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.     

开都河下游灌区土壤盐渍化动态变化研究

土壤盐渍化是影响绿洲农业生产的重要因素之一,土壤盐渍化动态变化的研究对于评价与治理干旱区绿洲土壤盐渍化具有重要意义。以新疆焉耆盆地开都河下游灌区为研究区,基于GIS平台,以1973年与2008年两个时期的遥感影像数据作为基本信息源,结合野外实地调查分析,对研究区的土壤盐渍化现状、程度与分布特征进行解译。研究结果表明:近35 a来,研究区盐渍化土地面积有所减少,盐渍化土地面积由1973年的1 587.00 km2,下降到2008年的1 513.40 km2,盐渍地面积减少了73.60 m2,平均每年减少2.04 km2,其中中度盐渍化土地减少幅度最大;耕地、林地、荒地3种土地利用类型的总盐量平均值与pH值依次递增;土壤盐渍化程度有所降低。     

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.     

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.     

基于ETM+数据的干旱区盐渍化土壤信息提取研究

准确而自动地提取盐渍化土壤信息对于土壤盐渍化监测和土壤盐渍化动态变化研究具有重要意义。选择新疆渭干河—库车河三角洲绿洲特有的干旱地区为研究区,在对研究区土壤特征实地调查和典型土壤遥感信息分析基础上,利用含有7个多光谱波段的2001年8月1日增强-加型专题绘图仪(ETM+)遥感图像提取了归一化植被指数(NDVI)、第三主成分(PC3),分别作为非盐渍化土壤和盐渍化土壤信息提取的主要特征变量,改进归一化差异水体指数(MNDWI)、TM1、TM7作为辅助特征变量。利用决策树分类方法建立信息提取模型,对研究区遥感图像进行了分类。研究结果证明,基于研究区遥感信息特征基础上的盐渍化土壤信息自动提取是可行并能达到较高信息识别精度的。     

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。     

基于多种极化分解方法和全极化合成孔径雷达数据的干旱区盐渍化监测

土壤盐渍化不仅严重制约着干旱区农业可持续发展,并且对绿洲生态环境构成了重大威胁。该文提出将多种极化目标分解方法、绕封模型（wrapper feature selector, WFS）特征子集选择方法和支持向量机（support vector machine, SVM）结合起来（简称WFS-SVM）,利用全极化合成孔径雷达（polarimetric synthetic aperture radar, PolSAR）数据实现对土壤盐渍化监测。以新疆干旱区典型绿洲--渭干河-库车河三角洲绿洲（渭-库绿洲）为研究区,对研究区四极化Radarsat-2数据进行多种极化目标分解处理,得到相应的特征参数和特征分量。采用WFS方法进行SVM最佳特征子集的选择,并选出最佳适应度的子集对 SVM进行训练。从而构建基于最佳特征子集和最优分类参数的WFS-SVM分类模型,对研究区进行不同程度盐渍地信息（包括重度盐渍地和中-轻度盐渍地）的提取,并结合野外实地考察验证数据,将分类结果与经典的Wishart监督分类方法和一般SVM分类方法进行了对比和验证。结果表明,该方法较大程度地提高了全极化PolSAR影像在干旱区盐渍地信息提取的精度,相比Wishart监督分类,该方法分类总精度和Kappa系数分别提高了14.12个百分点和0.18,证明了该文所提出的监测方法具有有效性和研究潜力。该成果也将促进PolSAR数据在干旱区盐渍化监测中发挥更大的作用。     

于田绿洲土壤盐渍化动态变化研究

土壤盐渍化严重制约着干旱区农业发展,也对绿洲生态环境的稳定构成重大威胁。以于田绿洲做研究区,运用遥感数据,结合实地考察,定量提取土壤盐渍化信息;利用动态度与重心迁移模型,分析绿洲土壤盐渍化时空演化过程。结果表明:在研究期间,轻度盐渍地面积先减后增,重心向东北方向迁移;中度盐渍地面积持续减少,重心先向东南后向东北方向迁移;重度盐渍地先增后减,重心先向东南后向西北方向迁移;盐渍地总面积呈减少趋势,重心向东北方向迁移。34年间,于田绿洲各类型土地利用变化显著,盐渍地与农田及林地、草地和其他地类间的转化比较频繁,90年代盐渍化土壤的剧烈变化,说明当地政府对土地格局的变化有着重要影响。本研究为绿洲盐渍化现象的预测预报起到一定的支撑作用。     

基于SI-Albedo特征空间的干旱区盐渍化土壤信息提取研究——以克里雅河流域绿洲为例

选取塔里木南缘克里雅河流域绿洲为研究靶区,利用Landsat-ETM+卫星图像数据和野外调查数据分析盐渍化土壤与地表反照率(Albedo)、土壤盐分指数(SI)之间的关系。回归分析发现,盐渍化土壤在SI-Albedo特征空间分布具有显著规律,即非盐渍化土壤呈团状分布;轻、中度盐渍化土壤具有线性分布特征;非盐渍化土壤与轻度盐渍化土壤分异明显。结合分异规律,编制分类算法模型,得到研究区盐渍化土壤信息提取结果,并与传统监督最大似然分类法结果进行对比分析。结果表明,在SI-Albedo特征空间中定量快速提取盐渍化土壤信息的总体效果较好,对准确且自动提取干旱区盐渍化土壤信息以及区域尺度盐渍化遥感监测研究具有重要意义。     

应用电磁感应和遥感的新疆绿洲区域尺度盐渍土识别

针对干旱区土壤盐渍化问题,以新疆渭干河-库车河绿洲为研究区,探讨电磁感应技术和光谱角分类法(SAM)相结合来识别典型干旱区盐渍土的可行性。以重度盐渍土为例,利用电磁感应仪EM38和采样数据,结合光谱角分类法和回归分析法,反演土壤电导率(EC1:5)的空间分布,识别重度盐渍土。结果表明:土壤表观电导率(ECa)与土壤电导率(EC1:5)具有较好的非线性相关性;垂直模式电导率(EMv)对土壤电导率(EC1:5)的解译精度优于水平模式电导率(ECh);研究区土壤盐分含量在区域尺度呈中等强度变异;电磁感应技术和光谱角分类法结合可以较好识别符合条件的盐渍土。该研究方法能够较好识别典型干旱区的盐渍土,为盐渍化评估、预防和治理提供了新的途径。     

北京山区土壤流失方程探讨

 水土流失是生态环境恶化的重要原因之一。土壤流失方程是定量评价水土资源发展动态、指导综合治理规划和评价水土流失治理效果的重要技术工具。利用北京近1000个坡面径流试验小区的年降雨、径流和泥沙资料以及人工降雨试验资料,并考虑北京石质山区存在大量砾石覆盖地表的特点,将砾石覆盖因子作为一个独立的因子考虑在土壤流失方程中。得到北京山区坡面土壤侵蚀方程,并确定了方程中各个因子的计算方法或数值。该方程的建立,可为北京山区土壤侵蚀动态监测和水土保持规划提供依据。     

可持续的土地管理概念与水土保持可持续发展前景

全球性的水土流失和土地退化是人类社会可持续发展面临的主要障碍之一。介绍了可持续的土地管理的基本概念,水土保持可持续发展的基本理论问题和发展方向就是可持续的土地管理,传统的水土保持工作必须从技术性水土保持发展到土壤的可持续管理。并论述了水土保持可持续发展前景,同时列举了国内外水土保持可持发展的相关行动与一些具体项目。     

浅论开发建设项目水土保持监测指标

开发建设项目水土保持监测是我国水土保持工作的重要组成部分之一,监测成果是水土保持预防监督工作的重要基础。在分析开发建设项目水土流失特点的基础上,提出了开发建设项目水土保持监测的内容和重点,并对其具体指标做了总结分析。     

盐碱地的生态修复研究

随着人口不断增长和社会经济的发展,耕地面积逐步减少,土地质量也在降低,世界范围内土地盐碱化问题越来越严重。为了科学、合理地治理盐碱地,应当以系统论的观点,从盐渍土资源、植物资源、水资源等诸方面综合考虑,把盐碱地作为一种可利用的资源,根据生态恢复学原理,对盐碱地进行生态修复,统筹开发利用与水土保持、经济效益与景观效果之间的关系,努力拓展盐碱地开发利用新途径,积极推进盐碱地资源的生态利用与产业化开发。     

关于水土保持工作的定位、经验与建议

通过介绍水土保持工作的属性特点、地域特点和工作特点,明确了水土保持工作的定位。根据西北黄土区考察情况,认为目前应大力推广的水土保持主要措施有:一矿一企,治理一山一沟;退耕还草,围栏封育+轮牧;生态移民+计划生育;搞好水土保持生态旅游。结合考察中干部群众的意见,提出几点建议:一是加大水土保持的投资力度;二是尽快制定并出台有关能源开发与环境治理补偿政策;三是充分考虑有关水土保持政策措施的长期性、稳定性、配套性等特点;四是加强水土保持科研工作。     

中国土壤侵蚀定量研究进展

小流域是水土流失综合治理的基本单元,定量研究其侵蚀产沙的空间分布,对于水土保持措施的实施有着重要的意义。作为土壤侵蚀重要的研究热点之一,土壤侵蚀定量研究在我国已有50年之久,回顾并总结过去的研究成果对于今后更好地开展研究工作十分必要。在简要回顾了我国土壤侵蚀定量研究的过去与现状的基础上,主要就降雨特性、坡度、坡长、坡向、植被盖度及土地利用方式等影响因子与土壤侵蚀的定量关系研究,以及小流域侵蚀产沙定量研究方面的最新进展进行了归纳和总结,并针对各方面存在的问题以及有待深入研究的问题进行了探讨。     

发展保护性耕作技术 有效防治耕地土壤侵蚀

 我国是世界上人均耕地最少的国家之一,人均耕地仅为0.093 3 hm2,不到世界平均水平的40%。同时,我国也是世界上耕地土壤侵蚀最严重的国家之一,全国耕地土壤侵蚀面积为4 033万hm2,占耕地总面积的33.15%。仅坡耕地每年产生的土壤流失量约达15亿t,占全国土壤侵蚀总量的33%。耕地土壤侵蚀已对我国的粮食安全、生态安全和经济社会可持续发展构成了严重威胁。论述了水土保持领域发展保护性耕作技术的重要意义、产生与发展、主要技术内容与技术模式及保护性耕作技术的生态、经济和社会效益。发展保护性耕作技术,是水土保持的新理念,对于有效防治耕地土壤侵蚀和非点源污染具有重要意义。     

论水土保持可持续发展

水土流失是当今世界的一大生态“公害”。无论是发达国家,还是发展中国家都存在不同程度的水土流失危害。我国是世界上水土流失十分严重的国家之一,虽然近年来我国的水土保持工作取得了一定的成绩,但随着人口、经济及城市化建设的迅速发展,各种因素造成的新的水土流失日趋严重。论述了水土流失对可持续发展带来的威胁,提出了实施可持续发展的水土保持战略建议,具有一定的现实意义和科学价值。     

黑垆土非代换性钾剖面分布特征的研究

本文初步研究了黄土高原黑垆土主要亚类非代换性钾的变化、分布,表明其符合指数回归方程,是草原地带黑垆土主要特征之一。粘黑垆土剖面非代换性钾分布呈“S”型,是森林地带塿土向草原地带黑垆土、黑麻土和黑焦土过渡的森林草原地带的土壤,从形态上兼有塿土剖面非代换性钾分布某些特征,但量上有所差异。草原地带的墹地、沟掌地和川台地的黑垆土剖面非代换性钾分布具有森林草原地带黑垆土的特征。本研究从土壤非代换性钾剖面的变化为黑垆土分类和岩石地层的划分提供科学依据。     

生物炭对土壤钾素生物有效性影响的研究进展

土壤缺钾已成为影响作物产量和品质,限制我国农业可持续发展的重要因素之一,亟待深入开展如何提高土壤钾素生物有效性的相关研究。本文收集整理了近年来研究者比较感兴趣的生物炭对土壤肥力,特别是对土壤钾素生物有效性影响的相关资料,从生物炭影响土壤温度、水分、p H值、阳离子交换量、微生物生物量与活性、作物根系生长与活动等方面论述了生物炭影响土壤钾素生物有效性的可能机理,并提出了今后需要深入研究的方面。