绿洲农田土壤盐碱斑特征、类型及形成机制研究

Saline-alkali patch, a ubiquitous heterogeneity phenomenon in oasis cropland,renders the planting areas declined,water resource wasted,cultivation ineffective, soil equality degraded.So saline-alkali patch,like'psoriasis'strongly influences sustainable development of the oasis agriculture.Typical oasis cropland Manas river basin will be chosen as the study area. With field investigation,dynamic monitoring and many technical mesaures including remote sensing, differential GPS and EM38,we will analyze three-dimensionally regional distibution,type,physics and chemistry character, spectral features of topsoil and environmental conditions of saline-alkali patch in region, cropland and pedon scales,monitor the relatioship between saline-alkali patch and crop growth and improvement effect,and utilize the method of converting space to time to monitor changing process under reclamation for the different years of saline-alkali patch.Through this study,we can understand the typical features,temporal and spatial changes,establish quantitative classification system,institute correspoding improvement measures and explore forming mechanism of saline-alkali patch.The results will provide basic data and scientific basis for comprehensive reclamation of saline-alkali patch and new thinking way for saline-alkali soil genesis and classification and evolution theory.

盐碱斑是绿洲农田土壤普遍存在的一种异质现象，造成耕地有效面积减少、水肥资源浪费、无效耕作以及土壤质量差等问题，为此，盐碱斑就像"牛皮癣"一样严重影响绿洲农业的可持续发展。本研究选择典型绿洲玛纳斯河流域为研究区，通过野外采样调查和动态监测，借助遥感、差分GPS以及大地电导仪等技术，从区域、农田和土体尺度对农田土壤盐碱斑的区域分布、类型、理化性质、光谱特征、环境条件进行系统的立体剖析；动态监测盐碱斑与作物生长的关系及改良效果；利用空间换时间的方法监测不同开发年限盐碱斑的变化过程。通过此项研究可以掌握绿洲农田土壤盐碱斑的典型特征和时空变化规律，构建盐碱斑分类指标体系，制定相应的改良措施，探索盐碱斑的形成演化机制。研究成果可为绿洲农田盐碱斑的综合改良提供基础数据和科学依据，还为盐碱土发生分类与演化理论提供创新思路。

土壤盐碱是干旱区绿洲农业可持续和生态环境保护的重要限制因素。绿洲农田经过长期的综合改良，但是在农田中依然存在数量不菲的“盐碱斑”现象。由于盐碱危害不仅导致作物减产，并且无效的耕作、施肥和灌溉浪费了大量水资源和养分资源，成为限制农业可持续发展的重要限制因素之一。.为此，本项目开展了绿洲农田土壤盐碱斑空间分布规律、盐碱斑特征、类型以及形成机制等研究。利用遥感图像（TM）和无人机遥感技术进行不同尺度“盐碱斑”分布位置确定，累计完成43个盐碱斑的野外调查工作。采集土壤样品1857个，分析测定了样品的总盐、电导、pH、颗粒组成以及有机质含量等指标。在线测定了盐碱斑土壤光谱特征、微地形特征、土壤紧实度仪以及EM38电导率指标。主要取得以下主要成果：.（1）建立了无人机遥感和ETM相结合的盐碱斑快速定位和解译方法，构建了基于光谱发射率与绿洲农田土壤盐分及pH的反演模型；通过分析盐碱斑分布的位置，揭示了新疆山盆地貌格局下绿洲农田盐碱斑分布规律和危害程度；.（2）建立了绿洲农田土壤盐碱斑分类指标体系及障碍因素诊断指标，根据土壤盐分、pH、质地及管理措施等指标，将绿洲农田盐碱斑划分为5个大类19个小类；.（3）通过分析盐碱斑土壤、环境以及农业开发历史，明确了绿洲农田盐碱斑形成与成土条件、开发时间等具有密切的关系，即绿洲盐碱斑的形成不仅受到土壤盐分、pH、障碍层等自然因素的影响，而且与地形起伏、耕作粗放、耕种历史等人为活动的具有密切的关系。.（4）根据盐碱斑的类型分别提出了不同类型盐碱斑治理改良的具体措施，并针对具有障碍层的盐碱斑开展了底层铺砂和作物秸秆治理措施的初步示范。.研究成果不仅掌握了绿洲农田盐碱斑分布特征、危害程度以及形成机制，更为重要的是为绿洲农田“盐碱斑”快速调查与类型识别提供了一套可行性技术参数，为我们从“盐碱斑”尺度认识盐碱土的发生与演变规律提供了新窗口。