干旱区盐渍化弃耕地不同恢复模式植被多样性及土壤生物学特性

以玛纳斯河流域冲积扇缘定位试验区为研究对象,分析补水恢复处理、人工草地处理和补植处理对盐渍化弃耕地植被多样性与土壤生物学特性的影响.结果表明:不同恢复方式均明显增加了植被多样性、土壤微生物数量及土壤酶活性.人工草地恢复和补水恢复植被多样性分别比原始弃耕地增加25.13%和9.84%,电导率降低49.15%和33.55%,有机质增加99.10%和88.34%,碱解氮增加70.10%和36.57%;人工草地模式土壤脲酶、过氧化氢酶、蔗糖酶、磷酸酶活性分别比弃耕地增加65.18%,47.21%,93.23%和116.03%.土壤微生物数量变化表现由大到小依次为人工草地、补水恢复、补植恢复、弃耕地.相关分析表明,土壤微生物量碳与土壤微生物数量呈正相关,与植物群落的α-多样性呈显著性正相关.研究表明盐渍化弃耕地采用人工种草或灌溉补水措施能够提升地表植被多样性,提高土壤酶活性,显著降低土壤盐分含量并促进土壤养分积累.     

基于全极化Radarsat-2数据的干旱区典型绿洲盐渍化信息提取

土壤盐渍化不仅破坏了当地的自然生态环境,而且严重影响着可持续发展。为了对干旱区盐渍地进行有效、实时的监测,利用全极化合成孔径雷达PolSAR(Polarimetric Synthetic Aperture Radar)遥感数据进行盐渍地信息的提取。提出对以渭-库绿洲为研究区的全极化Radarsat-2数据进行Pauli分解和H/A/α分解,获取其极化特征分量。在此基础上,利用支持向量机(Support Vector Machine)、最小距离分类(Minimum Distance Classification)以及最大似然分类(Maximum Likelihood Classification)方法进行监督分类,并对分类结果进行对比分析。研究结果表明,极化分解方法在盐渍化监测中具有较好的研究潜力,基于Pauli和H/A/α分解的SVM分类方法更适用于PolSAR数据盐渍地信息的高精度提取。     

不同灌溉方式对干旱区耕地土壤养分及其分布的影响

基于农户调查以及不同灌溉方式下典型耕地地块的试验数据,采用配对T检验、曼-惠特尼U检验等非参数统计分析方法,研究了石河子垦区不同灌溉方式对铵态氮、速效磷和速效钾等的影响。结果表明,耕层土壤铵态氮质量浓度受灌溉方式影响比较显著,表现为滴灌地块大于漫灌地块;耕层土壤中速效磷和速效钾质量浓度受灌溉方式影响不显著。不同灌溉方式下,垂直方向上,铵态氮均匀分布,而速效磷和速效钾质量浓度随深度增加而明显减少;水平方向上,土壤速效养分在滴灌条件下离散程度较高,漫灌条件下相对比较均匀。     

防治灌区土壤次生盐渍化

解放以来山东省灌溉事业有了巨大的发展。但是,由于我省过去主要为井灌,缺乏大型自流灌溉的管理经验,几年来灌区土壤次生盐渍化现象也不断的发展,严重的威胁着灌区的农业生产。据初步统计,全省灌区次生盐渍化的土壤已达100万亩,并且依然在继结蔓延.因此积极的开展与灌区土壤次生盐渍化的斗争,是我省灌溉事业中迫切而重大的任务。     

灌区土壤盐渍化治理及其效益

在我国北方半干旱地区发展农田灌溉事业,由于长期人为因素的影响,改变了灌区原有的农业生态环境,导致了土壤次生盐渍化的发生。本文拟以泾惠渠灌区为例,探讨其综合治理措施及效益。     

宁夏引黄灌区土壤盐渍化影响因素

通过对引黄灌区地下水监测井资料和相关的成果进行研究，分析了引黄灌区地下水埋深、地下水矿化度、沟道排水、渠道渗漏、湖泊鱼池，以及高地灌溉对低地耕地土壤盐渍化都会造成影响，并通过资料给出了它们之间的相互关系。结果表明：采用节水灌溉技术即可以省水，又可以在很大程度上解决土壤盐渍化问题。     

基于机器学习的绿洲土壤盐渍化尺度效应研究

针对干旱区绿洲土壤盐渍化的生态环境问题,以新疆维吾尔自治区奇台绿洲为研究区,基于58个表层土壤盐度数据及与之对应的Landsat TM多光谱遥感影像数据,分别选取栅格重采样(空间分辨率为30～990m)和邻域滤波(窗口尺度为3×3、5×5、…、31×31)两种尺度转换方法获取不同尺度下Landsat TM派生数据,并据此计算相应的环境变量（总数为720）;随后利用梯度提升决策树（GBDT）模型在不同尺度下依托环境变量对土壤盐度进行模拟,并分析其定量关系。结果表明：单一尺度下,基于30m空间分辨率的邻域滤波方法对土壤盐度的解析力总体优于栅格重采样模式,其最大解析力分别为78.55%、75.31%。混合多种尺度下,对土壤盐度的解析效果较单一尺度得到明显提升,解析力最高可达90.66%,有效实现了信息互补。栅格重采样模式相对于邻域滤波而言,其调整R2波动范围更为宽泛,说明栅格重采样尺度变换方法相较于邻域滤波对土壤盐度-环境变量关系的表征更具灵敏性。     

玛纳斯河灌区农田土壤次生盐渍化防治研究

土壤次生盐渍化问题长期困扰新疆农业水土资源的高效利用。在大规模进行节水灌溉的背景,如何有效遏制农田土壤环境的盐渍化是新疆很多灌区面临的现实难题。通过对轻度盐渍化有机碳含量的演变趋势,分析了不同耕作年限农田土壤有机碳的积累过程,提出轻度盐渍化农田优化种植模式;通过对灌区水盐运移规律研究,分析了盐渍化棉田土壤盐分动态变化与滴水对盐分空间分布的影响,;通过滴灌条件下浅层暗管排盐实验,证明在滴灌条件下,浅层暗管排盐拖延效果良好,平均脱盐率约为50%左右。     

盐渍化土壤向日葵水-肥耦合试验研究

以内蒙古河套灌区主要作物油料向日葵为研究对象,进行了田间试验,采用312-D最优饱和试验设计方案,随机排列,2次重复,以产量为目标函数建立了不同盐分水平下的回归模型,并进行分析。研究结果表明,在盐渍化地区土壤中水肥因子的影响效应轻度盐渍化土壤依次为水分、磷、氮,中度盐渍化土壤依次为水分、氮、磷。最佳水肥配比范围轻度灌水量为1 581～2 116 m3/hm2,中度灌水量为1 088～1 549 m3/hm2,氮为225 kg/hm2,磷为150 kg/hm2。     

灌区土壤盐渍化发展模拟预测与对策研究

以秦王川灌区观测和调查资料为依据,采用目前广为实用的MODFLOW地下水模拟软件,对灌区地下水动态进行了预测和分析,并对地下水质的发展趋势作出评价。灌溉实施以来,秦王川灌区地下水位逐年上升。未来10年内盐沼区面积扩大约为28 km2,并且将继续增加,地下水埋深0~2 m的面积达31.4 km2,占灌区面积的比例约为6%。未来20年地下水埋深0~2 m的面积达47 km2,占灌区面积的比例为10%左右。根据地下水位的变化特征,对控制土壤盐渍化发展的因素和对策进行了分析,提出以明沟排水为主,加大灌区下游地下水排泄能力;以渠灌为主,适度发展井灌,大力推行田间节水灌溉技术等对策。     

农田排水改良盐渍化土壤效果与环境污染研究

为探讨河套灌区在农田排水过程中对盐渍化土壤的改良效果和环境污染的影响,于2019—2020年在河套灌区乌拉特灌域暗管排水综合试验区选择典型支渠灌溉控制区,针对作物各灌溉时期的水文过程、污染物的转化、迁移和汇集过程开展了系统试验。结果表明：利用DRAINMOD模型能较好地模拟农田排水量,模拟值与实测值相对误差（RE）为4.12%～13.44%、相关系数（R）为0.80～0.92、效率系数（NS）为0.82～0.90,均在误差范围内。利用马斯京根法对斗沟和支沟排水过程进行了演算,并在此基础上对NH⁺₄、NO^-₃、还原性物质、盐分的迁移、转化和汇集过程进行了分析,排水过程和NH⁺₄、NO^-₃、还原性物质、盐分浓度模拟结果与实测值较为一致,表明该方法能够在宏观上描述灌区不同排水组成所形成的环境污染过程。试验区主要污染物排放总量由大到小依次为还原性物质、NO^-₃、NH^+...     

小开河引黄灌区土壤盐渍化定量遥感反演

近年来黄河下游土地次生盐渍化呈现反复和逐渐加剧的态势,对农业生产和生态安全造成危害。以黄河三角洲小开河引黄灌区为研究区,基于野外实地调查的土壤盐分含量以及Landsat8 OLI多光谱影像,分析土壤样品的光谱曲线特征,利用诊断指数法选取诊断指数较大的波段反射率数据作为自变量,土样盐分数据为因变量,分别采用多元线性回归模型和BP神经网络模型构建土壤含盐量反演模型。结果表明:土壤盐渍化程度越高,影像光谱反射率越低,且在近红外波段反射率最高;BP神经网络模型的反演精度优于传统的多元线性回归模型,其R~2为0.980 8,RMSE为1.059 5,平均相对误差为15.4%,拟合精度较高,能够为灌区盐渍化治理提供基础依据。     

新疆阿瓦提灌区土壤盐渍化状况的

采用主成分分析方法对阿瓦提灌区土壤盐渍化状况进行了研究，结果表明，该地属于中重度硫酸盐盐渍地，0～30cm耕作层含盐量在0.5%-4%之间，在灌区内部土壤盐分存在多次积盐和脱盐过程，耕作层第一、二主成分显著，累计贡献率高达90%，第一主成分综合反映灌区内土壤盐渍化程度，第二、第三主成分联合反映了土壤的碱性特征。     

凤城市耕地土壤有机质时空变化研究

为掌握凤城市耕地土壤的肥力状况,对比分析近25 a的土壤有机质含量变化情况。结果表明:近25 a凤城市各乡镇(区)土壤有机质平均含量由较缺乏转化为中等水平;随着耕作年限的增加,较小比例的五级(缺乏)水平耕地消失。     

新疆灌区土壤次生盐渍化的防治

介绍了新疆灌区土壤次生盐渍化的灌区农田，分析了影响灌区土壤次生盐渍化的主要因素，并论述了当前新疆防治土壤次生盐渍化的主要措施。对我国其他同类形土质具有一定的参考作用。     

基于遥感模型SDI的土壤盐渍化临界水位研究

【目的】基于遥感模型快速识别大尺度空间土壤盐渍化程度并及时预警,以防止土壤盐渍化。【方法】通过分析归一化植被指数（NDVI）、盐分指数（SI）和地下水埋深之间的响应关系,探讨了一种基于遥感模型SDI(Salinization Detection Index)的土壤盐渍化临界地下水位确定方法,并应用于民勤绿洲区。【结果】(1)植被NDVI与土壤盐渍化程度具有指数关系,盐渍化遥感监测指数SDI可以综合反映区域植被长势和土壤盐渍化程度。(2)SDI和地下水埋深在空间分布上呈显著负相关关系,说明SDI能够较好地反应土壤盐渍化程度。【结论】民勤绿洲区轻度盐渍化、中度盐渍化和重度盐渍化对应的地下水埋深分别为4.7、3.2、1.8 m。     

渭-库绿洲土壤盐渍化空间分布特征研究

为了研究渭-库绿洲土壤盐渍化空间分布特征,根据野外调查取样土壤数据,应用地统计分析方法中的普通克里格插值完成半变异函数计算以及理论模型的拟合,分析研究区土壤盐分空间分布特征。以土壤中的SO_4~(2-)、Cl~-、HCO~-_3、CO_3~(2-)、Mg~(2+)、Na~+、Ca~(2+)、K~+等盐分离子作为解释变量,以土壤含盐量,电导率,纳吸收比,pH等作为响应变量,对土壤土层进行冗余分析(Redundancy Analysis,RDA),解析解释变量和响应变量的对应关系。最后利用Moran散点图和LISA集聚图,来探索研究区土壤含盐量空间自相关性特征。研究结果表明:研究区随土壤深度的增加,含盐量逐渐减少,呈重盐渍化到非盐渍化趋势;土壤含盐量东部高于西部,各土层盐分分布呈现出一定的区域差异性;Na~++K~+是阳离子中主控离子、SO_4~(2-)-Cl~-是阴离子中主控离子;土壤含盐量较高的区域和土壤含盐量较低的区域呈现出两极集聚。     

再生水灌溉对土壤盐渍化与重金属累积影响研究

再生水是农业灌溉重要的水资源,为了合理利用城市污水处理后的再生水资源,采用包头南郊污水厂二级出水作为再生水,以自来水为对照进行土柱试验,研究再生水灌溉下对土壤盐渍化以及重金属离子累积分布的影响。结果表明,除0~15 cm土壤中全盐量、电导率会增加外,其余土壤深度全盐量、电导率均无显著差异。重金属在土壤中累积不明显,同时,不同再生水灌溉重金属差异不大,且土壤中重金属含量均远低于国家标准规定的允许值,表明再生水灌溉短期内不会对土壤环境造成污染。     

盐渍化灌区节水改造后土壤盐分时空变化规律研究

为探明沈乌灌域节水改造后因地下水水位变化造成的土壤盐分重分布规律,采用区域土壤信息定点监测,并结合经典统计学、空间插值、缓冲区分析和空间自相关分析方法,研究节水改造前后沈乌灌域土壤盐分空间变异、时空分布规律及不同改造年限区域土壤盐分变化差异。结果表明:节水改造后,秋浇前土壤整体含盐量平均降幅7. 30%,秋浇水量减少,秋浇后土壤盐分淋洗效果减弱9. 26%;空间上,土壤盐分高值区(大于6 g/kg)多位于地下水埋深较浅的东北和南部区域,低值区(小于2 g/kg)位于西南和东部沙区。节水改造后,秋浇前土壤盐分全局Moran’s I指数平均增幅为5%,空间相关性增强;秋浇水量减少,全局Moran’s I指数变化不显著,秋浇作用对土壤盐分空间自相关影响度减弱。由LISA集聚分析可知,改造后、秋浇前南部高-高显著区向不显著和高-低区转变,秋浇后南部集聚特征仍十分显著,存在盐渍化风险,改造后仍是盐渍化防治重点区域。针对中度耐盐作物,沈乌灌域耕层作物生长安全区和深层非盐渍土面积比例分别为49. 66%和71. 57%;改造后,秋浇前耕层作物生长安全区和深层非盐渍土分别增加4. 82、1. 85个百分点,秋浇后,耕层作物生长安全区面积增幅下降5. 02个百分点,深层变化不显著。不同距离缓冲区对平均土壤含盐量的解释能力较强,长期改造区和短期改造区受渠道影响半径分别为1. 5 km和0. 7 km,长期改造区缓冲区内平均土壤含盐量下降速率高于短期改造区,均一化程度较高。综上所述,节水改造工程实施后,土壤盐渍化程度减轻,作物生长安全区面积增加,表聚作用弱化,秋浇水量减少,土壤盐分淋洗效果减弱,土壤环境有所改善。