基于神经网络模型的干旱区绿洲土壤盐渍化评价分析

土壤盐渍化严重制约了农业可持续发展和生态安全,土壤盐渍化的精确评价分析,对土壤盐渍化的改善和治理具有重要的意义。本文以新疆焉耆盆地为研究对象,Landsat8 OLI遥感影像和实测采样数据相结合,提取地下水埋深（GD）、盐分指数（SI）、地表蒸散量（SET）和改进型温度植被干旱指数（MTVDI）建立了土壤盐渍化评价模型。结果表明：①结合野外实测土壤盐分数据,对BP神经网络模型进行训练。最终以最优的4-4-1结构的3层BP神经网模型对研究区土壤盐渍化进行了预测（R²=0.864,RMSE=0.569）。相比传统多元线性回归模型（R²=0.741,RMSE=0.767）,神经网络模型对土壤盐渍化的预测精度更高;②土壤盐渍化分布与GD、SI、SET和MTVDI等存在较强的关联性,不同等级的土壤盐渍化是不同影响因素不同程度上组合而引起的结果,盐渍化土地主要分布在地下水位较低以及土地开垦之后没有利用的荒地区域;③整个研究区大部分区域受到不同程度的盐渍化影响,耕地退化为盐渍地导致该区域土壤盐渍化以及土壤次生盐渍化进一步加剧。     

汾河流域土壤盐渍化成因、特点及防治措施分析

土壤盐渍化会使土壤板结与肥力下降,导致农作物低产或不能生长。文章通过对汾河流域盐渍化土壤的调查,结合收集的土壤普查资料对其成因和特点进行分析,并针对汾河流域盐渍化土壤的成因和特点提出具体的防治措施,对汾河流域盐渍化土壤防治具有一定的指导意义,同时为同类型的土壤防治提供一定的参考。     

银川平原土壤盐渍化与土地利用强度的空间关联分析

银川平原盐渍土时空格局及其与土地利用强度变化关联关系的空间区位特征,可从土地利用强度的角度阐释土壤盐渍化的动因,为盐渍化因地制宜的治理提供参考依据。本文重点研究了盐渍土空间分布定量遥感生成方法,通过土地利用遥感制图、半方差函数的地统计学方法和灰色关联度分析法,对2004-2010 年银川平原的土地利用强度变化、土壤盐渍化程度变化及各类盐渍土与土地利用强度的关联度,进行了空间区位分布特征的可视化表达。研究结果表明:银川平原的发展仍具集聚效应,土地利用强度变化与城镇体系格局、交通干线、沟渠分布、土壤盐分含量密切相关;2004-2010 年间,银川平原土壤盐渍化存在整体减轻、局部加重的空间分布特征,与土地利用强度变化间的响应关系,存在较明显的空间差异;银川平原土壤盐渍化程度变化与土地利用强度变化间的关联度为0.7781,与水体、耕地这2 种土地类型间的关联程度最高。银川平原土壤盐渍化的干扰活动中,水体与耕地类型的利用行为是较重要的影响因子。     

基于遥感的内蒙古二连盆地古河道信息提取技术研究

本文选取二连盆地9月份植被较发育的ETM+遥感影像为数据源,经过ETM+741RGB假彩色合成后,利用监督分类提取出水体信息,通过归一化植被指数阈值分割提取出植被信息,通过归一化盐分指数阈值分割提取出土壤盐渍化信息;然后将水体、植被、土壤盐渍化分别赋予蓝、绿、红合成假彩色影像;最后根据古河道在影像上与正常区域在色调和形状上的差异,在ETM+741假彩色合成影像上进行目视解译,结合水体、植被、土壤盐渍化RGB合成影像,通过目视解译提取出研究区古河道信息。     

东营市河口区盐渍土的改良治理方法及效果分析

土壤盐渍化是黄河三角洲地区可持续发展面临的主要环境问题之一。通过对盐渍土组成成分、形成原因以及自然状况与土壤盐渍化的关系等的分析,提出排、灌、平、肥的综合治理方法。根据本区的实践经验和参照当前新技术发展的前缘,具体介绍了“上农下渔”的方法和东营市河口区的暗管排碱等技术来改良土壤,并对这几种改良措施进行了比较分析,认为暗管排碱方法具有改良面积广、更彻底、可利用时间长的优点,可以大力推广。     

知识天地

荒漠化是指在不利的自然条件和（或）人为不合理开发利用土地的条件下,土地发生沙化、石质化,以及土壤发生盐渍化、贫瘠化、污染等的总称。     

黄河断流引起的东营市水环境问题及防治对策

东营市淡水资源十分匮乏,其中９３ ％ 以上依赖黄河水。近年来黄河连年发生断流,使得蓄水工程难以正常供水,同时还诱发了一系列环境地质问题———土壤次生盐渍化、开采漏斗、地裂缝、河道淤积和咸水入侵等。本文就其发生原因和危害程度进行了探讨,并提出了相应的防治对策。     

山东乐陵河口地区土壤质量评价与地力提升技术研究

以全国土地污染防治项目取得地球化学资料为依据,分析研究乐陵河口地区土壤化学元素特征,结果表明：土壤中一级营养元素有机质、氮、磷相对缺乏,钾含量富足;二级营养元素氧化钙、氧化镁相对缺乏,硫含量富足;其他有益微量元素氧化铁、锰、钼和硼均相对缺乏,氯含量丰富,基本不缺。土壤地力提升的主要障碍因素是土壤盐渍化和土壤重金属污染。根据土壤综合肥力评价结果,结合基础调查成果,提出了通过科学施肥、土壤障碍消除和重金属污染修复等地力提升措施,增强土壤肥力,变中、低产田为中、高产田;兴利除害,抑制土壤重金属元素的活性,降低风险,为高效优质农业的规划与发展提供技术支撑。     

乐陵市特色农业地质探析

通过分析区内特色农业种植区的地形地貌、包气带岩性结构、土壤质地类型等农业地质背景条件及浅层地下水水位、水质、水量等农业水文地质条件,总结工作区土壤盐渍化、土地沙化、水土污染、土壤肥力衰减等农业环境地质问题及其分布规律,查明了工作区土壤的地球化学特征及其与特色农产品之间的关系,并进行特色农业地质环境质量综合评价,研究特色农产品与农业地质环境的关系,提出了农业种植区发展区划与建议。     

西北地区土壤资源特征及其开发利用与保护

在分析西北地区土壤分布规律的基础上,研究了不同类型区土壤的资源特征及其在开发利用中存在的问题,认为黄土地区土壤土质疏松、粉砂含量高、富含碳酸钙是水土流失的物质基础;干旱区广为分布的荒漠土壤资源的性能低劣、绿洲区水土资源的利用比例失调是造成土地荒漠化、土壤盐渍化的根本原因;而高原土壤的粗骨性、土层浅薄、有效肥力低则加速了草场的退化和沙漠化.提出了西北地区土壤资源的合理利用与生态环境保护相协调的途经,即搞好农田基本建设,采用旱作技术节水和合理用水,扩大林草植被,保护天然草场和林木.并认为西北土壤资源的开发利用要在充分发挥其生产潜力的同时,首先应遵循生态规律,开发与保护并重,防止土壤资源衰竭和破坏.     

PRIMARY ANALYSIS ON GROUNDWATER, SOIL MOISTURE AND SALINITY IN FUKANG OASIS OF SOUTHERN JUNGGAR BASIN

１INTRODUCTIONSoilandlandformarethemoreimportantenviron－mentalfactorsaffectingthedistributionofvegetationinabasinwhenthemeteorologicconditionissimilaronalargescale，especiallyspatialandtemporalvariationsofthesoilmoistureandsaltcontent．Inaridareasthesoil…     

Spatial Prediction of Soil Salinity in a Semiarid Oasis: Environmental Sensitive Variable Selection and Model Comparison

Timely monitoring and early warning of soil salinity are crucial for saline soil management. Environmental variables are commonly used to build soil salinity prediction model. However, few researches have been done to summarize the environmental sensitive variables for soil electrical conductivity(EC) estimation systematically. Additionally, the performance of Multiple Linear Regression(MLR), Geographically Weighted Regression(GWR), and Random Forest regression(RFR) model, the representative of current main methods for soil EC prediction, has not been explored. Taking the north of Yinchuan plain irrigation oasis as the study area, the feasibility and potential of 64 environmental variables, extracted from the Landsat 8 remote sensed images in dry season and wet season, the digital elevation model, and other data, were assessed through the correlation analysis and the performance of MLR, GWR, and RFR model on soil salinity estimation was compared. The results showed that: 1) 10 of 15 imagery texture and spectral band reflectivity environmental variables extracted from Landsat 8 image in dry season were significantly correlated with soil EC, while only 3 of these indices extracted from Landsat 8 image in wet season have significant correlation with soil EC. Channel network base level, one of the terrain attributes, had the largest absolute correlation coefficient of 0.47 and all spatial location factors had significant correlation with soil EC. 2) Prediction accuracy of RFR model was slightly higher than that of the GWR model, while MLR model produced the largest error. 3) In general, the soil salinization level in the study area gradually increased from south to north. In conclusion, the remote sensed imagery scanned in dry season was more suitable for soil EC estimation, and topographic factors and spatial location also play a key role. This study can contribute to the research on model construction and variables selection for soil salinity estimation in arid and semiarid regions.     

基于高效生态农业布局导向性的资源环境承载力评价—以黄河三角洲高效生态经济区为例

该文在对研究区资源环境本底基本了解的基础上,建立了包括耕地资源、水资源、社会经济资源、土壤环境、极端气候发生率和地质环境6个二级指标的资源环境承载力评价指标体系,采用定性和定量相结合的方法,利用层次分析法确定相关指标权重,分别对6个要素进行承载力评价。在各单元要素评价基础上,结合黄河三角洲高效生态经济区农业发展要求,划分出了沿海湿地生态系统保护带、北部盐渍化土质特色种植区、南部优质粮食生产区和果蔬集中种植区4个生态农业布局适宜区,并提出发展建议。     

山东省黄河下游地区盐渍土地球化学特征

山东省黄河下游地区盐渍土受地质构造、地形地貌、水资源、气象等因素控制。盐渍土的形成与水体地球化学作用等密切相关。根据盐渍土地球化学元素分布规律、植物群落分布状况,将本区域划分成3个不同自然环境类型的地球化学分区和盐渍分区。为合理治理土壤盐渍化和系统规划农业布局提供信息。     

L波段对不同盐类土壤的微波介电特性分析

 土壤盐碱化是世界面临的一大难题。微波遥感探测土壤具有优势,L波段对土壤含水量和含盐量较为敏感。为了分析不同盐类对土壤介电特性的影响,本文利用L波段(1.43 GHz)微波谐振腔测量了我国盐碱土中普遍存在的3种盐类(NaCl,Na₂SO₄,NaHCO₃)土壤样品的介电常数,研究了土壤介电常数与含水量、含盐量和盐种类的关系。得出结论:实部主要由土壤的含水量决定,含盐量对实部的影响无明显规律;虚部值随含水量和含盐量的增加而增大;3种盐类土壤介电常数虚部随含盐量变化呈现不同的递增趋势,在含盐浓度一定的条件下,虚部值是ε″ _NaCI>ε″ _NaHCO3>ε″ _Na2SO4;在某一含盐量点3种盐类土壤虚部随含水量变化的斜率不同,以此能将3种盐类区分。该研究为建立含不同盐类土壤介电常数模型和微波遥感监测土壤盐碱化提供了实验的依据。     

潍北平原地区全新世以来的海侵与海岸线变迁

末次冰期后,在全新世大暖期及区域沉降的影响下,渤海湾沿岸普遍发育海侵现象,位于莱州湾南岸的潍北平原区在经历全新世最大海泛面后,海水退却过程中留下了数条古海岸线,形成了多处贝壳堤、牡蛎礁等海岸带遗迹。研究区内新发现常家村、后柳家2处牡蛎礁,其14C年龄分别为（5130±30）a B.P.和（6030±30） a B.P.;通过对区内全新世海陆交互相沉积关系及海相地层分布规律的研究,结合已有测年数据与近现代遥感影像数据,对潍北平原区全新世以来的海陆变迁进行了总结,恢复了自6000 a B.P.至公元1989年间的6条海岸线。     

基于相关分析和自适应遗传算法的盐渍化建模变量和参数优选

机器学习结合遥感等其他数据反演土壤盐分含量（Soil Salt Content, SSC）较少关注对模型精度影响较大的建模特征变量和模型参数的优选。本文基于自适应遗传算法（Adaptive Genetic Algorithm, AGA）同步优选建模特征变量和模型参数的支持向量回归（Support Vector Regression, SVR）算法反演三工河流域2016年SSC,并分析其在不同土地利用类型的分布特征。建模特征变量和模型参数的同步优选及实验设计如下：首先基于Landsat 8 OLI和SRTM高程数据提取7类共40个盐渍化相关因子,经相关分析初步筛选出候选特征变量,分别代入AGA、遗传算法（Genetic Algorithm, GA）和格网搜索算法（Grid Search, GS）同步优选SVR的建模特征变量和模型参数,并建立盐渍化监测模型（AGA-SVR、GA-SVR、GS-SVR）。结果表明：① AGA-SVR精度最优,GA-SVR次之,GS-SVR最差,相较于GS-SVR,AGA-SVR的R²/RMSE提高了44.65%;② 三工河流域非、轻度、中度、重度盐渍地和盐土的面积占比分别为42.83%、11.02%、15.88%、9.22%、21.05%;③ 草地和未利用地主要以非盐渍地和盐土为主,耕地和林地中非盐渍地分布比例均为最大;不同土地利用类型的SSC均值和标准差均呈现未利用地>草地>耕地>林地的规律。本研究的建模特征变量和模型参数的优选方法可在一定程度上提高盐渍化监测的精度。关键词：盐渍化;遗传算法;机器学习;特征优选;参数优化;土壤盐分含量;土地利用;相关分析