银川平原土壤盐渍化与植被发育和地下水埋深关系

土壤盐渍化是制约银川平原内部植被生长最主要的生态环境地质问题,也是影响区域农业生产的第一障碍性问题。基于遥感数据,结合表层土壤含盐量及地下水位观测资料,对银川平原土壤盐渍化与植被和地下水的关系进行了定量研究。结果表明：随着表层土壤含盐量的增大,NDVI(归一化植被指数)逐渐减小,植被发育较好的区域土壤含盐量均小于3 g/kg;植被主要生长在没有盐渍化或轻微盐渍化的地区,在中度和重度盐渍化地区几乎没有植被发育;在枯水季节,研究区土壤盐渍化最严重的地下水位埋深为1.5 m,而土壤盐渍化较为严重的地下水位埋深范围为1~3 m。     

干旱区潜水蒸发研究进展

在干旱区蒸发强烈,潜水蒸发不仅会造成地下水水量上的损失,而且会引起土壤盐渍化,影响植被生长。研究总结干旱区潜水蒸发规律对节约水资源、保护生态环境等都具有重要意义。综述了干旱区潜水蒸发的研究意义、影响因素、研究方法及其应用。     

藏南扎西康矿集区土壤盐渍化空间分布及成因分析

旱—半干旱高寒地区土壤盐渍化,对区域农牧业发展及地质环境造成较大的影响。本文在西藏扎西康矿集区环境地质调查的基础上,通过对宿麦朗沟盐渍化3处土壤剖面系统采样分析,查明土壤盐分的空间分布及盐渍化成因。结果表明：相同层位土壤电导率与水溶性盐分总量之间呈正相关关系,0~80cm之间,土壤中盐分离子含量变化较大;80cm之下,土壤盐分含量趋于稳定;因子分析进一步揭示,研究区土壤盐分主要由氯离子、钠离子组成,两者之间相关性较强（R²=0.9592）;维美组地层以高硅、高钠为特征,三角洲及河流相的沉积环境及地下水活动等共同造成该区域土壤盐渍化。在此基础上,针对性地提出了降低地下水位、定期人工喷淋洗盐及施入有机肥料等方法是干旱区土壤盐渍化防治的有利措施。     

基于生态圈层结构稳定的地下水位计算与调控

干旱区绿洲灌区水资源集中开发使用,改变了地下水潜流场分布,造成了盐渍化和荒漠化并存的生态问题,严重威胁着绿洲的生态安全。以生态圈层结构理论为基础,深化研究潜水影响层概念内涵,构建干旱平原区潜水蒸发概念性模型,以黑河罗城灌区为例,从机理上揭示干旱区荒漠化与盐渍化的地下水埋深条件并进行定量计算与调控,主要成果如下:①描述了造成内陆河干旱区绿洲内部盐渍化和过渡带荒漠化的潜水蒸发运移规律,利用潜水影响层定义了盐渍化与荒漠化地下水临界埋深,并进行了定量计算,得到罗城灌区绿洲内部次生盐渍化的地下水临界埋深为1.3~1.5 m,过渡带荒漠化地下水临界埋深为8~13 m;②讨论了潜水影响层厚度定量公式中关键参数土壤当量孔径和液体表面张力在不同生态问题中的合理取值;③提出一种协同缓解干旱区盐渍化和荒漠化的地下水位调控方案,实现改善灌区内部盐渍化、控制过渡带荒漠化和水资源高效利用等多个目标。     

径向基人工神经网络法在土壤盐渍化调查中的应用

土壤盐渍化是一个世界性的生态问题，同时也是资源开发和利用问题。对于盐渍化土壤的调查是合理利用土壤的前提条件。文章应用径向基（RBF）人工神经网络，结合多源遥感影像对北方某地区耕地土壤盐渍化状况进行调查研究，取得了满意的效果。     

土壤盐渍化与竖井排灌关系研究

以新疆地区为例，分析了该区土壤盐溃化的形成过程、类型及土壤盐渍化的原因。气候、土壤类型以及人为因素是土壤盐渍化形成的主要原因。以塔里木河流域实施竖井排灌工程的成功实例，证明竖井排灌效果。通过对竖井排灌作用机理分析及其与土壤盐渍化的关系研究，论证了在新疆地区采取竖井排灌工程的可行性和必要性。提出竖井排灌和明渠排水相结合的灌溉方式，作到合理开发利用水资源，改善生态环境。     

洮儿河灌区运行后土壤次生盐渍化问题分析

分析了洮儿河灌区运行后土壤次生盐渍化问题,及产生土壤次生盐渍化的条件,影响因素,并提出有效的预防措施,使农业灌溉向良性发展.     

干旱半干旱区土壤含盐量和电导率高光谱估算

以新疆南疆地区渭干河-库车河三角洲绿洲不同盐渍化程度的土壤为研究对象, 将土壤样品的含盐量与电导率数据和使用ASD FieldSpec Pro FR光谱仪测得土壤样品高光谱数据作为本研究原始数据. 首先, 对原始土壤光谱反射率曲线进行Savitzky-Golay滤波以消除光谱曲线噪声可能引起的误差, 对得到的光谱曲线进行对数、 倒数等15种光谱变换; 其次, 对土壤样品含盐量与电导率关系进行分析, 并通过两者与土壤光谱反射率不同光谱变换形式的相关性比较分析, 遴选出一阶微分、 对数倒数一阶微分、 连续统去除和连续统去除一阶微分四种相关性较好的变换形式; 最后, 以此变换形式对含盐量和电导率进行建模, 并对二者进行了高光谱估算精度的比较. 结果表明: 渭干河-库车河三角洲绿洲的含盐量与电导率的相关性较高, 达到0.9975; 电导率与四种不同光谱变换形式之间的相关性要优于含盐量, 特别在一些土壤盐渍化的敏感波段尤为突出; 无论是含盐量还是电导率, 多元逐步回归模型均优于一元线性模型, 且以电导率建立的两种回归模型的决定系数均高于含盐量. 研究表明, 土壤电导率对高光谱信息的反应比含盐量更敏感, 同时, 以电导率建模的估算精度比含盐量更高. 因此, 以电导率替代含盐量进行土壤盐渍化高光谱估算研究是一种精度更高、 速度更快的方法, 可为提高土壤盐渍化高光谱估算提供理论依据.     

西北地区地下水的地质生态环境调节作用研究

针对西北干旱区特定的生态环境条件 ,通过凝结水对沙生植物作用的分析以及地下水位埋深对植物生长和土壤盐渍化影响的分析 ,探讨了地下水对生态环境的控制作用 ,认为地下水埋深及包气带水分运动状况 ,是主要生态环境指标 ,保持合理的生态地下水位是防治植物死亡和土地荒漠化的关键 ;维持适度的地下水位埋深 ,可以控制土壤水盐运移和均衡 ,达到改良土壤和改善地质生态环境的目的。文中还探讨了塔里木河和玛纳斯河流域水资源开发利用对生态环境的影响。     

天津市静海县土壤盐渍化现状及防治对策

基于静海县土壤中实测的C1和S元素含量推算其全盐量,并利用该指数探讨了县内土壤盐渍化类型、程度、分布特征、影响因素及其防治措施.结果表明:该县土壤全盐量最大值、最小值和平均值分别为1.365%、0.045%和0.183%;盐渍化土壤面积占全县总面积的44%,其中,轻度、中度和重度盐渍化面积分别是37%、6%和1%,且轻度及中度盐渍化面积均高于天津市平均水平.土壤盐渍化的形成受地形地貌、地下水矿化度及人工灌溉等因素的影响,通过合理开发使用地下水和完善灌排系统等措施可有效地综合治理盐渍土.     

西北干旱区土壤资源特征与可持续发展

分析了干旱区主要土壤类型、分布规律,土壤的理化性状、养分特征以及在盐碱化、沙化和灌耕条件下的变化,并论证了干旱区土壤资源的基本特征对区域可持续发展的影响。认为干旱区土壤分布具明显的空间垂直地带性及径向分布规律。极端干旱条件下的暖温带棕漠土的资源性能最差,其他土壤的资源性能排序依次为灰棕漠土<灰漠土<灰钙土(棕钙土)<灌耕土<草甸土类。土壤资源性能在灌耕、风沙及盐碱化条件下发生显著变化,在干旱区广为分布的荒漠土壤多数具有显著的中深部盐化表现和易于沙化的条件。干旱区可持续发展依赖于绿洲灌耕土壤资源的稳定发展、高生产力水平及可持续利用,在明确土壤资源特性与分布规律的基础上,土壤资源的合理利用与保护及其与生态环境的可持续协调是关键问题。     

荒漠-湿地生态系统区盐渍土特征及空间变异性

敦煌西湖国家级自然保护区地处西北极端干旱区,具有特殊的荒漠-湿地生态系统。土壤盐渍化问题突出且研究程度很低,保护区内的哈拉齐一带甚至为研究空白区。在对保护区进行详细调查以及采样测试的基础上,采用传统统计学与地统计学相结合的方法对0～120 cm深度内的土壤盐分特征及空间变异性进行了研究,填补了该区域的研究空白。研究结果表明:保护区内的土壤含盐量总体呈现随深度增加而降低的趋势,具有明显的表聚性特征;土壤盐渍化类型为中盐土和重盐土,化学类型为硫酸盐—氯化物型以及氯化物—硫酸盐型;土壤含盐量总体表现为中等变异性;受结构性因素主导,土壤含盐量总体呈现出中-强空间相关性;表层土壤含盐量具有明显的空间分布变化规律,总体呈现出西南低,东北高的特征。影响保护区表层土壤含盐量空间变化的自然因素包括极端干旱气候、地下水位埋深、与河流距离、地势条件以及土壤质地类型。研究结果可为该类型区域的土壤盐渍化防治及生态环境保护提供科学依据和参考。     

银北地区土壤盐渍化形成机理与模拟研究

银北地区位于干旱、半干旱气候带,降水稀少,蒸发强烈,导致本地区土壤盐渍化严重。近年来,由于黄河来水量的逐年减少,引黄灌溉不能满足农业灌溉需求,逐渐开始开采利用地下水。由于银北地区浅层地下水矿化度较高,利用地下水灌溉可能引起次生土壤盐渍化。本文运用PHREEQC模型软件模拟灌溉水与土壤之间的相互作用过程,探讨了土壤盐渍化的形成机理。通过模拟分析得到以下结论:(1)地表水和地下水联合运用是解决银北灌区土壤盐渍化的关键,不同地区采取不同的混合比例,可以实现水资源的高效利用。(2)银北地区灌溉淋洗期间存在蒸发浓缩叠代在2~4次,说明存在轻微蒸发。(3)INVERSE模拟结果说明,银北地区灌溉淋洗期间存在轻微蒸发,水相和固相的相互作用,石膏、白云岩和盐岩溶解,Na 、Ca2 和Mg2 吸附交换,渠水下渗转化为地下水;非灌水期地下水通过毛细管作用强烈蒸发,水相和固相的相互作用,石膏、白云岩和盐岩沉淀,Na 、Ca2 和Mg2 解吸附,使有害盐分氯化物、硫酸盐存留在土壤层中,形成土壤盐渍化。     

新疆乌鲁木齐河流域北部平原区水文地球化学

乌鲁木齐河流域是西北干旱地区内流盆地的典型代表,也是水文地质研究的重点区域。本次研究利用以往工作的资料,并在流域下游北部平原区采集地下水和地表水样品21组,用无机离子作为示踪剂,结合环境同位素的分析,提出乌鲁木齐河流域平原区的地表水普遍溶解有蒸发盐,与晚全新世(近4000年)以来我国西北地区气候不断变得干旱有关;并将北部平原区的地下水划分为三层不同水体:现代水(埋深21~65 m)是乌鲁木齐河河水经蒸发后入渗补给的,而下面二层水为晚全新世初期(埋深179~259 m)和晚更新世末次冰期(埋深~353 m)补给的水都是原地的降水入渗。     

Catchment scale spatial variability of soil salt content in agricultural oasis,Northwest China

Soil salinization is a serious environmental problem in the world, especially in arid and semi-arid regions. Therefore, estimating spatial variability of soil salinity plays an important role in environmental sciences. Aiming at the problem of soil salinization inside an oasis, a case study was carried out at the Sangong River catchment in Xinjiang province, northwest China. Methods of classical statistics, geostatistics, remote sensing (RS) and geographic information system (GIS) were applied to estimate the spatial variability of soil salt content in the topsoil (0–20 cm) and its relationship with landscape structure at catchment scale. The objective of this study was to provide a scientific basis to understand the heterogeneous of spatial distribution of soil salt content at a large scale. The results revealed that (1) elevation of landform was a key factor for soil salt content’s spatial variability, and soil salt content had a strong spatial autocorrelation, which was mainly induced by structural factors. (2) Mapping of soil salt content by Kriging and comparing it with landscape maps showed that area of soil salinization in old oasis was smaller than that in new oasis, and degree of soil salinization in old oasis was also lower than that in the new one. Among all landscapes, cropland was mostly affected by salinity, with 38.8% of the cropland in new oasis moderately affected by soil salinity, and 8.54% in old oasis.     

中国东北平原西部荒漠化现状、成因及其治理途径研究

中国东北平原西部土地荒漠化,主要表现为土地沙漠化和土地盐碱化,它属于荒漠化的两种类型。东北 平原西部分布着科尔沁沙地和松嫩沙地,前者是全国五大沙漠之一。文章全面、系统地对该地区编制了 1∶1000000荒漠化图和量算出土地沙漠化面积。东北平原西部土地沙漠化面积为72280.6km²,占土地总面积的 22.2%。自20世纪50年代至80年代末,土地沙漠化面积迅速扩大,平均每年以1.5%～3.7%的速度递增;自9 年代以来,沙漠化呈现出逆转趋势,但就总体而言,沙漠化发展仍然大于逆转。东北平原西部土地盐碱化面积 33850.79km²,占土地总面积10.44%,主要分布在松嫩平原,面积为23329.19km²,占土地总面积15.2%,它是世 界上苏打盐碱化土壤的三大片之一,土地盐碱化每年以1.4%～2.5%速率正在发展。所以,该地区的土地荒漠化 不仅制约着当地农、牧业和农村经济的发展,影响周围和毗邻国家的生态环境安全,而且已危及当地人民的生存。 东北平原西部荒漠化的形成有自然因素和人为因素,前者有物源和气候变化等原因,后者有草原超载过牧、滥 垦、滥伐滥櫵、乱挖,河流上中游修建水库等原因,以及冻融作用的特殊原因,致使荒漠化形成和发展。文章总结了 该地区沙漠化正、逆过程的演变,并提出荒漠化的治理应根据荒漠化     

西北干旱区地下水生态功能评价指标体系构建与应用

西北干旱区降水稀少、蒸发强烈,水资源紧缺,自然湖泊湿地、天然植被绿洲和土壤盐渍化程度对地下水生态水位具有强烈依赖性,因此,西北干旱区地下水生态功能评价指标体系构建成为一个重要课题.本文基于对干旱区不同类型生态状况与地下水位埋深之间关系的机制研究,构建了以浅层地下水埋藏状况为核心要素的"西北干旱区地下水生态功能评价指标体系",它由地下水对自然湿地景观维持性、天然植被绿洲维持性、农田土地质量维持性及其隶属的6项要素指标构成;在石羊河流域中、下游平原区应用结果表明,该套指标体系可为西北干旱区地下水功能评价提供参考,同时还表征石羊河流域中、下游平原区地下水生态功能脆弱,生态功能较弱和弱的分布范围占示范应用区总面积的87.86％,地下水生态功能强、较强分布范围仅占5.07％.由此可见,进一步提高西北干旱区地下水生态功能保护能力刻不容缓.     

Distribution and evolution features of salinized soil in Hebei Plain

In order to study the distribution and evolution features of saline soil, the correlations between the groundwater depth, salinity and salinization of soil are examined through analyzing the hydrometeorological data and distribution maps of saline soil, groundwater depth and salinity in 1957 and 2005. The results show that the area of salinization has generally decreased. The area of salinization decreases with the increasing groundwater depth, and the dynamic evolution characteristics appeared between the groundwater depth and area of salinization. The area of heavy salinization is greatest when the groundwater salinity is > 5 g/L, the area of moderate salinization is greatest when the groundwater salinity is between 2-5 g/L, the area of light salinization is greatest when the groundwater salinity is 1-2 g/L and the area of non-salinization is greatest when the groundwater salinity is <1 g/L. The area of heavy salinization was characterized with groundwater depth <2.5 m and salinity >1.8 g/L. The area of non-salinization was characterized with groundwater depth >4.0 m and salinity 0.2-1.5 g/L.