天津滨海及其周边地区土壤盐渍化特征分析

摘要

天津滨海及其周边地区是滨海盐碱土的主要发生区域之一，盐渍化土壤广布。在城市快速发展的背景下，因地制宜、科学合理地开发利用盐渍化土壤资源是天津滨海及其周边地区发展中面临的重要挑战。正确评估当地土壤盐渍化特征，全面掌握土壤盐分空间分布规律，是盐渍化土壤资源可持续利用的必要前提。 本文以典型样区中新天津生态城为例，基于实地采集的垂向三层共计542个土壤样品数据，采用经典统计、地统计等方法，借助空间插值、数值模拟、遥感反演等技术手段，综合分析天津滨海及其周边地区的土壤盐渍化特征，结果表明： 1、研究样区土壤盐渍化严重，盐土比例超50%。质地为黏壤土，容重1.53 g/cm3，毛管孔隙度11.93%；As、Hg、Cr、Pb、Cd含量均属轻微生态危害I级。水平方向上，土壤表层盐分具有极强的空间变异性，中层及深层空间变异中等，各土层均具中等空间自相关性；垂直方向上，随深度增加随机性因素影响削弱，变异程度降低而空间自相关性增强。土壤盐分在剖面上的分布特征可概括为：表聚型、中聚型、底聚型3类，分别占剖面总数的26.6%、12.9%、60.5%，其分布特征受到气候条件、地形地貌、地下水环境、植被覆盖、土地利用方式等因素的综合影响。各土层盐分离子组成较为稳定，Na+、Cl-占据绝对优势，属氯化物型盐渍土。主成分分析表明，水溶性盐分含量、Na+、Cl-、pH这4个指标是限制土壤养分积累及植物生长的关键特征因子。 2、在滨海地区土壤盐分空间分布预测方法的比较中，地统计方法的插值精度整体上优于确定性方法，序贯高斯模拟具有相对最高的预测精度，其模拟结果的统计特征与实测数据的一致性较高，预测表面对局部细节的反映能力较强。足够多次的序贯高斯模拟均值可有效提高方法的预测精度。在以含盐量0.6%为阈值的土壤盐分含量不确定性评估中，序贯高斯模拟可通过多次模拟实现将环境风险性定量化，是科学管理天津滨海及其周边地区盐渍化土壤资源的有效手段。 3、以Landsat 8 OLI为数据源，间接表征土壤盐分状况的4类共11个特征光谱指数与土壤盐分之间可能存在着复杂的非线性关系，BP神经网络反演模型相对一元非线性回归模型及多元线性逐步回归模型预测精度有了明显提高。反演结果表明，天津滨海及其周边地区盐渍化现象较为严重，土壤盐分空间变异性较强，自沿海滩涂向腹地方向大致呈现降低趋势。

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绪论

土壤盐分空间变异特征

样区概况及其土壤基本性质特征

样品采集方法

实验室分析方法

采样点布设数量的质量验证

土壤盐分空间变异特征

剖面盐分分布特征

剖面类型分布特征

土壤盐分空间分布预测及其不确定性评价方法

空间插值方法

精度评价方法

土壤盐分含量的遥感定量反演

结论与展望