黑河下游土壤盐分分布特征

采用黑河下游面域土壤信息调研数据,结合层次聚类和地统计分析等方法,探讨黑河下游土壤盐分在水平方向和垂直方向上的变异特征,揭示黑河下游土壤盐渍化的程度和状态。结果表明：研究区土壤盐分表聚特征明显。土壤盐分及离子组分含量存在很强的变异性,变异系数0.42~1.99。黑河下游土壤盐渍化类型主要为氯化物-硫酸盐型,土壤盐渍化程度较为严重,盐土占比高达42.87%。从土壤盐分在水平方向上的变异特征来看,表土层土壤全盐在一定的区域范围内具有空间结构特征,符合球状模型分布,空间分布表现为斑块状格局。从土壤盐分在垂直方向上的变异特征来看,研究区土壤盐分剖面类型可分为表聚型、均匀型、振荡型和底聚型。     

渗透胁迫条件下植物茎叶水势的变化——以塔里木河下游胡杨为例

通过对塔里木河下游英苏断面和阿拉干断面2003年和2004年胡杨(Populus euphratica)叶、茎水势测定结果分析表明,大部分位点的胡杨茎水势都低于叶水势,而且相差幅度也比较大,说明塔里木河下游河道附近的胡杨目前仍然处于比较严重的水分胁迫条件下;该地区胡杨叶、茎水势呈现出的与其他植物水势日变化规律不同的早晚低、中午高的反梯度现象,说明在塔里木河下游影响胡杨水势的多重因素中,气温不是主导因素;运用SAS6.12软件对胡杨叶、茎水势和地下水位、土壤盐分进行相关分析,结果表明其相关系数均未达到显著水平。2003年和2004年英苏断面和阿拉干断面胡杨叶、茎水势回归方程分别为:英苏叶水势＝42.49-4.47(地下水位)-16.94(土壤盐分),离回归标准差为16.07082,决定系数R2＝0.4946;阿拉干叶水势＝-17.38-1.04(地下水位)＋1.00(土壤盐分),离回归标准差为3.91396,决定系数R2＝0.3778;英苏茎水势＝-59.13+2.93(地下水位)+3.87(土壤盐分),离回归标准差为8.67742,决定系数R2＝0.2487;阿拉干茎水势＝-34.72-0.40(地下水位)+2.21(土壤盐分),离回归标准差为4.3210,决定系数R2＝0.5952,回归分析结果显示两断面两年内的叶、茎水势依地下水位和土壤盐分的二元线性回归方程未显著存在,偏回归系数的检验也未达显著水平,表明塔里木河下游胡杨叶、茎水势对地下水位和土壤盐分的响应不强烈,并由此分析推断出土壤含水量对胡杨水势的影响大于地下水位对其影响,这为目前一些专家建议的由“线形”输水方式逐步转向“河道输水与面上供水相结合的方式”提供了理论依据。     

海湾水库蓄水初期底质与淡水盐分交换的试验研究

在现场调查和钻探的基础上,采集了沐官岛水库库区3种典型底质(粉质粘土、泥质粉沙和中细砂)的原状/扰动土样和地表水样,然后分别采用静水土柱和动水水槽试验测定盐分的时-空变化规律,最后定量计算出不同底质盐分的释放通量,从而为该海湾水库蓄水初期水质的评价和预测提供了科学依据.土柱试验表明,在分子扩散作用下高盐分区主要集中在水-沉积物界面之上7.5 cm的范围内,7.5 cm之上的水体盐分较为均一,底质盐分释放通量按粉质粘土、中细砂、泥质粉沙的顺序递减,盐分释放通量符合负的幂指数形式,而且抽排界面之上高浓度水体对降低水体盐分含量效果显著.根据水槽模拟试验,风的吹拂会影响到界面之上水体盐分的分层,有利于海湾水库中盐分的混合作用.     

基于机器学习和多光谱遥感的银川平原土壤盐分预测

快速获取区域土壤盐渍化程度信息,对于盐渍化治理与生态环境保护具有重要意义。以银川平原为研究区,以盐分影响因子和盐分指数分别作为输入参数,建立支持向量机(SVM),BP神经网络(BPNN)和贝叶斯神经网络(BNN)3种土壤盐分预测模型,选取最佳模型进行研究区不同深度的土壤盐渍化预测。结果表明：(1)0～20 cm土壤盐分预测模型中基于影响因子变量组的BNN模型效果最佳,决定系数(R²)为0.618,均方根误差(RMSE)为2.986;20～40 cm土壤盐分预测模型中基于盐分指数变量组的BNN模型效果最佳,R²为0.651,RMSE为1.947;综合对比下,BNN模型的预测效果最好,可用于研究区土壤盐渍化预测。(2)银川平原主要是以非盐渍化和轻度盐渍化为主,0～20 cm土壤重度盐渍化及盐土共占总面积的11.59%,20～40 cm土壤重度盐渍化及盐土共占总面积的7.04%,20～40 cm土壤盐渍化程度较0～20 cm土壤盐渍化轻。     

克里雅河流域土壤盐分光谱定量分析

本文对克里雅河流域进行野外调查、采集土壤样品及其光谱反射特性的测量,通过比较不同光谱预处理的方法建立偏最小二乘回归(PLSR)模型,并利用决定系数(R2)、均方根误差(RMSEP)、残留预测偏差(RPD)对模型的稳定性和预测能力进行检验。结果表明:反射率一阶微分是预测土壤样本盐分含量的最佳光谱指标。PLSR模型在建立土壤光谱与盐分含量关系时较为适用,R2、RMSE和RPD分别为0.77、0.25和1.88。利用反射光谱估算土壤中盐分含量,通过各种光谱预处理方法可以提高估算精度,可以为该区土壤盐渍化评价和生态环境调查提供依据。     

长期垦殖与退化对七里海芦苇沼泽土壤盐分的影响

以天津滨海典型盐渍化湿地——七里海湿地为研究区,采用土钻剖面取样法,采集深度分别为0~5 cm、5~10 cm、10~20 cm、20~30 cm、30~50 cm、50~70 cm和70~100 cm的7层土壤的样品,共采集63个土壤样品,研究长期垦殖(约60 a)和湿地退化(约50 a)对芦苇(Phragmites australis)沼泽土壤盐分的影响。结果表明,垦殖与退化显著降低了沼泽土壤盐渍化程度;农田土壤的含盐量最小,其次为退化沼泽、天然沼泽。沼泽垦殖与退化不同程度影响了土壤阴、阳离子的组成。垦殖主要影响了0~20 cm土层阳离子的组成,显著改变了10~100 cm土层阴离子的组成;沼泽退化显著增加了5~10 cm土层Mg2++K+的比例和10~50 cm土层CO32-+HCO3-的比例,显著降低了0~30 cm土层Cl-和10~100 cm土层SO42-的比例。垦殖和退化削弱了土壤阴、阳离子间的相关性,其中Mg2+、Ca2+和K+在垦殖与退化过程中有着相似或相近的运移特征。沼泽垦殖显著降低了0~20 cm深度土壤钠吸附比和碱化度,沼泽退化显著降低了0~10 cm深度土壤钠吸附比和碱化度,表明沼泽垦殖与退化都降低了土壤钠的危害,然而二者对土壤残余碳酸钠影响较小。     

采用间歇灌溉进行土壤盐分淋洗的适用性

为比较一次性灌溉和间歇灌溉在盐分淋洗效率方面的优劣,采用HYDRUS-1D两区模型模拟分析了不同频次灌溉条件下的土壤水盐运移过程。结果表明存在一个间歇灌溉具有更高淋洗效率的最大深度,并将其称为临界深度。对砂土的模拟显示在灌水总量为20 cm时,随着潜在蒸发强度从0 mm/d升高至6 mm/d,临界深度从60 cm以上降为0 cm;而在潜在蒸发强度为2 mm/d时,随着灌水总量从10 cm增加至40 cm,临界深度相应从20 cm增加至接近80 cm。比较而言,透水性好、不动水体占比高、两部分孔隙之间水分和溶质交换能力差的土壤,临界深度更大;对黏土、黏壤土、壤土、砂壤土和砂土分别进行模拟显示偏砂性土壤具有更大的临界深度,在灌水总量和潜在蒸发强度分别为30 cm和2 mm/d时,黏土和砂土的临界深度分别为56 cm和大于100 cm。总的来看,对于间歇灌溉是否能提高盐分淋洗效率不能一概而论,引入临界深度可以在一定程度上解释研究者们对于间歇灌溉是否能提高盐分淋洗效率的不同认识。     

天津滨海土壤盐分离子相关性及采样密度研究

土壤盐渍化是一个世界性的生态问题。天津滨海地区土壤长期遭受海水及高矿化潜水共同作用,土壤盐渍化现象分布广泛。本文选取天津滨海新区太平镇作为典型地区,研究了土壤主要盐分离子的相关性,另外对工作区采样点进行了随机均匀抽稀试验,探讨了不同采样密度对土壤盐渍化插值结果和评价结果的影响。研究表明:天津滨海地区土壤易溶盐中Na+、Cl-所占比例具有绝对优势;土壤中全Cl、Cl-与全盐量具有非常好的相关性,随机均匀抽取少量样本加测全盐量,建立全Cl与全盐量的相关方程可以比较准确地推算出所有样本的全盐量;大密度采样有利于提高样本的代表性,若要满足相对误差合格率≥80%的要求,采样密度不应低于4点/km2,另外用于评价盐渍化等级的采样密度不宜低于1点/km2。     

皖江经济区基本农田地球化学特征及成因

皖江经济区的基本农田分布区是我国国家商品粮生产基地,该区基本农田的土地地球化学特征与粮食质量安全密切相关。本文以皖江经济区的南陵—泾县国家商品粮基地为重点研究区,以野外实地调查资料和采集的0~20cm深度土壤样的化学组分检测分析数据作为研究基础,应用地学数理统计学方法和GIS空间特征分析技术,通过该农田区土壤元素组成、含量、空间分布和异常变化特征及其成因研究,发现:南陵—泾县基本农田的土壤中重金属Fe、Mn和Hg等含量存在异常,Fe、Mn变异系数呈现区域性异常,Hg含量表现为局部异常;Ca、Mg和Na元素呈现显著空间分布相关性,与成土母质影响相关。在区域分布上,南陵—泾县基本农田区土壤中重金属元素和盐分含量呈现南高、北低的趋势性分布特征,这与当地水文地质条件、地下水水位埋藏状况和矿化度之间存在一定的相关性。从南陵—泾县基本农田区土地地球化学分布特征来看,南部地区不利于高品质稻谷、小麦等粮食生产。     

秸秆覆盖条件下土壤水热盐耦合运动规律模拟研究进展

分别从等温和非等温水盐动态模拟以及覆盖边界层三个方面,以秸秆覆盖条件下土壤水、热、盐耦合运动规律模拟研究为重点,介绍了50年代以来土壤水热盐数学模拟的研究成果,并简要论述了有关模型的特点及今后的发展方向.