基于3S技术的土壤盐碱化时空分布规律及影响因素研究 ——以内蒙古磴口沈乌灌域为例

基于3S技术的土壤盐碱化时空分布规律及影响因素研究 ——以内蒙古磴口沈乌灌域为例

论文摘要

土壤盐碱化是由地质、水文、气候等多种自然因素以及人类不合理的耕作与灌溉共同作用的结果。内蒙古河套灌区是我国重要的粮食生产基地,土壤盐碱化一直制约着当地农业经济的发展。利用科学有效的手段获取土壤盐碱化信息并分析其时空动态变化规律,综合全面地探究其影响因素,可以为盐碱土的改良以及防治提供科学的支持,具有重要的理论及实践意义。本文选择内蒙古磴口沈乌灌域为研究区,以Landsat ETM+/OLI影像为数据源,利用3S技术手段,基于二维特征空间理论构建了MSDI(Modified Salinization Detection Index)模型,对土壤盐碱化信息进行了定量提取和分类,结合野外土壤样品的盐分数据,分析了2000年以来盐碱化的时空分布规律。最后从自然和人文两方面对土壤盐碱化的影响因素进行了初步分析,获得的主要研究成果如下:1)选取盐分指数(salinity index,SI)和修改型土壤调节植被指数(modified soil-adjusted vegetation index,MSAVI)作为特征变量构建MSDI模型,利用此模型对SI、MSAVI、NDVI与土壤样品盐分进行相关性分析,结果表明:MSAVI与土壤含盐量的相关性为0.8365,高于NDVI以及SI;MSDI与土壤含盐量之间的相关系数为0.8568。该模型提取盐碱化信息的总体精度为87.5%,Kappa系数为0.726,能够有效地对土壤盐碱化进行定量分析与监测。2)利用MSDI模型对研究区2001、2010和2017年影像进行了盐碱化信息提取和分类,结合土壤样品盐分数据分析了土壤盐碱化空间分布及动态变化:土壤盐分类型主要为钠盐型、硫酸盐-氯化物和氯化物-硫酸盐型,重度盐碱地分布于西北部、沙地及水体边缘,中、轻度盐碱地呈碎片状零星分布。2000年来非盐碱地面积由18.5%增加至30.47%,沙漠面积减少52.18%,其中20002010年盐碱地面积有所增加,而之后又逐渐减少,总体上盐碱化状况得到了有效地改善。3)综合地质、气候、水文及社会经济等资料,初步分析了研究区土壤盐碱化的影响因素:地质构造上的长期断陷下沉、河湖相沉积及干旱炎热的古气候是形成高盐量母质层的内在因素;砂质土壤为盐分的流通和聚集提供了有利条件;干热少雨的气候是形成土壤盐碱化的重要诱因;地下水运动模式造成盐分难以向外排泄;人口、经济、政策及渠网密度等通过改变土地利用格局,间接或直接影响土壤盐碱化的程度和分布。

论文目录

  • 摘要
  • abstract
  • 1 绪论
  •   1.1 选题背景及研究现状
  •     1.1.1 选题背景及项目依托
  •     1.1.2 土壤盐碱化研究现状
  •     1.1.3 研究目的及意义
  •   1.2 研究内容及技术路线
  •     1.2.1 研究内容
  •     1.2.2 研究方法
  •     1.2.3 技术路线
  •   1.3 完成工作量
  • 2 研究区概况
  •   2.1 地理位置与交通概况
  •   2.2 区域地理概况
  •     2.2.1 地形地貌
  •     2.2.2 气候及水文
  •     2.2.3 土壤植被
  •     2.2.4 社会经济
  •   2.3 区域地质概况
  •     2.3.1 区域地层概况
  •     2.3.2 区域构造
  •   2.4 研究区盐碱化现状
  • 3 盐碱化信息提取
  •   3.1 数据及处理
  •     3.1.1 遥感数据源
  •     3.1.2 影像预处理
  •   3.2 研究方法与原理
  •     3.2.1 特征参量选取
  •     3.2.2 水体及沙漠的提取
  •     3.2.3 数据的归一化处理
  •   3.3 盐碱化信息提取
  •     3.3.1 二维特征空间的建立
  •     3.3.2 遥感监测模型的构建
  •   3.4 样品采集及处理
  •     3.4.1 土壤样品采集
  •     3.4.2 样品处理过程
  •     3.4.3 数据分析处理方法
  •   3.5 精度验证及分析
  •   3.6 本章小结
  • 4 土壤盐碱化时空分布规律
  •   4.1 研究区土壤盐碱化分类结果
  •     4.1.1 土壤盐碱化程度分类
  •     4.1.2 土壤盐分类型
  •   4.2 土壤盐碱化空间分布格局
  •     4.2.1 土壤盐碱化程度空间分布
  •     4.2.2 土壤盐分类型空间分布
  •   4.3 土壤盐碱化动态变化及分析
  •     4.3.1 空间分布动态变化
  •     4.3.2 时间动态变化分析
  •     4.3.3 转化类型变化分析
  •   4.4 本章小结
  • 5 土壤盐碱化影响因素分析
  •   5.1 自然影响因素
  •     5.1.1 地质构造
  •     5.1.2 土壤质地
  •     5.1.3 气候
  •     5.1.4 水文条件
  •   5.2 人文影响因素
  •     5.2.1 人口、经济、种植结构及政策
  •     5.2.2 居民地及渠网密度
  •   5.3 本章小结
  • 6 结论与不足
  •   6.1 结论
  •   6.2 不足
  • 致谢
  • 参考文献
  • 附录
  • 附表
  • 文章来源

    类型: 硕士论文

    作者: 卢晶

    导师: 张绪教,叶培盛

    关键词: 盐碱化,特征空间,沈乌灌域

    来源: 中国地质大学(北京)

    年度: 2019

    分类: 基础科学,农业科技

    专业: 自然地理学和测绘学,农业基础科学,农业基础科学,农艺学

    单位: 中国地质大学(北京)

    分类号: S156.41;S127

    DOI: 10.27493/d.cnki.gzdzy.2019.000813

    总页数: 78

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