江苏典型滩涂区地下水及土壤的盐分特征研究

本文通过大量采样分析及数值拟合等方法,研究获得江苏典型滩涂分布区的地下水以及土壤的盐分含量、盐分离子组成特征及其分布规律;分别获得了地下水矿化度与地下水电导率、土壤全盐量与1:5土水比浸提液电导率之间的关系函数,应用这些关系函数将能够快速获得具有良好精度的相应要素的测定结果。本文研究成果将为江苏滩涂开发利用提供重要的理论及决策依据,并因而具有较为广泛的应用前景。     

Interpreting method of regional soil salinity 3D distribution based on inverse distance weighting

为了建立面域三维土壤盐分信息精准解译与表征技术方法,该研究以反距离权重空间数据插值方法结合电磁感应式表观土壤电导率快速测定技术为基础,成功构建出典型干旱区土壤盐分分层精确解译模型,对研究区土壤盐分进行了精度解析与评估,以三维图形方式直观揭示了土壤盐分空间分布特征。研究区不同区位土壤盐分呈现出不同的剖面分布类型特征,研究区主体土壤属于中度以上盐渍化。该研究将为土壤盐分三维空间分布特征解析与评估提供可靠技术方法。     

基于反距离权重插值的土壤盐分三维分布解析方法

为了建立面域三维土壤盐分信息精准解译与表征技术方法,该研究以反距离权重空间数据插值方法结合电磁感应式表观土壤电导率快速测定技术为基础,成功构建出典型干旱区土壤盐分分层精确解译模型,对研究区土壤盐分进行了精度解析与评估,以三维图形方式直观揭示了土壤盐分空间分布特征。研究区不同区位土壤盐分呈现出不同的剖面分布类型特征,研究区主体土壤属于中度以上盐渍化。该研究将为土壤盐分三维空间分布特征解析与评估提供可靠技术方法。     

黄河三角洲地区浅层地下水与耕层土壤积盐空间分异规律定量分析

为研究黄河三角洲地区地下水作用条件下耕层土壤的积盐规律,运用GIS和地统计学的原理与方法,结合地下水埋深的空间分布以及临界埋深的划分标准对研究区域进行分区,并从空间尺度对各分区地下水矿化度与耕层土壤积盐规律进行了定量分析。结果表明：地下水埋深、矿化度和耕层土壤盐分均属于中等变异强度,在东西方向和南北方向上均具有2阶的趋势效应;受结构性因素和随机性因素的共同作用,地下水埋深呈中等的空间自相关性,地下水矿化度与耕层土壤盐分呈弱空间自相关性;耕层土壤盐分与地下水矿化度的空间分布具有一定的相关性,与地下水埋深呈负相关性。对空间尺度上的地下水矿化度与耕层土壤盐分定量分析结果表明,耕层土壤积盐与地下水矿化度呈极显著的相关关系,而地下水埋深增加使其相关性减弱,采用分区研究法使地下水矿化度对耕层土壤积盐规律分析更加客观准确。该结果对研究黄河三角洲地区土壤盐渍化的发生机理以及预测与评估该地区土壤盐渍化的发生发展具有重要意义。     

福建沿海水域互花米草蔓延的动态监测分析

利用1999/2000年和2006/2007年2个不同时相的遥感影像对福建省沿海水域的互花米草进行解译提取,并结合地理信息数据和社会统计数据进行变化分析。研究表明:基于专家决策树的福建省互花米草信息提取法具有较高的解译精度,动态监测结果显示,7a来福建沿海水域互花米草蔓延迅速,已侵占了大片的养殖水域和滩涂资源,研究旨在为引起有关部门的高度重视并采取必要的治理措施提供理论依据。     

长江三角洲地区滩涂土壤盐分空间分布特征研究

盐碱地盐分空间分布精准识别及形成机理解析对盐碱地科学利用具有重要意义。针对传统点状采样监测方法工作量大、代表性差和检测费用高等问题,本研究采用电磁感应仪精准调查技术对上海崇明某滩涂农场进行土壤盐分空间分布评估,全面快速获得盐分空间分布信息,解析土壤盐分形成机理,进而分类分区分级指导农业生产和科学精准改良。结果表明：土壤表观电导率(EC_a)和土壤盐分含量呈显著线性正相关关系(R²>0.9,P<0.05),土壤表观电导率的变化可以用来表征土壤盐分含量的变化;通过克里金插值研究区内土壤盐分的空间变异分布状况发现,研究区土壤盐分空间分布不均匀,有近80%区域存在轻中度盐碱化问题;通过定点取样土壤盐碱剖面评价,发现研究区土壤盐分具有较强的表聚性和变异强度,且变异系数随土壤深度增加不断减小;将表观电导率解译出的土壤盐分和土壤pH、有机质含量及主要组成离子含量进行相关性分析,剖析出该区域盐渍化类型以硫酸盐型为主,海水浸渍侧渗和地下水返盐影响是该区域盐渍化形成的主要原因。本研究实现了对土壤盐碱化快速、大范围、科学且动态的监测,对于全面提升盐碱地农...     

苏北滩涂区水盐调控措施对土壤盐渍化的影响研究

苏北沿海滩涂区具有大面积存在盐渍化风险的可利用耕地。近年来不合理的开发利用使该地区土壤盐渍化程度加重。通过微区定位试验,对该区典型滩涂盐渍化土壤进行微咸水灌溉结合农艺处理的试验研究,探讨了利用水盐调控措施防控该地区土壤盐渍化程度的可能性。结果表明,在低矿化度(3 g/L左右)的微咸水灌溉条件下,石膏处理和秸秆覆盖处理均可以有效降低各层土壤SAR值,降低耕层土壤盐分含量,并且促进作物生长;当灌溉水矿化度达到6 g/L时,石膏处理仍具有一定控盐效果,但覆盖处理已不能控制土壤表层盐分含量的升高,作物的生长开始受到影响;当灌溉水矿化度达到10 g/L时,各处理耕层均显著积盐,作物生长受到显著影响。因此,6 g/L及以上矿化度的咸水不能用于该地区的灌溉,6 g/L以下浓度的咸水灌溉须配合石膏和秸秆覆盖处理使用。该研究为苏北滩涂区农田管理提供一定的参考依据。     

基于电磁感应研究新疆土壤盐分三维空间变异对季节的响应

为了获得新疆典型区域不同季节土壤盐分的三维特征,该研究以新疆伊犁地区典型地块为研究区域,将电磁感应式土壤表观电导率快速测定技术作为基础,建立了基于土壤表观电导率数据不同季节的区域尺度剖面分层土壤盐分精确解译模型,获得了剖面土壤盐分含量信息,并以此为数据源采用反距离权重空间数据插值方法评估了研究区不同季节三维土壤盐分空间变异特征,探索了三维土壤盐分变化对不同季节的响应特征。研究表明:研究区秋、春两个季节各土层土壤盐分含量的变异系数在1.223~1.636之间,均表现为强度变异性,秋季土壤盐分含量的变异性随着土层深度的增加而减小,而春季土壤盐分含量的变异性随着土层深度的增加而增大。秋、春两个季节研究区大部分区域土壤盐分含量比较低,土壤盐分含量高值区域主要集中在研究区的西北、西南及中部地区,并且表现出次年春季的盐渍化程度及盐土所占比例比前一年秋季明显加重。利用电磁感应式土壤表观电导率快速测定结合三维反距离权重方法,对区域不同季节土壤盐分三维空间变异特征解析的精度分别达到相关系数为0.887和0.862。研究结果将为解译与评估干旱区三维土壤盐分特征随季节变化提供可靠的理论依据和技术方法。     

浅层地下水埋深、矿化度及硝酸盐污染的空间分布特征

对银川平原101个观测井取样分析,测定了其浅层地下水位埋深、矿化度及硝酸盐含量。应用地统计学方法结合GIS技术对数据进行了分析。结果表明,地下水埋深服从正态分布,而矿化度和硝酸盐服从对数正态分布。银川平原地下水位埋深、矿化度和硝酸盐含量的平均值分别为1.78m,1.81g/L和3.17mg/L。三者在一定范围内均存在空间相关性,它们的空间相关距离分别为23.7、13.3和12.6km。运用Kriging方法对未测点进行了估值,绘制了三者的空间分布图。银川平原地下水埋深总体较浅,研究区约有75.1%的地区地下水埋深为1.5～2.0m,发现在平原中部的银川地区一带形成了以新旧城区为中心的地下水位降落漏斗区。地下水矿化度在整个平原内自西南向东北呈逐渐升高的趋势,其中66.4%的区域达到了农田灌溉水质标准。仅有3.7%的局部地区的地下水硝酸盐含量超过了饮用水水质标准。     

基于电磁感应仪的土壤盐渍化剖面特征解译研究

为了快速、精准解译区域尺度土壤盐分特征,有必要建立土壤剖面盐分信息精确解译模型。以新疆农灌区不同土壤质地的盐渍化土壤为研究对象,利用电磁感应式大地电导率仪EM38获取土壤表观电导率,构建了基于EM38的两种土壤质地剖面分层盐分解译模型,并对盐分解译回归模型进行了精度检验。结果表明:两种质地的土壤剖面盐分含量变异均较大,中壤土各层电导率变异系数在58%~98%,呈现中等变异强度,而砂土表层(0~40 cm)变异系数达到100%以上,属于强变异强度,深层土壤变异系数介于76%~88%属于中度变异强度。两种质地土壤电导率与磁感表观电导率EMh、EMv间呈显著的相关关系,水平和垂直测量模式都能够对不同深度土盐层分进行预测,且以EMh+EMv为自变量的二元回归解译模型具有较高的精度,相关系数R达到0.94以上。中壤土EM38的盐分预测在不同深度土层的验证结果决定系数达到0.59以上,砂土质地土壤盐分预测验证R2达到0.36以上,预测精度与土壤剖面盐分变异性呈现显著负相关,其相关系数为-0.86,中壤土质地的解译效果优于砂土质地。分析EM38在预测不同土壤质地盐分精度上的差异性,构建了电磁感应式土壤剖面盐分含量的预测模型。研究结果引入土壤质地变量,可为大面积土壤盐渍化的快速精确测定提供理论依据。     

中捷农场滨海盐碱地立地类型划分及其植被恢复技术

 为了指导滨海盐碱地因地制宜地进行植被恢复,通过野外调查、室内分析测试与因子分析等方法,对中捷农场45块样地的土壤类型、土壤含盐量、地下水位、距海距离、盐分类型、土壤质地、pH值、海拔等因子进行测定与分析。结果表明:影响盐碱地立地类型划分的主导因子为盐渍化土壤形成因子、土壤因子和碱化度因子;对立地类型划分贡献大小的变量依次为距海距离>地下水位>土壤类型>土壤质地>海拔>盐分类型>土壤含盐量>pH值;中捷农场的滨海盐碱地可划分出滨海盐化潮土、滨海盐化草甸土和滨海盐土3类立地类型和11类立地亚型,不同立地类型可以采取不同的植被恢复措施。研究结果可为中捷农场盐碱地造林与植被恢复提供理论依据。     

基于磁感式探测的分层土壤盐分精确解译模型

为了精准解译面域尺度土壤盐分特征,有必要建立分层土壤盐分信息精确解译模型。该文应用通径分析方法,研究获得了土壤全盐量、土壤含水率、体积质量、黏粒质量分数、地下水电导率、地下水埋深等作用因子对土壤表观电导率值的方差贡献率及作用强弱排序。依据各作用因子的方差贡献率大小,结合设定的累积贡献率阀值,选取出磁感式土壤表观电导率的主导作用因子,确定为磁感式土壤盐分信息解译模型的参数体系。采用多因子及互作项逐步回归法,通过引入因子间的互作效应建立优化的基于磁感式探测的分层（0～20,＞20～60,＞60～100,＞100～160 cm）土壤盐分信息解译模型。验证结果表明,模型解译误差基本在10%以内,达到了较高精度水平。     

Soil classification and salinity mapping for determining restoration potential of cropped riparian areas

Restoration and management of riparian areas have recently become important issues. Soil and salinity surveys are required before planning restoration activities and land‐uses if the riparian area is salt‐affected. In this study, we characterise the soils and salinity conditions of a riparian area that underwent irrigated agriculture with significant soil salinisation, to assess the general site suitability for riparian restoration and potential land‐uses. Throughout the area, 19 profiles were described and classified and 95 soil samples were collected for their chemical and physical characterisation. The salinity of the 35‐ha presumably salt‐affected area was analysed by reading the bulk soil electrical conductivity (ECa) with the hand‐held electromagnetic‐induction sensor Geonics‐EM38 at 558 locations and by measuring the electrical conductivity of the saturation extract (ECe) and sodium adsorption ratio (SAR) of 60 soil samples collected at 30 of those locations. The regression of ECe on EM readings predicted ECe with R² > 0·92 at the 0–100 cm soil depth. The geo‐referenced soil classification (three soil units were established) and salinity maps identified the soil constraints for the area's restoration potential. The major limiting soil factors were soil salinity, sodicity and waterlogging in the southern half of the soil unit #3, and soil compaction in most of the area. The value of those limiting factors, along with differences in soil texture, as a means of assessing restoration potential of riparian vegetation and for identifying suitable land‐uses for the three soil units was discussed. Agro‐forestry, planned grazing, recreational and educational land‐uses are possible for the site. Copyright © 2007 John Wiley & Sons, Ltd.     

基于多源数据的中原黄泛区土壤盐分空间变异分析

为研究中原黄泛区土壤盐分空间变异,以河南省封丘县为研究区,综合考虑引起土壤盐渍化的土壤盐分、地形、地下水位及矿化度、植被情况及其他影响因素,基于遥感影像和磁感式探测获得的土壤表观电导率等多源数据建立了区域土壤盐分综合评估模型,并对研究区分层土壤盐分空间变异进行评估。结果表明:对于0~60 cm土层利用多源数据进行模型构建中土壤表观电导率与光谱指数占主要比例,模型对于各层土壤盐分的评价精度0~60 cm土层优于≥60~120 cm土层。土壤盐分含量随着深度的增加而增大,变异系数在0.22~0.28之间,属中等变异强度。土壤盐分主要集中分布在研究区北部与东南部,尤其是东南角黄河沿线区域,且随着土壤剖面显示出从表现到深层逐渐增加的趋势。利用多源数据建立的分层土壤盐分综合评估模型对于区域土壤盐分解析具有较高精度。该研究为中原黄泛区土壤盐化消减与土壤质量提升提供了可靠新方法。     

Groundwater Pollution in a Karstic Region (NE Yucatan): Baseline Nutrient Content and Flux to Coastal Ecosystems

The quality of groundwater is threatened in karstic regions with very high population growth, such as the eastern coast of Yucatan. As polluted groundwater flows towards the ocean, coastal ecosystems and coral reefs may also be affected. Pollution and the interaction between the coastal aquifer and the reef lagoon were assessed at a developing area (Puerto Morelos, NE Yucatan Peninsula) within the Mesoamerican Coral Reef System. Coastal environments along the land?Csea gradient (wells, mangroves, beaches, submarine springs, the reef lagoon, and the open sea) were sampled. Silicate and salinity were used as tracers of groundwater and seawater, respectively. Their patterns evidence water flow and mixing among these coastal environments. High nitrate concentrations (268.6 ??M) and coliform bacteria densities indicate groundwater pollution in most of the wells sampled and also in mangroves, beaches, and submarine springs. Phosphorous content peaks (14.2 ??M) in mangroves, where it is likely released due to reducing conditions in the sediments. Nitrogen flux toward the lagoon reef through groundwater discharge is estimated at 2.4 ton N km^?1 year^?1 and phosphorous at 75 to 217 kg P km^?1 year^?1. These results provide evidence of the need for more detailed groundwater studies and for the integrated management of aquifers and coastal ecosystems in karstic regions.     

海水作景观水引起河道两岸地下水污染研究

利用天津市滨海新区具有较发达的河网和方便的入海通道,将海水引入河道作景观水是改善水环境的措施之一。该文利用垂向二维变密度水流和溶质运移的数值模型,计算了河道中不同海水水位时两岸地下水的溶质污染扩散趋势和范围,并分析了采取暗管向河道底部两侧含水层注水的工程措施对地下水污染的控制作用。结果表明：河道高水位运行时,海水入侵两岸现象明显;低水位时盐分能控制在一定范围内;对于低水位运行并考虑暗管注水,盐分只向河床底部运移,基本不向两岸扩散。     

Comparison of spatial interpolation techniques for mapping soil pH and salinity in agricultural coastal areas,northern Iran

This study attempted to characterize the spatial distributions of soil pH and electrical conductivity (EC_e) of coastal fields in the Miyandoroud region, northern Iran, for three soil layer depths by assessing spatial variability and comparing different interpolation techniques such as inverse distance weighting (IDW), ordinary kriging (OK), and conditional simulations (CS). Three soil composite samples were collected from 0–50, 50–100, and 100–150 cm depths at 105 sampling sites. At all three soil depths, pH and EC_e were best fitted by exponential and spherical models, respectively. Nugget effects were higher for soil EC_e data sets compared with soil pH at all three soil depths showing soil EC_e had a spatial variability in small distances. The prediction accuracy of the interpolation methods indicated that the minimum error for all data sets was achieved with the OK method, except for pH at 50–100 cm depth, and the CS technique revealed the largest error. The effect of different numbers of simulations (100, 500 and 1000) in the CS interpolation method resulted not in a realistic mapping for the soil EC_e and pH. Considering the high importance of irrigated agriculture in the Caspian Sea coastal areas, more subsoil salinity build-up and groundwater salinity monitoring plans are needed as a prerequisite for sustainable agricultural production systems of the future.     

滨海盐碱地形成及离子附着形态综述

滨海盐碱地资源丰富,是重要的潜在土地资源,对缓解土地资源紧张具有重要的作用。综合国内外现有滨海盐碱地研究成果,总结出滨海盐碱地的成因及其特点,分析盐分离子在土壤中的存在形式,探索影响土壤盐分积累的因素,阐明盐分对生态环境、土壤、植物的危害;以期对滨海盐碱地改良提供参考意义。     

盐渍化改造区土地利用变化对地下水资源的影响 --以河北省曲周县为例

运用GIS空间分析功能、柯布—道格拉斯生产函数以及曲周县统计资料和地下水资料,分析了近20年来土地利用变化及其对地下水资源的影响,研究结果表明,作为盐渍化改造区以农业为主的曲周县,土地利用变化速度不快且土地用途转移主要是耕地转变为农村居民点和城镇用地;耕地灌溉率、复种指数、耕地灌溉面积、粮食产量不断提高;粮食和蔬菜产量对地下水资源的高度依赖性,是引起地下水埋深变化的主要原因;依据河北省地下水超采区划分标准,曲周县浅层地下水开采区是基本平衡区,深层开采区属于中度超采区。为实现盐渍化改造区水土资源的可持续利用,必须调整种植业结构,适当降低土地利用集约度,大力发展节水农业。     

基于电磁感应的典型干旱区土壤盐分空间异质性

为研究干旱区土壤盐分空间异质性,指导农业生产实践,运用大地电导率仪（EM38、EM31）对研究区域进行移动式磁感调查,获取表观电导率（ECa）。同时,通过27个校准点的采样和ECa测量,建立土壤盐分的电磁感应解译模型。干旱区土壤盐分质量分数与EM38、EM31水平模式读数（H38、H31）显示出良好的相关性（R=0.935）,可以利用ECa结合GIS和地统计学知识研究土壤盐分的空间分布。采用两种方法进行研究：一种是先利用解译模型获取磁感调查点的土壤盐分质量分数,然后进行地统计分析研究其空间分布;另一种是先利用地统计分析研究H38和H31的空间分布,然后利用解译模型通过栅格运算计算盐分质量分数,精度检验显示前者预测值与实测值之间的相关性更好（R2, 0.888＞0.873）;标准差较低（std. 0.414＜0.426）,具有更高的预测精度。研究结果表明,基于电磁感应研究干旱区土壤盐分空间异质性是切实可行的,这对于土壤盐渍化的快速诊断,指导农业生产和促进精准农业的发展具有重要的意义。