全 文 ：基于改进遥感解译方法的盐碱耕地变化特征∗
高　 会１，２　 刘慧涛１　 刘宏娟３　 刘金铜１∗∗
（ １中国科学院农业水资源重点实验室 ／中国科学院遗传与发育生物学研究所农业资源研究中心， 石家庄 ０５００２２； ２中国科学
院大学， 北京 １０００４９； ３ 石家庄经济学院， 石家庄 ０５００３１）
摘　 要　 以河北省滨海城市黄骅市为研究对象，以 １９９２ 和 ２０１１ 年遥感影像为数据源，通过
大量野外实地调查对遥感影像反演，建立了适于滨海盐碱地的基于盐碱地等级⁃地物标识植
被特征⁃影像特征的分级分类解译标志系统．在此基础上采用遥感影像解译的监督分类法，提
取了黄骅市盐碱耕地信息，进一步分析了 １９９２—２０１１ 年间盐渍化耕地面积、盐碱等级转换及
空间分布变化的特征．结果表明： 研究期间，黄骅市耕地盐渍化程度减轻；与 １９９２ 年相比，
２０１１年黄骅市盐碱生态系统中重度和中度盐渍化耕地的面积减少，非或轻度盐渍化耕地面积
增加，黄骅市东南部大量的中度盐渍化耕地转换为非或轻度盐渍化耕地，远离海岸线的黄骅
市西部重度盐渍化耕地转换为中度或非或轻度盐渍化耕地；重度和非或轻度盐渍化耕地的重
心向东部海岸线转移，中度盐渍化耕地的重心由东南海岸线向西北方向转移．黄骅市盐碱耕
地变化的主要影响因素是气候、水文条件和人类活动．
关键词　 盐碱生态系统； 耕地； 遥感解译； 方法改进
文章编号　 １００１－９３３２（２０１５）０４－１０１６－０７　 中图分类号　 Ｓ１５６．４　 文献标识码　 Ａ
Ｕｓｉｎｇ ａ ｍｏｄｉｆｉｅｄ ｒｅｍｏｔｅ ｓｅｎｓｉｎｇ ｉｍａｇｅｒｙ ｆｏｒ ｉｎｔｅｒｐｒｅｔｉｎｇ ｃｈａｎｇｅｓ ｉｎ ｃｕｌｔｉｖａｔｅｄ ｓａｌｉｎｅ⁃ａｌｋａｌｉ
ｌａｎｄ． ＧＡＯ Ｈｕｉ１，２， ＬＩＵ Ｈｕｉ⁃ｔａｏ１， ＬＩＵ Ｈｏｎｇ⁃ｊｕａｎ１， ＬＩＵ Ｊｉｎ⁃ｔｏｎｇ１ （ １Ｋｅｙ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｏｆ Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ
Ｗａｔｅｒ Ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ， Ｃｈｉｎｅｓｅ Ａｃａｄｅｍｙ ｏｆ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ ／ Ｃｅｎｔｅｒ ｆｏｒ Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ Ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ Ｒｅｓｅａｒｃｈ， Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ
Ｇｅｎｅｔｉｃｓ ａｎｄ Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔａｌ Ｂｉｏｌｏｇｙ， Ｃｈｉｎｅｓｅ Ａｃａｄｅｍｙ ｏｆ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ， Ｓｈｉｊｉａｚｈｕａｎｇ ０５００２２， Ｃｈｉｎａ；
２Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｃｈｉｎｅｓｅ Ａｃａｄｅｍｙ ｏｆ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ， Ｂｅｉｊｉｎｇ １０００４９， Ｃｈｉｎａ； ３Ｓｈｉｊｉａｚｈｕａｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｅｃｏ⁃
ｎｏｍｉｃｓ， Ｓｈｉｊｉａｚｈｕａｎｇ ０５００３１， Ｃｈｉｎａ） ． ⁃Ｃｈｉｎ． Ｊ． Ａｐｐｌ． Ｅｃｏｌ．， ２０１５， ２６（４）： １０１６－１０２２．
Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｄｅｖｅｌｏｐｅｄ ａ ｎｅｗ ｉｎｔｅｒｐｒｅｔａｔｉｏｎ ｓｙｍｂｏｌ ｓｙｓｔｅｍ ｆｏｒ ｇｒａｄｉｎｇ ａｎｄ ｃｌａｓｓｉｆｙｉｎｇ ｓａ⁃
ｌｉｎｅ⁃ａｌｋａｌｉ ｌａｎｄ， ｕｓｉｎｇ Ｈｕａｎｇｈｕａ， ａ ｃｏｓａｔａｌ ｃｉｔｙ ｉｎ Ｈｅｂｅｉ Ｐｒｏｖｉｎｃｅ ａｓ ａ ｃａｓｅ． Ｔｈｅ ｓｙｓｔｅｍ ｗａｓ ｄｅｖｅｌ⁃
ｏｐｅｄ ｂｙ ｉｎｖｅｒｔｉｎｇ ｒｅｍｏｔｅ ｓｅｎｓｉｎｇ ｉｍａｇｅｓ ｆｒｏｍ １９９２ ｔｏ ２０１１ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｓｉｔｅ ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎ， ｐｌａｎｔ ｃｏｖｅｒ
ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ａｎｄ ｆｅａｔｕｒｅｓ ｏｆ ｒｅｍｏｔｅ ｓｅｎｓｉｎｇ ｉｍａｇｅｓ． Ｃｏｍｂｉｎｉｎｇ ｔｈｉｓ ｉｎｔｅｒｐｒｅｔａｔｉｏｎ ｓｙｍｂｏｌ ｓｙｓｔｅｍ
ｗｉｔｈ ｓｕｐｅｒｖｉｓｉｎｇ ｃｌａｓｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄ， ｔｈｅ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｏｎ ａｒａｂｌｅ ｌａｎｄ ｗａｓ ｏｂｔａｉｎｅｄ ｆｏｒ ｔｈｅ ｃｏａｓｔａｌ
ｓａｌｉｎｅ⁃ａｌｋａｌｉ ｅｃｏｓｙｓｔｅｍ ｏｆ Ｈｕａｎｇｈｕａ Ｃｉｔｙ， ａｎｄ ｔｈｅ ｓａｌｉｎｅ⁃ａｌｋａｌｉ ｌａｎｄ ａｒｅａ， ｃｈａｎｇｅｓ ｉｎ ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ ｏｆ
ｓａｌｉｎｉｔｙ⁃ａｌｋａｌｉｎｉｔｙ ａｎｄ ｓｐａｔｉａｌ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｆｒｏｍ １９９２ ｔｏ ２０１１ ｗｅｒｅ ａｎａｌｙｚｅｄ． Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗｅｄ ｔｈａｔ
ｓａｌｉｎｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ ａｒａｂｌｅ ｌａｎｄ ｉｎ Ｈｕａｎｇｈｕａ Ｃｉｔｙ ａｌｌｅｖｉａｔｅｄ ｆｒｏｍ １９９２ ｔｏ ２０１１． Ｔｈｅ ｓｅｖｅｒｅｌｙ ａｎｄ ｍｏｄｅｒ⁃
ａｔｅｌｙ ｓａｌｉｎｅ⁃ａｌｋａｌｉ ｌａｎｄ ａｒｅａ ｄｅｃｒｅａｓｅｄ ｉｎ ２０１１ ｃｏｍｐａｒｅｄ ｗｉｔｈ １９９２， ｗｈｉｌｅ ｔｈｅ ｎｏｎ ／ ｓｌｉｇｈｔｌｙ ｓａｌｉｎｅ
ｌａｎｄ ａｒｅａ ｉｎｃｒｅａｓｅｄ． Ｔｈｅ ｍｏｄｅｒａｔｅｌｙ ｓａｌｉｎｅ⁃ａｌｋａｌｉ ｌａｎｄ ｉｎ ｓｏｕｔｈｅａｓｔ ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｄ ｔｏ ｎｏｎ ／ ｓｌｉｇｈｔｌｙ
ｓａｌｉｎｅ⁃ａｌｋａｌｉｎｅ， ｗｈｉｌｅ ｔｈｅ ｓｅｖｅｒｅｌｙ ｓａｌｉｎｅ⁃ａｌｋａｌｉ ｌａｎｄ ｉｎ ｗｅｓｔ ｏｆ ｔｈｅ ｃｉｔｙ ｆａｒ ｆｒｏｍ ｔｈｅ ｃｏａｓｔａｌ ｚｏｎｅ
ｂｅｃａｍｅ ｍｏｄｅｒａｔｅｌｙ ｓａｌｉｎｅ⁃ａｌｋａｌｉｎｅ． Ｔｈｅ ｃｅｎｔｅｒ ｏｆ ｇｒａｖｉｔｙ （ＣＧ） ｏｆ ｓｅｖｅｒｅｌｙ ａｎｄ ｎｏｎ ／ ｓｌｉｇｈｔｌｙ ｓａｌｉｎｅ⁃
ａｌｋａｌｉ ｌａｎｄ ｍｏｖｅｄ ｃｌｏｓｅｒ ｔｈｅ ｃｏａｓｔｌｉｎｅ， ｗｈｉｌｅ ｔｈａｔ ｏｆ ｔｈｅ ｍｏｄｅｒａｔｅｌｙ ｓａｌｉｎｅ⁃ａｌｋａｌｉ ｌａｎｄ ｍｏｖｅｄ ｆｒｏｍ
ｓｏｕｔｈｗｅｓｔ ｃｏａｓｔａｌ ｌｉｎｅ ｔｏ ｎｏｒｔｈｗｅｓｔ． Ｆａｃｔｏｒｓ ｉｎｆｌｕｅｎｃｉｎｇ ｃｈａｎｇｅｓ ｉｎ ａｒａｂｌｅ ｌａｎｄ ｗｉｔｈｉｎ ｔｈｅ ｓａｌｉｎｅ⁃
ａｌｋａｌｉ ｅｃｏｓｙｓｔｅｍ ｏｆ Ｈｕａｎｇｈｕａ Ｃｉｔｙ ｗｅｒｅ ｃｌｉｍａｔｅ， ｈｙｄｒｏｌｏｇｙ ａｎｄ ｈｕｍａｎ ａｃｔｉｖｉｔｉｅｓ．
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ： ｓａｌｉｎｅ⁃ａｌｋａｌｉ ｅｃｏｓｙｓｔｅｍ； ｃｕｌｔｉｖａｔｅｄ ｌａｎｄ； ｒｅｍｏｔｅ ｓｅｎｓｉｎｇ ｉｍａｇｅ ｉｎｔｅｒｐｒｅｔａｔｉｏｎ； ｍｏｄｉ⁃
ｆｉｅｄ ｍｅｔｈｏｄ．
∗国土资源部公益性行业科研专项（２０１３１１０６０）资助．
∗∗通讯作者． Ｅ⁃ｍａｉｌ： ｊｔｌｉｕ＠ ｓｊｚｉａｍ．ａｃ．ｃｎ
２０１４⁃０６⁃０３收稿，２０１５⁃０１⁃０４接受．
应 用 生 态 学 报　 ２０１５年 ４月　 第 ２６卷　 第 ４期　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　
Ｃｈｉｎｅｓｅ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ａｐｐｌｉｅｄ Ｅｃｏｌｏｇｙ， Ａｐｒ． ２０１５， ２６（４）： １０１６－１０２２
　 　 ２０００ 年，全球各种盐渍土总面积约 ８．３１×１０８
ｈｍ２ ［１］，且仍以 ２×１０６ ｈｍ２·ａ－１的速度在增加［２］ ．我
国盐渍土总面积约为 ３．６×１０７ ｈｍ２，占全国可利用土
地面积的 ４． ９％，耕地中盐渍化面积达 ９． ２１ × １０６
ｈｍ２，占全国耕地面积的 ６．６％［３－４］ ．我国大陆海岸线
长达 １８０００ ｋｍ，是一个滨海土地资源丰富的国家，
实时、动态、准确地监测滨海盐碱耕地变化，可为土
地资源管理和农业可持续发展提供参考依据．
目前，利用遥感影像解译提取盐渍化土壤信息
已经得到了较广泛的应用，但在遥感解译过程中因
植物光学特征类似而易发生误判等突出问题．为此，
本文以河北省滨海黄骅市为例，通过大量野外实地
调查对比反演，建立了改进的、适于滨海盐碱地的分
级分类解译标志系统，并采用了遥感影像解译的监
督分类方法，提取了黄骅市盐碱生态系统耕地信息．
在此基础上，科学地对滨海盐碱生态系统耕地面积、
空间分布及盐渍化程度及其驱动力进行了分析，以
期为盐碱地生态系统的耕地资源管理提供依据．
１　 研究地区与研究方法
１􀆰 １　 研究区概况
黄 骅 市 （ ３８° ０９′—３８° ３９′ Ｎ， １１７° ０５′—
１１７°４９′ Ｅ）隶属中国河北省沧州市，濒临渤海西岸，
总面积 ２．２５×１０５ ｈｍ２，拥有 ５５ ｋｍ长的海岸线，境内
为滨海冲积海积平原，境内海滩属淤积型泥质海岸，
地势低洼平坦，自西南向东北缓缓倾斜，海拔 １ ～ ７．５
ｍ，地面坡度较缓，一般为 １ ／ ８０００ ～ １ ／ １５０００．该区土
地盐碱化程度高，土壤类型主要有粘质潮土、壤质潮
土、砂壤质潮土、氯化物盐化潮土、滨海盐土和盐化
沼泽土 ６种类型，潮土类分布面积最大，为 ８．８８×１０４
ｈｍ２，是黄骅市农业用地的主要土壤类型．黄骅市属
暖温带半湿润季风气候，因濒临渤海而略具海洋性
气候特征，受季风影响显著，年均风速 ４．２ ｍ·ｓ－１，
年均日照时数 ２７５５ ｈ，年均无霜期 １９４ ｄ，年均气温
１２．１ ℃，年均降水量 ６２７ ｍｍ，夏季降水约占 ７５％，易
出现“春旱夏涝”现象．大部分地区的浅层地下水为
咸水（极少部分地区存有少量淡水），矿化度大于 ３
ｇ·Ｌ－１，埋深浅；深层地下水为淡水，矿化度约为 １．５
ｇ·Ｌ－１，埋深在 ３２０ ～ ６００ ｍ．研究区淡水资源严重缺
乏，矿化度高，分布不均．境内的植被除农作物外，尚
存部分草洼，生长着黄须、马绊、羊角、虎尾草、狼尾
草、蒿子、碱蓬、芦苇等耐盐性草本植物．
１􀆰 ２　 数据来源
本研究主要数据为 １９９２ 年 ５ 月 ２７ 日和 ２０１１
年 ６月 １日的 ＬＡＮＤＳＡＴ ＴＭ影像（空间分辨率为 ３０
ｍ）、行政区划图，２０１１ 年 ５ 月 ２５—３０ 日，对研究区
土地利用现状进行实地调查，共获得调查样点 １４４
个，成为制定土地利用分类系统和影像解译标志的
基本依据．遥感影像预处理在 ＥＲＤＡＳ ＩＭＡＧＩＮＥ ９．２
软件平台支持下完成．对照遥感影像，采用差分 ＧＰＳ
实地采集控制点并结合地形图进行几何精校正，允
许误差在 ０．５ 个像元以内．校正后的影像采用 ＵＴＭ
投影、ＷＧＳ８４椭球体，坐标系为 ＷＧＳ８４．
１􀆰 ３　 遥感解译盐碱生态系统耕地变化方法的改进
１􀆰 ３􀆰 １基于土地利用分类的耕地盐渍化程度分级　
依据我国现行 《土地利用现状分类标准》 （ ＧＢ ／ Ｔ
２００１—２００７） ［５］，并结合土地利用和地表覆盖特征
实地调查结果，制定研究区土地利用分类系统．将黄
骅市土地利用分为 ６种类型：水域、沼泽、居民用地、
盐田、养殖水面、耕地（重度盐碱地、中度盐碱地、非
或轻度盐碱地）．基于光谱特征，盐碱地不可能按照
国家土地利用分类系统划分为轻度盐碱地、中度盐
碱地和重度盐碱地，这是因为土地利用分类系统对
盐碱地的划分主要是土壤含盐量，而土壤含盐量相
同的情况下，地表景观可能不同，不同的地表景观表
现在遥感影像上的光谱特征不同［６］ ．本文基于研究
区域 ５月底、６月初这个特定时期（土壤盐分含量最
高，能够体现土壤盐渍化程度，并且植被光谱特征明
显易于分辨）的耕地上特有的植被光谱特征，对盐
渍化耕地进一步分级，分为非或轻度盐碱地、中度盐
碱地及重度盐碱地 ３ 个等级，该分类方法使盐渍化
耕地信息解译更精确．
１􀆰 ３􀆰 ２基于盐碱生态系统标识植被的解译标志建立
　 遥感具有宏观、综合、动态、快速的特点，为大面积
实时、动态监测盐渍化耕地提供了可能．我国盐渍土
分布广泛、类型众多，因此，盐渍土等级及解译标志
不同，如张树文等［７］定义了适宜于我国东北地区的
盐碱地分级，并基于专家知识建立了相应的解译标
志，Ｄｗｉｖｅｄｉ等［８］根据遥感影像的色调、颜色、纹理、
性状结合实地土壤样品实验室分析数据定义了适宜
于研究区域的解译标志和盐碱地类型．为了研究滨
海地区盐渍化耕地的时空变化，必须建立适合当地
的盐渍土等级分类及相应的解译标志．
通过大量野外实地调查对比反演，将研究区盐
碱土耕地划分为重度盐碱地、中度盐碱地和非或轻
度盐碱地３个等级，建立了适于滨海盐碱的基于
７１０１４期　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 高　 会等： 基于改进遥感解译方法的盐碱耕地变化特征　 　 　 　 　 　
表 １　 黄骅市盐碱化分级及 ＴＭ（标准假彩色合成）解译
标志
Ｔａｂｌｅ １　 Ｇｒａｄｅｓ ｏｆ ｓａｌｉｎｅ⁃ａｌｋａｌｉ ｌａｎｄ ｏｆ Ｈｕａｎｇｈｕａ ａｎｄ ｉｎ⁃
ｔｅｒｐｒｅｔｉｎｇ ｓｙｍｂｏｌ ｏｆ ＴＭ （ｓｔａｎｄａｒｄ ｆａｌｓｅ ｃｏｌｏｒ ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ）
盐碱地分级
Ｇｒａｄｅ ｏｆ ｓａｌｉｎｅ⁃
ａｌｋａｌｉ ｌａｎｄ
植被特征
Ｖｅｇｅｔａｔｉｏｎ
ｆｅａｔｕｒｅ
影像特征
Ｉｍａｇｅ
ｆｅａｔｕｒｅ
重度盐碱地
Ｓｅｖｅｒｅｌｙ ｓａｌｉｎｅ⁃ａｌｋａｌｉ
ｌａｎｄ
碱蓬、芦苇等耐盐性草
本植物
褐色， 褐色 面 积 比 例
９０％以上，有零星红色和
亮白色
中度盐碱地
Ｍｏｄｅｒａｔｅｌｙ ｓａｌｉｎｅ⁃ａｌｋａｌｉ
ｌａｎｄ
农作物 （春玉米、棉
花）缺苗 ２～３成
灰色中有红色和零星的
亮白色，灰色面积比例
５０％左右，红色面积比例
３５％～４５％
非或轻度盐碱地
Ｎｏｎ ｏｒ ｓｌｉｇｈｔｌｙ ｓａｌｉｎｅ⁃
ａｌｋａｌｉ ｌａｎｄ
农作物（冬小麦）基本
全苗
红色， 红色 面 积 比 例
９０％以上，有零星青色和
白色
“盐碱地等级⁃地物标识植被特征⁃影像特征”关系的
分级分类解译标志系统（表 １）．５ 月底、６ 月初，研究
区重度盐碱地上基本为耐盐性草本植物，在标准假
彩色合成的 ＴＭ 影像上呈现特有的褐色；中度盐碱
地上主要是春玉米、棉花等耐盐性农作物，在标准假
彩色合成的 ＴＭ影像上以灰色为主，夹杂有红色；非
或轻度盐碱地上以冬小麦为主，在标准假彩色合成
的 ＴＭ影像上主要呈现红色．
１􀆰 ３􀆰 ３基于监督分类法的盐碱生态系统信息提取方
法　 迄今为止，遥感图像目视判读是土壤盐碱化定
量研究和动态分析的主要手段［９－１０］ ．如 Ｄｗｉｖｅｄｉ等［８］
利用合成的假彩色遥感影像，通过系统的目视解译
获得研究区域的盐碱地分布，廖杰等［１１］利用人机交
互的目视判读解译遥感影像，对研究区近 ３０年来的
盐碱地现状与动态变化进行统计与分析，该类方法
受主观因素影响较大，不仅降低了解译的准确性，而
且费时费力．监督分类首先通过野外调查和计算机
预判读，建立盐碱土与影像特征之间的对应关系，然
后选择训练样本进行统计分析，用适当的算法对遥
感数据分类，不仅排除主观因素的影响，提高了解译
的准确性，而且节约人力与时间．
本研究依据已建立的解译标志，采用监督分类
方法对研究区盐碱地进行遥感解译，其土地利用分
类解译精确度在 ９０％左右 （表 ２）， 得到 １９９２ 及
２０１１年盐渍化耕地空间分布图．在此基础上，利用分
类后比较法［１２－１３］，应用地理信息系统软件对两期盐
碱地现状专题图进行叠置空间分析，生成 １９９２—
２０１１年黄骅市各地类转化矩阵及盐渍化耕地空间
分布变化图．将盐渍化耕地空间分布的栅格现状图
转化为矢量现状图，计算盐渍化耕地的重心，分析盐
渍化耕地的空间变化．
表 ２　 １９９２、２０１１年黄骅市土地利用分类
Ｔａｂｌｅ ２　 Ｌａｎｄ ｕｓｅ ｃｌａｓｓｉｆｉｃａｔｉｏｎｓ ｏｆ Ｈｕａｎｇｈｕａ ｉｎ １９９２ ａｎｄ
２０１１ （％）
分类
Ｃｌａｓｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ
１９９２年分类精度
Ｃｌａｓｓｉｆｉｃａｔｉｏｎｓ
ａｃｃｕｒａｃｙ ｉｎ １９９２
２０１１年分类精度
Ｃｌａｓｓｉｆｉｃａｔｉｏｎｓ
ａｃｃｕｒａｃｙ ｉｎ ２０１１
重度盐碱地
Ｓｅｖｅｒｅｌｙ ｓａｌｉｎｅ⁃ａｌｋａｌｉ ｌａｎｄ
９７．５ ９６．０
中度盐碱地
Ｍｏｄｅｒａｔｅｌｙ ｓａｌｉｎｅ⁃ａｌｋａｌｉ ｌａｎｄ
９９．１ ９１．５
非或轻度盐碱地
Ｎｏｎ ｏｒ ｓｌｉｇｈｔｌｙ ｓａｌｉｎｅ⁃ａｌｋａｌｉ ｌａｎｄ
９２．３ ９１．１
居民用地
Ｒｅｓｉｄｅｎｔｉａｌ ｌａｎｄ
９１．９ ９１．２
沼泽
Ｍａｒｓｈ
８７．８ ８８．６
养殖水面
Ａｑｕａｃｕｌｔｕｒｅ
９７．２ ９６．０
盐场
Ｓａｌｔ ｐｏｔ
８９．４ ９５．５
水域
Ｗａｔｅｒ
９３．４ ９３．９
２　 结果与分析
２􀆰 １　 盐碱耕地时空变化特征
２􀆰 １􀆰 １盐渍化耕地面积变化特征 　 由图 １ 可以看
出，１９９２—２０１１ 年，黄骅市耕地（重度盐碱地、中度
盐碱地、非或轻度盐碱地）从 １３９５８８．８ ｈｍ２减少到
１３４４７７．５ ｈｍ２，减幅达 ３．７％；１９９２ 年，重度盐碱地、
中度盐碱地和非或轻度盐碱地的面积比例分别为
２２．５％、 ２７． ２％和 ５０． ３％， ２０１１ 年分别为 １５． １％、
２３􀆰 ０％和 ６１． ９％．研究期间，重度盐碱地面积由
３１４２５．８ ｈｍ２减少到 ２０３７３．２ ｈｍ２，减幅达 ３５．２％；中
度盐碱地面积由 ３７９８４．８ ｈｍ２减少到 ３０８８８．２ ｈｍ２，
减幅达 １８􀆰 ７％；非或轻度盐碱地面积由 ７０１７８．１ ｈｍ２
增加到 ８３２１６．１ ｈｍ２，增幅达 １８．６％．说明研究区耕地
盐渍化程度有减轻的趋势．
２􀆰 １􀆰 ２盐渍化耕地等级转换特征 　 １９９２—２０１１ 年
间，因盐渍化程度及土地利用的改变引起研究区耕
地总面积及不同盐渍化等级的耕地面积发生了变
化．由于耕地与非耕地之间的转化，使耕地面积减少
了 ５３００．８８ ｈｍ２，耕地与非耕地面积之间的转化主要
体现在居民用地的变化，其中，增加和减少的耕地主
要以非或轻度盐渍化耕地为主，其次是重度盐碱地，
最少变动的是中度盐渍化耕地．盐渍化耕地等级之
间的转化，以黄骅市南部的中度盐渍化耕地转化为
非或轻度盐渍化耕地为主，其次是远离东部海岸线
的重度盐渍化耕地转化为中度盐渍化耕地，而重度
到非或轻度盐渍化耕地的改良面积所占比重较少
（图２） ．中度盐渍化耕地的改良面积约是重度盐渍
８１０１ 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 应　 用　 生　 态　 学　 报　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 ２６卷
图 １　 １９９２和 ２０１１年黄骅市土地利用分布
Ｆｉｇ．１　 Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｏｆ ｌａｎｄ ｕｓｅ ｏｆ Ｈｕａｎｇｈｕａ Ｃｉｔｙ ｉｎ １９９２ ａｎｄ ２０１１．
化耕地改良面积的 ５ 倍，表明耕地的盐渍化程度具
有减轻趋势．
２􀆰 １􀆰 ３盐渍化耕地空间变化特征 　 利用重度、中度
及非或轻度盐渍化耕地的重心来反映耕地的空间变
化是一种非常科学的方法［１４］ ．重心的计算方法是：
盐渍化的每个耕地斑块的重心点坐标乘以该斑块的
面积，再将乘积累加后除以该类盐渍化土地面积之
和．１９９２—２０１１年，由于研究区海岸线区域重度盐碱
地较难治理，对于该区域的盐碱地治理多集中于中
度盐渍化耕地，另外，远离海岸的重度盐渍化耕地转
化为中度盐碱地及非或轻度盐碱地，因此，重度盐渍
化耕地重心由 １９９２ 年的 １１７°２３′ Ｎ、３８°２９′ Ｅ 转移
至 ２０１１年的 １１７°２５′ Ｎ、３８°２８′ Ｅ，即重度盐渍化耕
地的重心更加靠近东部海岸．由于西北地区排水系
图 ２　 黄骅市盐渍化耕地的空间变化
Ｆｉｇ．２　 Ｓｐａｔｉａｌ ｃｈａｎｇｅ ｏｆ ｓａｌｉｎｅ⁃ａｌｋａｌｉ ｃｕｌｔｉｖａｔｅｄ ｌａｎｄ ｏｆ Ｈｕａｎｇ⁃
ｈｕａ Ｃｉｔｙ．
Ａ： 其他 Ｏｔｈｅｒｓ； Ｂ： 未变化的中度盐碱地 Ｍｏｄｅｒａｔｅｌｙ ｕｎｃｈａｎｇｅｄ； Ｃ：
中度⁃非或轻度 Ｍｏｄｅｒａｔｅｌｙ－ｎｏｎ ｏｒ ｓｌｉｇｈｔｌｙ； Ｄ： 中度⁃重度 Ｍｏｄｅｒａｔｅｌｙ－
ｓｅｖｅｒｅｌｙ； Ｅ： 未变化的非或轻度盐碱地 Ｎｏｎ ｏｒ ｓｌｉｇｈｔｌｙ ｕｎｃｈａｎｇｅｄ； Ｆ：
非或轻度⁃中度 Ｎｏｎ ｏｒ ｓｌｉｇｈｔｌｙ－ｍｏｄｅｒａｔｅｌｙ； Ｇ： 非或轻度⁃重度 Ｎｏｎ ｏｒ
ｓｌｉｇｈｔｌｙ－ｓｅｖｅｒｅｌｙ； Ｈ： 未变化的重度盐碱地 Ｓｅｖｅｒｅｌｙ ｕｎｃｈａｎｇｅｄ； Ｉ： 重
度⁃中度 Ｓｅｖｅｒｅｌｙ － ｍｏｄｅｒａｔｅｌｙ； Ｊ： 重度⁃非或轻度 Ｓｅｖｅｒｅｌｙ － ｎｏｎ ｏｒ
ｓｌｉｇｈｔｌｙ．
统被破坏，使西北地区耕地的盐渍化程度加重，大部
分耕地由非或轻度转化为中度，使中度盐渍化耕地
的重心由东南海岸线向西北方向转移，即中度盐渍
化耕地的重心由 １９９２ 年的 １１７°２５′ Ｎ、３８°１６′ Ｅ 转
移至 ２０１１年的 １１７°１１′ Ｎ、３８°２９′ Ｅ．由于近海岸区
域中度盐渍化耕地的盐渍化程度减轻，转化为非或
轻度盐渍化耕地，因此非或轻度盐渍化耕地的重心
向海岸转移，由 １９９２年的 １１７°１５′ Ｎ、３８°２３′ Ｅ 转移
至 ２０１１年的 １１７°１９′ Ｎ、３８°１９′ Ｅ（图 ３）．研究区不
同程度盐渍化耕地的空间分布都发生了一定程度的
变化，以中度盐渍化耕地的空间分布变化最显著．
２􀆰 ２　 耕地变化驱动因素
２􀆰 ２􀆰 １ 气候因素　 在季风气候影响下研究区年内降
图 ３　 黄骅市盐渍化耕地的重心变化
Ｆｉｇ．３ 　 Ｃｈａｎｇｅ ｏｆ ｃｅｎｔｅｒｓ ｏｆ ｇｒａｖｉｔｙ ｏｆ ｓａｌｉｎｅ⁃ａｌｋａｌｉ ｃｕｌｔｉｖａｔｅｄ
ｌａｎｄ ｏｆ Ｈｕａｎｇｈｕａ Ｃｉｔｙ．
Ａ１： １９９２年非或轻度盐渍化耕地的重心 Ｃｅｎｔｅｒｓ ｏｆ ｇｒａｖｉｔｙ ｏｆ ｎｏｎ ｏｒ
ｓｌｉｇｈｔｌｙ ｓａｌｉｎｅ⁃ａｌｋａｌｉ ｃｕｌｔｉｖａｔｅｄ ｌａｎｄ ｉｎ １９９２； Ａ２： １９９２年中度盐渍化耕
地的重心 Ｃｅｎｔｅｒｓ ｏｆ ｇｒａｖｉｔｙ ｏｆ ｍｏｄｅｒａｔｅｌｙ ｓａｌｉｎｅ⁃ａｌｋａｌｉ ｃｕｌｔｉｖａｔｅｄ ｌａｎｄ ｉｎ
１９９２； Ａ３： １９９２年重度盐渍化耕地的重心 Ｃｅｎｔｅｒｓ ｏｆ ｇｒａｖｉｔｙ ｏｆ ｓｅｖｅｒｅｌｙ
ｓａｌｉｎｅ⁃ａｌｋａｌｉ ｃｕｌｔｉｖａｔｅｄ ｌａｎｄ ｉｎ １９９２； Ｂ１： ２０１１年非或轻度盐渍化耕地
的重心 Ｃｅｎｔｅｒｓ ｏｆ ｇｒａｖｉｔｙ ｏｆ ｎｏｎ ｏｒ ｓｌｉｇｈｔｌｙ ｓａｌｉｎｅ⁃ａｌｋａｌｉ ｃｕｌｔｉｖａｔｅｄ ｌａｎｄ ｉｎ
１９９２； Ｂ２： ２０１１年中度盐渍化耕地的重心 Ｃｅｎｔｅｒｓ ｏｆ ｇｒａｖｉｔｙ ｏｆ ｍｏｄｅｒ⁃
ａｔｅｌｙ ｓａｌｉｎｅ⁃ａｌｋａｌｉ ｃｕｌｔｉｖａｔｅｄ ｌａｎｄ ｉｎ ２０１１； Ｂ３： ２０１１年重度盐渍化耕地
的重心 Ｃｅｎｔｅｒｓ ｏｆ ｇｒａｖｉｔｙ ｏｆ ｓｅｖｅｒｅｌｙ ｓａｌｉｎｅ⁃ａｌｋａｌｉ ｃｕｌｔｉｖａｔｅｄ ｌａｎｄ ｉｎ ２０１１．
９１０１４期　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 高　 会等： 基于改进遥感解译方法的盐碱耕地变化特征　 　 　 　 　 　
水集中在夏季 （６—８月），其余时间为旱季，表现为
春旱夏涝、秋冬又旱、早涝交替、春秋干旱土壤积盐、
夏季多雨土壤脱盐［１５］ ．黄骅市土壤积盐和脱盐过程
具有明显的季节性特点，春季由于温度升高，蒸发量
急剧增加，约是降水量的 ７ 倍，为强烈的蒸发⁃积盐
阶段；夏季土壤蒸发量也比较大，但是由于期间的降
水量约等于蒸发量，经过雨水的淋洗，土壤处于脱盐
阶段；秋季降水量较少，但温度较低，蒸发量减少，约
是降水量的 ３倍，土壤处于缓慢的积盐阶段；冬季降
水量极少，蒸发量也最少，虽然蒸发量是降水量的 ７
倍，但是土壤水分主要以气态形式向上层转移凝结，
盐分运动基本停止．
２􀆰 ２􀆰 ２水文因素 　 水文及水文地质条件，特别是地
下水埋深和水化学特性与盐碱地的形成和分布有密
切联系，地下水埋深是决定土壤是否盐碱化的一个
重要条件，而地下水矿化度与土壤盐碱化有重要关
系，地下水通过土壤毛细管上升至地表，水分蒸发后
将盐分留于表面，造成土壤盐渍化，地下水矿化度愈
大，地下水向土壤中补给的盐分就愈多．研究区域的
地下水埋深在 ０．５ ～ ４ ｍ，地下水矿化度大部分区域
大于 ５ ｇ·Ｌ－１，地下水埋深及矿化度使地下水中的
水盐不断补充土壤水盐．旱季应调控地下水埋深在
临界深度，尽量减少潜水蒸发，防止土壤返盐，使耕
地盐渍化加重；雨季前地下水埋深的调控要尽量增
大降雨入渗对地下水的补给，起到淡化地下水的作
用，雨季是土壤脱盐阶段，要求降雨后的一定时间内
把地面积水排出，起到降雨淋盐的作用．合理调控地
下水埋深、充分利用降雨，能够降低耕地的盐渍化
程度．
２􀆰 ２􀆰 ３人为因素　 人为活动的干扰加剧了盐碱地变
化．研究区盐碱地的宏观分布是由该区域气候和水
文条件造成的，而研究期间研究区盐碱地的变化原
因主要是人类活动．研究区的耕地主要为雨养，因此
不存在灌溉对耕地盐渍化程度的影响，人类活动主
要从以下两方面影响耕地的盐渍化程度．
１）排水系统．为了改善盐碱地，该地区 １９６０ 年
以来就已经开始建立排水系统，但是，随着时间的推
移，有些地区排水沟淤积，阻塞严重，排水沟深度不
够，排水出路不顺，排水沟水流不畅，甚至部分地区
为了增加耕地面积，填平了部分排水沟，致使排水系
统对于盐渍化耕地的改善作用在不断减弱，以至于
部分地区盐碱地不仅得不到改善甚至加重，如黄骅
市的西北部分．也有些地区不仅对排水沟进行清淤，
而且不断完善排水系统，致使该地区盐渍化程度不
断减弱，如黄骅市的东南部分．
２）土地利用变化．１９９２ 年，黄骅港开发区建立，
在黄骅港增加了大量的建筑及工业用地，改变了黄
骅市的土地利用变化，致使耕地分布也发生了变化．
自 ２００７年成立渤海新区以来，黄骅市城区建设不断
加大，建设城区的同时，增加了城市基础设施建设，
占用了大量耕地，致使黄骅市耕地面积减少，盐渍化
耕地的空间分布也发生变化．另外，根据黄骅市的经
济发展需求，部分商业用地也发生了变化，如水产养
殖占地面积减少、盐田面积增加，也致使盐渍化耕地
的面积及空间发生了变化．
３　 讨　 　 论
应用基于盐碱地等级⁃地物标识植被特征⁃影像
特征关系的分级分类解译标志系统，解译得到黄骅
市 １９９２年及 ２０１１ 年盐渍化耕地分布现状图，并计
算得到盐渍化耕地面积，该结果与岳耀杰等［１６］分析
的黄骅市盐渍化耕地面积有较好的一致性，说明该
解译标志及分级分类适合于滨海盐碱生态系统耕地
的时空变化研究，并且对于各等级盐渍化耕地解译
的精确度较高，为以后实时、快速监测滨海盐渍化耕
地提供了科学方法．传统上人们利用测量土壤样品
的盐分，对盐渍化耕地进行等级判别，利用地统计学
方法分析盐渍化耕地的空间分布特征［１７］，相较于传
统的盐渍化耕地监测方法［１８－１９］，本研究方法具有能
够大面积实时、动态、准确监测的特点．
１９９２—２０１１年，黄骅市耕地的盐渍化程度呈减
轻趋势，这与前人研究结果相符［２０］ ．在整个研究区
域，人们利用工程措施主要改善了中度盐渍化耕地，
而远离海岸线的重度盐碱地在人为的工程措施及自
然的浅层地下水埋深下降双重作用下得到了改善．
根据区域特点，人们在不同区域选择性地治理不同
等级的盐渍化耕地，使盐渍化耕地等级之间的转化
具有区域性，进而改变了各等级盐碱地的重心．
土壤条件和灌溉水水质是盐碱土形成的基础，
干旱的气候条件是灌区积盐的动力，而地形条件及
地下水水位影响是土壤盐碱化的发展因子，人为活
动则不同程度地加剧了灌区盐碱化影响［２１－２３］ ．本文
对于盐渍化耕地变化驱动因素的研究还不够深入，
在今后的工作中应该加强驱动因素数据的收集和进
一步分析．研究区盐渍化耕地的改善主要取决于工
程措施即排水系统的建立，工程措施在特定的自然
因素下对于盐碱地治理的贡献率是多少尚需深入研
究．另外，自然因素中的气候条件和水文因素对于盐
０２０１ 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 应　 用　 生　 态　 学　 报　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 ２６卷
渍化耕地变化的影响主要体现在浅层地下水埋深的
变化上，当地下水埋深大于积盐、返盐的临近深度
时，则积盐、返盐的过程就被迫减缓、 甚至停
止［２４－２９］，为了更准确地说明盐渍化耕地变化的原
因，应该进一步分析地下水埋深变化与盐渍化耕地
变化的定量关系，在此基础上，对盐渍化耕地变化驱
动因素进行定量研究．
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２００６， ８３： １－１２
［２７］　 Ｙａｎｇ Ｆ， Ｚｈａｎｇ ＧＸ， Ｙｉｎ ＸＲ， ｅｔ ａｌ． Ｓｔｕｄｙ ｏｎ ｃａｐｉｌｌａｒｙ
ｒｉｓｅ ｆｒｏｍ ｓｈａｌｌｏｗ ｇｒｏｕｎｄｗａｔｅｒ ａｎｄ ｃｒｉｔｉｃａｌ ｗａｔｅｒ ｔａｂｌｅ
ｄｅｐｔｈ ｏｆ ａ ｓａｌｉｎｅ⁃ｓｏｄｉｃ ｓｏｉｌ ｉｎ ｗｅｓｔｅｒｎ Ｓｏｎｇｎｅｉ Ｐｌａｉｎ ｏｆ
Ｃｈｉｎａ． Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ Ｅａｒｔｈ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ， ２０１１， ６４： ２１１９－
２１２６
［２８］　 Ｗａｎｇ Ｎ⁃Ｎ （王娜娜）， Ｑｉ Ｗ （齐　 伟）， Ｗａｎｇ Ｄ （王
丹）， ｅｔ ａｌ． Ｓｐａｔｉａｌ ｖａｒｉａｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ｓｏｉｌ ｎｕｔｒｉｅｎｔｓ ａｎｄ ｓａｌｉｎｉ⁃
ｔｙ ｉｎ ｃｏａｓｔａｌ ｓａｌｉｎｅ⁃ａｌｋａｌｉ ｌａｎｄ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｂｅｌｔ ｔｒａｎｓｅｃｔ
ｍｅｔｈｏｄ． Ｃｈｉｎｅｓｅ Ｊｏｕｍａｌ ｏｆ Ａｐｐｌｉｅｄ Ｅｃｏｌｏｇｙ （应用生态
学报）， ２０１２， ２３（６）： １５２７－１５３２ （ｉｎ Ｃｈｉｎｅｓｅ）
［２９］　 Ｆａｎｇ Ｈ⁃Ｊ （方华军）， Ｙａｎｇ Ｘ⁃Ｍ （杨学明）， Ｚｈａｎｇ Ｘ⁃
Ｐ （张晓平）． Ｇｒｅｙ ｉｎｃｉｄｅｎｃｅ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ｓａｌｉｎｅ⁃ａｌｋａｌｉ ｉｎ
Ｓｏｎｇｎｅｎ Ｐｌａｉｎ ｄｕｅ ｔｏ ｓｔｒｅｓｓ ｏｆ ｈｕｍａｎ ａｃｔｉｖｉｔｉｅｓ． Ｊｏｕｒｎａｌ
ｏｆ Ａｒｉｄ Ｌａｎｄ Ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ ａｎｄ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ （干旱区资源
与环境）， ２００３， １７（３）： ２７－２９ （ｉｎ Ｃｈｉｎｅｓｅ）
作者简介　 高　 会，女，１９８９ 年生，硕士研究生．主要从事盐
碱地生态系统研究． Ｅ⁃ｍａｉｌ： ｃａｎｋｕｂｉｎｇｌｅｎｇ１２３＠ １６３．ｃｏｍ
责任编辑　 杨　 弘
２２０１ 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 应　 用　 生　 态　 学　 报　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 ２６卷