東北地理所在地下水變化對半干旱農業平原土壤鹽漬化的影響和關鍵控制機制方面取得新進展
半干旱區土壤鹽漬化主要受地下水補給–蒸發耦合過程控制。地下水淺埋或波動增強會通過毛細上升將鹽分持續輸送至表層，導致耕地減產與生態退化，亟需深入探究地下水變化對鹽漬化演變的影響和驅動機制。
東北地理所濕地生態工程學科組和微波遙感學科組研究人員以吉林西部典型半干旱農業平原為研究區，綜合利用GRACE/GRACE-FO數據與多源遙感數據、GLDAS水文模型數據以及地面地下水和土壤觀測數據，系統刻畫了地下水儲量和動態的時空變化格局，并結合高精度空間統計模型與地理加權回歸分析，從區域尺度和剖面尺度定量解析地下水動態、地形條件、植被覆蓋及氣候因子等因素對土壤鹽漬化空間分異的多尺度驅動機制。
研究發現，2002-2014年吉林西部地區地下水儲量呈周期性波動，2015-2021年轉為持續下降。中度鹽漬化土壤面積在全區占主導，并與地下水儲量變化存在顯著正相關關系（P<0.01）。在地下水儲量逐漸下降與一系列鹽堿地改良和土地整治政策共同作用下，該區域土壤鹽漬化面積及整體鹽漬化程度呈現緩解態勢。將治理重點優先布局于受地下水條件影響相對較弱的鹽漬化土地，有助于提升治理效率并降低工程成本。20-40cm土層表現為關鍵水文地球化學界面，地下水排泄區更易發生鹽分富集，其土壤鹽分含量較補給區高出5倍以上。植被通過根系吸水作用與土壤結構固化調節鹽分，并與氣候指標共同驅動鹽分通量的季節性變化。
圖1 多源遙感數據分析流程圖
圖2 2002年至2021年吉林西部地區地下水儲量異常時空變化 （a）2002-2021年吉林西部地區地下水儲量異常（GWSA）的空間趨勢；（b）空間趨勢的顯著性；（c）空間趨勢頻率直方圖；（d）GWSA的時間趨勢；（e）GWSA、陸地水儲量異常（TWSA）、土壤水異常（SMA）和雪水當量異常（SWEA）的時間序列變化。
圖3 各層土壤鹽分與地下水參數相關系數圖 *p<0.05；**p<0.01；***p<0.001
本研究從地下水儲量變化與地下水鹽動態雙重視角，系統揭示了半干旱農業平原土壤鹽漬化的形成機制與主控因子，為鹽漬化敏感區的分區防控、土地與水資源協同管理及生態安全提升提供了重要的科學依據和技術支撐。
研究成果近期發表在農林科學領域一區Top期刊《Geoderma》和環境科學與生態學領域一區Top期刊《Ecological Indicators》。由中國科學院東北地理與農業生態研究所崔庚助理研究員（第一作者和通訊作者）、佟守正研究員、李曉潔項目研究員（通訊作者）、長春師范大學劉言副教授（第一作者）和吉林省地質環境監測總站張文強副站長等共同完成。該研究由國家自然科學基金國際合作與交流項目（41920104008）、吉林省自然科學基金（20230101074JC）和中國科學院戰略性先導科技專項（XDA28110501）等項目共同資助。
論文信息及鏈接如下：
Cui,G.,Liu,Y.,Li,X.*,Wang,S.,Qu,X.,Wang,L.,Tong,S.,Zhang,M.,Li,X.,Zhang,W.,2025. Impacts of groundwater storage variability on soil salinization in a semi-arid agricultural plain. Geoderma,454,117162. https://doi.org/10.1016/j.geoderma.2024.117162
Liu,Y.,Liu,X.,Wang,S.,Cui,G.*,Yan,L. and Tong,S.,2025. Hydro-salinity dynamics in a semi-arid agricultural plain: Implications for sustainable land management. Ecological Indicators,178,114100. https://doi.org/10.1016/j.ecolind.2025.114100
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