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基于地表定量参数的土壤电导率反演模型研究

牛涛  
【摘要】:盐碱土是一种广泛分布的环境灾害,随着人口的增加,耕地面积的不断扩大和水资源的不合理利用,土壤盐渍化逐渐成为一个世界性的环境问题,也是导致全球土壤退化和荒漠化的主要因素之一。盐渍化灾害日益突显,不仅会引起土壤板结、肥力下降,加重土壤侵蚀,还会造成资源破坏、农业生产损失,严重威胁生物圈的稳定和生态环境。新疆盐渍土总面积8.476×106hm2。在现有耕地中,有31.1%受到盐渍化的危害。尤其是南疆地区耕地的土壤盐渍化现象,虽然在逐年减轻,但是总体上并没有得到根本遏制,对南疆绿洲农业的可持续发展构成了严重的威胁。土壤的盐渍化程度越严重,在其土壤上生长的植物受到的不良影响越明显,其结果将会导致土地荒漠化的形成。干旱区绿洲土壤盐渍化的程度容易受季节性降水的影响而产生较大的变化,在降水量匮乏的4月和降水量充沛的9月,土壤的盐渍化程度存在着较明显的差异。 因此,开展绿洲区域土壤盐渍化在不同季节的空间变化与时间变异性的研究,对于掌握干旱区绿洲土壤盐分的变化规律、进一步预防土壤沙化和退化、促进绿洲农业的可持续发展、维系绿洲生态环境的稳定具有重要的研究意义。 过去大部分对干旱区土壤电导率的时空变化的研究只局限于小面积的区域,在大范围区域无法提供准确的土壤盐碱化的空间分布信息。磁感式大地电导率测定仪(EM38)是一种无创式的测量技术,操作速度快而且简便,可以提供充足的数据以改善测量的精度。EM38技术已成为最可靠和最经常使用的测量土壤电导率空间变化的方法,EM38能在地表直接测量土壤表观电导率,国外在EM38对土壤盐分等性质调查与制图中已进行了大量研究并取得了良好的效果。遥感技术作为地球资源调查、环境监测的一种新的探测手段,具有观测范围广、信息量大、更新周期短等优点,已被广泛应用于土壤盐渍化调查监测中。遥感技术可以提供实时的时间和空间信息,利用遥感技术与EM38电导率探测仪研究土壤盐渍化问题大大优越于传统的调查方法。 本研究探讨了采用遥感与磁感应电导率仪(EM38)技术相结合对典型半干旱区土壤电导率的时空变化进行调查,以期揭示其土壤电导率的变化规律,建立电导率的反演模型,为盐渍化遥感监测提供有效的定量化方法。通过结合地表定量参数与土壤电导率信息,建立土壤电导率反演模型,能够实现土壤盐渍化的快速制图,有助于评价、分析土壤盐渍化灾害的动态变化,提出防治措施,可以有效地减少灾害所带来的损失,为盐渍化土壤的监测、预报、治理等提供了新的技术方法。该研究除了为渭-库绿洲土壤盐渍化评价、改良和利用提供一定的理论参考和科学依据,也对评估该地区土壤盐渍化的发生发展具有重要意义。


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