伊犁谷地土地鹽漬化空間分析與應(yīng)用

蔣新華 李天慧

摘 ? 要：本次研究依據(jù)多期遙感影像圖與野外調(diào)查得到遙感解譯工作結(jié)果并進行空間分析，利用遙感技術(shù)手段有效克服研究區(qū)內(nèi)地形坡度大、山區(qū)交通條件較差等困難，獲取常規(guī)地面調(diào)查難以取得的土地鹽漬化信息，有效減少野外工作量與資金投入，提高工作效率。通過此次研究，為土地鹽漬化的防護與治理提供可靠的遙感信息支持。

關(guān)鍵詞：伊犁谷地;土地鹽漬化;遙感;空間分析;防治

土地鹽漬化是在干旱半干旱和半濕潤地區(qū)，由于氣候干旱、不良灌溉和缺乏必要排水條件而發(fā)生的土壤鹽堿化現(xiàn)象[1]。研究區(qū)位于天山山脈西段，北、東、南三面環(huán)山。地理坐標(biāo)：東經(jīng)80°10′-84°57′，北緯43°03′-44°51′，面積約35 198 km2。該區(qū)山體數(shù)量多而面積大，其中全區(qū)總面積的50%以上土地坡度在15°以上，溝谷縱橫、山巒起伏，且山區(qū)內(nèi)交通條件較差。本次研究依靠遙感技術(shù)手段，借助高精度遙感影像數(shù)據(jù)，提取相關(guān)信息，有效克服研究區(qū)內(nèi)地形坡度大，山區(qū)內(nèi)交通條件較差等困難，獲取常規(guī)地面調(diào)查難以取得的土地鹽漬化信息，有效減少野外工作量與資金投入，提高工作效率[2]。針對保護環(huán)境日趨增大的壓力，該研究為土地鹽漬化的防護與治理提供可靠的遙感信息支持。

1 ?數(shù)據(jù)來源

1.1 ?數(shù)據(jù)來源

該研究主要服務(wù)于新疆伊犁谷地（喀什河谷地、鞏乃斯-伊犁谷地）水文地質(zhì)環(huán)境地質(zhì)調(diào)查，其中遙感解譯工作采用TM數(shù)據(jù)（1998年）、OLI數(shù)據(jù)（2013年），以及DEM數(shù)據(jù)對調(diào)查區(qū)進行土地鹽漬化遙感解譯。

1.2 ?數(shù)據(jù)處理

利用遙感影像預(yù)處理、幾何精校正以及影像數(shù)據(jù)的無縫拼接實現(xiàn)了各時期遙感影像進行目視判讀及數(shù)字化工作[3-8]。

2 ?鹽漬化分級遙感解譯標(biāo)志庫

2.1 ?土壤鹽漬化光譜信息對比

本次研究通過實地考察獲取了典型鹽漬化區(qū)域的光譜信息，光譜信息有較明顯差異，因此可通過光譜信息的區(qū)別，對鹽漬化程度進行區(qū)分[9-11]。。

對比重度、中度、輕度鹽漬化的光譜特征，發(fā)現(xiàn)鹽漬化區(qū)域在可見光波段和短紅外波段區(qū)間內(nèi)整體變化不大，沒有較顯著的突變區(qū)域，因此，通過波段比值或波段差值的波段運算來提取鹽漬化信息不具優(yōu)勢。但3種不同程度鹽漬化的反射光譜信息之間的閾值差異較明顯，因此，通過RGB合成后的圖像往往具有亮度值較高地區(qū)鹽漬化程度較高，亮度值較低區(qū)域鹽漬化程度較弱的特征。

2.2 ?土地鹽漬化分級遙感解譯標(biāo)志庫

根據(jù)數(shù)據(jù)源、解譯目標(biāo)等信息，通過全面觀察、綜合分析、前后對比，建立鹽漬化分級遙感解譯標(biāo)志庫（表1）。

3 ?土地鹽漬化空間分析

鹽漬化是生態(tài)系統(tǒng)中的重要指示性因子，鹽漬化的變化與人類活動和地下水變化等密切相關(guān)，掌握鹽漬化的空間變化，變化程度和分布有利于合理利用土地和預(yù)防土壤鹽漬化[12-13]。通過初步解譯及野外驗證得到1998年、2013年的鹽堿斑面積分別為1 232.67 km2和629.98 km2。依靠ArcGIS軟件計算研究區(qū)內(nèi)15年來的土地鹽漬化空間變化狀況，并進行統(tǒng)計（圖1）。

研究區(qū)土地鹽漬化產(chǎn)生的原因主要包括：①潛水埋深淺;②強烈的蒸發(fā)，地下水無較好的徑流形式排泄。伊犁河谷地處我國天山西段，東、南、北三面環(huán)山，東高西低，東窄西寬，形似楔形，使西邊的濕潤氣流直接灌入東部谷地，而南北部山體將來自塔里木盆地的干熱氣流和來自準(zhǔn)噶爾盆地的干冷氣流阻擋，使研究區(qū)氣候較溫和，降雨多。其中東部河谷丘陵區(qū)（包括新源、鞏留東部、尼勒克及特克斯），因海拔高于西部河谷平原區(qū)，溫度略低，降水尤多，年均氣溫為5.4℃～7.5℃，≥10℃積溫2 300℃～ ? ? ?3 000℃，平均降水量為350～500 mm，是新疆較濕潤地區(qū)之一;西部河谷平原區(qū)（包括伊寧市、伊寧縣察布查爾及鞏留縣西部），因海拔較東部河谷丘陵區(qū)有所下降，谷地較開闊，與東部地區(qū)相比氣溫高，降水少，年均氣溫7.8℃～9.3℃，≥10℃積溫3 300℃～ ? ? ? ?3 500℃，年均降水量200～350 mm。研究區(qū)內(nèi)其他部分地區(qū)，由于干旱、半干旱氣候，氣溫高，降水少，地表蒸發(fā)程度較強烈，地下水礦化度較高，導(dǎo)致鹽分在土壤上部累積，形成鹽土，主要分布在沿河低階地和沖-洪積扇源泉水溢出帶，以鞏留縣、新源縣、察布查爾縣面積集中，霍城縣也有少量分布。鹽土類型主要為草甸鹽土，小面積的干鹽土和沼澤鹽土，典型鹽土的面積很少，在草甸鹽土部位較高的碎部呈小片狀分布[14-16]。

通過對鹽漬化變化方向進行面積統(tǒng)計，鹽漬化改善及轉(zhuǎn)為其他類型土地的總面積約1 016.97 km2，而其他類型土地轉(zhuǎn)入成鹽漬化的面積約255.7 km2，總體來說研究區(qū)內(nèi)鹽漬化程度得到較大改善（圖2）。

4 ?鹽漬化的防治

研究區(qū)土壤鹽漬化的分布主要位于喀什河、伊犁河、鞏乃斯河沿岸。該區(qū)地勢平緩，是研究區(qū)內(nèi)人類活動的主要區(qū)域，也是主要的灌溉區(qū);潛水位埋深較淺，動態(tài)變化較活躍，排泄條件較差，蒸發(fā)作用較強烈，潛水沿土壤的毛細(xì)孔隙上升把水中的鹽分不斷帶上地表并逐漸累積起來，形成研究區(qū)內(nèi)的鹽漬土。其外觀表現(xiàn)為土層極為松散、濕潤，并附有鹽霜、鹽斑[17-18]。

隨著人口增長和水土資源的緊缺，改良利用鹽漬化土地，防止土壤鹽漬化已成為亟需解決的問題，為防止土壤鹽漬化，提出以下兩點措施[19]：①采用正確降低地下潛水位的措施，保持潛水位在3 m以下，創(chuàng)造表層土壤良好的通氣及持水條件，以便提高土壤肥力，增加土壤溫度，改善土壤土質(zhì)，有利于植物的正常生長;②加強自流水的管理，使其不再向低洼地帶自由排泄，以便防止擴大土壤鹽漬化的分布范圍。

5 ?結(jié)語

1998年TM數(shù)據(jù)、2013年OLI數(shù)據(jù)，及DEM數(shù)據(jù)對調(diào)查區(qū)進行土地鹽漬化遙感解譯，并野外驗證，共解譯鹽堿斑面積1 862.6 km2。在ArcGIS軟件支持下進行空間分析，直觀展現(xiàn)研究區(qū)內(nèi)15年來的土地鹽漬化空間展布及變化狀況。結(jié)果顯示，伊犁河谷（伊犁-鞏乃斯谷地、喀什河谷地）2013年土地鹽漬化程度較1998年得到較大改善。此次研究為研究區(qū)土地鹽漬化的防護與治理提供了可靠的遙感信息支持。

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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