干旱区土地盐渍化时空动态变化及影响因子分析

土壤是人类社会及一切社会活动的基本条件,而土壤盐渍化是土壤退化和土壤荒漠化的重要类型之一,是当今干旱区发展中面临的重要问题之一,也是影响干旱半干旱区农业生产的第一障碍性问题。土壤盐渍化时空动态变化研究是发展土壤监测研究及估算方法的重要基础工作。因此盐渍化治理工作的好坏也成了人们关注的问题。文章以新疆塔里木盆地北缘渭干河-库车河三角洲绿洲为研究区,采用1989年9月25日及2001年8月1日的遥感影像,通过计算盐分指数,得到盐分指数图像,进一步将盐分指数图像参与其它波段进行分类,通过统计分析,研究了渭干河-库车河三角洲盐渍地动态变化状况和变化趋势,并对变化影响因素进行了分析。结果表明：非盐渍地有所减少,轻、微盐渍地有所扩大,年均扩大率3.37%,中度盐渍地和重度盐渍地都相应减少,而中度盐渍地减少较多,年均减少率分别为1.96%和1.09%;盐渍地时空变化是同时受自然和人文因素影响的复杂过程,其中人为因素的影响最大。虽然盐渍化治理工作取得了一定的成就,但干旱区盐渍化防治工作需要进一步努力和加强。     

典型干旱区绿洲春季土壤盐分空间分布特征分析

干旱区绿洲春季土壤盐渍化问题十分严重。以新疆第二师31团灌区为例,在GIS技术的支持下,运用经典统计学和地统计学方法,对春季灌区内不同深度土层的盐渍化特征与空间分布格局进行分析,探讨了这一地区土壤盐渍化规律,为当地农业生产和土壤改良提供了理论依据。结果显示:春季灌区内土壤pH值范围在8.01～8.32,总体呈碱性;土壤盐分呈表聚型,盐分阳离子以K⁺和Na⁺为主,阴离子在耕地土壤以SO₄^2-、在非耕地土壤以Cl^-为主;盐分类型耕地以氯化物-硫酸盐型为主,非耕地以硫酸盐-氯化物型为主。不同深度土层土壤盐分含量在水平方向均具有较强的变异性且大多具良好的空间相关性;其中,40～60 cm土层土壤盐分含量空间相关性强烈,0～20 cm、20～40 cm、80～100 cm土层空间相关性中等。在垂直方向上,0～20 cm、40～60 cm土层土壤盐分含量较高,在1.59～8.91 g kg^-1之间;20～40 cm、80～100 cm土层盐分含量相对较低,在2.44～...     

干旱区棉田表层土壤盐渍化时空变异研究

明确土壤盐渍化时空变异特征是确保干旱区棉田精准灌溉和作物良好生长发育的基础。考虑棉田不同灌溉节点和灌溉方式,利用大地电导率仪(EM38-MK2),在棉花生育期内进行3次表观电导率数据和土样的采集,采用局部建模和全局建模的思路构建表观电导率与实测电导率间的反演模型。综合利用经典统计方法和地统计学方法,分析表层土壤盐渍化的时空变异特征。结果表明,表观电导率与实测电导率建立的局部模型具有较好精度,R²均大于0.79,而全局模型的R²仅为0.52,表明局部模型优于全局模型;不同时期表层电导率变异性差异较大,3月和10月变异系数均小于50%,属中等变异,而7月变异系数大于50%,属强变异;各时期半变异函数的最优模型均为球状模型,基台值与块金值之比均小于25%,表明表层盐分变异主要由气候,蒸降比、地下水埋深度等结构性因素引起;研究区盐渍化土壤面积由播种前的0.49%增加到棉花收获后的98.23%,在棉花生育期内,表层土壤以轻度盐渍化和中度盐渍化为主;土壤盐渍化空间变异强度主要以中等变异为主,强变异次之,弱变异所占面积最小,而强变异集中分布在研究区南端,弱...     

土默川平原盐渍化土地不同利用方式的土壤质量评价

为评价盐渍化土地经不同利用方式后对土壤质量的影响,以土默川平原盐渍化土壤为研究对象,针对区域内的5种土地利用方式(盐荒地、改良地、牧草地、农田地、林地),采用主成分分析法从32项土壤物理、化学、生物学指标中选取关键指标,计算土壤质量综合指数以评价土壤质量,为该地区建立可持续的土地利用模式和区域生态恢复提供理论依据。结果表明:不同土地利用方式下的土壤物理、化学、生物性状存在一定差异。总体来看,林地、牧草地、农田地和改良地均能有效降低土壤盐渍化程度,改善土壤物理性状,增加土壤养分和微生物数量;表征土默川平原土壤质量的关键指标包括2～5 mm团聚体的有机碳、全盐量、饱和含水量、细菌、铵态氮和氯离子,其权重分别为0.35、0.23、0.17、0.10、0.08和0.06;4个土壤质量指数的结果表明,农田地、林地和牧草地的土壤质量指数均高于盐荒地、改良地。     

新疆盐渍化区土壤盐分离子的空间变异特征

土壤中盐分含量与空间分布是了解多孔介质中水盐运移规律并进而因地制宜提出盐渍土改良措施的关键。利用地统计学,结合地理信息系统（GIS）,在面积约为2 000 km2的新疆典型盐渍化区渭干河流域布设了土壤取样点43个,测定了土壤表层（0～30 cm）盐分及其组成（Ca^2＋、Mg^2＋、K^＋、Na^＋、SO4^2-、Cl^-、HCO3^-）的空间变异性规律。结果表明：Ca^2＋、HCO3^-为正态分布,其余盐分离子符合对数正态分布;半方差分析得出总盐分符合球状模型,Mg^2＋、K^＋、Na^＋、Cl^-、SO4^2-符合指数模型,Ca^2＋符合高斯模型,而HCO3-则是纯块金效应;盐分离子的变程在14.3 km～64.1 km之间;盐分离子均表现为中等强度的空间自相关,但程度有所差异。用Kriging插值法对未测点的盐分离子进行最优估计,绘制含量分布图,从而可以更直观的反映研究区土壤盐分离子的空间变异特征。     

环渤海平原区土壤盐渍化反演与水盐耦合分析

为明晰土壤盐渍化多维空间分布特征、水盐耦合关系,以环渤海平原的山东部分为研究区,通过野外实测和室内分析获取数据,基于经典统计方法对土壤水盐特征进行描述性统计分析;利用GIS软件分析土壤含盐量、含水量的二维空间分布,GMS软件可视化分析土壤盐渍化三维空间分异特征;构建土壤水盐耦合协调模型,定量分析不同因素对水盐耦合协调度的影响程度。结果表明：(1)研究区土壤含盐量中位数为2.08 g/kg,以中度盐渍土为主,土壤含盐量整体呈自上而下逐渐增大趋势,表层土壤含水量均值为15.38%,全区域较缺水;(2)二维空间上,土壤含水量<20%的面积为17 519.48 km²,共占86.64%;表层(0—20 cm)土壤含盐量以轻度盐渍土为主,面积为10 051.87 km²,占总面积49.71%。土壤含水量、土壤含盐量均呈自南向北增加趋势;三维空间上,土体盐渍化分布类型以均质型、底聚型为主,局部存在表聚、两端集聚类型,土体盐渍化分布特征复杂;(3)东营区以北区域水盐耦合度多>0.66,以南区域(除平度、莱州市外)耦合度多为0.40～0.66,形...     

土壤盐渍化高光谱特征分析与建模

基于高光谱遥感技术快速、无损的检测优势,以新疆渭干河-库车河三角洲绿洲为例,探讨利用反射光谱来预测土壤含盐量的可行性。利用野外采集的土壤样本,在实验室内测得了土壤含盐量及原始光谱反射率。利用光谱分析技术计算高光谱指数,与土壤样本含盐量进行相关性分析,筛选出土壤含盐量的光谱特征波段,基于逐步多元线性回归和偏最小二乘回归建立土壤盐分动态监测模型。通过精度检验,结果表明:基于偏最小二乘回归方法,以对数二阶微分光谱特征波段所构建的盐渍化遥感监测模型最优,模型的稳定性和预测精度最高。利用反射光谱来预测土壤含盐量可实现区域尺度上的土壤盐渍化实时监测和评价。     

环渤海微咸水区土壤盐分及盐渍化程度的空间格局

为了探求环渤海低平原区微咸水的农业利用潜力、缓解水资源危机,就需要掌握该区土壤盐分及其盐渍化程度的空间分布格局。本文通过对该平原微咸水区选取127个代表性样点,采集0～60 cm深度内的8层土样进行土壤全盐量测定,并对130个水井的水位埋深及128个地下水样的矿化度进行了测定。采用地质统计学和GIS相结合的方法研究了该区土壤全盐量及其盐渍化程度的空间分布格局。结果表明,除表层土层盐分含量属于强变异强度外,环渤海低平原区其余土层盐分含量均属于中等变异强度。土层盐分的空间自相关距离从表层（0～5 cm）的35.3 km 增加到深层（50～ 60 cm）的59.7 km。研究区各层土壤盐分含量自内陆平原向东部滨海平原逐渐增加,上下土层盐分含量呈相同的空间变化趋势。表层土层属于非盐化土、轻度盐化土和中度盐化土的比例基本相等,而重度盐化土面积较小,5～60 cm土层无重度盐化土分布。总体上,环渤海低平原以轻度盐化土和非盐化土为主,0～60 cm空间上盐分积聚不强,浅层微咸水灌溉存在很大利用空间。     

辽河三角洲土壤盐渍化现状及特征分析

土壤盐渍化是辽河三角洲可持续发展面临的主要环境问题之一。本研究在野外考察、GPS定点和土壤采样分析的基础上 ,给出了土壤盐渍化的程度和分布范围 ,并对不同土地利用方式下盐渍化特征进行了分析。最后利用对应分析方法 ,选择了两组不同的特征变量对土壤盐渍化状况进行探讨     

开都河下游灌区土壤盐渍化研究

土壤盐渍化是影响干旱区绿洲生态环境稳定的重要因素.以新疆焉耆盆地开都河下游灌区为例,基于GIS平台,以两个时期的遥感影像数据作为主要信息源,对研究区的土壤盐渍化现状、程度与分布特征进行遥感解译和实地调查.研究表明:近20年来研究区的土地盐渍化数量和程度有所减缓.盐渍化土地面积由1990年的1 928.90km2下降到2008年的1 513.40 km2,盐渍地面积减少了415.50 km2,平均每年减少21.87 km2,年减少率为1.13%;土壤盐渍化程度有所减缓,但土壤盐渍化依然对区域的生态环境安全与绿洲经济的可持续发展构成威胁.     

松嫩平原西部土壤盐碱化特征研究

大尺度的盐化和碱化特征及其关系研究,对于充分认识苏打盐碱土特征和农业高效利用具有重要意义.本文以松嫩平原西部典型县市为研究区,在采集126份土壤样品的基础上,测定其盐化与碱化指标,分析了该地区盐碱化特征.松嫩平原西部盐渍土盐分组成总体上以苏打(Na2CO3)和小苏打(NaHCO3)为主.Na+离子占土壤阳离子总量的比例多在70％以上,CO32-和HCO-3离子在阴离子中占优势.电导率(y)和土壤全盐含量(x)建立的回归方程为y=0.098 5 x+0.174 2(R2=0.941),用电导率来表示土壤含盐量具有可行性.采集的样品中,盐渍化土壤所占的比例比较大,pH强碱性土壤比例较高.pH与总碱度呈指数关系(R2=0.967 7),土壤盐化的同时发生着碱化现象.不同土壤类型,盐土的电导率最高,其次是碱土和草甸土,pH均较高.耕地的盐碱化程度好于草地.本研究可以为松嫩平原盐碱土改良与利用以及区域生态环境建设提供理论基础.     

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。     

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。     

平原区土壤质地的反射光谱预测与地统计制图

基于地统计方法的土壤属性制图通常需要大量的采样与实验室测定。本研究提出利用可见光近红外(visible-nearinfrared spectroscopy,VNIR)光谱技术测定替代实验室测定,并与地统计方法相结合预测土壤质地的空间变异。通过建立砂粒(0.02 mm),粉粒(0.002~0.02 mm),黏粒(0.002 mm)含量的VNIR光谱预测模型,将模型预测得到的质地数据和建模点实测质地数据一同用于地统计分析和Kriging插值制图。以江苏北部黄淮平原地区为案例的研究结果表明,砂粒、粉粒、黏粒含量的预测值和实测值的均方根误差(RMSE)分别为8.67%、6.90%3、.51%,平均绝对误差(MAE)分别为6.46%、5.60%、3.05%,显示了较高的预测精度。研究为快速获取平原区土壤质地空间分布提供了新的可能的途径。     

黑龙江莲花湖库区落叶松水源涵养林土壤水分-物理性质的空间分布特征

以黑龙江省莲花湖库区落叶松水源涵养林为研究对象,运用地统计学理论与方法对森林表层土壤水分-物理性质进行空间异质性分析。结果表明:土壤含水量、土壤容重、毛管孔隙度、非毛管孔隙度均服从对数正态分布;非毛管孔隙度最优拟合模型是球状模型,其它均为指数模型。土壤含水量、土壤容重、毛管孔隙度和非毛管孔隙度块金值分别为0.165,0.045,0.234,0.240;变程分别为24.72 m,41.04 m,46.02 m,5.66 m;结构比分别为0.848,0.967,0.816,0.760;分数维分别为1.810,1.697,1.769,1.983;空间自相关系数最大值分别为0.483、0.628、0.531、0.104。可见4个因子空间自相关性均较强,并且随着空间距离增大,相关性逐渐减弱。其中土壤容重均-性较强;非毛管孔隙度空间分布形态较复杂,破碎化程度高。     

黄河故道流域土壤盐渍化多维空间特征及其风险评价

掌握土壤盐渍化多维空间分布特征，分析盐渍化风险影响因素，实行风险区域分区管控，提升盐碱土利用效率。以山东省东营市河口区黄河故道流域为研究区，采用经典统计学方法对土壤盐渍化状况进行描述性统计，基于GIS插值对研究区盐渍化的二维空间分布格局进行分析，运用GMS三维反距离权重插值可视化分析盐分三维空间分布及其变化趋势，构建土壤盐渍化风险评价模型定量分析其风险程度。结果表明：研究区土壤含盐量均值为5.84 g·kg-1，整体属于重度盐渍化，pH均值为7.82，呈弱碱性；二维空间上，土壤含盐量高值区域（≥6 g·kg-1）主要分布于研究区北部，整体呈现从沿海向内陆降低的趋势，土壤盐分与pH分布趋势整体呈负相关；三维空间上，土壤盐分剖面分布特征整体以均质型为主，局部存在表聚、两端集聚，呈表聚型、均质型、两端集聚型三种类型共存的复杂特征；盐渍化风险程度分为4级，极高风险区域主要分布于研究区中北部、东北部；高风险区域主要分布在研究区中部及东北部区域，中风险区域主要分布在研究区西部、东南部，低风险区域主要分布于研究区西南部。 应预防极高风险区、控制高风险区、改良中低风险区，以最大程度减轻盐渍化风险危害。     

三峡库区重金属含量空间分布及污染状况

[目的]对三峡库区坡面土壤与消落带沉积泥沙中重金属含量特征开展研究,为该区重金属污染评价提供理论与数据支持.[方法]在三峡库区选取53个采样点,分析区域内坡面土壤与消落带沉积泥沙中Cr,Cu,Pb,Zn,Mn 5种重金属元素的含量,利用单因子污染指数法、内梅罗综合指数法、地累积指数法和潜在生态风险指数法开展污染状况评价...     

黄河三角洲土壤盐渍化与地下水特征关系研究

为研究黄河三角洲表层土壤盐分含量与地下水特征的关系,对研究区内土壤盐分含量及地下水进行原位监测,分析土壤盐渍化和地下水特征,并运用灰色关联分析法对地下水埋深、电导率、p H和主要离子含量的关系进行定量分析。结果表明:土壤表层盐分含量均值为3.90~6.31 g kg-1,表层以下土壤盐分含量均值为2.54~3.44 g kg-1,属于中度及以上盐渍化程度;地下水埋深平均值为1.16~1.71 m,普遍较浅;地下水阴离子以Cl-为主,阳离子以Na+为主,两者分别占阴、阳离子总量的比例约为65%。关联分析表明,不同地下水特征指标与土壤表层盐分含量的密切程度不同,同一特征指标与土壤表层盐分含量的密切程度在不同时期间差异显著,总体而言,土壤表层积盐与地下水电导率、Na+、Cl-的关系较为密切,与p H、CO32-和HCO3-之间的关系较弱。在防治土壤盐渍化中,应当加强对地下水电导率、Na+、Cl-的控制与管理。