典型干旱綠洲土壤水鹽空間異質性研究——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災害的退化現(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。而對于土壤鹽漬化來說，土壤水鹽運移的研究是探討土壤鹽漬化機理的最重要的內容，水分和鹽分的運移是同時進行的，若是將其區(qū)別開來研究就不能很好地對鹽漬化土壤的形成機制進行解釋。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烈，是鹽漬化現(xiàn)象嚴重的綠洲農業(yè)區(qū)。近些年來，人類為了滿足日益增長的需求，許多不科學的活動以及不合理的灌溉等導致了如土地鹽漬化、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，鹽漬化問題已經是困擾新疆發(fā)展的一個重要問題，鹽堿地土地面積

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

4、下呈現(xiàn)出相反的表現(xiàn)形式，土壤電導率從上到下呈現(xiàn)“T”字形分布特點，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率以及土壤含水量對應著的半方差函數(shù)理論模型都不同。不同深度下的土壤電導率的空間變異比都比較弱，隨機性因素即人為（施肥、灌溉）因素對土壤電導率空間異質性的影響較大。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)，其空間異質性則主要是

5、由結構性因素（地形、氣候、地下水、土壤質地等）和隨機性因素共同的影響。
　?。?）通過克里格空間插值結果來看，土壤電導率和土壤含水量表現(xiàn)出不一樣的分布狀況，土壤電導率的空間分布主要以條帶的形狀以及斑塊狀的形狀分布，同時呈現(xiàn)出北部土壤電導率高，南部較低的規(guī)律，綠洲外圍的土壤電導率的值都遠高于綠洲內部，這主要與植被以及人為活動等因素相關。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非常的相關，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聯(lián)。了解于田綠洲土壤水鹽的空間分布，對于快速開展鹽漬化土壤的診斷是非常有利的，同時為當?shù)佧}漬化土壤及周圍生態(tài)環(huán)境的保護和治理貢獻了科學的依據(jù)。
　　（3）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，綠洲內部低的分布格局同時在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)出綠洲內部高，外部低的特征，同時表現(xiàn)出由綠洲內部向外部遞減的趨勢，并且植被覆蓋度大小呈現(xiàn)出一個上升的趨勢。綠洲的荒漠化情況有所增長，在外圍荒漠化現(xiàn)象已經呈現(xiàn)出一種包圍的趨勢，同時在綠洲的內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，同時有一個非常

8、顯著的梯度趨勢。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，地下水埋深在2.3-4.0m的區(qū)間變化劇烈。
　?。?）土壤電導率、土壤含水量與土地利用/覆蓋存在相關性關系，綠洲的外部以及綠洲交錯帶是土壤鹽漬化發(fā)生的主要區(qū)域。耕地的不斷擴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土壤含水量的值可能會越高。土地利用的差別會對下墊面的土壤特性有產生各異的影響。相對于高溫區(qū)而言處于低溫區(qū)域的土

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