Estimating soil salinity stock in cropland by remote sensing to save agricultural desalination irrigation quotas
Shuaishuai Shi · Jianglong Chen · Jiawen Wang 等 5 人
融合多源遥感与环境协变量估算棉田土壤盐分储量，据此制定脱盐灌溉配额以节水。
Sentinel-1/2遥感、环境协变量、递归特征消除与Geodetector筛
总盐分储量6.16–6.27 Tg，按估算配额灌溉可比经验灌溉节水11.34–13.61%。
可将该盐分储量遥感估算框架迁移至其他干旱灌区，并结合实时灌溉调度与盐分动态监测优化配额。
基于多源遥感与随机森林量化棉田土壤盐分储量并优化脱盐灌溉配额，方法新颖、数据扎实，对干旱区节水灌溉有直接参考价值。
干旱地区提高水土利用效率的关键在于管理盐分胁迫，而盐分胁迫同时制约作物产量和灌溉生产率。尽管非生长季咸水灌溉可以缓解盐分胁迫，但由于缺乏基线土壤盐分储量数据，水资源分配在很大程度上仍依赖经验，导致大量淡水浪费。因此，我们主张开发一种快速、经济且准确的方法来估算土壤盐分储量，从而实现基于科学的定额灌溉。本研究以中国新疆阿拉尔垦区的棉田为对象，综合了Sentinel-1 SAR、Sentinel-2裸土光谱和多种环境协变量。采用递归特征消除、地理探测器和Shapley方法筛选预测因子，随后构建随机森林模型以量化土壤盐分密度（SSD），进而制定脱盐灌溉定额。结果表明，SSD值范围为1.12至10.41 kg m⁻²，中部河道走廊区域数值较低，外围斑块区域数值较高。根据SSD估算，土壤盐分总储量为6.16–6.27 Tg，对应模拟总灌溉量为4.19×10⁸ m³至4.30×10⁸ m³。理论上，与经验灌溉相比，可节约11.34%–13.61%的淡水。在各协变量中，种植年限、人类影响指数和土壤砂粒含量占主导地位。本研究开发的基于遥感的SSD估算框架为干旱地区精准灌溉提供了技术支持。