不同土地利用方式下渭-库绿洲土壤盐渍化特征分析

基于渭干河—库车河三角洲绿洲土壤盐渍化现象发展的趋势,采用经典统计分析方法,对研究区不同土地利用方式下的土壤电导率、总盐量和pH值进行描述性统计分析,通过单因素方差方法对不同土地利用方式下土壤盐分指标进行差异显著性检验,并利用最小显著极差法(LSD)进行多重比较。研究结果表明:在不同土地利用方式和土层深度下,土壤电导率和总盐量的平均水平差异显著(p0.05),其含量由高到低依次为:荒漠灌丛盐碱草地耕地林地,而土壤pH值则无显著差异,土壤盐分呈现出明显的表层富集现象。本研究的结论对于提高此区域农业生产潜力和盐碱地综合治理具有重要的理论和实际意义。     

水土化学场理论在干旱区绿洲盐渍土研究中的应用——以渭干河-库车河三角洲绿洲为例

针对目前塔里木盆地北缘地区存在的土壤盐渍化问题,以新疆塔里木盆地北缘渭干河-库车河三角洲绿洲为例,根据水土环境中盐渍成分时空分异的区域化特征,应用盐渍水土化学场理论,建立变异函数模型定量化模拟其空间分异,求得变异函数后,采用Geostatistical Analyst地质统计分析模块中的Kriging插值方法定量化预测某种盐渍水土环境特征的空间分布,即对渭干河-库车河三角洲绿洲土壤特征(含盐量和电导率)的空间变异性进行分析.结果表明:渭-库绿洲表层土壤电导率和含盐量采用Exponential模型拟合效果比较好.电导率和含盐量的分维数为1.938和1.907,说明表层土壤含盐量的空间依赖性要比电导率的强,即引起表层土壤电导率空间变异中随机因素起决定性作用.而表层土壤含盐量则受结构性因素和随机因素共同作用.表层土壤电导率和含盐量的块金值与基台值之比分别为44.72%和38.61%,具有中等的空间相关性.并且变异系数分别为0.634和0.618.故具有中等变异强度,主要原因在于表层干扰因素较多(大气降水、灌溉、植被覆盖、蒸散发、根系吸水及地表微地形的差异等).利用在渭干河-库车河三角洲绿洲的实测数据进行验证,可为盐演水土环境的定量化研究提供理论依据.     

干旱区土壤盐渍化及其影响因子分析——以渭干河-库车河三角洲绿洲为例

采用遥感技术,以渭干河-库车河三角洲绿洲1989年TM和2001年ETM遥感影像和实际收集资料为基本数据源,在对影像准确分类的基础上,研究了该区盐渍化发生发展规律和形成原因.结果表明:该区土壤盐渍化向加重方向发展,中、重度盐渍地分别由1989年所占11.22% 和4.37% 上升至2001年17.68% 和5.17%,12年来人类活动对于土壤盐渍化过程干扰作用显著.     

渭-库三角洲绿洲不同连作年限棉田土壤理化特征分析

研究了渭-库三角洲绿洲连作5、10、15、20、25 a的棉田土壤颗粒组成、p H、盐分、有机质等理化特征。结果表明:(1)连作15 a土壤黏粒含量最高,连作20 a最低;连作15 a粉粒含量最高,连作25 a最低;连作25 a砂粒含量最高,连作15 a最低。(2)连作10 a土壤盐分含量最高为8.07 g kg-1,连作15 a最低为5.68 g kg-1;随连作年限的增加,土壤趋向硫酸盐型盐渍化发展;土壤p H值波动不大,土壤呈微碱性或碱性。(3)连作15 a土壤有机质含量最高为12.65 g kg-1,连作5 a最低为8.46 g kg-1;全氮连作5~15 a略有增加,连作15~25 a有所减小;全磷连作20 a最低为0.82 g kg-1,连作10 a最高为1.12 g kg-1;全钾连作5~10 a明显增加,连作15~20 a明显减小,连作20 a之后又增加。(4)土壤粒度、盐分、有机质、全氮的变化基本表现为棉田连作15 a较明显,因此,在研究区棉田最适宜的连作年限为15 a,棉田连作15 a后,会导致土壤砂粒含量增多、含盐量增加、硫酸盐类盐渍化增强、p H值提高、有机质含量降低,使得养分含量失衡、肥力下降,从而影响到棉花产出和效益。     

基于对应分析的土壤盐渍化现状特征及其与光谱关系研究

土壤盐渍化是目前世界农业面临的主要环境问题之一。全球盐渍化土壤大约9.55×10~8hm~2,次生盐渍化土壤约0.77×10~8hm~2,而且还在不断增加。这就需要认真、及时地监测土壤盐渍化的现状及其变化趋势以阻止土壤次生盐渍化的不断发展,确保土地利用和管理的可持续发展。Metternicht     

渭干河-库车河三角洲绿洲盐生植被物种多样性研究

运用数量生态学的方法对渭干河-库车河三角洲绿洲的盐生植被物种多样性进行分析,结果表明:以梭梭为单优势种的群落Ⅳ具有最高的优势度指数和最低的丰富度指数、多样性指数和均匀度指数,群落结构最为简单;以骆驼刺为优势种和梭梭为主要伴生种的群落Ⅱ具有较高的多样性指数和均匀度指数,但优势度指数较低,优势种长势不显著,常与其它伴生种相伴而生,结构较为稳定;以柽柳和梭梭为共优势种的群落Ⅰ具有最高的物种丰富度和中等水平的优势度指数、多样性指数和均匀度指数,群落中物种数较多,结构较为复杂;以芦苇和骆驼刺为共优势种的群落Ⅵ具有较高的物种丰富度和物种多样性,物种优势度和物种均匀度水平居中,群落结构较为复杂;群落Ⅲ和Ⅴ具有中等偏上水平的物种丰富度指数、优势度指数、多样性指数和均匀度指数,群落结构稳定.     

干旱区典型绿洲土壤有机质含量分布特征及其影响因素

以新疆南部的渭干河-库车河流域三角洲绿洲为对象,按照土地利用方式布设78个采样点,分别采集表层(0~20 cm)和亚表层(20~40 cm)土样共156份,分析土壤有机质(SOM)含量和土壤酸碱度(pH)分布特征,并讨论在作物类型、土地利用方式和土壤pH因素的影响下,表层和亚表层SOM含量的差异性。结果表明:表层SOM含量范围为3.7~24.1 g kg~(-1),平均含量为11.0±4.2g kg~(-1);亚表层SOM含量较低,为2.7~12.9g kg~(-1),平均含量为7.0±2.2g kg~(-1)。表层中作物类型和土地利用方式的SOM均值、标准差均高于亚表层,二者的变异系数在20%~50%之间,属中等变异。方差分析和逐步回归分析表明,各因素对SOM含量的变异性影响存在较大差异。作物类型、土地利用方式和土壤pH三种影响因素对研究区表层和亚表层的SOM变异综合解释能力分别为45.1%和43.7%,综合分析得出各因素中作物类型因素对研究区SOM含量影响最大。     

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.     

主成分融合在干旱区盐渍地信息提取中的应用研究

土壤盐渍化严重威胁着干旱区绿洲的稳定与可持续发展,因此借助遥感手段快速提取盐渍地信息并掌握其空间分布有着重要的现实意义。本文以渭干河-库车河三角洲绿洲为例,探讨了基于主成分融合的干旱区盐渍地信息的提取方法。由于Landsat-7 ETM+的全色波段与多光谱波段有相同的太阳高度角和其他环境条件,影像获取时间一致,两种不同分辨率的数据可以不经配准而实现高精度融合。首先,对2001年的遥感影像数据(ETM影像)进行几何校正;再利用主成分融合技术,将多波段的ETM+影像与对应的全色波段影像进行主成分融合,在此基础上进行盐渍地信息的提取。实验表明,该方法的结果分类精度较高,与实地调查结果基本相符,是监测干旱区盐渍地变化的有效手段。结果表明:盐渍地主要分布在绿洲的和沙漠之间的交错带,盐渍地的分布在绿洲内部呈条形状分布,而在绿洲外部呈片状分布,且绿洲外部重度盐渍地交错分布在中轻度盐渍地中。研究结果对于干旱区绿洲盐渍地的合理开发和可持续发展有着重要现实意义。     

新疆渭干河-库车河绿洲生态安全及演变趋势评价

以新疆渭干河—库车河绿洲（以下简称渭库绿洲）为研究靶区,从自然生态系统、经济生态系统、社会生态系统三个方面建立评价指标体系,运用主成分分析法定量评价1995—2011年17 a间渭库绿洲生态安全的相关指标及动态趋势,提取出社会经济发展水平因子、农业发展潜力因子、社会发展潜力因子、水资源因子,得到该流域的生态安全综合评价得分后进行初步探讨。结果表明:1995—2011年间渭库绿洲生态安全由不安全向安全过渡,1995—2001年处于不安全水平;2002—2003年处于临界安全水平;2004—2007年处于较安全水平;2008—2011年处于安全水平。运用BP神经网络预测2012—2016年内该绿洲的生态安全综合评价值分别为:1.477 1,1.519 3,1.604 4,1.657 3,1.692 9。表明在未来5 a内,渭库绿洲生态安全均处于安全状态且保持平稳发展。通过生态安全综合评价和预测以期为确保生态安全、协调区域经济发展与绿洲生态环境的保护提供参考。     

干旱区绿洲灌溉条件对土壤盐分分布的影响

干旱区绿洲土壤盐渍化现象普遍,不同灌溉条件下土壤盐基离子的季节分布、垂直分布各异,盐渍化是一个不断变化的动态过程。采用统计学方法,对新疆玛纳斯河流域不同灌溉条件下的夏秋两季土壤盐基离子进行了对比分析。研究结果表明:天然降水方式下土壤含盐量高于滴灌与漫灌方式,且各盐基离子季节差异最明显;滴灌在干旱区作物灌溉中意义重大,但压盐效果仍不及漫灌;滴灌和漫灌方式下全盐量在秋季呈现减少趋势,而天然降水方式下的土壤全盐量有所增加;各盐基离子中,季节变化最明显的有HCO₃^-,Na⁺,K⁺,其余离子在不同深度存在微量变化;不同深度土壤的盐渍化类型在漫灌方式下不稳定性要高于滴灌和天然降水方式下的土壤,且季节变动明显;流域内土壤的变异强度多为中等变异性,不同灌溉下各深度土壤全盐量的变异强度秋季大于夏季。流域内盐渍化现象普遍,pH值集中在7.9～8.7,建议建立合理的灌排体系,滴灌的同时要做好排盐压盐工作,防止区域土壤盐渍化的加剧。     

塔河下游典型绿洲灌区不同土地利用类型土壤的盐渍化特征

[目的]探明干旱区绿洲不同土地利用方式下土壤的盐渍化特征,为区域土地资源可持续有效利用提供支撑。[方法]运用GPS定位技术对塔河下游灌溉用水、地下水以及4种典型土地利用方式下的土壤分不同季节进行调查与采样,并结合室内测定结果,对灌区内的盐分、盐分离子变化特征及其成因进行分析。[结果]研究区土壤呈碱性,盐分类型主要为硫酸盐—氯化物型,盐分含量在2.44～118.05g/kg之间,pH值范围在8.05～8.34之间,不同土地利用类型下土壤盐分含量和pH值在各季节的整体变化均表现为：盐荒地>盐碱草地>耕地和林地。从不同土层深度来看,耕地的盐分在6月和10月呈表聚型,在3月和12月无明显规律,盐荒地和盐碱草地在不同季节下不同土层深度的盐分变化均呈明显的表聚型,林地在各季节下无明显规律。研究区受水库地理位置影响地下水水位较浅(1.4～3.51 m),地下水矿化度较高(1.56～21.30 g/L),灌溉用水、地下水中的盐分离子均以Na⁺和Cl^-为主。[结论]研究区不同土地利用类型下的土壤盐渍化特征主要是受地表覆盖度、作物种植类型、灌溉事件等...     

典型干旱荒漠绿洲区耕层土壤养分空间变异

[目的]对干旱荒漠绿洲区耕层土壤养分空间特征进行研究,为绿洲土地资源的合理开发利用,以及土壤施肥方案的科学制定提供理论依据。[方法]基于GIS与地统计学方法对新疆维吾尔自治区精河县耕层土壤养分空间变异特征及影响因素进行分析。[结果](1)研究区内有效磷的空间变异性较强(变异系数Cv为67.45%),速效钾的空间变异性最弱(Cv为40.76%)。(2)有机质、碱解氮和有效磷存在较强的空间自相关性,其空间变异主要由地形、土壤质地和土壤类型等结构性因素所引起;速效钾为中等程度的空间自相关性,其空间变异不仅受结构性因素的影响,还与随机因素(即施肥和种植结构)有关。(3)各土壤养分元素在绿洲内部具有较高含量的片状和斑块状分布,而在绿洲外缘,其含量相对较低,且呈大面积的片状分布。[结论]精河县耕层土壤养分总体呈现出有机肥含量缺乏,磷钾肥相对丰富的特点。     

干旱区典型绿洲土壤有机质的反演及影响因素研究

为了大面积、高精度地反演土壤有机质含量,为农业可持续发展提供数据支撑。以新疆渭干河-库车河三角洲绿洲为研究区,采用波段平均法将实测高光谱窄波段拟合为Landsat 8 OLI遥感影像的宽波段,建立土壤有机质含量的估算模型,并将最优估算模型应用到经过波段校正的Landsat 8OLI遥感影像中。结果表明:(1)反射率进行倒数、对数、平方、一阶微分等数学变换后与有机质含量的相关性显著提高;(2)土壤有机质的高光谱估算模型拟合度较高,最优估算模型的决定系数R2为0.852,采用比值法对多光谱波段反射率进行校正,校正后的遥感影像反演结果得到了较大提高,检验样本的决定系数R2从0.711提升至0.849。从反演结果来看,将高光谱估算模型应用到经过订正的多光谱影像,土壤有机质反演模型的精度得到了大幅度提高,运用此方法可以实现高精度的土壤有机质区域化反演。(3)有机质的分布受土地利用类型、土壤颗粒组成、土壤质地的影响,其中土壤质地对有机质的空间分布影响最为显著。     

典型干旱荒漠绿洲区不同年限枣园土壤有机碳组成及特征

[目的]分析不同种植年限的新疆干旱区枣园土壤有机碳组成及特征,为该区域果业可持续发展提供理论依据。[方法]以新疆南疆麦盖提县4种不同种植年限的枣园为研究对象,分析测定不同园龄、不同层次土壤总有机碳、活性有机碳、有机碳密度及碳库活度。[结果]随着种植年限的增加,枣园土壤有机碳含量在时间尺度上表现为先增长后下降的趋势;在空间尺度上,有机碳含量表层最大,随着土层厚度的增加呈现出逐层降低的趋势;各个土层随种植年限的增加土壤有机碳密度变化趋势总体上为先减小后增大,在空间尺度上,土壤有机碳密度随土层深度的增加逐渐增大;不同年限枣园土壤有机碳储量多数集中在土壤表层,在10a时达到最大;在时间和空间尺度上,土壤碳库活度总体上表现为先增大后减小的趋势。[结论]该地区土壤有机碳含量随种植年限的增加逐渐增加,在一定程度上,土壤碳库含量随种植年限的增加积累程度不同;土壤碳库活度随种植年限的增加各个层次的土壤碳库活度总体上表现为先增大后减小的趋势。     

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。     

荒漠绿洲农田盐渍化过程中的水盐动态

以空间代替时间的方法,在干旱绿洲区选择大麦和苜蓿2种作物不同盐渍化阶段农田,并以非盐渍化农田作为对照,研究盐渍化过程中的水盐动态。结果表明:(1)不同盐渍化阶段的农田土壤含水量随土壤深度的变化有所不同,并且在大麦地10-40cm和80-100cm土层,苜蓿地20-120cm土层不同阶段农田间土壤含水量的差异显著性不同。在季节变化上,非盐渍化农田土壤含水量的变异显著高于盐渍化农田。(2)随着盐渍化程度的加剧,土壤电导率的峰值逐渐向上层移动;不同盐渍化阶段农田土壤电导率的垂直变化不同。在季节变化上,非盐渍化农田剖面电导率的变异要明显于其他盐渍化农田。(3)沿盐渍化梯度的增加,土壤中Na++K+含量表现为逐渐增加和表聚。(4)分析表明,盐渍化农田土壤水盐动态与作物生长状况、地下水电导率和土温有显著的相关性(P<0.05)。     

内蒙古腰坝绿洲的土壤盐渍化特征

[目的]研究内蒙古阿拉善左旗腰坝绿洲土壤盐渍化特征及土壤盐分离子分布规律,为研究区农业生产发展及生态环境保护计策提出合理依据。[方法]通过在野外考察、GPS定点、样品采集和处理并借助Excel和SPSS软件,运用统计学方法研究了该区土壤盐离子含量、总碱度与土壤离子含量之间的关系、土壤含盐量以及盐离子间的相关性。[结果]灌区土壤pH值平均值为8.13,为碱性土,土壤盐分含量较高,其中0—10cm土壤盐离子含量最高,平均值达到4.49%。阳离子主要是Ca2+和K++Na+,阴离子主要是SO2-4Cl-HCO-3,CO2-3含量微小。0—10cm土层和10—60cm土层中SO2-4与Ca2+均有极显著正相关,相关性均大于0.95,因子分析中SO2-4与Ca2+,Cl-和K++Na+发生"聚类"现象。[结论]灌区盐渍化土主要为硫酸盐渍土,其次为氯化盐渍土,该盐渍土危害植被生长。     

开都河流域下游绿洲土壤盐渍化特征及其光谱分析

以新疆开都河流域下游绿洲为研究区,通过土壤样品化学分析及其光谱反射率的测量,分析了土壤盐渍化特征以及土壤反射光谱曲线与土壤盐渍程度之间的关系;基于统计分析的方法,建立了表征土壤盐渍化特征的因子与其高光谱数据的多元回归模型。研究结果表明:研究区土壤pH值的平均值大于8.0,属于弱碱性土壤;土壤盐分含量呈T型分布;盐渍化土壤的光谱反射率曲线特征在形态上相似,变化平缓;在可见光-近红外波段,盐渍化土壤的光谱反射率曲线形状基本上由五个折线段和四个吸收带组成。