干旱區(qū)區(qū)域土壤鹽漬化監(jiān)測研究進展及其未來熱點?

劉勤，王宏衛(wèi)，丁建麗，柴春梅

(新疆大學(xué)綠洲生態(tài)教育部重點實驗室，資源與環(huán)境科學(xué)學(xué)院，新疆烏魯木齊830046)

0 引言

土壤鹽漬化是世界性資源問題和生態(tài)問題，制約著土地的可持續(xù)利用與生態(tài)環(huán)境的穩(wěn)定.在干旱區(qū)，區(qū)域鹽漬化現(xiàn)象日益嚴重，成為綠洲農(nóng)業(yè)的發(fā)展障礙.防治次生鹽漬化、改造和治理中低產(chǎn)田已成為當(dāng)今土地利用的重點.運用科學(xué)的手段準(zhǔn)確監(jiān)測土壤鹽漬化動態(tài)，分析鹽漬化信息，掌握鹽漬化的時空變異特征，對鹽漬化的形成和調(diào)控有著重要的指導(dǎo)意義.

土壤鹽漬化是特定自然條件下，受自然或人為因素影響引起的鹽分表聚現(xiàn)象，多發(fā)生在氣候干早、土壤蒸發(fā)強度大、地下水位高且含有較多的可溶性鹽類的干旱、半干旱地區(qū)[1].據(jù)估計，全球有鹽漬土9.55×108hm2,占地球陸地面積的7.26%[2]，我國鹽漬土總面積約3.6×107hm2，主要分布在華北黃河流域，東北西部平原區(qū)，以及西北干旱區(qū)大部分區(qū)域，其中，陜、甘、寧、青、蒙、新六省區(qū)鹽漬土面積占全國的69.03%[3].國內(nèi)外研究普遍認為，形成鹽漬土的自然條件包括成土母質(zhì)、土壤含鹽量、氣候條件（蒸發(fā)與降水、干燥度等）、地形地貌條件、水文條件、潛水水位等[4～8].人類活動疊加在自然條件上的驅(qū)動力促進了土壤鹽漬化，人文驅(qū)動因子包括區(qū)域農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、人口增長、經(jīng)濟發(fā)展、資本投入、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)變化、人均收入的增加、土地制度以及政府行為與決策等[9～11].

受區(qū)域性因素的制約和影響，不同的鹽漬區(qū)域土壤中的鹽分，由鹽分離子（K+、Na+、Ca2+、Mg2+、Cl?、以不同形式組合而成，鹽分組成及離子比例呈現(xiàn)地域性特點[12].對不同土壤層進行鹽離子含量及相關(guān)性分析，可揭示鹽分在土體中的存在形態(tài)和運動趨勢[13].鹽漬化土壤的物理、化學(xué)性質(zhì)分析及含鹽量、級別、分類、分布特征的有效探測，除了傳統(tǒng)的野外調(diào)查和實驗分析，還常常借助遙感影像和實測地物光譜數(shù)據(jù)來提取鹽漬土信息，即對鹽漬化土壤的光譜特征進行分析.

本文參閱大量土壤鹽漬化研究的文獻，特別是把以新疆為代表的西北干旱區(qū)關(guān)于土壤鹽漬化的研究作為重點，系統(tǒng)總結(jié)了我國干旱區(qū)區(qū)域土壤鹽漬化監(jiān)測研究和時空分布研究的技術(shù)方法，以及土壤鹽漬化的形成過程和驅(qū)動機制，并提出了目前鹽漬化研究中存在的幾個重要熱點問題，這對于掌握鹽漬化研究現(xiàn)狀，進一步理清研究思路，豐富鹽漬化研究方法，解決鹽漬化實際問題具有重要意義.

1 當(dāng)前區(qū)域土壤鹽漬化監(jiān)測研究的主要做法

經(jīng)過幾十年的研究和實踐，土壤鹽漬化監(jiān)測的方法和手段也越來越多，歸納起來，主要有傳統(tǒng)方法和現(xiàn)代信息技術(shù)手段兩大類.

1.1 區(qū)域土壤鹽漬化監(jiān)測的傳統(tǒng)方法

(1)野外調(diào)查與實驗.通過野外調(diào)查，實地取樣獲取土壤鹽漬化的直觀信息，提供可靠的數(shù)據(jù)支持.樣本取樣的方法有純隨機取樣、分層隨機取樣、整體取樣和網(wǎng)格取樣等.野外樣本采集的布點是整個土壤監(jiān)測過程的重要環(huán)節(jié).樣點必須比較均勻地分布在全工作區(qū)域內(nèi)，劃分出若干較為典型的采樣區(qū)區(qū)域，能包含各類景觀，具有代表性.對于采集到的不同深度土壤樣本，用土壤電導(dǎo)性電磁儀器測定電導(dǎo)率，還可采用EDTA絡(luò)合滴定法測定Na+、Ca2+、Mg2+、K+和；用AgNO3滴定法測定Cl?，用雙指示劑中和法測定和H.確定出各離子含量后計算出相應(yīng)的土壤全鹽含量[10,13,14].通過野外調(diào)查實地獲取土壤樣本,經(jīng)過觀測和實驗分析,可以及時掌握現(xiàn)實的土壤鹽分和水分等數(shù)據(jù),作為鹽漬化監(jiān)測的基本手段.

(2)田間觀測和數(shù)值模擬.將田間觀測和數(shù)值模擬相結(jié)合，對選取的具有鹽漬化表征的試驗田進行連續(xù)數(shù)年的監(jiān)測和預(yù)報.監(jiān)測系統(tǒng)包括地下水動態(tài)、土壤含鹽量和含水量、降雨量和蒸散量的時空分布以及灌水量等參數(shù)[15].通過現(xiàn)場的多年的田間觀測，可以非常精確地掌握試驗田的水鹽動態(tài).自50年代始，我國對于農(nóng)田的水鹽監(jiān)測開始采用數(shù)學(xué)-力學(xué)模型進行定量描述.土壤中可溶性鹽分遷移的物理實質(zhì)是對流擴散，遵循水動力學(xué)彌散理論，其以多孔介質(zhì)的物理流體動力學(xué)為依據(jù).鹽分在遷移的過程中，溶液中的離子和吸附在固體表面的離子之間也隨之發(fā)生化學(xué)交換.因此土壤水分和鹽分的相互作用使得土壤鹽漬化發(fā)生并發(fā)展.在確定土壤鹽分遷移彌散系數(shù)、田間蒸散量、根系分布和根吸水率等水鹽運動參數(shù)的基礎(chǔ)上，運用土壤水分運動方程和鹽分運移的對流擴散方程模擬計算可知土壤水鹽含量隨時間變化的狀況.

傳統(tǒng)的野外定位觀測立足于田間地頭，并長期建立實驗觀測站，進行小尺度的區(qū)域的高分辨率的觀測，實驗從點到線，再從線到面；從局部到整體，從微觀到宏觀.這種方法固然精度高，但畢竟費時費力、范圍小，受地域性限制研究結(jié)果不具備普遍性.隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展，高效、快捷、大尺度的土壤鹽漬化監(jiān)測手段迅速發(fā)展.以遙感影像為主要依托，結(jié)合傳統(tǒng)的定位觀測和野外調(diào)查，通過對遙感影像分類及后處理工作提取有關(guān)鹽漬土的信息[16]，已成為鹽漬土定性、定量、動態(tài)分析、管理、信息提取、監(jiān)測與預(yù)報研究的重要方法[17,18].遙感技術(shù)和地理信息系統(tǒng)技術(shù)的應(yīng)用無論是從靜態(tài)還是動態(tài)方面，都有力地推動了區(qū)域尺度土壤鹽漬化的研究[19].

1.2 計算機信息技術(shù)在區(qū)域土壤鹽漬化監(jiān)測的應(yīng)用

主要是指以RS為手段，結(jié)合GIS對鹽漬化的信息提取與管理、監(jiān)測與預(yù)報方面進行研究.鹽漬土研究常用的遙感數(shù)據(jù)有：Terra、MSS、TM、ETM+、Quick bird、ASTER、SPOT、RADARSAT和IRS等衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)及HyMap，AME等高光譜數(shù)據(jù)[16].利用遙感數(shù)據(jù)監(jiān)測土壤鹽漬化空間分布特征，與鹽漬土及耐鹽植被的光譜特征密切相關(guān).鹽漬土的直接屬性和間接的信息，如植被、土壤質(zhì)地、顏色、紋理、地形、地下水等要素均可以被利用，通過目視解譯和數(shù)字圖像處理的方法來定性定量的解譯有關(guān)土壤鹽漬化信息[20,21].

(1)我國新疆干旱區(qū)鹽漬化監(jiān)測進展.國外利用衛(wèi)星遙感進行土壤鹽漬化監(jiān)測研究始于20世紀(jì)70年代[22].多波段、多時相的遙感數(shù)據(jù)被廣泛應(yīng)用于鹽漬土和鹽生植被的監(jiān)測、調(diào)查、制圖研究中，目視判讀和計算機自動分類是鹽漬土監(jiān)測研究和動態(tài)分析的重要手段.不論目視判讀還是計算機自動分類，鹽漬化土壤信息提取主要是基于其光譜響應(yīng)特征.我國從80年代開始，在黃淮海平原地區(qū)利用彩紅外航片、衛(wèi)片進行農(nóng)業(yè)自然資源和自然災(zāi)害情況的調(diào)查和制圖，進行了土壤鹽漬化的研究，數(shù)字圖像處理技術(shù)在早期的鹽漬土監(jiān)測研究方面發(fā)揮了一定的作用[23～27].

新疆位于亞歐大陸中心，地處干旱區(qū)，蒸發(fā)旺盛，由于多是灌溉農(nóng)業(yè)，土壤鹽漬化嚴重.雖然新疆的水土開發(fā)和綠洲建設(shè)取得了巨大成就，促進了生產(chǎn)的發(fā)展，推動了社會進步，但是，干旱的氣候條件卻造就了新疆這樣一個土壤鹽漬化大區(qū)，鹽堿土種類多，被稱為“世界鹽堿土的博物館”.新疆鹽堿土總面積8.476×106hm2，現(xiàn)有耕地中31.1%的面積受到鹽堿危害[28].針對新疆干旱區(qū)土壤鹽漬化的廣泛性及其危害性，不少學(xué)者致力于鹽漬化的監(jiān)測研究并取得了許多成果.李海濤等[29]通過運用ASTER遙感影像數(shù)據(jù)，對不同地物進行光譜分析，根據(jù)不同地物在不同波段的光譜特征曲線，分別提取植被和水體信息，然后進行非監(jiān)督分類，并結(jié)合物探試驗和土樣分析結(jié)果，進行聚類分析定性和定量地評價了焉耆盆地內(nèi)土壤鹽漬化程度分布狀況.李宏[30]對新疆塔里木河流域進行土地鹽漬化專題信息提取，建立該地區(qū)土地鹽漬化分類系統(tǒng)，提高土地鹽漬化分類精度，對于建立生態(tài)環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)有非常實用的價值.熊文成等[31]對新疆塔里木河流域土地鹽漬化的情況進行了探討，發(fā)現(xiàn)后向散射系數(shù)差與大介電常數(shù)虛部差成較好的線性關(guān)系，這為反演土壤含鹽量提供了一定依據(jù)，但由于介電常數(shù)虛部是由含水含鹽量兩個量決定的，所以要直接反演出含水含鹽量還需要做進一步研究.塔西甫拉提·特依拜、丁建麗等[32,33]通過實證分析發(fā)現(xiàn)塔里木盆地南緣和北緣由于水文(鹽漬化形成的關(guān)鍵)、氣候(形成鹽漬化土壤的驅(qū)動力)、地形(鹽漬化土壤分布及差異的主要因素)、人類活動(鹽漬化土壤形成的重要因素)等因素差異的存在，導(dǎo)致了區(qū)域鹽漬化情況的差異.將基于不同窗口紋理特征的SVM應(yīng)用于渭干河-庫車河三角洲綠洲遙感圖像鹽漬化信息提取， 實驗結(jié)果表明，分類精度很高，該方法更有利于遙感圖像分類和鹽漬化信息監(jiān)測，體現(xiàn)了目前遙感圖像分類新的發(fā)展趨勢.何祺勝[5]等利用TM衛(wèi)星圖像數(shù)據(jù)，分析了鹽漬地地區(qū)主要地物的光譜特征，并建立決策樹模型得到了鹽漬地信息的提取結(jié)果，總體提取效果較好.江紅南[34]運用RS、GIS、GPS技術(shù)和灰色理論等方法，定量研究了鹽漬化土壤在時間和空間尺度上的變化.張飛等認為可依靠地表單元在遙感圖像上的色調(diào)、紋理及模式存在的差異等對干旱區(qū)綠洲鹽漬化的信息進行判讀研究[35]；也可依據(jù)植被類型、地貌形態(tài)、土壤水分、地下水位等這些間接標(biāo)志區(qū)分判讀，還可利用各種景觀要素之間的相互關(guān)系來確定[12].

從地學(xué)的角度，我國學(xué)者在鹽漬化土壤，包括次生鹽漬化的管理、信息提取、監(jiān)測與預(yù)報方面都做了大量工作.這些工作主要以RS為手段并結(jié)合GIS進行研究.綜上所述，區(qū)域鹽漬土調(diào)查與動態(tài)變化監(jiān)測研究工作，應(yīng)以遙感影像數(shù)據(jù)分析處理為基礎(chǔ)，以傳統(tǒng)的野外調(diào)查為輔助，綜合運用影像光譜信息、空間信息和時間信息，把常規(guī)監(jiān)督分類與非監(jiān)督分類方法結(jié)合運用，并嘗試從分類算法方面推陳出新，不斷提高鹽漬土信息計算機自動提取的精度，為區(qū)域鹽漬土治理、生態(tài)環(huán)境保護與農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展提供及時、可靠的信息保障.

（2）以遙感技術(shù)為主要手段的鹽漬化信息提取.隨著現(xiàn)代科學(xué)研究對數(shù)據(jù)精度要求的提高，依據(jù)遙感數(shù)據(jù)提取專題信息的理論和方法也在不斷的更新與發(fā)展，正逐漸開發(fā)出較為成熟的應(yīng)用化模式識別技術(shù).在算法上以知識庫為基礎(chǔ)的推理決策、多種復(fù)合分類方法相繼產(chǎn)生并將迅速發(fā)展，特征提取和設(shè)計更加合理的分類器已經(jīng)成為人們研究的熱點.概括起來，主要有以下幾種手段：

基于決策樹方法的研究.決策樹分類法根據(jù)地面實際數(shù)據(jù)及目標(biāo)物有關(guān)知識，通過確定各屬性(包括相關(guān)的環(huán)境特性如幾何、紋理以及數(shù)字地形模型等背景信息)的重要程度，提取必要的屬性進行鹽漬土信息的分類[36]，在生成樹狀結(jié)構(gòu)的同時，決策樹會明確給出樹的復(fù)雜程度(節(jié)點數(shù))和數(shù)的好壞性.何祺勝通過分析區(qū)域主要地物的光譜特征，建立提取鹽漬化信息的決策樹模型，表明決策樹方法在提取鹽漬地信息精度分析方面具有優(yōu)勢[37].

基于分層信息的研究.分層信息提取的方法是將圖像按一定原則，對各地物不同的信息特點進行層層分解，采用逐層分類掩模的技術(shù)把分離出的地物去除，再對其他的地物逐層提取，這樣避免因“同物異譜”或“異物同譜”導(dǎo)致的分類精度不高[38].胡召玲等采用分層信息提取法從遙感圖像中提取土地利用/覆被信息，經(jīng)監(jiān)督分類后，提取土地利用信息，步驟如下：首先對原始圖像進行幾何糾正、圖像配準(zhǔn)、圖像裁剪和圖像增強等預(yù)處理，然后采用分層信息提取法對圖像進行土地利用/覆被類型的信息提取，在基于最大似然法的監(jiān)督分類后，采用光譜分析法提取出水體范圍，監(jiān)督分類和目視解譯相結(jié)合法提取出各土地利用類型[39].這種方法目前也已經(jīng)很好地應(yīng)用于鹽漬地的信息提取.

基于支持向量機的研究.支持向量機(SVM)的運算理論是在統(tǒng)計學(xué)習(xí)理論的VC維理論和結(jié)構(gòu)風(fēng)險最小化準(zhǔn)則基礎(chǔ)上構(gòu)成的，它能夠較好地解決小樣本、非線性、高維數(shù)據(jù)和局部極小等實際問題.SVM分類法在解決小樣本、非線性及高維模式識別中表現(xiàn)出許多特有的優(yōu)勢，并能夠推廣應(yīng)用到函數(shù)擬合等其他機器學(xué)習(xí)問題中.具有簡便靈活、直觀穩(wěn)定、精確高效的特點，同時因為易與多源信息結(jié)合而在許多領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用[40].該方法主要通過相關(guān)預(yù)處理，訓(xùn)練樣本的提取，參數(shù)設(shè)置等步驟，提取Landsat ETM+圖像的光譜信息和不同窗口的紋理信息進行圖像分類[32].張飛等人發(fā)現(xiàn)加入紋理特征后地物光譜信息的區(qū)分性增大，從而提高精度.因此，基于紋理特征的SVM分類方法能夠提高土壤鹽漬化信息提取精度，有效地監(jiān)測土壤鹽漬化信息[41].

基于對應(yīng)分析的研究.對應(yīng)分析法(correspondence analysis，CA)也稱關(guān)聯(lián)分析、R-Q型因子分析，是近年新發(fā)展起來的一種多元相依變量統(tǒng)計分析技術(shù).通過分析由定性變量構(gòu)成的交互匯總表來揭示同一變量的各個類別之間的差異，以及不同變量各個類別之間的對應(yīng)關(guān)系.主要應(yīng)用在市場細分、產(chǎn)品定位、地質(zhì)研究以及計算機工程等領(lǐng)域中，是在R型和Q型因子分析基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種多元統(tǒng)計方法[42].它用同樣的主成分軸去同時表示變量空間樣品點的各個主成分與樣品空間變量點的各個主成分，將變量和樣品的關(guān)系表征在同一空間中，從而明確各個主成分的物理意義[43,44].對應(yīng)分析方法很好地闡明了土壤鹽漬化的現(xiàn)狀特征與其光譜的相關(guān)關(guān)系.

基于波段指數(shù)的研究.在比較各種不同的指數(shù)優(yōu)缺點的基礎(chǔ)上，利用各個波段的優(yōu)勢組合選擇近紅外、短波紅外、熱紅外波段組合成新的綜合多波段指數(shù)來對復(fù)雜地表類型區(qū)域進行研究.冷松等人在比較各種不同的干旱指數(shù)優(yōu)缺點的基礎(chǔ)上，采用MODIS1B數(shù)據(jù)的第2、6波段和LST(Land Surface Temperature)產(chǎn)品合成多波段干旱指數(shù)，并用降雨量計算SPI(Standardized Precipitation Index)，對日均相對濕度與多波段干旱指數(shù)進行全面比較.結(jié)果表明在干旱年份，該指數(shù)與氣象數(shù)據(jù)有較好的相關(guān)性，說明其在大尺度、較復(fù)雜地表覆蓋類型區(qū)域監(jiān)測有較好的應(yīng)用前景[45].

2 區(qū)域土壤鹽漬化的時空分布動態(tài)監(jiān)測

專家學(xué)者們從不同角度開展了土壤鹽漬化的監(jiān)測.上述內(nèi)容主要介紹了以傳統(tǒng)的方法和現(xiàn)代信息技術(shù)特別是遙感的方法對土壤鹽漬化水鹽測算、識別及其變化方面的研究.從目前的研究看，鹽漬化土壤時空變化成為主要的研究熱點和趨勢.主要表現(xiàn)在以下幾個方面：

2.1 土壤鹽漬化的地統(tǒng)計學(xué)分析

從20世紀(jì)60年代起，地統(tǒng)計學(xué)的區(qū)域化變量理論逐漸被應(yīng)用于土壤科學(xué)的研究[46].地統(tǒng)計學(xué)是在大量采樣的基礎(chǔ)上，以區(qū)域化變量理論為基礎(chǔ)，以半方差函數(shù)為主要工具，通過對區(qū)域化變量屬性值的頻率分布、均值、方差等關(guān)系及其相應(yīng)規(guī)則進行分析，確定變量的空間分布格局與相應(yīng)關(guān)系，研究在空間分布上既有隨機性又有結(jié)構(gòu)性，或空間相關(guān)和依賴性的自然現(xiàn)象[47].土壤空間變異性與采樣數(shù)目及采樣尺度密切相關(guān)，楊勁松通過對表征研究區(qū)土壤鹽分進行了空間變異特征分析，研究變異函數(shù)的穩(wěn)健性，探討Kriging插值精度與樣點數(shù)量之間的關(guān)系[48].貢璐等運用半方差函數(shù)分析土壤鹽漬化的程度變化以及鹽分離子的空間變異系數(shù)的變化表明：鹽分有明顯的空間變異性且主要集中在某些較大的區(qū)域，根據(jù)鹽分空間特征，可以把鹽分離子分為區(qū)域性和非區(qū)域性離子[14].王玉剛等通過對不同層次土壤的總鹽、pH值與總堿度的空間變異性研究，利用Kriging插值法繪制了土壤的總鹽、pH值與總堿度的等值圖，參照樣區(qū)土壤水鹽指標(biāo)的空間分布及面積比例，提出切合實際的鹽堿土改良方案和具體措施[49].通過土壤鹽漬化時空分布的研究，可以讓我們進一步看清鹽漬土發(fā)生發(fā)展變化的時空分異規(guī)律，從而為鹽漬土的改良、分區(qū)和管理提供科學(xué)依據(jù).

2.2 基于經(jīng)驗的統(tǒng)計模型分析

這是一種最普遍、最常用的基于經(jīng)驗的算法，常采用多元回歸、典型相關(guān)分析等多元統(tǒng)計分析法，分析各種因素對鹽漬化變化的作用，找出鹽漬化變化的原因.通過把復(fù)雜的問題簡單化，從復(fù)雜的土地利用系統(tǒng)中找出主要的驅(qū)動因子，從而確定鹽漬化變化與驅(qū)動因子的定量關(guān)系[50].

2.3 基于過程的動態(tài)模型分析

比如利用元胞自動機模型（cellular automaton，CA模型）是人們常用的基于過程的動態(tài)模型方法之一，能夠從整體上反映土地利用變化的過程.通過確立鹽漬化影響因子及其動態(tài)機制，利用地理元胞自動機對鹽漬化復(fù)雜系統(tǒng)時空動態(tài)過程具有較強的計算和模擬特點，在GIS和RS支持下，建立土壤鹽漬化CA動態(tài)模型，結(jié)合相關(guān)屬性數(shù)據(jù)和空間數(shù)據(jù)，模擬土壤鹽漬化發(fā)展的時空動態(tài)規(guī)律并對其趨勢進行預(yù)測[51].

2.4 基于系統(tǒng)動力學(xué)的模型分析

基于系統(tǒng)論，吸取了控制論和信息論的精髓，側(cè)重數(shù)據(jù)的模型計算與分析，探討LUCC過程、驅(qū)動機制與環(huán)境效應(yīng)，宏觀反映土地利用系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、功能和行為之間的相互作用關(guān)系，詳細考察系統(tǒng)在不同情景下的變化和趨勢，為決策提供依據(jù)[52].基于系統(tǒng)動力學(xué)模型（SD模型），可對鹽漬化過程進行模擬與預(yù)測.

3 區(qū)域土壤鹽漬化監(jiān)測研究面臨的熱點問題及展望

3.1 對土壤鹽漬化信息的精確提取

從遙感影像數(shù)據(jù)和野外調(diào)查與實驗獲取的鹽漬化信息，為土壤鹽漬化的監(jiān)測治理提供了可靠的信息保障.遙感圖像包含了大尺度區(qū)域地理環(huán)境的綜合性特征，運用遙感影像在不同時相提供的不同信息提取鹽漬化特征信息，使人們利用遙感技術(shù)動態(tài)監(jiān)測預(yù)測土壤鹽漬化的動態(tài)與分布變化成為可能.在土壤鹽漬化研究趨勢方面，目前主要是以遙感數(shù)據(jù)分析處理為根本，運用GIS空間信息技術(shù)手段，結(jié)合傳統(tǒng)的野外調(diào)查，把地理環(huán)境數(shù)據(jù)、生態(tài)狀況與光譜信息有機結(jié)合，在算法上以知識庫為基礎(chǔ)的推理決策樹、分層信息、支持向量機、對應(yīng)分析、波段遙感等多種分類方法相繼產(chǎn)生并迅速發(fā)展[16].但這些算法都還存在區(qū)域性強、普適性差、分類提取精度不高等弱點.針對如何提高分類精度、保證數(shù)據(jù)可靠性，研制更加符合實際、便于操作的鹽漬化分類器成為遙感信息提取技術(shù)的關(guān)鍵.

3.2 土壤鹽漬化驅(qū)動機制的研究

土壤鹽漬化發(fā)生機理復(fù)雜，自然條件與人為影響都可驅(qū)使鹽漬化的形成，影響因素很多.自然因素往往在長時間大環(huán)境尺度下對地理環(huán)境產(chǎn)生深遠影響，在較短時期內(nèi)，人為因素影響直接通過具體的生產(chǎn)實踐活動實現(xiàn)對生態(tài)環(huán)境的作用.由于人類對自然的改造能力越來越強，人文因素對土壤鹽漬化的影響越來越大[49]，在某一時期內(nèi)，由于社會經(jīng)濟活動的某些事件，人文因素甚至有可能成為土壤鹽漬化的主要驅(qū)動因素.人為因素的影響已經(jīng)不可忽視，但相應(yīng)的研究并不是很充分，特別是針對土壤（次生）鹽漬化的驅(qū)動機制定量分析上，都未能成功地將人文影響因子的驅(qū)動力貢獻加以定量分析和模擬.以往研究側(cè)重于區(qū)域土壤鹽漬化遙感調(diào)查后的現(xiàn)狀制圖和結(jié)構(gòu)與動態(tài)分析，從定性研究的手段出發(fā)，缺乏對影響因子的定量分析，特別是缺乏對人文驅(qū)動因子的量化分析及尚未形成成熟的經(jīng)驗理論，對于鹽漬化的精確預(yù)測、調(diào)控和治理，仍然存在缺憾[53].進一步深入探究自然因素和人為因素共同作用下的土壤鹽漬化，定量分析鹽漬化人文驅(qū)動因子的影響程度，從人類自身行為找尋次生鹽漬化問題的根源，以正確進行土壤鹽漬化發(fā)展趨勢預(yù)測和調(diào)控，顯得尤為迫切和必要.

3.3 土壤鹽漬化的水鹽運移機理

鹽漬土的形成與水鹽運移有密切關(guān)系，水鹽動態(tài)和水鹽平衡的研究對于利用和改造鹽漬土壤具有重要的指導(dǎo)意義.土壤是否會鹽堿化，類型和程度如何，要看鹽分遷移和積聚的過程與條件.而鹽分遷移和積聚的特點等均受多種因素的影響和制約.通過定量分析土壤水鹽的運動闡述鹽漬土形成與分布，認識鹽漬土形成過程中各主要因素之間的內(nèi)在聯(lián)系，可以預(yù)測預(yù)報土壤鹽漬化的發(fā)展趨勢，查明潛水蒸發(fā)過程中土壤的水鹽動態(tài)及一定時期內(nèi)鹽分的進入量和消失量[54].雖然基于對流彌散性方程、土壤水鹽運移模擬軟件等經(jīng)驗?zāi)Ｐ涂梢怨浪闼}狀況，但是，水鹽遷移除受多種自然因素影響外，還受人為因素的影響和制約.因而，對于鹽漬化形成的水鹽機理研究是一個循序漸進、不斷深入的過程，應(yīng)朝多學(xué)科交叉，多尺度耦合方向發(fā)展[54].

3.4 土地資源利用與土壤鹽漬化調(diào)控

土壤鹽漬化可以導(dǎo)致土壤性狀和土地生產(chǎn)力改變，對農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展有著重要影響.不同土地利用/土地覆被所帶來的鹽漬化信息反饋各有差異.人們不合理的生產(chǎn)活動（主要是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動），譬如，不良灌溉管理和灌溉技術(shù)、工程不配套妨礙灌區(qū)徑流排泄、排水不良、過量化肥施用、農(nóng)業(yè)技術(shù)措施不當(dāng)?shù)萚48,49]是土壤鹽漬化形成的主要人為驅(qū)動，尤其是在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動中灌水不合理或是排灌不良引起的地下水位高是鹽漬化的重要因素.在土地資源開發(fā)利用過程中，人們往往追求經(jīng)濟效益和社會效益而忽視了生態(tài)效益，今后應(yīng)注重對土壤結(jié)構(gòu)的改變，減少鹽分在土壤表面的聚集[49].特別提出的是，鹽漬土也是土地資源的重要一部分，如何利用這些資源，如何使用科學(xué)的方法排鹽，并為排出的鹽存留空間，從而達到“水鹽平衡，人鹽共存”，實現(xiàn)土地可持續(xù)利用和土地生產(chǎn)力的持續(xù)增長，這些是我們當(dāng)前應(yīng)當(dāng)研究的重要課題.

4 結(jié)語

我國開展土壤鹽漬化的研究已有70多年的歷史，無論從研究內(nèi)容、研究水平還是從研究手段、研究理論方面，都取得了很大進展，對鹽漬地的改良、土地利用保護、生態(tài)和農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展起到了重要作用.在西部開發(fā)戰(zhàn)略實施過程中，學(xué)者們開始更加注重對新疆及西北干旱區(qū)土壤鹽漬化的研究，以合理規(guī)劃水土資源的開發(fā)、提高水土資源的可利用水平.當(dāng)前干旱地區(qū)土壤鹽漬化的監(jiān)測研究已經(jīng)進入到一個面向農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實踐、解決土壤鹽漬化問題、注重人地關(guān)系、創(chuàng)新研究理論的發(fā)展階段.從上述研究進展回顧與分析以及熱點問題來看，在新疆干旱綠洲農(nóng)業(yè)區(qū)，土壤鹽漬化的監(jiān)測研究要更加注重與水土資源的開發(fā)利用相結(jié)合，側(cè)重深入探討干旱特征下的水鹽運移機理.遵循人與自然和諧共存的思想，可對鹽漬化嚴重區(qū)域進行重點監(jiān)測，綜合治理.既要注重農(nóng)業(yè)經(jīng)濟活動的利益需求，又要注重在洗鹽排鹽的調(diào)控中，鹽分存在的必要性，更要結(jié)合區(qū)域自然和社會經(jīng)濟特點，制定防治土壤鹽漬化措施，構(gòu)建可持續(xù)發(fā)展的農(nóng)牧業(yè)生產(chǎn)體系.