黄河三角洲地区棉田土壤盐分的时空分布特征研究

黄河三角洲地区是我国重要的后备耕地资源,明确土壤盐分的空间变异特征是充分开发该地区土地资源的基础。本试验选取黄河三角洲地区典型土地利用类型棉田,沿黄河入海方向自内陆至海岸布设采样带,研究0~100 cm土层土壤盐分在剖面及空间的分布特征。结果发现,沿黄河入海方向自西向东土壤盐分呈上升趋势,与成土时间、距海远近和人类活动密切相关。整个采样区(利津县北宋镇至河口区孤岛镇)棉田土壤盐分以轻盐土为主,受人为耕作管理影响0~60 cm土壤条件趋于一致,空间变异性小于60~100 cm土层;研究区土壤盐分剖面类型以表聚型为主,分布在研究区的近海段,随着人类耕作熟化影响时间的加长和距海距离的增加,土壤盐分剖面由表聚型向振荡平均型和底聚型发展。合理的土地耕作在一定程度上可以减轻土壤盐渍化,在后期种植管理中应参照研究区土壤盐分等值线图,采取恰当的农田管理方式,降低土壤盐渍化,防止次生盐渍化的发生。     

基于电磁感应仪的田间土壤盐渍度及其空间分布定量评估

 【目的】阐明黄河三角洲地区土壤盐渍化空间变异特征，探讨利用电磁感应仪定量评估田间土壤盐渍化的空间分布。【方法】运用电磁感应仪(EM38和EM31)及其移动测定系统，结合GIS和地统计学方法, 研究了该地区典型地块土壤盐分与磁感表观电导率间的响应关系，分析了表观电导率的空间变异特征，并对土壤盐分空间分布进行了定量评价。【结果】土壤表观电导率与盐分含量具有良好的相关性，采用EM38h＋EM31h的优化测定组合可以提高土壤盐分的解译精度；表观电导率EM38h、EM31h的空间变异结构都表现出复合的尺度效应，较好地符合球状套合模型；EM31h的空间自相关程度强于EM38h，短程变异是构成EM38h、EM31h空间异质性的最主要部分；结构性因素是主导土壤盐分空间分布格局的最直接因素，随机性因素是加快盐分分布格局形成的重要因素。由盐渍化分级可知：研究区总体属于重度盐化土类型，且呈现一定的盐分表聚趋势；各土层中几乎不存在非盐化土，盐土与重度盐化土是最主要的土壤类型。【结论】该研究结果为不同尺度(从农田到区域)土壤属性调查与质量评价提供参考依据，并为农业水土资源的高效利用提供指导。     

玛纳斯河流域土壤盐渍化影响因素研究

为了探讨区域盐渍化过程和分布特征,本文通过野外调查和室内分析,研究了新疆玛纳斯河流域海拔高度、地貌类型、地下水埋深、土地利用类型和不同种植年限对土壤盐分含量变化的影响。结果表明:玛纳斯河流域土壤盐分含量随海拔高度的变化呈现先降低后升高再降低的趋势,高盐分含量主要集中在海拔350~400m,海拔高度与土壤盐分含量之间没有很好的变化趋势;土壤盐分含量在不同地貌类型的分布状况为:冲积洪积扇缘带> 冲积平原中部> 冲积平原下部> 冲积洪积扇中部> 干三角洲地区,冲积洪积扇缘带与冲积平原中部的土壤剖面盐分有表聚和底聚现象,冲积平原下部土壤剖面中间层盐分含量较高;地下水埋深对土壤盐分含量变化影响明显,随着地下水埋深的变浅,土壤盐分含量显著增加;不同土地利用方式下,土壤含盐量具有显著性差异,荒地土壤盐分含量最高,表层和底层盐分高于中间层,耕地0~100cm土层盐分含量均较低;随着滴灌年限的增加,0~100cm土层盐分含量均呈现降低趋势,滴灌1年与3年表层盐分含量差异不显著,其他土层差异显著,滴灌8年与10年的各层土壤盐分含量差异均不显著。综上,玛纳斯河流域土壤盐分含量受地貌类型、地下水状况、土地利用类型和滴灌年限因素影响显著,盐分在土壤剖面上也表现出不同的分布特征。     

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。     

莫索湾灌区土壤剖面盐分空间分布特征

以新疆莫索湾灌区为研究区域,运用经典统计学和地统计学的分析方法,研究不同土层(0~20、20~40、40~60、60~80、80~100 cm)土壤盐分含量的空间变异特征,并绘制了土壤剖面盐分含量分布图。结果表明,研究区土壤剖面盐分含量随着土层深度增加逐渐增大,具有一定的低聚特征,表层土壤平均含盐量最低,60~100 cm的土层含盐量最高;各土层土壤盐分均符合对数正态分布,但整个研究区土壤盐分含量最大值出现在表层,0~40 cm的土层盐分属于强变异性,40~100 cm的土层盐分是中等变异性;研究区各层土壤盐分均属于中等空间自相关,0~20、20~40 cm土层的块金系数分别为0.698和0.653,空间相关性低于底层;克里格插值分析表明,各土层含盐量均呈斑状、块状分布,研究区的土壤盐分南部高于北部,东部高于西部。     

苏打盐渍土理化性质的微域特征及其对水盐运移的影响

    通过野外定位观测和室内分析,探讨微域尺度(32 m长的横截面)苏打盐渍土壤的性质以及水盐运移规律.结果表明:盐渍土地区在微域尺度上呈现盐化草甸土-浅位柱状碱土-白盖苏打碱土-中位柱状碱土的格局.苏打碱土分布在微坡地和高平地,其质地剖面结构为粉砂质亚黏土-黏土-粉砂-砂砾;盐化草甸土分布在相对低洼的部位,其质地以粉砂和砂砾结构为主.土壤理化性质的差异和微地貌特征影响盐渍土壤的水分-地下水之间的迁移转化.浅埋地下水的波动与大气降水在盐化草甸土水分的迁移转化密切相关,洼地(盐化草甸土)成为地表径流迁移汇集区.冻融积盐是松嫩平原土壤积盐的重要原因.冻融季节,盐化草甸土成为潜水迁移的汇集区.大量的潜水迁移并贮存在盐化草甸土冻层(10～30 cm土层的含水率高达50%以上),这可能是冬季地下水位急剧下降的一个重要原因.受冻结作用的影响,盐分自下而上在苏打碱土的冻层积聚,在消融期盐分迅速表聚使土壤表层的盐渍化程度加重.     

黄河三角洲土壤盐分剖面类型时空分布研究

利用2002、2003年和2006年采集的土壤盐分剖面分析数据,探讨了黄河三角洲不同土壤盐分剖面类型及其时空分布特征。结果表明：从2002年到2006年,该地区土壤盐分剖面类型的空间分布格局基本没有改变,黄河三角洲土壤盐分剖面类型总体以表聚型为主,这表明黄河三角洲土壤盐渍化风险大,必须进一步提高盐渍土的治理和合理利用水平。     

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。     

南疆果园滴灌条件下土壤盐分离子的空间变异性分析——以农十四师224团典型地块为例

[目的]土壤盐渍化是制约干旱半干旱地区农业生产的主要障碍因子之一,在新疆,尤其是南疆,土壤盐渍化十分严重,系统认识和掌握盐分及其离子组成的空间变异特征对于治理改良盐渍土具有重要意义.[方法]基于区域变量理论,在GIS和地统计学技术支持下,通过地统计学的半变异函数和Kriging空间插值,以南疆和田地区农十四师224团典型地块为研究区,定量分析了试验区内不同层次土壤盐分的空间变异特征.[结果]各层总盐都表现出强变异性;K<'+>各层表现出中等变异性.0～10 cm土层,土壤中盐类主要为氯化物型;10～30 cm土层为硫酸盐-氯化物型;其它各层为氯化物-硫酸盐型.总盐及各离子理论模型主要为球状.各土层盐分及其组成的离子空间分布主要表现为条带状伴有斑块状分布.[结论]试验区土壤盐渍化与次生盐渍化的防治是近期农业管理中所必须考虑的重要因素.     

宜昌地区土壤有机质的空间分布及演变特征

对宜昌地区13个典型土壤剖面土壤有机质进行了测定和统计分析。结果表明,宜昌地区土壤有机质表现出显著的空间变异性。在水平分布上,西部高山区土壤有机质最为丰富,高山棕壤土0～10 cm土层有机质含量可达到77.72 g/kg;中部低山丘陵区土壤养分缺乏,尤其是耕种后的红壤土0～10 cm土层有机质含量仅有2.83 g/kg;东部河谷平原区土壤有机质相对较高,水稻土表土层有机质含量为27.10g/kg。在垂直分布上,大多土壤剖面有机质都表现出显著的表聚性,并且黄棕壤、棕壤2种地带性土壤以及非地带性土壤中的潮土表现出明显的从表层往下有机质依次递减的规律。近30年来,宜昌地区土壤有机质整体上出现一定的退化特征,其中黄壤与红壤的退化特征尤为明显,0～10 cm土层有机质分别下降39.9%和54.7%。     

黄河三角洲典型地区地下水位与土壤盐分空间分布的指示克立格评价

针对目前黄河三角洲地区存在的土壤盐渍障碍问题,以该地区典型地块为研究对象,综合运用GIS和非参数地质统计学的指示克立格法,对地下水埋深与0～40cm深度土壤盐分这两个指标的空间分布进行了分析,并给出了地下水埋深与土壤盐分满足一定条件的概率分布图。结果表明,地下水埋深与土壤盐分均不符合正态分布且存在特异值,但采用指示克立格方法可以获得较为稳健的变异函数;受结构性因素与随机性因素共同影响,地下水埋深与土壤盐分的指示半方差均表现为中等的空间自相关性,且单元指示克立格与多元指示克立格插值结果表明,地下水埋深与土壤盐分的概率分布存在空间上的规律性与相似性。依据综合概率分布图对从农田到区域尺度上的农业水土资源利用的风险性和利用措施进行了评价。     

陕西渭北农田土壤盐碱化空间分布及影响因素

为明确陕西省渭北地区农田土壤的盐碱化空间分布和主要影响因素,为区域耕地资源合理利用和低产田改良提供理论支持,以渭河以北、渭北低山及两侧的黄土高原和台塬为研究中心,通过区域调查、田间采样及室内分析,获得渭北0~60cm土层的盐碱化数据及相对应的空间、土壤性质、地下水、作物产量数据,对土壤盐渍化程度的分布状况进行定量评价,结合GIS软件绘制不同土壤层次的盐碱化分布图,结果表明:渭北0~60cm农田土壤盐碱化主要以轻度盐土和非碱化土为主,分别占农田总面积的93.5%和95.4%,各土层盐碱量从上到下逐渐增加,40~60cm土层含盐量达2.06g/kg,含碱量达4.93g/kg。土壤含盐量和碱化度较高区域分布在临渭区、富平县和蒲城县交界区域(卤泊滩周边)及黄河、渭河、洛河交汇的大荔县部分区域(盐池洼周边),韩城市黄河沿岸区域含盐量也较高。渭北农田0~20cm土层含盐量受地下水因素的影响最为明显,贡献率为43.55%,其次为空间因素和土壤因素。20~40cm土层受土壤因素影响最为显著,贡献率达44.14%,空间、地下水、管理因素次之。40~60cm土层较20~40cm土层受土壤因素影响更为显著,贡献率为68.34%,管理、空间、地下水因素次之。     

光谱与纹理信息结合的黄河三角洲土壤盐渍化信息提取——以垦利区为例

土壤盐渍化是制约黄河三角洲农业发展的关键问题，及时准确地掌握土壤盐渍化信息对土地资源保护和开发利用具有积极意义。本研究以黄河三角洲核心区域垦利区2019年4月17日的Sentinel-2遥感影像为数据源，在ENVI和e Cognition软件支持下，利用灰度共生矩阵法提取遥感影像的二阶矩、对比度、熵、相关性等纹理特征信息，结合归一化植被指数（NDVI）、盐分指数（SI）等光谱特征信息，通过预设分类规则实现对黄河三角洲垦利区的盐渍土分类。结果表明，加入二阶矩、对比度、熵、相关性4个纹理特征统计量，再结合光谱信息对垦利区盐渍土进行分类，总体分类精度为92.4%，Kappa系数为0.89，相较于仅利用光谱信息的分类方法，总分类精度提高了10.5个百分点；各分类类别的生产者精度与使用者精度较仅依靠光谱信息分类的分类结果均明显提高，其中中度盐渍土的分类效果最好，其生产者精度与使用者精度最高，分别为95.0%、95.9%。本研究提出利用遥感光谱结合纹理特征实现滨海区盐渍土信息的提取方法，提高了盐渍土分类精度，为准确掌握研究区土壤盐渍化信息提供了新途径。     

黄河三角洲潮间带盐地碱蓬湿地土壤磷含量和储量的季节动态变化特征

以黄河三角洲潮间带盐地碱蓬湿地为研究对象,通过在春季、夏季和秋季分别采集0～10 cm和10～20 cm土层的土壤样品,分析了盐地碱蓬湿地土壤磷素的时空动态变化特征。研究结果表明:盐地碱蓬湿地土壤总磷(TP)、有效磷(AP)和AP/TP比值的变化趋势相似,且具有高度的时间异质性,都呈现秋季低、夏季和次年春季高的"V"形分布特征;湿地土壤TP水平较高,已超过生态毒性的最低阈值(600 mg·kg~(-1)),但该区土壤AP/TP比值低于磷的生物利用度的阈值(2%);湿地土壤TP储量随夏季、秋季、次年春季呈依次减少的变化趋势,AP储量也呈现秋季低、夏春季高的"V"形分布特征;湿地土壤TP、AP含量和储量在两个土层之间不存在显著性差异(P0.05)。湿地土壤TP和土壤含水量(P0.05)、Al和Mg(P0.01)均存在显著正相关关系,和土壤盐度呈显著负相关关系(P0.05);AP和土壤含水量及容重显著正相关(P0.05);土壤磷素与土壤有机质、土壤pH的相关性均未达到显著性水平(P0.05)。总体上,黄河三角洲盐地碱蓬湿地土壤磷的垂直变异性不大,但具有明显的季节变异性,其含量与土壤铝镁化合物以及土壤盐度和含水量具有显著的相关性。     

宁夏引黄灌区盐渍化发展变化趋势及治理对策

采用先进的“3S”信息技术,应用GIS先进的空间图层叠加分析功能对宁夏引黄灌区各级盐渍化耕地分布规律和灌区土壤盐渍化的演变规律调查的基础上,提出宁夏引黄灌区土壤盐渍化的治理对策是:进一步完善的灌排体系与防渗措施;对灌区干渠进行砌护防渗治理;加强排水,调控地下水位;平田整地减少灌溉量;耕作培肥,提高土壤肥力;农艺栽培措施的运用;实施动态监测,加强预测预报。     

黄河三角洲典型地区春季土壤水盐空间分异特征研究——以垦利县为例

黄河三角洲作为我国重要的后备土地资源区,土壤盐渍化问题突出,切实掌握土壤水盐状况及其空间规律是该区土壤盐渍化防控和土地资源高效利用的重要基础.本研究选择黄河三角洲垦利县,通过野外调查实测与室内化验分析获取土壤水盐含量数据,利用统计分析、GIS插值、缓冲区分析等方法,分析了研究区土壤水盐状况及其空间变异规律.结果显示:研究区总体盐分含量以中度为主,含盐量由表层至底层呈上升趋势,且各层土壤含盐量呈显着正相关性;含盐量较高的地区主要分布在县域东部滨海区,含盐量较低的地区主要分布在该县的西南部;土壤含盐量随着距离渤海渐远呈下降的趋势,含水量总体呈先下降后上升趋势;从黄河向两岸延伸,土壤含盐量均随距离黄河渐远呈上升的趋势,含水量呈先下降后上升趋势;土壤含盐量从大到小的不同植被类型依次为光板地>碱蓬>柽柳>马绊草>芦苇>茅草>水稻>棉花>小麦>玉米;土壤含盐量从大到小的不同地貌类型依次为洼地>微斜平地>缓岗>河滩高地.该研究基本摸清了研究区春季时相的土壤水盐状况及空间变异规律,为黄河三角洲土壤资源可持续利用提供了科学依据.     

塔河下游典型绿洲灌区土壤盐分空间变异特征

【目的】 研究典型绿洲灌区不同深度土壤的盐渍化特征和空间分布状况。【方法】 运用GPS定位技术进行调查与采样,并结合室内样品测定结果,对塔里木河下游31团灌区土壤盐分含量和各盐分离子含量进行地统计分析和Kriging空间插值。【结果】 研究区内土壤总体呈碱性,盐分组成以氯化物-硫酸盐为主,受季节及灌溉影响,秋季蒸发强烈处于积盐阶段,根域层(0~60 cm)土壤盐分均大于深层(60~100 cm)土壤盐分。根域层盐分、Cl^-、Mg²⁺、SO^2-₄的半方差函数拟合模型符合指数模型,深层盐分、K⁺+Na⁺符合高斯模型,HCO^-₃、Ca²⁺符合球状模型。根域层盐分大多处于轻、中度盐渍化,重度盐渍化区域主要集中在研究区中部荒漠化程度高、地形复杂的区域,深层土壤盐分受秋季潜水蒸发影响,绝大部分处于轻度盐渍化,变化范围小,分布较为均匀。各土层中阴离子均以SO^2-₄为主,阳离子均以K⁺和Na⁺为主,SO^2-₄、Cl^-、K⁺+Na⁺与根域层土壤盐分有着相同的分布特征。【结论】 31团灌区土壤含盐量较高,各层土壤均处于不同程度的盐渍化状态,47.12%的根域层(0~60 cm)土壤盐分处于中度盐渍化状态,90.01%的深层(60~100 cm)土壤盐分处于轻度盐渍化状态。