伊犁谷地土地盐渍化空间分析与应用

蒋新华 李天慧

摘   要：本次研究依据多期遥感影像图与野外调查得到遥感解译工作结果并进行空间分析，利用遥感技术手段有效克服研究区内地形坡度大、山区交通条件较差等困难，获取常规地面调查难以取得的土地盐渍化信息，有效减少野外工作量与资金投入，提高工作效率。通过此次研究，为土地盐渍化的防护与治理提供可靠的遥感信息支持。

关键词：伊犁谷地;土地盐渍化;遥感;空间分析;防治

土地盐渍化是在干旱半干旱和半湿润地区，由于气候干旱、不良灌溉和缺乏必要排水条件而发生的土壤盐碱化现象[1]。研究区位于天山山脉西段，北、东、南三面环山。地理坐标：东经80°10′-84°57′，北纬43°03′-44°51′，面积约35 198 km2。该区山体数量多而面积大，其中全区总面积的50%以上土地坡度在15°以上，沟谷纵横、山峦起伏，且山区内交通条件较差。本次研究依靠遥感技术手段，借助高精度遥感影像数据，提取相关信息，有效克服研究区内地形坡度大，山区内交通条件较差等困难，获取常规地面调查难以取得的土地盐渍化信息，有效减少野外工作量与资金投入，提高工作效率[2]。针对保护环境日趋增大的压力，该研究为土地盐渍化的防护与治理提供可靠的遥感信息支持。

1  数据来源

1.1  数据来源

该研究主要服务于新疆伊犁谷地（喀什河谷地、巩乃斯-伊犁谷地）水文地质环境地质调查，其中遥感解译工作采用TM数据（1998年）、OLI数据（2013年），以及DEM数据对调查区进行土地盐渍化遥感解译。

1.2  数据处理

利用遥感影像预处理、几何精校正以及影像数据的无缝拼接实现了各时期遥感影像进行目视判读及数字化工作[3-8]。

2  盐渍化分级遥感解译标志库

2.1  土壤盐渍化光谱信息对比

本次研究通过实地考察获取了典型盐渍化区域的光谱信息，光谱信息有较明显差异，因此可通过光谱信息的区别，对盐渍化程度进行区分[9-11]。。

对比重度、中度、轻度盐渍化的光谱特征，发现盐渍化区域在可见光波段和短红外波段区间内整体变化不大，没有较显著的突变区域，因此，通过波段比值或波段差值的波段运算来提取盐渍化信息不具优势。但3种不同程度盐渍化的反射光谱信息之间的阈值差异较明显，因此，通过RGB合成后的图像往往具有亮度值较高地区盐渍化程度较高，亮度值较低区域盐渍化程度较弱的特征。

2.2  土地盐渍化分级遥感解译标志库

根据数据源、解译目标等信息，通过全面观察、综合分析、前后对比，建立盐渍化分级遥感解译标志库（表1）。

3  土地盐渍化空间分析

盐渍化是生态系统中的重要指示性因子，盐渍化的变化与人类活动和地下水变化等密切相关，掌握盐渍化的空间变化，变化程度和分布有利于合理利用土地和预防土壤盐渍化[12-13]。通过初步解译及野外验证得到1998年、2013年的盐碱斑面积分别为1 232.67 km2和629.98 km2。依靠ArcGIS软件计算研究区内15年来的土地盐渍化空间变化状况，并进行统计（图1）。

研究区土地盐渍化产生的原因主要包括：①潜水埋深浅;②强烈的蒸发，地下水无较好的径流形式排泄。伊犁河谷地处我国天山西段，东、南、北三面环山，东高西低，东窄西宽，形似楔形，使西边的湿润气流直接灌入东部谷地，而南北部山体将来自塔里木盆地的干热气流和来自准噶尔盆地的干冷气流阻挡，使研究区气候较温和，降雨多。其中东部河谷丘陵区（包括新源、巩留东部、尼勒克及特克斯），因海拔高于西部河谷平原区，温度略低，降水尤多，年均气温为5.4℃～7.5℃，≥10℃积温2 300℃～      3 000℃，平均降水量为350～500 mm，是新疆较湿润地区之一;西部河谷平原区（包括伊宁市、伊宁县察布查尔及巩留县西部），因海拔较东部河谷丘陵区有所下降，谷地较开阔，与东部地区相比气温高，降水少，年均气温7.8℃～9.3℃，≥10℃积温3 300℃～        3 500℃，年均降水量200～350 mm。研究區内其他部分地区，由于干旱、半干旱气候，气温高，降水少，地表蒸发程度较强烈，地下水矿化度较高，导致盐分在土壤上部累积，形成盐土，主要分布在沿河低阶地和冲-洪积扇源泉水溢出带，以巩留县、新源县、察布查尔县面积集中，霍城县也有少量分布。盐土类型主要为草甸盐土，小面积的干盐土和沼泽盐土，典型盐土的面积很少，在草甸盐土部位较高的碎部呈小片状分布[14-16]。

通过对盐渍化变化方向进行面积统计，盐渍化改善及转为其他类型土地的总面积约1 016.97 km2，而其他类型土地转入成盐渍化的面积约255.7 km2，总体来说研究区内盐渍化程度得到较大改善（图2）。

4  盐渍化的防治

研究区土壤盐渍化的分布主要位于喀什河、伊犁河、巩乃斯河沿岸。该区地势平缓，是研究区内人类活动的主要区域，也是主要的灌溉区;潜水位埋深较浅，动态变化较活跃，排泄条件较差，蒸发作用较强烈，潜水沿土壤的毛细孔隙上升把水中的盐分不断带上地表并逐渐累积起来，形成研究区内的盐渍土。其外观表现为土层极为松散、湿润，并附有盐霜、盐斑[17-18]。

随着人口增长和水土资源的紧缺，改良利用盐渍化土地，防止土壤盐渍化已成为亟需解决的问题，为防止土壤盐渍化，提出以下两点措施[19]：①采用正确降低地下潜水位的措施，保持潜水位在3 m以下，创造表层土壤良好的通气及持水条件，以便提高土壤肥力，增加土壤温度，改善土壤土质，有利于植物的正常生长;②加强自流水的管理，使其不再向低洼地带自由排泄，以便防止扩大土壤盐渍化的分布范围。

5  結语

1998年TM数据、2013年OLI数据，及DEM数据对调查区进行土地盐渍化遥感解译，并野外验证，共解译盐碱斑面积1 862.6 km2。在ArcGIS软件支持下进行空间分析，直观展现研究区内15年来的土地盐渍化空间展布及变化状况。结果显示，伊犁河谷（伊犁-巩乃斯谷地、喀什河谷地）2013年土地盐渍化程度较1998年得到较大改善。此次研究为研究区土地盐渍化的防护与治理提供了可靠的遥感信息支持。

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Spatial Analysis and Application of Land Salinization in Ili Valley

——Taking the Ili-Kunes Valley and the Kashgar Valley as an Example

Jiang Xinhua1，Li Tianhui2.3

（1.The First Hydrogeological and Engineering Geological Party，Xinjiang Bureau of Geology and Mineral Resources， Urumqi，Xinjiang，830091，China;2.Xinjinag University，Urumqi，Xinjiang，830047，China;3.Key Laboratory of Continental Dynamics and Metallogenic Prognosis of Central Asian Orogenic Belt，Urumqi，Xinjiang，830047，China）

Abstract：The research based on the multi-period remote sensing images and field survey to get the results of remote sensing interpretation and spatial analysis.The purpose is to use remote sensing technology to effectively overcome the difficulties of large land slopes in the study area and poor traffic conditions in mountainous areas.It can obtain land salinization information that is difficult to obtain by conventional ground surveys，effectively reduce field workload and investment，and improve work efficiency.Through this research，we provide reliable remote sensing information support for the protection and treatment of land salinization.

Key words：Ili Valley;Land salinization;Remote sensing;Spatial analysis;Prevention