【摘要】：在全球變化背景下,人口劇增與資源短缺的矛盾日益突出,導(dǎo)致土地資源利用集約程度不斷提高,土地利用空間格局處于動(dòng)態(tài)演變中,與此同時(shí),土地資源開(kāi)發(fā)中出現(xiàn)的土壤鹽漬化等土地退化問(wèn)題,對(duì)土地資源的可持續(xù)利用提出新的挑戰(zhàn),為此,尋求土地利用格局與土壤鹽漬化演變分析方法、探索歷史及未來(lái)發(fā)展情景下的演變特征,不僅可以詳細(xì)地了解土地利用格局及鹽漬化的基本屬性與演變特點(diǎn),而且是變化環(huán)境下對(duì)土地資源進(jìn)行綜合保護(hù)的基礎(chǔ)支撐。本文基于遙感技術(shù),在內(nèi)蒙古河套灌區(qū)1986-2016年土地利用時(shí)空演變分析基礎(chǔ)上,針對(duì)耕地土壤鹽漬化問(wèn)題,分別利用回歸分析及光譜特征空間理論,建立耕地表層土壤含鹽量反演模型,通過(guò)精度評(píng)價(jià)篩選最佳模型,并將其應(yīng)用于土壤鹽漬化時(shí)空演變研究中�；谕恋乩眉胞}漬化30年歷史演變,利用CLUE-S模型,將不同鹽漬化等級(jí)耕地視為獨(dú)立土地類型,在種植結(jié)構(gòu)調(diào)整、加大節(jié)水力度等調(diào)控措施下,預(yù)測(cè)未來(lái)30年的土壤鹽漬化格局。建立綜合指標(biāo)評(píng)價(jià)研究區(qū)土壤鹽漬化程度,據(jù)此,推薦與研究區(qū)土壤鹽漬化空間格局相匹配的作物種植布局。取得的主要成果如下:(1)基于光譜特征空間理論,綜合植被指數(shù)和土壤鹽分指數(shù)協(xié)同變化的耕地表層土壤含鹽量反演模型較回歸模型精度得以顯著提高。利用修改型土壤調(diào)整植被指數(shù)MSAVI和土壤鹽分指數(shù)SI3構(gòu)建的耕地表土鹽分反演模型精度最高(R2=0.76,RMSE=0.30dS/m),其在2016年耕地土壤含鹽量反演中取得了較滿意的結(jié)果,證明了該方法在干旱半干旱灌區(qū)耕地土壤鹽漬化研究中的合理性。(2)1986-2016年土地利用及土壤鹽漬化時(shí)空演變分析表明,各種土地類型在空間上呈現(xiàn)交叉分布格局,且以耕地占據(jù)優(yōu)勢(shì)地位。整個(gè)灌區(qū)耕地以非鹽漬化和輕度鹽漬化為主,并且在空間上呈現(xiàn)東部重于西部,北部重于南部的格局;鹽荒地在灌區(qū)西部烏蘭布和沙漠邊緣地帶、灌區(qū)中部以及東北部形成連續(xù)片狀分布集中帶。土地類型擴(kuò)張幅度最大的為非鹽漬化耕地,其次依次為輕度鹽漬化耕地、草地和建設(shè)用地,極重度鹽漬化耕地和林地?cái)U(kuò)張幅度較小;面積減小幅度最大的為未利用地,其次依次為鹽荒地、水域,中度和重度鹽漬化耕地減小幅度較小。灌區(qū)土壤鹽漬化呈現(xiàn)減輕的趨勢(shì),1986-2016年表層土壤平均含鹽量下降了 22.45%,特別是實(shí)施節(jié)水灌溉以來(lái),表層土壤含鹽量進(jìn)入相對(duì)穩(wěn)定的低值期。(3)CLUE-S模型驗(yàn)證結(jié)果表明,選取的高程、坡度、距主要城鎮(zhèn)的距離、距主要道路的距離、距渠系的距離、距排水溝的距離、多年平均地下水埋深、生產(chǎn)總值、人口密度、農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值等驅(qū)動(dòng)因子,對(duì)各種土地類型具有較好的解釋能力,是研究區(qū)土地利用格局演變的主要驅(qū)動(dòng)因子。CLUE-S模型在10年和30年尺度上的模擬精度較好。由于參與模擬的土地類型較多,且耕地土壤鹽分時(shí)空變異性較大、驅(qū)動(dòng)機(jī)制復(fù)雜,增加了模擬難度,是影響模擬精度的重要原因。(4)土壤鹽漬化調(diào)控結(jié)果表明,擴(kuò)大小麥或瓜菜種植面積均會(huì)加劇研究區(qū)土壤鹽漬化,且隨著時(shí)間推移和種植面積持續(xù)擴(kuò)大,鹽分在表層土壤中的積累速率迅速增加,尤其以小麥種植面積擴(kuò)大對(duì)土壤鹽漬化加劇作用最為顯著。然而,通過(guò)加大節(jié)水力度、擴(kuò)大玉米或葵花面積均可有效地降低研究區(qū)平均含鹽量,經(jīng)過(guò)30年發(fā)展,三種情景可以將平均含鹽量分別降低7.59%、4.23%和3.61%。對(duì)土壤鹽漬化改良最有力的為加大節(jié)水力度,擴(kuò)大玉米種植面積次之。
【圖文】：

２．１自然地理概況逡逑２．邋１．邋１地理位置逡逑內(nèi)蒙古河套灌區(qū)是全國(guó)三大特大型灌區(qū)之一，是我國(guó)最大的引黃河水自流灌區(qū)之一，逡逑也是我國(guó)重要的優(yōu)質(zhì)綠色農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)基地和西北干旱半干旱地區(qū)最大的人工生態(tài)綠洲。河逡逑套灌區(qū)位于內(nèi)蒙古自治區(qū)西部，黃河北岸的沖擊、洪積平原，地理位置介于東經(jīng)逡逑１０６°２０Ｍ０９°１９＇，北煒４０°１９＾４１°１８之間，在行政區(qū)劃上橫跨巴彥淖爾市的磴口縣、臨逡逑河區(qū)、杭錦后旗、五原縣和烏拉特前旗共五個(gè)旗縣區(qū)（圖２．１）。河套灌區(qū)的西邊界和烏逡逑蘭布和沙漠相接，東邊界緊挨包頭市，南部為黃河，北部為陰山山脈的狼山、烏拉山洪逡逑積扇，東西跨度約２５０ｋｍ，南北寬度達(dá)５０ｋｍ，總土地面積為１１８萬(wàn)ｈｍ２。引黃河水灌溉逡逑面積５７．４萬(wàn)ｈｍ２，按地貌特征及習(xí)慣自西向東將其依次分為一干灌域、解放閘灌域、永逡逑濟(jì)灌域、義長(zhǎng)灌域和烏拉特灌域共五個(gè)灌域。灌區(qū)地勢(shì)較為平坦，海拔高度介于逡逑９３８？１１５４ｍ，西部偏高，東部略低，坡降為１／６０００？１／８０００；南部偏高，北部略低，坡降逡逑為邋１／６０００。逡逑

２．邋１．２氣象條件逡逑２．邋１．２．邋１邋降水逡逑圖２．２所示為河套灌區(qū)１９８６－２０１６年降水量變化以及多年平均逐月降水量變化過(guò)程，逡逑可見(jiàn)，降水量呈現(xiàn)減小趨勢(shì)。研究區(qū)１９８６－２０１６年平均降水量為１６０ｍｍ，時(shí)間和空間上逡逑分配不均衡。在空間上，降水量自東向西遞減。在年際間，豐水年和枯水年出現(xiàn)頻次基逡逑本持平，其中，１９８６－１９９３年間，豐水年和枯水年交替出現(xiàn)；１９９４－１９９８年為連續(xù)豐水年，逡逑平均降水量為２０２ｍｍ；邋１９９９－２０００年出現(xiàn)枯水年，平均降水量為１３１ｍｍ；邋２００１－２００４年逡逑又出現(xiàn)豐水年，降水量為１９２ｍｍ；邋２００５－２００８年豐水年和枯水年交替出現(xiàn)；２００９－２０１６年，逡逑除２０１２年出現(xiàn)一次豐水年外，其余均為枯水年，年平均降水量?jī)H１３０ｍｍ。在年內(nèi)，，降逡逑水高度集中，６－９月降水量占全年降水總量的７５％左右，其中，７月平均降雨量最大，多逡逑年平均值為３６ｍｍ
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)水利水電科學(xué)研究院
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：S156.41

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本文編號(hào)：2643930