莱州湾南岸夏秋两季土壤盐分时空变异性研究

土壤盐渍化一直是困扰莱州湾南岸地区农业生产和发展的主要障碍因子。运用GIS和地统计学方法对夏秋两季不同层位土壤含盐量的时空变异特征及其合理采样数量进行了研究,绘制了土壤含盐量的空间分布图。结果表明:随着置信度降低和相对误差的增大,采样数目逐渐减少;各层土壤含盐量具有较大的变异强度;除夏季0~30 cm、30~60 cm和秋季30~60 cm层位具有中等强度空间自相关外,其他各层则表现出强的空间自相关;Kriging插值结果显示不同层位土壤含盐量的空间分布趋势类似,从海边往内陆含盐量逐渐降低,呈带状分布;盐渍化的分布面积较往年有所降低,这对农业生产和发展具有指导意义。     

基于遗传算法优化BP神经网络的土壤盐渍化反演

应用于土壤盐分含量(Soil Salinity Content,SSC)反演的BP神经网络(Back Propagation Neural Network,BPNN)较少关注对模型精度影响较大的结构参数和初始权重的优化。该文利用Landsat-8 OLI、Sentinel-1 SAR影像数据及SRTM高程数据,基于谷歌地球引擎(GEE)平台构建反演参数,并建立3种反演模型:先利用遗传算法(Genetic Algorithm,GA)同步优化输入层反演参数子集和隐含层神经元数量,再优化初始权重的BPNN(GA-BP)模型;将变量投影重要性(Variable Importance in Projection,VIP)算法分割阈值分别设为1和0.5,优化出两组输入层反演参数子集并将其分别代入GA优化隐含层神经元数量,再优化初始权重的BPNN(VIP1-GA-BP、VIP2-GA-BP)模型。在玛纳斯流域和三工河流域各选一靶区进行SSC反演,对比分析GA-BP、VIP1-GA-BP、VIP2-GA-BP模型的反演精度,并统计各类盐渍土的面积比例,结果表明:1)两靶区3组模型反演精度由高到低排序均为GA-BP、VIP1-GA-BP、VIP2-GA-BP;2)盐分指数和植被指数在SSC反演中起到重要作用,同一模型筛选的反演参数存在空间分异性,但高程适用于不同的筛选模型,具有较强的鲁棒性;3)两靶区3组模型反演的SSC值域范围与实际采样点SSC值域范围的差异均较小,各子区GA-BP反演的SSC空间分布地物轮廓最清晰,且地物内SSC的均质性最好;4)玛纳斯靶区和三工河靶区面积占比最大的盐渍土类型分别为盐渍土和中度盐渍土。研究结果为构建具有一定推广性的干旱区土壤盐分含量反演模型奠定了基础。     

新疆准噶尔盆地边缘部分地段生态环境特征

新疆准噶尔盆地边缘部分地段降水少，蒸发量大，干旱多风，土壤肥力低和盐碱化较强，自然条件比较恶劣。但不同地貌单元自然条件又不尽相同，特别是土壤质地、盐分和养分的差异，导致植物群落发生相应变化。在水资源严重匮乏的情况下，植被整体呈现出群落组成简单、优势度高、多样性和覆盖度较低等特征。它们所构成的生态环境非常脆弱，敏感性很高，在水土开发和重大工程建设时必须充分注意这些特点。     

NaCl胁迫下小麦幼苗叶绿素含量生物量及12种元素的累积与分布

用不含ＮａＣｌ和含０．２％，０．４％，０．８％及１．０％ＮａＣｌ的溶液处理小麦１４ｄ，分别测定其根，茎，叶的１２种元素含量，叶绿素含量和生物量，随着盐度的增加，麦全株和各器官的Ｎａ＾＋含量逐步上升，而叶绿素含量，碳含量和生和的量逐步降低，对５种大量元素的吸收也逐步下降。     

黄河三角洲春秋两季土壤盐分遥感反演及时空变异研究

为探索黄河三角洲春秋两季土壤盐分变化,以垦利县为研究区,利用2013年春秋两季Landsat影像,结合野外实测土壤样点与实验室测得土壤含盐量数据,通过遥感技术和统计反演模型,构建土壤盐分定量遥感反演模型,进行土壤盐分空间分布变异及春秋两季土壤盐分的对比分析。通过对原始反射率、反射率线性变换与土壤含盐量进行相关性分析,筛选出土壤盐分敏感波,基于敏感波段建立多元回归模型。研究表明:土壤盐分含量较高的季节集中在春季,而秋季相对低。垦利县土壤盐分含量在靠近海滨地区较为严重,内陆地区的盐碱程度较低,主要影响因素有气候、地表径流等。此研究结果可为研究区盐碱土改良提供数据参考和依据,也对黄河三角洲生态区保护具有重要意义。     

长江河口地区全新世以来的弱透水层孔隙水地球化学特征及成因分析

弱透水层孔隙水反映了土体沉积时的原始溶液, 对于古气候重建具有重大作用。为了解析长江河口地区全新世以来弱透水层孔隙水的补给及其盐分来源, 采集易溶盐、土工、潜水、近岸海水等样品。采用易溶盐指标结合土工指标(含水率、湿密度、比重)获取了研究区弱透水层孔隙水的水化学特征。采用二端元法、Piper三线图、Gibbs图、离子比值法等解析了孔隙水的补给及其盐分来源。结果表明: 孔隙水矿化度介于1.16~32.79 g/L, 平均值为10.68 g/L, 盐水占比最高, 其次为咸水和微咸水。孔隙水类型以Cl-Na型(85.6%)为主, 其次从高到低依次为Cl-Ca·Mg、HCO3-Ca·Na、HCO3-Ca、Cl-Ca型。当地潜水类型为HCO3-Ca型, 深层孔隙类型为Cl-Na型, 说明深层孔隙水保留了土体沉积时的环境信息。中层与浅层孔隙水受到了大气降水补给、人类活动、蒸发作用等表层作用影响, 孔隙水水化学数据较为离散。孔隙水的δ18O与δD数据说明孔隙水样点受到了海水混合作用与蒸发作用的叠加影响, 蒸发作用较为强烈。孔隙水海水补给比例介于30.2%~87.0%, 大气降水补给比例介于13.0%~69.8%。土体中的盐分主要来自全新世海侵(海源)与蒸发盐岩溶解、长石风化溶解(地壳源)。海水补给深层孔隙水盐分的比例约为37%, 其余盐分主要来自地壳源。     

海湾水库沉积物对水体咸化影响的时间尺度

为预测海湾水库沉积物盐分释放对库水咸化影响的持续时间,建立了描述沉积物孔隙水盐分剖面分布的非稳态数学模型,并优化选取模型的边界条件与关键参数(沉积物孔隙水盐分的扩散系数)。稳态与非稳态条件下沉积物盐分释放的对比分析表明,在计算污染沉积物对其上覆水水质的影响时间时,按非稳态释放更符合实际情况。非稳态盐分释放的计算结果表明,拟建沐官岛海湾水库沉积物中盐分释放对库水咸化的影响时间将大于600年,该影响时间远长于水库的寿命;表明在水库的整个生命周期内,均需要定期监测海湾水库底层水的盐分浓度,并需采取有效措施预防水体的突然泛咸,而不能仅在建库初期关注咸化问题。     

盐爪爪(Kalidium foliatum)群落对土壤盐分影响

近年来,地下水超采和不合理的灌溉方式导致民勤绿洲北部地区严重盐渍化。盐爪爪(Kalidium foliatum)群落是高度盐渍化地区主要的盐生、旱生群落。采集盐爪爪群落下部以及群落间空地的土壤样品和盐爪爪植物样品,分析了盐爪爪群落对土壤盐分的影响。结果表明,随着与盐爪爪群落距离的增加,土壤盐分增加;这种空间变化主要发生在土壤表层(0~5cm);盐爪爪茎的盐分含量显著高于根和叶,与冠层下0~5cm土壤盐分接近、高于5~10cm土壤盐分;盐爪爪从土壤吸收的Na+、Cl-、和SO2-4主要存储于茎部,而Mg2+存储于叶部。     

干旱区内陆河流域荒漠河岸林群落生态过程与水文机制研究

干旱区内陆河流域生态水文过程研究已成为当今地理学、生态学研究的焦点,是开展生态恢复研究的重要内容。塔里木河下游断流河道的生态恢复是以沿自然河道生态输水为主要形式的,因此,有必要加深对塔里木河下游荒漠河岸林群落生态过程与水文机制的认识。在对塔里木河下游荒漠河岸林植被生态退化及其退化原因分析的基础上,综述了塔里木河下游典型植物生态水位的研究进展,阐述了植物适宜生态水位、胁迫地下水位和临界地下水位研究的阶段性成果,并进一步展望了未来研究的焦点问题。指出了群落生态水位、植被群落与土壤水分、盐分异质性的关系,提出植物水分利用机制是群落生态过程与水文机制研究的核心问题。