基于卫星遥感的阿拉尔垦区土壤盐渍化时空动态监测

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新疆南部地区(以下简称南疆)处于干旱区,是我国盐渍土的主要分布地之一,土壤盐渍化问题严重。利用遥感技术及时准确掌握土壤盐渍化信息,为区域盐渍土的有效防治提供重要参考,对区域发展也有着现实的科学意义。本文以南疆地区的阿拉尔垦区作为研究区域,以2011、2017年、2021年Landsat影像数据和实测土壤电导率数据为基础,利用归一化植被指数(normalized difference vegetation index,NDVI)、修改型土壤调整植被指数(modified soil-adjusted vegetation index,MSAVI)、地表反照率(Albedo)、盐分指数(salinity index,SI)分别建立SI-NDVI、SI-MSAVI、SI-Albedo、Albedo-MSAVI二维特征空间,并构建对应的遥感盐分监测指数(salinization detection index,SDI)模型SDI1、SDI2、SDI3、SDI4,提取阿拉尔垦区土壤盐渍化信息并验证模型精度,选择最优模型对阿拉尔垦区土壤盐渍化进行动态监测。得到主要结论如下:1)通过自然间断点法对遥感盐分监测指数模型进行土壤盐渍化等级划分,SDI1模型与实测土壤电导率拟合度为0.7579,总体分类精度83.45%;SDI2模型与实测土壤电导率拟合度为0.8227,总体分类精度69.78%;SDI3模型与实测土壤电导率拟合度为0.5034,总体分类精度53.23%;SDI4模型与实测土壤电导率拟合度为0.7400,总体分类精度71.94%。SDI1模型较适合反演阿拉尔垦区土壤盐渍化程度,SDI2模型和SDI4模型对阿拉尔垦区土壤盐渍化监测有一定参考意义。2)利用SDI1反演阿拉尔垦区土壤盐渍化分布,阿拉尔垦区以非盐渍土和轻度盐渍土分布为主,分布范围较广,其地物类型主要为农田;中度盐渍土、重度盐渍土主要分布在垦区市中心、垦区南部地区和垦区东北地区,其地物类型主要为塔里木河河床和草地;盐土主要分布在垦区东北地区和东南地区,其地物类型主要为沙漠和荒漠化土地。3)2011—2021年,阿拉尔垦区土壤盐渍化面积变化趋势呈现为非盐渍土、轻度盐渍土和盐土增加,中度盐渍土和重度盐渍土减少。其中,非盐渍土面积增加210.08 km~2,轻度盐渍土面积增加82.49 km~2,中度盐渍土面积减少109.12 km~2,重度盐渍土面积减少31.53 km~2,盐土面积增加42.31 km~2。综合分析得出垦区土壤盐渍化总体得到良好改善,改善地区主要位于垦区的北部地区和南部地区。4)利用IDRISI软件中CA-Markov模型预测2025年阿拉尔垦区土壤盐渍化分布,从模型分析得到的结果显示土壤盐渍化分布同2021年分布大致相似,但中度盐渍土分布较2021年分布有所增加。
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