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遥感具有低成本、易获取、综合宏观等优点,被认为是监测表层土壤盐度的有效工具。土壤盐渍化一直是中国西北干旱区内陆河流域绿洲区的重要问题,本文以新疆玛纳斯河绿洲为例,利用遥感影像研究表层盐碱土的空间分布格局。
2009年7、8月和2011年4月共采集玛纳斯河绿洲表层土壤样本(706个)进行实验室分析,将该数据作为遥感反演地表盐分的真实数据。本文利用Landsat TM和HJ-1A数据提取土壤盐度信息;土地利用类型分类和地表盐分信息提取方法是改进的最大似然分类器(MMLC,Modified Maximum Likelihood Clasmfier)、支持向量机(SVM,Supported Vector Machine)和决策树(DCT,Decision Tree);利用实测表土含盐量数据评价分类结果,最终获得2009年新疆玛纳斯河绿洲表层土壤盐度空间分布图。盐碱土空间分布特征及可能原因被分析,取得如下初步结论:
(1)实测表土576个样点中有444个样本的PH值大于8.5,占78%,说明玛纳斯河绿洲表土可能多为碱性土壤。
(2)遥感影像校正的b模型比VECA(Variable Empirical Coefficient Algofithm)模型更适合研究区的地形校正。非核特征提取、单一核特征提取和混合核特征提取波段组合平均分类精度分别是81%、86%和88%。MMLC、SVM和DCT三种分类器平均分类精度分别是85%、87%和83%,且SVM分类器稳定性较好,MMLC和DCT的稳定性较差,说明其优劣顺序是SVM、MMLC、DCT。
(3)从玛纳斯河绿洲灌区的情况来看,中度盐碱土(4-8dS/m)、重度盐碱土(8-16dS/m)和盐土(＞16dS/m)面积最大的灌区是下野地灌区,分别为49km2、229km2和105km2,占灌区面积比例分别为1.6%、7.6%和3.5%。其次是新湖总场和莫索湾灌区(上),中度、重度盐碱土和盐土的面积及其占灌区面积比例分别是24km2、3.4%,84km2、11.9%,74km2、10.5%;17km2、1.6%,62km2、5.9%和63km2、6.0%。清水河灌区无盐碱地分布。下野地灌区盐碱土绝对面积大的可能原因是成土母质含盐量高(5m以内土层含盐量达1.2-1.5g/kg,10m以内土层含盐量为1.0-1.3g/kg,蒸发量大(灌区多年平均蒸发量2248mm,蒸降比为18),地形坡度缓且地层中无明显透水层,潜水补给源多等。
(4)从玛纳斯河绿洲地貌单元来看,盐土在冲积平原上面积最大,为111km2,占总面积的3.O%;下野地新垦区、莫索湾新垦区、扇缘带盐土绝对面积和所占地貌单元面积比例分别为76km2、6.9%,74km2、12.3%,50km2、2。4%;其它地貌类型盐土分布较少。重度盐碱土面积最大的也是冲积平原,其面积为358km2,所占总面积比例为9。8%;扇缘带、下野地新垦区和莫索湾新垦区,面积及所占单元面积比例分别是166km2、7.8%,67km2、6.1%和37km2、6.2%。中度和轻度盐碱土面积大小顺序与重度基本一致。
(5)从变化趋势来看,1962-2009年新疆玛纳斯河绿洲盐碱地总面积的变化趋势分为两个阶段:1962-1999年呈增加趋势;1999-2009年呈减少趋势。