土壤盐分三维可视化研究进展

三维可视化在各个领域中均得到了大量的应用,其能将复杂的数据以直观的方式展现出来.该文先介绍了三维可视化技术在各个领域中的应用情况及相关的一些算法;在土壤盐分的研究中,使用EM38-MK2大地电导率仪,通过表观电导率数据建立土壤电导率反演模型,是目前土壤盐分研究最常用的方法之一;针对模型可信度的判断,选取具有代表性的指标来检验,用指示克里格法与三维普通克里格法得出土壤盐分的三维概率分布.因此,三维可视化研究对土壤盐碱化治理具有一定的意义.     

2265FS土壤原位电导仪测定结果与土壤含盐量的关系

运用烘干法对天津不同地区土壤含盐量进行测定,对其结果与2265FS土壤原位电导率仪测定的土壤电导率和土壤浸提液电导率进行相关分析,并建立线性回归模型。结果表明,2265FS电导率仪测定的土壤溶液电导率与土壤含盐量之间(r1)以及土壤浸提液电导率与土壤含盐量之间(r2)极显著正相关。2265FS电导率仪测定结果可靠,在实际工作中可以通过该仪器测得的土壤溶液电导率和土壤浸提液电导率对土壤含盐量进行快速测定,其测定回归模型分别为y赞=0.152 6+6.941 7×10-5x和y赞=0.097 3+1.146 3×10-4x,前者更加快速、简便,后者测定结果更为精确。     

黑龙江省西部盐渍化土壤积盐规律监测

采用EM—38大地电导率仪,结合气象条件,监测我省西部盐渍化土壤的积盐规律。本地区返盐季节在5、6月份,而7、8月份为盐份下降期。     

EM38大地电导率测量仪在滨海盐土电导率测量中的应用及其优势

采用EM38大地电导率测量仪测量浙江省上虞市海涂围垦区一块面积为2 hm2的水稻田的表观电导率.测定结果与相同点位采样室内分析数据有很好的相关性,与传统方法相比优势明显.结合地统计克立格插值,分析比较该田块土壤电导率分布趋势图和水稻产量分布趋势图,结果表明,在电导率较高的田块东南片,其相应的水稻产量很低.因此,EM38测量结果可用于农田精确管理,并极大地提高土壤调查的效率.     

EM38在土壤盐渍化快速检测中的应用研究

以渭干河-库车河绿洲地区典型样区为研究对象,电磁感应仪EM38检测与田间采样相结合,针对其存在的土壤盐渍障碍问题,分析土壤电导率的剖面分布特征,建立磁感应表现电导率与土壤电导率之间的回归模型,并对运用电磁感应仪EM38划分土壤盐渍剖面类型进行探讨。结果表明:研究区表层土壤盐分具有较强的表聚性与变异强度,土壤电导率与磁感表观电导率呈极显著的相关关系,EMh对浅层土壤电导率的解译精度较高,而EMv对深层土壤电导率的解译精度要高于EMh。利用电磁感应仪EM38对研究区进行土壤盐渍剖面类型划分,表聚型与底聚型是研究区最主要的盐渍剖面类型。该结果对研究土壤盐渍化的发生机制、预测与评估该地区土壤盐渍化的发生发展具有重要参考意义。     

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。     

基于EM38的土壤剖面电导率预测研究

【目的】以海涂围垦区盐碱土为研究对象,利用EM38大地电导率仪在地表不同高度测量的土壤表征电导率预测土壤不同深度土层剖面的电导率。【方法】利用EM38电导率线性响应模型结合Tikhonov正则化能较好解决病态矩阵的线性反演问题。利用该方法来预测土壤剖面电导率,并对预测结果进行误差分析,最后通过偏差变化法增加噪声利用局部灵敏度分析法来评价模型的灵敏度。【结果】研究发现,土壤剖面平均电导率和地表不同高度平均表征电导率具有极显著相关性,能利用表征电导率较好的预测剖面平均盐分。线性模型不仅能较好的预测土壤剖面电导率的变化趋势,而且在数值上也能较好的预测电导率的大小,平均预测误差在40%左右。相对预测误差较大的土层,模型灵敏度越大,因此可通过提高EM38数据测量的稳定性来提高预测精度。【结论】利用EM38表征电导率采用线性模型结合Tikhonov正则化的方法能够较好的反演土壤剖面电导率,预测结果可以为样区土壤管理提供科学的决策依据。     

TDR技术测定盐碱地土壤盐分和水分及标定研究

根据TDR(Time Domain Refletrometry,时域反射仪)测定土壤水分和土壤电导率的基本原理,使用德国生产的TRIME型TDR测定仪,以塔里木河上游地区盐碱地土壤为对象,进行了土壤盐分(或电导率)和土壤含水率方面的测定研究,并对其进行标定,得出了不同含水率下土壤盐分(或电导率)的半理论半经验的公式。其目的旨在为TDR法在塔里木盆地盐碱地土壤水分和盐分测定中的应用提供理论支持。     

天津滨海地区土壤电导率的测定及其与含盐量的关系

根据天津滨海盐渍土的特点,采集了不同类型盐渍化土壤样品160个,测定了不同土水比土壤浸提液电导率与水溶性盐含量,系统研究了质量法测定的土壤含盐量与不同土水比浸提液电导率之间的关系。结果表明:不同土水比土壤浸提液电导率与土壤全盐量之间都呈极显著正相关关系,并得出了天津滨海新区土壤含盐量在0.044%～3.644%范围内土水比1:5、1:1及饱和土浆土壤浸提液电导率与土壤含盐量的关系方程。     

TDR技术测定土壤溶质及标定研究

根据TDR(Time Domain Refletrometry,时域反射仪)测量土壤水分和土壤电导率的基本原理,结合德国产TRIME-FM型TDR测定基本原理,以黄河上游宁夏惠农县典型的黄河淤积平原的主要质地土壤为对象,进行了TDR在测定土壤盐分(或电导率)方面的研究,并对其进行标定,得出TDR在不同含水率时测定土壤盐分(或电导率)的半理论半经验的公式.结论可供黄河淤积平原地区应用时参考.     

基于传输线理论的土壤水分传感器的性能试验

介绍了一种根据土壤介电常数和传输线理论来测量土壤含水量的新型土壤水分传感器。传感器采用四针不等长结构，从探针结构、土壤种类、土壤容重和盐分等几个方面对该传感器的工作特性进行试验研究，结果表明该传感器输出稳定、线性度好，适应大多数土壤类型的测量。     

基于逐步回归模型和EM38电磁感应分析的干旱区人工水库区域土壤盐分测定——以新疆八户地水库为例

通过电磁感应仪EM38与传统采样测定方式,建立了磁感式表观电导率和土壤盐分之间的回归模型,运用该模型对新疆厅台县八户地水库大坝外侧的土壤盐分进行了预测,并利用Kriging插值方法,绘制了0～20、20～40、40～60、60～80cm各层土壤盐分的空间分布图.结果表明:0～20、20～40、40～60、60～80cm土壤盐分预测模型的复相关系数分别达到0.62、0.73、0.76、0.82,可以看出随着土壤深度的加深,拟合效果也越好;各层土壤含盐量在10g/kg以上的分布面积占调查区域的80%以上,属于盐土;土壤盐分在垂直方向上大致呈"反C"型分布,在20～60cm土层上有明显积聚;土壤盐分在空间上由南向北呈逐渐升高的趋势,在水库大坝附近和靠近水渠方向的土壤含盐量明显降低.     

干湿季节下基于遥感和电磁感应技术的塔里木盆地北缘绿洲土壤盐分的空间变异性

土壤盐渍化问题是制约干旱半干旱区植被生长最主要的生态环境地质问题,也是影响绿洲农业生产的障碍性问题。而将遥感与近感技术相结合,是当前评价、监测及预报土壤盐渍化程度的先进方法。以新疆塔里木盆地北缘的渭干河-库车河三角洲绿洲为例,以遥感数据和解译后的电磁感应数据为基础数据源,利用解译后的数据结合GIS和地统计学知识以及野外实测所得到的土壤电导率和盐分资料,分别采用泛克里格(Universal Kriging)、光谱指数回归(Spectral Index Regression)和回归残差泛克里格(Regression-Universal Kriging)3种方法研究了该地区两个关键季节(干季和湿季)土壤盐分的空间变异特征。研究结果表明:研究区的土壤浸提液电导率EC_1:5和土壤盐分呈现显著相关,可以用EC_1:5来代替土壤的全盐量进行分析;电磁感应仪(EM38)所测各季节土壤表观电导率与EC_1:5的相关系数均达到1%显著水平,以表观电导率垂直读数(EM_V) 和水平读数(EM_H)为自变量的多元回归模型拟合效果较好;研究区各季节的表层土壤电导率的空间分布均表现为强相关性,说明土壤采样点间的内部结构性良好,采用能够充分考虑到干旱区表层土壤电导率空间变异的尺度依赖性的球状套合模型,能够更好的拟合土壤表观电导率的空间结构;经过精度比较,回归残差泛克里格法为最优预测方法,这表明将遥感和电磁感应技术相结合,能够有效的提高预测与评估土壤盐分空间分布的精度,为精确地进行土壤盐分预测以及土壤次生盐渍化的防控提供了一定的依据。     

天津滨海地区土壤含盐量与电导率的关系

[目的]建立天津滨海盐渍区（以Na＋-Cl-为主类型）土壤含盐量与电导率之间的换算关系。[方法]采用烘干残渣法测定土壤含盐量,并与电导率公式求算的土壤含盐量进行比较,以验证建立的关系式是否有效。[结果]测定土壤浸提液电导率具有操作简单、快速、准确的特点,在一定盐度范围内,电导率与含盐量呈直线相关关系。经测定分析,天津滨海盐渍区电导率与含盐量的回归关系式为：y（%）=0.0033EC5∶1-0.6736,r=0.9917,达到极显著水平;实证检验结果表明,公式求算与烘干残渣法的平均误差为3.88%,满足生产实践的精度要求。通过对滨海盐渍区（Na＋-Cl-类型）其他经验公式的对比分析,发现该关系式对整个环渤海盐渍区均有较高的实用价值。[结论]当土壤含盐量超过1.6%或2.0%时,建议仍以烘干残渣法测定为好。     

Integrating Remote Sensing and Proximal Sensors for the Detection of Soil Moisture and Salinity Variability in Coastal Areas

Soil moisture and salinity are two crucial coastal saline soil variables, which influence the soil quality and agricultural productivity in the reclaimed coastal region. Accurately characterizing the spatial variability of these soil parameters is critical for the rational development and utilization of tideland resources. In the present study, the spatial variability of soil moisture and salinity in the reclaimed area of Hangzhou gulf, Shangyu City, Zhejiang Province, China, was detected using the data acquired from radar image and the proximal sensor EM38. Soil moisture closely correlates radar scattering coefficient, and a simplified inversion model was built based on a backscattering coefficient extracted from multi-polarization data of ALOS/PALSAR and in situ soil moisture measured by a time domain reflectometer to detect soil moisture variations. The result indicated a higher accuracy of soil moisture inversion by the HH polarization mode than those by the HV mode. Soil salinity is reflected by soil apparent electrical conductivity (ECa). Further, ECa can be rapidly detected by EM38 equipment in situ linked with GPS for characterizing the spatial variability of soil salinity. Based on the strong spatial variability and interactions of soil moisture and salinity, a cokriging interpolation method with auxiliary variable of backscattering coefficient was adopted to map the spatial variability of ECa. When compared with a map of ECa interpolated by the ordinary kriging method, detail was revealed and the accuracy was increased by 15.3%. The results conclude that the integrating active remote sensing and proximal sensors EM38 are effective and acceptable approaches for rapidly and accurately detecting soil moisture and salinity variability in coastal areas, especially in the subtropical coastal zones of China with frequent heavy cloud cover.     

不同矿化度水源膜下滴灌对棉花土壤盐分分布及生长的影响

利用微咸水膜下灌溉是缓解干旱区农业灌溉资源短缺的有效途径之一,分析不同矿化度水源膜下滴灌对土壤盐分分布及作物生长的影响对于确定灌溉水源矿化度阈值具有重要意义。开展4 a不同梯度矿化度水源膜下滴灌棉花测坑试验,设置6个处理矿化度分别为1 g/L(CK)、2 g/L(A)、3 g/L(B)、4 g/L(C)、5 g/L(D)和6 g/L(E),分析不同梯度矿化度水源膜下滴灌土壤盐分累积及棉花生长特征,确定微咸水膜下滴灌棉花灌溉矿化度阈值。结果表明：2019-2022年,0～100 cm平均土壤电导率以每年0.920dS/m、0.995 dS/m、1.196 dS/m和1.188 dS/m的速率呈线性增长的趋势。随着灌溉年限增加,不同梯度微咸水膜下滴灌下土壤电导率呈现增加趋势。5 g/L和6 g/L处理土壤盐分累积最大,分别为38.70%和39.19%;灌水12 h后,宽行表层20～40 cm土壤盐分累积最为明显,土壤电导率为0.30～2.1 dS/m;窄行土壤盐分在40～60 cm土层处出现累积,土壤电导率为1.26～1.93 dS/m。矿化度为3 g/L水源膜下滴灌棉花土壤盐分累积量较小...     

玛纳斯河流域下游土壤的盐分特征分析

[目的]了解玛纳斯河下游土壤的盐渍化类型及盐分特征,为该地区土壤盐渍化治理及发展提供科学依据.[方法]以冲积洪积扇缘的142团和冲积平原的121团为例,依照Cl<'->/SO<,4><'2->的当量比对两种地貌的土壤进行分类,并利用SPSS13.0软件对土壤可溶性离子进行统计及相关性分析.[结果]两种地貌的土壤盐分在表层存在差异,142团0～40 cm属氯化物-硫酸盐或硫酸盐-氯化物类型,121团则属于氯化物类型.两种土壤的含水率都随土层深度的增加而增加,电导率则相反.通过对各离子变异系数的比较发现,属于强变异性的有142团的CO<,3><'2->与Cl<'->,以及121团的CO<,3><'2->;两种地貌土壤pH变异系数都低于10;,属于弱变异性;其他离子变异系数都为中等变异.142团的土壤可溶性盐与土壤含水率关系密切,121团则与土壤pH的关系较为紧密.[结论]玛纳斯河冲积扇扇缘至冲积平原的表层土壤盐分是由氯化物-硫酸盐为主过渡至氯化物为主.不同地貌下的土壤含水率、pH以及可溶性盐分离子之间确实存在着不同程度的差异性与相关性.     

塔里木盆地北部典型绿洲土壤盐渍化类型

土壤盐渍化是影响区域生态环境稳定性以及制约农业生产发展的重要因素。以新疆典型盐渍化土壤—渭-库绿洲为研究靶区,采用传统统计学方法,利用研究区7次不同采样时间和空间的土壤含盐量、pH及盐基离子等野外调查数据,对研究区土壤酸碱度、盐渍化类型及程度进行了分级。结果表明:渭-库绿洲盐分有强烈表聚性,春季土壤含盐量大于秋季土壤含盐量,研究区盐渍化情况较严重,土壤含盐量往加重的方向发展;研究区土壤属于微碱性土,春季土壤碱化强于秋季;各层土壤盐渍化类型主要以氯化物-硫酸盐型盐渍土和硫酸盐渍土为主,土壤中的氯化物在土壤剖面中呈自上而下减少的趋势,而硫化物呈自上而下增多的趋势。     

天津市沿海地区土壤剖面盐分监测及研究

[目的]为了掌握天津市沿海地区土壤盐分在时间和空间上的变化规律,促进土地资源的可持续利用。[方法]开展了为期2年每月一次的土壤剖面盐分监测及研究。[结果]天津市沿海地区表层土壤含盐量对气候非常敏感,表现出春季积盐、夏季脱盐、秋冬季缓慢积盐的特征;土壤积盐程度与浅层地下水埋深、矿化度关系密切,浅层地下水埋深越浅,矿化度越高,土壤积盐程度越高,反之亦然;当地下水埋深低于2 m时,土壤盐渍化现象就较弱。植被可以有效地减轻土壤盐渍化。[结论]在气候和水文地质条件相对稳定的前提下,控制地下水埋深和增加植被覆盖是抑制区域土壤盐渍化的主要措施。     

低丘红壤作物易旱与土壤持水供水特性的关系

以低丘红壤黄筋泥为材料,在测定其基本理化性质和水分物理特性的基础上,对不同土壤的持水特性、释水特征及水分传导性能作了研究,结果表明:水田和旱地红壤的持水量及非饱和导水率随土壤吸力的增加而快速下降,持水能力差,而下层土壤的持水能力和供水能力要比表土弱,这些性质均影响作物对土壤水分的吸收利用,是造成红壤作物易旱的重要原因.