盐碱地植被覆盖度与土壤盐分含量时空耦合关系研究——以山东省无棣县为例

摘要

土壤盐碱化是影响世界经济发展和生态环境的五大灾害因子之一。中国是受土地盐碱化影响最大的国家之一，盐碱地总面积约3.53107hm2，仅环渤海低平原地区就有266.67万hm2中低产田和66.67万hm2盐碱荒地有待改造提升和开发利用。了解掌握土壤水盐状况、植被分布特征及其时空格局的耦合关系，对于改造盐碱地、提高盐碱地利用率、保障耕地和粮食安全具有重要意义。本文选择山东省无棣县作为研究区，采用文献资料、实地调查、RS+GIS、统计分析等方法，在分析了2013-2015年研究区植被覆盖水平及其时空格局变化特征、土壤盐分时空变异特征的基础上，研究了土壤水盐与的植被覆盖的时空耦合关系。
　　本研究主要内容包括：⑴基于RS的植被覆盖度时空变异分析结果显示，无棣县域范围内植被覆盖呈现西南高东北低的空间格局，与县境地形地貌及土壤空间格局相一致。2013-2015年间，植被覆盖总体呈现夏秋高冬春低的特征，但受气候异常变化影响，2013、2015年呈现了“冬高春低”的“反常”现象。根据年内植被覆盖度面积比率变化幅度构建综合变动度指标，将无棣植被覆盖变动类型划分为高度稳定、中度稳定、低度稳定、不稳定和极不稳定5种类型，各类型表现出明显不同的特点。⑵基于网格法，根据研究目的、研究区特点提出了符合当地实际的土壤水盐信息采样点布设方法，采用野外速测和室内校验相结合的方法获取土壤水盐数据；2013-2014年无棣县土壤表层含盐量统计结果显示，无棣县土壤盐渍化程度整体上属于中度，但在水平方向上存在强变异性。受气候异常、客水无着影响，土壤盐分出现“春高冬低”的现象。基于反距离权重插值法的土壤盐分空间分析表明，无棣县境内土壤盐分呈现东北高西南低的大致规律，局部又因地形地貌、地下水埋深、淡水来源及利用方式而呈现不同特征。2013年秋末至2014年冬土壤盐分呈总体上升趋势，不同程度盐渍化区域分布范围随水热条件而呈现涨缩现象。在2013年夏秋涝、2014年夏秋持续干旱且黄河水供应不上的情况下，中轻度盐渍化区域与中重度盐渍化区域的边界在2014年夏秋之际出现南移现象，中轻度盐渍化区域面积大大缩小，而重度盐渍化面积呈现为增加。⑶定量分析土壤水盐与植被覆盖时空耦合关系结果显示，不同植被覆盖类型下土壤盐分含量呈现依“光板地>碱蓬>芦苇>茅草>棉花、冬枣>小麦-玉米”次序由高到低变化。相关分析表明，植被覆盖度与土壤盐分间呈负相关关系，而其负相关程度在不同季节变化不显著。基于 Arcgis的土壤水盐与植被覆盖度的主成分分析结果显示，植被覆盖度与土壤盐分含量的负相关拟合曲线为指数型(R2=0.9931)。

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1前言

1.1研究意义

1.2研究进展

1.3研究内容

1.4研究方法与技术路线

2研究区概况与数据准备

2.1无棣县概况

2.2土壤水盐收集与整理

2.3遥感数据来源

3植被覆盖信息提取及其时空变异特征研究

3.1影像校正与裁剪

3.2 植被覆盖信息提取

3.3植被覆盖度的时空变异分析

4土壤水盐信息获取及其时空变异特征

4.1土壤水盐信息获取

4.2土壤盐分统计特征与动态变化

4.3土壤盐分时空变异特征

5土壤水盐与植被覆盖时空耦合关系研究

5.1不同季节土壤盐分水平与植被类型关系

5.2 土壤盐分含量与植被覆盖度相关性分析

5.3土壤水盐与植被覆盖度的关系

6结论与讨论

6.1结论

6.2讨论与展望

参考文献

攻读学位期间参与科研情况与论文发表情况

致谢