基于连续统去除法的土壤盐分含量反演研究

通过对新疆维吾尔自治区温宿县、和田县、拜城县191个土样的原始反射率进行连续统去除及连续统去除的一阶微分处理,分析了盐分的高光谱吸收特征及敏感波段,并建立了盐分含量的多种高光谱定量反演模型。结果表明,在400~2 400 nm波段,土壤反射率与盐分含量之间无明显规律。640~700 nm波段的连续统去除数据与含盐量呈极显著负相关,而710~780 nm波段呈极显著正相关。原始反射率经连续统去除处理后,可明显提高反演模型的预测性能。基于盐分光谱指数和吸收特征参数构建的反演模型的稳定性及预测能力不如连续统去除、连续统去除一阶微分的400~2 400 nm或敏感波段的偏最小二乘回归(PLSR)模型。所有模型中,仅有以400~2 400 nm和640~700 nm连续统去除数据所建模型的相对分析误差(RPD)达2.5以上,分别为2.62和2.52,且二者其余各项评价指标差异不大。以640~700 nm波段连续统去除数据构建的PLSR模型对南疆水稻土盐分含量具有很好的反演效果。     

吉林省西部苏打碱土区地下水的地球化学特征

选择吉林省西部典型苏打碱化土壤地区，对其地下水的基本水化学指标进行了测定，分析了地下水电导率与含盐量、矿化度和离子含量的关系。针对地下水离子组成的特点，对该区地下水的苏打碱化特征进行了分析。最后分别以电导率、矿化度和钠吸附比（SAR）为指标，对该区地下水质进行了初步评价与分级。     

吉林省大安市苏打碱土碱化参数之间的关系

选择典型苏打碱化土壤,对土壤碱化度(ESP)、钠吸附比(SAR)、残余碳酸钠(RSC)、总碱度和pH等进行了测定计算,分析了各碱化参数之间的关系,得出了各参数之间的相关方程。结果表明,除pH外,苏打碱土各碱化参数之间均具有极显著的相关性,各参数之间关系密切。土壤pH与ESP和SAR之间的关系变异性较大,利用pH推算该区苏打碱土碱化状况将会产生很大的不确定性。     

硫酸钙对土壤盐度指标换算关系的影响

以新疆南部典型盐渍土为研究对象,分析了微溶性盐分CaSO4对土水比1∶5浸提液电导率(EC1∶5)与电解质总浓度(TEC1∶5)、溶解性固体浓度(TDS)、土壤含盐量(St)换算关系的影响。结果表明:当浸提液CaSO4浓度未饱和时,由EC1∶5推算TEC1∶5、TDS1∶5和St的换算系数分别为10.00、0.64和3.20;而当浸提液中CaSO4为饱和状态时,由于浸提液中存在CaSO4的电离平衡,测定Ca2+或SO42-时引起未电离的CaSO4进一步电离,进而使得测定得到的TEC1∶5数值较浸提液实际情况偏高,导致由EC1∶5推算TEC1∶5、TDS1∶5和St的转换系数变大,分别增加至12.50、0.80和4.00。     

半荒漠区土壤盐度指标换算关系研究

以78份土样数据对我国半荒漠地区土壤盐度指标的换算关系进行研究。结果表明,该区域土壤1：5浸提液电导率（EC1：5）与盐分摩尔总浓度（TEC1：5）的换算幕系为TEC1/5=11．28×EC1：5（r^2=0．99,P〈0．01）,TEC1：5与盐分质量总浓度（TDS1：5）的关系方程为TDS1：5=63．37×TEC1：5（r^2=0．99,P〈0．01）,由EC1：5推算土壤全盐量（St）的经验方程为Sk=3．60×EC1：5（r^2=0．99,P〈0．01）。     

盐渍化土壤光谱特征的区域异质性及盐分反演

该文通过分析中国新疆、浙江、吉林3个不同地区盐渍化土壤的高光谱特征,研究了盐渍化土壤高光谱特征的区域异质性,并对构建高精度的跨区域土壤盐分高光谱定量反演模型,应用25种数据处理方式来提高全局建模的精度,旨在提高具有光谱异质性土壤的盐分反演精度。结果表明:不同地区的盐渍化土壤,无论是反射率还是光谱曲线形态方面,均存在较明显的差异,但经过一阶微分处理后,光谱差异有所降低;对3个地区土壤盐分含量局部建模与全局建模的精度进行比较,在所选用的直线回归、主成分回归、多元线性回归、偏最小二乘回归4种建模方法中,全局建模精度均低于局部建模精度;不同地区盐渍化土壤的盐分敏感波段不一致,在所采用的25种数据处理方式中,SG3点一阶微分(savitzky golay)、SG5点一阶微分、SG7点一阶微分、线性基线校正+SG3点一阶微分、SG平滑+SG3点一阶微分、SG平滑+线性基线校正+SG3点一阶微分这6种数据处理方式对全局建模的建模精度有明显改善作用,模型的相对分析误差均达到2.0以上,其中以SG平滑+SG3点一阶微分为最佳,其决定系数、均方根误差、相对分析误差分别为0.80、0.43、2.23。研究结果为跨区域土壤盐渍化的航天高光谱遥感监测提供了一定的参考依据。     

苏打碱化土壤盐分离子与相关性分析

选取典型苏打碱化土壤剖面,分析了0～200cm深度主要盐分离子(Ca2+、Mg2+、Na+、K+、CO32-、HCO3-、Cl-和SO42-)的垂直分布规律。对各离子之间的相关性进行了统计分析。结果表明,测试土样离子以Na+和HCO3-离子为主,其剖面分布规律是表层含量较低,在80cm左右逐渐增至最大值,其后离子含量随深度而降低,至160cm以下则又随深度而增加,即在整个土壤剖面上大致呈倒"S"曲线分布。CO32-、HCO3-、Cl-与Na+,CO32-、HCO3-与Cl-之间均是相关系数大于0.80的极显著相关;除K+离子外,其它7个离子间均具有显著相关性,这表明该苏打碱化土壤盐分离子组成具有复杂性的特点。     

新疆膜下滴灌棉田土壤钾素的变化特性

通过田间试验,从时间、空间（水平和垂直）分布的角度研究了新疆滴灌棉田中土壤速效钾时空分布特征和运移规律。结果表明：在垂直方向上,土壤表层速效钾含量较高,随着土层的加深,速效钾含量逐渐降低。在水平方向上,滴水前滴灌带处表层土壤速效钾含量最低。第一次滴水后,滴灌带处土层速效钾有所增加,大部分速效钾集中分布在距离滴灌带水平距离20 cm及40 cm土层处;水平方向上,心土层和底土层速效钾含量随滴水次数变化不大。表土速效钾含量在棉花五叶期较高,盛蕾期至盛花期下降;到吐絮期不同土层的速效钾含量有上升趋势。     

秸秆深埋对土壤返盐的抑制作用

本文以松嫩平原典型苏打盐渍土为对象,采用室内土柱实验方法,分析了稻草秸秆深埋覆盖防止土壤返盐的效果,结果表明:秸秆深埋能有效阻断土壤毛细管作用,切断地下水盐分向地表输送的通道;与实验前相比,对照土壤表层盐度由3.12 d S·m–1增加至3.57 d S·m–1,而秸秆深埋处理土壤盐度并未发生变化,说明秸秆深埋能够有效防止土壤返盐。     

南疆盐渍土饱和浸提液与土水比1∶5浸提液电导率换算关系

对南疆50份盐渍土样品的饱和浸提液电导率(ECe)、土水比1∶5浸提液电导率(EC1∶5)、阴离子浓度进行测定与分析。结果表明:供试土壤盐分类型主要为硫酸盐-氯化物;ECe值与EC1∶5值间存在极显著(P0.01)的线性或幂函数关系,可由ECe=6.214×EC1∶5+1.011(r2=0.958)或ECe=7.474×EC0.8871∶5(r2=0.974)两方程推算ECe值。使用上述两方程及全盐量-EC1∶5值关系方程换算后,获得我国以全盐量为指标的硫酸盐-氯化物型盐渍土盐害分级区间所对应的ECe值区间范围,其结果与欧美等国的以ECe值为指标的土壤盐害分级区间基本一致。