论文部分内容阅读
全球化的自然环境问题日益加重,其中水土环境问题所占比重居多,在极度干旱区,耕地的次生盐碱化已成为影响灌区可持续发展的重要问题,致使灌区水土状态演化为灾变趋势的根本原因是田间土壤中水分与盐分运移的水盐运移出现了分异态势。为明晰土壤水盐运动的态势和分异特征,首先必须要探明土壤水盐的运移进程,才能更好地在开展中进行控制引领,最终使土壤中水分和盐分向预期的方向进行运移。灌区土壤中的水分与盐分都是一种空间化的区域变量,它们在一定的空间范围内存在着必要的联系与差异变异性,正是这种联系性与差异变异性的融合决定了它们水盐分异在空间上的运移过程难以被探明。本文通过现场调查与遥感解译获取典型灌区的盐碱地数据基础,运用遥感解译与空间插值手段并辅以误差矩阵对空间插值结果进行评价较好解决了这一问题。在灌区内区域尺度的水盐时空分异是众多因素结合叠加合作用的最终结果,本文通过运用栅格叠合方法将众多因素进行叠合探明了水盐在时空分异的总体进程,叠合过程中通过运用重分类将各因素的量纲消除,使叠加结果具有现实意义,叠合权重因子选用可拓层次分析法进行准确计算。本课题受国家自然科学基金(面上项目)《干旱扬水灌区(景电灌区)水盐运移对区域水土环境的影响研究》(51279064)、《干旱荒漠区田间灌溉对区域尺度土壤水盐分异进程的影响研究》(51579102)、《河西走廊典型荒漠植物抗旱结构及其光谱特征研究》(31360204)等项目联合资助。论文重要成果结论如下:(1)通过运用最大似然分类法将景电灌区遥感影像进行了信息提取,提取结果表明景电灌区盐碱地分布状况为东部较多,灌区盐碱地发展状态为增速发展,其中轻度盐碱地面积发展增速最快,中度其次,重度最慢。(2)通过利用空间插值理论结合误差矩阵得到反距离权重法(幂3)、普通克里金(指数函数)、普通克里金(三角函数)、普通克里金(球面函数)分别为土壤盐分、地下水矿化度、灌溉水、地下水埋深的最优插值方法。运用最优空间插值方法对土壤盐分、地下水矿化度、灌溉水和地下水埋深历年数据进行空间插值,通过插值结果分析得到了区域土壤盐分、地下水矿化度、灌溉水、地下水埋深的分布状况与变化进程。(3)通过运用可拓层次分析法确定了影响区域尺度土壤水盐时空分异进程的各个因素权重,各因素权重排序为地下水埋深为0.3190>地下水矿化度为0.2710>土壤含盐量为0.1971>地表盐分为0.1748>地表灌水量为0.0381,其中地下水埋深与地下水矿化度两个因素所占比重之和高达59%,表明地下水对区域尺度土壤水盐时空分异进程的变化起着主要作用。(4)通过运用重分类将各个影响因素量纲消除,运用栅格数据权重叠加将消除量纲的各个因素进行叠加整合。叠加图表明景电灌区总体水盐分布状况由西向东逐步升高,西南向东北以弧线状递增,整体水盐运动状况在灌区提水灌溉的作用下水分和盐分由西南向东北移动,致使景电灌区东北部地下水埋深有明显抬升,盐渍化土壤有大面积增加。对于景电灌区东北部盐碱地发展严重问题,其主要成因为地下水埋深较浅矿化度较高所致,建议对于本区域地下水进行抽取外排以降低地下水埋深,对于地表盐分进行灌水压盐以降低耕作层土壤盐分。本文通过将空间插值与栅格数据权重叠加相结合,探明了受多因素影响下的景电灌区区域尺度土壤水盐时空分异进程,为研究区的盐碱地治理提供了理论依据,同时此方法也为今后探索区域尺度下多因素影响的时空变量分异进程提供了新的手段。