松辽平原西部土壤盐碱化现状调查与转换规律、转换机制

摘要：以1985年、2000年、2017年中分遥感影像建立科学的遥感解译标志与盐碱化分类体系，结合地理信息系统（GIS）的分析方法，对松辽平原西部33年间土壤盐碱化动态变化、转换规律、转换机制进行分析研究。结果表明，1985—2000年盐碱地总面积增加、强度总体变轻;2000—2017年盐碱地总面积减少，强度总体变重;1985—2017年总面积增加，强度总体变轻。1985年、2000年、2017年盐碱地分布均以重度为主，分别占盐碱地总面积的的44.49%、41.36%、40.43%;1985—2017年盐碱地转变为其他地类变化面积最大的是盐碱地转变为旱田，这是由于盐碱被成功治理并改造为耕地。1985—2017年其他地类变为盐碱地面积最大的是草地转变为盐碱地，反映出草地的盐碱化问题较严重。

关键词：遥感;土壤盐碱化;松辽平原;土地类型;转换规律

中图分类号： TP79文献标志码： A

文章编号：1002-1302（2021）08-0196-08

收稿日期：2020-07-29

作者简介：李祎昕（1988—），女，辽宁沈阳人，硕士，工程师，主要从事地球物理、遥感研究。E-mail：875298227@qq.com。

土壤盐碱化一般发生在干旱、半干旱地区，作为一种自然灾害，土壤盐碱化会导致土壤肥力下降，造成田地减产甚至弃耕，严重威胁生态环境安全和国民经济的可持续发展。与其他方法相比，遥感技术具有观察范围广、信息量丰富等特点，适合用于土壤盐碱化的调查研究工作[1]。

松辽平原土地肥沃，是全球仅有的三大黑土区域之一，该区域的粮食产量占我国总产量的1/3，是我国重要的商品粮基地，但是由于自然因素和不合理的人类活动，导致一系列严重的生态环境问题，其中土壤盐碱化就是重要的环境问题之一[2]。在该地区前人积累了一定的研究成果[3-9]，本研究采用3期（1985年、2000年、2017年）中分遥感遥影像作为数据源，对松辽平原西部土壤盐碱化情况进行调查，并结合风速和温度研究土壤盐碱化的转换规律与转换机制，本研究填补了该地区2017年前后土壤盐碱化研究的空白，以期为该地区生态环境建设发展提供详细的资料。

1 研究区概况

松辽平原是我国三大平原之一，也是我国最大的平原，位于我国东北部，地跨黑龙江省、吉林省、辽宁省和内蒙古自治区4个省区，地处大、小兴安岭和长白山脉之间，北起嫩江中游，南至辽东湾，南北长约1 000 km，东西宽约400 km，面积达35万km2。研究区主要分布在松辽平原北部齐齐哈尔地区，行政隶属主要为黑龙江省。

研究区气候为中温带大陆性季风气候，四季分明，春季干燥多大风，夏季炎热且降雨较集中，秋季凉爽温差较大，冬季寒冷少雪，年平均降水量为 400～600 mm，平均蒸发量为 1 000～1 800 mm，这种特殊的气候与地理位置，使该地区极容易发生土地盐碱化灾害。

2 研究方法

收集研究区5—10月，云量小于10%的1985年专题制图仪（TM）遥感影像、2000年增强型专题绘图仪（ETM+）遥感影像、2017年运营性陆地成像仪（OLI）遥感影像作为数据源，利用完整的遥感图像处理平台（ENVI）等遥感图像处理软件，进行数据融合、几何校正、图像配准、数据镶嵌、色彩调整等预处理;以2017年遥感影像为基础数据，同时参照Google Earth、Bigemap等软件下的高清遥感影像图及研究区现有研究成果，建立研究区土壤盐碱化、土地利用现状遥感解译标志，在地理信息系统环境下，采用目视解译、人机交互式相结合方式、初步解译与详细解译相结合，开展2017年土壤盐碱化、土地利用现状遥感信息提取。对室内解译结果进行野外查证，根据野外检查结果，进一步修改完善2017年度的研究区遥感解译结果。以修正后的2017年遥感解译结果及解译标志为基础，以1985年、2000年中分遥感影像为基础数据，开展1985年、2000年度研究區土壤盐碱化、土地利用现状遥感解译;以研究区3期土地利用现状遥感解译结果为主要数据，并结合5—10月平均温度、风速数据等及其变化数据，完成松辽平原土壤盐碱化现状调查与转换规律、转换机制研究。

2.1 解译标志

根据盐碱质荒漠化程度划分（表1），结合本项目的遥感影像及野外查证结果建立轻度、中度、重度土壤盐碱化信息的解译标志，见图1至图6，盐碱化土地在一般影像上呈墨绿色-浅正紫色不规则形状连续分布，与周围地物的界限较明显。

3 土壤盐碱化分布特征

3.1 2017年土壤盐碱化分布特征

由表2、图7、图8可知，2017年研究区盐碱地共解译出1 250块图斑，主要分布在研究区东南部，集中在白城市、大庆市、齐齐哈尔市、兴安盟、龙江县、杜尔伯特蒙古族自治县、泰来县、新站镇、肇源县、绥化市和松原市一带，总面积为8 169.73 km2，其中重度盐碱地面积为3 303.01 km2，占盐碱地总面积的40.43%;中度盐碱地面积为2 712.55 km2，占盐碱地总面积的33.20%;轻度盐碱地面积为 2 154.17 km2，占盐碱地总面积的26.37%。

经统计，2017年全区约94%的盐碱地分布在白城市、大庆市和齐齐哈尔市。结合气象数据，分析盐碱化的区域分布特征，从图9、图10中可以看出，研究区南部相对风速较大，尤其东南部温度较高，为土壤盐碱化的形成提供了气象条件。

3.2 2000年土壤盐碱化分布特征

由表3、图11、图12可知，2000年研究区盐碱地共解译出1 359块图斑，主要分布在研究区东南部龙江县、齐齐哈尔市、杜尔伯特蒙古族自治县、大庆市、泰来县、白城市、新站镇、肇源县一带。总面积为9 691.14 km2，其中重度盐碱地面积为 4 008.69 km2，占盐碱地总面积的41.36%;中度盐碱地面积为2 684.55 km2，占盐碱地总面积的27.70%;轻度盐碱地面积为2 997.89 km2，占盐碱地总面积的30.93%。

从行政区划的角度看，盐碱地分布于白城市、大庆市、齐齐哈尔市、兴安盟、绥化市和松原市等范围内，经统计，2000年研究区96%的盐碱地分布在白城市、大庆市和齐齐哈尔市。

结合气象数据分析盐碱化的区域分布特征，由图13、图14可知，研究区南部相对风速较大、温度较高，为土壤盐碱化的形成提供了气象条件。

3.3 1985年土壤盐碱化分布特征

由表4、图15、图16可知，1985年研究区盐碱地共解译出1 131块图斑，主要分布在中南部，大安市、白城市、新站镇、肇源县、大庆市、龙江县一带，总面积为7 761.34 km2，其中重度盐碱地面积为 3 453.19 km2，占盐碱地总面积的44.49%;中度盐碱地面积为2 167.38 km2，占盐碱地总面积的27.93%;轻度盐碱地面积为2 140.77 km2，占盐碱地总面积的27.58%。

从行政区划的角度看，盐碱地分布于白城市、大庆市、齐齐哈尔市、兴安盟、绥化市和松原市等范围内，1985年研究区约98%的盐碱地分布在白城市、大庆市和齐齐哈尔市。

结合气象数据，分析盐碱化的区域分布特征，由图17、图18可知，研究区南部相对风速较大、温度较高，为土壤盐碱化的形成提供了气象条件。

4 土壤盐碱化分布转换规律分析

4.1 土壤盐碱化转换变化特点

由表5可知，1985—2000年盐碱地总面积增加1 929.80 km2，2000—2017年总面积减少 1 521.41 km2，1985—2017年总面积增加 408.39 km2。2017年、2000年、1985年研究区盐碱地分布均以重度为主，分别占盐碱地总面积的40.43%、41.36%、44.49%。

由图19、图20可知，盐碱地面积变化的大体趋势为1985—2000年有所增加，2000—2017年有所减少，但兴安盟盐碱地面积一直在增加。

4.2 土壤盐碱化变化规律分析

4.2.1 盐碱化等级变化规律分析

由表6可知，1985—2000年约有1 243.41 km2盐碱地盐碱化等级变重，约有1 456.15 km2盐碱地盐碱化等级变轻，盐碱地盐碱化等级总体变轻。

由表7可知，2000—2017年约有1 808.67 km2盐碱地盐碱化等级变重，约有1 434.29 km2盐碱地盐碱化等级变轻，盐碱地盐碱化等级总体变重。

由表8可知，1985—2017年约有1 295.83 km2盐碱地盐碱化等级变重，约有1 322.13 km2盐碱地盐碱化等级变轻，盐碱地盐碱化等级总体变轻。

4.2.2 土地类型变化规律分析

统计研究区盐碱地与其他土地类型的转化面积，由图21、表9可知，1985—2000年盐碱地转变为其他地类总面积为 1 546.97 km2，变化面积最大的是盐碱地转变为旱

田，面积为793.28 km2，占总变化面积的51.28%，这是将盐碱地成功治理并改造为耕地的结果。1985—2000年其他地类变为盐碱地的总面积为 3 476.77 km2，面积最大的是草地转变为盐碱地，为1 319.30 km2，占总变化面积的37.95%，反映出草地的盐碱化问题较严重。

由图22、表10可知，2000—2017年盐碱地转变为其他地类总面积为3 079.68 km2，变化面积最大的是盐碱地转变为旱田，为984.19 km2，占总变化面积的31.96%。导致盐碱地面积的减小的主要原因是盐碱地改造为旱田、水田或草地，其次是河流

水域范围扩大，吞并了原有盐碱地。2000—2017年其他地类变为盐碱地的总面积为1 558.27 km2，面积最大的是草地转变为盐碱地，为655.80 km2，占总变化面积的42.09%，盐碱化主要发生在草地和旱田中。

由图23、表11可知，1985—2017年盐碱地转变为其他地类总面积为2 575.92 km2，变化面积最大的是盐碱地转变为旱田，为883.27 km2，占总变化面积的34.29%。1985—2017年其他地类变为盐碱地的总面积为2 984.31 km2，面积最大的是草地转变为盐碱地，为1 219.67 km2，占总变化面积的40.87%，反映出草地的盐碱化问题较严重。

5 结论

研究区1985年土壤盐碱化总面积为 7 761.34 km2，2000年土壤盐碱化总面积为 9 691.14 km2，2017年土壤盐碱化总面积为 8 169.73 km2。1985—2000年盐碱地总面积增加 1 929.80 km2，2000—2017年总面积减少 1 521.41 km2。2017年、2000年、1985年研究区盐碱地等级分布均以重度为主，分别占盐碱地总面积的40.43%、41.36%、44.49%。

1985—2000年約有1 243.41 km2盐碱地盐碱化等级变重，约有1 456.15 km2盐碱地盐碱化等级变轻，盐碱地盐碱化等级总体变轻;2000—2017年约有1 808.67 km2盐碱地盐碱化等级变重，约有1 434.29 km2 盐碱地盐碱化等级变轻，盐碱地盐碱化等级总体变重;1985—2017年约有1 295.83 km2盐碱地盐碱化等级变重， 约有1 322.13 km2盐碱地盐碱化等级变轻，盐碱地盐碱化等级总体变轻。1985—2017年盐碱地转变为其他地类总面积为 2 575.92 km2，变化面积最大的是盐碱地转变为旱田，这是由于盐碱地被成功治理并改造为耕地。1985—2017年其他地类变为盐碱地的总面积为 2 984.31 km2，面积最大的是草地转变为盐碱地，反映出草地的盐碱化问题较严重。

松辽平原地域辽阔，土地资源丰富，通过加强系统研究、保护当地生态环境、科学合理开发利用资源，松辽平原将有更好的发展前景。

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