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1.
新疆奇台绿洲农田灌溉前后土壤水盐时空变异性研究   总被引:2,自引:0,他引:2  
李宝富  熊黑钢  龙桃  张建兵  张芳 《中国沙漠》2012,32(5):1369-1378
对比研究了新疆奇台县绿洲农田灌溉前后土壤水盐的时空变异特征。结果表明,灌溉前,剖面各层土壤含水量较低(18.43%~20.30%之间),且呈中等(偏弱)变异性。大水漫灌后1周,除40~60 cm和100~120 cm土层外,其他层土壤含水量均变为弱变异性;剖面平均土壤含水量升高6.90%,脱盐率达11.37%,其中,表层(0~20 cm)土壤水分增加率(50.93%)及脱盐率(27.14%)最大,底层(100~120 cm)土壤水分增加率(26.59%)及脱盐率(-4.76%)最小。灌后3周,剖面平均含水量减少3.64%,其中,表层(0~20 cm)失水率(28.84%)最大;剖面平均脱盐率降为9.63%,0~60 cm土层平均脱盐率(7.58%)减小,而60~120 cm土层脱盐率(11.01%)增大。除20~40 cm土层外,其他层含水量变异性均与灌前一致,说明含水量已接近灌前水平。至灌后第3周,各层含盐量、剖面平均盐分(中等变异性)及平均水分(弱变异性)含量的变异性未变,但其变异系数均在减小;剖面平均含水量的空间自相关性由中等转为强烈,变程一直增大,而平均含盐量均具有强烈的空间自相关性,变程先增大后减小。  相似文献   

2.
基于区域变量理论,在GPS和GIS技术支持下,通过地统计学的半变异函数和Kriging空间插值,以岳普湖绿洲为例,定量分析塔里木河源流区绿洲不同层次土壤盐分的空间异质性。结果表明:0~30cm、30~60cm和60~100cm土壤盐分半方差函数的理论分布模型属于指数模型,100~200cm属于球状模型。不同土层之间的空间自相关范围具有明显的差异,由表层至深层,土壤盐分的自相关范围逐渐增大。土壤盐分的空间格局分析表明,在水平方向上,研究区各层土壤盐分的高值区主要集中分布在人类活动强烈、靠近河渠水源和地势较为低洼区域;在垂直方向上,土壤表层盐分含量最高,向深层逐渐减少。  相似文献   

3.
应用统计学与空间分析相结合的方法,对北疆典型残余盐土区不同土层土壤盐分的空间分布特征及其变化规律进行对比分析。结果显示,随着土层深度的增加土壤盐分依次增大,底聚现象比较明显;30cm以下土壤盐分相关性较强,土壤母质等结构性因素成为影响土壤盐分空间变异的主导因素;表层土壤盐分之间的自相关距明显大于中、底层;随着土层深度的增加,土壤盐分间的Moran’s I系数增大,高-高聚集区域明显增大,主要集中在荒地区域。该研究结果将为北疆残余盐土区域土壤盐渍化改良及农业管理提供理论依据。  相似文献   

4.
塔里木河下游地区滴灌沙枣防护林地土壤盐分分布特征   总被引:4,自引:0,他引:4  
赵新风  王炜  张涛  白元  徐海量 《中国沙漠》2012,32(3):763-770
为了研究不同滴灌措施对极端干旱区防护林土壤盐分的淋洗作用,以沙枣(Elaeagnus angustifolia)防护林作为研究对象,对塔里木河下游喀拉米吉绿洲沙枣防护林开展了灌溉与不灌溉、不同滴头距离、不同滴灌年限处理的试验。结果表明:①不灌溉林地土壤盐分含量与流动沙丘相似,流动沙丘土壤盐分分布的空间异质性大于不灌溉林地。滴灌林地土壤含盐量低于不灌溉林地。②1.5 m滴头距离处理与其他处理相比压盐碱效果显著(P<0.01)。1.5 m与3 m滴头距离处理在50 cm土体中含盐量差异达极显著水平(P<0.01),前者比流动沙丘低30.5%~32.7%、后者比流动沙丘高17.1%~13.3%。与3 m滴头距离处理相比,1.5 m滴头距离处理产生水盐运移的“互作”影响,盐峰下移。③滴灌后的第1、2、3年,林地的土壤盐分分别下降至30 cm、50 cm和70 cm以下,基本对沙枣根系生长没有影响。随着滴灌次数增加,根系生物量逐渐增大,根系附近土壤盐分逐渐减少。滴灌能使防护林的根系分布上移,大部分在10~65 cm土层内,土层越深,林木的根系越少。④灌水季节末期,不同林龄的防护林在120 cm土体的含盐量表现为:1 a林>2 a林>6 a林,说明滴灌对林龄大的防护林淋洗效果更为明显;非灌溉季节里,防护林的林龄越大,其土壤盐分表聚现象越明显。  相似文献   

5.
为了揭示焉耆县良种场的土壤水热盐动态变化,对有膜覆盖和无膜覆盖条件下各土壤层进行水热盐的系统观测和单因素方差分析及相关性分析。结果表明:(1)土壤温度的日变化呈现先降低后升高再降低的趋势,有膜各层土壤温度高于相对应的无膜各层土壤温度,各层土壤温度和大气温度变化趋势一致。(2)有膜各层土壤盐分要高于相对应的无膜各层土壤盐分,表层土壤水分小于底层,有膜10~20 cm土壤水分含量比较低,无膜10~50 cm土壤水含量比较接近;滴灌后,土壤水分和盐分经历快速下降和缓慢下降两个过程。由于文献对于有膜覆盖与无膜覆盖条件下土壤水热盐变化的研究相对较少,文章通过研究焉耆县农田生育期有膜和无膜条件下土壤水热盐的变化特征,为研究区土壤盐渍化的防治提供科学依据。  相似文献   

6.
共和盆地中间锦鸡儿人工林根系的分布特征   总被引:1,自引:0,他引:1  
采用剖面法对青海共和盆地中间锦鸡儿(Caragana intermedia)人工林的根系进行调查,分析5 a、9 a和25 a根系的生物量、比根长和根长密度的垂直分布格局,同时测定土壤含水量的垂直变化。结果表明:①不同林龄中间锦鸡儿人工林的吸收根(d≤1 mm)和输导根(d>1 mm)的主要分布范围不同。5 a、9 a和25 a吸收根主要分布土层分别是10~30、10~50 cm和10~60 cm,输导根主要分布土层分别是10~50、10~60 cm和10~90 cm。②随着林龄的增加,根系的吸收根、输导根的总生物量、总比根长和总根长密度均显著增加(P<0.05);各林龄根系中的吸收根比输导根具有更高的比根长和根长密度(P<0.05)。因此,吸收水分和养分的能力随着林龄增加而增大。③中间锦鸡儿人工林根系,尤其是吸收根的分布影响土壤水分变化,吸收根集中分布土层的土壤含水量显著降低。  相似文献   

7.
张海威  张飞  李哲 《干旱区地理》2017,40(3):606-613
由于不同的环境背景下环境机制不同,所以导致了水盐(主要指水分、盐分)空间变异存在很大差异,在此背景下分析艾比湖地区含水量与含盐量空间变异,有助于更加合理的了解土壤含水量与含盐量一体化规律。以艾比湖为中心把艾比湖区域分为三个靶区:绿洲、荒漠、湖区,运用统计学方法,分析三个区域的土壤水分、盐分差异性特征。结果表明:绿洲、荒漠、湖区这三个区域表层土壤盐分积聚严重,其含盐量大小依次为:荒漠→绿洲→湖区,而含水量却相反;绿洲、荒漠和湖区土壤含盐量的变异系数均在85%~150%之间,属高强度变异,含水量变异系数均介于55%~75%之间,属中强度变异。说明荒漠区域盐分含量的水平分布不均匀,空间异质性较强;而水分含量的水平相对较为均匀,空间异质性较弱。绿洲、荒漠、湖区土壤层10~20 cm与20~40 cm土壤层含盐量的存在显著性相关性(p<0.01),即绿洲的相关系数0.913,荒漠的相关系数0.966,湖区的相关系数0.941,绿洲与湖区土壤表层与亚层含水量存在显著性相关性(p<0.01)相关系数分别为0.851 和0.908。说明绿洲与湖区土壤层0~10 cm与10~20 cm土壤含水量存在水分转移现象,荒漠区域这种现象不明显,可能与沙漠炎热地表环境和土壤性质等因素有关。研究结果揭示了艾比湖地区不同环境背景下秋季的土壤含水量与含盐量分布特征,为艾比湖地区农作物灌溉管理及土壤盐渍化治理提供了科学依据。  相似文献   

8.
污染水稻田中土壤含砷量的空间变异特征   总被引:43,自引:1,他引:42  
利用地统计学方法研究在长期淹水和频繁干湿交替影响下污染水稻田中砷的小尺度空间分布特征。采用变异函数定量描述含砷量分布特征,用克立格插值法对表层土壤未测点的含砷量进行最优估计,并绘制含砷量等值线分布图。结果表明,来自表面污染源的砷进入农田土壤后主要积累在耕层0~20cm中,对40~80cm土壤影响不大。耕层土壤含砷量半方差值呈有规律持续增加趋势,可用直线方程很好地拟合。表层土壤含砷量存在很好的空间结构性,高砷区出现在进水口附近,并以其为中心呈斑块状向周围扩散,这表明该土壤污染是由含砷地表污水灌溉和径流所导致的二次污染  相似文献   

9.
荒漠人工植被区浅层土壤水分空间变化特征分析   总被引:11,自引:1,他引:10  
潘颜霞  王新平 《中国沙漠》2007,27(2):250-256
研究土壤水分的空间变异及时间动态特征有助于在水文过程与生态格局之间建立定量的联系,由于土壤水分对整个地球系统的重要性,它的时间和空间变化日益引起水文界的广泛关注。干旱荒漠区年降水量稀少,土壤水分在整个生物过程中的作用就显得尤为重要。试验于2005年4月到10月在中国科学院沙坡头沙漠试验研究站人工植被区进行,主要观测1956年植被区表层(0—15 cm)和亚表层(15—30 cm)土壤水分的空间格局与动态分布及其相关影响因素。结果表明:人工植被区表层土壤水分含量明显高于亚表层,其空间变异程度为中等,空间分布的时间差异性显著;降雨是引起干旱沙地表层土壤水分空间变异的决定因素,植物根系是引起亚表层水分空间变异的重要因素。从不同微地形来看,土壤水分含量值表现为丘间低地>背风坡>迎风坡,变异程度丘间低地小于迎风坡和背风坡;地形是决定背风坡表层和亚表层以及迎风坡亚表层土壤水分空间分布的主要因素,而迎风坡表层土壤水分变化受风力等环境因子的影响较大。  相似文献   

10.
环渤海低平原微咸水区土壤盐渍化与盐分剖面特征   总被引:4,自引:0,他引:4  
采用统计分析、主成分分析和聚类分析方法,结合GIS技术研究环渤海低平原微咸水区土壤盐渍化特征,并探讨盐分剖面类型和分布状况。结果表明:0~5cm表层土壤盐分属于强变异强度,5~60cm各土层盐分属于中等变异强度。土壤盐分变量的全部信息可由盐渍化、碱化、区域地下水埋深和矿化度、K+等5个主成分反映,其累计贡献率达87.88%。土壤盐分剖面分为表聚型、底聚型和中聚型,在环渤海低平原区的面积比例基本一致,约各占1/3。  相似文献   

11.
姚远  丁建丽  张芳  江红南  雷磊 《中国沙漠》2014,34(3):765-772
土壤盐渍化是影响绿洲农业生产、抑制作物生长的主要生态环境问题。当前,将电磁感应技术与地面实测技术相结合是监测土壤盐渍化分布及其变化的先进方法。本文以新疆渭干河-库车河三角洲绿洲为研究区,以电磁感应仪在水平模式下(EMH)和垂直模式下(EMV)所获取的土壤表观电导率数据以及野外实测数据为基础,通过建立EMV和EMH与土壤盐分含量及组成元素的多元线性回归模型,采用泛克里格法(Universal Kriging)对研究区两个关键季节(干季、湿季)的土壤盐分含量及组成的空间变异特征进行了分析。结果表明:研究区干季和湿季表层盐渍土含盐量均与EMV和EMH具有良好的相关性,以EMV+EMH为自变量建立的土壤盐分解译模型的精度较高,且通过0.01水平检验;研究区干、湿两季的表层土壤含盐量数据符合P-P正态分布,空间分布均呈现强相关性;采用能够充分考虑到干旱区表层土壤盐分空间变异的球状套合模型,能够更好地拟合土壤表层含盐量的空间结构;研究采用泛克里格法将解译出的土壤盐分及其主要组成离子(Na+、Cl-)含量进行空间插值分析,其变化趋势与土壤含盐量的变化趋势基本一致,因而采用电磁感应技术可以有效地监测不同季节干旱区绿洲土壤盐分及其组成的空间变化。  相似文献   

12.
塔里木河上游绿洲土壤表层盐分特征   总被引:2,自引:0,他引:2  
冉启洋  贡璐  韩丽  桂东伟 《中国沙漠》2013,33(4):1098-1103
土壤盐分空间分布特征及其离子组分关系是了解水盐运移规律的关键,可为提出因地制宜的盐渍土改良措施提供科学参考。在土壤聚盐高峰期,采集了塔里木河上游阿拉尔垦区64个样点的表层(0~20 cm)土样,进行盐分指标测定,并采用地统计学和灰关联分析方法研究了土壤盐分的空间分布格局及土壤盐分组成离子对盐分和pH的影响。结果表明:(1)样区土壤含盐量和碱化程度较高,土壤pH具弱变异性,电导率、总盐量和大部分离子含量均具强变异性。(2)电导率、总盐量和大部分离子含量较其他指标的空间变异程度大,结构复杂程度较高。(3)土壤总盐、电导率、Cl-、SO2-4、Na+、Ca2+、Mg2+和K+分布趋势较为一致,由西北向东南方向递减,在老农区和原生荒漠地含量较高;土壤pH分布表现为从北向东南方向增加;HCO-3在土壤中含量最低,空间分布规律不明显。(4)对盐分指标间的灰关联度分析表明,对研究区盐分指标影响最大的是SO2-4、Cl-和Na+。  相似文献   

13.
ABSTRACT

Recently developed urban air quality sensor networks are used to monitor air pollutant concentrations at a fine spatial and temporal resolution. The measurements are however limited to point support. To obtain areal coverage in space and time, interpolation is required. A spatio-temporal regression kriging approach was applied to predict nitrogen dioxide (NO2) concentrations at unobserved space-time locations in the city of Eindhoven, the Netherlands. Prediction maps were created at 25 m spatial resolution and hourly temporal resolution. In regression kriging, the trend is separately modelled from autocorrelation in the residuals. The trend part of the model, consisting of a set of spatial and temporal covariates, was able to explain 49.2% of the spatio-temporal variability in NO2 concentrations in Eindhoven in November 2016. Spatio-temporal autocorrelation in the residuals was modelled by fitting a sum-metric spatio-temporal variogram model, adding smoothness to the prediction maps. The accuracy of the predictions was assessed using leave-one-out cross-validation, resulting in a Root Mean Square Error of 9.91 μg m?3, a Mean Error of ?0.03 μg m?3 and a Mean Absolute Error of 7.29 μg m?3. The method allows for easy prediction and visualization of air pollutant concentrations and can be extended to a near real-time procedure.  相似文献   

14.
阿拉尔垦区土壤盐渍化遥感监测及时空特征分析   总被引:1,自引:0,他引:1       下载免费PDF全文
及时准确掌握区域土壤盐渍化信息对盐渍土治理和土地利用可持续发展有着重要意义。以阿拉尔垦区Landsat 7 ETM+/8 OLI影像为数据源,采用盐分指数(Salinity index,SI)和归一化植被指数(Normalized difference vegetation index,NDVI)构建遥感盐分监测指数(Salinization detection index,SDI)模型,对阿拉尔垦区土壤盐渍化进行反演,分析近10 a垦区土壤盐渍化空间分布特征。结果表明:SDI模型与土壤实测电导率拟合度R2=0.7579,该模型可反演阿拉尔垦区土壤盐量;2011—2021年非盐渍土和轻度盐渍土面积分别增加318.22 km2和0.80 km2,中度、重度土壤盐渍化面积减少229.87 km2,盐土面积增加68.61 km2;阿拉尔垦区北部和南部地区的土壤盐渍化程度得到明显转好,中部和东部地区土壤盐渍化程度加重,垦区土壤盐渍化总体得到较好改善。SDI模型能较好反演阿拉尔垦区土壤盐渍化时空特征,可为阿拉尔垦区经济与社会发展提供一定的参考依据。  相似文献   

15.
Soil salinization is mainly an arid-zone problem leading to land desertification. It reduces soil quality and limits the growing of crops. The control of this problem involves inventorying, mapping, and monitoring soil salinity, which requires cost-effective, rapid, and reliable methods for determining soil salinity in the field, and rapid, specific data-processing methods. This paper shows the usefulness of an integrated methodology involving a hand-held electromagnetic sensor (Geonics-EM38) and the ESAP (Electrical conductivity or salinity, Sampling, Assessment and Prediction) software for assessing, predicting, and mapping soil salinity. The salinity of a 0.45-ha surface-irrigated plot was analysed by reading the EM38 at 161 locations, and by employing the ESAP software for calibrating the sensor, and predicting and mapping soil salinity at multiple depths. To calibrate the EM38 sensor, the electrical conductivity of the saturation extract (ECe) of 57 soil samples taken at 19 points was measured. The multiple linear regression (MLR) calibration model predicted ECe from EM38 readings with R2 ranging from 0.71 to 0.95 for the multiple-depth profile. Furthermore, the MLR calibration model provided field range average estimates of soil salinity. Fifty-seven percent of the field had ECe values above 4 dS m−1. The salinity levels and distribution in the root zone identified areas with inverted profiles, which revealed drainage problems. The integrated method presented is a breakthrough in the ability to accurately and rapidly assess soil salinity in agricultural lands.  相似文献   

16.
快速获取区域土壤盐渍化程度信息,对于盐渍化治理与生态环境保护具有重要意义。以银川平原为研究区,以盐分影响因子和盐分指数分别作为输入参数,建立支持向量机(SVM),BP神经网络(BPNN)和贝叶斯神经网络(BNN)3种土壤盐分预测模型,选取最佳模型进行研究区不同深度的土壤盐渍化预测。结果表明:(1)0~20 cm土壤盐分预测模型中基于影响因子变量组的BNN模型效果最佳,决定系数(R2)为0.618,均方根误差(RMSE)为2.986;20~40 cm土壤盐分预测模型中基于盐分指数变量组的BNN模型效果最佳,R2为0.651,RMSE为1.947;综合对比下,BNN模型的预测效果最好,可用于研究区土壤盐渍化预测。(2)银川平原主要是以非盐渍化和轻度盐渍化为主,0~20 cm土壤重度盐渍化及盐土共占总面积的11.59%,20~40 cm土壤重度盐渍化及盐土共占总面积的7.04%,20~40 cm土壤盐渍化程度较0~20 cm土壤盐渍化轻。  相似文献   

17.
为阐明祁连山青海云杉(Picea crassifolia)林分布带对其土壤碳、氮含量的影响,以分布在祁连山东段和西段的典型青海云杉林为研究对象,通过野外取样和室内分析,论述了青海云杉林浅层土壤碳、氮含量特征及其相互关系。结果表明:(1)祁连山东、西段土壤剖面有机碳含量均随土壤深度的增加而减小,但不同土层差异显著性不同,0~40cm含量分别为73.57±17.17g·kg-1和45.85±11.93g·kg-1;东、西段土壤剖面有机碳储量没有明显的变化规律,0~40cm有机碳储量分别为205.51±39.44t·hm-2和134.93±25.80t·hm-2。(2)祁连山东、西段土壤全氮含量随土层深度变化和不同土层差异显著性变化规律同土壤有机碳含量,0~40cm全氮含量分别为4.56±0.88g·kg-1和2.81±0.66g·kg-1;东、西段土壤全氮储量亦同土壤有机碳储量变化规律,0~40cm储量分别为12.77±2.08t·hm-2和8.38±1.56t·hm-2。(3)祁连山东、西段土壤剖面不同土层C/N比差异显著性变化规律相同,其C/N值分别为15.92±1.24和16.10±2.07;C/N比值大小主要取决于有机碳含量;线性分析表明,土壤有机碳与全氮含之间呈极显著的正相关关系,可用乘幂曲线模型Y=aXb较好地描述(p0.01)。上述研究结果可为祁连山水源涵养林建群种青海云杉林的经营和管理提供理论依据和数据支撑。  相似文献   

18.
Soil salinization is mainly an arid-zone problem leading to land desertification. It reduces soil quality and limits the growing of crops. The control of this problem involves inventorying, mapping, and monitoring soil salinity, which requires cost-effective, rapid, and reliable methods for determining soil salinity in the field, and rapid, specific data-processing methods. This paper shows the usefulness of an integrated methodology involving a hand-held electromagnetic sensor (Geonics-EM38) and the ESAP (Electrical conductivity or salinity, Sampling, Assessment and Prediction) software for assessing, predicting, and mapping soil salinity. The salinity of a 0.45-ha surface-irrigated plot was analysed by reading the EM38 at 161 locations, and by employing the ESAP software for calibrating the sensor, and predicting and mapping soil salinity at multiple depths. To calibrate the EM38 sensor, the electrical conductivity of the saturation extract (ECe) of 57 soil samples taken at 19 points was measured. The multiple linear regression (MLR) calibration model predicted ECe from EM38 readings with R2 ranging from 0.71 to 0.95 for the multiple-depth profile. Furthermore, the MLR calibration model provided field range average estimates of soil salinity. Fifty-seven percent of the field had ECe values above 4 dS m−1. The salinity levels and distribution in the root zone identified areas with inverted profiles, which revealed drainage problems. The integrated method presented is a breakthrough in the ability to accurately and rapidly assess soil salinity in agricultural lands.  相似文献   

19.
黑河下游土壤盐分分布特征   总被引:2,自引:1,他引:1  
赵玉  冯起  李会亚 《中国沙漠》2017,37(6):1196-1203
采用黑河下游面域土壤信息调研数据,结合层次聚类和地统计分析等方法,探讨黑河下游土壤盐分在水平方向和垂直方向上的变异特征,揭示黑河下游土壤盐渍化的程度和状态。结果表明:研究区土壤盐分表聚特征明显。土壤盐分及离子组分含量存在很强的变异性,变异系数0.42~1.99。黑河下游土壤盐渍化类型主要为氯化物-硫酸盐型,土壤盐渍化程度较为严重,盐土占比高达42.87%。从土壤盐分在水平方向上的变异特征来看,表土层土壤全盐在一定的区域范围内具有空间结构特征,符合球状模型分布,空间分布表现为斑块状格局。从土壤盐分在垂直方向上的变异特征来看,研究区土壤盐分剖面类型可分为表聚型、均匀型、振荡型和底聚型。  相似文献   

20.
Mapping soil salinity is difficult due to its large spatial and temporal variability. Remote sensing is widely used to lower survey costs, but existing studies usually analyze bare soils and make little reference to the halophytic plants and their role as salinity indicators.This paper aims to correlate soil characteristics (electric conductivity in saturation extract (ECe) and sodium absorption ratio (SAR) with the spectral response of plant species and bare soils, integrating an algorithm to allow multi-scale mapping using remote sensors.Ground radiance was measured on different plant species and bare soils. A Combined Spectral Response Index (COSRI) was calculated for bare soils and vegetation by adjusting the normalized difference vegetation index (NDVI). ECe and SAR were determined in surface soil samples. Correlation coefficients between COSRI and soil salinity were obtained and a model was adjusted to predict soil salinity. Landsat-ETM and airborne digital images were used to calculate raster maps of COSRI, and ECe and SAR were estimated using adjusted models. Correlation between COSRI and ECe and SAR was of −0.885 and −0.857, respectively. Variance accounted for by exponential models for ECe and SAR was of 82.6% and 75.1%, respectively. It may be concluded that the method is an easy, low-cost procedure to map salt-affected areas.  相似文献   

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