Knowledge Resource Center for Ecological Environment in Arid Area
| 渭干河—库车河三角洲绿洲土壤盐渍化灾害预警模型建立研究 | |
| 谢姆斯叶·艾尼瓦尔 | |
| 出版年 | 2013 |
| 学位类型 | 硕士 |
| 导师 | 塔西甫拉提·特依拜 |
| 学位授予单位 | 新疆大学 |
| 中文摘要 | 土壤盐渍化作为生态环境的退化过程，发展到一定程度就成为一种灾害，这种灾害的严重后果是土地的生物或经济生产力和复杂性下降或丧失，造成农作物减产或绝收，对农业可持续发展构成严重的威胁。新疆渭干河-库车河三角洲绿洲（以下简称“渭库绿洲”）是我国土壤盐渍化严重的地区之一。由于盲目扩大耕地、大量引用地表水灌溉和不合理利用土地资源，致使该区地下水位上升、土壤肥力下降。日趋严重的土壤盐渍化不仅严重制约着该区农业和经济的发展，还影响着粮食生产和生态环境。土壤盐渍化是不同时空尺度下各种自然条件和社会经济状况相互作用和耦合的结果，从这个意义上讲，土壤盐渍化预警属于灾害管理预警的范畴。 预警是指在灾害或灾难以及其他需要提防的危险发生之前，根据以往的总结的规律或观测得到的可能性前兆，向相关部门发出紧急信号，报告危险情况，以避免危害在不知情或准备不足的的情况下发生，从而最大程度的减低危害所造成的损失的行为。因此，在本研究中土壤盐渍化灾害预警体系的基本框架包括明确警义、寻找警源、分析警兆、预报警度和排除警患等五个步骤。根据多年以来的实际调查，渭库绿洲土壤盐渍化警度可以分为无警、轻警、中警和重警四类。 随着计算机及信息技术的高速发展，3S技术应用范围的急剧扩展,特别是近年来全球性的人工智能计算技术研究热潮的再度兴起，把科学预警思想应用在生态、环境、农业、气候等各个领域并取得了巨大的进展。本研究考虑研究区实际情况、所获得的数据以及参考前人研究经验，选用BP神经网络模型、RBF神经网络模型和模糊逻辑(Fuzzy Logic)模型建立土壤盐渍化灾害预报模型。 1.明确警义、选取预警因子、确立预警指标。通过分析土壤盐渍化灾害警源的基础上，应用GIS的空间信息管理、地统计学分析功能和3D分析功能，进行盐渍化评价单元的生成和信息提取。（1）对研究区38眼观测井地下水位和地下水矿化度数据进行正态分布性检验、半方差模型分析，最后通过Kriging空间插值结果，获取71个采样点地下水位和地下水矿化度数据。（2）潜在蒸散量受气温、风速、日照时数、相对湿度和降水量等多种因素综合影响的结果，因此本文选用潜在蒸散量来代替样点受气候因素的影响因子。为了提高数据精度和研究的可靠性，本文以库车、新和、沙雅为中心，选取周围18县50年气候资料，利用Penman-Monteith公式计算潜在蒸散量并进行样条插值获取所需样点信息。（3）通过对该区卫星影像和有关资料的分析，本文各采样点主要集中在洪积平原区，因此，本研究用坡度值来代替地表单元陡缓程度。利用ArcGIS软件3DAnalysis工具提取地面高程，再进行坡度提取计算。（4）人为活动对土壤退化的影响，集中体现在土地利用类型上。因此，利用研究区土地利用类型图，用ArcGIS软件属性查询功能提取71个采样点土地利用类型信息，并进行定量化转换。 2.建立土壤盐渍化灾害评价模型。土壤盐渍化的形成是气候、水文、母质和地形地貌等自然因素及开垦和灌溉等人为因素共同作用的结果。（1）本文利用灰色关联度模型，把土壤盐分作为母序列，其他影响因子作为子序列进行关联度分析。结果表明，土壤盐分与其他因子之间的关联度大小依次为：潜在蒸散量>土地利用类型>电导率>地下水位>地下水矿化度>TDS>坡度值>PH值。（2）以国内外众多专家对干旱区土壤盐渍化的研究成果，专家咨询结果和灰色关联度模型结果为基础，应用层次分析法（AHP）建立层次结构模型和构造矩阵。对影响土壤盐渍化的自然地理因素、土壤内在因素和人为活动影响等分别进行评价，最后计算出各预警因子的权重。（3）参考国内外研究者对典型盐渍地进行的危险度评价模型和预警预测模型，结合土地荒漠化危害预警原理，综合考虑土壤盐渍化形成和发展的各影响因子，建立了一个简单而实用的土壤盐渍化灾害预警评价模型。最后，本文结合渭库绿洲实际情况，提出防治对策和改良措施。这将有助于评价、分析土壤盐渍化灾害的动态变化，可以有效地减少灾害所带来的损失。 3.构建预警模型。利用人工智能计算技术和模糊数学等方法，首先分别分析预警可行性，经过反复调整网络结构和参数，最后建立基于BP神经网络、RBF神经网络、模糊数学的土壤盐渍化灾害预报模型。结果表明，这三种方法精度较高，适合运用于土壤盐渍化灾害预警。该研究为分析、预报土壤盐渍化灾害程度和动态监测提供一种有效可行的新途径，是对传统土壤盐分动态研究的补充。 |
| 中文关键词 | 土壤盐渍化 ; 预警 ; 评价指标 ; 预报模型 |
| 语种 | 中文 |
| 国家 | 中国 |
| URL | http://kns.cnki.net/kns/detail/detail.aspx?FileName=1013234927.nh&DbName=CMFD2013 |
| 来源机构 | 新疆大学 |
| 资源类型 | 学位论文 |
| 条目标识符 | http://119.78.100.177/qdio/handle/2XILL650/255162 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 谢姆斯叶·艾尼瓦尔. 渭干河—库车河三角洲绿洲土壤盐渍化灾害预警模型建立研究[D]. 新疆大学,2013. |
| 条目包含的文件 | 条目无相关文件。 | |||||
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