典型干旱綠洲土壤水鹽空間異質(zhì)性研究——以于田綠洲為例.pdf

1、土壤鹽漬化，正是土地退化類型的一種，它是一種緩慢的地質(zhì)災(zāi)害的退化現(xiàn)象，在自然以及人為因子的作用下，存在于土壤底部亦或是溶解于地下水中的鹽分，在毛管水的作用力之下上升至土壤的表層，待水分被蒸發(fā)之后，使得這些鹽分都在土壤表層堆積和集聚，由此逐漸形成了土壤鹽漬化現(xiàn)象。而對(duì)于土壤鹽漬化來說，土壤水鹽運(yùn)移的研究是探討土壤鹽漬化機(jī)理的最重要的內(nèi)容，水分和鹽分的運(yùn)移是同時(shí)進(jìn)行的，若是將其區(qū)別開來研究就不能很好地對(duì)鹽漬化土壤的形成機(jī)制進(jìn)行解釋。土壤中的

2、水鹽存在明顯的空間分異變異性，是研究干旱地區(qū)環(huán)境問題的首要生態(tài)因子，水鹽的動(dòng)態(tài)變化直接影響到土壤鹽漬化的空間分布。于田綠洲是非常典型的干旱區(qū)綠洲，土壤鹽分的表聚性十分強(qiáng)烈，是鹽漬化現(xiàn)象嚴(yán)重的綠洲農(nóng)業(yè)區(qū)。近些年來，人類為了滿足日益增長(zhǎng)的需求，許多不科學(xué)的活動(dòng)以及不合理的灌溉等導(dǎo)致了如土地鹽漬化、草地的退化等局部環(huán)境惡化的問題，最終使得綠洲的生態(tài)越來越脆弱。
　　在現(xiàn)階段來看，鹽漬化問題已經(jīng)是困擾新疆發(fā)展的一個(gè)重要問題，鹽堿地土地面積

3、約占總耕地面積的1/3，這對(duì)于新疆的農(nóng)業(yè)發(fā)展來說非常嚴(yán)峻，對(duì)鹽漬化地區(qū)的土壤水鹽的空間異質(zhì)性進(jìn)行研究，并盡早對(duì)土壤進(jìn)行保護(hù)和治理是一個(gè)很迫切的問題。
　　以于田綠洲作為研究區(qū)，結(jié)合了傳統(tǒng)統(tǒng)計(jì)學(xué)、地統(tǒng)計(jì)學(xué)以及地理信息系統(tǒng)等方法來對(duì)研究區(qū)的土壤水鹽的空間異質(zhì)性進(jìn)行分析，并利用GIS和RS手段反演了部分對(duì)土壤水鹽有影響的環(huán)境因素，結(jié)合GWR模型來分析土壤水鹽的分布狀況，研究表明如下：
　?。?）于田綠洲土壤電導(dǎo)率和土壤含水量從上到

4、下呈現(xiàn)出相反的表現(xiàn)形式，土壤電導(dǎo)率從上到下呈現(xiàn)“T”字形分布特點(diǎn)，而土壤含水量則表現(xiàn)出倒“T”字形的分布。在不同深度剖面下的土壤電導(dǎo)率以及土壤含水量對(duì)應(yīng)著的半方差函數(shù)理論模型都不同。不同深度下的土壤電導(dǎo)率的空間變異比都比較弱，隨機(jī)性因素即人為（施肥、灌溉）因素對(duì)土壤電導(dǎo)率空間異質(zhì)性的影響較大。土壤含水量在0-40cm深度剖面下表現(xiàn)出較弱的空間變異比，而在40-100cm深度下土壤含水量的空間變異比則主要以中等性呈現(xiàn)，其空間異質(zhì)性則主要是

5、由結(jié)構(gòu)性因素（地形、氣候、地下水、土壤質(zhì)地等）和隨機(jī)性因素共同的影響。
　?。?）通過克里格空間插值結(jié)果來看，土壤電導(dǎo)率和土壤含水量表現(xiàn)出不一樣的分布狀況，土壤電導(dǎo)率的空間分布主要以條帶的形狀以及斑塊狀的形狀分布，同時(shí)呈現(xiàn)出北部土壤電導(dǎo)率高，南部較低的規(guī)律，綠洲外圍的土壤電導(dǎo)率的值都遠(yuǎn)高于綠洲內(nèi)部，這主要與植被以及人為活動(dòng)等因素相關(guān)。土壤含水量的空間分布是不均勻的，主要以斑塊狀和弧狀分布，而且不同深度的土壤含水量的分布情況都不相同

6、，位于較淺層處的土壤含水量主要與人類活動(dòng)非常的相關(guān)，而位于較深層處的土壤含水量則主要與植被以及地形因子相關(guān)聯(lián)。了解于田綠洲土壤水鹽的空間分布，對(duì)于快速開展鹽漬化土壤的診斷是非常有利的，同時(shí)為當(dāng)?shù)佧}漬化土壤及周圍生態(tài)環(huán)境的保護(hù)和治理貢獻(xiàn)了科學(xué)的依據(jù)。
　?。?）在2001-2014年14年間，于田綠洲中除沙漠的變化不太明顯外，其他6種地類的變化都是非常的明顯。耕地、水體以及其他地類的面積有所上升，鹽漬地、林地以及沙漠的面積有所減少。

7、地表溫度表現(xiàn)出綠洲外圍高，綠洲內(nèi)部低的分布格局同時(shí)在14年間研究區(qū)地表溫度有著明顯的提升。植被覆蓋度在總體上呈現(xiàn)出綠洲內(nèi)部高，外部低的特征，同時(shí)表現(xiàn)出由綠洲內(nèi)部向外部遞減的趨勢(shì)，并且植被覆蓋度大小呈現(xiàn)出一個(gè)上升的趨勢(shì)。綠洲的荒漠化情況有所增長(zhǎng)，在外圍荒漠化現(xiàn)象已經(jīng)呈現(xiàn)出一種包圍的趨勢(shì)，同時(shí)在綠洲的內(nèi)部也開始有荒漠化現(xiàn)象的出現(xiàn)。于田綠洲屬于沖積平原，該區(qū)域的坡度變化不明顯。海拔的變化是非常明顯的于田綠洲自南向北海拔明顯升高，同時(shí)有一個(gè)非常

8、顯著的梯度趨勢(shì)。于田綠洲5月和7月地下水埋深空間分布明顯不同，地下水埋深整體上呈下降的態(tài)勢(shì)，地下水埋深在2.3-4.0m的區(qū)間變化劇烈。
　?。?）土壤電導(dǎo)率、土壤含水量與土地利用/覆蓋存在相關(guān)性關(guān)系，綠洲的外部以及綠洲交錯(cuò)帶是土壤鹽漬化發(fā)生的主要區(qū)域。耕地的不斷擴(kuò)張是造成土壤鹽漬化問題主要原因之一，一般有水體等地類存在時(shí)土壤含水量的值可能會(huì)越高。土地利用的差別會(huì)對(duì)下墊面的土壤特性有產(chǎn)生各異的影響。相對(duì)于高溫區(qū)而言處于低溫區(qū)域的土

9、壤電導(dǎo)率以及土壤含水量的值都表現(xiàn)出更高的趨勢(shì)。植被覆蓋度高的區(qū)域一般對(duì)應(yīng)著較高的土壤電導(dǎo)率，同樣對(duì)應(yīng)著較高的土壤含水量。植被覆蓋度與土壤電導(dǎo)率多表現(xiàn)為空間負(fù)相關(guān)，而植被覆蓋度與土壤含水量則表現(xiàn)為正相關(guān)。一些長(zhǎng)時(shí)間受風(fēng)沙和鹽漬化影響的區(qū)域其土壤電導(dǎo)率值更高，分布的更為廣泛，而所對(duì)應(yīng)的其土壤含水量的值更小。坡度對(duì)土壤電導(dǎo)率和含水量的作用并不大，地形的高低不同會(huì)與土壤電導(dǎo)率和含水量有很密切的聯(lián)系。海拔較低的區(qū)域與土壤電導(dǎo)率和土壤含水量呈現(xiàn)為正