盐、全盐、电导率、主要离子含量和土壤养分,分析了土壤盐渍化类型、程度;对每条河流不同空间的土壤含盐量进行对比分析;明确土壤盐分与主要离子之间的相关关系及不同灌溉水影响土壤养分的组成。结果表明,研究区土壤有部分出现盐渍化趋势,且土壤次生盐渍化趋势较高,吐鲁番市土壤含盐量高低与各离子(即CO-3、HCO-3、SO2-4、Cl-、Ca2+、Mg2+、Na+、K+)含量大小有密切的关系;土壤盐分的空间分布因地势不同而有区别;沿4条河流灌溉区土壤盐渍化类型的主要成分为硫酸盐渍土;以河水灌溉为主土壤质量不及以坎儿井水灌溉为主的土壤质量。     

基于Sentinel2A影像的干旱区土壤盐渍化监测研究

以渭干河—库车河三角洲绿洲为例,在5种盐分光谱指数(NDSI、SI、SI1、SI2、SAVI)基础上,选择Sentinel2A多光谱影像中的3个红边波段和近红外窄波段进行扩展,提出了新的基于红边和近红外窄波段的光谱指数,用偏最小二乘回归(PLSR)方法构建土壤电导率遥感反演模型。结果表明：相对传统光谱指数,引入红边1波段(B₅)和近红外窄波段(B_8a)的光谱指数与土壤电导率相关性显著提高;基于Sentinel2A影像的PLSR的土壤电导率信息建模效果较好(R²=0.77),模型准确、可靠。盐分反演结果表明研究区土壤盐分含量整体较高,盐渍化影响范围广泛。自绿洲内部向外围由非盐渍化向轻度—中度—重度盐渍化过渡,绿洲西部、南部轻度盐渍土分布较多,绿洲东部、东南及西南方向有重度盐渍土及极重度盐渍土分布,盐渍化程度较高。     

新疆开都河流域下游绿洲盐渍化土壤特征

[目的]探究新疆开都河流域下游绿洲盐渍化土壤特征。[方法]采用传统统计学方法,分析开都河流域下游绿洲的土壤含盐量及主要盐基离子的特征值。[结果]研究区0~10 cm土层土壤属于重度盐渍化土壤,10~30和30~50 cm土层土壤属于中度盐渍化土壤,土壤盐分具有一定的表聚性。各层的盐渍化类型主要是以氯化物-硫酸盐型盐渍化土为主,其次是硫酸盐渍土,其他类型盐渍土比例极小。不同采样深度内,各层盐基离子含量呈自上而下变小趋势。[结论]该研究可为精细农业研究提供基础数据。     

基于NDVI估算植被体散射的土壤水分反演研究

[目的]为通过植被指数方法进行土壤水分估算和旱情监测提供依据。[方法]以新疆渭干河-库车河三角洲绿洲为研究区,雷达数据和光学遥感数据相结合,对干旱区绿洲进行土壤和植被水分信息的提取。[结果]在同期光学遥感影像数据提取叶面积指数基础上,利用简化的“MIMIcs模型”从雷达数据总的后向散射中去除植被的影响,建立土壤后向散射系数与土壤含水量之间的关系。[结论]主被动遥感数据结合在干旱区土壤水分反演时去除植被影响有较好的效果。     

基于地统计学的莱州湾南岸土壤盐分离子的空间变异性研究

土壤中可溶性盐的分析是研究盐渍土盐分动态监测与盐渍化防治的重要基础工作。以莱州湾南岸地区作为研究对象,利用地统计学的方法研究了该区土壤盐分离子的空间变异特征,并运用Kriging插值绘制了盐分离子的空间分布图。结果表明,除Cl-属强变异强度外,其他离子均具有中等变异强度;受结构性因素和随机性因素的共同作用,各盐分离子均具有中等强度的空间相关性,自相关距差异不大;东西方向上各盐分离子都呈明显的2阶趋势效应,南—北方向上,除SO42-呈1阶趋势效应外,其他盐分离子都呈现明显的2阶趋势效应;Kriging插值图表明大部分盐分离子的空间结构性都较好,东部的离子含量明显低于其他方向。该研究结果为莱州湾地区盐渍化土壤的防治、改良和利用提供了理论基础。     

基于遥感的干旱区典型绿洲土地利用/覆被变化研究

以新疆渭干河—库车河三角绿洲为例,选用2001和2010年的LandsatTM影像,利用遥感技术,并从土地利用/覆被变化的研究角度出发,结合研究区的自然以及社会因素,监测并分析渭干河—库车河三角绿洲2001和2010年的土地利用/覆被变化。分析结果表明,研究区内土地覆被类型在结构和面积上都有较大变化,结合当地社会因素以及自然因素,认为近年来随着当地社会经济的发展及人口大规模迁入,导致大规模的开发土地资源,造成林地等自然覆被减少或者破坏,耕地面积增加。但是在开垦后由于不科学的灌溉方式,导致耕地土壤盐渍化程度加重,所以土地盐渍化成为了研究区目前农业发展的瓶颈,进而阻碍当地经济发展。     

基于典范对应分析的甘肃引黄灌区土壤盐渍化特征研究

【目的】研究甘肃引黄灌区耕地土壤全盐量（TS）、pH和盐分离子组成的空间分布特征及数量关系,并探讨它们之间的相互关系、影响程度以及对盐碱地类型、分布的影响。【方法】以兴电和景电两个典型灌区为研究取样区,样点布局既涵盖了上游新垦盐碱荒地、中游轻度盐渍化耕地、下游中重度盐渍化耕地和弃耕盐碱荒地,又兼顾了耕地土壤盐渍化类型（硫酸盐型、氯化物-硫酸盐型、硫酸盐-氯化物型）和程度（轻度、中度、重度）的差异。运用常规统计学方法研究了土壤TS、pH、盐分离子的剖面分布特征,运用典范对应分析方法（CCA）研究了土壤TS、pH与盐分离子含量之间的数量关系及各土层TS、pH、盐分离子与研究对象前2个CCA排序轴的相关系数、特征值和解释方差。【结果】甘肃引黄灌区耕地土壤为轻度至重度盐化,0-40 cm土层含盐量随土层深度的增加而降低,40-80 cm土层含盐量随土层深度的增加而增加。剖面中的阳离子以Na+为主,阴离子以SO42-为主,土壤pH介于7.93-9.98之间。不同土层内,K+与HCO3-、Ca2+与Mg2+始终有较好的关联性,Na+与Cl-之间的关联性越往下层越强,SO42-与Na+之间主要是负相关,K+与Na+以及SO42-、Cl-、HCO3-之间的关联性不强。在0-100 cm全剖面上,pH的空间分布受HCO3-的影响较大,TS受Na+、Cl-、SO42-的影响较大。分层与全剖面的情况有所不同,0-20 cm土层内TS和pH的空间分布主要受控于SO42-含量,20-40cm土层内主要受控于Cl-和Na+含量,40-60 cm土层内受Ca2+、Mg2+、SO42-和HCO3-的共同影响,60-80 cm土层内Mg2+是主要影响因素,80-100 cm土层内主要受控于Mg2+和Cl-。CCA第1排序轴反映了TS的变化情况,第2轴反映了pH的变化情况,第1轴特征值在0.53-0.70,解释方差在38.7%-57.7%;第2轴特征值在0.36-0.64,解释方差在30.6%-44.7%。【结论】甘肃引黄灌区的盐渍化耕地中同时存在盐分表聚和底聚两个过程,上游新垦盐碱荒地和中游轻度盐渍化耕地以底聚为主,下游中重度盐渍化耕地和弃耕盐碱荒地以表聚为主。60-80 cm的泥质胶结砂层含盐量高达93.7 g•kg-1,对水盐运移和盐分离子分布产生了重要影响,是造成灌区发生土壤次生盐渍化的主要原因之一。盐渍化耕地的钠质化现象只在重度次生盐渍化区发生,TS、Na+和SO42-是决定项目区盐碱地类型和分布的主要因素。典范对应分析通过箭头连线的长短、所处的象限、箭头之间的夹角以及与角符号间距离的远近等,在CCA二维排序图上可以直观地给出各盐分离子之间以及土壤TS、pH值与盐分离子之间的关系,并通过各土层TS、pH、盐分离子与研究对象前2个CCA排序轴的相关系数、特征值和解释方差等,来确定不同土层的主控因子和影响甘肃引黄灌区盐碱地类型和分布的主要因素,是一种更加科学的区域盐碱地特征及改良利用情况评价方法。     

潍北地区表层土壤盐分空间分布特征分析

以潍坊北部海水入侵区域为研究区,通过实地采样获得研究区表层土壤盐分数据,利用统计分析与空间插值的方法对潍坊北部表层土壤盐分空间分布特征进行分析。结果表明:该区域土壤盐分主要离子为Na~+、Cl~-等,土壤全盐量、K~+、Na~+、Mg~(2+)、Cl~-、SO_4~(2-)呈强变异强度,Ca~(2+)和HCO_3~-属于中等变异强度。潍坊北部地区表层土壤盐分的空间分布为土壤全盐量、Na~+、K~+、Mg~(2+)、Cl~-以及SO_4~(2-)都是东北部沿海地区土壤盐分含量较高,从东北向西南呈现逐渐递减的趋势。     

电磁感应仪用于土壤盐分空间变异及其剖面分布特征研究

运用电磁感应仪EM38,结合GIS技术和地统计方法对黄河三角洲地区典型地块0～40 cm与0～80 cm土层含盐量的空间变异性进行研究,并对研究区盐渍化分级以及盐分剖面分布特征进行探讨.结果表明:研究区各土层土壤盐分较高,均表现为中等变异强度,且研究区土壤盐分总体上呈一定的表聚趋势;各土层土壤盐分的半方差函数均较符合指数模型,都表现为强空间自相关性;气候、微地形、地下水等结构性因素是主导土壤盐分空间分布格局的直接因素.由盐渍化分级及盐分剖面特征分析结果可知:重度盐化土是研究区最主要的土壤类型,轻度盐化土分布面积最小;研究区主要盐分剖面类型为表聚性,其次分别为均匀型和底聚型;此外,盐分剖面类型的分布在一定程度上反映了植被类型以及土地利用方式.该研究结果为黄河三角洲地区盐渍化土壤的精准改良与科学管理提供了一定的理论基础和实践依据.     

盐渍地人工苜蓿草地生产力与土壤改良研究

[目的]为改进和利用河西走廊盐渍化土地提供依据。[方法]在临泽县盐渍地种植苜蓿,测定1～5年生人工苜蓿草地的生产力,并研究苜蓿对盐渍化土地的改良效果。[结果]在盐渍地种植苜蓿后,苜蓿的主根长、主根直径和侧根数随着生长年限的增加而增加。从种植到第5年,盐渍地苜蓿的鲜草产量呈逐年增加的趋势。盐渍地种植苜蓿后,土壤有机质含量不断增加,而土壤盐离子含量不断下降。有机质含量的增加速度和盐离子含量的下降速度均在苜蓿种植后的生长前期较慢而生长后期较快。[结论]苜蓿的生产力与灌水量、灌水次数有关。一个生育周期应至少灌水4次,种植苜蓿的适宜灌水量为4275m3/hm2。     

塔里木河上游荒漠河岸林土壤水盐分布规律研究

对塔里木河上游荒漠河岸林不同覆盖度下土壤水盐分布规律的研究,为土壤盐渍化防治,干旱地区生态环境重建提供重要依据。通过对研究区不同植被覆盖度条件下（0~0.2,0.2~0.5与0.5以上）的盐渍化土壤进行分层取样,测定其盐分和水分含量,分析在水平方向和垂直方向上的水盐变化规律。结果表明:相同深度土壤盐分随覆盖度的增大呈现减少的趋势,相同土层以5月份盐分含量最高,4月最低;而土壤水分随覆盖度的增大呈增高的趋势,相同土层含水量随时间上没有明显的差异,含水量4月份稍高,6月稍低。在相同覆盖度条件下随着土层由浅到深盐分积累逐渐减少,表层0~60 cm 3个土层随时间推移盐分含量变化明显,其他土壤层次变化不大;而土壤水分与土层深度的关系不明显,随时间变化为4月份土壤含水量相对较多,6月份较低。在不同覆盖度不同土层盐分随水分含量变化规律为4月份覆盖度在0~0.2时,土壤盐分与含水量呈显著负相关,覆盖度在0.5以上时,土壤盐分与含水量呈极显著正相关,其他月份相关性不显著;因此,塔里木上游荒漠河岸林土壤水分、盐分的变化与覆盖度、季节有很大关系。     

盐分胁迫下番茄盐分离子和重金属的分布特征

采用盆栽试验方法研究了不同盐分含量处理下番茄不同器官盐分离子(Na+、K+、Ca2+)和重金属离子(Cd2+、Pb2+、Cr2+、Zn2+、Cu2+、Ni2+)的分布特征,探讨盐分离子对番茄不同器官吸收重金属离子的影响机制,为重金属污染盐渍土壤的农业可利用性评价提供科学依据。结果表明,番茄根、茎、叶和果实Na+含量均随盐分含量增加而增加;番茄根K+含量随盐分含量增加小幅上升,茎K+含量则显著下降,叶K+含量无显著变化;番茄各器官Ca2+含量随盐分含量增加无明显变化。番茄根Cd、Pb、Cr、Zn和Cu含量以及番茄茎、叶Cd含量均随盐分含量增加而增加;番茄根Ni含量、番茄茎叶Pb、Cr、Ni、Zn和Cu含量以及番茄果实各重金属含量受盐分含量变化影响不大。因此,土壤盐分含量的增加对番茄根部吸收重金属(Ni除外)有促进作用。