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玛纳斯河流域绿洲荒漠区盐渍化土地利用变化与利用潜力研究

作　者: 张丽
导　师: 蒋平安; 盛建东
学　校: 新疆农业大学
专　业: 草业科学
关键词: 玛纳斯河流域土地利用盐渍化土壤光谱特征潜力评估
分类号: S156.4
类　型: 博士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

对土壤盐渍化高光谱变化特征和遥感影像表现特征的研究是监测与认识盐渍化土壤变化规律的依据。在此基础上，分析与评估盐渍化土壤的利用潜力是预防土壤退化、保障农业可持续发展的依据。本文以玛纳斯河绿洲荒漠区为研究区，根据田间采样与室内分析数据、不同水盐含量土壤高光谱数据、研究区不同时段遥感数据，通过对土壤水盐高光谱特征分析、不同时期土壤盐渍化变化规律分析以及研究区耕地利用潜力分析，明确了研究区土壤水盐的光谱变化特征以及不同程度盐渍化耕地的利用潜力，揭示了研究区土地利用／土地覆被的变化规律，为区域盐碱土改良与利用以及可持续农业的发展提供理论依据和技术支持。主要结论如下：1.研究区土壤水、盐高光谱特征：对研究区不同质地、含水量、含盐量的土壤高光谱测定数据进行去包络线和一阶微分处理后，①确定了反映盐渍化程度敏感波段为347～377nm和1800～1911nm；②土壤反射光谱受土壤质地、含盐量、含水量等因素影响。粘土反射率最高，粉粘壤土次之，砂壤土最低；土壤含盐量越高其光谱反射率也越高；土壤含水量光谱曲线变化临界值是其田间持水量，低于田间持水量，随水分含量增加反射率减小，高于田间持水量，随水分含量增加反射率升高。2.研究区土壤盐渍化遥感定量反演：基于2009年4月26号研究区TM数据的土壤盐分指数影像与同期田间采样测定的盐分数据，采用线性回归方法，构建了土壤盐渍化遥感定量反演模型（y=0.093x+0.766，精度87.34%）。根据该模型得到研究区非盐渍化土壤占其总面积的57.02%，轻度盐渍化土地面积占18.7%，中度盐渍化土壤与重度盐渍化土壤面积占24.28%，并计算出玛纳斯河流域0-30cm土壤盐分储量约为2.2×109t。3.研究区盐渍化土地利用/土地覆被变化:由1989、2001、2012年三个时期遥感数据获得研究区土地利用变化，在研究时段内，研究区耕地、林地和草地面积增长率分别为5.06%、1.20%和3.59%，水体面积变化不大，建设用地面积增长率为0.91%，未利用土地面积减少率为11.39%，主要被开发为耕地和林草地；采用决策树分类对研究区耕地盐渍化程度研究表明随着时间的推移盐渍化逐渐减弱，到研究期末非盐渍化耕地面积为31.58%，轻度盐渍化耕地面积为23.02%，中、重度盐渍化面积占到45.39%。4.盐渍化耕地利用潜力评估：根据研究区典型农田田间采样和室内分析数据，结合地下水埋深和土壤质地调查数据，以土壤速效养分（碱解氮、有效磷、速效钾）、有机质含量、土壤pH值、总盐含量、地下水埋深七个指标，采用模糊数学方法，构建盐碱地利用潜力评估模型。评估结果表明：研究区耕地以中潜力（44.75%）和中高潜力（27.92%）为主，高潜力（9.51%）和低潜力（17.81%）面积较少，占研究区耕地的27.32%。本文对玛纳斯河流域盐渍化土壤的高光谱特征、盐渍化土壤的遥感影像特征、盐渍化土壤的利用特征和变化规律以及盐渍化土壤的利用潜力进行了系统的研究，为研究区的土壤盐渍化防治、农业规划及产业结构调整、农田水利规划和生产提供科学依据。

全文目录

摘要  4-6
Abstract  6-8
目录  8-10
第1章绪论  10-25
  1.1 选题背景及研究意义  10-12
  1.2 研究进展  12-23
  1.3 研究目标、内容及路线  23-25
第2章研究区概况  25-37
  2.1 研究区地貌特征  25-28
  2.2 气候特征  28-29
  2.3 水资源特征  29-31
  2.4 植被分布特点  31-34
  2.5 土壤分布特点  34-35
  2.6 社会经济概况  35-37
第3章土壤水盐高光谱特征分析  37-52
  3.1 典型土壤高光谱的测定  37-38
  3.2 高光谱数据预处理  38-40
  3.3 典型土壤反射光谱特征分析  40-50
  3.4 小结与讨论  50-52
第4章盐渍化土地利用/覆被变化遥感监测  52-70
  4.1 材料与方法  52-53
  4.2 土壤盐分反演  53-56
  4.3 盐渍化土地利用/覆被变化遥感监测  56-69
  4.4 小结与讨论  69-70
第5章盐渍化耕地利用潜力研究  70-91
  5.1 土壤样品采集与分析  70-71
  5.2 研究区土壤属性特征研究  71-79
  5.3 研究区盐碱地利用潜力评估模型构建  79-85
  5.4 玛纳斯绿洲荒漠区盐碱地利用潜力评估  85-89
  5.5 玛河流域盐渍化土地优化利用模式推荐  89-91
第6章结论与展望  91-93
  6.1 主要结论  91-92
  6.2 研究展望  92-93
参考文献  93-99
致谢  99-100
作者简介  100
攻读博士期间发表论文  100-101

玛纳斯河流域绿洲荒漠区盐渍化土地利用变化与利用潜力研究

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