南疆棉田土壤盐渍化的时空变异与种植风险评估研究

发布时间：2021-10-11 18:00

　　土壤剖面盐渍化信息对南疆棉田的土壤盐渍化防治具有重要意义,同时也是棉田精准灌溉的重要依据。如何快速、无损获取土壤剖面的盐渍化信息,并据此进行土壤剖面盐分的三维可视化与时空变异性研究,已成为当前国内外研究的难点与热点。本论文充分利用大地电导率仪EM38-MK2快速获取土壤剖面盐渍化信息的优势,以新疆南疆机采棉田为试验区,针对土壤盐分、水分等关键因子对表观电导率的影响,以EM38-MK2采集的土壤表观电导率数据和同步采集的土壤剖面不同深度分层样本的实测电导率数据为基础,利用多元线性模型、三维反距离插值方法,指示克里格方法等多种手段开展土壤采样方法、农田土壤电导率精确解译、土壤盐分含量三维可视化、棉田土壤电导率时空变异与棉花生长风险性评价等研究工作。主要研究结果包括以下四个方面:（1）基于电磁感应数据的南疆棉田土壤电导率反演模型研究针对电磁感应仪（EM38-MK2）的发射圈和接收圈设计了不同采样方案,在同一条田内采集了4个不同时期的土壤表观电导率数据及相应的剖面土样,分析了不同土壤采集方案及土壤含水量对表观电导率模型精度的影响,对比了以单一时期数据建模的局部模型和4个时期整体数据建模的全局模... 

【文章来源】：塔里木大学新疆维吾尔自治区

【文章页数】：100 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
    1.1 土壤盐渍化现状
        1.1.1 世界土壤盐渍化现状
        1.1.2 盐渍土分布特点及次生盐渍化产生的原因
    1.2 土壤属性空间变异的研究综述
        1.2.1 土壤属性二维空间变异研究
        1.2.2 土壤属性三维空间变异研究
    1.3 EM38 在农业研究中的应用研究
        1.3.1 EM38 结构与基本原理
        1.3.2 土壤表观电导率作为农田土壤属性测量的基础
        1.3.3 EM38 表观电导率在精准农业中的应用
    1.4 三维建模方法与可视化技术的研究现状
        1.4.1 三维建模方法研究现状
        1.4.2 三维可视化技术研究现状
    1.5 现有存在的问题
    1.6 本章小结
第2章 研究目的、内容、技术路线及方法
    2.1 研究目的和意义
    2.2 研究区概况和数据采集
        2.2.1 研究区概况
        2.2.2 数据采集方法
        2.2.3 数据采集
    2.3 研究内容
        2.3.1 基于EM38-MK2 数据的土壤盐分反演模型研究
        2.3.2 土壤盐分的二维时空变异特征研究
        2.3.3 土壤盐分的三维时空变异特征研究
        2.3.4 基于棉花不同时期下耐盐阈值风险性评价
    2.4 研究技术路线
    2.5 本章小结
第3章 基于电磁感应数据的南疆棉田土壤电导率反演模型研究
    3.1 引言
    3.2 研究数据
    3.3 研究方法
    3.4 结果与分析
        3.4.1 不同深度土层电导率反演模型
        3.4.2 不同采样方案的电导率反演精度对比
        3.4.3 局部模型与全局模型的精度对比
        3.4.4 土壤含水量对电导率反演模型精度的影响
    3.5 讨论
    3.6 本章小结
第4章 棉田土壤盐渍化的二维时空变异研究
    4.1 引言
    4.2 研究数据
    4.3 研究方法
    4.4 结果与分析
        4.4.1 不同时期表观电导率描述性统计特征
        4.4.2 土壤盐分剖面类型分析
        4.4.3 土壤盐分剖面空间变异特征分析
        4.4.4 土壤盐分剖面类型时空分布格局分析
    4.5 讨论
    4.6 本章小结
第5章 棉田土壤盐渍化的三维时空变异性研究
    5.1 引言
    5.2 研究数据
    5.3 研究方法
        5.3.1 EM38-MK2 表观电导率多元线性反演模型
        5.3.2 三维反距离权重插值法
    5.4 结果与分析
        5.4.1 土壤电导率(ECe)线性模型与交叉验证
        5.4.2 土壤电导率(ECe)经典统计分析
        5.4.3 不同时期土壤电导率三维分布特征
        5.4.4 不同时期土壤盐渍化面积分布
    5.5 讨论
        5.5.1 电磁感应表观电导率的模型与精度
        5.5.2 土壤盐分的空间分布
        5.5.3 根系土壤盐分聚集对作物产量的影响
    5.6 本章小结
第6章 基于三维可视化的棉田种植风险性评估
    6.1 引言
    6.2 研究数据
    6.3 研究方法
        6.3.1 指示克里格法
        6.3.2 三维普通克里格法
    6.4 结果与分析
        6.4.1 不同时期土壤剖面电导率的预测
        6.4.2 不同时期耐盐阈值下土壤盐分空间变异性的比较
        6.4.3 不同时期下土壤盐分含量预测概率图比较
        6.4.4 不同时期耐盐阈值下棉田土壤电导率风险性评价
    6.5 讨论
    6.6 本章小结
第7章 结论与展望
    7.1 结论
    7.2 创新点
    7.3 研究不足与展望
参考文献
致谢
作者简介


【参考文献】：
期刊论文
[1]绿洲农田土壤微量营养元素的空间变异性研究——以新疆于田县为例[J]. 顾思博,周金龙,曾妍妍,陈云飞,王松涛,杜江岩.  干旱区资源与环境. 2020(03)
[2]三维可视化技术在天气雷达中的应用研究[J]. 刘康.  电子测试. 2019(24)
[3]三维可视化综合运维管理系统在化工园区管理中的应用[J]. 余红民.  化工管理. 2019(34)
[4]作战试验三维可视化仿真系统设计[J]. 魏五洲,赵海旭.  电脑知识与技术. 2019(31)
[5]基于WebGIS的多源灾情信息可视化平台设计与实现[J]. 赵鹏辉,张宗哲.  科学技术创新. 2019(30)
[6]基于三维可视化技术的播种机结构设计[J]. 王社.  农机化研究. 2020(06)
[7]基于电磁感应仪数据的南疆棉田土壤电导率反演模型研究[J]. 刘新路,彭杰,冯春晖,吴家林,罗德芳,齐威.  土壤学报. 2020(03)
[8]Using proximal sensor data for soil salinity management and mapping[J]. GUO Yan,ZHOU Yin,ZHOU Lian-qing,LIU Ting,WANG Lai-gang,CHENG Yong-zheng,HE Jia,ZHENG Guo-qing.  Journal of Integrative Agriculture. 2019(02)
[9]甘南州高寒草地土壤氮磷空间分布特征[J]. 张瑶瑶,冷若琳,崔霞,宋清洁,胥刚.  草业学报. 2018(12)
[10]基于高光谱与电磁感应技术的干旱区绿洲土壤含水量反演研究[J]. 宁娟,丁建丽,杨爱霞,苏雯,李焕,曹雷,缪琛,地力夏提·艾木热拉.  干旱地区农业研究. 2018(03)

博士论文
[1]微咸水膜下滴灌土壤盐调控与棉花生长特征研究[D]. 谭帅.西安理工大学 2018
[2]滨海盐土三维土体电导率空间变异及可视化研究[D]. 李洪义.浙江大学 2008

硕士论文
[1]滴灌对土壤水分、盐度及棉花生长影响的初探[D]. 马宜修.西北农林科技大学 2018
[2]海涂资源土壤盐分三维空间变异性及风险评价研究[D]. 黄毓.江西财经大学 2016
[3]基于GIS的垦利县土壤盐分、有机质空间变异特征研究[D]. 孙运朋.鲁东大学 2014
[4]雷达与TM图像融合及分类的土壤盐渍化信息遥感监测研究[D]. 依力亚斯江·努尔麦麦提.新疆大学 2008
[5]不同土地利用方式下黄河三角洲土壤特性空间变异研究[D]. 刘宁.山东农业大学 2007



本文编号：3430998