阜康500水库是利用平原地区的洼淀、湖泊、渠道通过修筑河堤和控制闸等建筑物形成的水库。水库的修建能有效解决区域性缺水问题,因此一直是水利工程建设的重要组成部分。水库大坝为土石水泥混凝土坝,其结构简单,管理方便。在干旱、半干旱地区,就平原水库下游所灌溉的农田而言,虽然水库为其提供了作物生长所需要的水分,但同时使土壤的盐渍化程度日益加重。早期修建的水库由于渗水而抬高其下游的地下水位。因此,后期修建的阜康500水库采用防渗措施,这样一方面可以减少因底部渗漏而损失的水分,另一方面可以避免大幅度提高地下水位引起水库下游土壤盐渍化。人为活动使得土壤的水分,盐分含量、有机质、ph值等指标产生了较大变化,是土壤物理性质改变的重要原因。人类活动的方式、程度、持续的时间对土壤的性质及其土壤的异质性产生重要的影响。本文对新疆阜康500水库下游的土壤实地定点取样和光谱测量,将获取的土壤盐分、有机质及其光谱数据,通过光谱变换、相关分析等方法进行处理和分析,并探讨了不同人为干扰程度的土壤盐分、水分、有机质及水溶性离子与光谱反射率之间的关系,并建立了土壤反射光谱与盐分、有机质含量之间的多元线性回归预测模型,得到如下结论:(1)人为干扰程度与土壤盐分呈极显著正相关,而与土壤水分呈极显著负相关,相关系数分别为0.961和-0.929。(2)通过分析不同干扰的土壤水溶性离子与其光谱反射率相关性,发现这些离子(Mg2+、K+、SO42-、Clˉ和Ca2+)对于土壤的光谱反射率的影响比较弱。而Na+和HCO3ˉ与土壤光谱的相关性随干扰程度而不断增加。由此表明,受人为干扰的影响,盐渍化土壤中的Na+和HCO3ˉ随着水盐的运移有向表层聚集的现象。(3)在不同干扰程度与土壤光谱反射率的关系中,重度干扰的土壤反射率比轻度干扰土壤的反射率高约10%,轻度比未干扰的高约17%。这是由于人为干扰破坏了土壤表面的少量植被及生物、物理结皮,土壤表层因缺乏保护,水分会迅速蒸发,并将土壤下部的盐分带到上部,加之降水稀少,盐分在表层聚集。干扰程度越高,结皮破坏越严重,土壤积盐越多,反射率越高。(4)随干扰程度的不断增加,土壤原始光谱反射率与盐分相关系数的两个最大值逐渐向近红外波段偏移(999nm、876nm——979nm、1182nm——1370nm、1900nm),这预示着,在近红外区波段土壤光谱反射率与盐分含量之间有紧密的相关性。(5)利用反射率R、反射率一阶导数R′、反射率R+水分分别建立了不同干扰程度的三类土壤盐分含量预测模型。综合R2和RMSE判断模型精度,在不同干扰程度下,同类型的土壤含盐量预测模型中,干扰程度越小,模型精度越高;而在相同干扰程度下,不同类型的土壤含盐量预测模型中,均以一阶导数R′建立的模型预测效果最优,R2均超过0.983。总体上,其模型精度提高了5%——10%,表明原始光谱经过一阶导数变换处理,可以去除部分线性背景值的干扰,提高预测土壤含盐量的精度。(6)在350~2 500 nm波长范围内,原始光谱反射率与土壤有机质含量呈负相关,且相关性最强的波段集中在可见光波段。由此表明,光谱通过一阶导数变换以后,最敏感的区域逐渐向近红外波段附近集中。(7)对原始光谱通过一阶导数、倒数的对数等变换能够不同程度地提高反射率对有机质含量的敏感性,其中尤以一阶导数变换最为敏感。这是因为光谱经过一阶导数变换不仅能消除一部分大气的影响,还能去除部分线性或接近线性背景、噪声光谱等对目标光谱的影响。(8)在三类不同的干扰程度下,利用光谱反射率一阶导数建立的土壤有机质含量预测模型的预测效果优于反射率R及倒数的对数log(1/R)的模型,模型精度提高约15%——32%。这充分表明,原始光谱经过一阶导数变换处理,可以去除部分线性背景及噪声光谱的干扰,模型能够更准确的反映不同干扰程度的土壤有机质含量及其变化信息。这对今后能够提取人为干扰程度的土壤信息以及动态的监测研究具有重要意义。