土壤盐碱化及其防治措施

[ 摘要] 根据水文地质学原理分析土壤盐碱化产生的原因, 并为土壤盐碱化的防治措施提供了可靠的依据。

[ 关键词] 土壤盐碱化; 水文地质; 防治措施

1 土壤盐碱化的成因

在干旱、半干旱的气候条件下, 地下水径流不良, 潜水埋藏又较浅的地区, 极易产生土壤盐碱化。在这些地区溉,特别是不合理的灌溉时, 会使潜水位迅速抬高致临界深度, 甚至接近地面。由于地下水和土壤水分不断蒸发, 土壤盐分剧增而产生次生盐碱化或使原生盐碱地的程度

加重。因此地下水是土壤发生盐碱化的决定条

件。

11 1 地下径流滞缓

地下水在运动过程中, 能溶解岩石或成土母

质的盐分; 河水在补给地下水时, 也同时把水中

的盐分带到地下水中, 这些都促成了地下水含有

一定的盐分。在地下水运动过程中, 有受地形、

地貌、成土母质的影响, 在不同的地貌部位, 地

下水埋藏深浅、径流通畅与滞缓、地下水矿化度

高低等均有差异, 而影响到土壤的积盐状况。一

般地势越低, 地面和地下径流不畅通, 地下水埋

藏越浅、矿化度越高, 土壤越易发生盐碱化, 反

之则不宜发生盐碱化。

11 2 地下水位的升高

农田灌溉本来是缺水地区增加农田生产的有

效措施。但是, 如果灌溉不合理, 例如单纯引地

表水灌溉, 有灌无排, 灌水定额过高, 大水漫

灌, 渠道渗漏等, 都会给地下水增加新的补给

量, 破坏地下水的天然收支平衡, 引起地下水位

升高。上升的速度与地形和岩性有关, 在地形坡

度较大的地方, 原来水位埋藏较深, 地下水流坡

度和流速也较大, 水位上升速度较慢, 一般不宜

形成次生盐碱化。在低平的地段则相反, 原来地

下水位埋深就较小, 地下水流坡度和流速都小,

多呈停滞状态, 灌后极易加速地下水位上升。由

于不断地蒸发, 土壤表层逐渐积盐。

岩性条件决定毛细水上升高度和渗透性。粘

土层的毛细上升高度大, 上升速度和毛细水流量

均小, 地下径流速度也小。所以, 当包气带土壤

中有大于10 cm 的粘土层存在时, 有人认为应该

看作是隔水层和隔盐层。而亚砂土及亚粘土, 粉

砂的毛细上升高度虽较粘土为小, 但它们的上升

速度和所运移的毛细水流量均较大。所以, 对

水、盐运移作用大, 灌溉后也易于抬高地下水

位, 形成次生盐碱化。

地下水位是决定性因素。一般地下水位埋深

越浅, 则潜水蒸发量越大, 土壤积盐越重。即使

在地下水矿化度较低的情况下, 如果地下水埋深

较浅时, 由于地下水因蒸发进入土壤中的水分较

多, 也携带较多盐分, 使土壤积盐。如地下水矿

化度在2~ 3g/ l 左右, 地下水埋深在11 5m 左右,

即便在夹粘土的轻质土的条件下, 土壤仍会发生

积盐。只有地下水控制在不致因蒸发而使土壤积

盐的深度, 土壤才不发生盐碱化。

11 3 地下水和土壤中的含盐量

地下水或土壤中含有一定量盐分, 土壤才会

产生盐碱化。否则, 地下水位抬高也只能形成湿

地或沼泽。

一般地下水埋深相同的情况下, 地下水矿化

度越高, 地下水向土壤中补给的盐分就越多, 土

壤积盐越重。即使地下水埋藏较深, 蒸发量较

少, 但因其矿化度高, 随毛细管水进入土壤的盐

量也大。在砂壤的条件下, 当地下水的矿化度在

10~ 15g/ l, 地下水埋深在21 8 m 时土壤仍会发

生积盐。高矿化度地下水对底土盐化的影响尤为

明显。有的地方表土含盐很轻, 但由于地下水矿

化度高, 底土仍处于轻度或重度盐化状态。

上面概括谈到了产生次生盐碱化的主要原

因, 它们之间是互相联系的。尤其是后两个原

因, 因为只要含有一定量有害盐分的地下水升高

到一定成度, 就可发生次生盐碱化。有一个因素

不会产生盐碱化, 如地下水矿化度再高, 而水位

很低, 盐分运移不上来, 也不能出现盐碱化。

旱、涝、碱三害往往同时存在, 是有其内部

联系的。由于旱, 特别是春旱, 在地下水位较

高、径流条件差的情况下, 含盐地下水强烈蒸

发, 形成盐碱地。夏秋季节雨水集中, 发生涝

灾, 使水位抬高, 又给盐碱化创造了条件。

2 土壤盐碱化的防治措施

对于土壤盐碱化的预防和治理, 一般是从

旱、涝、碱综合治理入手, 而有灌有排, 调空地

下水位, 则是防治盐碱化的根本措施。应本着以

防为主, 防治结合原则进行治理。在拟定防治措

施之前应进行水文地质调查研究, 着重观测和研

究地下水和土壤盐分的动态变化。在此基础上采

取科学的治理措施。

21 1 合理灌溉

这是一种预防措施, 主要是控制灌溉水对地

下的过量补给, 将地下水位限制在临界深度以

下。

这类措施中包括: 严格控制灌溉定额, 改善

灌溉方法; 减少水库渠道渗漏; 设置排水网等。

这样既节约了灌溉用水, 控制了地表水的过量渗

入, 又可把节约的水量用于扩大灌溉面积。如果

条件允许, 采取渠灌和井灌结合, 既开采地下水

又补给地下水, 这样更容易控制浅层地下水位。

正确制定灌水定额, 有计划用水。主要抓:

统( 对水源的利用统一安排) 、算( 水帐、田亩、

时间、劳动) 、配( 定配水次序和时间) 、灌( 贯

彻丰产的灌溉制度和合理灌水方法) 、定( 人员、

职责) 、量( 量水和灌水因素数据) 等六个环节。

进行防渗处理, 减少库、渠的渗漏。在难于

处理或处理后仍渗漏时, 应在下游适当位置开挖

截流沟以降低下游的地下水位。沟的深度应以既

能降低下游的地下水位, 又不增大库区渗漏量为

标准。在灌区内渠道很多, 应从砂质土渠段开始

进行防渗工作, 可以采用泥沙充填、夯实或建筑

防渗层等方法。

21 2 人工排水

人工排水是控制地下水位的有效措施。实行

有灌有排, 排灌结合, 控制地下水位在临界深度

以下。这样既防盐碱又防涝, 同时能加强浅层地

下水交替作用, 使灌溉水和大气降水渗入过程中

不断淋洗土壤中的盐分, 将其带入地下水中, 促

使土壤向脱盐方向转化。

21 21 1 河渠排水

修建河渠系统, 不断将多余的地下水排走,

达到控制地下水位和制碱的目的。根据经验, 排

水沟对于土壤脱盐的作用与排水沟的深度和土质

有关。一般排水沟单侧脱盐影响范围与沟深的关

系为: 轻质土沟深11 7~ 4m 时, 脱盐影响范围

为沟深的80~ 100 倍, 粘质土沟深1~ 21 5m 时,

脱盐影响范围为沟深的80~ 130 倍。

21 21 2 竖井排水

在某些水文地质条件下, 适于采用垂直排水

系统降低地下水位。当浅水含水层下伏承压水含

水层有密切水利联系, 且承压含水层的侧压水位

高于潜水水位时, 承压水便不断补给潜水, 这时

用排水沟往往不能有效地降低潜水位, 而要用竖

井抽取承压水。当承压水水质符合灌溉要求时抽

出的水还可以用于灌溉, 如不符合灌溉要求, 则

可在水平排水沟底上每隔一定距离打一小口径竖

井, 使承压水通过井口自流排泄, 可节省抽水的

动力消耗。

当下部承压含水层与潜水含水层联系不密切

时, 也可直接在潜水层中抽排。为了加强排水效

能, 可采用各种水量大的井型, 例如辐射井、井

群等。如果水质符合灌溉要求时, 排除的水用于

灌溉, 在这种情况下, 垂直排水比水平排水更为

经济合理。

21 21 3 植物排水

树木在生长过程中, 通过叶面蒸发排除大量

的水分, 在一定条件下可以降低地下水水位。一

棵15 年的柳树每年通过叶面蒸发消耗911 4m3

水, 杨树为821 9 m3 水。据研究灌溉渠系林带的

排水影响范围可达200m, 潜水位下降最大的地

方可达11 6m。

一般多在灌溉渠旁植树, 利用它吸收渠道侧

渗补给地下水的水量, 以消除灌溉渠道两侧可能

产生的次生的盐碱化或沼泽化, 这就代替了截渗

沟的作用。

21 3 洗土

即用淡水冲洗土壤, 溶解土壤中的盐类, 使

其进入地下水中, 再用人工排水的方法将其排

走。洗土要与排水结合, 要在适当的时期进行,

并制定合理的冲洗定额, 选择适当的水质和水

温, 否则不但达不到脱盐的目的, 反而引起积

盐, 加重土壤盐碱化。对于碱土, 单纯用水冲洗

还不能达到改良的目的, 必须同时加入石膏以中

和碱土, 以及防止由于钠盐土脱盐而向碱土转

化。

21 4 严格防止地下水矿化度增加

主要防止开采地段地下水咸化, 防止高矿化

度水进入井内以保证淡水灌溉, 尽量减少盐分积

累, 只要保证地下水含盐量不高, 在其他条件不

变的情况下, 也可减轻土壤盐碱化的程度。其次

在使用矿化度超过2g/ l 的地下水灌溉时, 要严

格控制和采取相应的措施, 以免扩大土壤盐碱

化。

21 5 配合适当的农工技术措施

土壤盐碱化往往是多种因素综合作用的结

果, 正确的农业技术措施也是改碱不可缺少的,

一般是采取平整土地, 精耕细作, 增施有机肥,

修条田, 衬砌渠道措施。这样, 一方面可以节省

灌溉, 提高灌溉质量; 另一方面可以改善土壤结

构, 增加土壤的透水性和透气性, 切断毛细水上

升的通道, 减少土壤水分蒸发, 起到防治次生盐

碱化的作用。

总之防治土壤盐碱化一定要/ 碱、涝、旱兼

治, 蓄、灌、排兼施0, 因时因地制宜地采取措

施。

土壤盐碱化是和水的运动分不开的, 水的运

动又受旱涝的支配, 旱、涝是碱的主要成因, 而

碱害抑制作物生长, 又会加重旱、涝灾情。防碱

治碱需要消除旱涝, 而治理不当又会加重盐碱

化。可见这三大害相伴发生, 互为因果。在治理

碱、涝、旱灾害当中, 应当把防碱治碱放在首

位, 兼治旱、涝。消除碱、涝、旱的根本措施是

灌溉排水。为了加速土壤脱盐和用水洗碱, 需要

灌溉, 有了灌溉, 作物不受旱碱威胁, 晚苗减

少, 就有利于抗涝。防止涝灾必须排水, 防止土

壤次生盐碱化也必须排水。所以, 必须灌排并

举, 才能逐步根除碱、涝、旱灾害。

3 结语

信息网络化对经济和社会的可持续发展产生

了深远的影响, 同时也对推动和实现水资源的可

持续利用产生了积极作用。水资源管理和水信息

交流应重视发展因特网和充分利用因特网。水资

源可持续利用的因特网战略包括建立中国水门户

网站, 构筑水信息公共平台; 利用因特网推动水

行政部门电子政务和水务公开; 通过因特网实现

水基础数据共享等。

土壤盐渍化及其治理措施研究综述

摘　要:土地是人类赖以生存及其一切社会活动的基本条件。土壤盐渍化是当今世界上土地荒漠化和土地退

化的主要类型之一,也是世界性的资源问题和生态问题。土地盐渍化对地区的农业生产和生态环境造成很大

影响。因此,较准确的分析土壤盐渍化的空间变异特征及变异尺度,揭示其分布规律来防治区域土壤盐渍化具

有重要意义。本文首先提出了盐渍化的相关概念,然后对导致土壤盐渍化的主要因素及其土壤盐渍化的研究

目标、研究方法进行全面阐述。结论表明土壤盐渍化的时空变化及其与导致这种变化的驱动力之间的因果反

馈关系足够有效地揭示人为和自然因素与土壤盐渍化之间相互作用的内在机制,而且可以此来预测其未来发

展趋势。最后在此基础上,提出了防治土壤盐渍化的综合性建议以及土壤盐渍化研究中急待解决的研究课题

及其有效的研究手段,从而为进一步拓展和深化土壤盐渍化研究的内容及水平打下了牢固基础。

关键词:遥感;盐碱地;成因;研究方法;治理

前言

近年来随着可开发土地的逐渐利用,人们己经

将注意力转向干旱半干旱地区,而在这些地区由于

水资源匮乏,农业节水己成为水资源管理的重要问

题,而且由于降雨、灌溉和蒸发的交替作用,盐分在

非饱和带土壤中不断积累,形成次生盐渍化。土壤

盐渍化和次生盐渍化目前已经成为全世界共同面临

的一个全球性环境问题。土壤盐渍化是涉及资源问

题和生态环境问题,它直接影响了粮食的生产,是农

业开发和农业可持续发展的重大限制条件和障碍因

素。因此,利用传统手段及其遥感这种具有宏观、综

合、动态和快速等特点的高新技术研究盐碱地的性

质、范围、地理分布、盐渍程度等方面的信息,是治理

盐碱地和防止其进一步恶化的必要前提,加快对盐

渍化的动态监测及治理有其重要意义。

加强对盐渍化土地的科学管理和改善、提高土

地资源利用率,是关系经济发展、社会稳定、地区协

调发展和最终实现共同富裕的重大举措,是改善生

态环境的重大问题。以改善发展条件,为可持续发

展服务为主要研究目的,对区域盐渍化的分布进行

全面的定量监测,实现合理、协调地开发和利用国土

资源,决定综合治理、利用方向和措施,对区域的生

态平衡、经济建设和进行农业可持续发展起到至关

重要的作用。

1　土壤盐渍化的相关概念

盐渍土是盐土和碱土以及各种盐化、碱化土壤

的统称。盐土是指土壤中可溶盐含量达到对作物生

长有显著危害程度的土类。碱土则含有危害植物生

长和改变土壤性质的多量交换性钠,又称钠质土。

中国所说的盐渍土相当于美国分类有关土纲中的盐

化、碱化土类,相当于联合国分类的盐土、碱土单

元[ 1 ] 。

盐渍化按其成因可分为原生盐渍化和次生盐渍

化两种。由于自然环境因素:气候、地质、地貌、水文

和土壤条件等而导致的土壤盐渍化是原生盐渍化,

而次生盐渍化是人类对土地资源和水资源不合理利

用而引起区域水盐不平衡的结果(关元秀, 2001) 。

盐渍土的形成主要是可溶性盐类在土壤表层重新分

配的结果,而盐分在地表层的迁移和聚集是在一定

的环境条件下形成的。造成土壤盐渍化的条件,概

括的说,有自然条件和人为因素两方面。近代观点

认为,盐渍土的盐来源于三个方面:岩石中盐类的溶

解,工矿废水的注入和海水的渗入。盐的迁移和在

土中的重新分布,主要靠水流和风力来进行,因此,

盐渍土的形成及其分布,均由当地的地理、地形、气

候以及工程地质和水文地质条件等自然因素决定。

人类的活动也能造成土的盐渍化,形成次生盐渍土。

经过前人多年的研究,归纳起来,盐渍土的形成主要

由于以下几个原因:由含盐的地表水蒸发形成;由含

盐的地下水通过毛细作用上升到地表蒸发形成;由

含盐的海水蒸发及由盐湖、沼泽退化而成;由人类不

合理的土地利用等原因形成。

2　土壤盐渍化驱动机制研究

土壤盐渍化的过程和机理比较复杂。它的形成

是自然因素影响和人类活动作用下的一种土地退化

形式。干旱半干旱地区脆弱的生态地质环境是形成

土壤盐渍化的客观基础。地质条件﹑土壤条件、低

平的地势、多大风、地下水、地下水矿化度、蒸发、含

盐母质、干旱少雨的气候条件等因素是影响土壤盐

渍化的重要自然因素; 此外,人类不合理的经济活

动,如过垦、过牧、不合理的灌溉排水条件、人口数量

与分布的变化、耕地的需求等人为因素也加速了土

壤盐渍化的发展。

2. 1　自然因素

自然因素是盐渍化生成过程中的主要影响因子

之一;研究表明,自然因子对土壤盐渍化的发生具有

重要作用,其中地下水位、地下水矿化度、蒸发量、降

水量、地形等是主要因素[ 2 ] 。

2. 1. 1　地下水位

土壤盐渍化是干旱区地下水参与表层地球化学

建造最典型的例证。地下水与土壤水之间的水力联

系,直接影响土壤毛管水的存在形态(分支持水、悬

着水和接触水) ,影响土壤水分液态运动的连续性

和土壤水分的汽化与蒸发强度,从而影响土壤的积

盐状况[ 3 - 4 ] 。具体地说,地下水位埋藏较浅,地下水

矿化度偏高,地下水由于蒸发的动力作用向地表移

动,将水中的矿物质带入土壤中,形成盐碱土。

2. 1. 2　含盐母质及其地表水

盐渍地的盐分组成与母盐的类型和成分有密切

的联系。雄厚的含盐母质是区域土壤盐分的主要物

质基础。如果区域的母质盐源丰富的话,由含盐地

层风化的成土母质,通过地表水和地下水把含盐地

层的盐分带到平原,使地面水和地下水的矿化度逐

渐增高,成为土壤盐分的主要来源。地表水和地下

水的补给成为盐渍地形成的动力。

2. 1. 3　气候条件

土壤发生盐渍化和其当地的气候有着直接的联

系,气候是土壤发生盐渍化的驱动因子。在气候要

素中,以降水和地面蒸发强度与土壤盐渍化的关系

最为密切。降水量和蒸发量的比值反映了一个地区

的干湿情况,同时它也反映该地区的土壤水分状况

及土壤积盐情况。

蒸降比———是指蒸发量对降水量的比例。

按理论来说,在体积不变的情况下,如果蒸发量

和降水量的比例ψ = 1时,土壤的碱性和盐性成分

浓度不变,盐渍化程度从第一种程度跳到第二种程

度的可能性非常小;蒸发量和降水量的比例小于1

时,土壤碱性和盐性成分浓度不断提高,盐渍化状况

从好到坏的方向发展。蒸发量和降水量的比例大于

1时,恰好相反。干旱地区强烈的低降雨量和高蒸

发量、高干燥度,是研究区土壤盐渍化的动力机制,

使得土壤中盐分含量升高。风力侵蚀和搬运对土壤

盐渍化的发生也起一定的作用。

2. 1. 4　坡度

坡度是坡的陡峭程度。地面坡度是决定地表物

质与能量再分配的关键地形因子。坡度影响着地物

流动与能量转换的规模与强度,也是制约生产力空

间布局的重要因子[ 5 ] 。在盐分和碱分的迁移过程

中,水作为主要的承载体受地面坡度的影响很大。

海拔高度越低、坡度越小,盐分和碱分积累的可能性

越大。

2. 2　人为因素

人文因素会改变土地覆盖/利用的格局以及区

域水文过程,并和自然因素一起共同作用于土壤盐

渍化过程。人为的土壤盐渍化是由于不合理的耕

作、不正确地利用水以及土地资源的不合理利用引

起的,这是形成次生盐渍地的重要因素。

人为因素对盐渍化危险度有两个方面的作用,

第一是正作用,如果人类开发利用,灌溉方式不合

理,盐渍化危险度程度提高;第二是反作用,当人类

意识到盐渍化灾害的时候,人类利用当前的技术和

经济,防止盐渍化,提高防盐渍化的措施。

(1)人类不合理的生产和生活活动促使了土壤

盐渍化的发生。过去片面地执行以粮为纲的方针,

盲目毁草开荒,致使相当部分宜牧草原垦为耕地。

草原被开垦后,由植被生长而存在的地表“淡化层”

被破坏,盐分由深位随蒸发而升到表层,产生盐渍

化。

(2)由于粗放的农业用水方式和落后的灌溉技

术,加剧了地下水与地表水之间的转化频率和强度,

使得区域地下水与地表水化学特征发生明显改变,

同时也影响灌区周围和灌区内部一些荒地或夹荒地

的地下水位上升,成为干排荒地,导致这些地区土壤

盐分积累增加,成为发生土壤盐渍化的隐患。

(3)人类可以通过修建排碱渠等方法来影响区

域的盐渍化情况。盐渍化发生过程中地下水位和土

壤本身的盐碱成分起主要作用,排碱渠就是通过以

上原理提出的,是降低地下水位、排出盐碱成分,控

制盐渍化的有效方法。

自然因子变化和人为因子影响下的土壤盐渍化

过程的驱动因子包括气象因子、地学综合体因子和

土地管理因子[ 2 ] 。三种因子耦合作用于土壤盐渍化

过程。地学综合体因子包括地形、水文地质和土壤

等。土地管理因子包括农田灌溉排水系统,地下水、

地表水灌溉,水资源利用调配以及土地利用方式等。

就流域而言,影响土壤盐渍化过程的土地管理因子

更多的是流域水资源的调配利用方式和土地利用状

况。就短暂的时间研究尺度而言地学综合体中的地

形、土壤性质等因子变化较小。

总体而言,盐渍地的形成因素研究结果表明:干

旱荒漠气候是形成盐渍地的前提条件,母岩和母质

含盐是形成盐渍地的物质基础,地表水和地下水的

补给是形成盐渍地的动力,人为因素是形成灌区次

生盐渍地的重要条件。

3　土壤盐渍化研究的总体目标

据估计,全球有9亿5 000万公顷的土地受到不

同程度的盐渍化危害,其中每年大约有1 000万公顷

土地因盐渍化而废弃[ 6 ] 。土壤盐渍化既涉及资源问

题和生态环境问题,又与农业可持续发展密切相关。

专家一致认为,在世界范围内过去已经有大面积次生

盐渍化的发展,而且随着新灌区的建立,盐渍化仍在

不断产生、恶化。因此,只有加强土壤盐渍化监测以

及预测预报的研究,才能防患于未然,避免由于土壤

盐渍化给农业生产及人类生活带来巨大损失。

土壤盐渍化的研究目的是有效治理和可持续利

用。导致干旱区土壤盐渍化的主要原因是人类不合

理利用水土资源,所以治理的根本是转变人的观念,

确立“人地协调”发展的观念,以水利建设为龙头,

重建良好的水循环系统,把综合治理和分区域治理

相结合,提出具有针对性和可操作性的治理对策。

因此,制定合理的水资源分配方案,建立科学的水盐

调控体系,较准确的分析土壤盐渍化的空间变异特

征及变异尺度,揭示其分布规律,防止和治理灌区的

土壤次生盐渍化,农业节水,盐渍化防治,中低产田

的改造和治理,维护干旱区绿洲的稳定与安全等都

具有十分重要的意义。只有把盐渍化、沙化治理与

发展农业结合起来,只有把关键技术手段与农业经

济结合起来,才有可能确保生态环境良性循环与区

域经济可持续发展。

4　土壤盐渍化研究方法

传统的野外定位观测只能从点的观测和测量记

录着手,把它连接成线,再延展到面,归纳形成宏观

的区域概念,即从局部到整体,从微观到宏观,这需

要较长时间的数据积累和处理过程。这种方法不仅

费时、费力,而且测点少,代表性差,无法实现大面积

实时动态监测。这一过程往往落后于自然变化过程

的周期。

随着遥感技术和图像处理技术的不断发展,利

用遥感手段将是监测土壤盐渍化的主要手段。土壤

盐渍化遥感监测应以遥感影响为主要依托,辅以传

统的定位观测和野外调查,并结合已有的研究成果,

通过遥感影像分类及后处理工作来提取有关盐渍化

土地的性质、范围、分布、盐渍化程度、变化等方面的

信息。另外,还可以通过遥感技术来掌握土地利用、

耕作制度、排灌条件等与土地盐渍化有关的信息。

从目前的研究看,盐渍化土壤时空变化成为主要的

研究热点和趋势,其主要的研究手段是结合RS、GIS

专家系统以及系统动力学模型等对土壤盐渍化的模

拟与预测[ 7 - 11 ] 。

总的来说,国内外已有的土壤盐渍化遥感监测

方法有:利用航空雷达对盐渍化土壤的提取; RS、

GIS和数学模型相结合进行土壤盐渍化的管理、信

息提取、监测与预报;对遥感信息单要素分类与遥感

信息综合分类进行比较研究并改善盐渍化程度分类

的精度和客观性;通过决策树方法建立盐渍化土壤

信息提取模型,实现基于知识的盐渍化土壤信息的

自动提取;利用H IS和PCA变换来对低分辨率数据

与高分辨率全色数据进行融合分析能更清晰地确定

不同级别盐渍土; 利用TM数据,基于地物光谱特

征、野外调查建立的地物与影像之间的关系以及土

壤和地下水监测数据的辅助,常规监督分类法和改

进的图像分类法来提取不同盐渍程度的盐碱地;通

过分析土壤的光谱特征,得到盐渍化土壤的光谱信

息特征来提取盐碱地;用LANDSAT卫星遥感影像

数据,利用监督分类、NDV I指数等遥感影像处理方

法来进行土壤盐碱分布的应用研究;在对遥感图像

进行拉伸、比值、增强、二值化等处理的基础上,采用

监督分类与非监督分类相结合的方法对土壤盐渍化

进行研究;利用高光谱数据来进行盐渍化土壤制图

研究并对土壤盐渍化实行分类等。

此外,数学模型与GIS及人工神经网络相结合

建立土壤盐渍化监测与预报模型;基于模糊分类方

法进行盐渍化土壤制图;利用条件概率网络的土壤

融合及建立土壤盐渍化动力学模来监测并评价盐渍

化土壤;利用灰色关联分析的方法研究各个空间影

响因子对土壤盐渍化时空演变的作用力大小,找出

土壤盐渍化发生变化的主要驱动因子,预测将来土

壤盐渍化的发展趋势等数学方法也是在土地盐渍化

研究中比较广泛应用的研究方法。

5　土壤盐渍化防治的几点建议

土壤盐渍化研究最终目的应该是更好地为土壤

盐渍化预防和治理服务,促进生态、环境、经济和社

会的可持续发展。干旱地区自然环境条件决定了土

地盐渍化发生和发展的必然性,它的作用相对稳定。

而人为因素是盐渍化时空变化的主导因素,人类活

动对于植被、地下水、土壤等自然要素的正反两方面

的深刻影响,则说明了土地盐渍化的可调控性。因

此,在防治盐渍化工作中,必须抓住人为因素对土地

盐渍化的影响。

(1)控制人口数量、提高人口素质,减少人口对

土地资源的压力。区域大量开荒、放牧等活动导致

天然植被破坏,植被地面覆盖率急剧下降。对植被

的破坏加剧了土地沙化、盐渍化,最终导致绿洲生态

稳定性降低,生态更加脆弱。因此,要努力控制人口

数量,减轻人们生产生活对环境的压力,规范人们的

行为,提高人们对土地的管理利用水平来减轻土地

盐渍化的发生。

(2)水利工程措施:合理的利用水资源会使生

产、生态良性发展,而不科学的水资源利用方式会引

起地下水水位和水文过程的变化,最终导致土壤的

盐渍化。利用排碱渠及排水站等水利工程措施可以

有效地防治土地盐渍化情况。排碱渠是干旱区人们

在治理盐碱方面提出的简单而有效的措施之一。灌

区排水工程应完整配套,符合防盐排盐的排水标准,

有效地控制地下水位,在低洼易涝地区还应满足防

涝排水要求。必要时还应修建截流或截渗沟,防止

地面径流和地下水的汇入,减少灌区内地下水的补

给来源,减轻土壤盐分的转移。

(3)农业技术措施:通过农业技术措施可以防

止返盐,降低盐渍化程度,提高作物产量。还可使土

壤中现有盐分重新分配,表层含盐量降到作物耐盐

度以下,达到合理利用盐渍化耕地的目的: ①平整土

地:耕地盐渍化的发生常与地表不平整有关系,因而

应重视土地的平整工作,特别是应做好渠旁取土坑

的回添防止积水。②增施有机肥:在盐渍化耕地上

增施有机肥,能改善耕层结构及物理性状不良的特

点,有效地控制土壤毛管水的强烈上升,从而显著地

减轻地表积盐。

(4)种植措施: ①种稻洗盐:在盐渍化土地上,

如果有足够的水源灌溉,又有良好的排水条件,种植

水稻是脱盐改土的有效措施。但是如果没有健全的

排水系统,切忌盲目扩大水稻面积,同时还要注意排

水,造成异地污染。②种植耐盐植物:在盐渍化土壤

上种植耐盐植物,如,向日葵、甜菜、籽粒苋、棉花等

可在盐渍化土壤治理中发挥重要作用。在灌排水渠

系两侧和末端地区种植芦苇和红麻可充分利用渠道

两侧的湿地和盐渍化土地,吸收土壤中大量盐分并

且可减少蒸发、抑制土壤返盐。③实行草田轮作、套

种:在地下水位较高的旱田区,极易发生土壤盐渍

化。实行草田轮作、套种不仅能增加土壤有机质和

速效养分而且还可以改善土壤物理性状,增加土壤

的孔隙度,提高土壤的持水量和透水性,抑制返盐。

粮草套种后粮食和牧草都不会减产。

6　总结

利用遥感手段分析土壤盐渍化,前人所做的工

作已经较为瞩目。但是利用多极化、多波段微波遥

感数据(Radarsat、Envisat等)测定一定深度的土壤

水分、地表层温度和地下水等盐渍化的有关因子,及

时掌握盐渍地的性质、地理分布及盐渍程度等方面

都需要我们不懈地努力。

综上所述,国内外土壤盐渍化研究呈现了比较

快速发展的趋势,同时很多问题急需解决。归纳起

来主要表现为:

(1)基于土壤光谱特征的土壤盐渍化遥感监测

研究是现阶段的主要研究方法。遥感影像是以像元

为基本单位来检测和获取地物信息的。很多时候一

个像元所含的信息不是单纯一种地物的信息。它是

包含多种地物信息的混合像元。混合像元问题不仅

影响地物识别分类精度,而且是遥感技术向定量化

深入发展的重要障碍,同时光谱特征也是研究土壤

盐渍化的一个障碍。为了解决这个问题,需要对混

合光谱的形成机理进行深入的研究和补充。

(2) 雷达影像对盐渍地信息的提取存在较多的

理论空白。就应用而言,也无成熟的应用模式。利

用雷达影像并通过决策树分类方法、多源信息融合

技术以及灰色关联分析法等多种方法相结合来分析

区域盐渍地信息也是目前的研究干旱区盐渍化情况

的主要研究趋势。

(3)由于区域土壤盐渍化发生系统的复杂性,

现阶段土壤盐渍化的研究偏重于自然因素的作用,

对于自然和人为因素共同作用的土壤盐渍化时空演

变可视化模拟与预测还不够成熟。对于土壤盐渍化

遥感信息的提取主要是基于土壤的光谱特征,信息

提取精度和信息提取方法有待提高。

(4)中国盐渍土遥感监测研究现状,主要受中

国各大盐渍土分布区所拥有的遥感数据所限。遥感

数据缺乏问题成为盐碱地研究的一个障碍。因此,

在中国急需提高盐碱地遥感监测研究水平的情况

下,遥感数据的缺乏也是一个亟待解决的问题。

(5)植被的生物物理特性、植被指数与土壤盐

分的关系,以及如何充分利用植被这一间接特征,揭

示土壤表层与植被根部之间的土壤盐渍化状况、扩

展探测深度,并为土壤改良、土地利用规划提供依据

还有待进一步研究。

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土壤地理学学年论文