不同灌溉方式下瑪納斯河流域土壤鹽漬化時(shí)空變異特征研究.pdf

1、隨著干旱區(qū)土壤鹽漬化問題越來(lái)越突出，基于3S技術(shù)研究大尺度土壤鹽漬化的演變規(guī)律成為當(dāng)前研究的熱點(diǎn)?；谶b感影像的土壤鹽漬化分級(jí)、分析、模擬、預(yù)測(cè)也得到了大量應(yīng)用。本研究選取干旱區(qū)典型流域瑪納斯河流域?yàn)檠芯繀^(qū)，分析了整個(gè)流域內(nèi)的鹽漬化發(fā)展?fàn)顩r，結(jié)合野外采樣調(diào)查重點(diǎn)研究了不同灌溉方式下不同程度土壤鹽漬化的時(shí)間和空間變異。期望可為該區(qū)農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展提供科學(xué)依據(jù)。
　　本研究將宏觀遙感監(jiān)測(cè)與微觀實(shí)驗(yàn)測(cè)定相結(jié)合，建立了監(jiān)督分類和決策樹分類

2、相結(jié)合的鹽漬化遙感提取模型。在模型分類結(jié)果的基礎(chǔ)上充分運(yùn)用ENVI、Arcmap、SPSS和Excel等工具對(duì)不同灌溉方式下的鹽漬化進(jìn)行了進(jìn)一步數(shù)據(jù)分析，得到以下主要結(jié)論：
　　1.本研究利用實(shí)驗(yàn)測(cè)定結(jié)果，結(jié)合DEM、NDVI、NDWI等指標(biāo)，采用目視解譯和歷史經(jīng)驗(yàn)等方法，建立了監(jiān)督分類和決策樹分類相結(jié)合的鹽漬化遙感提取模型，對(duì)研究區(qū)進(jìn)行了重度鹽漬化、中度鹽漬化、輕度鹽漬化和非鹽漬地四種地類的分類，分類結(jié)果Kappa系數(shù)達(dá)到了0.

3、86。遙感提取模型發(fā)展了干旱區(qū)大尺度上鹽漬化信息遙感提取方法，有效改善了傳統(tǒng)土壤鹽漬化調(diào)查速度慢、制圖困難、遙感分類精度較低等問題。
　　2.基于提取的耕地邊界與模型分類結(jié)果，得到了1990、2000、2015年不同程度鹽漬化的面積與分布，并得到了近25年耕地內(nèi)部不同程度鹽漬化分布空間差異。通過轉(zhuǎn)移矩陣分析了25年間不同程度鹽漬化的空間發(fā)展變化。研究結(jié)果顯示耕地外部的下游沖積扇地區(qū)重度鹽漬化在瑪納斯湖周邊情況惡化，耕地內(nèi)部25年間

4、各程度的鹽漬化也均發(fā)生了較大的變化，1990年集中分布于安集海周邊以及流域耕地邊緣的重度、中度鹽漬化到2015年規(guī)模大大減少。到2015年耕地內(nèi)部主要分布著更廣泛的非鹽漬地和穿插在其中的輕度鹽漬地，非鹽漬地比例占到了耕地面積的74.69％，重度鹽漬地25年間由7.2%下降到了0.34%，中度鹽漬地由21.33%下降到了3.87%。
　　3.不同灌溉方式下不同程度鹽漬化比重的變化反映出當(dāng)前的長(zhǎng)期的滴灌模式更有利于土壤鹽漬化的改善。2

5、5年間，漫灌轉(zhuǎn)為滴灌方式下，非鹽漬地面積增加了73.54%，輕度鹽漬化面積下降了23.11%，中度鹽漬化面積減少了82.05%，重度鹽漬化面積減少了95.51%。截止2015年，瑪納斯河流域滴灌面積占到了耕地面積的90%以上，主要分布在沿瑪納斯河的中下游平原，漫灌主要分布在山麓沖積扇海拔較高、氣候較冷的地區(qū)。
　　4.鹽漬化土壤樣本的測(cè)定結(jié)果表明不同灌溉方式下鹽基離子在不同深度的空間分布變化各異。不同深度和不同灌溉方式下各鹽基指標(biāo)

6、的空間變異性研究結(jié)果表明，滴灌對(duì)土壤pH值、電導(dǎo)率、Mg2+的影響要高于漫灌和天然降水方式。不同灌溉方式在不同深度的全鹽量變異強(qiáng)度差異不明顯，但總體上天然降水方式下的全鹽量變異強(qiáng)度最弱，0-40cm和60-100cm渠水滴灌下全鹽量的變異性最強(qiáng)，40-60cm渠水漫灌方式下的全鹽量變異強(qiáng)度最強(qiáng)。通過對(duì)不同深度、不同灌溉方式下土壤鹽漬化與滴灌年限的關(guān)系研究，發(fā)現(xiàn)井水滴灌區(qū)域比渠水滴灌區(qū)域鹽漬化土壤的改善更大。
　　5.通過分析田間尺

7、度下土壤鹽基離子在夏季和秋季的變化特征，得到了夏秋兩季不同灌溉方式下鹽基離子、鹽漬化類型與各鹽基離子的變異程度，以及小時(shí)間尺度-季節(jié)尺度下灌溉方式對(duì)鹽漬化的影響。研究區(qū)內(nèi)土壤全鹽量的CV值在0.04~0.65之間，變異強(qiáng)度大部分為中等變異性。滴灌方式下土壤陽(yáng)離子季節(jié)差異不大，陰離子中HCO3-含量在秋季大幅下降，土壤濕度季節(jié)變化最大；漫灌方式下，陰離子在秋季都呈現(xiàn)下降趨勢(shì)，陽(yáng)離子季節(jié)差異不明顯；天然降水方式下的荒地，陽(yáng)離子、電導(dǎo)率和全鹽