常用的土壤介電模型一般都是針對非鹽漬化土壤提出來的，對于干旱區鹽漬化土壤，模型對于介電常數虛部的描述與實際測量情況有一定差距。為了更好地深入研究干旱區鹽漬化土壤介電常數特性，該文選擇鹽漬土介電模型(修正的含水含鹽土壤Dobson 介電模型)作為典型研究區鹽漬化土壤介電常數的基礎模型，模擬分析土壤介電常數對模型參數的響應，在野外實測數據的支持下驗證了鹽漬土介電模型的適用性。研究結果表明：

　　1、在低頻區域(0.5<f<5 GHz)土壤介電常數對土壤體積含水量、含鹽量的響應十分明顯；

　　2、土壤介電常數實部對土壤體積含水量的響應非常顯著，線性擬合方程的相關系數R 高于0.95，土壤含水量的大小直接決定著土壤介電常數實部的高低；

　　3、土壤介電常數虛部對土壤含鹽量的響應明顯，線性擬合方程的相關系數R 在0.86 左右，可以認為土壤含鹽量決定著土壤介電常數虛部的高低。

　　研究證明利用土壤介電常數監測土壤含鹽量、含水量和土壤鹽漬化程度具有一定的潛力，通過鹽漬土介電模型反演土壤含鹽量是可行的。

　　鹽漬土是作物低產的一個重要障礙因子，但同時也是重要的農業后備耕地資源。鹽漬土在中國分布廣泛，從熱帶到寒溫帶、濱海到內陸、濕潤地區到極端干旱的荒漠地區，均有大量鹽漬土分布。據統計中國鹽漬土面積占全國可利用土地的4.88%，而西部六省區鹽漬土就占可利用土地面積的9.4%，占全國鹽漬土面積的69.03%。當前，遙感技術在區域尺度上的干旱區土壤鹽漬化監測應用方面已成為主流趨勢。微波遙感在土壤水分監測中具有其獨特的優越性，被認為是目前土壤水分遙感監測最具有發展潛力的探測手段，然而利用微波遙感手段對鹽漬化土壤含鹽量的研究非常少，而且大多是初步的定性的探討。

　　土壤介電常數特性是微波遙感進行對地觀測的基礎。它是建立后向散射系數與地表土壤參數(含水量、含鹽量)之間關系的關鍵量。一些研究表明，含鹽量和含水量高的土壤具有更高的導電性。因此，復介電常數的虛部也會更高，形成強反射。有些研究者利用散射計、輻射計、SAR 影像對鹽漬化土壤進行了定性分析，結果表明由于復介電常數的虛部更依賴于土壤的鹽分，隨著土壤介質中鹽分的增加導致了土壤反射率的增加或者輻射率的降低，這為定量分析土壤的介電常數與土壤含鹽量之間的關系，及雷達影像后向散射系數對土壤含鹽量的響應提供了理論基礎，以便正確有效地指導農業生產實踐。

　　目前，有關土壤微波介電特性密切相關的模型主要有鹽水、土壤—水分混合介電模型，土壤四分量理論模型，Dobson 介電模型以及在Dobson介電模型的基礎上改進的含水含鹽土壤半經驗混合介電模型。與通過統計回歸方法建立土壤介電經驗模型相比，半經驗混合模型各參數的描述較符合自然條件下土壤屬性規律，模型數據結果相對可靠。胡慶榮等[18]采集了5 種不同質地的土壤，利用微波網絡儀共軸探頭技術測量樣品的土壤介電常數，并使用土壤學測量方法，依據美國農業部制定的土壤質地三角圖提供的標準，計算得到了5 種土壤不同粒徑的含量，確定了包括土壤質地類型在內的土壤樣品各相關參數(土壤含鹽量、土壤體積含水量、土粒密度)，最后將獲得的數據進行分析，修正了Dobson 模型使之適用于含水含鹽土壤即鹽漬化土壤。

　　常用的土壤介電模型一般都是針對非鹽漬化土壤提出來的，對于干旱區鹽漬化土壤，模型對于介電常數虛部的描述與實際測量情況有一定差距。為了更好地深入研究干旱區鹽漬化土壤介電常數特性，本文主要利用鹽漬土介電模型(修正的Dobson 介電模型)，分析土壤介電常數對模型參數的響應，討論各模型參數與土壤介電常數的關系。在模擬自然條件下最具代表性的4 類不同質地土壤的基礎上，重點分析土壤不同體積含水量、含鹽量、頻率、溫度、土壤容重以及離子濃度對鹽漬土介電常數實部與虛部的影響，根據野外實測數據驗證鹽漬土介電常數模型的適用性。

2.2、鹽漬土介電模型(修正的Dobson 介電模型)驗證

　　將每個采樣點土壤體積含水量、含鹽量、土壤容重、溫度、砂粒與粘粒含量等野外實測數據代入鹽漬土介電模型計算出土壤介電常數，其中包含了模型介電常數實部、虛部及總的模型介電常數(介電常數幅值)，再將計算結果與野外實測介電常數對比統計成表(見附錄)，繪制2010 年4 月0～30 cm樣層實測數據與模型介電常數的關系圖(圖7)。

a. 模型介電常數與實測介電常數的關系

b. 模型介電常數與實測含水量的關系

c. 模型介電常數與實測含鹽量的關系

圖7 2010 年4 月0～30c m 樣層實測數據與模型介電常數的關系

　　1)從圖7a 可以看出：土壤實測介電常數與模型計算介電常數值的相關性較好，相關系數為0.967。這說明鹽漬土介電常數模型(修正的Dobson介電模型)對土壤介電常數的計算效果較為理想。

　　2)從圖7b 可以看出：實測含水量與土壤介電常數實部的線性擬合方程能在一定程度范圍內反映土壤含水量與介電常數實部的對應關系，且這種關系十分明顯。土壤體積含水量與介電常數實部線性擬合方程相關系數高于0.95。這反映了土壤含水量的高低客觀決定著土壤介電常數實部的大小。而土壤含水量的變化對模型介電常數虛部的影響并不明顯，說明了含水量對介電常數虛部的影響程度遠小于其對介電常數實部的影響。

　　3)從圖7c 可以看出：土壤含鹽量數據對介電常數虛部的影響較為明顯。雖然含鹽量數據其線性擬合方程的相關系數R=0.861 并沒有土壤含水量對介電常數實部的相關系數高，但是也能夠在一定程度范圍內反映介電常數虛部對土壤含鹽量的響應關系。進而說明了土壤含鹽量的多少也影響著介電常數虛部的高低。而圖中也可以直觀地看到土壤含鹽量對介電常數實部的線性關系不是很明顯，這也說明了含鹽量對介電常數實部的影響程度低于其對介電常數虛部的影響。

3、結 論

　　利用鹽漬土介電模型(修正的Dobson 介電模型)，分析土壤介電常數對模型參數的響應，討論各模型參數與土壤介電常數的關系。在模擬了自然條件下最具代表性的四類不同質地土壤的前提下，重點分析不同土壤體積含水量、含鹽量、頻率等模型參數對鹽漬土介電常數實部與虛部的影響，在數野外實測數據的支持下驗證鹽漬土介電模型的適用性。從中可以得出

　　1)在低頻區域(0.5<f< 5 GHz)，土壤介電常數對頻率的響應最佳，土壤介電常數對土壤體積含水量、含鹽量的響應十分明顯。

　　2)介電常數實部對土壤體積含水量的響應十分顯著，其隨著含水量的增加而增長。而對于介電常數虛部，介電常數隨著體積含水量的減少而小幅度升高。但無論是介電常數實部還是虛部，其介電常數幅值始終保持在較合理的區間，特別是對體積含水量在10%～40%之間的區域，模型計算數據效果較好，線性擬合方程的相關系數R 高于0.95，可以認為土壤含水量直接決定著土壤介電常數實部的高低。

　　3)土壤介電常數虛部對土壤含鹽量的響應明顯，雖然土壤含鹽量與土壤介電常數虛部的相關性沒有含水量與介電常數實部那樣顯著，但線性擬合方程的相關系數R 在0.86 左右，所以可以認為土壤含鹽量決定著土壤介電常數虛部的高低，特別是在較低頻率的情況下，這種響應機制更加凸顯，所以決不能忽視土壤含鹽量這個因子對介電常數的影響，從而使之更適用于鹽漬化土壤介電模型。

　　總之，鹽漬土介電模型能夠較為客觀描述土壤介電常數，其估計值與土壤實測介電常數的相似程度較好。可以通過鹽漬土介電常數模型研究含水含鹽土壤介電特性，也可以定量分析土壤體積含水量、含鹽量以及不同頻率變化對土壤介電常數的影響。研究證明利用土壤介電常數監測土壤含鹽量、含水量和土壤鹽漬化程度具有一定的潛力，通過鹽漬土介電模型反演土壤含鹽量是可行的。