盐碱地普遍存在盐碱重,返盐强烈,盐分垂直变化明显等问题,造成土壤产出率低且不稳,农业经济效益不高,成为了影响农业生产的主要限制因素之一。当前有关土壤盐分空间分布特征的研究主要集中在二维水平方向上,对于上下土层之间的相互影响在空间上的表达较少,因此,掌握盐渍化区土壤盐分的空间分布,特别是三维土体盐分的空间分布特征有助于制定更精确的盐渍化治理措施和指导农业生产布局。本研究选取了我国西北盐渍化程度比较严重的宁夏银川平原和新疆焉耆盆地的盐渍土区作为研究对象,将电磁感应仪与田间实际取样相结合分别对宁夏银川平原4个不同套合尺度(农田、农场、通伏乡及平罗县)和新疆盐渍土改良区(面积约70hm2)的土壤盐分进行了监测,综合应用了地质统计学、三维距离反比法(3D-IDW)和GIS技术相结合的方法,分别对宁夏银川平原4个不同尺度和新疆盐渍土改良区土壤盐分的二维和三维空间分布特征进行了研究,揭示了不同区域不同尺度下土壤盐分空间分布格局的主要影响因素,探讨了应用3D-IDW法对土壤盐分进行空间插值时需要注意的问题,并利用Hydrus-1D模型模拟了新疆盐渍土改良区不同灌溉条件下0～80 cm 土体盐分的淋洗情况。全文主要结论如下:宁夏银川平原盐渍土区4个尺度的土壤剖面盐分在水平方向上均属于中等变异强度。同一土层土壤含盐量的标准差、最大和最小值均随尺度缩小而减小,4个研究尺度都存在盐分表聚现象,同一尺度下全盐量随土层加深表现为递减的趋势。农田、农场、乡及平罗县土壤盐分的空间自相关范围依次为80m,800m,1 km和23～29 km,表现出随尺度的扩大变程呈增大的趋势。另外,除平罗县土壤表层盐分的变程要大于下层外,其余尺度的变程都随土层加深而增加。银川平原土壤盐分含量的空间分布具有明显的尺度效应。平罗县土壤盐分表现为西北高东南低,土壤盐分含量高的区域主要集中在沙湖以北和高庄乡以南的区域,其中西大滩盐渍化程度最高。乡尺度土壤盐分从东南向西北递减,并随到黄河距离的增加而减少;农场尺度盐分含量从西南向东北递减。农田尺度土壤盐分含量从西向东递减。平罗县和乡尺度土壤盐分以轻度和中度盐化土为主,局部区域为重度盐化土,农场和农田尺度土壤以轻度盐化土为主,有少部分中度盐化土。平罗县主要受地势、地貌、地下水位、集中分布的灌溉排水渠及土地利用方式的影响,乡尺度受地势、灌溉排水渠的走向、排水沟中水分的侧向补给和地下水矿化度及地下水位的影响,农场尺度则与微地势和灌排渠的分布有关,农田尺度与灌排渠位置、土壤质地类型及地下水位有关。平罗县典型盐渍化区土壤表层盐分变化最剧烈,变异系数远大于下层土壤。土壤盐分在水平方向的空间相关距离为6000m,垂直方向为1.2 m。三维空间分布结果显示:土壤盐分含量西高东低,北高南低,大部分区域土壤含盐量在1～2gkg-1,为轻度盐化土,且三维克里格插值方法精度要远高于二维插值结果。另外,上层土壤盐分含量较高的区域,下层含量也较高,土壤盐分的三维空间分布主要受地形、地貌、灌溉渠走向、采样间距和土质影响。新疆盐渍土改良区土壤盐分含量可分为两个土层:0～140 cm 土层盐分平均含量较高,范围为1.84～2.11gkg-1;而140～200cm 土层平均含盐量较低,为1.75gkg-1左右。所有土层盐分含量的平均值、标准差和变异系数等均随土层加深而呈现递减的趋势,0～40 cm 土层有盐分累积的现象。土壤盐分的空间自相关距离随土层加深而增大,并具有强烈的空间相关性。研究区大部分区域土壤盐分含量小于2.5 g kg-1。靠近北部和南部边界区属于非盐渍化区,而大于4 gkg-1盐渍土主要分布在中间和南部局部区域。研究区80%土壤为非盐化土和轻质盐渍化土,20%为中度和重度盐化土。影响该区盐渍土分布的主要因素有灌溉、局部地形、粘土层位置、地下水埋深和矿化度等。采用3D-IDW方法对新疆研究区的土壤盐分进行了空间插值,探讨了垂向坐标扩大倍数和搜索点数对插值结果精度的影响。结果表明,土壤盐分的实测值和估计值的均方根误差随垂向坐标扩大倍数的增大而减小,随搜索点数的增加而增大,其值在0.1-0.4范围内变化。当垂向坐标扩大300倍和搜索点数为6个时插值效果较优。随后采用该参数对研究区的土壤盐分进行了三维空间插值,结果表明土壤盐分的空间分布格局与二维插值结果基本一致,但精度更高。因此,当不同方向的取样间距相差很大时,选取合适的扩大倍数和搜索点数对保障3D-IDW法的插值结果精度至关重要。HYDRUS-1D模型模拟结果表明:研究区连续5天每天灌水60 mm可排出0～80 cm 土体60～80%以上的盐分,小额灌溉时增加灌水量能显著降低土壤盐分,过量灌溉对盐分淋洗效果不显著。淋盐平均需水量为164 mm。灌前0～80 cm 土体平均盐分含量和淋盐需水量都具有较强的空间相关性,灌后土体平均盐分含量空间相关性变小。研究区东北、西北和东南三个角盐分较低,中轴线上有三个局部区域含盐量较高,大部分区域盐分含量为1.5～2.5g kg-1。灌后土体盐分都小于1 gkg-1,91%的研究区淋盐需水量小于等于250mm,需水量大于250mm的区域对应盐分含量较高的粘性土区。若按需灌溉,研究区需漫灌180 mm,比传统的冬灌300 mm节水40%。灌前0～80 cm 土体将近99%的研究区0～80 cm 土体储盐量在10-45 kg m-2之间,灌后0～80 cm 土体储盐量小于15 kg m-2,研究区灌前0～80 cm 土体总储盐量17647 t,灌后剩余盐分8560 t,0～80 cm土体脱盐率为51%,达到了脱盐的目的。