Knowledge Resource Center for Ecological Environment in Arid Area
| 绿洲区域表层土壤水盐的时空异质性 | |
| 马成霞 | |
| 出版年 | 2015 |
| 学位类型 | 硕士 |
| 导师 | 丁建丽 |
| 学位授予单位 | 新疆大学 |
| 中文摘要 | 土壤盐渍化指的是土壤深层或地下水中可溶性盐类随着土壤毛细管水运移积累到土壤表层,含量超过0.1%的盐化过程,是一种重要的环境危害,主要在干旱、半干旱和半湿润区域存在。土壤水盐的动态变化影响着土壤盐渍化的空间分布,水盐运移是同时发生的,如果只是单一的研究盐或水,盐渍土的形成机理无法解释清楚。在可耕种的绿洲地区,土壤盐渍化的分布现状直接影响种植业的发展,盐含量超出农作物正常耕种的水平,会抑制农作物生长,从而导致土壤板结,造成植被减产或死亡,引起绿洲环境恶化。对土壤水分和盐分的时空变化的研究在干旱区绿洲已成为首要任务。可溶性盐包括钠离子、钾离子、钙离子、硫酸根离子、氯离子、碳酸根和碳酸氢根离子。除碳酸盐、重碳酸盐是碱性的外,其他的差不多都是中性盐。渭干河-库车河绿洲是当地开采相对早一些的一个绿洲,随着近现代人类活动的不断增加,过度开采,不科学灌溉造成水资源浪费及土壤盐渍化等问题,最终导致绿洲灌区生态环境恶化。绿洲是整个研究区的精华所在,水既是绿洲延续和存在的依附,而且是绿洲农业生产的血液,绿洲土壤植被不同类型的空间格局依附于水资源在空间上的分布状态[1],因此,对研究区土壤水盐在时间和空间上的变异性进行研究,可为土壤盐渍化的整治给予相应的科学根据。新疆地处干旱,在土地资源里盐碱土面积较大。所以,盐渍化在农业的生产可持续发展中始终是个阻碍因子,了解土壤水盐时空变化规律并进行土壤盐渍化的改良是必不可少的。以渭干河-库车河绿洲为研究区,将1989年、1999年、2004年、2009年、2014年的土壤水盐测量数据作为依据,采用地统计学和地理信息系统技术相结合的方式将土壤水盐在时空的转变特性定量分析,阐明在自然因素和人类活动干扰共同作用下绿洲的土壤水盐的变化规律。本研究的主要结论如下:(1)土壤含盐量从土壤表层至底层呈现出T字型分布。在竖直方向上,土壤的盐分与水分的空间变异性逐渐减弱。在水平方向上土壤的含盐量的空间变异性强于土壤水分的变异性。不同土地利用方式中,荒地和草地中的盐分大量集中于土壤表层,呈T型分布,水分呈相反趋势。耕地中的盐分和水分均呈上、下部低,中部高的趋势。林地中的盐分在整体上没有呈现出底聚和表聚的趋势。在盐基离子中,除hco3-离子变异性较弱外,其余离子都属于强空间变异性。通过盐基离子的统计分析,发现盐渍化土壤主要受cl-离子和na+离子制约,因此掌握cl-离子和na+离子的含量及空间分布状态对土壤盐渍化的治理和防治具有重要参考价值。hco3-离子、ca2+离子、mg2+离子、so42-离子、和k+离子受随机因素影响,属于弱空间自相关性。cl-离子与na+离子受自然及人为双重因素影响,属于中等程度空间自相关性。从插值图发现,土壤电导率、含水量、含盐量、ph的空间分布呈条形状和片状;在研究区的扇形边缘和东南部、南部、东部盐分含量较高,其空间分布与微地形和人为因素密切相关的。(2)各种插值效果图均能反映土壤含盐量的空间分布形态,根据交叉验证结果可知,克里格法的表达形式最佳,平滑程度较好,反距离加权插值法易出现“牛眼”状分布。协克里格插值法受高程影响,效果一般。样条函数法受多维空间数据的影响,插值图存在锯齿状。通过三维插值图和趋势效应图可以明显的发现在研究区不同单元上,土壤含盐量空间分布表现不同差异性,呈现出东南高,西北低的空间分布,二者效果图分布趋势一致。三维插值图中克里格插值对局部地区盐渍化空间分布反映较明显。(3)通过不同年份表层土壤盐分平均值含量可以发现,1989年到1999年土壤盐分平均含量呈上涨趋势,随着技术的革新就保护措施的实施,1999年到2014年盐分平均含量逐渐减少。不同年份表层土壤盐分因随机因素占主导作用呈强空间变异性。1989年到2014年土壤含水量呈先大幅降低后上升的趋势。1989年、1999年和2014年的土壤水分呈中等空间变异性,2004年和2009年的土壤水分呈强空间变异性。通过遥感影像盐渍化分类图,可以发现1989-1999年,渭库地区整个盐渍化地变化非常明显,呈现二增四减的趋势。非盐渍化地和水体均有所增加,而轻、中、重度盐渍化地和其他有所减少。1999-2004年不同类别盐渍化转移面积呈现三增三减的趋势。中、重度盐渍化地和非盐渍化地的面积增加,其中,重度盐渍化地在局部地区面积增加较显著,其他、水体和轻度盐渍化地相对减少,轻盐渍化地向中度盐渍化地的转移相对较明显。2004-2009年,中度盐渍地斑块的减少则主要是由于采取盐渍化防治措施,盐渍地斑块逐渐由连片转成斑点状的结果。中轻度盐渍地向非盐渍化地的转化在局部地区相对较明显。2009-2014年研究区轻度盐渍化转为中度盐渍化变化速度较快,主要与人类活动密切相关,需采取措施,防治盐渍化加重。足以说明土壤盐渍化问题和土地利用的可持续发展密切相关。插值图是通过已知点的盐分含量来预测未知点的盐分含量,总体上能反映干旱区绿洲土壤盐渍化的空间分布状况。(4)不同因素对土壤水盐的空间分布具有一定的影响,为了防止盐渍化,需要采取一定的措施并需要改进,加强农田现场管理,完善灌溉和排水设备,并选择适当的盐生植被进行改善土壤环境,防止土壤次生盐渍化。研究区西部人为活动较频繁,耕作、施肥、不合理灌溉等高强度的土地利用都会影响土壤属性,因此需提高防范措施。研究区东南部盐渍化程度较高,地下水位低,需加强水利建设,将水的利用率提高,解决灌排比不协调问题,防治盐渍化恶化。 |
| 中文关键词 | 土壤水盐 ; 时空变异 ; 地统计学 ; 空间插值 ; 遥感 |
| 语种 | 中文 |
| 国家 | 中国 |
| URL | http://kns.cnki.net/kns/detail/detail.aspx?FileName=1015800538.nh&DbName=CMFD2016 |
| 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/2XILL650/256314 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 马成霞. 绿洲区域表层土壤水盐的时空异质性[D]. 新疆大学,2015. |
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