随着全球变暖和人口持续增长以及经济的迅速发展,人类所面临的环境问题日益突出并趋于严重。其中,土壤的盐渍化(盐碱化)已成为十分严重的环境问题,严重危害和影响生态环境和农业的可持续发展。由于土壤的盐渍化(盐碱化)的形成和发展是多种自然因素和人文因素共同作用的结果,又具有时间和空间的变化特征,其危害性和复杂性已引起全球范围的关注和研究。乌裕尔河-双阳河流域地处中国东北的松嫩平原,为典型的黑土区,其上游地区是重要的商品粮基地,下游是面积广阔的湿地和湖沼。探究该流域土壤盐碱化强度和特征,利用遥感影像数据定量地揭示流域土壤碱性和盐分的空间分布,定量分析自然因子和人为因子对流域土壤盐碱化强度变化的影响程度,并分析影响因子间的相互作用关系,对乌裕尔河—双阳河流域的生态环境保护及土壤盐碱化的预防和治理具有重要的理论意义与实践价值。本研究通过对流域中不同盐碱化强度的土壤表层土样的理化性质分析,明确了研究区土壤的盐碱化强度和特征;将盐碱土壤表层土样的理化性质与该土样的实验室光谱数据相结合,采用相关分析找出对土壤盐碱成分敏感的波段;建立基于光谱数据的逐步回归模型和偏最小二乘回归模型(PLSR)用于土壤盐碱成分的定量估算;将逐步回归模型和PLSR模型分别应用于Landsat 8 OLI多光谱遥感影像数据和超光谱成像仪(HSI)高光谱遥感影像数据,分别获得研究区全部和部分区域的不同盐碱化强度的土壤分布图;获取了自然因子和人为因子对土壤盐碱化强度变化的影响程度以及因子间的关系。取得主要成果如下:(1)乌裕尔河—双阳河流域存在碱性土壤、中性土壤和酸性土壤,土壤碱化程度比较高,甚至有些出现了苏打化的土壤,但苏打化土壤并不多见;研究区内土壤存在非盐渍化、轻度盐渍化、中度盐渍化和重度盐渍化等不同程度的盐渍化现象,但达到盐渍化程度的土壤很少,以非盐渍化土壤为主;盐渍化土壤的碱性也比较高,属于盐碱土壤;研究区内土壤含有主要的可溶性盐为Na HCO3、Na2CO3和Na2SO4。(2)土壤pH值、EC值、CO32-和Na+与原始光谱的可见光和近红外波段反射率之间的相关性最高,说明该波段范围对土壤的EC值、pH值和Na2CO3含量最为敏感。该波段是建立土壤酸碱度和盐分定量反演模型,反映其变化的最佳光谱波段。(3)用于定量估算土壤盐碱化强度的逐步回归模型和PLSR模型的拟合程度和验证的精度较高。其中,可见光和近红外波段在模型中贡献较大,这样的结果与光谱特征分析结果相一致,进一步证明了可见光和近红外波段范围是土壤盐碱化强度估算的最佳波段范围。(4)将逐步回归模型和PLSR模型分别应用于多光谱和高光谱影像,影像反演精度验证的结果较为理想,根据Landsat 8 OLI影像的反演结果,碱性土壤在研究区分布面积广,约占研究区面积的一半,主要分布在河流下游和湿地边缘;盐渍化(盐碱化)面积很少,零星分布于河流下游和湿地边缘。(5)地势(DEM)、春季气温、春季降水、春季蒸发、春季地温、潜水埋深、人口密度和耕地面积百分比等自然因子和社会因子对土壤碱性(pH)和盐分(EC)变化具有不同程度的风险性。其中,地势(DEM)、春季气温和春季0 cm地温对土壤碱性(pH)和盐分(EC)的变化具有高度的的风险性,对土壤碱性和盐分变化的贡献量最高,是土壤碱性和盐分变化的主要影响因子。(6)相比其它因子,地势(DEM)对土壤碱性(pH)和盐分(EC)的影响差异性显著,是土壤盐碱化强度变化的主导因子。自然因子间的交互作用既有非线性协同作用也有双协同作用,社会因子间以及自然因子和社会因子间的交互作用是双协同作用。自然因子在土壤盐碱化强度变化中起主导作用,当自然因子与社会因子共同作用时社会因子会增强自然因子对土壤盐碱化强度变化的影响。