基于GIS技术模拟天津土壤的盐渍化

摘 要：盐渍土是在一定的气候、地形、土壤、水文地质等自然条件下形成的，是我国北方干旱区和滨海区常见的非地带性土壤，天津市地处华北平原东北部，天津市为退海之地，加之气候原因，历史上盐渍化土壤较多。除自然因素外，农业灌溉不当及排灌不配套等，抬高了部分地区的地下水位，致使土壤产生次生盐渍化。利用盐渍化等级进行判别分析；运用判别分析方法获取不同盐渍化等级的判别表达式，利用 GIS 技术对判别表达式中相关变量指标进行空间分析，最后综合二者结果进行判别分析。

关键词：土壤盐渍化；GIS技术；天津

一、研究背景和意义

盐碱化土壤在我国 23 个省、市、自治区都有分布 ，每年由于土壤盐碱化造成的直接经济损失 20 多亿元，盐渍土是在一定的气候、地形、土壤、水文地质等自然条件下形成的，是我国北方干旱区和滨海区常见的非地带性土壤。盐渍化及盐渍化土壤研究的重要性已为人所共识，土壤盐渍化既涉及资源问题和生态环境问题，又与农业的持续发展息息相关。它与人类活动的密切联系，更决定了对土壤盐渍化问题的研究要与人类生产生活与自然和环境相协调，为改善人类生活质量的持续发展做出贡献。土壤盐渍化是一个重要的全球环境问题，特别是在干旱半干旱地区。土壤盐渍化对土壤质量和可持续农业有消极的影响，它危及生物多样性、农村和城市基础设施、水质和农业生产。

二、土壤盐渍化概况

天津市地处华北平原东北部，海河流域下游，北依燕山，东临渤海。南北长188.8km，东西宽117.3km，海岸线153.3km，总面积11919.70km2。平原约占95.5%，且海拔均在20m以下，其中2/3为低于4m的洼地。天津市为退海之地，加之气候原因，历史上盐渍化土壤较多。除自然因素外，农业灌溉不当及排灌不配套等，抬高了部分地区的地下水位，致使土壤产生次生盐渍化[1]。

三、GIS对天津市土壤盐渍化分布的模拟分析

1、天津市土壤盐碱化数据库的建立

根据数据类型可分为属性数据和空间数据，属性数据主要从降雨量、蒸发量，土壤及地下、地表水状况，社会经济统计数据，现有盐碱化程度及标识码；空间数据主要是地下水水位埋深图，地下水水化学图，盐碱化状况分布图，地形地貌及行政图，土壤类型图，土地利用图，气象要素分布图，其中属性数据库与空间数据库通过所给定的具有特定规律的代码相互连接[2]。

2、利用GIS对土壤盐渍化数据处理

在获得大量相关数据的基础上，对源数据进行筛选、输入、预处理 ，建立天津市土壤盐碱化数据库。在GIS技术支持下，通过对数据库中数据进行分析，进行土壤盐碱化的模拟，GIS对一种空间数据库具有组织和操纵功能，呈现出复杂的空间数据，对盐渍化土壤进行调查，分析土壤盐渍化成因，一是利用GIS系统处理用户的数据；二是在GIS的基础上，利用它的开发函数库二次开发出用户专用的地理信息系统软件[3]。

天津土壤盐渍化极敏感主要分布于海岸线往陆地纵深7～8km的海岸带地区，面积约600km2，包括塘沽、汉沽和大港的部分地区。高度敏感区主要分布在极敏感区往西延伸 2～3km的地区，另外是广大海积冲积平原中分布的历史上曾为洼地的地区，如大黄堡洼地区、七里海水库区、黄港和东丽湖水库区、北大港水库区、团泊洼水库区、黄庄洼地区以及于桥水库区等，面积约1130km2；中度敏感分布面积最大，包括广大的天津南部平原地区，海拔低于4m，面积 8000多km2，占天津市平原面积的70%以上轻度敏感区主要分布在山前洪积冲积平原和冲积平原上，包括蓟县南部和武清北部面积约784km2，该区海拔多在4～20m之间。不敏感区主要分在蓟县北部山区，面积约464km2[4]。

3、模拟天津市土壤盐渍化的分布

天津市为退海之地，加之气候原因，历史上盐渍化土壤较多。除自然因素外，农业灌溉不当及排灌不配套等，抬高了部分地区的地下水位，致使土壤产生次生盐渍化。天津地区盐渍土据其成因分类有滨海盐渍土、内陆盐渍土和次生盐渍土3种类型。全区土壤盐渍化土壤7830km2，其中耕地2854.52km2；轻度盐渍化3148km2，其中耕地1274.23km2；中度、重度盐渍化共计 3432km2，其中耕地625.94km2；盐计1250km2[4]。

本文根据大量的实地调查数据和图形图像资料，在 GIS 技术的支持下，分析并确定了天津市土壤盐碱化的特征及其影响因子，建立了基于土壤盐碱化模型，土地盐碱化现状分为：非盐渍化土、轻度盐渍化土、中度盐渍化土、重度盐渍化土、盐土5个区，并结合地下水长期观测资料，进行成因分析，建立了盐碱地分区模型，模拟了天津市土地盐碱化发生发展的时空动态规律。这对于制定天津市土壤盐碱化防治决策具有重要的指导意义，为实现该地区社会经济的可持续发展提供了科学依据[5]。

四、结果与展望

天津市是我国土地盐碱化最严重的地区之一，盐碱化土地面积不断扩展，盐碱化程度日益加剧，重度盐碱化土地已呈现增长的趋势，无利用价值的碱斑面积正在扩大。土壤盐碱化导致土壤退化，影响该地区土地的生产力，进而影响国民经济的发展。随着现代信息技术的快速发展，使盐碱土治理中研制的各种作物、水分、盐分、土壤、气候等关系模型和相互关系进行系统处理与相关分析成为现实。错综复杂的各种关系，各种研究结果以及各种决策方案通过计算机技术的处理，使人们更准确、更方便、更科学地预测土壤盐渍化的发生和决策调控策略与措施[6]。

参考文献：

[1]刘国华，舒洪岚，楼浙辉.GIS技术在水土保持中的应用[J].江西林业科技，2002，（6）.

[2]张征云，孙贻超，孙静，等.天津市土壤盐渍化现状与敏感性评价[J].农业环境科学学报，2006，（4）.

[3]刘长星.流域治理与3S技术应用研究[J].水土保持学报，2002，（4）.

[4]张征云，孙贻超，孙静，等.天津市土壤盐渍化现状与敏感性评价[J].农业环境科学学，2006.（4）.

[5]白由路，李保国，石元春.基于GIS的黄淮海平原土壤盐分分布与管理研究[J].资源科学，1999，（4）.

[6]刘春雨，潘竟虎，孙礼军，等.基于GIS和RS的干旱内陆河流域生态环境敏感性评价-以张掖市为例[J].现代农业，2009，（5）.

作者简介：王洪影（1987-），女，黑龙江人，天津师范大学城市与环境学院2011级研究生，主要研究方向：土壤化学。