松嫩平原土地鹽堿化時(shí)空動(dòng)態(tài)變化及影響因素分析

王露露，王天亮，高斌，賀懷震，丁曉雯，侯保燈*

松嫩平原土地鹽堿化時(shí)空動(dòng)態(tài)變化及影響因素分析

王露露1,2，王天亮3，高斌2，賀懷震3，丁曉雯1，侯保燈2*

（1.華北電力大學(xué) 環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院，北京 102206；2.中國水利水電科學(xué)研究院，北京 100038；3.黑龍江省水利水電勘測設(shè)計(jì)研究院，哈爾濱 150080）

【目的】探究黑龍江省松嫩平原土地鹽堿化時(shí)空動(dòng)態(tài)變化及其影響因素。【方法】利用遙感數(shù)據(jù)解譯、土壤反射率反演、相關(guān)分析和相對貢獻(xiàn)率分析研究松嫩平原土地鹽堿化面積的時(shí)空演化特征并識(shí)別土地鹽堿化面積變化的主要影響因素?！窘Y(jié)果】松嫩平原2000—2020年土地鹽堿化面積總體呈下降趨勢，下降速率為-13.67 km2/5 a。隨著農(nóng)作物播種面積與GDP的增加，齊齊哈爾市土地鹽堿化程度加??；GDP、農(nóng)作物播種面積和人口數(shù)量增多加劇了綏化市鹽堿化程度；哈爾濱市土地鹽堿化正逐步改善，主要影響因素為GDP、農(nóng)作物播種面積和牲畜數(shù)量?！窘Y(jié)論】松嫩平原土地鹽堿化面積變化主要促進(jìn)因素為社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展、農(nóng)牧業(yè)發(fā)展，直接影響因素為氣候變化，在鹽堿地改良與治理過程中，應(yīng)針對以上因素提出有針對性的治理措施，減少鹽堿化土地面積，提高土地利用效率；同時(shí)地下水埋深呈緩慢上升趨勢，因此應(yīng)建立完備的灌溉和排水設(shè)施，以避免土壤次生鹽堿化。

土地鹽堿化；時(shí)空變化；遙感解譯；松嫩平原；影響因素

0 引言

【研究意義】土地鹽堿化是世界公認(rèn)的土地退化特征之一，限制了多數(shù)國家的農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展[1]。據(jù)統(tǒng)計(jì)，全球受鹽堿化影響的土地面積約為955萬km2，次生鹽堿化土地面積約為77萬km2，超過的鹽堿地為灌溉區(qū)[2]。我國是鹽堿地面積較大的國家之一，鹽堿地總面積約為36萬km2，廣泛分布于我國東北和西北地區(qū)，其中鹽堿化耕地面積約占全國耕地總面積的7%，嚴(yán)重限制了土地資源利用與農(nóng)業(yè)發(fā)展[3]。因此，探究鹽堿化成因與主要影響因素對區(qū)域鹽堿地的改良與治理具有重要意義。

【研究進(jìn)展】以往針對土地鹽堿化成因與治理已取得一定進(jìn)展。陳淑敏等[3]通過測定陜北黃土丘陵溝壑區(qū)3個(gè)典型溝道土壤的電導(dǎo)率、pH值、粒度以及含水率，分析了土地鹽堿化現(xiàn)狀及其主要影響因素，得出地下水位上升是造成溝道土地發(fā)生鹽堿化的主要原因。劉子金等[4]以甘肅省景電灌區(qū)為例，構(gòu)建了適用于干旱荒漠區(qū)人工綠洲土壤鹽堿化空間風(fēng)險(xiǎn)的多級(jí)模糊評(píng)價(jià)模型，并根據(jù)空間信息提取分析了鹽堿化趨勢。徐子棋等[5]針對松嫩平原鹽堿地成因和特點(diǎn)進(jìn)行了論述，得出影響土地鹽堿化的自然因素主要包括氣候、水文等，人為因素包括盲目開荒、過度放牧等。邵璽文等[6]針對松嫩平原鹽堿地的特點(diǎn)開展水稻種植研究，為改良和利用鹽堿地提供科學(xué)理論依據(jù)。Wang等[7]通過分析松嫩平原土地覆蓋的時(shí)空變化和水文過程，得出人類活動(dòng)引起的土地利用類型變化、徑流減少、灌溉和調(diào)水量增加是鹽堿地增加的主要原因。馮保清等[8]通過分析內(nèi)蒙古、寧夏、新疆、甘肅等地的土地鹽堿化現(xiàn)狀和成因，提出鹽堿地治理與改良的對策與建議。

【切入點(diǎn)】前人在各地區(qū)土地鹽堿化成因、現(xiàn)狀及主要影響因素等方面取得了大量研究成果，但利用遙感解譯分析不同程度鹽堿化土地的時(shí)空動(dòng)態(tài)變化并識(shí)別其主要影響因素的研究相對較少。松嫩平原作為我國土地鹽堿化最嚴(yán)重的地區(qū)之一[9]，現(xiàn)有耕地面積為8萬km2，其中鹽堿地面積約為0.56萬km2，占耕地總面積的7%[10]，集中分布在松嫩平原低平原區(qū)。土地鹽堿化破壞了當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)平衡，導(dǎo)致土地生產(chǎn)力衰退甚至形成大面積荒漠，直接影響當(dāng)?shù)匦竽翗I(yè)和農(nóng)業(yè)發(fā)展，制約區(qū)域農(nóng)業(yè)和社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展[11-12]?！緮M解決的關(guān)鍵問題】鑒于此，本研究利用土地遙感解譯、相關(guān)分析和相對貢獻(xiàn)率分析，分析松嫩平原2000—2020年土地鹽堿化的時(shí)空動(dòng)態(tài)變化，進(jìn)而識(shí)別土地鹽堿化的成因與主要影響因素，以期提高松嫩平原的土地利用效率。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

松嫩平原位于黑龍江省西部[13-14]，主要分布在大慶市、齊齊哈爾市、綏化市和哈爾濱市，另外還涉及黑河市和伊春市的少部分地區(qū)[10]。該區(qū)域地處溫帶大陸性季風(fēng)氣候區(qū)，四季分明且干濕分布不均，多年平均氣溫為1～4 ℃，多年平均降水量在400～500 mm之間，降水時(shí)空分布不均勻，年蒸發(fā)量約為1 200～1 600 mm，蒸發(fā)量年際、年內(nèi)變化波動(dòng)較大[15]。區(qū)域內(nèi)水資源總量為228億m3，地下水資源量為115億m3，地表水資源量為157億m3。

1.2 遙感影像來源與處理

遙感影像數(shù)據(jù)采用美國地質(zhì)調(diào)查局的Landsat5 TM和Landsat8 OLI遙感影像。2000、2005、2010年的數(shù)據(jù)采用Landsat5 TM產(chǎn)品，2015、2020年采用Landsat8 OLI產(chǎn)品。Landsat8 OLI遙感影像中的波段包括了Landsat5 TM波段中的1～5和7波段信息，故遙感反演中選取與Landsat5 TM相對應(yīng)的波段數(shù)據(jù)，即Landsat8 OLI遙感影像的2～7波段數(shù)據(jù)，如表1所示。為了降低遙感影像在獲取過程中的誤差，在實(shí)際遙感分析之前，需要對原始遙感影像進(jìn)行預(yù)處理，提高影像質(zhì)量，以真實(shí)還原地表信息[16]。本次遙感影像數(shù)據(jù)預(yù)處理主要包括輻射定標(biāo)、大氣校正、拼接裁剪[17]。

表1 Landsat8 OLI與Landsat5 TM波段參數(shù)

1.3 土壤采樣與鹽堿化遙感反演

土壤樣本來自野外實(shí)地采樣，采樣時(shí)間為2021年7月26—30日，根據(jù)研究區(qū)的遙感影像數(shù)據(jù)和交通道路數(shù)據(jù)，確定采樣點(diǎn)105個(gè)，其中鹽堿化土地區(qū)域采樣點(diǎn)為80個(gè)，剩余為農(nóng)田區(qū)對照采樣點(diǎn)，具體采樣點(diǎn)位置如圖1所示。為保證取樣精度，以五點(diǎn)法采集土壤樣品，并將混合后的樣品委托具有CMA認(rèn)證資質(zhì)的檢測公司進(jìn)行土壤電導(dǎo)率和水溶性鹽總量的檢測。

圖1 研究區(qū)土壤采樣點(diǎn)分布

土地鹽堿化遙感反演通過實(shí)測土壤含鹽量和光譜信息的相關(guān)分析以及光譜診斷指數(shù)的計(jì)算，選取有利于表征土壤含鹽量的敏感診斷光譜，利用線性及非線性回歸模型反演土壤含鹽量，以提高遙感影像反演土壤含鹽量精度。

1.4 土地利用遙感解譯

基于ENVI5.6軟件，對預(yù)處理后的遙感影像數(shù)據(jù)進(jìn)行解譯分析，根據(jù)分類目的、影像數(shù)據(jù)自身特征和分區(qū)收集的信息確定分類系統(tǒng)，并利用目視法分辨出鹽堿地、居工地、耕地、草地、林地、水域、未利用土地等多類地物；利用支持向量積方法對不同行政區(qū)進(jìn)行監(jiān)督分類學(xué)習(xí)，得到各區(qū)劃土地利用分類數(shù)據(jù)；將監(jiān)督分類結(jié)果與遙感實(shí)測影像進(jìn)行對比分析，并通過非監(jiān)督分類方法校核解譯結(jié)果。

1.5 影響因素?cái)?shù)據(jù)來源與處理

自然因素和人為因素是影響松嫩平原土地鹽堿化面積變化的2個(gè)主要因素。本文通過總結(jié)分析以往研究成果，并結(jié)合松嫩平原土地鹽堿化現(xiàn)狀，選取GDP、人口數(shù)量、農(nóng)作物播種面積、牲畜數(shù)量、地下水資源量、地表水資源量、降水量、蒸發(fā)量和年平均氣溫9個(gè)影響因素開展研究。GDP、人口數(shù)量、農(nóng)作物播種面積、牲畜數(shù)量、地下水資源量、地表水資源量數(shù)據(jù)來自《黑龍江省統(tǒng)計(jì)年鑒》（縣級(jí)區(qū)數(shù)據(jù)），降水量、蒸發(fā)量、年平均氣溫來自中國氣象局氣象數(shù)據(jù)中心。對于各項(xiàng)數(shù)據(jù)中存在的缺失和異常值，本文采用線性插值法進(jìn)行填充處理。

1.6 研究方法

1）最大信息系數(shù)（）

是由Reshef等[18]提出的一種新型相關(guān)性分析方法，適用于線性和非線性數(shù)據(jù)，具有計(jì)算復(fù)雜度低、魯棒性高的優(yōu)點(diǎn)。該系數(shù)按0～0.09、0.1～0.3、0.3～0.5、0.5～1.0依次劃分為4個(gè)級(jí)別，分別對應(yīng)不相關(guān)、弱相關(guān)、中等相關(guān)和強(qiáng)相關(guān)。

2）多元線性回歸法

由于各影響因素之間的單位、范圍等各不相同，因此需要對原始數(shù)據(jù)進(jìn)行無量綱化處理[19]，使各變量值標(biāo)準(zhǔn)化。本文采用多元線性回歸法定量計(jì)算各影響因素對土地鹽堿化面積變化的相對貢獻(xiàn)率[20-21]，計(jì)算式為：

式中：為因變量進(jìn)行無量綱化處理的標(biāo)準(zhǔn)值；123…X為自變量進(jìn)行無量綱化處理的標(biāo)準(zhǔn)值；為驅(qū)動(dòng)因子個(gè)數(shù)；a為第個(gè)驅(qū)動(dòng)因子無量綱化后對應(yīng)的回歸系數(shù)；p為第個(gè)驅(qū)動(dòng)因子的相對貢獻(xiàn)率。

2 結(jié)果與分析

2.1 土地鹽堿化時(shí)間特征分析

綜合土壤反射率反演模型，利用監(jiān)督分類與非監(jiān)督分類方法，對預(yù)處理后的遙感影像數(shù)據(jù)進(jìn)行土地利用遙感解譯，得到2000、2005、2010、2015年和2020年松嫩平原土地利用遙感解譯數(shù)據(jù)，如圖2所示。

圖2 松嫩平原不同時(shí)期各類鹽堿化土地空間分布

利用ArcGIS 10.2軟件提取不同時(shí)期松嫩平原各類鹽堿化土地面積，得到2000、2005、2010、2015年和2020年不同時(shí)期各類鹽堿地面積，如表2所示；對不同類型鹽堿化土地面積進(jìn)行分類統(tǒng)計(jì)，如圖3所示。由表2與圖3可知，2000—2010年，鹽堿化土地面積減少了404.22 km2，2010—2020年鹽堿化土地面積呈先增加后減少的趨勢；2000—2020年鹽堿化土地面積呈減少趨勢，減小速率為-13.67 km2/5 a。

表2 松嫩平原不同時(shí)期各類鹽堿化土地面積

圖3 松嫩平原不同時(shí)期各類鹽堿化土地面積變化

2.2 土地鹽堿化空間特征分析

由圖2可知，松嫩平原鹽堿地基本分布在大慶市全域、齊齊哈爾市和綏化市的西南部以及哈爾濱市的西部。為進(jìn)一步了解土地鹽堿化的分布情況，對各類鹽堿化土地按地市進(jìn)行分類統(tǒng)計(jì)，得到松嫩平原各行政區(qū)內(nèi)不同時(shí)期鹽堿化土地面積（表3），土地鹽堿化變化趨勢如圖4所示。

表3 松嫩平原各行政區(qū)不同時(shí)期鹽堿化土地面積

圖4 松嫩平原各行政區(qū)不同時(shí)期各類鹽堿化土地面積變化

齊齊哈爾市不同時(shí)期鹽堿化土地總面積的平均值為537.23 km2，其中重度、中度和輕度鹽堿化土地面積平均值分別為72.65、191.95 km2和272.63 km2。從歷史趨勢來看，齊齊哈爾市重度和中度鹽堿地面積呈增加趨勢，而輕度鹽堿地面積呈減少趨勢。

大慶市不同時(shí)期鹽堿化土地總面積平均值為1 185.12 km2，其中重度、中度和輕度鹽堿化土地面積平均值分別為226.26、338.39 km2和620.47 km2。從歷史趨勢來看，大慶市的鹽堿化土地總面積呈減小趨勢，主要體現(xiàn)在中度和重度鹽堿地面積總體減少，在2000年處于高值狀態(tài)，在2020年處于低值狀態(tài)。雖然大慶市輕度鹽堿化土地面積呈緩慢增加趨勢，且在2015年面積達(dá)到極大值781.21 km2，但中度鹽堿化和重度鹽堿化面積均呈減小趨勢，說明大慶市鹽堿化程度沒有明顯改良。

綏化市不同時(shí)期鹽堿化土地面積平均值為923.55 km2，其中重度、中度和輕度鹽堿化土地面積平均值分別為150.77、453.38 km2和319.40 km2。從歷史趨勢來看，綏化市重度、中度和輕度鹽堿地面積均呈增加趨勢，鹽堿地總面積呈增加趨勢。

哈爾濱市不同時(shí)期鹽堿化土地面積平均值為59.93 km2，其中重度、中度和輕度鹽堿化土地面積平均值分別為27.20、10.13 km2和22.60 km2。從歷史趨勢來看，哈爾濱市重度和輕度鹽堿地面積均呈減少趨勢，中度鹽堿地面積呈增加趨勢，鹽堿地總面積呈減少趨勢，說明哈爾濱市的土地鹽堿化情況正在逐步改善，但在2020年哈爾濱市重度、中度和輕度鹽堿地面積出現(xiàn)了一定的回彈，說明哈爾濱市鹽堿化土地在改善過程中依然存在進(jìn)一步惡化風(fēng)險(xiǎn)。

2.3 土地鹽堿化影響因素分析

1）自然因素與人為因素

自然因素主要包括構(gòu)造運(yùn)動(dòng)、地質(zhì)地貌、水文、氣候。構(gòu)造運(yùn)動(dòng)、地質(zhì)地貌以及早期的巖漿運(yùn)動(dòng)對松嫩平原土壤含鹽量起決定性作用，東高西低的地勢決定了土壤鹽分的運(yùn)移方向、水文條件決定了土壤鹽分運(yùn)移的動(dòng)力。該地區(qū)存在較多有利于積鹽的洼地，如一些古河道洼地等特定的區(qū)域，在沒有水分供給和持續(xù)蒸發(fā)作用下，形成了鹽堿化沼澤[5]。氣候因素是松嫩平原鹽堿地形成的關(guān)鍵因素之一。該區(qū)域地處半濕潤-半干旱中的溫帶大陸性季風(fēng)氣候區(qū)，冬季寒冷干燥，夏季高溫多雨，形成了土壤雨季脫鹽和旱季積鹽的交替變化特征，加快了鹽分在土壤表層的積聚過程。同時(shí)，該地區(qū)冬季氣溫處于0 ℃以下，凍融作用加劇了鹽分在地表的積聚過程[5]。

人為因素是松嫩平原土地鹽堿化面積變化的主要影響因素之一。由于人類對自然環(huán)境的過度干預(yù)，如過量施加化肥、采用粗放的耕作方式、大水漫灌、修建水庫、引水渠、過度放牧和破壞地面植被等行為，使得土地鹽堿化程度進(jìn)一步加劇。過度的引水灌溉農(nóng)業(yè)、水庫蓄水、渠道輸水等，人為增加地表水對地下水的補(bǔ)給，導(dǎo)致局部地區(qū)地下水位上升，極易引發(fā)土地次生鹽堿化。

2）關(guān)鍵影響因素分析

基于最大信息系數(shù)法，定性分析松嫩平原4個(gè)主要行政區(qū)的土地鹽堿化面積變化與GDP、人口數(shù)量、農(nóng)作物播種面積、牲畜數(shù)量、地下水資源量、地表水資源量、降水量、蒸發(fā)量、年平均氣溫9個(gè)影響因素的相關(guān)關(guān)系。應(yīng)用Python軟件得到變量間的最大信息系數(shù)，如表4所示。

表4 鹽堿化面積與影響因素的相關(guān)系數(shù)

由表4可知，齊齊哈爾市、大慶市土地鹽堿化面積變化與GDP、人口、農(nóng)作物播種面積、牲畜數(shù)量、地表水資源量、蒸發(fā)量呈強(qiáng)相關(guān)，與地下水量、降水量、氣溫呈中等相關(guān)；綏化市土地鹽堿化面積變化與GDP、人口、農(nóng)作物播種面積、牲畜數(shù)量、地下水資源量、降水量、氣溫呈強(qiáng)相關(guān)，與地表水資源量、蒸發(fā)量呈中等相關(guān)；哈爾濱市土地鹽堿化面積變化與GDP、人口、農(nóng)作物播種面積、牲畜數(shù)量、降水量、氣溫呈強(qiáng)相關(guān)，與地下水資源量、地表水資源量、蒸發(fā)量呈中等相關(guān)。

對研究數(shù)據(jù)進(jìn)行無量綱化處理，并利用多元線性回歸法定量計(jì)算松嫩平原的GDP、人口數(shù)量、農(nóng)作物播種面積、牲畜數(shù)量、地下水資源量、地表水資源量、降水量、蒸發(fā)量、年平均氣溫9個(gè)影響因素對土地鹽堿化面積變化的相對貢獻(xiàn)率，如表5所示。農(nóng)作物播種面積、GDP和人口數(shù)量對齊齊哈爾市土地鹽堿化面積變化的貢獻(xiàn)率分別達(dá)到19.96%、18.49%和15.75%；地下水資源量、降水量、蒸發(fā)量對大慶市土地鹽堿化面積變化的貢獻(xiàn)率分別為13.94%、15.63%和15.00%；GDP、人口數(shù)量、農(nóng)作物播種面積對綏化市土地鹽堿化面積變化的貢獻(xiàn)率分別為14.33%、15.77%和16.35%；GDP、農(nóng)作物播種面積、牲畜數(shù)量對哈爾濱市土地鹽堿化面積變化的貢獻(xiàn)率較大，貢獻(xiàn)率分別為18.03%、19.63%和18.77%。

表5 土地鹽堿化面積變化影響因素貢獻(xiàn)率

結(jié)合相關(guān)分析和相對貢獻(xiàn)率分析可知，農(nóng)作物播種面積與GDP對齊齊哈爾市土地鹽堿化面積變化影響顯著且貢獻(xiàn)率較大，是齊齊哈爾市土地鹽堿化面積變化的主要影響因素；降水量和蒸發(fā)量對大慶市土地鹽堿化面積變化影響顯著且貢獻(xiàn)率大，是大慶市土地鹽堿化面積變化的主要影響因素；GDP、人口數(shù)量、農(nóng)作物播種面積對綏化市土地鹽堿化面積變化影響顯著且貢獻(xiàn)率較大，是綏化市土地鹽堿化面積變化的主要影響因素；GDP、農(nóng)作物播種面積、牲畜數(shù)量對哈爾濱市土地鹽堿化面積變化影響顯著且貢獻(xiàn)率大，是哈爾濱市土地鹽堿化面積變化的主要影響因素。

3 討論

本研究通過遙感解譯方法得到的輕度、中度和重度鹽堿化土地分布，大慶市土地鹽堿化面積在2015年出現(xiàn)拐點(diǎn)，總體呈先升后降的變化趨勢，該結(jié)論與劉福全等[22]的結(jié)論相似。在2015年前，由于社會(huì)經(jīng)濟(jì)、農(nóng)牧業(yè)發(fā)展等原因，加速了土地鹽堿化的生成，2015年后鹽堿化土地改良與治理力度加強(qiáng)，鹽堿地面積顯著減小。但土壤采樣時(shí)間在7月末，處于雨季，沒有考慮降水對土壤含鹽量的影響，對土壤反射率反演模型結(jié)果存在一定影響，在后續(xù)研究工作中應(yīng)進(jìn)一步考慮該因素的影響，提升反演模型精度。

本研究采用的最大信息系數(shù)法相比于Pearson法、Spearman法等具有適用范圍廣、復(fù)雜度低、魯棒性高的優(yōu)點(diǎn)。通過計(jì)算各影響因素對松嫩平原土地鹽堿化面積變化的貢獻(xiàn)率，發(fā)現(xiàn)齊齊哈爾市土地鹽堿化面積變化的主要影響因素是農(nóng)作物播種面積與GDP；大慶市土地鹽堿化面積變化的主要影響因素為降水量和蒸發(fā)量；GDP、人口數(shù)量、農(nóng)作物播種面積對綏化市土地鹽堿化面積變化影響顯著且貢獻(xiàn)率較大，是綏化市土地鹽堿化面積變化的主要影響因子；GDP、農(nóng)作物播種面積、牲畜數(shù)量是哈爾濱市土地鹽堿化面積變化的主要影響因素。為進(jìn)一步解析自然和人為影響因素對鹽堿化程度的影響機(jī)理，選擇降水、蒸發(fā)和地下水埋深3個(gè)因子進(jìn)行深入分析。

2000—2020年，松嫩平原春夏季降水量和強(qiáng)降水量的變化情況如圖5和圖6所示。春季降水量總體呈增加趨勢，但降水量少，夏季降水量總體呈增加趨勢且降水量大，形成了明顯的春季“返鹽”和夏季“脫鹽”現(xiàn)象；同時(shí)，強(qiáng)降水量總體呈增加趨勢，強(qiáng)降水導(dǎo)致的入滲或徑流使土壤中的鹽分被帶入深層土壤或流向地勢低的地區(qū)，減緩了土地鹽堿化程度。

圖5 松嫩平原春季、夏季降水量變化

圖6 松嫩平原強(qiáng)降水量變化情況

松嫩平原2000—2020年春夏季蒸發(fā)量總體均呈下降趨勢（圖7）。春季地表水蒸發(fā)強(qiáng)烈，且降水量少，促進(jìn)春季“返鹽”，因此在蒸發(fā)量減少且降水增多的情況下，“返鹽”現(xiàn)象會(huì)減緩。

圖7 松嫩平原春季、夏季蒸發(fā)量變化

松嫩平原2010—2020年地下水埋深年際變化如圖8所示。松嫩平原地下水埋深總體呈逐漸變淺趨勢，但是變化幅度較小，使得地下水位升高緩慢。地下水位及地下水的礦化度是影響土地鹽堿化的關(guān)鍵因素，地下水位高，礦化度大，則容易積鹽，諸如農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中常見的大水漫灌或低洼地區(qū)只灌不排，會(huì)導(dǎo)致地下水位快速上升，易形成土地次生鹽堿化。因此，松嫩平原作為主要的糧食生產(chǎn)基地，應(yīng)當(dāng)建立完備的灌溉和排水設(shè)施。

圖8 松嫩平原地下水埋深年際變化

4 結(jié)論

1）2000—2020年，松嫩平原土地鹽堿化面積呈減少趨勢，減小速率為-13.67 km2/5 a。

2）齊齊哈爾市、綏化市鹽堿地總面積呈增加趨勢，鹽堿化程度加?。淮髴c市土地鹽堿化面積和重度鹽堿化面積均大于其他3個(gè)行政區(qū)，土地鹽堿化面積基數(shù)大。

3）松嫩平原土地鹽堿化面積變化的主要促進(jìn)因素是社會(huì)經(jīng)濟(jì)和農(nóng)牧業(yè)發(fā)展，同時(shí)氣候變化也對土地鹽堿化存在一定影響。

4）松嫩平原春、夏季降水量、強(qiáng)降水量呈增加趨勢，春夏季蒸發(fā)量總體呈減小趨勢，使得春季“返鹽”減緩，夏季“脫鹽”增強(qiáng)；地下水埋深總體上呈緩慢變小趨勢，因此需建立完備的灌溉和排水設(shè)施，避免次生鹽堿化。

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Spatiotemporal Dynamics of Soil Salinity and Its Determinants in Songnen Plain

WANG Lulu1,2, WANG Tianliang3, GAO Bin2, HE Huaizhen3, DING Xiaowen1, HOU Baodeng2*

(1. School of Environmental Science and Engineering, North China Electric Power University, Beijing 102206, China;2. China Institute of Water Resources and Hydropower Research, Beijing 100038, China;3. Heilongjiang Water Conservancy Design Institute, Harbin 150080, China)

【Objective】Soil salinization is a dynamic process, affected by numerous factors. Understanding its spatiotemporal variation in a region and catchment is important for management. In this paper, we present the soil salinity dynamics and its determinants in Songnen Plain of Heilongjiang province.【Method】The calculation was based on remote sensing imagery of the region acquired from 2000—2020. We used correlation analysis and relative contribution rate analysis to map the spatiotemporal distribution of soil salinity in this region.【Result】On average, areas affected by salt in the region had decreased from 2000 to 2020, at a rate of 2.73 km2/a. But this is mainly due to the reduced soil salinization in some regions, as other regions actually had seen an increase in soil salinization. In particular, soil salinization in Qiqihar had increased because of the increase in cropped lands and GDP. Suihua also saw soil salinity rising due to increased plant areas and population. In contrast, soil salinity in Daqing and Harbin had decreased, due to the increase in surface water resources and decrease in evaporation for Daqing, and the change in cropped land and livestock industry for Harbin.【Conclusion】Change in soil salinization from 2000 to 2020 in Songnen Plain varied, with some areas seeing an increase and others witnessing a decline. In addition to climate change, other reasons underlying such variations in soil salinization include economic development, change in cropping systems and livestock industry. To ameliorate soil salinization and improve land quality, this region should consider improving irrigation and drainage facilities and controlling the groundwater depth not exceeding a critical level.

land salinization; space-time change; remote sensing interpretation; Songnen Plain; influence factors

1672 - 3317（2023）04 - 0108 - 08

P237

A

10.13522/j.cnki.ggps.2022339

王露露, 王天亮, 高斌, 等. 松嫩平原土地鹽堿化時(shí)空動(dòng)態(tài)變化及影響因素分析[J]. 灌溉排水學(xué)報(bào), 2023, 42(4): 108-115.

WANG Lulu, WANG Tianliang, GAO Bin, et al. Spatiotemporal Dynamics of Soil Salinity and Its Determinants in Songnen Plain[J]. Journal of Irrigation and Drainage, 2023, 42(4): 108-115.

2022-06-18

中國科學(xué)院戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項(xiàng)項(xiàng)目（XDA28020501）；黑龍江省松嫩平原水利綜合規(guī)劃專題研究項(xiàng)目（SJY-TRDC-2021）

王露露（1996-），女。碩士研究生，主要從事氣候變化對水資源的影響研究。E-mail: 2012087826@qq.com

侯保燈（1988-），男。高級(jí)工程師，主要從事水文水資源研究。E-mail: houbaodeng@163.com

責(zé)任編輯：韓 洋