土壤盐渍化是制约黄河三角洲农业可持续发展和生态系统良性循环的主要环境问题之一,掌握盐渍化土壤的空间分布规律对于因地制宜地制定盐渍土改良措施具有重要指导意义。本文在土壤盐渍化野外调查和对土壤样品含盐量实验分析的基础上,采用普通克里格和协同克里格两种方法对研究区土壤含盐量的空间分布情况进行了估算。结果表明,加入协变量的协同克里格模型可以普遍提高对含盐量估算的精度,而模型中主变量对各协变量的敏感度不一。从对含盐量计算精度提高的程度来说,各协变量依次为:Ph值>有机质>Cl-离子>高程值。通过插值得到的不同深度土壤含盐量分布图,为分析黄河三角洲土壤盐渍化的空间分布与变异特征,以及当地的盐渍化土壤治理和...

本文根据研究区域的自然环境特征,在GIS支持下,通过单因子分析和多因子综合评价相结合,对研究区域土壤盐渍化敏感性进行了评价,明确了土壤盐渍化敏感性分布规律及其地域差异。结果表明,研究区域土壤盐渍化危险性较严重—敏感性区域主要以中度敏感性、轻度敏感性为主,其中土壤盐渍化重度敏感区面积占绿洲总面积的15%,中度敏感区占31%,轻度敏感区占30%;不敏感区面积占35%;从整个研究区来看,盐渍化敏感性的分布呈现出以下特点:一是盐渍化危险性区域,尤其是中度、重度敏感区域呈大面积区域性分布,轻度敏感性区域呈片状或斑点状断续分布;二是盐渍化危险性东部高于西部,南部高于北部的趋势。

【目的】探究土壤有机质和盐分的光谱响应，分析不同盐分含量对土壤有机质预测模型的影响，建立快速、有效的盐渍土有机质含量高光谱预测模型。【方法】以黄河三角洲地区粉质壤土为研究对象，根据不同盐分含量将土壤样本分为非盐（SA）、轻度（SB）、中度（SC）和重度（SD)4组，分别进行室内高光谱测量；其次采用双因素方差分析法，探究土壤有机质和盐分光谱响应程度；进而对原始光谱（raw spectral reflectance,R）进行一阶微分（first order differential reflectance,FD）、连续统去除（continuous statistical removal,CR）、对数（logarithmic,Log）和多元散射校正（multipication scatter correction,MSC)4种变换；最后分别基于盐渍土的4组样本结合4种变换光谱构建多元线性回归（multiple linear regression,MLR）、偏最小二乘回归（partial least squares regression,PLSR）和支持向量回归（support vector machine,SVR)3种土壤有机质含量高光谱预测模型。【结果】土壤有机质和盐分在400—900 nm范围内光谱响应程度显著且变化规律基本一致，二者的敏感波段存在重叠；通过划分不同盐渍度分组建模能够提高土壤有机质预测精度，且随着盐分含量增加，模型的预测精度下降，FD处理更能突出光谱特征差异，提高有机质含量与光谱反射率的相关性。对比3种模型结果，利用FD处理结合SVR建立土壤有机质预测模型精度最高，最优结果建模集和验证集的决定系数R~2为0.86、0.82，均方根误差RMSE为2.71、2.96 g·kg~(-1)，相对分析误差RPD为2.42。【结论】土壤盐分与有机质在可见光波段附近（400—900 nm）的敏感波段存在重叠，通过划分不同盐渍度能够有效提高有机质预测模型精度。

土壤盐分对农业发展和土地生产力有很大影响，土壤盐碱化会降低耕地质量并造成土地退化，及时了解区域内土壤盐分含量及空间分布很有必要。地理加权回归是一种局部回归预测方法，其利用主变量与环境要素的相关关系，根据空间位置和距离特点，实现主变量的空间扩展。本研究目的即是探索地理加权回归在土壤盐分空间插值中的可用性，并与多元线性回归和协同克里格作对比来检验其精度。地理加权回归模型构建所选择的环境变量包括ＮＤＶＩ，高程和距河流距离。研究结果显示，地理加权回归在土壤盐分空间扩展中效果较好，精度优于其他两种方法（均方根误差为０．３０５，相关系数为０．６４９，决定系数为０．４２１），该方法降低了协同克里格插值的平滑．．．

土壤盐渍化是当今土地退化和荒漠化的主要形式之一,不仅严重制约农业和经济的发展,并且对生态环境和人类生存造成威胁。本研究以新疆于田绿洲为研究区,利用四极化PALSAR(Phased Array type L-band Synthetic Aperture Radar)数据后向散射系数,土壤含水量,土壤pH值以及土壤盐分实测值,采用多元线性回归模型、地理加权回归模型和BP神经网络模型,以土壤含盐量作为因变量建立了定量反演模型。从土壤盐分反演结果图可以看出,反演结果与地面实地考察结果基本一致。经过模型验证得知,3层BPANN模型的均方根误差RMSE=0.99,平均相对误差MRE=0.31,模型性能指数RPD=5.34,其模型预测能力优于前2种传统模型。本文建立的神经网络模型无需考虑复杂的介电常数,在一定程度上能够满足土壤盐渍化监测的需要,促进PALSAR数据在土壤盐渍化监测中的应用。

以渭干河-库车河三角洲绿洲为例,探讨了干旱区盐生植被红柳覆盖的盐渍地信息的提取方法。利用TM卫星图像数据,分析了研究区主要地物的光谱特征及其波段间的相互运算,从而分析不同地物之间的可分性。研究表明:K-L-3(第三主成分)是提取重度盐渍地信息的最佳波段,TM1是区分红柳覆盖区(轻、中度)盐渍地信息的最佳波段,提取盐渍地信息时混分的水体信息可以通过MNDWI(改进归一化差异水体指数)设定一定的阈值予以剔除,混分的植被信息可以通过NDVI设定一定的阈值予以剔除。根据以上分析,建立决策树模型,在各节点设计不同的分类器,最后得到盐渍地信息的提取结果。然后进行精度评价,结果表明,该方法的总体提取效果较好...

[目的]正确评估土壤盐渍化状况,掌握土壤盐分空间分布规律,是合理开发利用盐渍化土壤资源的基础和前提。[方法]文章选取黄河三角洲典型地区垦利县作为采样区,利用4种确定性方法 (全局多项式、局部多项式、反距离加权、径向基函数)和3种地统计不确定性方法 (普通克里格、简单克里格、协同克里格),分别对研究区进行土壤含盐量的空间分布特性估计,从误差和空间分布特点上对比分析不同方法的预测效果,并明确了研究区土壤盐分的空间分布特征。[结果]地统计不确定性插值方法的精度整体上优于确定性方法,简单克里格预测后的空间表达和误差精度均属最优。基于最优的空间预测方法,黄河三角洲土壤盐分目前在空间上整体呈现出东部高于西部的趋势,且部分区域存在斑块状现象。非盐渍化、轻度盐渍化、中度盐渍化、重度盐渍化和盐土面积分别占研究区总面积的2.54%、27.14%、43.70%、21.21%和5.41%。[结论]在土壤属性变异强度大的时候,采用简单克里格效果会更好。

研究黄河三角洲重盐碱地5年生白刺林和新淤地上18年生不同类型林分土壤盐分和养分的变化规律。结果表明:白刺造林后显著地促进了土壤脱盐,明显地提高了土壤肥力;新淤地上植树造林能有效抑制土壤返盐,培肥地力;不同类型林分防止土壤次生盐渍化的效果没有差异,杨树、刺槐行间混交林提高土壤肥力的效果最好。

评价新疆玛纳斯河流域灌区灌溉技术对土壤盐渍化的影响程度。以石河子垦区为例,着重分析不同阶段灌溉技术对土壤盐渍化的影响;根据土壤盐渍化与灌溉技术水平的关系,用类比法对灌区盐渍化耕地的发展趋势进行初步预测。结果表明:在无排水条件下漫灌、畦灌等传统灌溉技术造成地下水位迅速上升,土层出现严重积盐。井灌井排技术有效地降低了地下水位,土壤明显脱盐,作物产量不断提高。目前大力推广的膜下滴灌由于其良好的节水和压盐效果,土壤中盐分含量逐年下降,随着滴灌年限的增加,土壤平均脱盐率逐渐提高;预计2010年大部分地区水资源达到合理利用后,灌区次生盐渍化耕地比例将下降到35%~40%,2020年区域水资源实现高效利用后...

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...

【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。

【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。

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】土壤盐渍化是影响干旱区绿洲农业生产的主要障碍因素,磁化水灌溉改良土壤可以追溯到20世纪60年代。在室内土柱模拟及田间膜下滴灌条件下对比研究不同磁处理水灌溉对土壤水分入渗及淋盐作用的影响,旨在提出一种高效降低土壤盐分的新技术。【方法】采用室内土柱模拟和田间小区滴灌相结合的试验方法,土柱模拟试验磁感应强度设4个处理:分别为0、100、300和500 mT,采用由上向下入渗,入渗至整个土柱2/3处停水、取样,研究不同磁感应强度处理的水对土壤入渗、土壤剖面含水量及盐分运移的影响,小区试验分别为普通水滴灌(CK)、磁化水滴灌(T),磁感应强度为300 mT,试验在测坑内完成,测坑面积6.67 m...

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。