基于NIR-SlopeSWIR1-NIR特征散点图的盐渍化土壤水盐动态分析

董高权 张芸芸 张利

摘要    研究以Landsat8 OLI数据的近红外（NIR）值表征土壤盐分含量，以该数据短波红外（SWIR1）与近红外值之间的斜率（SlopeSWIR1-NIR）表征土壤水分含量。利用分段统计绘制NIR和相应SlopeSWIR1-NIR的关系散点图，获取了玛纳斯河绿洲内部盐渍化土壤完整的水、盐年内动态变化规律。研究结果对今后基于地面试验的盐渍化土壤水盐动态分析具有一定参考价值。

关键词    盐渍化土壤;特征曲线;动态变化;NIR-SlopeSWIR1-NIR

中图分类号    S127;TV93        文献标识码    A

文章编号   1007-5739（2019）21-0174-04                                                                                     开放科学（资源服务）标识码（OSID）

Abstract    The near infrared（NIR）value of Landsat8 OLI data was used to characterized the soil salt content，and the slope between short-wave infrared（SWIR1）and near infrared value（SlopeSWIR1-NIR）was used to characterize the soil moisture content.The scatter plot of the relationship between NIR and the corresponding SlopeSWIR1-NIR was plotted by segmentation statistics.This paper obtained the dynamic changes of salinized soil water and salt during the year in the Manas River oasis.The results have certain reference value for dynamic analysis of salinized soil water and salt based on ground test.

Key words    salinized soil;characteristic curve;dynamic change;NIR-SlopeSWIR1-NIR

中國盐渍化土壤总面积约为3 600万hm2，受盐渍化危害的耕地达920万hm2。盐渍化问题是制约中国农业发展的不利因素之一[1]。因此，通过盐渍化土壤特征光谱，分析其水盐动态变化，对今后准确量化土壤盐分含量、治理土壤盐渍化具有重要意义。

从大地形看，盐渍化土壤一般地形低洼、排水不畅、土壤含水量高;从小地形看，土壤盐渍化情况与大地形正相反，盐分多聚集于低洼中的局部小凸起区域。盐渍化土壤有机质含量低、盐分含量高、肥力差、植被覆盖度低。蒸发及土壤毛管水作用将地下的盐分带到地表，导致盐渍化土壤地表结构疏松，盐分聚集。Rao[2]发现盐渍化土壤在NIR波段较非盐渍化土壤有更强的反射率，土壤盐渍化程度越高，反射率越强。对目前已报道的多种盐分指数分析后发现，学者们多利用NIR值参与盐分指数的构建，NIR值越大，盐分指数值也越大，即NIR值与土壤盐分含量成正相关[3-8]。另外，SWIR1与土壤水分含量密切相关，土壤水分含量高时，SWIR1值低，相应SlopeSWIR1-NIR也低[9-11]，该斜率值可用来表征土壤水分含量。因此，研究拟选择NIR值反映土壤盐分含量，选择SlopeSWIR1-NIR反映土壤水分含量，通过分段统计，构建NIR-SlopeSWIR1-NIR特征散点图，从一个新的视角揭示盐渍化土壤的水盐动态变化规律。

1    材料与方法

1.1    试验地概况

选取新疆玛纳斯河流域绿洲的盐渍化土壤作为研究对象。该区域位于东经84°57′～87°08′、北纬43°07′～45°38′之间，属于典型的温带大陆性干旱半干旱气候。北部海拔600 m以下的平原区，年平均气温为6 ℃，冬日最低月平均气温 -19 ℃，夏日最高月平均气温25.9 ℃，年降水量为100～200 mm，主要集中在春、夏2季（占全年降水量的70%左右），年水面蒸发量为800～1 000 mm。玛纳斯河流域地势由东南向西北逐渐降低，受地形作用，山区的降水量远远大于平原。地势高低变化及水流运动方向对土壤盐渍化格局分布有着重要影响。其中位于地势较高的山前冲积洪积扇的扇缘以上部分盐渍化情况基本不存在，而相比之下，绿洲主要分布区冲积平原部份底土盐分含量高，导致该区域处于脱盐与积盐交替的状态;而绿洲外围冲积洪积扇扇缘以下部分则处于持续积盐的状态。

1.2    数据选择及预处理

4    参考文献

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