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土壤盐渍化威胁全球农业生产力与生态安全，研究人员围绕干旱区土壤盐渍化的 "measure-monitor-manage" 框架展开研究，整合多源数据融合、数字孪生模拟及水利工程 - 生态协同方案，为实现 SDG2 及盐碱地可持续利用提供科学路径。
土壤盐渍化正成为全球农业的 "隐形杀手"。在干旱半干旱地区，气候变暖叠加不合理灌溉等人类活动，导致 8.7% 的全球陆地面积（超 8.33 亿公顷）面临盐渍化威胁。土壤中盐分的异常积累不仅抑制作物生长，还会破坏土壤结构、加剧生态脆弱性，直接威胁粮食安全与生态可持续性。如何精准监测盐分动态、解析运移机制并制定有效治理策略，成为全球农业与环境领域的重大挑战。
为破解这一难题，深圳职业技术大学等国内研究机构的科研团队，针对干旱区土壤盐渍化问题展开系统性研究。相关成果发表于《Ecological Indicators》，为盐碱地资源的高效利用与全球粮食安全提供了关键科技支撑。
研究团队综合运用多维度技术手段：
- 多源遥感监测：整合卫星（如 Sentinel、Landsat）、无人机及地面光谱数据，构建土壤盐分反演模型，实现大尺度盐分空间分布监测。
- 水盐运移模拟：利用 HYDRUS、SWAP 等物理模型及神经网络等统计模型，模拟不同尺度水盐动态过程，揭示气候 - 土壤 - 人类活动的耦合作用机制。
- 跨学科治理方案：融合水利工程（如暗管排水）、化学改良（如石膏施用）、生物修复（耐盐作物种植）及自然解决方案（NBS），形成 "监测 - 模拟 - 治理" 全链条技术体系。
2. 测量与监测：构建空天地一体化网络
传统原位采样耗时费力，研究团队开发基于多源数据融合的非破坏性监测技术。通过分析 Sentinel 卫星光谱数据，结合无人机高分辨率影像与地面电磁感应传感器，建立盐分敏感波段识别模型。研究发现，光谱微分变换（如分数阶导数）可显著提升反演精度，而随机森林等机器学习算法在盐分预测中表现优于传统线性模型。尽管现有技术在表层土壤监测中成效显著，但深层土壤盐分评估仍存在瓶颈，未来需通过光谱传递模型建立表土与底土盐分的间接关联。
3. 模拟与预测：解析水盐动态机制
研究对比了 HYDRUS（物理模型）、DRAINMOD（水盐平衡模型）及神经网络模型的适用性。HYDRUS 能精准模拟田间尺度水盐运移，但受限于土壤参数获取难度；神经网络模型在区域尺度预测中表现优异，却缺乏物理机制解释。团队通过耦合 HYDRUS 与 MODFLOW 模型，将模拟尺度从田间扩展至区域，揭示了冻融过程、灌溉方式对盐分垂直分布的影响。值得注意的是，当前模型对滨海地区海水入侵的模拟仍存在不确定性，需进一步整合水文 - 生态过程。
4. 治理与管理：多元协同的可持续方案
研究提出 "工程 - 生态 - 农艺" 协同治理框架：
- 水利工程：优化明沟 - 暗管组合排水系统，结合滴灌技术减少深层渗漏引发的盐分上移。
- 化学与生物改良：施用石膏（CaSO??2H?O）置换土壤中钠离子（Na?），搭配耐盐植物（如盐地碱蓬）构建生态屏障，通过根系吸收与微生物活动降低表层盐分。
- 自然解决方案（NBS）：利用植被缓冲带增强水分蒸散，减少盐分积累；通过 "阶梯式" 生态修复策略，逐步将盐碱荒地转化为可持续农田。
研究强调，耐盐作物育种（如抗盐小麦品种）与精准农业技术的结合，可从根本上提升盐碱地生产力，减少对土壤改良的长期依赖。
结论与展望
该研究系统整合了干旱区土壤盐渍化的 "测 - 监 - 管" 全流程技术，揭示了气候 - 土地利用 - 水盐动态的互馈机制。通过数字孪生技术实现盐分运移的全周期模拟，为盐碱地分区治理提供了决策支持。研究指出，从 "土壤改良" 到 "耐盐种质创新" 的战略转型，结合 NBS 与精准农业，是实现盐碱地可持续利用的核心路径。这一成果不仅为全球 150 多个受盐渍化影响的国家提供了技术范式，也为我国落实 "藏粮于技" 战略、保障粮食安全开辟了新赛道。未来需进一步加强跨区域数据共享，深化土壤 - 作物 - 微生物互作机制研究，推动盐碱地生态系统服务功能的全面提升。
