土壤鹽漬化高光譜特征分析與建模

對天津不同程度鹽漬化農田(n=4)和荒地(n=4)土壤水溶性有機碳(soc)和水溶性氮素組成與分布特征進行了研究。結果表明:農田和荒地土壤水溶性有機碳(soc)含量分別為26.1~46.4mg/kg和19.6~77.8mg/kg,由表層向下呈現出降低-升高-穩(wěn)定的變化趨勢。農田土壤具有較高溶解性總氮(tsn)、硝氮(no-3—n)和水溶性有機氮(son)含量,分別是荒地土壤的0.8~5.9、0.8~10.5和0.9~8.7倍。no-3—n和son是tsn的主要組成部分,分別占農田土壤tsn的38%~72%和26%~60%,荒地土壤的32%~75%和16%~58%。no-3—n、son在農田土壤剖面中主要積累在土壤表層和底層,而在荒地土壤剖面中主要積累在土壤表層,且在農田土壤中具有較高的淋溶風險。

在新疆西部伊犁河谷察布查爾縣農業(yè)示范區(qū)采集表層土壤84個,進行了土壤鹽分、有機質、ph值和電導率等指標進行實驗和統(tǒng)計學分析,探索新墾綠洲表層土壤鹽分的空間變化規(guī)律及其成因。結果表明:示范區(qū)土壤鹽漬化明顯,主要為硫酸鹽和氯化物硫酸鹽鹽漬化。鹽漬化程度主要為輕度、中度鹽漬化。示范區(qū)西部,鹽漬化程度呈現由東南向西北逐漸增大的趨勢。東部受洪積扇微地形起伏變化的影響,鹽土呈現點片相間分布的格局。中部在壟狀隆起區(qū)域鹽漬化程度較重,兩邊洼陷部分鹽漬化程度較輕。示范區(qū)土壤鹽漬化過程受地下水、原始地形起伏、原生鹽分和人工灌溉等結構性因素和隨機性因素的影響。平整土地、灌排結合、林草間作是防治土壤次生鹽漬化的主要措施。

新疆土壤鹽漬化程度日益嚴重,如何改良和利用鹽漬土壤是新疆生態(tài)環(huán)境建設的一個重要方面。文章對新疆南部地區(qū)鹽漬土的分類、分布規(guī)律、分布狀況以及鹽漬土的危害進行全面的論述,分析鹽漬化土壤對南部地區(qū)農業(yè)經濟發(fā)展和生態(tài)建設的影響,提出了鹽漬土改良和利用的對策和措施。

吉林省大安市鹽漬化土壤特征及現狀研究_張曉平

為探討鹽漬化土壤環(huán)境下微咸水的利用模式,在內蒙河套灌區(qū)的典型鹽漬化試驗區(qū)開展了微咸水灌溉試驗,并針對鹽漬化土壤的空間變異性,以試驗實測數據及swap模型為基礎構建了區(qū)域土壤水鹽運移模型系統(tǒng)。田間試驗結果表明,在鹽漬化土壤上進行咸水灌溉,生育期土壤呈積鹽狀態(tài),但其未對作物生長及產量構成較大威脅;基于區(qū)域土壤水鹽運移模型系統(tǒng)進行了不同微咸水利用方案的數值試驗,結果顯示,生育期各方案都有所積鹽,但經過秋澆灌溉后,土壤積鹽大幅度減少,研究區(qū)整體處于脫鹽狀態(tài),并得出鹽漬化土壤條件下對區(qū)域土壤環(huán)境影響較小的生育期咸淡水輪灌優(yōu)化方案,即1水90mm(淡水)、2水75mm(淡水)、3水115.5mm(3.84g/l微咸水)、4水115.5mm(3.84g/l微咸水)的"淡咸咸"灌溉模式。

研究利用土壤樣本實驗反射光譜,分析了土壤鎂(mg)含量與土壤反射光譜的關系,比較了主成分回歸分析(pcr)、偏最小二乘回歸分析(plsr)和支持向量機回歸分析(svmr)等方法,以及土壤反射光譜及其變換光譜與土壤m(xù)g含量之間的估算模型,為土壤m(xù)g含量高光譜估算提供依據。結果表明:pcr、plsr、svmr3種建模方法在mg含量的估算中,svmr的估算精度相對較高,估算精度平均達到80.96%,分別比pcr和plsr提高了6.16%、4.20%;對于不同的數學變換處理方法,一階微分變換相對較好,估算精度平均為80.76%,分別比反射率、倒數對數變換提高了4.95%、4.61%。因此,運用土壤反射光譜一階微分變換的svmr進行建模,可以相對較好地估算全mg含量,精度達84.04%。

土壤鹽漬化是影響全球農業(yè)生產和土壤資源可持續(xù)利用中的主要問題。黑龍江省2002年鹽漬化土壤面積達到7250.44km2,受鹽漬化土壤影響,作物產量下降,生態(tài)失衡,因此研究鹽漬化土壤的成因、危害、預測及防治措施,保障土壤資源的可持續(xù)利用是十分必要的。

銀北地區(qū)位于干旱、半干旱氣候帶,降水稀少,蒸發(fā)強烈,導致本地區(qū)土壤鹽漬化嚴重。近年來,由于黃河來水量的逐年減少,引黃灌溉不能滿足農業(yè)灌溉需求,逐漸開始開采利用地下水。由于銀北地區(qū)淺層地下水礦化度較高,利用地下水灌溉可能引起次生土壤鹽漬化。本文運用phreeqc模型軟件模擬灌溉水與土壤之間的相互作用過程,探討了土壤鹽漬化的形成機理。通過模擬分析得到以下結論:(1)地表水和地下水聯合運用是解決銀北灌區(qū)土壤鹽漬化的關鍵,不同地區(qū)采取不同的混合比例,可以實現水資源的高效利用。(2)銀北地區(qū)灌溉淋洗期間存在蒸發(fā)濃縮疊代在2~4次,說明存在輕微蒸發(fā)。(3)inverse模擬結果說明,銀北地區(qū)灌溉淋洗期間存在輕微蒸發(fā),水相和固相的相互作用,石膏、白云巖和鹽巖溶解,na+、ca2+和mg2+吸附交換,渠水下滲轉化為地下水;非灌水期地下水通過毛細管作用強烈蒸發(fā),水相和固相的相互作用,石膏、白云巖和鹽巖沉淀,na+、ca2+和mg2+解吸附,使有害鹽分氯化物、硫酸鹽存留在土壤層中,形成土壤鹽漬化。

為加快東營市利津縣高標準基本農田建筑項目施工進度,課題組開展qc小組創(chuàng)建活動,科學確認要因,通過渠道襯砌模具改造、暗管鋪設機械設備改良、施工方案改進等技術手段,提高了施工效率,縮短了施工工期,確保了工程如期完工。

通過對江蘇鹽城地區(qū)蔬菜大棚土壤調查發(fā)現,大棚栽培對土壤的特性產生了較大的影響。研究結果表明:隨著大棚栽培年限的增加,土壤的鹽漬化程度不斷加重,并引起土壤一系列物理及化學變化;通過與玉米輪作、適當施用腐熟廄肥和秸稈還田等措施,可明顯改良土壤。

分析了海子灘灌區(qū)土壤中的鹽分分布及可能導致土壤鹽漬化的因素,提出了灌溉洗鹽;優(yōu)化耕作制度;防止土壤次生鹽漬化等防治對策。

土壤鹽漬化是一個世界性的生態(tài)問題,同時也是資源開發(fā)和利用問題。對于鹽漬化土壤的調查是合理利用土壤的前提條件。文章應用徑向基(rbf)人工神經網絡,結合多源遙感影像對北方某地區(qū)耕地土壤鹽漬化狀況進行調查研究,取得了滿意的效果。

在土地規(guī)劃和工程建設中常常要對規(guī)劃和建筑場區(qū)范圍內的鹽漬化土壤進行易溶鹽分析檢測,以確定土壤的鹽漬化程度對土的工程特性的影響以及對建筑材料的腐蝕作用。采用等離子發(fā)射光譜法可以同時測定土壤易溶鹽中的鉀、鈉、鈣、鎂、硫酸鹽。與傳統(tǒng)方法相比,該方法具有測定范圍寬,檢測精度高、樣品用量少,使用的化學試劑少、簡單快速等優(yōu)點,滿足土地規(guī)劃和工程建設等領域的需要,適用于土壤易溶鹽分析大批量樣品的測定。

就京滬高速公路天津段對該地區(qū)的蓄、滯洪等帶來的影響進行了分析,并提出了防范措施。

科學、合理的預測路基工后沉降是確保鐵路長期安全運行的基礎,通過對青海北霍布遜鹽湖區(qū)地方鐵路含鹽砂土路基實測沉降數據的分析探究,提出符合本地區(qū)運營條件的沉降預測模型,對數值模擬結果與實測數據進行比對,推算出不同模型下的最終沉降量.結果表明:用指數函數模型可以較好的擬合本地區(qū)鹽土路基沉降規(guī)律,這一結論有利于進一步研究鹽湖區(qū)鐵路砂土路基沉降問題.

【目的】新疆渭干河-庫車河三角洲綠洲農業(yè)生產資源豐富,但遭受著土壤鹽漬化的嚴重威脅。進行鹽漬地時空動態(tài)變化特征分析及提出鹽漬地防治措施,可以為區(qū)域農業(yè)及經濟的可持續(xù)發(fā)展提供科學借鑒。【方法】采用基于知識決策樹分類法構建模型提取研究區(qū)19892、001和2007年鹽漬化土壤專題信息,使用動態(tài)度模型分析研究區(qū)土壤鹽漬化的動態(tài)變化?！窘Y果】渭-庫綠洲在1989~2007年,鹽漬地總面積增加了192.76km2。1989~2007年間鹽漬地總面積的動態(tài)度達到0.232%?！窘Y論】近20年間研究區(qū)土壤鹽漬化呈現不斷擴展的趨勢,鹽漬化危害程度加深。結合渭-庫綠洲灌區(qū)的發(fā)展現狀和區(qū)域特點,提出了水利工程、農業(yè)、生物和化學等方面的土壤鹽漬化治理改良措施。

論文以山東禹城市為例,進行了鹽漬土改良區(qū)耕地土壤適宜性評價研究。采用灰色關聯分析法與delphi法結合篩選參評因素,用層次分析法(ahp)確定其權重,建立了土壤適宜性綜合評價模型。通過比較空間插值方法后,采用反距離加權(idw)空間插值技術,獲取了研究區(qū)土壤適宜性等級空間分布圖。結果顯示,禹城市耕地土壤適宜性總體狀況良好,ⅰ、ⅱ等級面積占27.24%;ⅲ、ⅳ等級面積占45.48%,ⅴ、ⅵ等級面積占27.28%。耕地土壤適宜性等級分布受到地形地貌的影響,由地勢較高的河灘高地向地勢較低的洼地過渡,土壤適宜性變差;土壤適宜性等級分布同時受引黃灌溉的影響,在引黃干渠的低洼處,土壤適宜性差。該研究探索了鹽漬土改良區(qū)耕地土壤適宜性的評價技術方法,對鹽漬土改良區(qū)耕地資源的持續(xù)利用和土壤改良有積極意義。

可見/近紅外高光譜技術與建模方法是當前土壤近地傳感器研究領域的重要方向,可應用于土壤養(yǎng)分信息的快速獲取和農田作物的精確施肥管理。以浙江省水稻土為研究對象,利用以非線性模型為核心的數據挖掘技術,包括隨機森林、支持向量機、人工神經網絡等方法分別建立了不同建模集和驗證集的原始光譜與有機質含量的估測模型。結果表明:研究比較的1∶1,3∶1和全部樣本建模并全部驗證的三種樣本模式劃分對建模的結果有一定的影響。相較于目前常用的偏最小二乘回歸(plsr)建模方法而言,非線性模型rf和svm也取得了較好的建模精度,三種模式下其rdp值均大于1.4。特別是采用svm建模方法所得模型具有很好的預測能力,模式二下其rdp值達到2.16。同時引入ann方法改進建立的plsr-ann方法顯著提高了plsr的模型預測能力。

在河西走廊的鹽漬化土地上,建立明溝排水、井排和干排(植物)的排水系統(tǒng),將深耕、客土等農藝措施與淡水洗鹽結合,應用地表覆蓋、免耕和溝植技術形成了鹽漬化土地的工程治理系統(tǒng)。應用減產系數法計算工程治理的效益,治理區(qū)的減產系數下降了0.40個百分點,即土壤的總體質量提高了60%,其中糧食產量增加了69.13%,種植面積增加了49.44%,取得了良好的效果。

鹽漬土系統(tǒng)土壤水一地下水轉化規(guī)律研究——通過野外定位觀測和室內分析，探討了蘇打鹽漬土微域特征(32m長的橫截面)及其水分和地下水之間的轉化規(guī)律。結果表明：土壤特征以及微地貌格局是制約土壤表層水分遷移的主要因素，并由此形成了大汽降水一土壤水一地下水...

農田水利灌溉是保障農業(yè)增長的主要因素,是實施農業(yè)治理的主要手段之一。新疆地區(qū)受到氣候和土壤結構的影響,處于干旱和半干旱地區(qū),極易產生土壤鹽漬化,影響農作物的生長,自我國南水北調工程實施至今,新疆在灌區(qū)治理上獲得重大的突破。以喀什噶爾河流域疏勒灌區(qū)為主要研究區(qū)域,對該灌區(qū)治理中存在的問題進行分析,從而提出優(yōu)化解決灌區(qū)土壤鹽漬化的對策,以促進區(qū)域治理質量的提升,為新疆農業(yè)的發(fā)展奠定基礎。

在已有研究成果的基礎上,系統(tǒng)分析和總結鹽漬土的鹽脹特征、溶陷特性、壓縮特性、抗剪特性、滲透特性、毛細性特征,對于指導我國鹽漬土地區(qū)公路的修筑和養(yǎng)護,提高工程質量具有重要意義。