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土壤盐碱化对紫花苜蓿(Medicago sativa L.)生物学特征的影响

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土壤与作物 2019年第3期8卷 242-250页

作者：杨洪涛安丰华赵丹丹张璐朱文东杨帆王志春中国科学院东北地理与农业生态研究所黑土区农业生态重点实验室吉林长春130102 中国科学院大学北京100049

松嫩草地由于自然及人为因素的影响,出现了严重的次生盐碱化现象。盐碱化与次生盐渍化导致草地生物量急剧下降,许多优质牧草(如羊草等)消失,严重影响该区域畜牧业的发展,因此改良盐碱土,发展人工草地已成为该区域畜牧业可持续发展的重... 详细信息

松嫩草地由于自然及人为因素的影响,出现了严重的次生盐碱化现象。盐碱化与次生盐渍化导致草地生物量急剧下降,许多优质牧草(如羊草等)消失,严重影响该区域畜牧业的发展,因此改良盐碱土,发展人工草地已成为该区域畜牧业可持续发展的重要途径。鉴于吉林西部草地的气候与土壤特点,本研究选择砂土改良之后建植的人工草地,开展了土壤盐碱化对紫花苜蓿生物学特征影响的研究。采用大地电导率仪(EM38)将研究区域分成3个盐碱程度(轻度、中度与重度);测定土壤(1.0m深度)盐碱指标,并对紫花苜蓿生物学特征进行长期调查。结果显示,紫花苜蓿的生长速率、生物量、鲜干比(FWR)、Na/K和叶绿素(SPAD)与土壤盐碱化程度呈负相关关系。随着土壤盐碱程度的增加,紫花苜蓿第一茬的生长速率由1.70cm·d^-1显著降低到0.40cm·d^-1(P土壤盐碱化程度的增加,紫花苜蓿的茎叶比由1.72增加到了2.61。因此,土壤盐碱化降低了紫花苜蓿产量与品质。本研究结果可为盐碱化土地的利用以及盐碱化人工草地生产力提升提供理论依据。

关键词：土壤盐碱化紫花苜蓿生物学特征

再生水和养殖废水灌溉下生物质炭和果胶对土壤盐碱化的影响

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灌溉排水学报 2018年第6期37卷 16-23页

作者：刘源崔二苹李中阳杜臻杰高峰樊向阳中国农业科学院农田灌溉研究所河南新乡453002 中国农业科学院河南新乡农业水土环境野外科学观测试验站河南新乡453002 中国农业科学院农业水资源高效安全利用重点开放实验室河南新乡453002

再生水和养殖废水作为农业灌溉替代水源会对土壤盐碱性产生影响,而生物质炭和果胶由于其对土壤结构和性质的影响而有可能对2种水源灌溉下造成的土壤盐碱化产生调控作用。【目的】揭示再生水和养殖废水灌溉下生物质炭和果胶对土壤盐碱化... 详细信息

再生水和养殖废水作为农业灌溉替代水源会对土壤盐碱性产生影响,而生物质炭和果胶由于其对土壤结构和性质的影响而有可能对2种水源灌溉下造成的土壤盐碱化产生调控作用。【目的】揭示再生水和养殖废水灌溉下生物质炭和果胶对土壤盐碱化的影响及其差异性。【方法】利用根箱试验的方法测定了土壤pH值、EC、盐分离子等指标,计算了土壤钠吸附比和碱化度。【结果】与养殖废水灌溉相比,再生水灌溉增加了土壤pH值、EC、盐分、钠吸附比和碱化度,有引发土壤次生盐渍化和碱化的风险。生物质炭和果胶的添加对土壤pH值无显著影响。在蒸馏水和再生水灌溉时生物质炭处理土壤的电导率和盐分与不添加处理无显著差异,但在养殖废水灌溉时生物质炭处理非根际土壤电导率和盐分分别比不添加处理显著增加了34.9%和40.4%。灌溉水源相同时,果胶处理土壤电导率和盐分与不添加处理无显著差异。果胶处理土壤的钠吸附比和碱化度高于生物质炭处理和不添加处理。【结论】生物质炭增加了养殖废水灌溉下土壤发生次生盐渍化的风险,而果胶增加了再生水和养殖废水灌溉下土壤发生碱化的风险。

关键词：生物质炭果胶再生水养殖废水土壤盐碱化

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土壤盐碱化的灾害学定义及其风险评价体系

灾害学 2013年第1期28卷 23-27页

作者：谷洪彪姜纪沂防灾科技学院河北三河065201

阐明土壤盐碱化的灾害学概念提出的必要性,并分析土壤盐碱化传统概念在风险评价和其造成的灾害损失评价中的局限性。从深入剖析土壤盐碱化成因出发,以对区域内整体生态环境及社会经济造成损失为判别依据,提出了土壤盐碱化的灾害学定义... 详细信息

阐明土壤盐碱化的灾害学概念提出的必要性,并分析土壤盐碱化传统概念在风险评价和其造成的灾害损失评价中的局限性。从深入剖析土壤盐碱化成因出发,以对区域内整体生态环境及社会经济造成损失为判别依据,提出了土壤盐碱化的灾害学定义并论述其概念的内涵与组成。通过与传统土壤盐碱化概念的比较和分析,进一步阐述新概念所具备的进步性和实际应用意义,最后建立了土壤盐碱灾害风险评价体系。

关键词：土壤盐碱化灾害学概念内涵风险评价体系

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土壤盐碱化对植物的影响及改良预防措施

西北园艺（果树） 2020年第6期 40-42页

作者：赵占周河北曲阳073100

无论是盐渍化(即土壤中钙、镁、钾、钠、氯和硫酸根等盐基离子增多的过程,侧重于表达过高的土壤溶液浓度影响根系吸收,甚至造成植物细胞脱水,出现生理性干旱)还是盐碱化(侧重于表达土壤pH值升高且导致土壤偏碱的过程,偏碱性影响一些矿... 详细信息

无论是盐渍化(即土壤中钙、镁、钾、钠、氯和硫酸根等盐基离子增多的过程,侧重于表达过高的土壤溶液浓度影响根系吸收,甚至造成植物细胞脱水,出现生理性干旱)还是盐碱化(侧重于表达土壤pH值升高且导致土壤偏碱的过程,偏碱性影响一些矿质营养元素的有效性,钠离子自身对植物也有毒),都对土壤及作物生长不利,需充分认识其危害性,并采取针对性改良和预防措施。

关键词：土壤溶液浓度土壤盐碱化根系吸收矿质营养元素盐渍化细胞脱水偏碱性预防措施

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河套灌区土壤盐碱化发生气象预测指标探析

灌溉排水学报 2020年第S2期39卷 1-8页

作者：杨泽龙苗百岭乌兰弓泓郑晓艳王云彬赵建军内蒙古自治区达拉特旗气象局内蒙古达拉特旗014300 内蒙古自治区气象科学研究所呼和浩特010010

【目的】利用气象部门观测优势,建立气象资源要素参与的土壤盐碱化生产决策模式,在分析河套灌区土壤盐碱化发生气象条件的基础上,探求土壤盐碱化气象预测指标。【方法】依据"盐随水移"的原理,主要运用内蒙古达拉特旗国家气象观测站2017... 详细信息

【目的】利用气象部门观测优势,建立气象资源要素参与的土壤盐碱化生产决策模式,在分析河套灌区土壤盐碱化发生气象条件的基础上,探求土壤盐碱化气象预测指标。【方法】依据"盐随水移"的原理,主要运用内蒙古达拉特旗国家气象观测站2017—2018年0~50 cm土体土壤水分定点观测日数据以及相应时段的气象观测资料,以方差分析和相关分析方法对土壤水盐垂直运移的气象条件与动力作用进行分析。【结果】灌区内不同气象站点间的多年平均综合气象环境状况无显著差异。0~50 cm耕作层土壤水分垂向运移的全年动态以向上蒸发为主,且0~40 cm土层的土壤水分在0—23:00时24个时次间的蒸发动态,具有明显的时序特征。气象环境诸要素中,日照时数、气温与地温3个气象指标与0~50 cm土层土壤含水率变化的正相关性最为显著。【结论】热力条件是土壤水盐垂向蒸发的关键性动力因素。降水是土壤水盐垂向下渗的主要气象动力因子。夏秋季持续发生一周以上较为连续的大于40 mm的集中性降水,是河套灌区气候要素抑制土壤盐碱化发生的预测指标。促成土壤盐分从30~40 cm及其以上的土层,淋洗运移到40 cm耕作层以下的降水持续时间为20 d左右。

关键词：土壤盐碱化气象预测蒸发土壤水分运移河套灌区

宁夏河套灌区土壤盐碱化变异特征及其与作物类型的互馈关系

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宁夏河套灌区土壤盐碱化变异特征及其与作物类型的互馈关系

作者：刘雅清宁夏大学

学位级别：硕士

宁夏河套灌区是我国重要商品粮基地,土壤盐碱化一直是制约该区农业发展的重要因素之一,在自然条件和人为干扰的影响下具有时空异质性,开展土壤盐碱化变异特征研究可为土地合理开发利用和土壤盐碱化的防治改良提供决策参考,农田水盐状况... 详细信息

宁夏河套灌区是我国重要商品粮基地,土壤盐碱化一直是制约该区农业发展的重要因素之一,在自然条件和人为干扰的影响下具有时空异质性,开展土壤盐碱化变异特征研究可为土地合理开发利用和土壤盐碱化的防治改良提供决策参考,农田水盐状况会影响作物生长,间接影响作物的分布,而不同作物灌排水方式、耕作措施及作物本身吸盐排碱能力等不同,也会影响盐分在垂直和水平方向上的运移,研究土壤盐碱化变异特征与作物类型的互馈关系,对于优化种植制度、制定适宜的灌溉措施和改良措施以防治土壤盐碱化并实现水分的高效利用具有重要的科学与现实意义。本论文以宁夏河套典型灌区为研究区,研究土壤盐碱化在空间和垂直方向上的变异特征;利用遥感技术提取作物类型:基于研究区土壤全盐、盐离子和pH值数据及作物分布状况,分析了土壤盐碱化变异特征对作物类型分布的影响及种植不同作物后土壤全盐、pH值和盐离子的变化特征。研究结果如下:(1)整个研究区土壤盐碱化程度较为严重,全盐含量的范围在0.26-14.9g/kg之间,土壤pH值变化范围在8.67-10.38之间,可溶性盐离子以镁离子、钠离子、氯离子和硫酸根离子为主,碳酸根离子和pH值随土层深度增加逐渐升高,全盐及其他离子含量均随着土层深度增加逐渐降低,表层全盐为强空间变异性,其它层全盐为中等空间变异性,pH值为弱空间变异性。pH值和碳酸根具有较强的正相关关系。全盐和除碳酸根和碳酸氢根外的各离子在春季返盐期均有不同程度的表聚现象。全盐、各盐离子、pH值在空间上整体均表现为西北高,东南低的特点,受地形因素影响较大,土壤表层全盐、氯离子、钠离子、钙离子含量在黄河冲积平原和贺兰山洪积平原过渡区均较低,盐分剖面类型在该空间分布范围内表现为平均型和底聚型。(2)利用时间分辨率和空间分辨率都较优的GF1-WFV时间序列数据,结合不同植被生育特点,基于主要作物曲线特征构建的决策树分类精度较高。分类结果显示水稻主要分布在贺兰山山前洪积平原的北部和黄河冲积平原,基本呈现为连片种植,玉米和小麦夹杂分布在贺兰山冲积平原和黄河冲积平原过渡区域。(3)水稻土壤表层全盐、钠离子和氯离子平均含量明显高于其他作物,硫酸根离子和镁离子平均含量略高于其他作物,水稻主要分布在盐分剖面类型为表聚型的区域,而玉米和小麦主要分布在盐分剖面类型为平均型的区域,相比玉米和小麦,水稻主要分布在春季表层土壤盐渍化更严重的地区,说明土壤盐分的空间变异和垂直变异在一定程度影响了作物类型的空间分布。(4)种植不同作物会对土壤盐分和pH值的变异特征产生一定的影响,不同作物种植前后土壤全盐、pH值及各离子变化特征不同,种植水稻后全盐含量降低程度远远大于玉米和小麦,其变化的差异性主要受镁离子、碳酸氢根离子和碳酸根离子影响,pH值增大程度小于玉米和小麦。

关键词：宁夏河套灌区土壤盐碱化变异特征作物类型

松辽平原西部土壤盐碱化现状调查与转换规律、转换机制

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江苏农业科学 2021年第8期49卷 196-203页

作者：李祎昕辽宁省物测勘查院有限责任公司辽宁沈阳110000

以1985年、2000年、2017年中分遥感影像建立科学的遥感解译标志与盐碱化分类体系,结合地理信息系统(GIS)的分析方法,对松辽平原西部33年间土壤盐碱化动态变化、转换规律、转换机制进行分析研究。结果表明,1985—2000年盐碱地总面积增加... 详细信息

以1985年、2000年、2017年中分遥感影像建立科学的遥感解译标志与盐碱化分类体系,结合地理信息系统(GIS)的分析方法,对松辽平原西部33年间土壤盐碱化动态变化、转换规律、转换机制进行分析研究。结果表明,1985—2000年盐碱地总面积增加、强度总体变轻;2000—2017年盐碱地总面积减少,强度总体变重;1985—2017年总面积增加,强度总体变轻。1985年、2000年、2017年盐碱地分布均以重度为主,分别占盐碱地总面积的的44.49%、41.36%、40.43%;1985—2017年盐碱地转变为其他地类变化面积最大的是盐碱地转变为旱田,这是由于盐碱被成功治理并改造为耕地。1985—2017年其他地类变为盐碱地面积最大的是草地转变为盐碱地,反映出草地的盐碱化问题较严重。

关键词：遥感土壤盐碱化松辽平原土地类型转换规律

基于多源遥感的宁夏银北地区干湿季土壤盐碱化反演研究

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基于多源遥感的宁夏银北地区干湿季土壤盐碱化反演研究

作者：贾萍萍宁夏大学

学位级别：硕士

土壤盐碱化是影响粮食安全和生态安全的主要土壤问题之一,其盐碱化程度的高低直接关系到干旱地区土壤的可持续利用。据统计,盐碱化土壤占全球陆地面积的7.26%,并且这个比例还在持续增长。目前,中国西北干旱和半干旱地区的土壤盐碱化问题... 详细信息

土壤盐碱化是影响粮食安全和生态安全的主要土壤问题之一,其盐碱化程度的高低直接关系到干旱地区土壤的可持续利用。据统计,盐碱化土壤占全球陆地面积的7.26%,并且这个比例还在持续增长。目前,中国西北干旱和半干旱地区的土壤盐碱化问题,已严重制约当地农业的可持续发展,为进一步增加我国后备耕地面积,对土壤盐碱化信息进行准确的监测和开发利用已迫在眉睫。针对宁夏银北地区盐碱化土壤分布较广,但遥感反演精度不高的问题,本文以该地区平罗县为研究区,利用遥感技术、土壤学和统计学等分析方法,结合研究区野外土壤高光谱、室内测定理化指标以及Landsat 8 OLI影像数据,分析该区域干季和湿季土壤盐碱化指标的统计特征,明确实测高光谱和影像的异同点,解析干湿季不同来源光谱数据对土壤盐碱化指标的敏感性,然后运用相关性、灰色关联度、逐步回归等方法筛选敏感光谱,最后利用偏最小二乘回归、支持向量机回归和地理加权回归等方法分别建立了研究区干湿两季的土壤含盐量和pH值反演模型,并进行优选和验证,为当地及同类地区土壤盐碱化的识别、反演、防治和利用措施的制定提供理论依据。本研究主要结论如下:(1)银北地区干湿两季平均土壤含盐量和pH值分别为6.17 g·kg-1和9.28、5.28 g·kg-1和9.11,土壤盐碱化程度较为严重。干季土壤含盐量和pH平均值大于湿季,干湿两季含盐量均为强变异,且干季变异程度大于湿季,而干湿两季pH值均为弱变异。不同土壤含盐量、pH值条件下的土壤光谱特征曲线,整体变化趋势一致,在可见光波段反射率随指标增大而逐渐升高。(2)研究区土壤中Na+、Cl-和SO42-含量较高,一般属于硫酸盐—氯化物型盐碱化土壤。干季除HCO3-值中等变异程度外,其余均是强变异性,湿季离子中Na+、Mg2+、Cl-、CO32-是强变异性,K+、Ca2+、HCO3-、SO42-属于中等变异程度。干湿两季土壤中Na+在四种阳离子总量中占比分别超过了 85%和93%,SO42-和Cl-之和占到阴离子总量的88.3%和91.5%。(3)在高光谱和影像光谱中,不同季节对土壤含盐量和pH值敏感的波段和盐分指数不同。干、湿季实测重采样波段和盐分指数与土壤含盐量均表现为极显著相关。干季实测Band1、SI和湿季Band1、S2较其它波段和盐分指数敏感;干季影像Band7和NDSI相对更敏感。干季实测NDSI和影像S3对土壤pH值最敏感;湿季实测Band1和影像S3对土壤pH值最敏感。整体而言,实测和影像特定波段及盐分指数在研究区干湿季都具有良好的土壤含盐量和pH值识别潜力。(4)在不同土壤含盐量条件下,重采样后的高光谱波段反射率与影像波段反射率极显著相关。逐步回归变量筛选下的模型整体效果优于相关性分析和灰度关联法。在土壤含盐量的5种反演模型中,地理加权回归模型精度较高;基于不同变量组的模型中,支持向量机算法和BP神经网络算法比较接近,而岭回归算法最差,偏最小二乘回归模型存在严重的“过拟合”现象。局部模型在土壤含盐量反演方面较全局模型更具优越性。干季以实测灰度关联组-地理加权回归模型效果最佳,其Rp2和RPD分别为0.9355和4.49;湿季以影像相关系数组-地理加权回归模型反演效果最好,其Rp2和RPD分别为0.9570和4.83。(5)在pH值反演方面,基于主成分分析确定的干湿季实测和影像特征参数数量相对较稳定,而基于灰度关联法确定的湿季影像土壤特征光谱的数量较少。基于三个模型输入变量构建的pH值反演模型中,逐步回归组模型具有最高的精度和稳定性。全局回归模型反演精度优于局部回归模型。其中,支持向量机和BP神经网络模型在全局回归模型中均具有较高的精度。局部模型的精度随pH值变化而变化,干季略大于湿季。土壤pH值中以实测的主成分分析-支持向量机回归模型为最佳模型,其Rp2和RPD分别为0.9724和5.76;影像以湿季的灰度关联法-支持向量机模型反演效果最佳,其Rp2和RPD分别为0.9732和5.12。

关键词：土壤盐碱化实测高光谱 Landsat 8 OLI 干湿季敏感波段盐分指数地理加权回归反演

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废旧纺织品用于土壤盐碱化防治的研究

废旧纺织品用于土壤盐碱化防治的研究

作者：王迪天津工业大学

学位级别：硕士

土壤盐碱化是土地退化的主要类型之一。我国盐碱地面积位居全球第四位,盐碱化土壤改变了土壤的理化性质,限制了土壤的使用范围。通过科学的手段预防土壤盐碱化的发生能延缓盐碱化土地面积的增加,对现有盐碱地的修复能够缓解全球土地资... 详细信息

土壤盐碱化是土地退化的主要类型之一。我国盐碱地面积位居全球第四位,盐碱化土壤改变了土壤的理化性质,限制了土壤的使用范围。通过科学的手段预防土壤盐碱化的发生能延缓盐碱化土地面积的增加,对现有盐碱地的修复能够缓解全球土地资源紧缺现状,解决粮食安全问题。本研究利用废旧纺织品再生材料构造土壤毛细阻隔层,调控土壤中盐水的迁移方向达到预防土壤盐碱化及避免修复后的土壤收到盐碱的二次危害。本研究具体研究内容如下:实验通过在土壤根生区以下铺设再生聚丙烯材料及再生聚酯材料作为土壤毛细阻隔屏障,阻断土壤水盐运移的途径预防根生区土壤盐碱化,分析不同材料对水盐运移的影响。研究结果表明,聚丙烯无纺布及两种厚度不同的聚酯无纺布三种材料的实验组根生区土壤含水量稳定在10%以下,土壤含盐量稳定在0.5ms/cm左右,选择聚丙烯无纺布组长期观测,根生区土壤含盐量长期维持在较低水平。而孔径较大聚丙烯片材实验组与对照组上层土壤含盐量随着浸泡天数的增加逐渐提升,说明实验材料能够有效阻隔土壤水盐的运移,避免根生区土层（深度0-30cm）盐碱化。结果表明在土壤根生区（0-30cm）以下铺设孔径小于110um的再生材料能够阻断土壤水盐运移,避免根生区土壤盐碱化的发生。水利灌溉能使土壤根生区内形成含盐量较低的土壤层。在土壤毛细作用下,停止灌溉后会导致土体中盐分再次富集至土壤根生区形成盐碱土产生危害。本研究在土壤根生区以下铺设废旧再生材料,调控土壤水盐的运输方向达到避免修复后土壤受到盐碱的二次危害,并对比不同理化性质的材料,分析灌水量、材料等因素对土壤理化性质改良的影响,提出提高水通量的改良措施。研究结果表明,在经过21mm/48h-20次灌溉后,以聚酯无纺布作为阻隔材料的土柱根生区,土壤残余量为2.76ms/cm,下层土壤的电导率提升8倍左右,且聚酯无纺布能够阻隔土壤水向上流动所以避免了土壤受到二次危害。再生聚丙烯无纺布由于其理化性质,完全阻断水盐运输,可以用于土壤保墒,客土修复中,减少了土壤水分的损失,避免了土壤被污染。综上所述,再生聚酯/聚丙烯无纺布能够在盐碱土壤的修复以及盐碱土的预防过程中起到较好的作用。各种再生材料的理化性质,决定了不同的使用途径。

关键词：土壤盐碱化土壤水盐运移土壤毛细阻隔盐碱土修复盐碱土预防再生化学纤维