葛 暢，張承樾，王 旭，吳翰林

（山東農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院，山東泰安 271000）

0 引言

鹽堿地是重要的土地資源，分布面積廣泛，中國有約9.91×107hm2鹽堿地分布。中國的耕地鹽漬化問題在近年來也突出顯現(xiàn)，我國有近1/5的耕地正受到鹽堿化的威脅。本文旨在對(duì)濰坊市濱海區(qū)鹽堿地空間變異機(jī)制進(jìn)行研究，研究濱海區(qū)鹽堿地空間變異的特征，正確、全面地認(rèn)識(shí)鹽堿地土壤特性的空間變異狀況；通過研究，得出對(duì)鹽堿地空間變異機(jī)制的影響因素；對(duì)鹽堿地提出有關(guān)治理對(duì)策，加強(qiáng)對(duì)鹽堿地的利用。

1 研究區(qū)概況

本研究選擇山東省濰坊市濱海區(qū)，該區(qū)域位于渤海萊州灣南畔，濰坊市北部，屬黃河三角洲地區(qū)，地理坐標(biāo)約為118°53′～119°17′E、36°56′～37°16′N之間。濰坊市濱海區(qū)屬暖溫帶季風(fēng)型大陸氣候。全區(qū)冬冷夏熱，雨熱同季，四季分明。全區(qū)陸地可利用水資源主要為地表徑流，其主要依靠大氣降水，pH值在8.4左右。濰坊市濱海區(qū)地下鹵水埋藏淺，陸地土壤多為鹽堿土或?yàn)┩客?，長期以來，鹽業(yè)生產(chǎn)以及豐富的鹵水資源致使區(qū)域土壤成為典型的鹽堿土。

2 研究區(qū)鹽堿地空間分布特征

2.1 數(shù)據(jù)來源與處理

將第二次全國土壤普查的土壤圖進(jìn)行矢量化操作，并與第三次全國國土調(diào)查中1∶10000土地利用現(xiàn)狀圖轉(zhuǎn)化為在同一地理坐標(biāo)系下嚴(yán)格標(biāo)準(zhǔn)。研究過程中，通過下載Landsat7ETM+、Landat8OLI衛(wèi)星數(shù)字產(chǎn)品獲取2001、2010和2021年10月的遙感數(shù)據(jù)，通過一系列參數(shù)反演，由大氣校正后的TM影像計(jì)算NDVI，求算植被覆蓋度值以及得出植被覆蓋度影像利用混合像元法計(jì)算公式（NDVI-NDVImin）/（NDVImax-NDVImin），進(jìn)行植被覆蓋度計(jì)算得到結(jié)果；根據(jù)前人研究，遙感影像分水體、城鎮(zhèn)和自然表面三種類型，采用水體像元的比輻射率賦值為0.995，利用自然像元計(jì)算（surface=0.9625+0.0614Fv-0.0461Fv2）和城鎮(zhèn)（building=0.9589+0.086Fv-0.0671Fv2）兩個(gè)式子聯(lián)立，計(jì)算地表比輻射率；本文采用輻射傳輸方程（大氣校正法）進(jìn)行反演、土壤含水量等幾個(gè)方面進(jìn)行處理。利用經(jīng)典統(tǒng)計(jì)學(xué)方法，運(yùn)用計(jì)算樣本均值、標(biāo)準(zhǔn)差、方差和變異系數(shù)以及進(jìn)行顯著性檢驗(yàn)等統(tǒng)計(jì)學(xué)方法來描述土壤樣本的規(guī)律特征。

2.2 研究方法

將第二次全國土壤普查的土壤圖進(jìn)行矢量化操作，并與第三次全國國土調(diào)查中1∶10000土地利用現(xiàn)狀圖轉(zhuǎn)化為在同一地理坐標(biāo)系下嚴(yán)格標(biāo)準(zhǔn)。將遙感數(shù)據(jù)從植被覆蓋等方面進(jìn)行處理。利用經(jīng)典統(tǒng)計(jì)學(xué)方法，運(yùn)用計(jì)算樣本均值、標(biāo)準(zhǔn)差、方差和變異系數(shù)以及進(jìn)行顯著性檢驗(yàn)等統(tǒng)計(jì)學(xué)方法來描述土壤樣本的規(guī)律特征。

2.3 技術(shù)路線

技術(shù)路線主要是通過野外調(diào)查、遙感影像獲取和室內(nèi)分析及國內(nèi)外鹽堿地改良利用文獻(xiàn)的搜集，而后根據(jù)濰坊市濱海區(qū)鹽堿地的特點(diǎn)進(jìn)行分析，通過不同年份遙感影像進(jìn)行比對(duì)，得出鹽堿地在空間范圍內(nèi)的空間變異機(jī)制，找出影響鹽堿地改良利用的制約因素，找出解決問題的措施和對(duì)策，并對(duì)濰坊市濱海區(qū)鹽堿地的改良與利用提出相關(guān)建議。

2.4 不同類型因子空間變化機(jī)制

2.4.1 植被因子。植物對(duì)鹽堿地和濱海鹽漬土有明顯的影響。對(duì)2001年、2011年、2021年三年的遙感影像進(jìn)行植被信息提?。ㄈ鐖D1），觀察其植被覆蓋情況變化差異，可以得出如下結(jié)論：

1）在濱海區(qū)范圍內(nèi)，從南向北，植被覆蓋度越高，大致呈現(xiàn)出“農(nóng)用地-闊葉林-灌木-堿蓬蘆葦-光板地”這一變化規(guī)律。故由植物可以反映出鹽堿地大致分布情況，即由沿海向內(nèi)陸鹽堿化程度將越發(fā)嚴(yán)重。

2）圖1范圍內(nèi)，河流河道和河口區(qū)域植被覆蓋度低，經(jīng)對(duì)比實(shí)地情況發(fā)現(xiàn)，在常年大面積干涸河床處，植被稀少，僅有蘆葦?shù)饶望}堿植被零星分布。

3）對(duì)比三年處理后形成圖像發(fā)現(xiàn)，濱海區(qū)植被覆蓋度正日益提高，計(jì)算如下：用研究區(qū)地區(qū)的矢量數(shù)據(jù)生成的ROI建立一個(gè)掩模文件。得到研究區(qū)的統(tǒng)計(jì)結(jié)果。在統(tǒng)計(jì)結(jié)果中，最后一列表示對(duì)應(yīng)NDVI值的累積概率分布。獲得結(jié)果：A.NDVImax=0.522991 B.NDVImin=0.031766

通過公式的計(jì)算，將整個(gè)地區(qū)可以劃分為三個(gè)區(qū)域：NDVI的值小于0.031766，VFC等于0；NDVI大于0.522991，VFC等于1；介于兩者之間的像元使用公式計(jì)算，得到植被覆蓋圖（圖1）。

2.5 研究區(qū)鹽漬化分布現(xiàn)狀

濰坊市濱海區(qū)的鹽漬化程度由北向南逐漸減輕，呈階梯狀分布，北部地區(qū)鹽漬化程度極高，甚至分布有較大面積鹽土，向南逐漸鹽漬化程度降低，到最南部呈非鹽漬化土壤。

在北部鹽堿化程度較高的地區(qū)，土質(zhì)含鹽量較高。地勢(shì)低洼，離海較近，土壤鹽度大。極易形成鹽漬化土地。

中部輕中度鹽漬化區(qū)域，地質(zhì)情況較為復(fù)雜，地下水含鹽量較高，較易形成鹽漬化土地。南部鹽堿化程度較輕的區(qū)域部分地區(qū)地下水采集量較大，導(dǎo)致地下水位下降，鹽漬化得到了一些緩解。

3 原因分析

3.1 氣候因素

濰坊市濱海區(qū)屬暖溫帶季風(fēng)型大陸氣候，兼具海洋性氣候特征。該地區(qū)地處濰北平原，東南季風(fēng)受到泰沂山脈阻擋，年降水量少且年際降水豐枯懸殊。春秋季節(jié)蒸發(fā)量大，蒸發(fā)強(qiáng)烈，蒸發(fā)量約為年降水量的2.15倍；夏季氣溫高且降水多，濕度大，排水不暢，易積水。地下水位高，蒸發(fā)之后鹽分容易存積于地表。

3.2 地質(zhì)因素

地形的起伏程度和組成物質(zhì)的差異，對(duì)地面、地下徑流的運(yùn)動(dòng)以及土體中鹽分的運(yùn)動(dòng)有著較大的影響，特定的地形地貌條件是鹽堿地形成的物質(zhì)基礎(chǔ)。濰坊市濱海區(qū)地處渤海萊州灣南畔，地勢(shì)低平，最高的南部高程為黃?；鶞?zhǔn)面，受海潮威脅大，環(huán)境遭到嚴(yán)重破壞。整個(gè)區(qū)域由于境域內(nèi)多條河流長期沖積，形成廣泛的濱海低地，地勢(shì)低平，起伏緩，排水不暢，故蒸發(fā)后殘余大量鹽分，底層含鹽量高。

3.3 人為因素

人類活動(dòng)所造成的不當(dāng)影響，水利工程技術(shù)采取了不恰當(dāng)?shù)拇胧?，使地下水位提高，加?qiáng)了鹽分表聚，使原來非鹽堿土演變成鹽堿土或使原土壤鹽堿化加重。由于濱海經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)存在大量的工業(yè)制鹽產(chǎn)業(yè)，其無序發(fā)展及其排放的廢水、廢渣與廢氣已經(jīng)嚴(yán)重破壞了濱海地區(qū)的生態(tài)環(huán)境，導(dǎo)致現(xiàn)狀的生態(tài)環(huán)境進(jìn)一步惡化。其次，城市化的發(fā)展、鐵路與公路建設(shè)和基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)過程中挖深、填埋地基，導(dǎo)致了建設(shè)用地范圍內(nèi)地下水位下降，周圍地下水位上升，大量鹽分蒸發(fā)到地表，形成新的鹽堿地。

4 治理建議

科學(xué)分析掌握鹽堿地空間變異機(jī)制，從氣候、地形、母質(zhì)、植被、時(shí)間以及人為因素等多方面分析，采取因地制宜、分類管理的方式，對(duì)鹽堿地土地進(jìn)行有效利用，實(shí)行科學(xué)布局，系統(tǒng)認(rèn)識(shí)和掌握鹽堿地空間分布特征，是治理改良鹽堿土的基本條件。

4.1 建設(shè)鹽堿地動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)體系

通過對(duì)遙感影像的分析，構(gòu)建鹽堿地提取技術(shù)體系，動(dòng)態(tài)跟蹤鹽堿地演變過程。在鹽堿地較為密集的地區(qū)建設(shè)相應(yīng)的監(jiān)測(cè)點(diǎn)，通過對(duì)鹽堿地的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)及時(shí)了解鹽堿地的動(dòng)態(tài)變化，構(gòu)建鹽堿地預(yù)警體系，為鹽堿地的治理提供技術(shù)方面的支持。

4.2 農(nóng)業(yè)改良措施

主要包括縮小地塊，平整土地，進(jìn)行精耕細(xì)作，選用優(yōu)良耐鹽堿的作物進(jìn)行復(fù)種、套種。推行秸稈還田，增施有機(jī)肥提倡合理灌溉、節(jié)約用水等的一系列管水、用水制度?？梢苑N植耐鹽堿的植被，這對(duì)于輕度、中度鹽堿地效果較好，推廣種植海水稻。種植耐鹽作物不僅可減少土壤鹽分，有效改良土壤結(jié)構(gòu)，并且為增加糧食產(chǎn)量創(chuàng)造有利條件，積極探索鹽堿地特色農(nóng)業(yè)，重點(diǎn)發(fā)展規(guī)模種植。

4.3 水利工程改良措施

在濱海地區(qū)沿海地帶鹽堿地改良中，河流入?？谔?，尤其是濰河、白浪河入?？谔帲匾闆r下利用建設(shè)水利工程進(jìn)行海水?dāng)r截，減少海水倒灌對(duì)沿海地區(qū)鹽堿地加重。采用完善明溝與暗管排水系統(tǒng)，在濰坊市濱海區(qū)轄區(qū)范圍內(nèi)，修建大量明溝，進(jìn)行漫灌洗鹽排鹽，通過在區(qū)域范圍內(nèi)每隔一定距離挖取一定深度的溝渠，排出土體鹽分，改良鹽堿地的目的。通過暗管排鹽技術(shù)，在區(qū)域范圍內(nèi)地下鋪設(shè)帶有孔隙的管道，待灌溉或降雨后匯入管道的水分，通過暗管排出鹽分，從而達(dá)到改良鹽堿地的目的。

4.4 化學(xué)改良措施

對(duì)鹽堿地土壤及時(shí)施用化學(xué)改良劑，以化學(xué)方法中和掉土壤中鹽堿成分，改善土壤適作條件。利用石膏、磷石膏、黑礬等化學(xué)改良劑，通過置換反應(yīng)置換出土壤中鈉，或生成的酸，中和土壤的堿性，以達(dá)到改良的目的?；瘜W(xué)改良的同時(shí)應(yīng)綜合采用深翻、松土、施有機(jī)肥、客土摻沙等農(nóng)業(yè)輔助措施，進(jìn)行改良。

5 結(jié)語

通過研究結(jié)果表示，濱海區(qū)的土壤條件和水文地質(zhì)條件是鹽堿地形成與分布的重要因素，較為干旱的氣候條件是積鹽、返鹽的外在驅(qū)動(dòng)力，濱海低平原的地形條件是鹽堿地?cái)U(kuò)展的重要推動(dòng)力，人類活動(dòng)提高了土地鹽堿化的速度和程度，排灌渠系修建管理方面的問題、在土地整治中一味追求耕地的增加、城區(qū)的不斷建設(shè)、工業(yè)廠房污染等條件加大了鹽漬化的程度。

濰坊市濱海區(qū)鹽堿地的鹽堿化程度總體上存在著一個(gè)從南至北出現(xiàn)一個(gè)由弱漸強(qiáng)的變化過程，東西來看，西部鹽堿化程度大于東部。鹽堿地土壤養(yǎng)分含量以及鹽分含量的高低，將對(duì)旱作農(nóng)業(yè)發(fā)展產(chǎn)生重要影響。具體分析如下：

1）濰坊市北濱渤海萊州灣沿岸，由于受到海水侵蝕上涌倒灌以及海風(fēng)攜帶水汽中含鹽等因素影響，其土壤含鹽量存在一個(gè)極大值，為該地區(qū)最大值，因而鹽堿程度較高。

2）使用了地統(tǒng)計(jì)學(xué)和GIS技術(shù)，通過對(duì)研究區(qū)土壤調(diào)查及室內(nèi)分析，詳細(xì)展示了研究區(qū)土壤肥力和鹽分的基本狀況，研究區(qū)整體有較低的肥力水平，有較高的含鹽量。