基于遥感技术的干旱区土地盐碱化分级_亢庆
第20卷第3期干旱区资源与环境Vo l.20No.3 2006年5月Jo urnal o f Arid Land Reso urces and Enviro nm ent May.2006
文章编号:1003-7578(2006)03-144-05
基于遥感技术的干旱区土地盐碱化分级*
亢庆,张增祥,赵晓丽,于嵘
(中国科学院遥感应用研究所,北京,100101)
提要:通过分析干旱区土地盐碱化环境的地表景观特征和遥感信息特征,基于SPOT、ASTER多平台多波段遥感数据和DEM、土壤样品分析数据等多源数据,采用光谱角度制图
(SAM)的遥感图像分类方法对实验区土地盐碱化程度进行了分级制图。该方法对常规数据
的依赖性较小,适于西部干旱地区的土地盐碱化快速监测和评估。
关键词:遥感;土地盐碱化;干旱区;监测;分类
中图分类号:X87文献标识码:A
盐碱化是干旱地区土地退化的一种主要形式和诱因。我国西部干旱地区,在干旱的荒漠气候、富含盐分的母质、地表和地下水的动力作用以及特殊的地形等因素的综合作用下,形成了大面积的土地盐碱化现象。这些地区通常地处偏远,大范围的实地调查研究工作很难开展,而遥感技术在土地盐碱化的快速监测方面可发挥其优势。
土地盐碱化的遥感监测研究工作始于20世纪70年代,随着遥感技术、GIS技术和GPS技术的发展,经历了从目视解译到基于数字图像处理的计算机自动分类等阶段,也经历了一个静态定性研究到动态定量研究的发展历程。目前,对土地盐碱化程度进行定量和半定量的遥感检测方法多采用基于GIS技术的多源数据融合与集成。但其精度很大程度上由常规辅助数据决定,例如:地下水埋深、地下水矿化度等[1,2]。这类方法对于地广人稀、基础数据缺乏的西部干旱地区并不适用。
本文在分析西部干旱区土地盐碱化景观特征的基础上,依靠和充分利用遥感信息,采用光谱角度制图(SAM)的计算机分类方法提取土地盐碱化的信息,并对盐碱化程度进行了快速评估和分级制图。
1实验区及数据选择
1.1实验区的环境背景
实验区位于新疆艾比湖洼地,东经82b03c00"至83b14c24",北纬44b23c43"至45b05c06",南北和东西长度均为60km,属博尔塔拉蒙古自治州的博乐市和精河县辖区内。艾比湖地处天山北麓,北临阿拉山口,长约35km,宽约18km,海拔189m,湖水面积500km2左右,是准噶尔盆地西部的最低洼地和河流汇集中心,有奎屯河、博尔塔拉河、精河、四棵树河四条河流注入。该地区属温带干旱性气候,光照充足,干燥少雨。年蒸发量1626m m,年降水量不足100m m。独特的地形构造、富含盐分的母质环境、干旱的气候以及地表、地下水的动力作用,使艾比湖地区发生强烈的积盐活动,成为新疆第一大咸水湖。建国以来由于对该流域几大河流农垦开荒,下游水量减少或断流,引起湖面缩小,土地次生盐碱化明显。该地区具有干旱区土地盐碱化的典型特征[3]。
实验区北临艾比湖,南部和西部分布洪积扇和固定沙丘,中部和东部为湖区和湖滨平原,地势西南高,东北低。博尔塔拉河和精河由南向北汇入艾比湖。北部和西部的洪积扇和固定沙丘上植被稀少,主要生
*收稿日期:2005-03-25。
基金项目:中国科学院知识创新工程重要方向项目(KZCX3-SW-334):生态安全相关要素的定量遥感关键技术研究。
作者简介:亢庆(1973.5)男,汉族,籍贯:河南济源市,中国科学院遥感应用研究所博士生,研究方向为国土资源遥感。k qin g531@ https://www.360docs.net/doc/183653856.html,)
长野生的梭梭、骆驼刺等耐旱植物。中部和东部湖滨平原大部分已开垦,种植棉花、玉米等作物。博尔塔拉河、精河两岸及湖边地区有沼泽分布,因土地盐碱化严重,生长了芦苇、珍珠柴、胡杨等耐盐自然植被。除农田和盖度不高的自然植被分布区外,因干旱和盐碱作用,该地区有大量的地表裸露。
1.2 遥感数据的选择
Csillag,Pasztor 和Biehl 在研究中曾提出区分不同盐化和碱化过程土地状态的五个光谱段,分别为:可见光(0.55-0.77L m),近红外(0.9-1.3L m),中红外(1.94- 2.15,2.15- 2.3,2.33- 2.4L m)波段[7]。为了充分利用遥感信息,本研究选用了覆盖这些波段的SPOT4图像(2004年7月12日)和AST ER 图像(2004年7月15日)作为数据源,将13个波段数据组成了遥感数据集(表1)。
表1图像数据波段组合T ab.1Dataset o f images
波段范围(L m)空间分辨率
(m)S POT
Band1
0.50-0.5920Band20.61-0.6820Band30.78-0.8920Band4 1.58-1.7520AS TER Band10.52-0.6015Band20.63-0.6915Band3N 0.76-0.8615Band4
1.600-1.70030Band5
2.145-2.18530Band6 2.185-2.22530Band7 2.235-2.28530Band8 2.295-2.36530Band9
2.360-2.430
30
图1 数据处理流程图
Fig.1F ramewo rk fo r data pr ocessing
1.3 其他数据
地下水埋深与盐碱化程度有着明显的相关关系[1,2]。在无法获取地下水埋深数据的情况下,本研究使用了1B 25万的DEM 数据作为替代。
此外,研究还进行了卫星同步的实地调查和采样,获得了盐碱的实验室分析数据,以用于建立盐碱化反演模型和验证。
2 方法介绍
2.1 常规工作
主要是同步地面调查,针对不同形态和盐碱化水平的地表进行光谱测量、植被样方测量、土壤采样以及现场拍照。土壤样品化学分析指标主要有:pH 值、电导率、有机质含量、盐分含量等。植被样方测量项目有:生物量(湿重)、盖度等。
根据实测分析结果,本研究定义实验区土地盐碱化程度分级标准:含盐量大于5%的地区为盐土和重盐碱化;2%-5%为中度盐碱化;0.5-2%为轻度盐碱化;小于0.5%为非盐碱化。2.2 图像分类方法介绍
图像数据处理的工作流程如图1所示:
最小噪声化变换(M NF)包括两次主成分变换,对多光谱图像进行降维、去噪声,并减小图像进一步处理的运算量[8]。变换后的数据空间分为两部分,一部分由含信息量大的图像组分组成,另一部分由噪声图像组成。根据M NF 分量中信息量大的组分确定光谱特征空间维度,用于光谱纯化指数(Pix el Pur ity In -dex ,PPI)分析。PPI 分析方法是基于图像统计来进行纯像元分析的,该方法认为图像数据集合在N 维空间中形成凸集,像元向量是N 维空间上的矢量。多光谱图像经过M NF 变换,可生成大量穿过数据集合内部的随机测试向量。进行PPI 分析时,将光谱点分别往各个测试向量上投影,然后以选定的阈值确定各方向上的极值点。随着向量方向的不断变化,对图像中每个像元作为极值点的次数进行统计和记录,最后认定出现频率最高的点即是纯像元[9,10]。但PPI 分析得到的纯像元的物理意义往往不明确,需要根据实测光谱或光谱库进行确认。本研究中采用了PPI 分析和实地调查数据相结合的方法确定纯像元。
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145#第3期亢庆等 基于遥感技术的干旱区土地盐碱化分级
光谱角度制图(Spectral A ng le M apper,SAM )分类是基于地物光谱性质的分类方法。该方法将多光谱图像的多个波段看做N 维向量空间,像元光谱视为该空间的向量。分类时,纯像元光谱作为参考光谱矢量,计算待分类像元光谱矢量与各参考光谱矢量的角度,角度越小,代表与某参考光谱矢量更为匹配,根据阈值确定像元是否归入参考地物的类别。当角度超出预设阈值时,该矢量不归入任何类[11]。
3 处理过程
3.1 遥感数据预处理及其他数据整理
将13个波段的遥感数据与DEM 数据进行几何配准,将各层数据层的像元大小重采样为15m,按所有数据层叠合的范围进行裁切,形成具有14层数据的数据集;
根据短波红外波段对水体的强吸收特性,通过指定阈值制作掩膜,将湖水、水库等水体的数据隔离不参与处理;
将实测点数字化,建立与待处理数据集配准的矢量图层和感兴趣区(ROI);
根据各实测点ROI 提取对应数据集的DN 值,以数据集波段为X 坐标轴建立特征曲线(以下称/图像特征曲线0),进而建立与实测点景观特征对应的图像特征曲线库;
将实测的土地样品化学分析结果根据不同地表景观特征和盐碱化水平进行分类整理。3.2 MNF 变换和PPI 分析
将14层遥感数据集按图1所示的流程进行M NF 变换以及PPI 迭代运算,统计结果以N 维散度图的形式表示。
3.3 散点图分析及纯像元选择
根据PPI 统计的结果,计算机自动进行了分析比较,并选定了9类纯像元。为了确定这些纯像元所代表的实际意义,我们将这9类纯像元对应的遥感数据集的像元DN 值平均,并建立图像特征曲线,与图像特征曲线库进行比较分析。结果发现,9类纯像元中有几类纯像元统计数量很少,代表的物理意义不明确或无价值,例如:掩膜边缘的少量像元、特殊岩性的山体等。而其他几类数量较大的纯像元特征曲线与图像特征曲线库中代表特定地表景观特征的曲线变化规律相似,分别是:湿盐壳、干燥疏松盐壳、盐碱草地、沙丘、冲积扇、高盖度植被、低盖度植被7类地物(表2)。
表2纯像元的地表景观特征
T ab.2Land surface features of pure pix els
地表形态地表特征描述
盐碱化程度平均生物量(kg/25m 2湿重)
平均土壤含水量(0-30cm)平均土壤全盐含量(%)湿盐壳与盐碱沼泽盐壳坚硬,湿润,覆盖盐结晶层。生长少量盐爪爪等盐生植物。重
5.09
22.07%
8.22
干燥疏松盐壳
盐壳疏松、干燥,有盐结晶。生长少量梭梭、红柳等盐生植物。
重8.87 3.96%8.76
盐碱草地盐壳干燥,有少量盐结晶。生长梭梭、红柳、胡杨等,覆盖度低。中19.7 4.6% 2.79低盖度植被区主要是长势差的棉花等农作物,以及红柳等自然盐生植物。覆盖度中等。轻47.18.9% 1.16高盖度植被区主要是棉花等农作物,覆盖度高。无162.516.7%0.42洪积扇地表
干旱,多砾石。生长梭梭、红柳,覆盖度低。
无 3.27 1.9%0.48沙丘
干旱,生长少量梭梭,覆盖率极低。
无
0.18
0.2%
0.05
3.4 SAM 分类及后处理
使用上述7类地表景观纯像元对实验区图像进行SAM 自动分类,得到分类结果图。根据土地盐碱化程度的分类标准对不同级别的盐碱化区域进行了类合并处理、转矢量等处理,处理后数据引入GIS 软件进
行综合制图(图2),并进行图斑分类统计。
4 结果分析
根据分类结果图统计,实验区总面积为2656.8km 2。其中盐沼泽、干、湿盐壳等重盐碱化面积为205.
#146#干 旱 区 资 源 与 环 境第20卷
图2盐碱化分类结果图(局部)
F ig.2Classif ication map of land salinizatio n (Par t of w hole map)
1km 2,占7.72%。中盐碱化地区面积为590.5km 2,占22.33%。轻盐碱化面积为468.1km 2
,占17.62%。未盐碱化地区1271km 2
,占47.84%。其他未分类部分面积为122.2km 2
,占4.6%。未分类地区主要是艾比湖区、水库、河流等水体、山体,以及道路、建筑物等。
从图2中可以看到,重盐碱化地区主要分布在地势低平的艾比湖湖滨平原和博尔塔拉河谷地。盐碱化程度自湖滨向地势较高的洪积扇地区递减。轻盐碱化地区位于中或重盐碱化地区与农田的过渡地带,因盐碱化因素的影响,该地带的农作物长势较差,植被覆盖度降低。沿博尔塔拉河两侧地区易发生盐碱化,广泛分布中或轻度盐碱化的草地和农田。
5 结语
本实验对西部干旱地区土地盐碱化遥感研究的适用性进行了探索。在较少地面数据的条件下,充分考虑地理环境因素,从分析地表景观与盐碱化程度的关系入手,采用基于光谱特征提取的方法,充分利用SPOT 和ASTER 多光谱信息,并结合DEM 数据,实现了干旱地区土地盐碱化信息的的快速提取。在结合一定地面实测数据的基础上,研究得到了半定量化的土地盐碱化程度分级评价结果。实验证明,该研究提供了一个可行的干旱区盐碱化程度快速评估方法。
参
考
文献
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147#第3期亢庆等 基于遥感技术的干旱区土地盐碱化分级
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Remote Sensing Application to Rapid Survey of Land Salinization Based on Multi _source Images
KA N G Q ing ,ZH A NG Zeng-xiang,ZH AO Xiao-li,Y U Rong
(Ins titute of Rem ote sen sing Applications,Chinese Academic of Sciences,Beijing 100101,China)
Abstract
In this paper,a classificatio n m ethod of SAM w as per for med to sur vey ex tent of land salinization rapidly by analyzing the character s of land sur face features and r em ote sensing inform ation in ar id area.In o rder to extract info rmatio n o f salinizatio n in effect,the multispectr al data from different remote sens -ing plats(SPOT and ASTER)w ere used,besides DEM and lab data o f soil samples.T he quantified re -sults o f salinized soil g rades w ere achieved,by the method w hich was resultful for rapid assessment of land salinizatio n,especially in remo te arid ar ea w here conv entional methods ar e restricted.
Keywords:r em ote sensing ;land salinization;soil salinization;ar id area;classification
#148#干 旱 区 资 源 与 环 境第20卷
盐碱化土地的形成原因及其危害
盐碱化土地的形成原成因及其危害 一、盐碱化土地的行成原因 土壤盐渍化形成的影响因素很多，包括自然因素和人为因素。自然因素包括气候、地质、地貌、水文及水文地质等；人为因素表现为人类改造自然和适应自然的各种活动。其中气候因素是形成土壤盐碱化的根本因素，如果没有强烈的蒸发作用，土壤表层就不会强烈积盐。 （1）气候： 垦区气候属于暖温带极端干旱的大陆性气候，具有光照充足，热量丰富，干旱少雨，蒸发量大，昼夜温差大，无霜期长等特点。这样的气候条件对土壤的形成有很大的影响，干旱少雨造成地面植被稀疏，生物积累较弱，使得土壤的淋溶作用十分微弱，土壤石灰反应通体都很强烈。因而本区多数自然土壤及耕作土壤，有机质含量都不高。蒸发量大则造成本区盐土和盐渍化土壤面积的重要原因。 (2)水的作用 地表水：全区大小水系约16条，对垦区影响最大的水系主要有阿克苏河水系、塔里木河水系和台兰河水系，高山冰川积雪融水是其最主要的水源，全区有冰川1293条，冰川面积4098平方公里，估计储水量约2154亿立方米，估算年径流量为亿立方米。大区地下水运行方向和排泄方向一致都是由北向南，这些水沿途接纳山区裂隙水和局部天然回归水，由于天山南麓有较多的含盐土层，当河流流经含盐土层时，土层中易融盐融于水中，使水中矿化度增高。当地下水流经扇缘的尾部，由于接受了更多的回归水和强烈的蒸发作用，使地下水浓缩，也是地下水矿化度的转移过程，由于盐分的迁移和累积，加上场地排水不畅通，致使地下水中的盐分大量聚集，这些水既是盐分搬运的动力，又是场地地下水补给的主要水源，这就是造成了场地高矿化水的原因。经过取样分析场地地下水矿化度一般在5～15g/l 之间，PH值为7 ─8之间，为弱碱性咸水和盐水，不能作为灌溉水，场地地下水矿化度大于10克/升属高矿化度盐水、且不能饮用和灌溉的占到了场地总面积的%。 地下水：经过本次土壤调查资料来看，各灌区浅层地下水具有埋藏浅，矿化度高两大特点，其地下水运行方向和排泄方向也都是由北向南。地下水埋深在～之间，它们之和占到了总面积的%。全农一师仅在四团、五团和六团北部以及河流两岸存在有淡水带，在极端干旱的气候条件下，埋藏浅而矿化度高的地下水是垦区土壤盐分的主要来
浅谈几种盐碱化土地的改良方法
盐碱化土地的改良方法 (一)、盐碱地传统的改良方法盐碱土中可溶盐类对植物的危害以碳酸钠为最厉害，氯化钾次之，硫酸镁，氯化镁，氯化镁，氯化钾又次之，碳酸氢钠，硫酸钠毒害较轻。在园林绿化工程之前就必须把它 们从土壤中除掉。 1.物理改良 (1)、平整地面。留一定坡度，挖排水沟，以便灌水洗盐。 (2)、深耕晒垡。凡质地粘重，透水性差结构不良的土地，特别是原台盐碱荒地，在雨季到来之前进行翻耕，能疏松表土增强透水性，阻止水盐上升。 (3)、及时松土，松土能保持良好墒性，控制土壤盐分上升。 (4)、封底式客土抬高地面和地上花盆式客土抬高地面。 (5)、微区改土，大穴整地。植树时先将塑料薄膜隔离袋置树穴中添以客土。有时在树穴内铺隔盐层，通过铺粗砂、炉灰渣、锯屑、碎树皮、马粪或麦糠等然后填以客土。 2.水利改良 (1)、蓄淡压盐。在盐土周围筑存降水，促使土壤脱盐。 (2)、灌水洗盐。降水条件较好的地区，在田内灌水洗盐，可加快土壤脱盐速度。 (3)、大穴客土，下部设隔离层和渗管排盐。分为两种形式，一是用水泥渗漏管或塑料渗漏管，埋地下适宜深度排走溶盐。二是挖暗沟排盐，沟内先铺鹅卵石，然后盖粗砂与石砾或铺未烧透的稻糠壳灰，然后填土。 3.化学改良 (1)、对盐碱土增施化学酸性废料过磷酸钙，可使PH值降低，同时磷素能提高树木的抗性。施入适当的矿物性化肥，补充土壤中氮、磷、钾、铁等元素的含量，有明显的改土效果。 (2)、施用大量有机质，如：腐叶土、松针、木屑、树皮、马粪、泥炭、醋渣及有机垃圾等。
4.生物改良种植耐盐的绿肥和牧草，如田菁、草木樨、紫花苜蓿等，对盐土改良有积极作用。降低绿化成本，加快绿化速度，提高美化效果，是评价盐碱地区绿化工程效果的主要指标。在这其中生物改碱投资最小，但见效慢，美化效果差；封底式客土抬高地面和地上花盆式客土抬高地面措施，虽然见效快、绿化美化效果好，但投资太高；大穴整地、淡水洗盐工程措施，成本低，见效较快、绿化美化效果好，是街道绿化和住宅区绿化的好办法；大穴客土，下部设隔离层和渗管排盐，见效快，客土持续时间长，绿化美化效果好，成本相对较底，值得推广。 (二)、耐盐碱植物耐盐碱植物有一系列的抗盐性，根据它们对过量盐分的适应特点，可分为三类： 1.聚盐植物：这类植物的渗透压一般在40个大气压以上，能在盐分高的土壤中繁茂的生长，如盐角，滨藜等。 2.泌盐植物：通过茎、叶表面的分泌腺，把盐分排出体外，如柽柳、海边红叶等。而提高了从盐水里吸收水分的能力，如田菁、胡颓子等。 一切改良土壤的措施都是相辅相成的，所以在改良盐土时不能只用单一方法，应着综合开发；另一方面，不是所有的改土措施都等量齐观，而要因地制宜，有主有辅。而在众多的改土措施中，关键的是遵循水盐运动的规律，培肥地力，保持客土的长效，做好水的文章，合理灌溉，有效排水，减少迳流，增加重力水，切断毛管水。 (三)、园林工程具体施工方法 1.渗管排盐在一些大型在绿地中渗管排盐是绿地改土的常用方法之一，它是根据盐随水来、盐随水去的水盐运动规律。铺设暗管把土壤中的盐分随水排走，并将地下水位控制在临界深度以下，达到土壤脱盐和防止生盐渍化的目的。渗管的铺设一般为水平封闭式。一
土地盐碱化治理
土地盐碱化治理 SANY GROUP system office room 【SANYUA16H-
盐碱地的改良 (一)、盐碱地传统的改良方法盐碱土中可溶盐类对植物的危害以碳酸钠为最厉害，氯化钾次之，硫酸镁，氯化镁，氯化镁，氯化钾又次之，碳酸氢钠，硫酸钠毒害较轻。在园林绿化工程之前就必须把它们从土壤中除掉。 1.物理改良 (1)、平整地面。留一定坡度，挖排水沟，以便灌水洗盐。 (2)、深耕晒垡。凡质地粘重，透水性差结构不良的土地，特别是原台盐碱荒地，在雨季到来之前进行翻耕，能疏松表土增强透水性，阻止水盐上升。 (3)、及时松土，松土能保持良好墒性，控制土壤盐分上升。 (4)、封底式客土抬高地面和地上花盆式客土抬高地面。 (5)、微区改土，大穴整地。植树时先将塑料薄膜隔离袋置树穴中添以客土。有时在树穴内铺隔盐层，通过铺粗砂、炉灰渣、锯屑、碎树皮、马粪或麦糠等然后填以客土。 2.水利改良 (1)、蓄淡压盐。在盐土周围筑存降水，促使土壤脱盐。 (2)、灌水洗盐。降水条件较好的地区，在田内灌水洗盐，可加快土壤脱盐速度。 (3)、大穴客土，下部设隔离层和渗管排盐。分为两种形式，一是用水泥渗漏管或塑料渗漏管，埋地下适宜深度排走溶盐。二是挖暗沟排盐，沟内先铺鹅卵石，然后盖粗砂与石砾或铺未烧透的稻糠壳灰，然后填土。
3.化学改良 (1)、对盐碱土增施化学酸性废料过磷酸钙，可使PH值降低，同时磷素能提高树木的抗性。施入适当的矿物性化肥，补充土壤中氮、磷、钾、铁等元素的含量，有明显的改土效果。 (2)、施用大量有机质，如：腐叶土、松针、木屑、树皮、马粪、泥炭、醋渣及有机垃圾等。 4.生物改良种植耐盐的绿肥和牧草，如田菁、草木樨、紫花苜蓿等，对盐土改良有积极作用。降低绿化成本，加快绿化速度，提高美化效果，是评价盐碱地区绿化工程效果的主要指标。在这其中生物改碱投资最小，但见效慢，美化效果差；封底式客土抬高地面和地上花盆式客土抬高地面措施，虽然见效快、绿化美化效果好，但投资太高；大穴整地、淡水洗盐工程措施，成本低，见效较快、绿化美化效果好，是街道绿化和住宅区绿化的好办法；大穴客土，下部设隔离层和渗管排盐，见效快，客土持续时间长，绿化美化效果好，成本相对较底，值得推广。 (二)、耐盐碱植物耐盐碱植物有一系列的抗盐性，根据它们对过量盐分的适应特点，可分为三类： 1.聚盐植物：这类植物的渗透压一般在40个大气压以上，能在盐分高的土壤中繁茂的生长，如盐角，滨藜等。 2.泌盐植物：通过茎、
土地盐碱化原因
土壤盐碱化是指土壤含盐量太高（超过％），而使农作物低产或不能生长。 形成盐碱土要有两个条件：一是气候干旱和地下水位高（高于临界水位）；另一是地势低洼，没有排水出路。地下水都含有一定的盐份，如其水面接近地面，而该地区又比较干旱，由于毛细作用上升到地表的水蒸发后，便留下盐分：日积月累，土壤含盐量逐渐增加，形成盐碱土；如是洼地，且没有排水出路，则洼地水份蒸发后，即留下盐份，也形成盐碱地。 不利影响： 1、土壤板结与肥力下降。 2、不利于农作物吸收养分，阻碍作物生长。 分布 我国盐碱化土地主要分布在华北平原,东北平原,西北内陆地区及滨海地区. 地下水矿化度与土壤盐碱化 根据中国科学院自然资源综合考察委员会在80年代初的调查估算,中国现有农林牧土地面积68912万hm,受盐碱化危害的农林牧土地面积有3382万hm,占农林牧总土地面积的%,而农林牧各业盐碱化土地面积占各业总土地面积分别为%、%和%。中国科学院南京土壤所估算,中国有潜在盐碱土约1733万hm,即如不合理利用和管理,就会发生 盐碱化的土地。 意义 中国盐碱地大部分分布于干旱、半干旱和半湿润地区,这些地区地处中国自然生态环境脆弱带,不利和有利的农业生产条件同时存在大部分地区 气候资源丰富,土层深厚,地势平坦,有一定的水资源开发潜力,相对人少地多农业生态潜力较大。一旦消除了土地盐碱化这一主导制约因素后,农业生态系统的巨大潜力必将得到发挥。土地盐碱化治理和预防对农业生态系统退化防治、生态环境保护和未来食物安全性具有非常重要的实践意义。
影响： 1、土壤板结与肥力下降。 2、不利于农作物吸收养分，阻碍作物生长。 防治 治理盐碱地的措施有水利改良措施（灌溉、排水、放淤、种稻、防渗等）；农业改良措施（平整土地、改良耕作、施客土、施肥、播种、轮作、间种套种等）；生物改良措施（种植耐盐植物和牧草、绿肥、植树造林等）；和化学改良措施（施用改良物质，如石膏、磷石膏、亚硫酸钙等）。四个方面。由于每一措施都有一定的适用范围和条件，因此必须因地制宜，综合治理。 盐碱地有望变“绿洲” 我国科学家成功克隆出一种耐盐基因 我国科学家从一种盐生植物中成功地克隆出一个耐盐关键基因，并已导入多种植物。这一发现，将有望使占地球陆地总面积约四分之一的盐碱地变为“绿洲”。 土地盐碱化 山东师范大学赵彦修、张慧两位教授主持的课题组，从1999年开始这项研究，最近在测定了1755个盐地碱蓬基因的序列后发现了这一基因。科技部高新技术发展计划专家组对这一研究成果进行了验收。国家专利局在今年第18卷第28期的专利公告上公布了这项成果。 这个基因的全名叫作“Na＋ / H＋逆向运转蛋白（SsNHX1）全长cDNA”。由这种基因决定的一种蛋白，使碱蓬能在细胞内形成一种“离子区隔化”解钠离子毒的机制。 据介绍，盐地碱蓬是我国盐碱地上普通的一种藜科植物。它能耐3％的盐度，可以在海水中生长。在盐碱地上可长到1米高，在海滩上，长度可达30厘米。课题组研究人员将这一基因转移到拟南芥上做了对比试验：在1／2海水浇灌条件下，拟南芥能完成生活史；在盆栽条件下，15天不浇水，复水后仍能恢复生长并结实。而对照株均死亡。在所有已知公开发表的资料中，他们培育的转基因植物耐盐性是最强的。 目前，这一成果已经得到应用，培育出了适宜盐碱地生长的转基因植物幼苗。记者在山东师范大学生物科学院实验室看到，新培育出的耐盐转基因植物已有蕃茄、大
土地盐碱化原因
土壤盐碱化是指土壤含盐量太高（超过0.3％），而使农作物低产或不能生长。 形成盐碱土要有两个条件：一是气候干旱和地下水位高（高于临界水位）；另一是地势低洼，没有排水出路。地下水都含有一定的盐份，如其水面接近地面，而该地区又比较干旱，由于毛细作用上升到地表的水蒸发后，便留下盐分：日积月累，土壤含盐量逐渐增加，形成盐碱土；如是洼地，且没有排水出路，则洼地水份蒸发后，即留下盐份，也形成盐碱地。 不利影响： 1、土壤板结与肥力下降。 2、不利于农作物吸收养分，阻碍作物生长。 分布 我国盐碱化土地主要分布在华北平原,东北平原,西北内陆地区及滨海地区. 中国盐碱地大部分分布于干旱、半干旱和半湿润地区,这些地区地处中国自然生态环境脆弱带,不利和有利的农业生产条件同时存在大部分地区气候资源丰富,土层深厚,地势平坦,有一定的水资源开发潜力,相对人少地多农业生态潜力较大。一旦消除了土地盐碱化这一主导制约因素后,农业生态系统的巨大潜力必将得到发挥。土地盐碱化治理和预防对农业生态系统退化防治、生态环境保护和未来食物安全性具有非常重要的实践意义。 影响： 1、土壤板结与肥力下降。 2、不利于农作物吸收养分，阻碍作物生长。
防治 治理盐碱地的措施有水利改良措施（灌溉、排水、放淤、种稻、防渗等）；农业改良措施（平整土地、改良耕作、施客土、施肥、播种、轮作、间种套种等）；生物改良措施（种植耐盐植物和牧草、绿肥、植树造林等）；和化学改良措施（施用改良物质，如石膏、磷石膏、亚硫酸钙等）。四个方面。由于每一措施都有一定的适用范围和条件，因此必须因地制宜，综合治理。 盐碱地有望变“绿洲” 我国科学家成功克隆出一种耐盐基因 我国科学家从一种盐生植物中成功地克隆出一个耐盐关键基因，并已导入多种植物。这一发现，将有望使占地球陆地总面积约四分之一的盐碱地变为“绿洲”。 土地盐碱化 山东师范大学赵彦修、张慧两位教授主持的课题组，从1999年开始这项研究，最近在测定了1755个盐地碱蓬基因的序列后发现了这一基因。科技部高新技术发展计划专家组对这一研究成果进行了验收。国家专利局在今年第18卷第28期的专利公告上公布了这项成果。 这个基因的全名叫作“Na＋/ H＋逆向运转蛋白（SsNHX1）全长cDNA”。由这种基因决定的一种蛋白，使碱蓬能在细胞内形成一种“离子区隔化”解钠离子毒的机制。 据介绍，盐地碱蓬是我国盐碱地上普通的一种藜科植物。它能耐3％的盐度，可以在海水中生长。在盐碱地上可长到1米高，在海滩上，长度可达30厘米。课题组研究人员将这一基因转移到拟南芥上做了对比试验：在1／2海水浇灌条件下，拟南芥能完成生活史；在盆栽条件下，15天不浇水，复水后仍能恢复生长并结实。而对照株均死亡。在所有已知公开发表的资料中，他们培育的转基因植物耐盐性是最强的。 目前，这一成果已经得到应用，培育出了适宜盐碱地生长的转基因植物幼苗。记者在山东师范大学生物科学院实验室看到，新培育出的耐盐转基因植物已有蕃茄、大豆、水稻、速生杨4种，在上千个培养基内长势良好。工作人员称，过不多久，就可以实施移栽了。 盐碱土是地球陆地上分布广泛的一种土壤类型，约占陆地总面积的25％。仅我国，盐碱地的面积就有3300多万公顷。在山东省的黄河三角洲地带，每年新增加的盐碱地达6000多公顷。大量的土地因此而荒废。专家认为，这一发现，对于我国这样一个耕地资源日趋减少的人口大国而言，具有十分广阔的应用前景，可以把经济效益、环境保护和可持续发展很好地结合起来。 编辑本段
土壤盐渍化状况与防治措施学习资料
土壤盐渍化状况与防治措施 土壤盐渍化发生在干旱、半干旱区。由于漫灌和只灌不排，导致地下水位上升或土壤底层或地下水的盐分随毛管水上升到地表，水分蒸发后，使盐分积累在表层土壤中，当土壤含盐量太高（超过0.3%）时，形成的盐碱灾害。目前，世界各地还有相当面积的盐碱地尚未得到改良和利用，而且，随着全球灌溉面积的增大，土壤此生盐渍化有日趋严重的趋势。根据已有的经验，至少有50%的灌溉土壤发生过次生盐碱化。 1.盐渍土的概念 盐渍土（盐碱土）是指土壤中含有钾、钠、钙、镁的氯化物、硫酸盐、重碳酸盐等。另外青藏高原有硼酸盐，吐鲁番盆地有硝酸盐类；或者是土壤含盐量虽少，但土壤交换性钠占阳离子交换量达到了一定比例。 2. 盐碱地形成条件及原因 2.1条件 形成盐碱土要有两个条件，一是气候干旱和地下水位高（高于临界水位）地下水都含有一定的盐份，如其水面接近地面，而该地区又比较干旱，由于毛细作用上升到地表的水蒸发后，便留下盐分，日积月累，土壤含盐量逐渐增加，形成盐碱土；二是地势低洼，没有排水出路。如是洼地，且没有排水出路，在潮湿的天气里，雨水能将盐分冲走而不致造成伤害；但在干热天气，因为灌溉水没有排出，地表形成积水，水遇热而蒸发，留下有害的盐分，盐分积聚的危害足以严重到使作物枯萎而死，寸草不长，形成盐碱地。 2.2原因 2.2.1盲目施肥 部分菜农对各类肥料在植物生长发育中所起的作用和所产生的影响了解不够全面，盲目使用化肥，忽视有机肥的使用，主要表现在以下方面：一是温室的蔬菜施肥水平较高，尤其是一些农户为了追求产量进行过量施肥，一般在周年蔬菜生产中化肥的施用量均达250kg/666.7m2以上，加剧了温室土壤的盐渍化，造成土壤板结、蔬菜根系发育不良，影响了蔬菜生长。二是忽视有机肥使用和使用未腐熟的有机肥料。在蔬菜生长期间，有的农户使用未腐熟的有机肥料，由于温室温度高，人粪尿迅速自然分解成各种成分；如硫化物、硝酸盐等一些含盐离子的成份残存于土壤耕层内而导致土壤盐渍化。 2.2.2 区域内耕作采用长期旱作的连作种植方式，使原来水旱轮作的种植模式被长期的单一旱作连作所替代，在新兴的大棚设施农业中无雨水淋溶，棚内高温，地表水分蒸发量大，盐随毛细管向上被带至地表，使之聚集于土表，土壤溶液中盐分浓度累积偏高而致。 2.1.3 地下水位过高，农田排灌不畅主要为排灌设施老化不匹配，沟渠过浅，排不出、灌不畅，不合理的灌水，以及重复使用耕地周围的水而加快土壤盐渍 2.1.4 耕地的熟制负重增加，利用率过频，高度密集利用，有机肥施用锐减等，致使耕地土壤中有机质含量明显衰减，导致了土壤盐渍的侵袭。 3.我国土地盐渍化现状及其危害 3.1现状 中国也是盐渍土分布广泛的国家，编制中国盐渍土分布图时粗略计算，中国的盐渍土面积约为l.0x108ha，其中现代盐渍土约占37％，残积盐渍土约占45％．潜在盐渍土约占18％。中国盐渍土分布于辽、吉、黑、冀、鲁、豫、晋、新、陕、甘、宁、青、苏、浙、皖、闽、粤、内蒙古及西藏等19个省区。按自然地理条件及土壤形成过程，划分为滨海湿润—半湿润海浸盐渍区、东北半湿润—半干旱草原—草甸盐渍区、黄淮海半湿润—半干旱旱作草甸盐渍区、甘新漠境盐渍区、青海极漠境盐渍区及西藏高寒漠境盐渍区等8个分区，用于指导生产实践。松嫩平原的盐渍土大多属苏打型，土体总含量不算太高，但碳酸根含量高，对植物
分析土壤盐碱化的原因
创作编号： GB8878185555334563BT9125XW 创作者：凤呜大王* 分析土壤盐碱化的原因，基本思路： 1.地下水位高：（1）地势低平（洼）； （2）不合理灌溉； （3）修建蓄水工程或河道水量大等。 2.蒸发旺盛：（1）天气、气候：干旱，降水少；气温回升快； 多大风天气等； （2）土壤疏松，孔隙多。 防治： 治理盐碱地的措施有水利改良措施（灌溉、排水、放淤、种稻、防渗等）；农业改良措施（平整土地、改良耕作、施客土、施肥、播种、轮作、间种套种等）；生物改良措施（种植耐盐植物和牧草、绿肥、植树造林等）；和化学改良措施（施用改良物质，如石膏、磷石膏、亚硫酸钙等）。四个方面。由于每一措施都有一定的适用范围和条件，因此必须因地制宜，综合治理。 气候因素是形成土壤盐碱化的根本因素，如果没有强烈的蒸发作用，土壤表层就不会强烈积盐。地貌因素特别是盆地、洼地等低洼地形有利于水、盐的汇集。地质因素主要反映在土壤母质上。人为因素表现为人类改造自然和适应自然的各种活动。盐渍土形成的主要原因是由于气候干旱，土壤排水不畅，地下水位高，矿化度大等重要条件所制约，以及地形、母质、植被等自然条件综合影响的结合所造成的。 1气候干旱、排水不畅和地下水位过高，使盐分积聚土壤表层的数量多于向下淋洗的数量，结果导致盐渍土的形成，这是引起土壤积盐的重要原因。 土壤盐碱化 一、盐碱化的概念以及产生原因 （一）盐碱化的概念 土壤盐渍化（土壤盐碱化）是指盐分不断向土壤表层聚积形成盐渍土的自然地质过程。盐渍土是在一定的气候、地形、土地、水文地质等自然条件
下形成的。人类活动、历史上的洪、涝、旱灾害，河道变迁，以及土地利用、农业、水利技术措施等，又对土壤盐渍化的发生、发展产生重大影响。 一般将土壤层0.2 m厚度内可溶盐含量大于0.1%的土壤称为盐渍土。土壤盐渍化分盐化与碱化两种类型，故又称为土壤盐碱化。当土壤表层中的中性盐含量超过0.2%时，称为盐化土（盐土）；以碳酸盐为主的盐渍土，土中代换性钠含量大，通常称为碱化土（碱土）。土壤盐渍化主要发生在干旱与半干旱地区。 若是排水条件不好或缺乏适当的排水措施，灌溉管理不当，过量引水，灌溉水的渗漏引起地下水位升高和强烈蒸发，就可能招致土壤盐渍化。由于灌溉管理不当(人为原因)而产生的土壤盐渍化，称为次生盐碱化。由于人为影响产生的盐渍土称为次生盐渍土。 （二）盐碱化的产生原因 土壤盐碱化形成的因素很多，包括自然因素和人为因素。自然因素包括气候、地质、地貌、水文及水文地质等。气候因素是形成土壤盐碱化的根本因素，如果没有强烈的蒸发作用，土壤表层就不会强烈积盐。地貌因素特别是盆地、洼地等低洼地形有利于水、盐的汇集。地质因素主要反映在土壤母质上。人为因素表现为人类改造自然和适应自然的各种活动。盐渍土形成的主要原因是由于气候干旱，土壤排水不畅，地下水位高，矿化度大等重要条件所制约，以及地形、母质、植被等自然条件综合影响的结合所造成的。 1. 气候 由于季风气候影响，我国四季明显导致盐碱地区土壤盐分状况的季节性变化，夏季降雨集中，土壤产生季节性脱盐，而春秋干旱季节，蒸发大于降水，又引起土壤积盐为主。气候干旱、排水不畅和地下水位过高，使盐分积聚土壤表层的数量多于向下淋洗的数量，结果导致盐渍土的形成，这是引起土壤积盐的重要原因。 2. 地下水位浅、矿化度高 盐渍土中的盐分，是通过水分的运动且主要是由地下水运动带来的，因此在干旱地区，地下水位的深浅和地下水的矿化度的大小，直接影响着土壤的盐渍化程度。 地下水位埋藏越浅，地下水越容易通过土壤毛管上升至地表，蒸发散失的水量越多，留给表土的盐分就越多，尤其是当地下水矿化度大时，土壤积盐更为严重。 在干旱季节，不致于引起表层土壤积盐的最浅地下水埋藏深度，称为地下水临界深度。临界深度一般3m左右，但并非一个常数，是因具体条件不同
盐碱化土地的形成原因及其危害
盐碱化土地的形成原因及其危害 盐碱化土地的形成原成因及其危害 一、盐碱化土地的行成原因 土壤盐渍化形成的影响因素很多, 包括自然因素与人为因素。自然因素包括气候、地质、地貌、水文及水文地质等; 人为因素表现为人类改造自然与适应自然的各种活动。其中气候因素就是形成土壤盐碱化的根本因素, 如果没有强烈的蒸发作用, 土壤表层就不会强烈积盐。 (1) 气候: 垦区气候属于暖温带极端干旱的大陆性气候, 具有光照充足, 热量丰富,干旱少雨,蒸发量大,昼夜温差大,无霜期长等特点。这样的气候条件对土壤的形成有很大的影响, 干旱少雨造成地面植被稀疏, 生物积累较弱, 使得土壤的淋溶作用十分微弱, 土壤石灰反应通体都很强烈。因而本区多数自然土壤及耕作土壤, 有机质含量都不高。蒸发量大则造成本区盐土与盐渍化土壤面积的重要原因。 (2) 水的作用 地表水:全区大小水系约16 条,对垦区影响最大的水系主要有阿克苏河水系、塔里木河水系与台兰河水系, 高山冰川积雪融水就是其最主要的水源,全区有冰川1293条, 冰川面积4098平方公里, 估计储水量约2154亿立方米,估算年径流量为136、7 亿立方米。大区地下水运行方向与排泄方向一致都就是由北向南, 这些水沿途接纳山区裂隙水与局部天然回归水, 由于天山南麓有较多的含盐土层,当河流流经含盐土层时,土层中易融盐融于水中,使水中矿化度增高。当地下水流经扇缘的尾部, 由于接受了更多的回归水与强烈的蒸发作用, 使地下水浓缩, 也就是地下水矿化度的转移过程, 由于盐分的迁移与累积, 加上场地排水不畅通, 致使地下水中的盐分大量聚集, 这些水既就是盐分搬运的动力, 又就是场地地下水补给的主要水源, 这就就是造成了场地高矿化水的原因。经过取样分析场地地下水矿化度一般在5?15g/l之间,PH值为7 —8之间,为弱碱性咸水与盐水，不能作为灌溉水, 场地地下水矿化度大于10 克/升属高矿化度盐水、且不能饮用与