伊犁河南岸土地盐渍化现状分析与风险评估

发布时间：2020-10-16 09:59

　　 土壤盐渍化是世界干旱、半干旱地区土地农业开发所面临的最突出的生态环境问题之一,而盐渍化治理又是一个费时、耗力、难度很大的系统工程。随着伊犁河南岸大渠引水工程的实施,伊犁河谷土地如何安全可持续地农业开发成为一个亟待解决的科学问题。本研究利用大地电导率仪(EM38)于2008年10月、2009年5月和2010年10月分别对伊犁河南岸199个观测点进行表观电导率的连续监测,结合11个层次(0-200cm)取样分析和实验室分析。利用传统统计和地统计学方法对研究区土壤盐分、水分、地下水以及土层厚度等指标进行分析,应用遥感数据进行盐渍化变化分析,利用综合指标法进行盐渍化风险评价。具体研究结果如下： 1、在伊犁河南岸中心位置150km2的范围内均匀布置22个地下水监测点,通过监测发现该区域地下水埋深在空间上呈现南部深于北部,在时间上(年度内)呈现从深逐渐变浅,而后逐渐变深趋势；地下水的矿化度呈现东北高、西南低,年度内呈现高-低-高的变化趋势。 2、建立了大地电导仪(EM38)的表观电导率预测有效土层厚度的模型1nD=0.97381nECav+1.6448。据此模型制作了有效土层厚度分布图,研究区有效土层厚度呈现中部偏北最厚,向南和最北逐渐变薄的分布状况。 3、通过对研究区2008和2009采样点土壤含水量的聚类分析,发现研究区土壤剖面水分存在表聚型、中聚型和底聚型3种分布特征,并且表聚型、中聚型和底聚型三种类型在2008年所占比例为51.35%、35.14%和13.51%,2009年为22%、26%和52%。建立以表观电导率(EM38)预测土壤含水量0-10cm的最优回归方程1nW=0.27601nECav+0.50671nECaH+1.7105。 4、通过对研究区2008和2009采样点土壤盐分含量的聚类分析,确定了研究区土壤剖面盐分存在表聚型、中聚型和底聚型3种分布特征。同时土壤盐分含量与表观电导率(EM38测定结果)存在显著相关性,其相关性表现出水田大于灌溉旱田,旱田大于裸地,秋季大于春季。据此以总体测量值所建立的0-10cm土层的回归方程lnS=0.3515InECaV+0.4321InECaH-1.6867乍为EM38预测土壤盐分的模型。 5、利用伊犁河谷2008年和2009年的两期的TM遥感影像结合实地调查分析数据,分析确定了TM4-5-3波段组合是伊犁河南岸土地遥感监测盐渍化最佳选择,并建立了影像灰度值与土壤含盐量关系模型。以实地调查的土壤含盐量数据为依据,使用监督分类的最大似然法对研究区进行了分类并检验混淆矩阵Kappa系数,分类精度达到86.72%,Kappa系数为0.82和0.80。 6、通过分析伊犁河南岸土地盐渍化各种影响因素,构建了伊犁河南岸以有效土层厚度、土地利用方式、土壤表层含盐量、2m土体平均含盐量、积盐层部位、盐分运移方向、土壤质地与层次、地下水埋深、地下水矿化度、地形地貌等10个指标为核心评价指标体系,利用综合指数法进行土壤盐渍化风险评估,并根据评价结果提出了适宜的开发利用管理措施。 总之,本研究建立了利用大地电导仪预测有效土层厚度、土壤水分、土壤盐分的模型,该模型为数字土壤信息获取提供了无损快捷的手段和方法。研究区盐分演变与风险评价结果可为伊犁河南岸土地农业可持续开发与利用提供科学依据。
【学位单位】：中国农业大学
【学位级别】：博士
【学位年份】：2013
【中图分类】：S156.4
【文章目录】：
摘要
Abstract
目录
第一章 绪论
    1.1 研究背景与意义
    1.2 国内外研究进展
    1.3 研究内容和目标
第二章 研究区概况与研究方法
    2.1 伊犁河谷自然地理概况
    2.2 采样点设置
    2.3 聚类分析
    2.4 土壤盐分遥感反演
    2.5 土壤盐渍化风险评价
第三章 伊犁河南岸土地水盐驱动要素分析
    3.1 气象条件
    3.2 地表水资源状况
    3.3 地下水时空分布
    3.4 土壤质地状况
    3.5 土地利用现状
    3.6 伊犁河水的南调工程
第四章 伊犁河南岸特定土层厚度的水盐时空动态
    4.1 基于EM38的伊犁河南岸土壤表观电导率的时空动态特征
    4.2 伊犁河南岸有效土层厚度状况
    4.3 土壤含水量时空动态特征
    4.4 土壤含盐量时空动态分析
第五章 伊犁河南岸土地的盐渍化遥感监测
    5.1 土壤盐渍化目视解译
    5.2 土壤盐渍化监督分类
    5.3 地表土壤盐分遥感解译
第六章 伊犁河南岸土地盐渍化风险评估
    6.1 盐渍化风险评估指标
    6.2 伊犁河南岸土地盐渍化风险的分级
    6.3 伊犁河南岸土地的分区管理
第七章 结论与展望
    7.1 主要结论
    7.2 特色与创新
    7.3 研究展望
附录A 典型区域地下水观测点埋深状况
附录B 典型区域地下水观测点矿化度情况
附录C 采样点土壤含水量图
附录D 采样点土壤含盐量图
附录E 伊犁河南岸待开发土地的景观图
附录F 2008年不同深度土壤含水量等值图
附录G 2009年不同深度土壤含水量等值图
附录H 2008年不同深度土壤含盐量等值图
附录I 2009年不同深度土壤含盐量等值图
参考文献
致谢

【参考文献】

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本文编号：2843103