阜康500水庫修建對其下游土壤影響研究.pdf

1、阜康500水庫是利用平原地區(qū)的洼淀、湖泊、渠道通過修筑河堤和控制閘等建筑物形成的水庫。水庫的修建能有效解決區(qū)域性缺水問題，因此一直是水利工程建設(shè)的重要組成部分。水庫大壩為土石水泥混凝土壩，其結(jié)構(gòu)簡單，管理方便。在干旱、半干旱地區(qū)，就平原水庫下游所灌溉的農(nóng)田而言，雖然水庫為其提供了作物生長所需要的水分，但同時使土壤的鹽漬化程度日益加重。早期修建的水庫由于滲水而抬高其下游的地下水位。因此，后期修建的阜康500水庫采用防滲措施，這樣一方面可以

2、減少因底部滲漏而損失的水分，另一方面可以避免大幅度提高地下水位引起水庫下游土壤鹽漬化。
　　人為活動使得土壤的水分，鹽分含量、有機(jī)質(zhì)、ph值等指標(biāo)產(chǎn)生了較大變化，是土壤物理性質(zhì)改變的重要原因。人類活動的方式、程度、持續(xù)的時間對土壤的性質(zhì)及其土壤的異質(zhì)性產(chǎn)生重要的影響。
　　本文對新疆阜康500水庫下游的土壤實地定點取樣和光譜測量，將獲取的土壤鹽分、有機(jī)質(zhì)及其光譜數(shù)據(jù)，通過光譜變換、相關(guān)分析等方法進(jìn)行處理和分析，并探討了不同人

3、為干擾程度的土壤鹽分、水分、有機(jī)質(zhì)及水溶性離子與光譜反射率之間的關(guān)系，并建立了土壤反射光譜與鹽分、有機(jī)質(zhì)含量之間的多元線性回歸預(yù)測模型，得到如下結(jié)論：
　?。?）人為干擾程度與土壤鹽分呈極顯著正相關(guān)，而與土壤水分呈極顯著負(fù)相關(guān)，相關(guān)系數(shù)分別為0.961和-0.929。
　?。?）通過分析不同干擾的土壤水溶性離子與其光譜反射率相關(guān)性，發(fā)現(xiàn)這些離子（Mg2+、K+、SO42-、Clˉ和Ca2+）對于土壤的光譜反射率的影響比較弱。

4、而Na+和HCO3ˉ與土壤光譜的相關(guān)性隨干擾程度而不斷增加。由此表明，受人為干擾的影響，鹽漬化土壤中的Na+和HCO3ˉ隨著水鹽的運移有向表層聚集的現(xiàn)象。
　?。?）在不同干擾程度與土壤光譜反射率的關(guān)系中，重度干擾的土壤反射率比輕度干擾土壤的反射率高約10％，輕度比未干擾的高約17%。這是由于人為干擾破壞了土壤表面的少量植被及生物、物理結(jié)皮，土壤表層因缺乏保護(hù)，水分會迅速蒸發(fā)，并將土壤下部的鹽分帶到上部，加之降水稀少，鹽分在表層聚

5、集。干擾程度越高，結(jié)皮破壞越嚴(yán)重，土壤積鹽越多，反射率越高。
　?。?）隨干擾程度的不斷增加，土壤原始光譜反射率與鹽分相關(guān)系數(shù)的兩個最大值逐漸向近紅外波段偏移（999nm、876nm——979nm、1182nm——1370nm、1900nm），這預(yù)示著，在近紅外區(qū)波段土壤光譜反射率與鹽分含量之間有緊密的相關(guān)性。
　?。?）利用反射率 R、反射率一階導(dǎo)數(shù) R′、反射率 R+水分分別建立了不同干擾程度的三類土壤鹽分含量預(yù)測模型。

6、綜合R2和RMSE判斷模型精度，在不同干擾程度下，同類型的土壤含鹽量預(yù)測模型中，干擾程度越小，模型精度越高；而在相同干擾程度下，不同類型的土壤含鹽量預(yù)測模型中，均以一階導(dǎo)數(shù)R′建立的模型預(yù)測效果最優(yōu)，R2均超過0.983?？傮w上，其模型精度提高了5%——10%，表明原始光譜經(jīng)過一階導(dǎo)數(shù)變換處理，可以去除部分線性背景值的干擾，提高預(yù)測土壤含鹽量的精度。
　　（6）在350～2500 nm波長范圍內(nèi)，原始光譜反射率與土壤有機(jī)質(zhì)含量呈負(fù)

7、相關(guān)，且相關(guān)性最強(qiáng)的波段集中在可見光波段。由此表明，光譜通過一階導(dǎo)數(shù)變換以后，最敏感的區(qū)域逐漸向近紅外波段附近集中。
　　（7）對原始光譜通過一階導(dǎo)數(shù)、倒數(shù)的對數(shù)等變換能夠不同程度地提高反射率對有機(jī)質(zhì)含量的敏感性，其中尤以一階導(dǎo)數(shù)變換最為敏感。這是因為光譜經(jīng)過一階導(dǎo)數(shù)變換不僅能消除一部分大氣的影響，還能去除部分線性或接近線性背景、噪聲光譜等對目標(biāo)光譜的影響。
　　（8）在三類不同的干擾程度下，利用光譜反射率一階導(dǎo)數(shù)建立的土壤