环渤海平原区土壤盐渍化反演与水盐耦合分析

为明晰土壤盐渍化多维空间分布特征、水盐耦合关系,以环渤海平原的山东部分为研究区,通过野外实测和室内分析获取数据,基于经典统计方法对土壤水盐特征进行描述性统计分析;利用GIS软件分析土壤含盐量、含水量的二维空间分布,GMS软件可视化分析土壤盐渍化三维空间分异特征;构建土壤水盐耦合协调模型,定量分析不同因素对水盐耦合协调度的影响程度。结果表明:(1)研究区土壤含盐量中位数为2.08 g/kg,以中度盐渍土为主,土壤含盐量整体呈自上而下逐渐增大趋势,表层土壤含水量均值为15.38%,全区域较缺水;(2)二维空间上,土壤含水量<20%的面积为17 519.48 km^(2),共占86.64%;表层(0—20 cm)土壤含盐量以轻度盐渍土为主,面积为10 051.87 km^(2),占总面积49.71%。土壤含水量、土壤含盐量均呈自南向北增加趋势;三维空间上,土体盐渍化分布类型以均质型、底聚型为主,局部存在表聚、两端集聚类型,土体盐渍化分布特征复杂;(3)东营区以北区域水盐耦合度多>0.66,以南区域(除平度、莱州市外)耦合度多为0.40~0.66,形成以东营区为界,以北区域水盐相互作用强度整体大于以南区域的空间格局;(4)南部以低度协调、中度协调为主,北部则以较高协调、高度协调为主,高程、平均温度、平均降雨量、NDVI对水盐耦合协调度影响最强,其相关系数分别为0.26,0.25,0.25,0.21。研究结果可为环渤海平原区域盐渍土资源合理开发利用提供理论依据。

山东省环渤海平原区粮食产出潜力与技术途径分析

为了给国家新增粮食生产能力规划布局提供依据,基于山东环渤海平原区目前耕地资源、种植制度及其生产力现状,估算了该区域内30个县(市、区)的粮食产出潜力。结果表明:通过扩大粮食种植面积和提高粮食单产具有新增粮食4.034 1×109 kg的潜力,具体技术途径为:①调整种植制度,通过将一年1熟种植棉花调整为小麦/玉米一年2熟种植粮食作物,可增加粮食产出2.364 7×109 kg;②开发利用耕地资源,通过改造治理盐碱荒地种植粮食作物可增加粮食产出7.755 5×108 kg;③实施均衡增产措施,通过提高现有粮田单产水平可增加粮食产出8.938 5×108 kg。无论是扩大种植面积,还是提高单产,增粮增产潜力较大的县(市、区)主要分布在黄河三角洲地区。粮食生产潜力开发的核心技术措施是进行洗盐排盐抑制耕层土壤返盐,改土培肥提高中低田地力,筛选配置耐盐作物品种、优化耕作制度,实施适度规模集中连片标准化技术。

滨渤海平原植物群落分布特征初探

通过野外调查和室内分析,对滨渤海平原的主要植物群落结构分布特征及演替规律进行了研究。结果表明,土壤盐分是影响植被类型、结构、空间分布和演替的主导因子。

环渤海平原土壤盐分不同聚型的水动力学特征

为了解环渤海低平原微咸水灌溉的土壤容盐能力问题,对大量野外监测和采样测试数据进行了研究。结果表明,该平原的土壤盐分剖面分布特征具有表聚型、中聚型和底聚型3种类型,其与蒸发、降水或灌溉入渗影响和潜水位埋深变化相关。不同聚型剖面形成的水动力特征各不相同:表聚型土壤盐分剖面的水势梯度指向地表,其绝对值远大于1.0cmH2O/cm;中聚型土壤盐分剖面上部的水势梯度指向地下水面,剖面下部的水势梯度指向地表;底聚型土壤盐分剖面的水势梯度指向地下水面,水势梯度大于1.0cmH2O/cm。表聚型土壤盐分剖面不利于微咸水灌溉农田和作物生长。

环渤海低平原微咸水区土壤盐渍化与盐分剖面特征

采用统计分析、主成分分析和聚类分析方法,结合GIS技术研究环渤海低平原微咸水区土壤盐渍化特征,并探讨盐分剖面类型和分布状况。结果表明:0～5 cm表层土壤盐分属于强变异强度,5～60 cm各土层盐分属于中等变异强度。土壤盐分变量的全部信息可由盐渍化、碱化、区域地下水埋深和矿化度、K+等5个主成分反映,其累计贡献率达87.88%。土壤盐分剖面分为表聚型、底聚型和中聚型,在环渤海低平原区的面积比例基本一致,约各占1/3。

环渤海平原区土壤盐分分布特征及影响因素分析

通过环渤海低平原区2010年4-5月份采集的70组0-60cm土样和水样的全盐量、八大离子和pH值的测试数据,查明了环渤海低平原强蒸发条件下土壤盐分空间特征,并对影响因素进行了相关分析。结果表明:土壤盐分与浅层地下水埋深之间表现为线性负相关,相关系数为0.7312;土壤盐分与地下水矿化度之间可以用指数函数关系进行拟合,决定系数为0.73-0.76;在其他因素不变的情况下,土壤含盐量与蒸发量之间的关系为线性正相关,在土壤积盐因素中有17.3%与蒸发量有关;在浅层地下水埋深较大的中西部地区,两者之间表现为线性负相关,相关系数为0.7021;在浅层地下水埋深较小的滨海平原,两者之间表现为线性正相关,相关系数为0.6035;土壤自身的理化性质对盐分的滞留和阻隔作用同样重要。在空间分布上,随着自西向东浅层地下水埋深逐渐变小、矿化度逐渐增高、降水量越来越大和蒸发量的变化,土壤盐分逐渐增高的趋势也验证了土壤盐分与上述因素之间的相关性。

环渤海低平原区土壤盐渍化风险的多元指示克立格评价

为定量评价制约环渤海低平原水土资源合理高效利用的盐渍化问题，综合运用非参数地质统计学的单元和多元指示克立格法（Indicator Kriging Method）对该区表层土壤（0～20cm）全盐量、地下水位埋深和矿化度进行空间变异性分析，并给出满足一定阈值条件的概率分布图。结果表明，采用指示克立格方法能够获得较为稳健的变异函数并可通过球状、指数模型进行拟合。环渤海低平原地下水矿化度大于2g／L、水位埋深小于3m以及土壤盐分含量大于lg／kg的概率分布呈一致性，自内陆平原廊坊-衡水-邢台-邯郸一线向东部滨海平原天津-沧州-东营-滨州一线依次增大，在东营和滨州的黄河三角洲地区尤为明显。盐渍化与次生盐渍化发生概率从内陆到滨海增大，土壤盐渍化的高概率区集中在黄河三角洲和天津、德州的小部分区域，其中受地下水位埋深影响下的盐渍化与次生盐化发生概率偏大。比较分析发现，在信息描述上多元指示克立格法更加有效。

环渤海低平原土壤盐分分布格局及其影响机制研究

查明土壤盐分分布特征及其主要影响因素,是治理土壤盐渍化的一项基础性工作。文章结合GIS技术和地统计学方法,对环渤海低平原土壤盐分空间分布特征及其主要影响因素进行了分析。结果表明环渤海低平原区土壤盐分含量普遍小于2 g/kg土,属于非盐化土和轻度盐化土;东部环渤海滨海平原部分地区土壤含盐量大于2 g/kg土,属于中度和重度盐化土。土壤盐分含量除表层属于强变异,其他各土层在水平方向均属于中等变异。在垂向上,各土层含盐量相差较小,以氯化物和硫酸盐为主的易溶盐组构成了第一主成分,是导致土壤盐分含量高的主要因素,碱度和p H是影响土壤盐分的第二主成分,第三主成分是地下水位埋深和地下水总溶解性固体。

环渤海低平原水土盐分与水位埋深的空间变异及协同克立格估值

针对环渤海低平原水土盐分和水位埋深,通过选取0~20cm深度内的127个代表性土样进行土壤全盐量测定,并对130个水井的水位埋深及128个地下水样的矿化度进行测定。综合运用普通克立格（Ordinary Kriging）与协同克立格（CoKriging）方法与GIS技术研究水土盐分及水位埋深的空间分布状况。结果表明,土壤盐分和地下水矿化度的变异系数分别为0.91和0.87,属于中等空间变异强度,而水位埋深的变异系数为1.06,属于强变异强度。单变量空间相关程度均属于中等,交互变量的空间相关性较强,其空间自相距离（135.6~223.2km）高于单变量（40.6~144.8km）。Kriging与CoKriging分析表明,环渤海低平原土壤盐分与地下水矿化度分布规律基本一致,而与水位埋深相反。即土壤盐分和地下水矿化度自内陆平原向东部滨海平原逐渐增加,不同地面高程上存在分布差异,并随着高程的降低呈增加的趋势。盐分含量以唐山—天津—沧州—东营—滨州一线较高,矿化度以天津、沧州部分地区居高,水位在黄河三角洲较浅。通过CoKriging插值的均方根误差与Kriging相比减少了0.29%~4.78%,而预测值与实测值的相关系数提高了2.03%~20.58%。

渤海湾滨海平原全新统层型剖面地层划分与建组

天津市宁河县俵口乡兴坨全新统层型剖面的地层划分与建组,是在近年来1∶5万淮淀乡幅(J50E005015)区域地质调查的基础上,经过地质调查,岩性描述,孢粉、软体、微体古生物和重矿物鉴定,14C、OSL测年,古地磁测量、化学分析和粒度分析等系统研究建立起来的。本文从气候、构造、地理等古环境角度对岩石地层、磁性地层、气候地层、生物地层、年代地层、事件地层、化学地层和矿物地层等进行多重地层划分与对比。建组的三分层次明显,符合全国地层委员会有关层型剖面和建组的基本要求。

环渤海低平原区土壤安全容盐潜力评价

该文通过环渤海低平原区的土壤安全临界容盐潜力和最大容盐潜力分析,为保障土壤安全和粮食作物安全下的咸水灌溉提供科学依据。通过实验室数据和整合所搜集资料,查明了环渤海低平原区的0～40cm土壤含盐量现状,在此基础上,以不同盐分情况下的土壤安全容盐值、土壤化学类型和作物布局结构为参考指标,对研究区的土壤安全容盐潜力进行了评价。总的来看,环渤海低平原区的土壤安全临界容盐潜力变化区间为1.0～3.0g/kg,其中以2.0～2.5g/kg的潜力区为主,占总面积的81.3%,整体容盐潜力较大;其他等级1.5～2.0、2.5～3.0和1.0～1.5g/kg的潜力区,分别占10.0%、5.4%和3.1%。土壤安全最大容盐潜力区的变化区间为1.5～5.5g/kg,其中以2.5～3.5g/kg的潜力区为主,占总面积的68.7%,整体容盐潜力较小;其他等级3.5～4.5、1.5～2.5和4.5～5.5g/kg的潜力区,分别占25.2%、5.1%和1.0%。土壤安全临界容盐潜力区和最大容盐潜力区在空间格局上有很好的对应关系,临界容盐潜力大的地区,最大容盐潜力也大;反之,依然。

环渤海低平原土壤盐化特征及基于DEM的Co-Kriging插值研究

针对环渤海低平原土壤盐化特征,通过选取0～20cm深度内的127个代表性土样进行土壤全盐量测定,结合DEM,综合运用地质统计学方法与GIS技术研究土壤盐分的空间分布状况。结果表明,土壤盐分空间变异强度属于中等,土壤盐分单变量和交互变量的空间相关程度均属于中等,空间自相关距离分别为40.60km和135.60km。环渤海低平原土壤盐分含量在不同高程上存在分布差异,并随着高程的降低土壤盐分含量呈增加的趋势。自内陆平原向东部滨海平原土壤盐分含量逐渐增加,盐分含量较高的地区出现在唐山-天津-沧州-东营-滨州一线。非盐化土以内陆平原为主,分布在保定-衡水-邢台-邯郸一线。通过协同克立格插值的均方根误差与普通克立格插值相比减少了0.29%,而预测值与实测值的相关系数提高了20.58%。

环渤海低平原区土壤容重与含水量空间结构性研究

[目的]查明环渤海低平原区土壤物理性质的空间特征,为土壤盐渍化的防治和农田合理灌溉提供依据。[方法]选取深县、南皮和海兴3个典型区,运用传统统计学和地统计学相结合的方法,研究不同土层土壤容重和含水量的空间规律。[结果]在垂直方向上,研究区各层土壤容重随着深度的增加,逐渐趋于稳定,深县、南皮和海兴为1.51、1.53和1.53 g/cm3,且3个地区的土壤容重均属于中等变异强度;在山前平原至滨海平原的水平方向,0～20、20～60和0～60 cm3层位的土壤容重均表现逐渐增大的趋势。3个典型区的含水量在垂直方向上都表现为逐渐增加态势,且都属于中等变异强度。[结论]整个地区的土壤含水量变异大于容重变异,容重在垂直方向上的离散性和变异性都较小。

环渤海平原土壤和浅层地下水化学特征的空间关系研究

通过野外实地勘查和水土样品分析,以深县、南皮和海兴县为典型区,研究了环渤海平原浅层地下水和土壤化学类型在自西向东水平沿线及面域上变化特征、空间格局及空间关系。在自西向东的水平沿线上,土壤不同层位HCO_3^-含量都占据主导地位,Cl-含量明显增加;浅层地下水化学类型呈现由HCO_3为主组分逐渐过渡为由Cl为主组分的化学特征。自西向东三个典型区的土壤化学类型都以HCO_3为主组分,但所占面积比例逐渐减少;浅层地下水化学类型由深县的以SO_4和Cl为主组分,过渡到南皮县的以Cl为主组分,以至到海兴县的全部为Cl型或以Cl为主组分。结果表明,浅层地下水和土壤的化学类型在空间上有一定的稳定性和一致性,表现为相同化学类型或HCO_3^-/(SO_4^(2-)+Cl^-)的比值变化趋势基本一致。土壤含盐量和地下水矿化度分别与HCO_3^-/(SO_4^(2-)+Cl^-)呈幂函数关系,也证明了土壤和浅层地下水化学特性一致性的存在。

环渤海低平原麦区小麦产业技术发展与展望

回顾了近年来环渤海低平原麦区小麦生产变化和发展趋势,在目前面临着地下水禁限采的要求下,其小麦生产模式、耕作制度、应用技术都会发生根本性的变化,在保证小麦总产的基础上,走限水栽培和雨养旱作栽培的路子,实现限水条件下的小麦高产高效,在淡水资源严重缺乏的大背景下,提出了环渤海小麦产业技术需求模式。

环渤海湾低平原区野生食用植物资源的调查及开发利用

对环渤海湾低平原区的野生食用植物进行调查后分类整理,并针对其开发利用现状和存在的问题提出了该地区野生食用植物资源的合理开发利用建议。

渤海湾低平原区盐生及耐盐植物群落与资源初探

调查了渤海湾低平原区盐生及耐盐植物群落的数量与种类,并介绍了各种植物资源的利用价值,可为当地植物资源的保护和多元化利用提供重要的基本资料。

钻孔岩心黏土混浊水电导率、黄铁矿、pH相关性分析及其在古沉积环境复原的应用：以渤海湾西岸平原DC01孔为例

为探讨复原海岸平原沉积环境和精确划分海陆相地层的有效方法,对渤海湾西岸海河以南平原深达30 m的DC01孔岩心以约20cm间距取样,测试黏土混浊水电导率(EC)、黄铁矿质量分数(w(FeS_2))和pH值,并开展相关分析研究。结果显示,EC与w(FeS_2)正相关(相关系数r为0.47),而EC与pH以及w(FeS_2)与pH均负相关(r分别为-0.43和-0.52)。根据EC值的大小将DC01孔自下至上分成5个带(Ⅰ—Ⅴ),进一步分别对5个带的EC、w(FeS_2)及pH做相关分析,结果显示,Ⅱ带相关性最为突出:EC与w(FeS_2)的相关系数为0.83,极强正相关;EC与pH的相关系数为-0.77,强负相关;w(FeS_2)与pH的相关系数为-0.45,呈中等程度负相关。根据Ⅱ带的EC和w(FeS_2)极强正相关、且EC和w(FeS_2)均明显偏高以及多发育黑色泥炭和腐殖质黏土等特征,推断Ⅱ带为受海水影响的盐沼环境;结合AMS14 C测年结果,推测8 260~7 470cal.B.P.期间,海水曾经影响到DC01孔的位置。另外,Ⅳ带的EC值也偏高,但w(FeS_2)却较低,其EC与w(FeS_2)的相关系数为-0.03,不呈正相关关系,其原因是因为接近地表的上部沉积物因淋溶作用,在Ⅳ带形成淀积层导致EC异常偏高;最上层的Ⅴ带为淋溶层,这样就导致钻孔上部(深6.7m以上)Ⅳ带和Ⅴ带EC与w(FeS_2)的相关性出现异常。因此在讨论沉积物上部沉积环境时,将EC与w(FeS_2)综合分析可以更精确地划分钻孔岩心的沉积环境。

渤海湾滨海平原河网地区降雨径流模拟

渤海湾滨海平原河网地区河道纵横交错,流态多样,降雨径流过程复杂。为准确模拟其降雨径流过程,在水文特征数据矢量化的基础上,将以二维非恒定浅水运动方程为控制方程的二维水动力模型与以河道汇流关系及水文方法为基础的一维河道拟序汇流模型相耦合,建立了适用于平原河网地区的降雨径流模型。经实测数据验证,模型可靠。研究表明,该模型可模拟计算渤海湾滨海平原2015年各时刻各处产流量、水位、流速及其变化过程;计算得出各河道的入水、出水水量及主要河流的入海水量,实现了对平原河网地区的降雨径流模拟。

环渤海低平原区高速公路生态恢复工程中的植物选择

环渤海低平原区是一个生态环境比较脆弱的地区。该文从高速公路的路域特点出发,通过对气候、土壤和高速公路特点的分析,参照该地区植被演化方向,从植物本身特性出发,结合在当地的长势情况,确定出适合的植物品种;通过不同的建植方法来改善土壤和小气候条件,促进植物群落的正常发育,形成比较完善的路域绿化环境。