李 夏, 喬 木, 周生斌

(1.中國(guó)科學(xué)院 新疆生態(tài)與地理研究所, 新疆 烏魯木齊 830011; 2.中國(guó)科學(xué)院大學(xué), 北京 100049)

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1985-2014年新疆瑪納斯灌區(qū)土壤鹽漬化時(shí)空變化及成因

李 夏1,2, 喬 木1, 周生斌1

(1.中國(guó)科學(xué)院 新疆生態(tài)與地理研究所, 新疆 烏魯木齊 830011; 2.中國(guó)科學(xué)院大學(xué), 北京 100049)

摘要：[目的] 分析瑪納斯灌區(qū)進(jìn)行鹽堿地空間分布格局,清楚認(rèn)識(shí)當(dāng)?shù)佧}堿地類型和時(shí)空變化規(guī)律,找出因地制宜的鹽堿地改良措施。[方法] 以1985年瑪納斯灌區(qū)土壤普查數(shù)據(jù),1998年Landsat TM,2006和2014年CBERS(China-Brazil earth resource satellite)影像為數(shù)據(jù)源,運(yùn)用RS和GIS技術(shù)提取研究區(qū)4個(gè)時(shí)期土壤鹽漬化信息,利用土地轉(zhuǎn)移矩陣和鹽漬化動(dòng)態(tài)度模型分析30 a來瑪納斯灌區(qū)土壤鹽漬化時(shí)空動(dòng)態(tài)變化,并探討灌區(qū)鹽漬化的驅(qū)動(dòng)因素。[結(jié)果] (1) 1985—2014年,鹽漬化土地總面積增加,從1985年的4.27×104 hm2增加到2014年的7.90×104 hm2。 (2) 灌區(qū)土壤鹽漬化主要分布在灌區(qū)內(nèi)部,呈塊狀分布。[結(jié)論] 自然因素是土壤鹽漬化形成與變化的內(nèi)因,人為影響則是促進(jìn)土壤鹽漬化尤其是綠洲次生鹽漬化發(fā)展的驅(qū)動(dòng)因素之一。

關(guān)鍵詞：瑪納斯灌區(qū); 時(shí)空變化; 土壤鹽漬化

文獻(xiàn)參數(shù)： 李夏, 喬木, 周生斌.1985—2014年新疆瑪納斯灌區(qū)土壤鹽漬化時(shí)空變化及成因[J].水土保持通報(bào)，2016,36(3)：152-158.DOI:10.13961/j.cnki.stbctb.2016.03.028

土壤鹽漬化現(xiàn)象通常發(fā)生在氣候干旱、水分蒸發(fā)強(qiáng)度大、地下水位高且含有較多可溶性鹽類的干旱、半干旱地區(qū)，目前已成為世界性的資源和生態(tài)問題，而新疆是世界的鹽堿土博物館，鹽漬化種類繁多，土壤退化及鹽堿化現(xiàn)象突出，嚴(yán)重威脅到新疆農(nóng)業(yè)生產(chǎn)安全[1-5]。據(jù)統(tǒng)計(jì)，新疆鹽漬化總面積達(dá)8.48×106hm2，現(xiàn)有耕地中31.1%的面積受到鹽漬化的危害[6]。近年來由于溫度的持續(xù)升高，進(jìn)一步加劇了干旱區(qū)土壤的鹽漬化狀況。同時(shí)，由于在農(nóng)業(yè)發(fā)展過程中存在排水系統(tǒng)不健全，土地不平整，灌水技術(shù)粗放等問題，導(dǎo)致土地次生鹽漬化面積不斷擴(kuò)大，良田被迫棄耕，嚴(yán)重制約了新疆農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展[7-8]。因此，及時(shí)地監(jiān)測(cè)土壤鹽漬化的現(xiàn)狀和掌握其時(shí)空變化規(guī)律是治理鹽漬化和防治其進(jìn)一步惡化的必要前提。

目前，已有多位學(xué)者對(duì)干旱區(qū)土壤鹽漬化進(jìn)行研究，如呂真真等[9]應(yīng)用相關(guān)分析和主成分分析方法分析了瑪納斯河流域各鹽基離子之間及與土壤鹽分含量的相關(guān)關(guān)系和該區(qū)土壤鹽漬化主要的特征因子；李娜等[10]利用便攜式光譜儀測(cè)量土壤光譜反射率，結(jié)合土壤鹽分因子數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，探討瑪納斯河流域土壤鹽漬化現(xiàn)狀特征及其與土壤光譜之間的關(guān)系；李宏等[11]對(duì)新疆塔里木河流域進(jìn)行土地鹽漬化專題信息提取，建立該地區(qū)土地鹽漬化分類系統(tǒng)，提高土地鹽漬化分類精度，對(duì)于建立生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)有非常實(shí)用的價(jià)值。然而大部分土壤鹽漬化研究都是基于流域尺度，對(duì)構(gòu)成流域的灌區(qū)土壤鹽漬化時(shí)空變化以及成因仍缺乏足夠的研究。因此，本文選取具有代表性的瑪納斯灌區(qū)，運(yùn)用遙感和GIS技術(shù)以及統(tǒng)計(jì)學(xué)方法，擬通過4期遙感數(shù)據(jù)，分析瑪納斯縣近30 a來土壤鹽漬化在時(shí)間和空間尺度上的變化規(guī)律，并探討研究區(qū)土壤鹽漬化的驅(qū)動(dòng)力因素，以期為該區(qū)土地資源可持續(xù)利用以及生態(tài)環(huán)境的管理和決策提供科學(xué)依據(jù)。

1研究區(qū)概況

瑪納斯縣地處天山北麓、準(zhǔn)噶爾盆地南緣，介于東經(jīng)85°34′—86°43′，北緯43°28′—45°38′。瑪納斯河和塔西河是瑪納斯縣主要的2大河系，其中，瑪納斯河全長(zhǎng)324 km，年徑流量1.26×109m3，流域面積10 744 km2。該區(qū)域年平均降雨量為197 mm，降水年內(nèi)分布主要集中在春、夏兩季，占到全年降水的70%左右，區(qū)域蒸發(fā)量為1 600 mm左右，年均氣溫7.2 ℃，光熱條件豐富，屬于典型的溫帶大陸性干旱半干旱氣候[12]。地勢(shì)自東南向西北緩緩傾斜，地貌可分為3大類型：南部為天山山區(qū)和丘陵地，是優(yōu)良的夏牧場(chǎng)；中部為沖積平原區(qū)，是該縣主要產(chǎn)糧區(qū)；北部為沙漠區(qū)，是古爾班通古特沙漠的一部分，境內(nèi)的山脈屬天山依連哈比爾尕山中段。土壤主要由灌淤土、潮土、二潮灰潮土、硫酸鹽化潮土、硫鹽化草甸鹽土組成，土壤鹽漬化危害比嚴(yán)重，成為阻礙該灌區(qū)農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展主要因素。

瑪納斯灌區(qū)地處瑪納斯河流域(簡(jiǎn)稱瑪河)的東南部。瑪河是新疆水資源利用率較高的灌區(qū)，也是中國(guó)第4大灌溉農(nóng)業(yè)區(qū)[13]。瑪納斯灌區(qū)氣候干旱，旱季土壤在蒸發(fā)作用下積鹽，雨季聚集在表層的土壤脫鹽，因此區(qū)域地下水主要依靠蒸發(fā)維持平衡，使土壤常處于積鹽狀態(tài)[14]。不合理的灌溉方式又加劇了土壤次生鹽漬化程度，嚴(yán)重阻礙了綠洲農(nóng)業(yè)的健康可持續(xù)發(fā)展。

2數(shù)據(jù)來源與研究方法

2.1數(shù)據(jù)來源

本文的研究數(shù)據(jù)為1985年瑪納斯灌區(qū)土壤普查圖(1∶100 000)，1998年Landsat TM遙感影像(分辨率30 m，軌道號(hào)144/30)，2006和2014年中巴資源衛(wèi)星CBERS遙感影像(CBERS-02，分辨率19.5 m)為主要信息源，輔以研究區(qū)地貌、土地利用圖、歷年氣溫、降水量分析和探討瑪納斯灌區(qū)土壤鹽漬化時(shí)空變化及成因。

不同時(shí)期、不同來源的3期遙感數(shù)據(jù)在鹽漬化信息提取前，均進(jìn)行了預(yù)處理，包括假彩色合成、幾何校正和重采樣等，以便增強(qiáng)衛(wèi)星影像的可識(shí)別性。

2.2基于土壤普查圖的鹽漬化信息提取

利用ArcGIS 10.0將1985年的瑪納斯流域土壤圖件進(jìn)行矢量化處理，完成圖層的數(shù)字化，然后對(duì)各類土壤的鹽漬化類型進(jìn)行分類賦值，即提取出灌區(qū)內(nèi)外鹽漬化土壤和非鹽漬化土壤圖斑并合并，刪除其他無關(guān)的土壤類型，提取生成1985年瑪納斯灌區(qū)土壤鹽漬化數(shù)據(jù)。

2.3基于遙感影像的鹽堿地信息提取

按照新疆第二次土壤普查耕地土壤鹽漬化鹽分含量劃分指標(biāo)[14]，依據(jù)0—30 cm土層厚度土壤鹽分含量，劃分為：輕、中、重鹽漬化3個(gè)等級(jí)的鹽漬化程度。

本文借助于RS/GIS軟件，結(jié)合野外實(shí)地調(diào)查、鹽堿地影像特征，劃分出輕，中和非鹽漬化土壤3個(gè)等級(jí)，并進(jìn)一步基于前人研究和專家知識(shí)庫(kù)建立相應(yīng)的解譯標(biāo)志(表1)。通過人機(jī)交互，對(duì)遙感影像進(jìn)行解譯、數(shù)字化，然后建立拓?fù)潢P(guān)系，并利用多次野外實(shí)地調(diào)查和與當(dāng)?shù)剞r(nóng)民訪談數(shù)據(jù)，驗(yàn)證核實(shí)分類結(jié)果，反復(fù)對(duì)結(jié)果進(jìn)行校正，分類精度可達(dá)85%以上，該過程前人已做了大量工作，李義玲的文章有詳細(xì)闡述[15]，最終生成1985,1998,2006和2014年瑪納斯灌區(qū)土壤鹽漬化數(shù)據(jù)(附圖8)。

表1　瑪納斯灌區(qū)土壤鹽漬化分類及遙感影像解譯標(biāo)志

3土壤鹽漬化時(shí)空變化分析

3.1土壤鹽漬化數(shù)量的時(shí)序分析

根據(jù)4期遙感影像提取出的土壤鹽漬化屬性數(shù)據(jù)，統(tǒng)計(jì)出不同年份土壤鹽漬化的面積(表2)，并制作不同年份的土壤鹽漬化面積直方圖和變化圖(圖1—3)。

采用動(dòng)態(tài)度SSDI來描述研究區(qū)不同時(shí)期不同鹽漬化類型面積的變化速率Rt(表3)，通過分析土壤鹽漬化類型的總量的變化，可了解鹽漬化的總態(tài)勢(shì)和變化程度,其公式表示如下[16]：

式中：Ua，Ub——研究初期、末期某鹽漬化類型的面積； T——研究時(shí)段長(zhǎng); 當(dāng)T為年時(shí)，Rt為研究時(shí)段內(nèi)某鹽漬化類型的年變化率。Rt>0時(shí)表示鹽漬化土地面積減少，Rt<0時(shí)表示土壤鹽漬化面積增加。

據(jù)表2—3,結(jié)合圖1—2可知，近30a來瑪納斯灌區(qū)土壤鹽漬化面積發(fā)生了明顯的變化，鹽漬化程度總體上減弱，各類鹽漬化類型在不同時(shí)間段表現(xiàn)出不同的變化速率?？傏厔?shì)是：隨著耕地面積的擴(kuò)大，鹽漬化土地面積相應(yīng)增加；灌區(qū)鹽土面積不斷減少，且減少較快，中度鹽漬化耕地與其他土壤類型面積有所減少；非鹽漬化耕地與輕度鹽漬化耕地面積明顯增加。

在1985—2014年內(nèi)，灌區(qū)鹽土面積的變化最為明顯，其次為非鹽漬化耕地，再者是輕度鹽漬化與中度鹽漬化耕地。鹽土面積呈持續(xù)減少趨勢(shì)，近30a共減少了9.45×104hm2，1998—2006年減少速度較快，Rt高達(dá)13；中度鹽漬化耕地面積呈現(xiàn)先減少后增加再減少趨勢(shì)，近30a共減少1.32×104hm2，1985—1998年減少1.65×104hm2，1998—2006年增加速度較快，Rt為-8.80，2006—2014年減少1.60×104hm2，Rt達(dá)17.37；輕度鹽漬化耕地面積呈先增加后減少變化，1985—2006年呈增加變化，面積增加7.14×104hm2，2006—2014年面積減少2.19×104hm2，Rt為4.06；非鹽漬化耕地面積呈不斷增加變化，1985—2014年共增加7.3×104hm2。

表2　瑪納斯灌區(qū)不同年份鹽漬化面積統(tǒng)計(jì)

表3　瑪納斯灌區(qū)鹽漬化動(dòng)態(tài)度分段統(tǒng)計(jì)　%

圖1　不同年份土壤鹽漬化耕地面積

注：1.非鹽漬化耕地; 2.輕度鹽漬化耕地; 3.中度鹽漬化耕地; 4.灌區(qū)鹽土; 5.湖泊、水庫(kù); 6.城鎮(zhèn); 7.其他土壤類型。

圖2近30 a瑪納斯灌區(qū)土壤鹽漬化面積增減情況

3.2土壤鹽漬化轉(zhuǎn)移矩陣分析

轉(zhuǎn)移矩陣可以深刻而全面的刻畫研究區(qū)土壤鹽漬化變化的特征、結(jié)構(gòu)與各土壤鹽漬化類型變化的方向。本文根據(jù)上述分類結(jié)果，利用ArcGIS 10.0的intersect功能和Excel軟件的數(shù)理統(tǒng)計(jì)功能，將1985，1989，2006，2014年的土地利用分類圖進(jìn)行疊加和統(tǒng)計(jì)，分別獲得1985—1998，1998—2006，2006—2014年的土壤鹽漬化轉(zhuǎn)移矩陣數(shù)據(jù)(表4—6)。

對(duì)轉(zhuǎn)移矩陣分析發(fā)現(xiàn)，研究區(qū)30 a間土壤鹽漬化等級(jí)之間轉(zhuǎn)換復(fù)雜，耕地(非鹽漬化耕地、鹽漬化耕地)與灌區(qū)鹽土兩種類型轉(zhuǎn)移量較大。1985—1998年，鹽土轉(zhuǎn)化為非鹽漬化耕地與輕度鹽漬化耕地是主要的轉(zhuǎn)換方式，轉(zhuǎn)換面積分別為3.25×104hm2，2.92×104hm2，究其原因?yàn)殡S著人口和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們對(duì)耕地的需求強(qiáng)烈增加，開墾的土地面積較大；中度鹽漬化耕地轉(zhuǎn)化為輕度鹽漬化耕地面積達(dá)1.05×104hm2，說明納斯灌區(qū)加大力度進(jìn)行鹽堿地改良，采用大水漫灌的方式迅速洗鹽，鹽隨水走，通過排水溝排出灌區(qū)，洗鹽效果明顯。1998—2006年，輕度鹽漬化耕地轉(zhuǎn)為非鹽漬化耕地面積為1.79×104hm2，表明該區(qū)隨著灌溉措施的健全，鹽堿地改良效果明顯；鹽土是輕度鹽漬化耕地與中度鹽漬化耕地轉(zhuǎn)入面積的主要部分，轉(zhuǎn)入面積分別為3.36×104，1.96×104hm2，暗示了該地區(qū)在鹽土、鹽化土上開墾的耕地較多，耕地鹽漬化程度有所增加。2006—2014年，輕度鹽漬化耕地轉(zhuǎn)為非鹽漬化耕地成為主要的轉(zhuǎn)移方式，轉(zhuǎn)換面積為2.61×104hm2；有100 hm2的中度鹽漬化耕地向輕度鹽漬化耕地轉(zhuǎn)移，與2006年相比，轉(zhuǎn)入速度明顯降低，先進(jìn)的滴灌技術(shù)具有顯著的壓鹽作用，但它不是把土壤層的鹽堿排除掉，而是遷移到土壤深處，來年深翻土地的時(shí)候深處的鹽分又會(huì)重新翻到地表，排鹽效果緩慢；3 600 hm2，1.54×104hm2的鹽土分別向非鹽漬化耕地和輕度鹽漬化耕地轉(zhuǎn)移，開墾耕地面積減少。

表4　瑪納斯灌區(qū)1985-1998年鹽漬化土壤面積轉(zhuǎn)移矩陣　103 hm2

表5　瑪納斯灌區(qū)1998-2006年鹽漬化土壤面積轉(zhuǎn)移矩陣　103 hm2

3.3土壤鹽漬化空間變化

瑪納斯灌區(qū)土壤鹽漬化的空間分布具有明顯的空間差異性(附圖8)。各類鹽漬化耕地主要分布在灌區(qū)內(nèi)部。1985年灌區(qū)中部和南部鹽土呈聚集分布，灌區(qū)外圍靠近沙漠邊緣也有細(xì)條條狀分布，輕度鹽漬化耕地呈零星片狀分布。與1985年相比，1998年輕鹽漬化耕地面積在灌區(qū)內(nèi)部有所擴(kuò)大，中部尤為明顯，2006和2014年輕度鹽漬化耕地均呈片狀分布，且2006年輕度鹽漬化耕地空間分布明顯增多。1985年中度鹽漬化耕地在灌區(qū)西部呈帶狀分布，1998年中度鹽漬化耕地呈條狀分布，與1985年相比，1998年中度鹽漬化耕地空間分布表現(xiàn)在灌區(qū)內(nèi)部明顯減少，2006年則在灌區(qū)西北部呈片狀分布，耕地面積明顯增加，2014年空間分布變化較少。

3.4土壤鹽漬化驅(qū)動(dòng)力分析

土壤鹽漬化是脆弱的生態(tài)環(huán)境和強(qiáng)烈的人類活動(dòng)共同作用下的一種土地退化方式[17]，其影響因素很多，主要來源于自然因素和人為因素。自然因素是土壤鹽漬化形成與變化的內(nèi)因，人為影響則是促進(jìn)土壤鹽漬化尤其是綠洲次生鹽漬化發(fā)展的驅(qū)動(dòng)因素之一。

3.4.1自然因素

(1) 干旱的氣候條件是灌區(qū)土壤鹽漬化形成的重要驅(qū)動(dòng)因子。研究區(qū)位于中緯度地區(qū)，遠(yuǎn)離海洋，屬于典型的溫帶大陸性氣候，降水少，蒸發(fā)大。土壤鹽漬化的形成與當(dāng)?shù)氐臍夂蛴兄苯拥穆?lián)系，其中降水、氣溫和地面蒸發(fā)強(qiáng)度對(duì)鹽漬化的關(guān)系最為密切，它們綜合顯示了當(dāng)?shù)貧夂虻母蓾駹顟B(tài)[18]。根據(jù)新疆氣象局編整的氣象實(shí)測(cè)資料，區(qū)域內(nèi)年均降水量為197 mm，年均蒸發(fā)量為1 600 mm，蒸發(fā)量接近降水的8倍。據(jù)圖3 可知，近30 a來瑪納斯灌區(qū)的氣候呈變干趨勢(shì)變化：年平均氣溫逐漸升高，氣候傾向率達(dá)0.4 ℃/10 a。在溫度、蒸降比較高的情況下，土壤及地下水中的可溶性鹽離子會(huì)隨著土壤的毛細(xì)管作用不斷上升至土壤表層，富積并使得鹽漬化土壤呈大面積分布。

(2) 母質(zhì)含鹽是灌區(qū)土壤鹽漬化形成的先決條件?，敿{斯灌區(qū)鹽堿地是在干旱區(qū)脆弱的背景下產(chǎn)生的。灌區(qū)依賴發(fā)源于山前的徑流而存在，但構(gòu)成前山的中山帶第三紀(jì)地層大部分由含90%以上的氯化物或硫化物等易溶性鹽的鹽巖組成，因而徑流含有大量鹽分[19]。由于區(qū)域地處內(nèi)陸盆地，鹽分無外泄條件，造成鹽分積聚，使土壤基質(zhì)中可溶性鹽分含量升高，加重灌區(qū)內(nèi)部土壤的鹽漬化。

(3) 地形地貌為灌區(qū)土壤鹽漬化形成提供了基礎(chǔ)。研究區(qū)地處中國(guó)干旱區(qū)最具有代表性的“山盆系統(tǒng)”中，地貌格局分為3大類型：南部為天山山區(qū)和丘陵地，中部為沖積平原區(qū)，北部為沙漠區(qū)，是古爾班通古特沙漠的一部分。受地貌格局的影響，沖擊平原前緣溢出帶多為中度鹽漬化土壤，加上封閉的地形，排水不暢，為次生鹽漬化的發(fā)生提供了便利。

(4) 水是形成灌區(qū)土壤鹽漬化的動(dòng)力。地表水、地下水和土壤水相互作用共同影響著土壤鹽漬化過程,水文過程改變和影響著水熱平衡、水鹽平衡過程，對(duì)流域土壤鹽漬化過程具有明顯調(diào)控作用[20]。含鹽類的地表徑流轉(zhuǎn)換為地下水后，在干旱少雨自然淋溶困難的條件下，強(qiáng)烈的蒸發(fā)加速了地下水不斷向地表蒸發(fā)聚集，加大了土壤基質(zhì)中可溶性鹽分含量，導(dǎo)致次生鹽漬化。

3.4.2人為因素人類對(duì)新疆干旱區(qū)生態(tài)環(huán)境的改造，一方面大大加速了綠洲開發(fā)和經(jīng)濟(jì)的建設(shè)，另一方面同時(shí)也影響著土地資源的可持續(xù)利用性。人為因素是影響研究區(qū)土壤鹽漬化演變的主要因素之一。

(1) 水利方面的影響?，敿{斯河流域是新疆最大的人工綠洲，綠洲農(nóng)業(yè)最大的特點(diǎn)是人工灌溉。大型水利設(shè)施的修建，極大地提高了水土資源利用率，但平原水庫(kù)和渠系滲漏造成的田間大量灌水滲漏逐步抬升地下水位，在排水系統(tǒng)不健全的情況下，引發(fā)次生鹽漬化[21]，加上還沒有改良好鹽漬土，使鹽漬化耕地面積仍然很大?，敿{斯灌區(qū)先后修建了9座小型水庫(kù)，受當(dāng)時(shí)技術(shù)條件限制，水庫(kù)的壩體為土質(zhì)壩，庫(kù)水滲漏嚴(yán)重，引起庫(kù)區(qū)周圍3～5 km范圍內(nèi)地下水位迅速抬升，進(jìn)而導(dǎo)致農(nóng)田土壤的次生鹽漬化。

灌區(qū)1980年以前修建的灌溉渠系防滲率很低，渠系滲漏嚴(yán)重，引起兩側(cè)地下水位升高，次生鹽漬化快速發(fā)展，土地大量積鹽后被棄耕，形成鹽渠的白色鹽帶；1990年代以后，隨著技術(shù)的提高與防滲材料的改進(jìn)，渠系防滲率大大增加，但之前農(nóng)田殘留的次生鹽漬化問題仍需要時(shí)間來緩解[21]。

20世紀(jì)之前，傳統(tǒng)的灌溉模式如大水漫灌應(yīng)用于鹽堿地的改良，洗鹽速度較快，鹽漬化土壤面積迅速減少，但過量灌溉不僅能抬升地下水位，超過臨界深度，還將表土鹽分淋洗至地下水，導(dǎo)致灌區(qū)土壤鹽分的增加；2000年以后，滴灌技術(shù)在新疆瑪納斯灌區(qū)得到廣泛的應(yīng)用，具有顯著的壓鹽與節(jié)水作用，為解決綠洲農(nóng)田次生鹽漬化提供了一條極為有效的新途徑，但改良速度較慢。

(2) 農(nóng)業(yè)方面的影響。自新中國(guó)成立以來，瑪納斯灌區(qū)由于人口的不斷增加，平原草地開始被大量開墾，破壞原有的生態(tài)環(huán)境，造成草地退化。此外,瑪納斯灌區(qū)主要由瑪納斯等河沖積扇下部扇緣溢出帶連接而成，扇緣地過去全都是沼澤鹽堿地，農(nóng)田主要由沼澤土、鹽化草甸土及草甸鹽土開墾而來，開墾后逐漸形成的灰潮土、潮土，大都具有輕重不同的鹽漬化，初期由于排水不暢，次生鹽漬化嚴(yán)重[21]。

灌區(qū)內(nèi)土地不平整，特別是新開墾地，土地未精平細(xì)整，導(dǎo)致灌水不均勻，造成低處積水，高處積鹽的格局。灌區(qū)內(nèi)種植作物單一，除了糧食作物外，大部分為棉花，而養(yǎng)地作物很少，使土地用養(yǎng)失調(diào)。農(nóng)田內(nèi)部化肥施用量過大，改變了土壤物理性質(zhì)、土壤結(jié)構(gòu)，降低了土壤肥力，導(dǎo)致農(nóng)田土壤鹽漬化加重。

4討論與結(jié)論

(1) 1985—2014年，隨著耕地面積的增加，鹽漬化土地面積也相應(yīng)增加，從1985年的4.27×104hm2增加到2014年的7.90×104hm2。其中：鹽土面積減少劇烈，主要向非鹽漬化、輕度鹽漬化耕地轉(zhuǎn)化，中度鹽漬化耕地與其他土壤類型面積有所減少；非鹽漬化耕地與輕度鹽漬化耕地面積不斷增加。

(2) 灌區(qū)鹽漬化現(xiàn)象普遍，主要分布在綠洲內(nèi)部，呈片狀分布，在灌區(qū)外圍呈條狀分布。1985—2014年灌區(qū)內(nèi)部和外圍土壤鹽漬化面積都發(fā)生了較大的變化，主要以鹽土和非鹽漬化耕地變化為主。

(3) 自然因素和人為因素共同作用于灌區(qū)土壤鹽漬化時(shí)空演變。自然因素如氣候變化、水庫(kù)滲漏、耕作制度不合理等是內(nèi)因，促進(jìn)了土壤鹽漬化的發(fā)生發(fā)展，而人類進(jìn)行的大規(guī)模的土地開發(fā)利用以及不合理的灌溉模式，是土壤鹽漬化發(fā)生演變的外因。

本文充分利用RS和GIS手段，提高了土壤鹽漬化信息提取以及分析的效率和準(zhǔn)確性，為今后制定土壤鹽漬化的改良措施，實(shí)現(xiàn)土地資源的可持續(xù)利用提供保障。但在目視解譯的過程中，受傳感器空間分辨率、光譜分辨率等的制約，會(huì)不可避免的影響分類結(jié)果。因此提高遙感影像的分辨率，改進(jìn)圖像處理手段，可為鹽漬化遙感監(jiān)測(cè)研究理論和實(shí)踐的進(jìn)一步深入提供保障。

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收稿日期：2015-06-30修回日期：2015-07-27

通信作者：?jiǎn)棠?1957—),男(漢族),新疆維吾爾自治區(qū)烏魯木齊市人,學(xué)士,研究員,碩士生導(dǎo)師,主要從事資源遙感應(yīng)用和恢復(fù)生態(tài)學(xué)以及土壤質(zhì)量管理研究。E-mail:qiaomu@ms.xjb.ac.cn。

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1000-288X(2016)03-0152-07

中圖分類號(hào)：S156.4

Causes and Spatial-temporal Changes of Soil Salinization in Manasi Irrigation Region of Xinjiang Region During 1985-2014

LI Xia1,2, QIAO Mu1, ZHOU Shengbin1

(1.XinjiangInstituteofEcologyandGeography,ChineseAcademyofSciences,Urumqi,Xinjiang830011,China; 2.GraduateUniversityofChineseAcademyofSciences,Beijing100049,China)

Abstract：[Objective] To investigate the spatial distribution of saline alkali land in Manasi irrigation area, in order to understand the type and the spatial and temporal changes of local saline alkali land, and find out appropriate improvement measures. [Methods] Based on the soil data in 1985, Landsat TM images in 1998 and CBERS(China-Brazil earth resource satellite) images in 2006 and 2014, the RS and GIS technology was used to extract the information of soil salinization during four periods. The land transfer matrix was used to analyze the spatial-temporal changes of salt-affected land in Manasi irrigation region during the past 30 years. [Results] (1) The area of soil salinization land in Manasi irrigation region had increased from 4.27×104 to 7.90×104 hm2 during the past 30 years. (2) Soil salinization was mainly distributed in the inner area of Manasi irrigation region, represented as a block pattern. [Conclusion] Nature factors are the internal causes of the formation and change of the soil salinization, and anthropogenic influence is one of the driving factors that promoting the development of soil salinization, especially for the secondary salinization of oasis.

Keywords:Manasi irrigation region; spatio-temporal variation; soil salinization

資助項(xiàng)目：新疆維吾爾族自治區(qū)水利科技專項(xiàng)“瑪納斯綠洲棉花磁化水滴灌豐產(chǎn)技術(shù)應(yīng)用示范”(Y542061001)

第一作者：李夏(1989—),女(漢族),河南省開封市人,碩士研究生,研究方向?yàn)楦珊怠敫珊祬^(qū)環(huán)境遙感和生態(tài)恢復(fù)。E-mail:461854951@qq.com。