【目的】研究甘肃引黄灌区耕地土壤全盐量(TS)、pH和盐分离子组成的空间分布特征及数量关系,并探讨它们之间的相互关系、影响程度以及对盐碱地类型、分布的影响。【方法】以兴电和景电两个典型灌区为研究取样区,样点布局既涵盖了上游新垦盐碱荒地、中游轻度盐渍化耕地、下游中重度盐渍化耕地和弃耕盐碱荒地,又兼顾了耕地土壤盐渍化类型(硫酸盐型、氯化物-硫酸盐型、硫酸盐-氯化物型)和程度(轻度、中度、重度)的差异。运用常规统计学方法研究了土壤TS、pH、盐分离子的剖面分布特征,运用典范对应分析方法(CCA)研究了土壤TS、pH与盐分离子含量之间的数量关系及各土层TS、pH、盐分离子与研究对象前2个CCA排序轴的...

【目的】通过冗余分析充分挖掘伊犁河谷流域新垦绿洲不同农田的土壤pH、全盐量、可溶性盐离子含量变化以及各要素之间的相关性,为该区合理灌溉、农业可持续发展提供科学支撑。【方法】以伊犁河谷流域新垦绿洲不同农田土壤为研究对象,运用传统统计学和冗余分析相结合的方法。【结果】①不同农田类型中,除小麦属于轻度盐渍化外,其余农田均属中度盐渍化,碱化程度均为中度碱化;可溶性盐离子中均值含量最高阴离子为SO■,阳离子为K~++Na~+;②从冗余分析结果得知前两轴解释了该区80%以上的土壤盐渍化信息,能清楚的表明土壤盐渍化指标与可溶性盐离子之间的关系,从整体来看不同农田全盐量与SO■相关性比较强,除苜蓿(Clover)外其余农田均与Ca~(2+)相关性强,阴离子与阳离子分别对pH、碱化度在一定程度上有影响。【结论】不同农田类型中可溶性盐离子含量均与盐渍化指标表现出一定的关联性,与传统统计学方法相比,冗余分析能直观表达影响盐渍化指标主要因素,同时为分析盐渍化信息提供新的有效方法。

对平罗县101个耕地土壤样点的进行统计分析和冗余分析,得到各层土壤盐分数据的基本特征,以及各要素的相关性和影响盐渍化指标的主要离子。结果表明:1)该区各层土壤都呈盐渍化状态,有明显的盐分表聚现象。2)RDA结果显示前2个排序轴反映了该区80%以上的土壤盐渍化信息,排序轴与环境因子的线性结合程度较好的反映了盐渍化指标与盐分离子之间的关系。3)与常规统计方法相比,RDA所包含的信息量更大,而且能够更直观地表达研究区土壤盐渍化特征以及影响盐渍化指标的主要因素,是分析盐渍化信息的有效方法,能够为区域盐渍化评价和治理以及土地利用管理提供科学依据。

[目的]土壤盐渍化是全球范围内威胁干旱半干旱地区灌溉农业可持续发展的重要问题之一。遥感技术可大范围定性和定量监测和评估土壤盐渍化，为土壤盐渍化防治和治理提供支撑。[方法]该研究采用文献计量学方法，对2000-2022年期间Web of Science核心合集和中国知网数据库收录的土壤盐渍化遥感监测领域相关论文的发文特征、研究热点及其演化趋势进行定量分析，并借助CiteSpace软件进行可视化。[结果]分析结果表明：（1）国内外基于遥感的土壤盐渍化监测研究总体呈上升态势，中国、美国和德国是土壤盐渍化遥感研究最活跃的国家，中国科学院是最活跃的研究机构，发文量前三的期刊为《Remote Sensing》、《Geoderma》和《International Journal of Remote Sensing》；（2）土壤盐渍化遥感监测领域与其他研究领域交叉较为广泛，涉及环境科学、遥感、水资源、电子电气工程等多领域协作，交叉融合趋势显著；（3）机器学习、气候变化、大数据遥感平台是土壤盐渍化遥感研究的热点领域，而土壤盐渍化对植被生长的影响和土壤水盐的交互效应也将成为未来土壤盐渍化遥感的重要研究内容。[结论]本研究结果展示了近20年来土壤盐渍化遥感的发展历程和研究热点，为相关研究挖掘出新研究方向提供了参考。

为了探明新疆盐渍化土壤特性与土壤氮素矿化和硝化的关系,通过室内培养方法,研究了不同盐渍化类型和程度的新疆盐渍化土壤氮素的矿化和硝化特征。结果表明,盐渍化类型对土壤氮素矿化有重要影响。在培养过程中,碱化土壤矿质氮含量明显低于盐化土壤;在碱化土壤中,随着碱化度和pH值的升高,矿化量迅速降低;在盐化土壤中,盐化程度的增加对于土壤矿化特征影响不大,但是随着盐化程度的增加矿化率明显增加。在盐渍化土壤中,碱化土壤的氮素硝化作用较盐化土壤快;无论是碱化土壤还是盐化土壤,随着盐渍化程度的增加,氮肥硝化作用都受到不同程度的抑制;在碱化土壤中,氮素硝化率与pH、总盐含量、碱化度均呈极显著负相关,而在盐化土壤中,氮...

【目的】探明渭库绿洲土壤盐渍化时空变化特征,分析影响土壤盐渍化遥感监测的植被物候特征和陆面地表参数的重要性,为干旱区绿洲盐渍化及荒漠化的治理提供科学依据。【方法】基于MODIS-NDVI数据反演得到历年植被物候特征,耦合植被指数、干旱指数、影像反射率等陆面地表参数和植被物候特征作为Cubist回归树模型的输入因子,预测渭库绿洲2006—2016年土壤含盐量。【结果】渭库绿洲生长季开始时间集中于5—6月,生长季结束时间集中于11—12月;绿洲内部累积生物量值较高,集中于6.08～9.20;绿洲荒漠过渡带的累积生物量值较低,集中于3.64～6.08;仅用物候参数预测土壤含盐量的精度较低,而耦合物候参数和陆面地表参数预测土壤含盐量的精度(均方根误差RMSE=9.02,可决系数R~2=0.72)显著高于只用陆面地表参数(RMSE=12.66,R~2=0.22)或只用物候参数预测土壤含盐量的精度(RMSE=13.29,R~2=0.12);温度干旱植被指数、绿洲内部累积生物量值、盐分指数、修改型土壤调整植被指数和蓝波段反射率等参数在预测土壤含盐量方面具有较高的相对重要性,表明土壤含水量、植被长势情况、植被累积生物量和可见光反射率是监测盐渍化的重要参数;渭库绿洲区域主要分布的是非盐渍化地和轻盐渍化地,土壤含盐量年平均值为7.08 g·kg~(-1)a~(-1);绿洲农业区内部的土壤含盐量较低,基本上是非盐渍化地;在绿洲东部和南部外围绿洲的土壤含盐量较高,主要是中度盐渍化地;土壤盐渍化主要呈不显著减少趋势,减少幅度集中于0.00～0.764 g·kg~(-1)a~(-1);少部分区域呈增加趋势,主要分布在绿洲中部区域和靠近塔里木河的南部区域,增加的幅度集中于0.00～0.742 g·kg~(-1)a~(-1); 2007年盐渍化程度最重,土壤含盐量均值为12.68 g·kg~(-1), 2011年盐渍化程度最轻,土壤含盐量均值为4.61 g·kg~(-1)。【结论】运用回归树模型能够建立完备的土壤-环境关系知识,能有效地提取区域土壤盐渍化信息。耦合植被物候参数使预测土壤盐渍化的精度显著提高,不同物候特征与土壤含盐量有明显的对应关系。渭库绿洲区域土壤盐渍化主要呈减少趋势,少部分区域呈增加趋势,盐渍化治理效果显著。主要受人为因素影响,渭库绿洲部分区域的土壤含盐量呈增加趋势,因此需要针对这些区域制定合理的盐渍化治理和生态环境保护措施。

研究农业生产活动对土壤盐渍化的负面影响,有利于合理安排农业公共投资,促进生产与环境协调发展。在介绍我国土壤盐渍化概况的基础上,利用相关文献分析影响土壤盐渍化的不同因素,同时利用省级Panel数据和计量模型进一步探索农业生产活动对土壤盐渍化的影响。结果表明,灌溉程度、单位钾肥投入会对土壤盐渍化产生显著影响。单位耕地上灌溉面积越多,耕地发生盐渍化的概率也越高;同时单位面积上钾肥使用量越高,耕地发生盐渍化的概率也越高。此外,还在统计意义上发现排灌对抑制土壤盐渍化具有明显作用。因此,针对农业生产活动对农业生态环境可能造成的负面影响,进一步提出应该在增加农业公共投资的背景下,加强农业基础设施的建设,引导...

运用RS与GIS技术,结合统计学方法研究了渭干河流域土壤盐渍化分布状况、表层土壤(0 cm-30 cm)盐渍化特征及其驱动力。结果表明:①流域盐渍化耕地总面积11.48×104 km2,占总耕地面积的39.83%。土壤盐渍化现象普遍,主要分布在绿洲的下部边缘地带,河流中下游、地势平缓低洼等区域。盐渍化土壤呈条形状分布,在绿洲边缘带呈片状分布,边缘的重度盐渍化土壤交错分布在轻度和中度盐渍化土壤中。②流域土壤pH值平均值为8.42,属于碱性土壤。土壤含盐量较高,平均值达到19.28g/kg,土壤盐渍化类型主要以硫酸盐和氯化盐为主。③渭干河流域土壤盐渍化是自然因素和人为因素相结合的产物,自然因素是形...

土壤盐渍化是一种常见的土壤退化现象,尤其中国西部干旱、半干旱地区土壤盐渍化情况非常普遍,严重影响了当地生态环境。传统土壤盐渍化检测方法没有考虑到土壤含盐量、含水量之间复杂的耦合关系,所以无法达到预期的检测精度,更没有实现到实际应用之中。为了高效精确的检测土壤盐渍化程度,减少土壤水分对检测精度的影响,设计了一种基于土壤介电特性下土壤盐渍化实时检测系统,由正弦波信号发生模块、探针及信号处理模块和信号放大检测模块组成。通过检测极化信号的幅值差与相位差作为土壤盐渍化检测的影响因子,探究了土壤水盐含量与极化信号幅值差、相位差的相关关系,并建立预测土壤盐渍化程度的经验公式。分析结果表明:极化信号幅值差US与土壤盐渍化程度相关性为0.536,与土壤干旱程度相关性为0.68,均达到显著性相关,极化信号相位差α与土壤盐渍化程度相关性为0.147,基本不相关,而与土壤干旱程度相关性为0.976,达到显著性相关。使用多元线性回归方法可以建立土壤干旱程度与幅值差US、相位差α的映射方程,精确度为95.8%。通过观察检测数据规律,建立土壤含盐量与幅值差US、相位差α的经验方程,在土壤盐渍化程度分级精度要求下,实现了75%预测精度要求。与传统四电极土壤盐分检测设备相比,检测精度从55%提高到70%,满足了土壤盐渍化程度的测量要求。

土壤盐渍化研究纷繁复杂,传统的文献综述方法因主观性强较难全面准确把握学科动态。该文引入文献计量学,提出了一种学科方向研究动态的定量综述方法;基于WoS (Web of Science)和中国知网(China national knowledge infrastructure,CNKI)数据库近30 a土壤盐渍化及盐碱地治理与利用的相关文献,定量综述了该学科领域研究动态和发展趋势。结果表明,国内外土壤盐渍化研究呈上升趋势,但总体上处于研究的初始阶段,仍有很大发展空间;中国、美国、印度、澳大利亚等国在土壤盐渍化及盐碱地改良与利用研究上贡献突出,中国学者发表论文数量最多,是土壤盐渍化研究的主力;核心作者间合作密切,但跨背景、跨机构、跨国家的合作仍然较少;研究热点已从上世纪90年代的灌溉排水与盐碱地改良,转移到当前的土壤植物盐分互作机制及耐盐植物培育、土壤水盐调控机制与优化控制技术、盐渍土改良剂研发技术及其规模化应用、盐碱地遥感监测与盐渍化影响评价等方向,代表着土壤盐渍化及盐碱地治理与利用研究从排水改良为主向综合利用延伸的发展趋势。

【目的】研究泡水洗盐和轮作吸盐对设施盐渍土的修复效果,为广西设施土壤盐渍化修复提供参考。【方法】以设施硫基型轻度盐渍土为对象,采用免耕泡水、翻耕泡水洗盐和轮作吸盐处理盐渍土,测定土壤可溶性盐、SO_4~(2-)、养分、理化性状及微生物数量,分析洗盐和吸盐处理对上述指标的影响。【结果】免耕泡水5 d处理的土壤可溶性盐和SO_4~(2-)含量显著降低,养分下降率总和最低。轮作芝麻处理的土壤可溶性盐、SO_4~(2-)、总养分、总交换性阳离子含量均降低最多,且显著高于其他处理;土壤总孔隙度、微生物总数增加最多,且显著高于其他处理。"免耕泡水5 d+轮作芝麻"处理轻度设施盐渍土,可溶性盐含量降低60.00%以上,辣椒、苦瓜产量显著提高。【结论】免耕泡水5 d处理的洗盐率高、土壤养分下降率低、省时省工,是最优的洗盐处理;芝麻吸收盐分和养分能力强,改善土壤理化性状及微生态环境效果好,是修复设施硫基型盐渍土理想的植物。"免耕泡水5 d+轮作芝麻"组合修复轻度设施盐渍土效果好。

土壤盐渍化严重制约土地生产力,实时监测土壤盐渍化有利于农业正常生产。选择新疆渭干河—库车河绿洲的光谱反射率数据,研究不同程度盐渍化土壤的光谱特征;并对绿洲所在的库车县的环境与灾害监测预报小卫星的高光谱数据进行盐渍化信息提取。提取步骤为:首先对土壤光谱反射率数据进行14种形式的变换,再与土壤含盐量进行相关分析、逐步回归分析,建立估算不同盐渍化程度的土壤含盐量方程,用均方根误差验证方程的精度;其次,建立植被和土壤波谱库;最后,在波谱库的数据基础上,使用波谱角分类法(SAM)对环境与灾害监测预报小卫星的高光谱数据进行分类。用同步实测数据对分类效果进行精度评价,效果较好,这一结果为今后该区域的高光谱应用奠定了基础,对区域农民耕作方式提出了警示,为区域可持续发展实践提供了参考。

【目的】分析干旱盐渍化灌区非饱和-饱和带水盐的时空分布特征及其内部关联度,为内蒙古河套灌区盐渍化防治提供理论依据。【方法】运用经典统计学和地质统计学方法,分析了内蒙古河套灌区隆胜试验示范区作物播种前、生育期、收割后土壤水盐的时空变异特征,并利用灰色关联分析对不同地下水埋深条件下的土壤含水量、土壤含盐量、地下水埋深和地下水矿化度进行了交叉综合排序。【结果】内蒙古河套灌区隆胜试验示范区在播种前、生育期、收割后的土壤含水量和地下水埋深均呈中度偏弱变异性,而表层(0~40cm)土壤含盐量和地下水矿化度均呈中度偏强变异性。表层土壤含水量、含盐量均表现出北高南低的空间分布趋势,地下水埋深呈北浅南深趋势,地...

研究盐渍化土壤的光谱特性是利用遥感技术实现在区域尺度上进行土壤盐渍化监测和评价的工作基础,是建立地面数据和遥感数据关系的桥梁。本文以塔里木河中游典型绿洲——渭干河-库车河三角洲绿洲为研究对象,采用光谱学技术以及多元统计相结合的方法,研究干旱区典型绿洲盐渍化土壤的反射光谱特征。首先,对光谱数据进行预处理(去噪、剔除水分吸收波段),以便消除仪器本身噪声及外界条件的影响,并且计算了部分盐渍地样本的光谱吸收特征参数,说明相同程度的盐渍化土壤具有相似的吸收特征;其次,研究盐渍化土壤的反射光谱与盐分因子(八大离子、电导率(EC)、含盐量(salt content)、pH、总溶解固体(TDS)等)之间的关系,并选择具有代表性的盐分因子与野外实测光谱数据建立定量回归模型,通过多元线性回归分析得出含盐量、SO42-、TDS、EC与原始光谱数据的相关性分别是0.746、0.908、0.798和0.933,达到了理想的效果。本研究对于干旱区典型绿洲盐渍土的光谱特征研究有着重要指示意义,为发展和完善中国盐渍土理化特征的可见光-近红外反射光谱分析理论奠定科学积累,并进一步为干旱区土壤盐渍化、沙漠化灾害等环境恶化问题的解决提供新的科学技术手段。

为了解西南红壤区保护地土壤的理化性质,以昆明晋宁县的蔬菜大棚种植区为例,研究种植年限分别为1年、3年、5年、7年保护地土壤pH值、有机质、全氮、硝态氮、速效磷、速效钾含量的变化情况,分析结果得出大棚土壤的酸度总体上高于露天蔬菜地,保护地栽培土壤中有机质、全氮、硝态氮、速效磷、速效钾的含量在同一种植年限上,均随土层深度的增加而下降,同一土层上,均随种植年限的增加含量逐渐增加。土壤硝态氮的含量与土壤pH值、有机质含量分别具有显著负相关和正相关关系,即土壤硝态氮的含量随土壤pH值的增大而减小,随土壤有机质含量的增大而增大。